EP0221886A1 - Verfahren zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenkbaren Schrämarmes einer Teilschnittschrämmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenkbaren Schrämarmes einer Teilschnittschrämmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Download PDF

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EP0221886A1
EP0221886A1 EP86890286A EP86890286A EP0221886A1 EP 0221886 A1 EP0221886 A1 EP 0221886A1 EP 86890286 A EP86890286 A EP 86890286A EP 86890286 A EP86890286 A EP 86890286A EP 0221886 A1 EP0221886 A1 EP 0221886A1
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EP
European Patent Office
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drive
pressure medium
chip specification
cutting
drives
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Granted
Application number
EP86890286A
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English (en)
French (fr)
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EP0221886B1 (de
Inventor
Eduard Dipl.-Ing. Schellenberg
Gerhard Dipl.-Ing. Steinbrucker
Herwig Wrulich
Reinhard Dipl.-Ing. Neuper
Alfred Zitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandvik Mining and Construction GmbH
Original Assignee
Voestalpine AG
Voest Alpine Bergtechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Voestalpine AG, Voest Alpine Bergtechnik GmbH filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0221886A1 publication Critical patent/EP0221886A1/de
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Publication of EP0221886B1 publication Critical patent/EP0221886B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/108—Remote control specially adapted for machines for driving tunnels or galleries

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the movement of a cutting arm which can be pivoted on all sides of a partial cutting cutting machine with a first hydraulic drive for lifting and lowering the cutting arm and a further hydraulic drive for pivoting the cutting arm transversely to the lifting and lowering direction, and to a device for carrying it out Procedure.
  • Partial cutting machines with a cutting arm that can be pivoted on all sides usually have hydraulic cylinder piston units for raising and lowering the cutting arm in a substantially vertical direction, and a swivel drive, which can be brought about, for example, by the engagement of a hydraulically operated rack in the ring gear of a swivel mechanism.
  • the swiveling of the cutting arm generally takes place about an axis which is essentially normal to the drive plane and the hydraulic cylinder-piston units for lifting and lowering the cutting arm are also pivoted about this essentially vertical axis with the swivel mechanism.
  • the cutter arm can thus be raised or lowered from any swivel position in the horizontal direction.
  • partial cutting machines in which cutting heads rotatably mounted at the free end of the cutting arm transversely to the longitudinal axis of the cutting arm, are mostly selected in the direction of advance in the axial direction of the rotary movement of the cutting heads.
  • the cutting arm is raised or lowered by the so-called chip specification, whereupon the propulsion movement is carried out in the opposite direction and again in the essentially horizontal direction. Due to the construction of such When the cutting arm is raised or lowered, the cutting machines have a rib in the middle between the two cutting heads at the free end of the cutting arm to achieve the new chip specification. This rib must subsequently be broken away when the cutting arm is pivoted in a substantially horizontal direction.
  • this rib can be too large to be easily broken away by swiveling the cutting arm. In these cases, the swiveling of the cutting arm in the new position is not readily possible and expensive manual controls are required to break this rib away before the cutting can continue in the opposite direction.
  • the invention now aims to provide a method of the type mentioned in which the reversal of the cutting direction, in particular when the desired profile is reached, is ensured in a simple manner without the risk that the machine is blocked by a remaining rib in the pivoting movement becomes.
  • the invention aims to achieve a precise adaptation to the rock properties and, in deviation from the feed direction, to enable movements of the cutting arm that are oriented in any way, in particular when reversing the cutting direction, the slope of the deviation from the feed direction should be freely selectable.
  • the method according to the invention essentially consists in measuring the time elapsed for the application of one of the two drives and / or the pressure medium volume supplied to the respective drive and depending on the desired chip specification after reaching the time required for chip specification Actuation of a drive or the volume for the adjustment in the direction of the chip specification, the pressure medium supply to this drive is closed and only the pressure medium supply to the feed drive is released.
  • the movements of the cutting arm can be precisely adapted to the respective rock properties, whereby the respective extent of rock to be cut or broken can be better taken into account.
  • the use of the parameters time and / or measured pressure medium volume also enables the control required for this to be carried out in a particularly simple manner by means of electrical or electromagnetic valves.
  • the method according to the invention can be carried out in a particularly simple manner if separate pressure medium sources are available for both directions of movement of a cutting arm.
  • the parameters time and / or volume can nevertheless be used to achieve a good adaptation to the rock properties and to approximate the slope of the diagonal partial area of the cutting arm movement when reversing the cutting direction in that the Drive for the chip specification is applied intermittently, the sum of the loading times and / or the respectively pressed-in volumes being selected depending on the chip specification.
  • such a procedure can also be carried out with two pressure medium sources for both adjustment directions of the cutting arm, a step-like cut being produced during continuous operation of the drive for the feed movement by the intermittent pressure medium supply to the second drive in the direction of the chip setting.
  • drive directions are available in a simple manner so that both drives are pressurized alternately and in chronological order for a new chip specification. In these cases, when the drive is acted on in one direction, the drive is interrupted in the other direction, which leads to a gradual advance to the new line.
