DE3840478C2 - Einrichtung zur Notbetätigung hydraulischer Ausbaueinheiten bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Notbetätigung der hydraulischen Arbeitszylinder von Ausbaueinheiten bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen, mit den Ausbau­ einheiten zugeordneten elektronischen Steuergeräten und zu Ventilblöcken verbundenen Ventileinheiten, bestehend aus hydraulisch ansteuerbaren Wegeventilen, die eingangs­ seitig an eine hydraulische Druck- und Rücklaufleitung und ausgangsseitig an die Druckräume der Arbeitszylinder angeschlossen sind, und in den hydraulischen Ansteuer­ leitungen der Wegeventile als Vorsteuerventile angeordne­ ten, von dem zugeordneten Steuergerät elektrisch ansteuer­ baren Magnetventilen.

Elektrohydraulische Ausbausteuerungen sind in verschiede­ nen Ausführungen bekannt ("Glückauf" 1981, S. 155-162; "Glückauf" 1984, S. 135-140; "Glückauf" 1986, S. 543-552; "Glückauf" 1986, S. 1183-1187). In der Bergbau­ praxis bewährt haben sich die im Aufbau dezentralen Steuerungssysteme, bei denen jeder Ausbaueinheit des Strebs ein elektronisches Einzelsteuergerat mit Mikro­ prozessor zugeordnet ist, wobei sämtliche Einzelsteuer­ geräte untereinander sowie ggf. auch mit einem Zentral­ steuergerät über ein Datenübertragungssystem gekoppelt sind. Die baueigenen Steuergeräte sind jeweils mit einer Bedieneinheit mit Tastatur versehen, mit deren Hilfe die ver­ schiedenen Steuervorgänge ausgelöst werden können. Die Strom­ versorgung des Systems erfolgt mit Hilfe eigensicherer Strom­ quellen, wobei jeder Stromquelle ein elektronisches Steuer­ gerät oder eine Gruppe elektronischer Steuergeräte zugeord­ net sein kann.

Um im Hinblick auf die im Untertagebergbau geforderte Eigen­ sicherheit mit möglichst geringem elektrischen Energiebedarf auszukommen, ist es aus der DE-OS 35 30 657 bekannt, die elektrisch ansteuerbaren Magnetventile als Vorsteuerventile in die hydraulischen Ansteuerleitungen der den Arbeits­ zylindern der Ausbaueinheit zugeordneten Wegeventile so einzuschalten, daß diese Wegeventile durch die drucklos schaltbaren Vorsteuerventile angesteuert werden können. Die zu Ventilblöcken zusammengefaßten Ventileinheiten der Ausbaugestelle umfassen daher neben den hydraulisch an­ steuerbaren Wegeventilen der Arbeitszylinder eine mehr oder weniger große Anzahl an einzeln oder gruppenweise vom Steuergerät her elektrisch ansteuerbaren Magnet­ ventilen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für elektrohydraulische Aus­ bausteuerungen eine einfache Notbetätigungseinrichtung zu schaffen, mit der auch bei Ausfall der Stromversorgung oder bei einem Versagen der Steuerelektronik zumindest noch die wichtigsten Funktionen der Ausbaueinheiten gezielt vom sicheren Standort aus zuverlässig gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydraulischen Ansteuerleitungen zwischen den hydraulischen Ausgängen der Magnetventile und den Steuereingängen der Wegeventile an einen Mehrfach-Kupplungsanschluß angeschlos­ sen sind, mit dem ein tragbares hydraulisches Notsteuer­ gerät über ein mehradriges hydraulisches Anschlußkabel gekuppelt oder kuppelbar ist, das mit handbetätigten Not­ steuerventilen versehen ist.

