-
Titel: Verfahren und Einrichtung zur Steuerung des
-
Schneidkopf-Vorschubes einer Vortriebsmaschine Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung des Schneidkopf-Vorschubes einer
Vortriebsmaschine, bei welcher der durch eine Vorschubvorrichtung vorpreßbare Schneidkopf
mittels in verschiedenen Schwenkebenen wirkender hydraulischer Steuerzylinder allseitig
verschwenkbar ist0 Aus DE-AS 23 37 131 ist eine Steuerung zur Druckmittelbeaufschlagung
des Schneidkopf-Vorschubes bei einer Schildvortriebsmasohine bekannt, deren drehbarer
Schneidkopf in einem innerhalb des Vortriebsschildes in Vortriebsrichtung verschiebbar
gelagerten Rahmen angeordnet ist, Dabei ist allen den Schneidkopf beaufschlagenden
Schubkolbengetrieben eine den Aus schub der Kolbenstange messende und als Meßwertgebep
ausgebildete
Vorrichtung zugeordnet, deren Meßwertsignale einer
Auswerteeinheit zuführbar sind, in der sie mit den Meßwerten eines als Bezugs einheit
bestimmten Schubkolbengetriebes verglichen werden. Die Anordnung ist so getroffen,
daß die Auswerteeinheit je nach den festgestellten Differenzwerten der Ausschublängen
der einzelnen Schubkolbengetriebe gegenüber dem Wert des Bezugsschubkolbengetriebes
die Druckbeaufschlagung der einzelnen Schubkolbengetriebe differenziert steuert.
-
Mit dieser Steuerung wird somit eine individuelle Druckbeaufschlagung
der einzelnen Schubkolbengetriebe in Abhängigkeit vom Gesteinswiderstand in bezug
auf ein Bezugsschubkolbengetriebe ermöglicht, so daß ein synchroner Vorschub aller
Schubkolbengetriebe gewährleistet und somit eine Schiefstellung des Schneidkopfes
auch bei heterogenem Gebirge verhindert wird. Eine Schneidkopfsteuerung dieser Art
ist technisch außerordentlich aufwendig; es läßt sich mit ihr insbesondere bei aktiver
Richtungssteuerung des Schneidkopfes nicht zuverlässig vermeiden, daß die am Schneidkopf
angeordneten Werkzeuge9 wie z.B. Rollenmeißel, überlastet werden0 Aus DE-OS 20 18
162 ist ferner eine Vortriebsmaschine bekannt, bei welcher der Schneidkopf durch
mindestens einen Kippzylinder mit beidseitig wirksamem Betätigungskolben zur Schildachse
kippbar ist und bei welchem die Druckräume des Kippzylinders mittels eines Umschaltventils
aus der Ruhestellung an die Druckräume eines mit einem Vorschubzylinder mitfuhrbaren
Pumpenzylinders wahlweise austauschbar angelegt werden können0 Mit dieser Anordnung
soll eine exakte Einhaltung der Vortriebsrichtung bei möglicher Richtungskorrektur
erreicht werden,
Schließlich ist aus DE-AS 25 03 340 ein Verfahren
zur Antriebssteuerung von Bohrköpfen mit daran angeordneten Rollenbohrern bekannt,
bei welchem die Arbeitsparameter, doh. die Vorschubkraft bzwa die Vorschubgeschwindigkeit
und die Bahngeschwindigkeit der Bohrwerkzeuge, zumindest in mittelbarer Abhängigkeit
von den auf den Bohrkopf wirkenden, von der Gesteinsfestigkeit und -beschaffenheit
abhängigen Kräften gesteuert werden, Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß
wenigstens bei einigen der Bohrwerkzeuge deren Beanspruchung repräsentierende Kräfte
und/oder zeitliche Änderungen solcher Kräfte ermittelt werden, wobei diese Werte
automatisch laufend mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden, derart,