  • a continuous and diagonal movement of the cutting arm with a freely selectable incline can be achieved in any case if separate pressure medium sources are connected to the drives for both drives at the same time, the length of time over which the drive remains pressurized for specifying the new chip as a measure can be used for the chip specification.
  • a more exact measure is, of course, the volumetric detection of the pressure medium volume to be supplied to the drive for the specification of the chip, with the specification of a certain volume, the time over which this volume is supplied to the drive for the specification of the chip, can be selected within wide limits, whereby the slope of the diagonal area is freely adjustable within wide limits.
  • the procedure according to the invention uses simple electronic control loops, it can be developed in a particularly advantageous manner by measuring the power consumption of the rotary drive of the head and / or the swivel drive in the feed direction and / or the rotational speed of the head and / or the swivel speed in the feed direction and the chip specification is set as a function of the measured values.
  • the chip specification is set as a function of the measured values.
  • the monitoring of the power consumption or the rotational speed allows rapid reaction to particularly fragile rock, in which the chip specification can of course be increased.
  • soft or tough rock with tough rock the proportion of the material cut relative to the material to be crushed must be larger, and therefore the ratio of the speed of the chip specification to the feed rate must be set accordingly steeper.
  • the device according to the invention for carrying out this method is essentially characterized in that electrically controllable valves are switched on in the pressure medium lines to the drives and that an electrical or electronic control device is connected to the valves, the electrical or electronic control device having adjustable timers and / or contains volume-controlled devices in the pressure medium lines and / or displacement transducers on the adjusting cylinders controlled switches for actuating the electrically controllable valves.
  • the electrical or electronic control unit or the control unit containing only adjustable timing elements and / or evaluation circuits for the measured values of a volumetric measuring sensor or a displacement sensor on the adjusting cylinders of the hydraulic drive for the chip specification got to.
  • the control signals are limited to the control of the electrically controllable valves, which results in a particularly simple and reliable design.
  • the electrically controllable valves are designed as changeover valves for the alternative pressurization of both drives.
  • the control unit for the feed movement has two switches and that after the chip specification the drive for the chip specification can be locked until the feed is switched in the opposite direction. In this way it is ensured that, even after short-term interruptions in the cutting work, there is no renewed chip specification, but is continued to be cut in the feed direction last envisaged until the cutting direction is reversed. Only when cutting back in the opposite feed direction should a new chip specification be made.
  • Such a device can be easily connected to a profile or template control, the design being such that the control device is connected to a profile or template control which, when the desired profile is reached, the switches for the feed drive in the opposite direction converted, the second drive being controllable after the feed direction is reversed until the chip specification is reached.
  • a particularly simple and reliable training for achieving different gradients of the diagonal area of the movement of the cutting arm over the face can be realized if a pump with variable delivery volume in the time unit is connected to the drive for the chip specification and the control device via control lines with the Setting element of the delivery rate of the pump is connected.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a cutting machine
  • FIG. 2 shows a top view of the machine according to FIG. 1, with insignificant details being omitted
  • FIG. 3 shows a schematic circuit arrangement of the device according to the invention for controlling the cutting arm Wegung
  • Figure 4 shows another modified schematic circuit arrangement
  • Figure 5 the image of the movement of the cutting arm projected onto the working face.
  • FIG. 1 denotes a cutting machine, the crawler track 2 of which can be moved on the sole.
  • the cutting machine has a cutting arm 5.
  • the cutting arm 5 can be pivoted in the vertical direction on a swivel mechanism 6 in the direction of the double arrow 7, for which purpose hydraulic cylinder piston units 8 are provided.
  • a pivotability in the direction of an essentially vertical axis 9 in the direction of the double arrow 10 is provided.
  • the pivot drive for this horizontal pivoting is illustrated in Fig.2.
  • the free end of the cutting arm 5 carries rotatable cutting heads 11, a rotary drive for these cutting heads 11 being provided in the interior of the cutting arm 5.
  • this chip specification in the case of particularly soft material, such as coal, potash or the like. due to the gearbox house and the free space 16 can not always be achieved. In any case, however, when the cutting arm 5 is raised or lowered in the direction of the double arrow 7, a rib corresponding to the space 16 remains in the rock and during the subsequent feed movement by pivoting in the direction of the double arrow 10 or moving the cutting heads 11 in the direction of their axis of rotation 15 this remaining rib will be broken off. This is not easily possible, especially with hard rock.
  • FIG. 1 An electromagnetically actuable valve 17 is provided for the swivel drive of the cutting arm in the horizontal direction.
  • the hydraulic cylinders are acted upon by a pump 18 in accordance with the position of the electromagnetic valve 17 with pressure medium.
  • This valve is actuated via a hand switch 19 in the operating console.
  • the operating console also contains a potentiometer 20 for specifying a time constant of a timer 21, which in turn closes a contact 22 as a function of the timer circuit 21.
