Derartige Schaltungen sind allgemein bekannt und im Einsatz. Es handelt sich um durch Eigendruck gesteuerte Hydraulikanlagen. Bei diesen wird der Pumpendruck des Hydraulikkreislaufs benutzt, um auch die hydraulische Vorsteuerung der Ventile durchzuführen. Diese Verfahrensweise hat sich bei der Ausbausteuerung durchgesetzt. Sie erlaubt, mit nur zwei Versorgungsleitungen im Streb auszukommen. Im Gegensatz dazu werden bei fremdgesteuerten Systemen die hydraulischen Vorsteuerbefehle über separate, unabhängig vom Lastdruck oder Pumpendruck arbeitende Steuerventile erzeugt, weiche über separate Druckleitungen mit Druckmittel versorgt werden.. Zu einem derartigen System gehört allerdings auch eine getrennte Rücklaufführung aller Steuervolumina. Auch hierdurch wird der Verschlauchungsaufwand erhöht. Bei auftretenden Fehlern ist die Fehlerortung sehr schwierig, da nicht auszuschließen ist, dass sich die beiden Druckversorgungen, d. h.

Arbeitsdruckversorgung und Vorsteuerdruckversorgung gegenseitig beeinflussen. Auch die Ventilkonstruktionen sind durch das Erfordernis der Abkopplung des Arbeitsdruckes vom Vorsteuerdruck insbesondere hinsichtlich Druckausgleich und Dichtung technisch wesentlich aufwendiger.

Die hohen Sicherheitsstandards im Bergbau bedingen andererseits auch bei Eigendruck gesteuerten Hydraulikanlagen angesichts der hohen Komplexität und der Vielzahl der in einem Streb befindlichen Steuerelemente und Schaltelemente, insbesondere Steuerventile und Lasthalteventile einen großen Aufwand an Schutzmaßnahmen. Dabei gilt der Grundsatz, dass die Hydraulikanlage für den Schildausbau zu gewährleisten hat, dass trotz der grossen Zahl von möglichen Betriebszuständen einschließlich nicht erlaubter Betriebszustände oder unplanmäßiger Störungen sich das Unter-Tage-Personal auch im Strebbereich unter den Schilden sicher aufhalten kann.

Trotz diese Schutzmaßnahmen ist beobachtet worden, dass bei Störung des Pumpenbetriebes die Kraftgeber (Arbeitszylinder) eines Schildes und in kurzer zeitlichen Folge auch die Arbeitszylinder anderer Schilde nachgegeben haben, so dass das Gebirge nachsacken konnte.

Aufgabe der Erfindung ist, die im Einsatz befindlichen durch Eigendruck gesteuerten Hydraulikanlagen so auszugestalten, dass derartige lebensgefährliche und kostspielige Störungen nicht vorkommen können, wobei auch die Nachrüstung bestehender Anlagen ohne wesentlichen Umbauaufwand ermöglicht wird.

Die Lösung nach Anspruch 1 beruht auf der unerwarteten Erkenntnis, dass es im Fall von Störungen der Pumpanlage trotz der Not-Ausschaltung der gesamten elektrischen und hydraulischen Steuerung unvorhergesehene Betriebszustände gibt, bei denen Druckverhältnisse zustande kommen, die für die hydraulische Vorsteuerung, d. h. Öffnung wichtiger Ventile ausreichen.

Das erfindungsgemäße Sperrventil kann z. B. durch einen Drucksensor im Sperrsinne geschaltet werden, welcher den Pumpendruck erfasst. In jedem Falle erfolgt die Schaltung so, dass das Sperrventil öffnet, wenn ein Druckgefälle von der Pumpen-Stichleitung zum Arbeitszylinder besteht, Die Ausführung nach Anspruch 2 zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine externe Steuerung benötigt und daher einerseits betriebssicher ist, andererseits auch einfach nachgerüstet werden kann.

