DE1277787B

DE1277787B - Einrichtung zur Zeitplansteuerung von hydraulischem Grubenausbau

Info

Publication number: DE1277787B
Application number: DEB91830A
Authority: DE
Inventors: Hans Rieschel
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1967-03-30
Filing date: 1967-03-30
Publication date: 1968-09-19
Also published as: FR1560799A; GB1216212A; US3500719A

Description

Einrichtung zur Zeitplansteuerung von hydraulischem Grubenausbau Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zeitplansteuerung von hydraulischem Grubenausbau, bei dem jede Ausbaueinheit aus mehreren untereinander durch eine Steuerkette verbundenen hydraulischen Einzelaggregaten aufgebaut ist, welche in bestimmter Reihenfolge betätigt werden.
Die Betätigung der hydraulischen Einzelaggregate eines solchen Grubenausbaues nach Zeitplan durch sogenannte Schrittschaltwerke sind bekannt. Ihr wesentlicher Teil ist eine motorisch in Umdrehungen versetzte Nockenwelle, deren Nocken in vorgegebener Reihenfolge den hydraulischen Einzelaggregaten der Steuerkette zugeordnete Stellglieder betätigen. Es kommt dabei allerdings darauf an, solche Schaltwerke einfach und raumsparend auszubilden, um zu Abmessungen zu gelangen, die die Unterbringung im Grubenausbau noch ermöglicht, ohne andererseits Einbußen in der Betriebssicherheit der Steuerungen in Kauf nehmen zu müssen.
Es ist bereits bekannt, in Streben mit einer Vielzahl von Ausbaueinheiten zur Beschleunigung der Bauschreitfolge Gruppen zu bilden, in denen mehrere Ausbaueinheiten zusammengefaßt sind. Dann schreitet in den Gruppen stets eine Ausbaueinheit, im Streb können jedoch gleichzeitig so viel Ausbaueinheiten schreiten, wie Gruppen gebildet sind.
Die Steuerung der Gruppen erfordert eine gruppeneigene Steuerkette, und wenn sie nach Zeitplan erfolgen soll, ein gruppeneigenes Schrittschaltwerk.
Eine Vorstellung von der Zahl der dann erforder-*lichen Signale und der hiervon abhängigen Anzahl von Stellgliedern erhält man, wenn man in der Gruppe acht Einheiten mit jeweils sechs Steuerimpulsen in deren Steuerkette voraussetzt. Bei einer vorgegebenen Schrittfolge der Einheiten ergeben sich dann achtundvierzig Signale oder Stellglieder. Wollte man deren Verknüpfung ausschließlich mit einem $chrittschaltwerk lösen, so wären in diesem Schrittschaltwerk achtundvierzig Nocken erforderlich, die sämtlich bei einer Nockenwellendrehung zur Wirkung gelangen müßten. Das würde eine praktisch nicht zu verwirklichende Untersetzung der Drehzahl des Antriebsmotors des Schrittschaltwerkes und eine räumlich nicht mehr unterzubringende Durchmesservergrößerung der Nocken auf der Welle erfordern.
Würde man andererseits einem die Schreitfolge der Ausbaueinheiten steuernden Schrittschaltwerk mit acht Stellgliedern acht baueigene Schrittschaltwerke mit sechs Stellgliedern für die Betätigung der in den baueigenen Steuerketten verbundenen hydraulischen Einzelaggregaten der Ausbaueinheiten vorschalten, so erhielte man einen praktisch nicht tragbaren Aufwand an Motoren und Getrieben für diese Vielzahl von Schrittschaltwerken.
Der Erfindung liegt als technische Aufgabe das Problem zugrunde, den oben beschriebenen Aufwand an Stellgliedern und Schrittschaltwerken zu senken.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Ausbaueinheiten in an sich bekannter Weise zu Gruppen zusammengefaßt sind und die hydraulischen Einzelaggregate der Ausbaueinheiten unter Verzicht auf baueigene Schrittschaltwerke an den Gruppen zentraler Schrittschaltwerke über ein Verteilerwerk angeschlossen sind.