  • an electromagnetic valve 23 is actuated, which supplies pressure medium from a pump 24 to the hydraulic drive for raising or lowering the cutting arm and thus generally to the drive for the chip specification.
  • a second pump 24 is provided, which can be formed, for example, in a simple manner by the hydraulic circuit for the caterpillar drive of the chassis of the cutting machine. When specifying a new chip, the caterpillar drive is not required, so that the pump 24 can be supplied with an additional function in this way.
  • FIG. 25 A more complete representation of a device for automatic control of the cutting process can be seen in FIG.
  • the operating unit 25 in turn contains the button 19 (not shown in FIG. 4) and the potentiometer 20 for specifying the time constant.
  • the control device is indicated schematically at 26, only the pressure lines for the hydraulic cylinders 8 and 12 being shown in the illustration according to FIG. 4 for the sake of clarity. Return lines are naturally provided and the simplified simplified electromagnetic control valves 23 and 17 are dimensioned accordingly.
  • a pump 18 is again provided for the horizontal pivoting of the cutting arm by means of the horizontal pivot cylinder 12.
  • An adjustable axial piston pump 27 is provided for the second direction of movement and in particular for the chip specification, the actuator 28 of which is connected to the control circuit 26 via control lines 29.
  • the valve 23 is also connected to the control unit 26 via a control line 30 in dependence on the timer 21 of the control circuit 26.
  • a volume measuring device 32 is switched on, the signals of which are fed to the control device 26 via a signal line 33.
  • a signal line 34 to a pressure measuring device 35 can be switched on in the line after the electromagnetically actuated valve 23.
  • the electromagnetic valve 23 can now be actuated as a function of the signals from the volume measuring device 32 or the timer 21, it being possible to determine the chip specification from these two signals.
  • the steepness or inclination of the diagonal section of the cutting arm movement can be changed by adjusting the adjusting element 28 of the axial piston pump 27, since the quantity of pressure medium delivered in the time unit can be changed in this way.
  • the combination of the device according to the invention with an automatic profile control allows the reaction time to be reduced when the cutting direction is reversed when the desired profile is reached, which can mean a variation in the profile width of up to 20 cm with a reaction time of only 0.1 sec. Fluctuations in the profile width of up to 20 cm result in up to 2 more m3 more per day, depending on the target profile Breakout, so that the automatic reversal control and automatic specification of the next chip a considerable degree of economy is achieved.

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Abstract

Zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenkbaren Schrämarmes einer Teilschnittschrämmaschine wird die für die Beaufschlagung eines der bei den als Zylinderkolbenaggregate ausgebildeten Antriebe (8,12) des Schrämarmes verstrichene Zeit und/oder das dem jeweiligen Antrieb (8,12) zugeführte Druckmittelvolumen gemessen und in Abhängigkeit von der gewünschten Spanvorgabe nach Erreichen der für die Spanvorgabe erforderlichen Zeit der Beaufschlagung eines Antriebes (8) oder des Volumens für die Verstellung in die Richtung der Spanvorgabe die Druckmittelzufuhr zu diesem Antrieb (8) geschlossen und lediglich die Druckmittelzufuhr zum Vorschubantrieb (12) freigegeben. Dazü sind in die Druckmittelleitungen zu den Antrieben elektrisch steuerbare Ventile (23, 17) eingeschaltet und mit einem elektrischen bzw. elektronischen Steuergerät (26) verbunden, wobei das elektrische bzw. elektronische Steuergerät (26) von einstellbaren Zeitgliedern (21) und/oder von Volumenmeßeinrichtungen (32) in den Druckmittelleitungen und/oder Wegaufnehmern an den Verstellzylindern (8,12) gesteuerte Schalter zur Betätigung der elektrisch steuerbaren Ventile (23, 17) enthält.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenkbaren Schrämarmes einer Teil­schnittschrämmaschine mit einem ersten hydraulischen Antrieb zum Heben und Senken des Schrämarmes und einem weiteren hydraulischen Antrieb zum Schwenken des Schrämarmes quer zur Hebe- und Senkrichtung sowie auf eine Vorrichtung zur Durch­führung dieses Verfahrens.
  • Teilschnittschrämmaschinen mit einem allseits schwenkbaren Schrämarm weisen zumeist hydraulische Zylinderkolbenaggregate zum Anheben und Absenken des Schrämarmes in im wesentlichen vertikaler Richtung sowie einen Schwenkantrieb auf, welcher beispielsweise durch den Eingriff einer hydraulisch betätig­ten Zahnstange in den Zahnkranz eines Schwenkwerkes bewirkt werden kann. Die Verschwenkung des Schrämarmes erfolgt hiebei in der Regel um eine im wesentlichen normal zur Laufwerks­ebene stehende Achse und mit dem Schwenkwerk werden auch die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate für das Anheben und Absenken des Schrämarmes um diese im wesentlichen vertikale Achse verschwenkt. Aus jeder Schwenkstellung in horizontaler Richtung läßt sich somit der Schrämarm anheben oder absenken.