Mit Hilfe einer solchen Notbetätigungseinrichtung läßt sich bei elektrohydraulischer Ausbausteuerung der Schreitausbau im Bedarfsfall auch rein hydraulisch, das heißt unter Umgehung der Steuerelektronik und ohne Mitwirkung der elektrisch be­ tätigten Magnetventile fahren, so daß die elektrohydrauli­ sche Ausbausteuerung ohne wesentlichen Zusatzaufwand hin­ sichtlich der Ansteuerungsmöglichkeit der Arbeitszylinder eine Erweiterung erfährt, die es gestattet, bei Ausfall der elektrischen Stromversorgung, bei einem Versagen der Steuerelektronik oder auch bei anderen Betriebszuständen, zum Beispiel bei der Montage, Demontage oder Umrüstung der Ausbau­ einheiten eine gezielte Ansteuerung der Ventile der Ausbau­ einheiten von einem gesicherten Standort aus, das heißt im all­ gemeinen von einem Nachbargestell aus, vorzunehmen. Die erfindungsgemäß vorgesehene Notbetätigung erlaubt daher sowohl im Notfall als auch in anderen Betriebsfällen eine zuverlässige Ausbausteuerung unter Umgehung der Steuer­ elektronik zumindest in den Hauptfunktionen, das heißt in den Funktionen Setzen und Rauben der Stempel, Förderer-Rücken und Ausbau-Schreiten. Es versteht sich, daß das Anschluß­ kabel des Notsteuergerätes so lang bemessen wird, daß die Notbetätigung vom gesicherten Standort aus, also im Schutz einer Nachbarausbaueinheit, erfolgen kann. Hierzu genügt im allgemeinen eine Kabellänge von etwa 1,5-2,5 m. Wird die erfindungsgemäße Notbetätigung auf die wichtigsten Funktionen beschränkt, so ergibt sich ein im Aufbau ver­ hältnismäßig einfaches Notsteuergerät mit kleinen Ab­ messungen, das sich als tragbares Handgerät zur Notbetäti­ gung der Ausbaueinheiten eines Strebs einsetzen läßt.

Im Hinblick auf die einfache Ausgestaltung der Notbetäti­ gungseinrichtung ist es vorteilhaft, wenn in den hydrauli­ schen Ansteuerleitungen Wechselventile angeordnet werden, an denen zu dem Mehrfach-Kupplungsanschluß führende Zweig­ leitungen angeschlossen sind. Weiterhin ist es von Vor­ teil, wenn an dem Mehrfach-Kupplungsanschluß über ent­ sprechende Zweigleitungen auch die hydraulische Drucklei­ tung und die hydraulische Rücklaufleitung der zugeordneten Ventileinheit angeschlossen werden. Diese Zweigleitungen stellen demgemäß die zu den Eingängen der Notsteuerventile führenden hydraulischen Verbindungen her. Es empfiehlt sich dabei, in der mit der hydraulischen Druckleitung verbunde­ nen Zweigleitung vor dem Mehrfach-Kupplungsanschluß ein Ab­ sperrventil anzuordnen, welches nur dann geöffnet zu werden braucht, wenn bei Notbetätigung die betreffende Ausbauein­ heit rein hydraulisch gefahren wird.

Der vorgenannte Mehrfach-Kupplungsanschluß wird zweckmäßig von einer am Ventilblock der zugeordneten Ausbaueinheit an­ gebauten Anschlußleiste gebildet, die aus einer Metallplatte besteht, welche mit den der Leitungsverbindung dienenden Bohrungen versehen ist. In der Anschlußleiste können die Wechselventile angeordnet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine an sich bekannte elektrohydraulische Ausbausteuerung mit den einer einzi­ gen Ausbaueinheit zugeordneten Vor­ richtungen sowie der erfindungs­ gemäßen Notbetätigungseinrichtung in einem Schaltbild;

Fig. 2 die Notbetätigungseinrichtung nach Fig. 1 in ihrer Kupplung mit dem Ventilblock einer Ausbaueinheit in perspektivischer Darstellung.

Die elektrohydraulische Ausbausteuerung ist in ihrem Aufbau an sich bekannt und bedarf daher keiner ausführlichen Er­ läuterung. Dabei ist jeder einzelnen Ausbaueinheit, zum Beispiel einem Ausbauschild oder Ausbaubock, ein elektronisches Steuergerät 1 und eine Ventileinheit 2 zugeordnet, die in einem Ventilblock zusammengefaßt eine mehr oder weniger große Anzahl an Ventilen umfaßt, wobei die Anzahl der Ven­ tile abhängig ist von der Anzahl der hydraulischen Arbeits­ zylinder (Stempel, Rück- und Schreitzylinder, Spaltabdeck­ zylinder, Eckzylinder, Schiebekappenzylinder und dergleichen). Das baueigene Steuergerät 1 weist, wie bekannt, die Steuer­ elektronik und im allgemeinen auch ein aus einer Tastatur oder dergleichen bestehendes Bedienfeld auf. Bei dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel ist dem Steuergerät 1 eine Steuereinheit 3 für die Einzel- oder Gruppenansteuerung der verschiedenen elektrisch betätigten Magnetventile zugeordnet, die über eine elektrische Ansteuerleitung 4 mit dem Steuergerät 1 gekoppelt ist. Die Steuereinheit 3 kann auch mit dem Steuer­ gerät 1 zu einer Baueinheit verbunden sein.