daß bei berschreitung dieser Grenzwerte wenigstens einer der Arbeitsparameter automatisch
in seiner Größe verändert wird. Hiermit wird erreicht, daß bei Überschreiten des
Grenzwertes die Vorschubkraft oder die Vorschubgeschwindigkeit des Schneidkopf-Vorschubes
soweit vermindert wird, daß die Werkzeugbeanspruchung in einem zulässigen Bereich
bleibt, Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer als Vollschnittmaschine
arbeitenden Vortriebsmaschine für den Vortrieb von Tunneln, Stollen oder sonstigen
Strekken im Erdreich oder standfesten Gebirge ein zuverlässiges Verfahren und eine
Einrichtung zu schaffen, mit dem bzwo der sowohl bei aktiver Steuerung zum Zwecke
der gewünschten Richtungssteuerung als auch bei passiv ver Steuerung infolge eines
inhomogenen Gesteins und der dadurch bedingten ungewünschten Richtungsablenkung
des Schneidkopfes eine Überbeanspruchung der Schneidkopf-Werkzeuge zuverlässig vermieden
werden kann, zugleich aber unter allen Arbeitsbedingungen eine größtmögliche Vortriebsgeschwindigkeit
erreichbar isto Dabei wird zugleich ein möglichst geringer Steuerungsaufwand angestrebt0
Das
erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß der Schneidkopf-Vorschub
in Abhängigkeit von der Druckverteilung der aktiv eingeleiteten und/oder der passiv
wirksam werdenden Steuerdrücke der Steuerzylinder gesteuert wird0 Dieses Verfahren
läßt sich in vorteilhafter Weise so durchfahren, daß die Steuerdriicke der in den
senkrecht zueinander stehenden Schwenkebenen wirkenden Steuerzylinder von einer
Auswerteeinheit odOdgl.
-
erfaßt werden, welche die Vorschubkraft der Schneidkopf-Vorschubvorrichtung
in Abhängigkeit von der Summenbelastung der Steuerzylinder derart steuert, daß die
Vorschubkraft bei zunehmender Summenbelastung gesenkt und bei abnehmender Summenbelastung
beider Steuerzylinder erhöht wird.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demgemäß mit einer druckabhängigen
Steuerung der Schneidkopf-Vorschubkraft gearbeitet, derart, daß bei aktiver Steuerung,
bei welcher der Schneidkopf zur Kurvensteuerung bewußt schräggestellt wird, wie
auch bei passiver Steuerung, bei welcher der Schneidkopf aufgrund der unterschiedlichen
Verteilung des Schneidwiderstandes über den Bohr querschnitt aus seiner Sollrichtung
abgelenkt wird, der an den einzelnen Steuerzylindern anstehende Druck erfaßt und
als Steuergröße zur Regelung der Vorschubkraft bzw. des Beaufschlagungsdruckes der
hydraulischen Vorschubvorrichtung ausgenutzt wird. Geht man davon aus, daß sich
der Vortrieb im homogenen Gestein vollzieht, so muß der Schneidkopf beim aktiven
Steuern unter Aufbringung von erheblichen Steuermomenten zeitweise einseitig schneiden,
bis die gewünschte Kurve durchfahren ist0 Dabei würde es aufgrund der einseitigen
Schneidarbeit des Schneidkopfes zwangsläufig zu einer Überbeanspruchung seiner Schneidwerkzeuge
kommen. Dies wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie erwähnt, dadurch vermieden,
daß
Uber die Drucksteuerung die Vorschubkraft soweit gesenkt wird, daß in der Betriebsphase
des aktiven Steuerns eine Uberbeanspruchung der Schneidwerkzeuge nicht auftreten
kann.