  • Zum Schrämen von Profilen wird bei Teilschnittschrämmaschi­nen, bei welchen am freien Ende des Schrämarmes quer zur Längsachse des Schrämarmes rotierbar gelagerte Schrämköpfe vorgesehen sind, zumeist die Vortriebsrichtung in Achsrich­tung der Rotationsbewegung der Schrämköpfe gewählt. Bei Erreichen des Sollprofiles wird der Schrämarm um die soge­nannte Spanvorgabe angehoben oder abgesenkt, worauf die Vortriebsbewegung in die entgegengesetzte Richtung und wiederum in im wesentlichen horizontaler Richtung durchge­führt wird. Bedingt durch die Konstruktion derartiger Schrämmaschinen verbleibt beim Anheben oder Absenken des Schrämarmes zur Erzielung der neuen Spanvorgabe mittig zwischen den beiden Schrämköpfen am freien Ende des Schrämarmes eine Rippe. Diese Rippe muß in der Folge beim Verschwenken des Schrämarmes in im wesentlichen horizontaler Richtung weggebrochen werden. Je nach Gesteinsbeschaffenheit und Konstruktion der Maschine kann diese Rippe jedoch zu groß sein, um ohne weiteres durch Verschwenken des Schrämarmes weggebrochen zu werden. In diesen Fällen ist das Verschwenken des Schrämarmes in der neuen Position nicht ohne weiteres möglich und es sind aufwendige manuelle Steuerungen erforderlich, um diese Rippe zunächst wegzubrechen, bevor mit dem Schrämen in die Gegenrichtung fortgefahren werden kann.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Schrämrichtungs­umkehr, insbesondere bei Erreichen des Sollprofiles, in einfacher Weise gewährleistet ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Maschine durch eine verbleibende Rippe in der Schwenkbewegung blockiert wird. Im besonderen zielt die Erfindung darauf ab, eine genaue Anpassung an die Gesteinsbe­schaffenheit zu erzielen und abweichend von der Vorschubrich­tung beliebig orientierte Bewegungen des Schrämarmes insbe­sondere bei der Schrämrichtungsumkehr zu ermöglichen, wobei die Steigung der Abweichung von der Vorschubrichtung frei wählbar sein soll. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die für die Beaufschlagung eines der beiden Antriebe verstrichene Zeit und/oder das dem jeweiligen Antrieb zugeführte Druck­mittelvolumen gemessen wird und in Abhängigkeit von der gewünschten Spanvorgabe nach Erreichen der für die Spanvor­gabe erforderlichen Zeit der Beaufschlagung eines Antriebes oder des Volumens für die Verstellung in die Richtung der Spanvorgabe die Druckmittelzufuhr zu diesem Antrieb ge­schlossen und lediglich die Druckmittelzufuhr zum Vorschub­antrieb freigegeben wird. Dadurch, daß im Rahmen des Verfahrens die jeweilige Beaufschlagungszeit eines Antriebes und/oder das diesem Antrieb zuzuführende bzw. zugeführte Druckmittelvolumen gemessen wird, läßt sich unabhängig vom jeweils anderen Antrieb eine raschere oder langsamere Span­vorgabe und damit ein steileres oder flacheres Übergehen von einer Zeile in die nächste Zeile bei der Vorschubbewegung verwirklichen. Durch die beiden Parameter Zeit und/oder Volumen lassen sich die Bewegungen des Schrämarmes insbeson­dere bei der Schrämrichtungsumkehr am Ende einer Zeile exakt an die jeweilige Gesteinsbeschaffenheit anpassen, wobei dem jeweiligen Ausmaß an zu schneidendem oder zu brechendem Gestein besser Rechnung getragen werden kann. Die Verwendung der Parameter Zeit und/oder gemessenes Druckmittelvolumen ermöglicht auch in besonders einfacher Weise die hiezu erforderliche Steuerung mittels elektrischer bzw. elektro­magnetischer Ventile vorzunehmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in besonders ein­facher Weise dann durchführen, wenn für beide Bewegungsrich­tungen eines Schrämarmes gesonderte Druckmittelquellen zur Verfügung stehen. Für den Fall, daß lediglich eine Druck­mittelquelle vorhanden ist, läßt sich aber mit den Parametern Zeit und/oder Volumen dennoch eine gute Anpassung an die Gesteinsbeschaffenheit erzielen und die Steigung des diago­nalen Teilbereiches der Schrämarmbewegung beim Umkehren der Schrämrichtung in guter Weise dadurch approximieren, daß der Antrieb für die Spanvorgabe intermittierend beaufschlagt wird, wobei die Summe der Beaufschlagungszeiten und/oder der jeweils eingepreßten Volumina in Abhängigkeit von der Span­vorgabe gewählt wird. Eine derartige Verfahrensweise ist prinzipiell auch mit zwei Druckmittelquellen für beide Verstellrichtungen des Schrämarmes durchführbar, wobei bei kontinuierlichem Betrieb des Antriebes für die Vorschubbewe­gung durch die intermittierende Druckmittelzufuhr zum zweiten Antrieb in Richtung der Spanvorgabe ein treppenartiger Schnitt entsteht. Wenn nur eine Druckmittelquelle für beide Antriebsrichtungen zur Verfügung steht, läßt sich in diesen Fällen in einfacher Weise so vorgehen, daß für eine neue Spanvorgabe abwechselnd und in zeitlicher Abfolge beide Antriebe mit Druckmittel beaufschlagt werden. In diesen Fällen wird jeweils bei Beaufschlagung des Antriebes in eine Richtung der Antrieb in die andere Richtung unterbrochen, wodurch ein stufenweiser Vortrieb bis zur neuen Zeile er­folgt.