In der Zeichnung sind die verschiedenen hydraulischen Arbeitszylinder der zugeordneten Ausbaueinheit nicht dar­ gestellt. Den Arbeitszylindern sind als Hauptsteuerventile Wegeventile 5 zugeordnet, die eingangsseitig an eine zentrale hydraulische Druckleitung P und eine zentrale hydraulische Rücklaufleitung R und ausgangsseitig über eine Leitung 6 an den betreffenden hydraulischen Druckraum (Kolbenraum oder Ringraum) des zugeordneten hydraulischen Arbeitszylinders angeschlossen sind. Die Wegeventile 5 sind hydraulisch steuerbar; sie sitzen in hydraulischen Steuerleitungen 7. Bei Druckbeaufschlagung der Steuerleitungen 7 werden somit die Wegeventile 5 von der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung in die andere Schaltstellung umgeschaltet, in der die Lei­ tungen 6 entweder mit der Druckleitung P oder mit dem Rück­ lauf R verbunden sind. Die Rückstellung der Wegeventile 5 in die gezeigte Schaltposition bei Druckentlastung der hydraulischen Steuerleitungen 7 erfolgt durch Federkraft.

In den hydraulischen Ansteuerleitungen 6 sitzen Magnet­ ventile 8, die einzeln oder gruppenweise über elektrische Ansteuerleitungen 9 vom Steuergerät 1 oder von diesem über die elektrische Steuereinheit 3 ansteuerbar sind. Vorzugs­ weise sind die Magnetventile 8 drucklos schaltbare Vor­ steuerventile, die eingangsseitig an Leitungen 10 und 11 angeschlossen sind. Die Leitung 11 ist mit dem hydrauli­ schen Rücklauf und die Leitung 10 mit dem Ausgang eines weiteren Magnetventils 12 verbunden, das ebenfalls über eine elektrische Ansteuerleitung 9 vom Steuergerät 1 bzw. der Steuereinheit 3 her angesteuert werden kann. Eingangs­ seitig ist das Magnetventil 12 mit der hydraulischen Druckleitung P und mit dem hydraulischen Rücklauf R ver­ bunden.

Die einzelnen baueigenen elektronischen Steuergeräte 1 sind innerhalb des Gewinnungsbetriebs über einen der Datenüber­ tragung dienenden Datenbus 13 miteinander gekoppelt.

Um die verschiedenen Steuerfunktionen an einer Ausbaueinheit durchzuführen, werden die entsprechenden Steuerbefehle an den Steuergeräten 1 (oder an einem zentralen Steuergerät) eingegeben, wodurch die betreffenden Magnetventile 8 über die elektrischen Ansteuerleitungen 9 angesteuert bzw. ge­ schaltet werden. Die Schaltbetätigung erfolgt dabei im drucklosen Zustand, da das zugeordnete Magnetventil 12 die Anschlußleitung 10 drucklos hält, das heißt mit dem Rücklauf R verbindet. Anschließend wird das der Ventilgruppe zugeord­ nete Magnetventil 12 geschaltet, wodurch die Leitung 10 mit der Druckleitung p verbunden wird. Damit stellt sich in den betreffenden Steuerleitungen 7 der hydraulische Steuerdruck ein, der die zugeordneten Wegeventile 5 umschaltet, wodurch die betreffenden Arbeitszylinder mit der hydraulischen Druckleitung P oder dem hydraulischen Rücklauf R in der gewünschten Weise verbunden werden.

In Fig. 1 ist nur eine Teilgruppe der Ventile 5 und 8 dar­ gestellt. Die Ausbausteuerung kann an jeder Ventileinheit auch zum Beispiel zwei Magnetventile 12 aufweisen, wobei jedem Magnetventil 12 eine Gruppe an Magnetventilen 8 und dem­ gemäß auch eine Gruppe an Wegeventilen 5 zugeordnet ist.