Der positive Effekt der Maßnahmen nach den Ansprüchen 1 bzw. 2 ist unerwartet. Er wird dadurch erklärlich, dass bei einer Störung des Pumpenbetriebs, die zum Einsinken eines Kraftgebers führt, in der Rücklaufleitung ein Staudruck entsteht, der insbesondere die nahe gelegenen Schilde (Ausbaugestelle) betrifft. Da in derartigen Fällen, d. h. : bei hohem Staudruck im Rücklauf möglicher Weise der Lastdruck, der durch das Gebirge verursacht wird, relativ niedrig ist und ein Pumpendruck wegen der Störung nicht zur Verfügung steht, sinkt das Druckgefälle an den Lasthalteventilen unter den kritischen Wert, bei dem die Lasthalteventile öffnen und es auch bei den Nachbarschilden zu einer unbeabsichtigten Schaltung und zum Absinken der Kraftgeber kommen kann. Dadurch, dass durch das erfindungsgemäße Sperrventil der unbeabsichtigte Anstieg des für die Vorsteuerung wirkende Drucks in der Pumpenleitung verhindert wird, wird auch das Absinken der Nachbargestelle eines von einer Fehischaltung betroffenen Ausbaugestells verhindert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

Dabei zeigen Figur 1 Die hydraulische Schaltung eines Strebs Figur 2 Die Ventile für einen Kraftgeber eines Ausbaugestells In der Zeichnung stellen die Bezugszeichen dar : 1. die Strebversorgungsleitung (Pumpen-Sammelleitung, Vorlauf), die sich über einen Teil des Strebs oder die gesamte Streblänge erstreckt und die an die nicht gezeigte Pumpenstation angeschlossen ist.

2. die Sammelrücklaufleitung (Rücklauf-Sammelleitung, Rücklauf), welche sich über einen Teil der Streblänge oder die gesamte Streblänge erstreckt und mit dem Tank der Pumpenstation verbunden ist.

3. die hydraulische Steuereinrichtung für einen Kraftgeber. Die hydraulische Steuereinrichtung ist über die Vorlauf-Stichleitung 12 mit dem Vorlauf und über die Rücklauf-Stichleitung 13 mit dem Rücklauf verbunden.

4. Einen Kraftgeber, hier als Zylinder-Kolbeneinheit dargestellt.

5. die elektrische Steuereinheit (Schildsteuerung) zu Ansteuerung der hydraulische Steuereinheit. Sie erhält ihre Schaltbefehle von der zentralen Strebsteuereinrichtung 15.

6. ein als Rückschlagventil 6 ausgebildetes Sperrventil in der Rücklauf- Stichleitung 13 zu jedem Schild, welches die Durchflußrichtung von der Rücklauf-Sammelleitung zu der hydraulischen Steuereinheit sperrt.

Zu der hydraulischen Steuereinheit gehören mehrere Ventile. Diese sind in der Prinzipskizze nach Fig. 2 angedeutet. Grundsätzlich ist die Verbindung (Pumpen-Stichleitung) jedes Kraftgebers mit der Pumpensammelleitung des Strebs durch ein Rückschlagventil 14 gesperrt, so dass bei Ausfall des Pumpendruckes der Haltedruck des Kraftgebers auf dem dicht schließenden Rückschlagventil aufliegt. Dieses Rückschlagventil 14 ist jedoch durch hydraulische Vorsteuerung durch den Systemdruck entsperrbar, wenn die Druckdifferenz aus Lastdruck und Vorsteuerdruck unter einen durch die Ventilkonstruktion vorgegebenen Wert fällt. Das Rückschlagventil 14 ist hydraulisch so geschaltet, dass bei hydraulischer Entsperrung der Arbeitsraum des Kraftgebers über die Rücklaufstichleitung mit der Rücklauf-Sammelleitung verbunden wird. Ein derartiges entsperrbares Rückschlagventil ist z. B. bekannt durch die DE 38 04 848 A1.

Durch das erfindungsgemäße Sperrventil 6 wird nun verhindert, dass bei unbeabsichtigter Entsperrung (Aufsteuerung) dieses als Lasthalteventil wirkenden Rückschlagventils 14 Druckmittel aus dem Zylinderraum des Kraftgebers in die Pumpenleitung gelangt. Die Pumpenstichleitung zwischen dem Kraftgeber und dem Pumpen-Sammelkanal wird also gesperrt.