-
Müssen Zonen ungleicher Gebirgsfestigkeiten innerhalb des Vortriebsquerschnittes
aufgefahren werden, so würden bei Beibehaltung der vollen Vorpreßkraft diejenigen
Rollenmeißel, welche in den härteren Partien arbeiten, zwangsläufig überbeansprucht
(passives Steuern)0 Diese tiberbeanspruchung der Sohneidwerkzeuge wird nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls durch die druckabhängige Steuerung der Schneidkopf-Vorschubkraft
vermieten, Die hiermit erzielte automatische Anpassung der Schneidkopf-Vorschubkraft
an die jeweiligen Betriebszustände und geologischen Bedingungen schränkt Bedienungsfehler
erheblich ein und wirkt sich beim aktiven Steuern ebenso erleichternd fUr die Bedienung
aus, da die Steuerautomatiks wie erwähnt, für beide Funktionen wirksam ist0 Das
erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil bei einer Vortriebsmaschine
durchführen, bei welcher der Schneidkopf an einer Führung in Vortriebsrichtung verschiebbar
verlagert ist, welche auf diametral gegenüberliegenden Seiten in einem Schild raumgelenkig
aufgehängt ist. Dabei werden die Steuerzylinder zwischen dem Schild und der Führung
so angeordnet, daß die FUhrung und damit auch der Schneidkopf allseitig verschwenkbar
ist. Für die erfindungsgemäße Vorschubsteuerung genügt es, wenn für die Richtungssteuerung
des kardanisch aufgehängten Schneidkopf es in den beiden senkrecht zueinander und
zu der Vortriebsrichtung stehenden Ebenen jeweils zwei Steuerzylinder oder zwei
Doppelzylinder
vorgesehen werden0 Die Druckräume der Steuerzylinder
werden mit einer Auswerteeinheit verbunden, welche die Vorschubkraft der Schneidkopf-Vorschubvorrichtung
in Abhängigkeit von der Druckverteilung der Steuerdrücke bzw.
-
der Druckdifferenz der an den Steuerzylindern anstehenden Steuerdrücke
regelt, Die Ausführung der erfindungsgemäßen Vorschubsteuerung bzwo ihrer Auswerteeinheit
läßt sich mit an sich bekannten Mitteln z030 auf hydraulischem oder elektrohydraulischem
Wege realisieren0 Dabei ist es auch möglich, die Druckverläufe der Steuerzylinder
über einen Rechner auszuwerten, der zugleich die Vorschubkraft des Schneidkopfes
in Abhängigkeit von der Druckverteilung an den Steuerzylindern steuert. Bei einer
einfachen hydraulischen oder elektrohydraulischen Steuerung läßt sich die Anordnung
z,B, so treffen, daß die Druckräume der Steuerzylinder an Meßglieder, insbesondere
Druckschalter oder Meßzylinder mit Stufenkolben, angeschlossen werden, welche in
Abhängigkeit von der Verteilung der an den verschiedenen Steuerzylindern anstehenden
Steuerdrücke den Beaufschlagungsdruck der aus hydraulischen Schubkolbengetrieben
bestehenden Schneidkopf-Vor schubvorrichtung über Schalt- oder Steuerorgane od.
dgl.
-
steuert.
-
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
gezeigten Ausführungsbeispiel näher erlAutertO In der Zeichnung zeigt: Fig0 1 eine
erfindungsgemäße Vortriebsmaschine im horizontalen Längsschnitt; Fig. 2 einen Querschnitt
nach Linie II-II der Fig0 1;
Fig. 3 die Anordnung der Steuerzylinder
der erfindungsgemäßen Vortriebsmaschine im Koordinatensystem; Fig. 4 ein vereinfachtes
schematisches Schaltbild zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorschubsteuerung.
-
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Vortriebsmaschine in einem zylindrischen
Schild 10 gelagert, der an seiner der Ortsbrust 11 zugewandten Seite eine Schneide
aufweist und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Spreizschild ausgebildet
ist, dessen halbzylindrischen Schildteile mittels hydraulischer Spreizzylinder 12
gegen die Ausbruchswandung abspreizbar sind. Der Vorschub des Schildes in Vortriebsrichtung
V erfolgt mittels hydraulischer Vorschubzylinder 13, die zwischen dem Schild 10
und einem nachfX1rbaren Schildwiderlager 14 angeordnet sind. Insgesamt sind vier
Vorschubzylinder 13 vorgesehen, die sich über Kugelgelenke 15 an dem Widerlager
14 abstützen und die entsprechend über Kugelgelenke an Wandeinbauten 16 des Schildes
10 angeschlossen sind.
-
Das Schildwiderlager 14 besteht aus abspreizbaren Schildteilen 17,
die mittels hydraulischer Spreizzylinder 18 gegen die Ausbruchswandung 19 abspreizbar
und verspannbar sind. Anstelle des Schildwiderlagers 14 kann zur Abstützung der
Vorschubzylinder 13 aber auch der bereits eingebrachte Ausbau dienen, wie dies bekannt
ist.