Nach der Erfindung erhält das gruppeneigene Schrittschaltwerk eine der Zahl der Stellglieder in der baueigenen Steuerkette, d. h. in einer Ausbaueinheit entsprechende Anzahl von Stellgliedern, deren Abgänge an das vom Schrittschaltwerk fortgeschaltete Verteilerwerk angeschlossen sind. Dieses Verteilerwerk legt die Abgänge an jeweils wenigstens ein Kupplungsstück, von dem je eines jeder Einheit zugeordnet ist.
Durch die Erfindung wird deshalb der Vorteil erreicht, daß die in der Steuerkette der Einheiten erforderlichen Stellglieder wegfallen. Sie sind ersetzt durch einen einzigen Satz von Stellgliedern, der entsprechend der in der Gruppe gegebenen Schreitfolge jeweils auf die schreitende Ausbaueinheit geschaltet wird, wobei gleichzeitig die nicht schreitenden Ausbaueinheiten von der Steuerung abgeschaltet werden, bis sie durch Fortschalten des Verteilerwerkes an die Reihe kommen. Ohne Einrechnung der Stellglieder für das Verteilerwerk kommt man bei dem eingangs angegebenen Beispiel dann auf sechs Stellglieder, die zusammen mit einem Schrittschaltwerk und einem Verteilerwerk die gesamte Steuerung verwirklichen. Die bei den praktisch vorkommenden Zahlen von Signalen in den Steuerketten der Einheiten erforderlichen Stellglieder ermöglichen es bei der erfindungsgemäßen Steuerung, daß das sie betätigende Schrittschaltwerk noch wenigstens ein weiteres nockengesteuertes Stellglied aufnimmt, das zur Steuerung des Fortschreitens des Verteilerwerkes dient.
Dieses Verteilerwerk kann bei praktischer Ausführung der Erfindung eine der Zahl der gleichzeitig schreitenden Einheiten entsprechende Anzahl von Trommeln, also wenigstens eine Trommel aufweisen, die auf ihrer Außenseite die nach insbesondere gleichen Bogenwinkeln versetzt angeordneten Kupplungsstücke trägt und in der eine Verteilerscheibe unter Steuerung durch das erwähnte nockengesteuerte Verteilerwerkstellglied verdrehbar ist, welche die Abgänge der Ventileinheiten mit jeweils einem Kupplungsstück verbindet.
Bei einem solchen Verteilerwerk muß natürlich sichergestellt sein, daß die in mehreren, die Leitungen verwirklichenden Bohrungen ankommenden Steuersignale, die in der Regel Drucksignale eines Niederdrucksteuermediums sind, aber grundsätzlich auch solche der unter Hochdruck stehenden Arbeitsflüssigkeit sein können, zuverlässig voneinander getrennt bleiben, was eine wirksame Abdichtung der Verteilerscheibe und des jeweils von ihr erfaßten Kupplungsstückes voraussetzt.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß auf die Rückseite der in der druckdicht ausgebildeten Trommel liegenden Verteilerscheibe das von den Stellgliedern gesteuerte Medium zur Herstellung einer Abdichtung zwischen den Leitungsenden der Verteilerscheibe und denen der Kupplungsstücke wirkt.
Nach einem weiteren praktischen Vorschlag der Erfindung ist die Verteilerscheibe auf einer axial festgelegten drehbaren Welle mit der Zahl der Leitungen in der Verteilerscheibe entsprechender Anzahl von mit diesen kommunizierenden Bohrungen, die an von den Stellgliedern beaufschlagten Ringkanälen einer die Welle umgebenden Büchse enden, versehen. Unter solchen Umständen läßt sich die Verteilerscheibe nicht axial zur Herstellung des erforderlichen Dichtungsdrucks bewegen. Dann erfolgt die Abdichtung dadurch, daß die Trommel oder die mehreren Trommeln zum Abdichten der Verteilerscheibe oder Scheiben axial beweglich, jedoch radial festgelegt sind.