  • Ein kontinuierliches und diagonales Bewegen des Schrämarmes mit frei wählbarer Steigung läßt sich in jedem Fall dann erreichen, wenn für beide Antriebe gesonderte Druckmittel­quellen gleichzeitig mit den Antrieben verbunden werden, wobei die Zeitdauer über welche der Antrieb für die Vorgabe des neuen Spanes beaufschlagt bleibt, als Maß für die Span­vorgabe verwendet werden kann. Ein exakteres Maß ist natur­gemäß die volumetrische Erfassung des dem Antrieb für die Vorgabe des Spanes zuzuführenden Druckmittelvolumens, wobei bei Vorgabe eines bestimmten Volumens die Zeit über welche dieses Volumen dem Antrieb für die Vorgabe des Spanes zuge­führt wird, in weiten Grenzen wählbar ist, wodurch die Steigung des diagonalen Bereiches in weiten Grenzen frei einstellbar ist.
  • Da die erfindungsgemäße Verfahrensweise auf einfache elek­tronische Regelkreise zurückgreift, läßt sie sich in beson­ders vorteilhafter Weise dadurch weiterbilden, daß die Leistungsaufnahme des Rotationsantriebes des Kopfes und/oder des Schwenkantriebes in Vorschubrichtung und/oder die Rota­tionsgeschwindigkeit des Kopfes und/oder die Schwenkgeschwin­digkeit in Vorschubrichtung gemessen wird und in Abhängigkeit von den Meßwerten die Spanvorgabe eingestellt wird. Auf diese Weise kann bei härterem Gestein ein entsprechend geringerer Span vorgegeben werden, ohne daß es zur Überlastung der Meißel des Schrämkopfes kommt. Umgekehrt erlaubt die Über­wachung der Leistungsaufnahme bzw. der Rotationsgeschwindig­ keit auch ein rasches Reagieren auf besonder brüchiges Ge­stein, in welchem naturgemäß die Spanvorgabe wiederum ver­größert werden kann. Analoges gilt für weiches bzw. zähes Gestein, wobei bei zähem Gestein der Anteil des geschnittenen Materials relativ zum zu brechenden Material größer gewählt werden muß, und daher das Verhältnis der Geschwindigkeit der Spanvorgabe zur Vorschubgeschwindigkeit entsprechend steiler eingestellt werden muß.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckmittelleitungen zu den Antrieben elektrisch steuer­bare Ventile eingeschaltet sind und daß ein elektrisches bzw. elektronisches Steuergerät mit den Ventilen verbunden ist, wobei das elektrische bzw. elektronische Steuergerät von einstellbaren Zeitglieder und/oder von Volumenmeßeinrichtun­gen in den Druckmittelleitungen und/oder Wegaufnehmern an den Verstellzylindern gesteuerte Schalter zur Betätigung der elektrisch steuerbaren Ventile enthält. Es kann somit mit einfachen elektrisch betätigten Ventilen das Auslangen gefunden werden, wobei die elektrische bzw. elektronische Steuereinheit bzw. das Steuergerät lediglich einstellbare Zeitglieder und/oder Auswerteschaltungen für die Meßwerte eines volumetrischen Meßsensors oder eines Wegaufnehmers auf den Verstellzylindern des hydraulischen Antriebes für die Spanvorgabe beinhalten muß. Die Steuersignale beschränken sich auf die Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Ventile, wodurch sich eine besonders einfache und betriebssichere Ausbildung ergibt. In vorteilhafter Weise sind hiebei die elektrisch steuerbaren Ventile als Umschalteventile für die alternative Druckmittelbeaufschlagung beider Antriebe ausge­bildet.
  • Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich in besonders einfacher Weise ein vollautomatisches Schrämen über ein Sollprofil sicherstellen, wobei mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß das Steuergerät für die Vorschubbewegung zwei Schalter aufweist und daß nach Beendigung der Spanvor­gabe der Antrieb für die Spanvorgabe bis zur Umschaltung des Vorschubes in die Gegenrichtung verriegelbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß auch nach kurzfristigen Unterbrechungen der Schrämarbeit nicht neuerlich eine Span­vorgabe erfolgt, sondern in der zuletzt vorgesehenen Vor­schubrichtung weitergeschrämt wird, bis es zu einer Schräm­richtungsumkehr kommt. Erst beim Zurückschrämen in die entgegengesetzte Vorschubrichtung soll wiederum eine neue Spanvorgabe erfolgen. Eine derartige Einrichtung läßt sich in einfacher Weise mit einer Profil- bzw. Schablonensteuerung verbinden, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß das Steuergerät mit einer Profil- bzw. Schablonensteuerung verbunden ist, welche bei Erreichen des Sollprofiles die Schalter für den Vorschubantrieb in die Gegenrichtung um­stellt, wobei nach der Vorschubrichtungsumkehr zunächst bis zum Erreichen der Spanvorgabe der zweite Antrieb ansteuerbar ist.
  • Eine besonders einfache und betriebssichere Ausbildung für die Erzielung unterschiedlicher Steigungen des diagonalen Be­reiches der Bewegung des Schrämarmes über die Ortsbrust läßt sich dann verwirklichen, wenn mit dem Antrieb für die Spanvorgabe eine Pumpe mit veränderlichem Fördervolumen in der Zeiteinheit verbunden ist und das Steuergerät über Steuerleitungen mit dem Einstellglied der Fördermenge der Pumpe verbunden ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­läutert. In dieser zeigen Fig.1 eine schematische Seitenan­sicht einer Schrämmaschine, Fig.2 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig.1, wobei unwesentliche Details weggelassen wurden, Fig.3 eine schematische Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung der Schrämarmbe­ wegung, Fig.4 eine weitere abgewandelte schematische Schal­tungsanordnung und Fig.5 das Bild der Bewegung des Schräm­armes projiziert auf die Ortsbrust.
  • In Fig.1 ist mit 1 eine Schrämmaschine bezeichnet, deren Raupenfahrwerk 2 auf der Sohle verfahrbar ist. Die Schrämma­schine weist neben einer üblicherweise vorhandenen Laderampe 3, welche über ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat 4 heb- und senkbar ist, einen Schrämarm 5 auf. Der Schrämarm 5 ist an einem Schwenkwerk 6 in Richtung des Doppelpfeiles 7 in Höhenrichtung schwenkbar, wofür hydraulische Zylinderkolben­aggregate 8 vorgesehen sind. Darüberhinaus ist eine Schwenk­barkeit in Richtung einer im wesentlichen vertikalen Achse 9 in Richtung des Doppelpfeiles 10 vorgesehen. Der Schwenkan­trieb für dieses horizontale Verschwenken ist in Fig.2 veranschaulicht.
  • Das freie Ende des Schrämarmes 5 trägt rotierbar gelagerte Schrämköpfe 11, wobei im Inneren des Schrämarmes 5 ein Rotationsantrieb für diese Schrämköpfe 11 vorgesehen ist.
  • Wie aus Fig.2 ersichtlich, erfolgt die Verschwenkung in Richtung des Doppelpfeiles 10, d.h. somit in einer im wesent­lichen horizontalen Ebene, durch hydraulische Zylinderkolben­aggregate 12, welche über Zahnstangen 13 mit einem Zahnrad 14 des Schwenkwerkes 6 kämmen. Wie aus der Darstellung nach Fig.2 weiters ersichtlich ist, verbleibt zwischen den Schram­köpfen 11, welche um eine im wesentlichen die Längsachse des Schrämarmes normal schneidende Achse 15 rotierbar gelagert sind, ein Zwischenraum 16. Der Vortrieb derartiger Schrämma­schinen beim Schrämen erfolgt üblicherweise durch Betätigung des Schwenkantriebes 12 und somit in Richtung der Rotations­achsen 15. Die Spanvorgabe erfolgt dadurch, daß der Schrämarm 5 im Sinne des Doppelpfeiles 7 in Fig.1 angehoben oder abgesenkt wird, wobei diese Spanvorgabe bei besonders weichem Material, wie Kohle, Kali od.dgl., aufgrund des Getriebege­ häuses und des Freiraumes 16 nicht immer erreicht werden kann. In jedem Fall bleibt aber bei einer Anhebung oder Absenkung des Schrämarmes 5 in Richtung des Doppelpfeiles 7 eine dem Raum 16 entsprechende Rippe im Gestein und bei der nachfolgenden Vorschubbewegung durch Verschwenken im Sinne des Doppelpfeiles 10 bzw. Bewegen der Schrämköpfe 11 in Richtung ihrer Rotationsachse 15 muß diese verbleibende Rippe weggebrochen werden. Dies ist besonders bei hartem Gestein nicht ohne weiteres möglich.