-
Im Schild 10 sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten Tragkonsolen
20 befestigt, an welchen die Vortriebsmaschine abgestützt und gelagert ist. Die
als Vollschnittmaschine ausgebildete Vortriebsmaschine weist einen Schneidkopf 21
auf, der, wie bekannt, mit Schneidwerkzeugen, wie z*Bo Rollenmeißeln, bestückt ist.
Der Drehantrieb des rotierenden Schneidkopf es 21 besteht aus
mehreren
Antriebsmotoren 22, z.Bo Hydromotoren, die an dem Maschinengeßtell 23 der Vortriebsmaschine
angeordnet sind, in welchem der Schneidkopf 21 mit seiner Antriebswelle verlagert
ist0 Das Maschinengestell 23 weist eine zentrale Innenöffnung 24 auf, welche einen
Förderer, hier einen Gurtbandförderer 25, für den Abtransport des Haufwerks aufnimmt,
Das Maschinengestell mit dem Schneidkopf ist in Vortriebsrichtung V in dem Schild
10 in einer Gleitführung verschiebbar gelagert. Die Gleitführung besteht aus Führungsschienen
26, die in der Horizontalebene auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Maschinengestells
23 angeordnet sind und, wie Fig. 2 zeigt, von U-Profilen gebildet sind, deren Profilöffnungen
nach außen gegen die Schildinnenwand weisen. Das Maschinengestell 23 weist entsprechend
auf diametral gegenüberliegenden Seiten die FUhrungsschienen 26 umgreifende Führungsausnehmungen
23t auf 0 Der Vorschub der Vortriebsmaschine in Vortriebsrichtung V erfolgt mittels
einer Vorschubvorrichtung, die hier von vier hydraulischen Vorschubzylindern 27
gebildet ist, die in Fig0 1 lediglich strichpunktiert angedeutet sind.
-
Die Vorschubzylinder 27 sind zwischen den Wandeinbauten 16 des Schildes
10 und dem Maschinengestell 23 raumgeleSdg eingeschaltet.
-
Das Maschinengestell 23 ist, wie Fig. 1 zeigt, in Draufsicht etwa
U-förmig ausgebildet, wobei die U-Schenkel an den Führungsschienen 26 geführt sind.
-
Die beiden Führungsschienen 26 sind im vorderen Bereich jeweils kardangelenkig
im Schild 10 verlagerte Die kardangelenkige Verlagerung erfolgt mittels Gelenkzapfen
28, die in entsprechende Gelenkzapfenbohrungen 29 der FUhrungsschienen 26 einfassen,
Die Gelenkachsen der Zapfengelenke
28, 29 liegen auf einer gemeinsamen
Achse, die in der Horizontalebene senkrecht zur Vortriebsrichtung V verlauft, Infolgedessen
sind die beiden Führungsschienen 26 zusammen mit der Vortriebsmaschine in den Gelenken
28, 29 in der Vertikalebene verschwenkbar0 Die Verschwenkung in der Vertikalebene
erfolgt mittels hydraulischer Steuerzylinder 30, die im Abstand hinter den Gelenken
28, 29 zwischen den Führungsschienen 26 und den Lagerkonsolen 20 angeordnet sind0
Die Führungsschienen 26 und damit auch die Vortriebsmaschine sind zugleich um eine
senkrecht zur Gelenkachse der Zapfengelenke 28, 29 verlaufende Gelenkachse schwenkbar.
Zu diesem Zweck weisen die Gelenkzapfen 28 an ihren äußeren Enden ballige Gelenkköpfe
31 auf, die in Gelenkpfannen 32 der Lagerkonsolen 20 gelenkig gelagert sind.
-
Die Gelenkschuhe 32 sind mit entsprechenden pfannenartigen Gelenkflächen
versehen, Die Verschwenkung der Führungsschienen 26 und damit der Vortriebsmaschine
in der Vertikalebene erfolgt mittels hydraulischer Steuerzylinder 33, die ebenfalls
im Abstand hinter den genannten Gelenken an den Führungsschienen 26 angreifen und
sich gegen die Innenwand des Schildes 10 abstützen. Die Steuerzylinder 30 und 33
sind senkrecht zueinander angeordnet. Aufgrund der raumgelenkigen Verlagerung der
Führungsschienen 26 ist die Vortriebsmaschine mit ihrem Schneidkopf 21 begrenzt
allseitig verschwenkbar, so daß eine Richtungssteuerung der Vortriebsmaschine zum
Durchfahren von Kurven oder zur Richtungskorrektur durch wahlweise Druckbeaufschlagung
der Steuerzylinder möglich ist.