Der Antrieb des Verteilerwerkes kann natürlich ebenso wie der des Schrittschaltwerkes ein drehender Antrieb sein. Der Antrieb fällt aber wesentlich einfacher aus, wenn er nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von einem Druckmittelzylinder gebildet wird, da ein solcher Druckmittelzylinder ohne weiteres die Welle auch um sehr kleine Bogenwinkel verdrehen kann. Der Druckmittelzylinder ist im übrigen sehr einfach zu steuern, was im Hinblick auf den Aufwand an Nocken und Stellgliedern im Verteilerwerk für diesen Zweck bedeutsam ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt F i g. 1 teilweise im Schnitt und in Seitenansicht ein Verteilerwerk gemäß der Erfindung, F i g. 2 in Aufsicht und wiederum teilweise im Schnitt das Verteilerwerk mit dem ihm vorgeschalteten Schrittschaltwerk und F i g. 3 eine Stirnansicht der in der Einrichtung verwendeten Trommeln mit den auf ihrer Außenseite angebrachten Kupplungsstücken.
Ein Zeitschaltwerk besitzt einen von Druckluft aus einer Leitung 1 betriebenen Motor 2 mit einem Getriebe 3, dessen Ausgang eine Nockenwelle 4 mit vier Schaltnocken 5 für vier Stellglieder 6 bildet. Diese Anordnung bildet ein Schrittschaltwerk, bei dem während jeder Umdrehung der Welle 4 entsprechend dem Schnitt der Nocken 5 in vorgegebener Reihenfolge und Zeitdauer die Stellglieder 6 einmal geschaltet werden. Den Eingang der Stellglieder 6 bildet eine Zweigleitung 7 aus der Druckluftleitung 1. Die Abgänge 8 der Stellglieder 6 sind über einen Anschluß 9 in ein allgemein mit 10 bezeichnetes Verteilerwerk eingeführt.
Vom Anschluß 9 verlaufen durch eine Büchse 11 Zuleitungsbohrungen zu Ringkanälen 12, deren Zahl der Zahl der Stellglieder 6 entspricht. Die Ringkanäle 12 dienen zur getrennten Abführung der auf den Ausgängen der Stellglieder 6 erscheinenden Signale in zwei Gruppen durch eine axial festgelegte, von der Büchse umgebene Welle 13, die demzufolge zwei Gruppen von Leitungskanälen 14 bzw. 15 aufweist.
Zu jeder Gruppe von Leitungskanälen 14 bzw.15 gehört je eine Trommel 16 bzw. 17, die identisch ausgebildet sind, so daß nachfolgend nur die Trommel 17 beschrieben zu werden braucht.
An dem der Trommel 17 zugekehrten Ende der Welle 13 sitzt eine Verteilerscheibe 18, die sich mit der Welle drehen kann. In der Verteilerscheibe befinden sich Kanäle 19, die eine Fortsetzung der Kanalleitungen 15 in der Welle darstellen und an der Stirnseite der Scheibe enden. An der Stirnseite im Bereich des Austritts der Kanäle 19 befindet sich eine Dichtung 20.
Auf der Außenseite der Trommel 17 befindet sich eine Mehrzahl von Kupplungsstücken 21, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an jeder Trommel 4 um gleiche Bogenwinkel versetzt angeordnete Kupplungsstücke, wie F i g. 3 zeigt, vorgesehen sind.
Die Trommel 17 ist als druckdichter Behälter ausgeführt, so daß die Rückseite 22 der Verteilerscheibe 18 unter dem Druck des in den Leitungen 15,19 strömenden Druckmittels steht. Infolgedessen wird die Verteilerscheibe 18 gegen die die Kupplungsstücke 21 tragende Trommelwand von innen gepreßt und stellt dadurch den erforderlichen Dichtdruck her bzw. wird nach einem Schaltzyklus der Stellglieder 6, wenn der Druck zusammenbricht, die Scheibe entlastet, so daß auch der Dichtdruck aufhört.
Da im vorliegenden Fall die Welle 13 axial nicht verschieblich ist, sind die feststehenden Trommeln 17 axial verschieblich, wozu eine ortsfeste Nut 23 dient, die axial zur Welle verläuft und in die ein Ansatz 24 der Trommel faßt.