  • Um nun bei einer Änderung der Schrämrichtung die neue Span­vorgabe in einer Weise vorzunehmen, daß eine Rippe zwischen den Schrämköpfen 11 nicht verbleibt, ist eine Schaltungsan­ordnung vorgesehen, deren prinzipielle Elemente beispiels­weise in Fig.3 dargestellt sind. Für den Schwenkantrieb des Schrämarmes in horizontaler Richtung ist ein elektromagne­tisch betätigbares Ventil 17 vorgesehen. Die Hydraulikzylin­der werden über eine Pumpe 18 entsprechend der Stellung des elektromagetischen Ventiles 17 mit Druckmittel beaufschlagt. Die Betätigung dieses Ventiles erfolgt über einen Handtaster 19 in der Bedienungskonsole. Die Bedienungskonsole enthält ferner ein Potentiometer 20 für die Vorgabe einer Zeitkon­stante eines Timers 21, welcher wiederum einen Kontakt 22 in Abhängigkeit von der Timerschaltung 21 schließt. Je nach Zeitdauer des Schließens des Schalters 22 wird ein elektro­magetisches Ventil 23 betätigt, welches Druckmittel einer Pumpe 24 dem hydraulischen Antrieb für das Anheben oder Absenken des Schrämarmes und damit in der Regel dem Antrieb für die Spanvorgabe zuführt. Bei dieser Anordnung ist eine zweite Pumpe 24 vorgesehen, welche beispielsweise in ein­facher Weise von dem Hydraulikkreislauf für den Raupenantrieb des Fahrwerkes der Schrämmaschine gebildet sein kann. Beim Vorgeben eines neuen Spanes wird der Raupenantrieb nicht benötigt, so daß die Pumpe 24 auf diese Weise einer zusätz­lichen Funktion zugeführt werden kann.
  • Eine vollständigere Darstellung einer Einrichtung zur auto­matischen Steuerung des Schrämvorganges ist in Fig.4 ersicht­lich. Die Bedienungseinheit 25 enthält wiederum den in Fig.4 nicht dargestellten Taster 19 sowie das Potentiometer 20 für die Vorgabe der Zeitkonstanten. Die Steuereinrichtung ist schematisch mit 26 angedeutet, wobei in der Darstellung nach Fig.4 der Übersichtlichkeit halber lediglich die Druckleitun­gen für die Hydraulikzylinder 8 bzw. 12 gezeigt wurden. Naturgemäß sind Rücklaufleitungen vorgesehen und die verein­facht dargestellten elektromagnetischen Steuerventile 23 bzw. 17 entsprechend zu dimensionieren.
  • Für das horizontale Verschwenken des Schrämarmes mittels der Horizontalschwenkzylinder 12 ist wiederum eine Pumpe 18 vorgesehen. Für die zweite Bewegungsrichtung und im beson­deren für die Spanvorgabe ist eine einstellbare Axialkolben­pumpe 27 vorgesehen, deren Stellglied 28 mit der Steuerschal­tung 26 über Steuerleitungen 29 verbunden ist. Das Ventil 23 ist gleichfalls im dargestellten Fall in Abhängigkeit vom Timer 21 der Steuerschaltung 26 über eine Steuerleitung 30 mit dem Steuergerät 26 verbunden.
  • In die Druckmittelleitung 31 von der Pumpe 27 zum Hydraulik­zylinder-Kolbenaggregat 8 ist ein Volums-Meßgerät 32 einge­schaltet, dessen Signale über eine Signalleitung 33 dem Steuergerät 26 zugeführt werden. Analog kann eine Signal­leitung 34 zu einem Druckmeßgerät 35 in der Leitung nach dem elektromagnetisch betätigbaren Ventil 23 eingeschaltet sein. Das elektromagnetische Ventil 23 kann nun in Abhängigkeit von den Signalen des Volums--Meßgerätes 32 oder des Timers 21 betätigt werden, wobei sich aus diesen beiden Signalen die Spanvorgabe festlegen läßt. Die Steilheit bzw. Neigung des diagonalen Abschnittes der Schrämarmbewegung kann durch Verstellung des Verstellgliedes 28 der Axialkolbenpumpe 27 geändert werden, da auf diese Weise die in der Zeiteinheit geförderte Druckmittelmenge verändert werden kann. An der Ortsbrust ergibt sich somit das in Fig.5 dargestellte Bild, wobei die im wesentlichen horizontale Vorschubbewegung des Schrämkopfes bzw. des Schrämarmes mit der Linie 35 angedeutet ist. Bei Erreichen des Sollprofiles 36 kann automatisch die Bewegungsrichtungsumkehr angesteuert werden, wobei der Schrämarm zunächst über eine im wesentlichen diagonal verlaufenden Teilbereich 37 unter freier Wahl eines vorzu­gebenden Winkels in die Gegenrichtung angehoben wird. Gleichzeitig erfolgt die Vorschubbewegung in die entgegenge­setzte Richtung wie dies durch die Linie 38 angedeutet ist. Das zu schrämende Profil ist mit 39 bezeichnet. Abweichend von einer diagonalen Führung des Schrämarmes in den Teilbe­reichen 37 der Bewegung des Schrämarmes kann an Stelle dieser Bereiche ein treppenförmiger Übergang von einer Vorschubrich­tung symbolisiert durch die Linie 35 in die entgegengesetzte Vorschubrichtung, wie sie durch die Linie 38 angedeutet ist, vorgesehen sein. In diesem Fall müssen die beiden hydrau­lischen Zylinderkolbenaggregate alternierend beaufschlagt werden. Auch dies läßt sich durch entsprechende Ansteuerung der Magnetventile ohne weiteres verwirklichen. Bei konti­nuierlicher Ansteuerung der Hydraulikzylinder 12 und inter­mittierender Ansteuerung der hydraulischen Zylinderkolben­aggregate 8 ergibt sich ein Kurvenzug mit Absätzen, welche über kurze Zeitintervalle in eine diagonale Bewegung ent­sprechend dem Abschnitt 37 der Fig.5 übergehen. Auch eine derartige Verfahrensweise kann eine bessere Anpassung an die Gesteinsbeschaffenheit und eine Erleichterung des störungs­freien vollautomatischen Betriebes zur Folge haben.