In der Pumpensammelleitung (Strebversorgungsleitung 1) sind mehrere Drucksensoren 7 im Abstand von einem oder mehreren Ausbaugestellen angeordnet. Diese Drucksensoren gewährleisten, dass ein bestimmter Mindestdruck von z. B. 200 bar in der Pumpensammelleitung jedenfalls vorhanden ist. Andernfalls erfolgt die Abschaltung der Elektrik 5, durch welche die Schildbetätigung eingeschaltet wird. Es wird also verhindert, dass die Elektrik zur Schildbetätigung eingeschaltet wird, wenn der Mindestdruck von 200 bar nicht erreicht ist.

In der Rücklaufsammelleitung sind Drucksensoren 8 vorgesehen. Z. B. sind drei derartige Drucksensoren 8 über die Streblänge verteilt. Diese Sensoren überwachen, dass im Rücklauf ein bestimmter Höchstdruck nicht überschritten wird, z. B. 30 bar. Diese Sensoren 8 schalten bei Erreichen des Höchstdrucks von 30 bar die Elektronik 5 aus, so dass eine Ventilbetätigung nicht mehr möglich ist.

Es kann nun vorkommen, dass ein Druckabfall in der Pumpensammelleitung oder ein Druckanstieg in der Rücklaufsammelleitung eintritt, während ein elektrischer Befehl für einen Schaltvorgang an einem oder mehreren Schilden (Ausbaugestellen) ansteht. In diesem Falle wird der Schaltvorgang zwar unterbrochen, die elektrischen Schaltbefehle bleiben jedoch stehen und werden wieder aktiviert bei Erreichen eines bestimmten Druckniveaus. Daher gehen die Ventile in eine undefinierte Schaltstellung. Ein derartiger Druckabfall kann z. B. auf einem Ausfall der Pumpe bzw. Pumpenstation beruhen. Dadurch kann es vorkommen, dass der Arbeitskolben an einem derartigen Kraftgeber, dessen Betrieb bei der Durchführung einer Ausbau-Funktion unterbrochen wurde, absinkt. Das Absinken hat eine große Flüssigkeitsmenge im Rücklauf mit entsprechendem Anstieg des Staudrucks und andererseits ein Absinken des Lastdrucks zur Folge, durch welchen das entsperrbare Rückschlagventil 14 in seiner Sperrstellung gehalten wird. Dadurch wird die Gefahr einer noch weiteren Öffnung des Rückschlagventils heraufbeschworen, da das zur Schließung erforderliche Druckverhältnis bei Absinken des Lastdrucks einerseits und Ansteigen des Rücklaufdrucks andererseits nicht mehr eingehalten wird.

Eine ähnlich gefährliche Situation entsteht, wenn bei Absinken des Pumpendrucks in der Pumpensammelleitung an dem entsperrbaren Rückschlagventil 14 der Pumpendruck im Öffnungssinne ansteht und zusätzlich durch Schwimmstellung des Vorsteuerventils der Vorsteuerkolben im Öffnungssinne beaufschlagt wird. In diesem Falle kommt es ebenfalls zum Entsperren des Rückschlagventils, wodurch der Lastraum des Kraftgebers mit der Pumpensammelleitung verbunden wird. Dadurch wirkt der Kraftgeber als Pumpe und liefert trotz Ausfall der Pumpenstation Druckmittel in die Pumpensammelleitung, was wiederum dazu führt, dass bei anstehenden elektrischen Signalen der nunmehr wieder ansteigende Druck in der Pumpensammelleitung als Vorsteuerdruck zur Schaltung der Ventile der Nachbarschilde ausreicht. Es kommt damit zur Kettenreaktion mit dem Absacken sämtlicher Schilde eines Strebs.

Dies wird verhindert durch die Sperrventile 9, die in der Stichleitung zwischen der Pumpensammelleitung und der Hydrauliksteuerung 3 vorhanden sind.