-
Die Steuerzylinder 30, 33 sind zugleich hydraulisch verriegelbar,
so daß die Führungssohienen 26 und damit die Vortriebsmaschine mit ihrem angetriebenen
Schneidkopf 21 in der jeweiligen Schwenkposition festgelegt werden können0
Bei
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig, 1 und 2 sind für die Verschwenkung der Vortriebsmaschine
in der Vertikalebene zu beiden Seiten der Maschine jeweils zwei Steuerzylinder 30
vorgesehen0 Bs versteht sich, daß auf den beiden diametral gegenüberliegenden Seiten
der Vortriebsmaschine auch jeweils nur ein einziger Steuerzylinder 30 zwischen der
betreffenden Führungsschiene 26 und dem Schild angeordnet werden kann.
-
In Fig. 3 sind die verschiedenen Steuerzylinder 30 und 33 gesondert
dargestellt0 Dabei entsprechen die Steuerzylinder A und C den Steuerzylindern 30
und die Steuerzylinder D und B den Steuerzylindern 33 der Fig0 1 und 2o Durch wahlweise
Druckbeaufschlagung der in den senkrecht zueinander stehenden Ebenen wirkenden Steuerzylinder
A bis D läßt sich der Schneidkopf 21 bei aktiver Richtungssteuerung in jede beliebige
Richtung verschwenken0 Wird beispielsweise der Steuerzylinder B beaufschlagt, so
wird der Schneidkopf 21 in Pfeilrichtung Bg (Fig0 1) verschwenkt, um eine Linkskurve
aufzufahrena Bei Druckbeaufschlagung des gegenüberliegenden Steuerzylinders D erfolgt
eine gegenläufige Verschwenkung des Schneidkopf es 21 in Pfeilrichtung D' (Fig0
1)o Entsprechend läßt sich durch Druckbeaufschlagung der Steuerzylinder A und C
der Schneidkopf 21 nach oben oder unten verschwenken, Durch kombinierte Druckbeaufschlagung
der Steuerzylinder sind Verschwenkungen in allen Richtungen, z0B. auch um die Diagonalachsen
der Linien 2-6 oder 4-8 des Koordinatensystems gemäß Fig0 3 möglich0 Der Schneidkopf
21 läßt sich in jeder gewünschten Schwenklage dadurch festlegen, daß die hydraulischen
Steuerzylinder hydraulisch verriegelt werden0 Geht man davon aus, daß sich der Vortrieb
im homogenen Gestein vollzieht, so muß beim aktiven Steuern der Schneidkopf zeitweise
einseitig schneiden, bis die gewünschte Kurve durchfahren
ist.
Ist z.B, der Schneidkopf 21 in Pfeilrichtung B (Fig0 1) ausgeschwenkt7 so werden
die an der Kurvenaußenseite schneidenden Schneidwerkzeuge (Rollenmeißel) des Schneidkopfes
von den Vor schubkräften der hydraulischen Vorsdhubzylinder 27 stärker belastet,
während die an der Kurveninnenseite arbeitenden Schneidwerkzeuge mehr oder weniger
entlastet sind0 Hierbei kann es zu Überbeanspruchungen der Schneidwerkzeuge kommen.
-
Eine Überlastung der Schneidwerkzeuge kann in jeder gewünschten Winkellage
des Schneidkopfes 21 dann eintreten, wenn Zonen ungleicher Gebirgsfestigkeiten innerhalb
des Vortriebsquerschnittes aufgefahren werden müssen, Bei Beibehaltung der maximalen
Vorschubkraft der Vorschub zylinder 27 wird die volle Vorschubkraft mehr oder weniger
nur über diejenigen Rollenmeißel auf die Ortsbrust übertragen, welche in den festeren
Partien arbeiten.
-
Hierbei kommt es zu Überlastungen dieser Werkzeuge sowie zu einem
Versteuern der Vortriebsmaschine (passives Steuern). Um überbeanspruchungen der
Schneidwerkzeuge sowohl beim aktiven Steuern, d.ho bei der gewünschten Richtungssteuerung,
als auch beim passiven Steuern, d.h.
