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Steuerung für Strebausbaueinheiten
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsteuerung für Ausbaueinheiten
im untertägigen Strebausbau, bei der von einem oder mehreren Steuerständen aus Steuerimpulse
an die den einzelnen Ausbaueinheiten zugeordneten hydraulischen Hauptsteuersentile
gegeben werden, die die Arbeitsfunktionen des Ausbaus, wie das Setzen, Rauben, Rücken,
auslösen.
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Es sind für den schreitenden Strebausbau Impuls steuerungen bekannt,
beispielsweise die sogenannte Nachbarsteuerung.
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Hierbei ist das iipulsbeaufschlagte Hauptateuerventil an dem Ausbau
angeordnet, dessen Arbeitsfunttionen damit gesteuert werden, während die Umachaltimpulse
aus sicherheithohen Gründen von am benachbarten Ausbau angeordneten Befehlsgeberventilen
über Schlauchleitungen auf das Hauptsteuerventil gegeben werden. Da für jede libeitsfunktion
ein Steuerschlauch benötigt wird, werden in der Regel 8 Steuerschläuche zwischen
den benachbarten Ausbaueinheiten gebraucht. Bei Steuerung sowohl des linken, als
auch des rechten Nachbarn von einem Ausbau aus, verdoppelt sich diese Zahl. Bei
einer Gruppensteuerung, bei der mehrere tu einer Steuergruppe zusammengefaßte Ausbaueinheiten
von einem r zentralen Steuerstand aus gesteuert werden sollen, errechnet sich die
Anzahl der notwendigen Steuerschläuche aus der Anzahl der Ausbaueinheiten mal der
Zahl der Arbeitsfunktionen.
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Aufgrund die sei großen Materialaufwandes und des undbersichtlichen
Schlauchwirrwars hat sich eine solche Gruppensteuerung
nicht durchsetzen
können, ganz zu schweigen von einer Steuerung1 die mehrere zentrale Steuerstände
aufweist.
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Eine solche Steuerung Jedoch würde eine Bedienungavereinfachung für
den Bergmann bedeuten und ihm vor allem eine bessere Schutzmöglichkeit gegen Staubbelästigung
bieten, weil er donn das Steuern des Ausbaus in angemessener Entfernung von den
größten Staubquellen des Strebes, an der Gewinnungsmaschine und an dem rückenden
Ausbau, vornehmen kann.
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Er könnte seinen Bedienungsplatz stets so wählen, daß er sich-wettertechnisch
gesehen - vor dem zu rückenden Ausbau befindet, um 8o Schutz vor dem aufgewirbelten
und von Wetter mitgeführten Staub zu haben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese geschilderte vorteilhafte Steuerungsmöglichkeit
zu schaffen. Es soll also für den schreitenden Strebausbau eine hydraulische oder
pneumatische Gruppensteuerung entwickelt werden, die das Steuern nehrerer Ausbaueinheiten
von einem zentralen Steuerstand aus möglich macht. Darüber hinaus soll auch das
Ansteuern der einzelnen Ausbaueinheiten von mehreren getrennt voneinander stehenden
Steuerständen aus erfolgen können. Der Verschlauchungs- und Ventilaufwand soll dabei
gering gehalten werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden in die Ispulaleitungen von den Befehlageberventilen
zu den hydraulischen Hauptsteuerventilen, welche die Arbeitafunktionen der jusbausinheiten,
wie das Setzen, Rauben Rücken u. dgl.einlel$eA Zweidruckventile eingesetzt, die
den Impuls zum Umschalten des Hauptsteuerventils erst dann weiterleiten, wenn an
beiden Steuereingängen des Zweidruckventils gleichzeitig Druck ansteht.
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Diese beiden Steuerleitungen werden direkt oder indirekt an die Befehlsgeberventile
angeschlossen.
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Dies kann beispielsweise so geschehen, daß eine Anzahl der Befehlsgeberventile
- z.B. die Gruppennuuimernwahischalt ventile - an die eine Steuerseite der zu dem
bestimmten Ausbau gehörenden Zweidruckventile angeschlossen sind, während eine andere
Gruppe der Befehlsgeberventile - z.B.
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die Arbeitsfunktionswahlschalter - mit dem anderen Steueranschluß
des Zweidruckventils verbunden ist.
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Hierdurch ergeben sich Steuerungsmöglichkeiten, die eine erhebliche
Einsparung von Steuerschläuchen bedeuten. Außerdem wird eine Möglichkeit geschaffen,
von mehreren Steuerständen aus alle Ausbaueinheiten einer Steuergruppe anzusteuern.