Es ist erkennbar, daß bei Stromausfall oder Versagen der Steuerelektronik der Schreitausbau nicht mehr gefahren werden kann. Um eine Notbetätigung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß eine Notbetätigungseinrichtung mit einem Notsteuergerät 14 vorgesehen, das über ein mehradriges hydraulisches Anschlußkabel 15 mit der Ventileinheit 2 der zugeordneten Ausbaueinheit verbunden ist. Wie Fig. 2 zeigt, sind die verschiedenen Ventile 5, 8 und 12 einer Ausbaueinheit zu einem Ventilblock zusammengefaßt, der mit dem Steuergerät 1 und der elektrischen Ventilsteuer­ einheit 3 zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein kann oder aber mit dem Steuergerät 1 über ein Kabel verbunden wird. Das Notsteuergerät 14 weist bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Notsteuerventile 16 auf, die jeweils mittels eines Handhebels 17 oder eines sonstigen Betätigungsorgans betätigbar sind. Ausgangs­ seitig sind die Notsteuerventile 16 jeweils über eine hydraulische Zweigleitung 18 mit der zugeordneten Steuer­ leitung 7, und zwar zwischen dem Ausgang des zugeordneten Magnetventils 8 und dem Eingang des zugeordneten Wege­ ventils 5, verbunden, wobei an der Anschlußstelle ein Wechselventil 19 angeordnet ist, welches die betreffende Zweigleitung 18 schließt, wenn die Ausbaueinheit über die elektrohydraulische Ausbausteuerung gefahren wird. Bei Notbetätigung schließen die Wechselventile 19 die Steuer­ leitungen 7 zu den betreffenden Magnetventilen 8 hin und öffnen demgemäß die Verbindung der Zweigleitungen 18 mit den Steuereingängen der Wegeventile 5.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Notsteuerventile 16 ebenfalls mit einer Anschlußplatte 20 zu einem kleinen Ventilblock zusam­ mengebaut. Die Anschlußplatte 20 weist die betreffenden Boh­ rungen für die verschiedenen hydraulischen Verbindungen auf. Sie wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sich an ihr mittels einer Mehrfach-Kupplung 21 das mehradrige hydraulische An­ schlußkabel 15 anschließen läßt, wobei die Kupplung 21 vor­ zugsweise aus einer Steckkupplung bekannter Art besteht. Die einzelnen hydraulischen Leitungsadern des Anschlußkabels 15 bilden mit den entsprechenden Bohrungen in den Ventil­ blöcken die hydraulischen Zweigleitungen 18. Am zugeordne­ ten Ventilblock befindet sich eine Anschlußleiste 22 (Fig. 2), welche die Wechselventile 19 aufnimmt und mit ihren Bohrungen die hydraulischen Verbindungen zwischen den betreffenden Magnetventilen 8 und den zugeordneten Wegeventilen 5 herstellt, die die hydraulischen Ansteuer­ leitungen 7 bilden. An der Anschlußleiste 22 befindet sich ebenfalls ein Mehrfach-Kupplungsanschluß 23, an dem das mehr­ adrige Kabel 15 mit seinen verschieden hydraulischen Leitungsadern gekuppelt wird. Auch dieser Mehrfach-Kupplungsanschluß 23 be­ steht vorzugsweise aus einer Steckkupplung bekannter Art. Die Verbindung des Anschlußkabels 15 mit der Ventileinheit erfolgt zum Beispiel mittels einer Überwurfmutter, einer Steck­ gabel oder einer sonstigen Schnellkupplung. Das Notsteuer­ gerät 14 wird zweckmäßig an der Nachbar-Ausbaueinheit an­ geordnet, so daß sich die Notsteuerung im Schutz der Nachbar- Ausbaueinheit durchführen läßt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit Hilfe des Notsteuergeräts 14 nur die Hauptfunktionen der Ausbaueinheit, nämlich das Rauben und Setzen der Stempel, das Förderer- Rücken und das Ausbau-Schreiten steuerbar, wobei die hydrau­ lischen Zweigleitungen 18 mit den Wechselventilen 19 selbst­ verständlich denjenigen hydraulischen Steuerleitungen zu­ geordnet sind, über die diese Arbeitsvorgänge von den Magnet­ ventilen 8 und den betreffenden Wegeventilen 5 gesteuert werden.