Die Welle 13 wird von einem Drehzylinder 25 geschaltet, d. h. absatzweise gedreht. Dazu dient ein Stellglied 26, dem ein Nocken 27 auf der Welle 4 des Schrittschaltwerkes zugeordnet ist und das demnach ebenfalls einmal bei jeder Nockenwellendrehung betätigt wird.
An die Kupplungsstücke werden die Steuerketten von mit T bis IV bzw. V bis VIII bezeichneten Einheiten des hydraulischen Grubenausbaus, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Signale benötigen, angeschlossen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden in einer Gruppe stets zwei Einheiten gleichzeitig betätigt, weshalb zwei Trommeln mit jeweils zugeordneten Leitungskanälen 14,15 in der Welle 13 vorgesehen sind.
Die Stellglieder 6 produzieren die in der Steuerkette der Einheit erforderlichen Signale, während das Stellglied 26 nach Abschluß der Signalfolge das Verteilerwerk 10 weiterschaltet, worauf die Signalfolge wiederholt wird.
Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Einrichtung den Vorteil hat, daß eine Vielzahl von Signalen mit einer geringstmöglichen Zahl von Stellgliedern und mit nur einem Schrittschaltwerk produziert werden kann. Die Einrichtung ist mechanisch außerordentlich einfach und läßt sich stark verkleinern, so daß sie ohne weiteres am Ausbau untergebracht werden kann.
Die Anschlüsse für die von den Kupplungsstücken ausgehenden Leitungen sind nicht gezeichnet. Diese können jedoch aus entsprechend gestalteten Köpfen bestehen, die sich mit den Kupplungsstücken, beispielsweise mit Hilfe von zwei Schrauben verschrauben lassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Zeitplansteuerung von hydraulischem Grubenausbau, bei dem jede Ausbaueinheit aus mehreren untereinander durch eine Steuerkette verbundenen hydraulischen Einzelaggregaten aufgebaut ist, welche in bestimmter Reihenfolge betätigt werden, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ausbaueinheiten in an sich bekannter Weise zu Gruppen zusammengefaßt sind und die hydraulischen Einzelaggregate der Ausbaueinheiten unter Verzicht auf baueigene Schrittschaltwerke an ein gruppenzentrales Schrittschaltwerk (1 bis 5) über ein Verteilerwerk (10) angeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weiteres nockengesteuertes Stellglied (26) im Schrittschaltwerk zur Steuerung des Fortschaltens des Verteilerwerkes (10).
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerwerk (10) wenigstens eine Trommel (16,17) aufweist, die auf ihrer Außenseite die nach insbesondere gleichen Bogenwinkeln versetzt angeordneten Kupplungsstücke (21) trägt und in der eine Verteilerscheibe (18) unter Steuerung durch ein Verteilerstellglied (26) verdrehbar ist und die Abgänge der Stellglieder (6) mit jeweils einem Kupplungsstück (21) einer Trommel (16,17) verbindet.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite der in der druckdicht ausgeführten Trommel (16, 17) liegenden Verteilerscheibe (18) das von den Ventileinheiten gesteuerte Medium zur Herstellung einer Abdichtung zwischen den Leitungsenden der Verteilerscheibe (18) und denen der Kupplungsstücke (21) wirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerscheibe (18) auf einer axial festgelegten drehbaren Welle (13) mit der Zahl der Leitungen in der Verteilerscheibe entsprechende Anzahl von mit diesen kommunizierenden Bohrungen (14, 15), die an von den Stellgliedern (6) beaufschlagten Ringkanälen (12) einer die Welle (13) umgebenden Büchse (11) enden, befestigt ist und daß die Trommel (16, 17) oder Trommeln zum Abdichten der Verteilerscheibe oder -scheiben axial beweglich, jedoch radial festgelegt ist (sind).
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen aus einem Druckmittelzylinder (25) bestehenden Antrieb für das Schrittschaltwerk (10). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1131626; britische Patentschriften Nr. 798 414, 961537.