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Im folgenden soll an Hand der Zeichnungen die Erfindung näher beschrieben
werden und auf Erweiterungsmöglichkeiten hingewiesen werden. Es ist nur ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, das die Steuerung von 4 Ausbaueinheiten mit Je 4 Arbeitsfunktionen
von einem Steuerstand aus umfaßt.
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Es sind pneumatische Schaltsymbole verwendet; natürlich läßt sich
auch eine hydraulische Steuerung verwirklichen.
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Die stärker ausgezogenen Linien stellen die bei dem aktuellen Ventilstand
vorhandenen druckführenden Steuerleitungen dar.
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Der Schaltplan gemäß Fig. 1 stellt links im strichpunktierten Rahmen
10 den zentralen Steuerstand mit den Befehlsgeberventilen dar, und zwar ist oben
der Gruppennuinmern&hlschalter 11 dargestellt, dessen jede seiner 4 Schaltstellungen
1, II, III und IV auf die zugehörige Ausbaueinheit bezogen-ist.
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Seine Anschlüsse 1, 2, 3 und 4 geben bei entsprechendr Schaltstellung
einen Dauerimpuls zu den einzelnen Ausbaueinheiten.
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In der gezeichneten Stellung führt die Steuerleitung 2 Druck, so daß
die Zweidruckventile a2, b2, c2 und d2 an ihren Anschlüssen xl beaufschlagt sind.
Sie sind dadurch umgeschaltet, geben Jedoch noch keinen Impuls weiter, s1ange ihr
inichluß x2 drucklos ist; sie stehen Jetzt gewissermaßen in Bereitschaftsposition.
Mit A, B, C und D sind die Befehlsgeberventile bezeichnet, die die Arbeitsfunktionen
des Ausbaus, wie Setzen, Rücken und die hierzu umgekehrten Funktionen Rauben bzv.
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Nachziehen, auslösen sollen. Ihre Impuisleitungen sind mit a, b, c
und d bezeichnet, sie sind mit den Anschlüssen x2 der Zweidruckventile verbunden,
und zwar derart, daß Jeweils die Zweidruckventile die einer identischen Arbeitsfwiktion
Zuge ordnet sind, gemeinsam an der entsprechenden 8teuerleitung angeschlossen sind.
So ist in der gezeichneten Stellung
zum Beispiel das Befehisgeberventil
B betätigt (Pfeil), das eine bestimmte Arbeitsfunktion, beispielsweise das Rücken,
einleiten soll. An die entsprechende Steuerleitung b sind alle Zweidruckventile
mit ihrem Anschluß x2 angeschlossen, die diese Arbeitsfunktion auf die entsprechenden
Hauptsteuerventile der verschiedenen Ausbaueinheiten einleiten sollen; es sind dies
die Ventile: bl, b2, b3 und b4o Die Bedingung für die Funktion des Zweidruckventils
lautet so, daß erst dann ein Schaltimpuls weitergegeben wird, wenn sowohl der Steueranschluß
xl als auch der Anschluß x2 druckbeaufschlagt sind. Diese Bedingung wird in jeder
nur möglichen Kombination eines Gruppennummernwahlschalters mit einem Arbeitsfunktionsventil
nur jeveils auf ein Zweidruckventil zutreffen, im gezeichneten Fall beim Ventil
b2. Am druckführenden Ausgang y dieses Ventils ist das Hauptsteuerventil 311 angsachlossen,
welches damit die angewählte Funktion, beispielsweise den Rückvorgang, auslöst.
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Obwohl auch die Ventile a2, c2 und d2 auf Grund des Impulses 2 umgeachaltet
sind, wird kein Impuls weitergegeben, weil ihre Anschlüsse x2 drucklos sind. Auch
die Druckbeaufschlagung der Ventile bl, b3 und b4 an ihren Anschlüssen x2 bringt
keine Wirkung hervor, da die Anschlüsse xl drucklos sind.
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Die Hauptsteuerblöcke HI, H II, H III und H IV der einzeln Ausbaueinheiten
beinhalten - vereinfacht dargestellt - die Hauptsteuerventile A 1, B I, C I usw..
Sie können als Wegeventile, auch mit Vorsteuerventilen oder als entsperSare Rückschlagventile
ausgebildet sein. Die Uberdruckventile sind nicht gezeichnet.