  • Die Kombination der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer automatischen Profilsteuerung erlaubt hiebei die Herabsetzung der Reaktionszeit bei Umkehr der Schrämrichtung bei Erreichen des Sollprofiles, was bei einer Reaktionszeit von nur 0,1 sec bereits eine Schwankung in der Profilbreite von bis zu 20 cm bedeuten kann. Schwankungen in der Profilbreite von bis zu 20 cm bewirken je nach Sollprofil täglich bis zu 2 fest-m³ mehr Ausbruch, so daß durch die automatische Umkehrsteuerung und selbsttätige Vorgabe des nächsten Spanes ein erhebliches Maß an Ökonomie erzielt wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Steuern der Bewegung eines allseits schwenk­baren Schrämarmes (5) einer Teilschnittschrämmaschine (1) mit einem ersten hydraulischen Antrieb (8) zum Heben und Senken des Schrämarmes (5) und einem weiteren hydrau­lischen Antrieb (12) zum Schwenken des Schrämarmes (5) quer zur Hebe- und Senkrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Beaufschlagung eines der beiden Antriebe (8,12) verstrichene Zeit und/oder das dem jeweiligen Antrieb zugeführte Druckmittelvolumen gemessen wird und in Abhängigkeit von der gewünschten Spanvorgabe nach Erreichen der für die Spanvorgabe erforderlichen Zeit der Beaufschlagung eines Antriebes oder des Volumens für die Verstellung in die Richtung der Spanvorgabe die Druckmittelzufuhr zu diesem Antrieb (8) geschlossen und lediglich die Druckmittelzufuhr zum Vorschubantrieb (12) freigegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (8) für die Spanvorgabe intermittierend beauf­schlagt wird, wobei die Summe der Beaufschlagungszeiten und/oder der jeweils eingepreßten Volumina in Abhängigkeit von der Spanvorgabe gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine neue Spanvorgabe abwechselnd und in zeitlicher Abfolge beide Antriebe (8,12) mit Druckmittel beaufschlagt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Antriebe (8,12) gesonderte Druckmittel­quellen gleichzeitg mit den Antrieben verbunden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme des Rotationsan­ triebes des Kopfes (11) und/oder des Schwenkantriebes (12) in Vorschubrichtung und/oder die Rotationsgeschwindigkeit des Kopfes (11) und/oder die Schwenkgeschwindigkeit in Vorschubrichtung gemessen wird und in Abhängigkeit von den Meßwerten die Spanvorgabe eingestellt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckmittelleitungen zu den Antrieben (8,12) elektrisch steuerbare Ventile (23,17) eingeschaltet sind und daß ein elektrisches bzw. elektronisches Steuergerät (26) mit den Ventilen (23,17) verbunden ist, wobei das elektrische bzw. elektronische Steuergerät (26) von einstellbaren Zeit­gliedern (21) und/oder von Volumenmeßmeßeinrichtungen (32) in den Druckmittelleitungen und/oder Wegaufnehmern an den Verstellzylindern (8,12) gesteuerte Schalter (22) zur Betätigung der elektrisch steuerbaren Ventile (23,17) enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch steuerbaren Ventile als Umschalteventile für die alternative Druckmittelbeaufschlagung beider Antriebe (8,12) ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­net, daß das Steuergerät (26) für die Vorschubbewegung zwei Schalter aufweist und daß nach Beendigung der Spanvorgabe der Antrieb (8) für die Spanvorgabe bis zur Umschaltung des Vorschubes in die Gegenrichtung verriegelbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (26) mit einer Profil­bzw. Schablonensteuerung verbunden ist, welche bei Erreichen des Sollprofiles (36) die Schalter für den Vorschubantrieb (12) in die Gegenrichtung umstellt, wobei nach der Vorschubrichtungsumkehr zunächst bis zum Erreichen der Spanvorgabe der zweite Antrieb (8) an­steuerbar ist.
10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antrieb (8) für die Spanvor­gabe eine Pumpe (27) mit veränderlichem Fördervolumen in der Zeiteinheit verbunden ist und daß das Steuergerät (26) über Steuerleitungen (29) mit dem Einstellglied (28) der Fördermenge der Pumpe (27) verbunden ist.
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