Zu undefinierten hydraulischen Situationen kann es auch dadurch kommen, dass bei dem Neustart (Wieder-Anlaufen) der Pumpen der Druck in der Pumpensammelleitung, die einige 100 m lang ist, nicht schnell genug ansteigt, so dass einerseits eine Schaltung der vorgesteuerten Ventile schon erfolgt, andererseits aber der Pumpendruck nicht ausreicht, um die Last des Gebirges zu tragen. Auch in diesem Falle kann es zu einem Absacken der Arbeitszylinder kommen. Aus diesem Grund werden in die Pumpensammelleitung im Abstand von mehreren, z. B. 3 Schilden steuerbare Sperrventile 10 eingebaut, die bei Anlauf der Pumpen zunächst gesperrt sind und von der zentralen Elektrosteuerung des Strebs nacheinander wieder angeschaltet und geöffnet werden. Dadurch wird erreicht, dass der Druckaufbau in den einzelnen Sektionen des Strebs, welche durch die Sektions-Sperrventile 10 unterteilt sind, sehr schnell von statten geht, wenn die Sektionen nacheinander und aufeinander folgend geöffnet werden. Ferner kann in der Pumpenstation ein Kurzschlussventil (Strebabschaltventil 11) vorgesehen werden, durch welches die Pumpen in den Tank fördern, solange sie sich noch im Anlauf befinden und eine ausreichende Fördermenge daher noch nicht erreicht haben.

Durch die Erfindung und die auch für sich anwendbaren und wirksamen weiteren Maßnahmen wird also die gefährliche Situation vermieden, in der bei geschaltetem Magnetventil und fehlendem Pumpendruck im Streb eine einzige gemeinsame Verbindung zu allen Steuereinheiten des Strebs geschaffen wird. In diesem Falle kann es zu Durchläufen in den Ventilen kommen, da die Systemdrucküberwachung bei Ausfall der Pumpen oder zu niedrigem Pumpendruck sich nicht in Betrieb befindet. Das führt dazu, dass die Ventile einen ständigen Volumenstrom in die Sammelrücklaufleitung durchlassen und bei Erreichen der kritischen Steuerdruckgrenze ein Entsperren des Lasthalteventils (entsperrbares Rückschlagventil) erfolgt. Besonders gefährdet sind hier nicht gesetzte oder nur mit geringfügigem Druck gesetzte Stempel, da der Öffnungsdruck der Lasthalteventile vom Lastdruck-wie zuvor erklärt- abhängig ist. Auch hydraulisch entlastete Lasthalteventile, deren Öffnungskraft von einer Federkraft abhängen, haben ohne anstehenden Lastdruck einen ausreichenden Öffnungsdruck bei z. B. nur 40 bar.

Durch die Sperrventile 9 wird verhindert, dass die Volumina der Schildstempel und Zylinder im druckbelastetem Zustand wie eine Pumpe wirken, die bei-zwar zu niedrigem-Druck zu einer rückwärtigen und unzureichenden Einspeisung in die Nachbarschilde führen, wo sodann bei niedrigeren Lastdrücken die wirksame Ansteuerung und Entsperrung der Lasthalteventile erfolgt, was wiederum weitere Volumina freimacht, die zu weiteren Kettenreaktionen führen.

Bezugszeichen 1. Strebversorgungsleitung, 1 2. Sammelrücklaufleitung, 2 3. Schildsteuereinrichtung, hydraulische Steuereinrichtung, Steuerblock 3 4. Kraftgeber Zylinder-Kolbeneinheit 4 5. elektrische Steuereinheit 5 6. Rückschlagventil 6 7. Drucksensoren 7 8. Drucksensoren 8 9. Sperrventile Rückschlagventile 9 10. Sektions-Sperrventile 10 11. Strebabschaltventil 11 12. Vorlauf-Stichleitung 12 13. Rücklauf-Stichleitung 13 14. Lasthalteventil, entsperrbares Rückschlagventil 15. Zentrale Strebsteuereinrichtung 15 16. Vorsteuerventil 16 17. Hauptventil 17 18. Druckbegrenzungsventil 18