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Es ist ersichtlich, daß eine Erweiterung der Steuergruppe um weitere
Ausbaueinheiten leicht möglich ist. Lediglich ein Wahlschalter mit mehreren Schaltmöglichkeiten
ist erforderlich und dazu Je Ausbau nur ein zusätzlicher Steuerschlauch. Statt des
Wahlschalters können natürlich auch Einzelventile verwendet werden.
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Der in Fig. 1 ausgedrückte Erfindungsgedanke soll in Fig 2 noch einmal
in schematischer Darstellung verdeutlicht werden:
Jedes Quadrat
entspricht einem Zweidruckventil, das dem Hauptsteuerventil vorgeschaltet ist. Vom
Gruppennuxsernwahlschalter, Stellung II, werden alle in der horizontalen Reihe II
angeordneten Zweidruckventile an ihren Anschlüssen xl beaufschlagt: a2, b2, c2 und
d25 vom irbeitsfunktionswahischalter B werden alle Zweidruckventile in der vertikalen
Reihe an den Anschlüssen x2 beaufschlagt: b1, b2, b3 und b4. Gemäß der charakteristischen
Funktion des Zweidruckventils wird dieses den Impuls zum Umschalten des Hauptsteuerventils
nur dann geben, wenn beide Anschlüsse druckbeaufschlagt sind. Dies ist gegeben im
Kreuzungspunkt beider Reihen, beim Zweidruckventil b2.(stark eingerahmt). Das Zweidruckventil
erfüllt hier also eine UND- Funktion.
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Für die Ubertragung der 16 gezeichneten Schaltfunktionen vom Steuerstand
zu den Hauptsteuerventilen werden nur 8 Steuerleitungen benötigt. Diese enorme Verschlauchungser
sparnis wird noch deutlicher bei größeren Steuergruppen: Bei beispielsweise 10 Ausbaueinheiten
mit je 8 Arbejtsfunktionen werden 10 + 8 = 18 Steuerschläuche benötigt.
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Nach bisheriger Steuerungstechnik wären hierfür 10 x 8 = 80 Schläuche
nötig. Diese erfindungagemäße Steuerung spart also im erheblichen Maße Schläuche
ein und eröffnet neue Steuerungsmöglichkeiten. Die benötigten Zweidruckventile sind
einfach im Aufbau, betriebssicher und sehr billig; es können normale Wegeventile
oder in besonders einfacher Ausführung, z.B. gemäß Symbol des Ventils d4, verwendet
werden, die auch schlauchlos an die vorgesteuerten Hauptsteuerventile angeschlossen
werden können.
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Eine weitergehende Kapazitätsausnutzung der Steuerschläuche läßt sich
noch erreichen, indem die Befehlssteuerventile in mehr als zwei Gruppen unterteilt
und untereinander verknüpft werden und/oder jeder Befehlsgeberimpuls mit Jedem anderen
verknüpft wird. In diesen Fällen müssen auch mehrere Zweidruckventile hintereinander
geschaltet werden und gegebenenfalls im Steuerstand untergebracht sein, eo daß schon
hier
eine Reduzierung der benötigten Schlauchleitungen auf eine geringere Anzahl als
die Summe der Befehisgeberventile ist, erreicht wird.
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Außerdem kann diese Steuerung noch erweitert werden durch den Einbau
von Sicherheitsschaltungen, Riickmeldungen und Kontroliglieder, Ist- Wertanzeige
der Arbeitsfunktionen, Abtastung des Rückweges, sowie Folgeachaltungen. Sinngemäß
kann also der hier benutzte Begriff "Befehlsgeberventil" auch auf Impulsventile
dieser Erweiterun6sschaltungen ausgedehnt werden, worunter z. B. auch Endschalter
bei Folgesteuerungen gehören.
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Der weitere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Steuerung besteht darin,
daß weitere Steuerstände an Jeder beliebigen Stelle der Ausbaugruppe angeschlossen
werden können. Die Tatsache, daß die Impulsleitungen a, b, c und d sich über die
ganze Länge der Ausbaugruppe erstrecken, kommt dieser Erweiterung entgegen. Auch
die Impulsleitungen 1,2, 3 und 4 lassen sich leicht verlängern. Weitere, des Steuerstand
10 entsprechende Befehlsgeberventile lassen sich so mittels Doppelrückichlagventilen
12 anschließen - wie es in der Steuerleitung 4 angedeutet ist. Auf diese Weise kann
z.B.
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in einer 10 AuBbaueinheiten umfassenden Steuergruppe Jeder Ausbau
von Jedem anderen Ausbau aus angesteuert werden.