Die Notsteuerventile 16 sind eingangsseitig jeweils über zwei Zweigleitungen P′ und R′, die als Leitungsadern eben­ falls im mehradrigen Kabel 15 liegen, an die hydraulische Druckleitung P und den hydraulischen Rücklauf R angeschlos­ sen, wobei in der Zweigleitung P′ ein Absperrventil 24 und in der Zweigleitung R′ ein Rückschlagventil 25 angeordnet sind. Die Ventile 24 und 25 liegen zweckmäßig ebenfalls in der Anschlußleiste 22 des Ventilblocks. Beim Öffnen des Ab­ sperrventils 24 werden somit die Notsteuerventile 16 mit ihrem einen Eingang an die hydraulische Druckleitung P an­ geschlossen, so daß bei Handbetätigung dieser Ventile die betreffenden Zweigleitungen 18 mit der hydraulischen Druck­ leitung verbunden und über die Zweigleitung 18 und die sich öffnenden Wechselventile 19 die Wegeventile 5 unter Um­ gehung der Magnetventile 8, 12 und der gesamten Steuer­ elektronik hydraulisch geschaltet werden können. Damit kann die elektrohydraulische Ausbausteuerung im Bedarfs­ fall über die Notbetätigungseinrichtung auch als rein hydraulische Ausbausteuerung gefahren werden. Die Absperr­ ventile 24 können so in den Ventilblöcken der Ausbaueinheit angeordnet sein, daß sie beim Schließen der Mehrfach-Kupplungs­ anschlüsse 23 automatisch öffnen.

Das Notsteuergerät 14 mit dem Anschlußkabel 15 bildet ein kleines Handgerät, das sich im Bedarfsfall über das An­ schlußkabel 15 und den Mehrfach-Kupplungsanschluß 23 am Ventilblock der be­ treffenden Ausbaueinheit anschließen läßt, wodurch diese rein hydraulisch zumindest in ihren genannten Hauptfunk­ tionen gefahren werden kann. Die Anschlußleiste 22 mit den darin befindlichen Wechselventilen 19 besteht zweckmäßig aus einer einfachen Metallplatte, die mit den der Leitungs­ verbindung dienenden Bohrungen versehen wird.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Notbetätigung der hydraulischen Arbeits­ zylinder von Ausbaueinheiten bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen, mit den Ausbaueinheiten zugeordneten elektronischen Steuergeräten und zu Ventilblöcken ver­ bundenen Ventileinheiten, bestehend aus hydraulisch an­ steuerbaren Wegeventilen, die eingangsseitig an die hydraulische Druck- und Rücklaufleitung und ausgangs­ seitig an die Druckräume der Arbeitszylinder ange­ schlossen sind, und in den hydraulischen Ansteuer­ leitungen der Wegeventile als Vorsteuerventile ange­ ordneten, von dem zugeordneten Steuergerät elektrisch ansteuerbaren Magnetventilen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydraulischen An­ steuerleitungen (7) zwischen den hydraulischen Aus­ gängen der Magnetventile (8) und den Steuereingängen der Wegeventile (5) an einen Mehrfach-Kupplungsanschluß (23) angeschlossen sind, mit dem ein tragbares hydrau­ lisches Notsteuergerät (14) über ein mehradriges hydraulisches Anschlußkabel (15) gekuppelt oder kuppelbar ist, das mit handbetätigten Notsteuer­ ventilen (16) versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den hydraulischen Ansteuerleitungen (7) Wechselventile (19) angeordnet sind, an denen zu dem Mehrfach-Kupplungsanschluß (23) führende Zweigleitungen (18) angeschlossen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mehrfach- Kupplungsanschluß (23) über Zweigleitungen (P′, R′) auch die hydraulische Druckleitung (P) und die hydrau­ lische Rücklaufleitung (R) der Ventileinheit (2) an­ geschlossen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der mit der hydrauli­ schen Druckleitung (P) verbundenen Zweigleitung (P′) vor dem Mehrfach-Kupplungsanschluß (23) ein Absperr­ ventil (24) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Notsteuergerätes (14) nur die Hauptfunktio­ nen der Ausbaueinheit, wie Rauben und Setzen der Stempel, Förderer-Rücken und Ausbau-Schreiten, hydrau­ lisch steuerbar sind, wobei das Notsteuergerät (14) Notsteuerventile (16) nur für diese Hauptfunktionen aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mehrfach-Kupplungsanschluß (23) von einer am Ventil­ block angeordneten Anschlußleiste (22) ge­ bildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wechselventile (19) in der Anschlußleiste (22) angeordnet sind.