-
beim Schneiden von Zonen ungleicher Gebirgsfestigkeiten, zu vermeiden,
und um andererseits unter allen genannten Betriebsbedingungen mit möglichst großer
Vorschubkraft zu arbeiten, ist vorgesehen, daß die Vorschubkraft der hydraulischen
Vorschubzylinder 27 in Abhängigkeit von den aktiv eingeleiteten Steuerdrücken der
Steuerzylinder oder in Abhängigkeit von den im Betrieb passiv wirksam werdenden
Steuerdrücken der Steuerzylinder entsprechend den optimalen Bedingungen automatisch
gesteuert wird0 Es ist erkennbar, daß aufgrund der raumgelenkigen Verlagerung des
Schneidkopfes 21 die beim aktiven Steuern
von den Steuerzylindern
A bis D ausgeübten Steuermomente und die beim passiven Steuern (Versteuern) über
den Schneidkopf 21 auf die genannten Steuerzylinder ausgeübten Steuermomente an
jedem Punkt des Schneidkopfumfanges und damit an jeder Stelle des in Fig0 3 gezeigten
Koordinatensystems auftreten können. Wirkt zOBo das maximale Steuermoment in der
Ebene 3-7 des Koordinatensystems, so stellt sich beispielsweise an dem Zylinder
A entsprechend den Steuerzylindern 30 der Fig0 1 ein bestimster Druck ein, der als
Steuergröße zur Reduzierung der Vorschubkraft der Vorschubzylinder 27 ausgenutzt
wird. Durchwandert das Steuermoment den Sektor zwischen den Zylindern A und B, so
erfolgt ein allmählicher Druckabfall in dem Steuerzylinder A, der überlagert wird
durch einen entsprechenden Druckanstieg im Steuerzylinder Bo Hat das höchste Steuermoment
im Koordinatensystem den 45°-Sektor (Punkt 4) erreicht, so ist der Druck in den
beiden Steuerzylindern A und B gleich groß, jedoch erheblich niedriger, als wenn
nur der Zylinder A das maximale Steuermoment allein aufnehmern muß. Um die Steuerung
möglichst einfach zu gestalten, werden bei der dargestellten Vorschubsteuerung nur
die beiden vorgenannten DruckstuSen, die dem höchsten Steuermoment an nur einem
einzigen Zylinder bzwo dem gleichwertigen Steuermoment aus der Summenbelastung zweier
senkrecht zueinander wirkender Steuerzylinder in dazwischenliegenden Sektoren entsprechen,
zur Regelung der Vorschubkraft des Schneidkopfes 21 herangezogen, da sich hiermit
eine ausreichende Regelgenauigkeit erreichen läßt, Es ist aber auch möglich, die
Druckverläufe sämtlicher Steuerzylinder über einen Rechner auszuwerten und die Vorschubkraft
der hydraulischen Vorschubzylinder 27 durch den gleichen Rechner entsprechend regeln
zu lassen, In Fig0 4 ist ein einfaches Schaltbild der Vorschubsteuerung
dargestellt0
Die Steuerzylinder A bis D sind zum Zwecke der aktiven Steuerung des Schneidkopfes
21 über die Änschlußleitungen Al bis D1 einzeln oder in Kombination vom hydraulischen
Druck beaufschlagbar. Zugleich sind die Druckräume A2 bis D2 der Steuerzylinder
bis D über ihre Leitungen 40 bis 43 mit hydraulischen Ießzylindern 44 bis 47 verbunden,
die jeweils einen durch eine Feder 48 belasteten Stufenkolben 49 aufnehmein, Dabei
sind die Druckräume A2, C2 der Steuerzylinder A und C an die im Durchmesser kleineren
Zylinderräume 50 der Meßzylinder angeschlossen, so daß die kleineren Kreiskolbenflächen
der Stufenkolben 49 von den Steuerdrücken in den Druckräumen A2, C2 beaufschlagt
werden. Die im Durchmesser größeren Druckräume 51 der Meßzylinder 44 bis 47 sind
dagegen über die Leitungen 40, 42 an die Druckräume B2 und D2 der Steuerzylinder
B und D angeschlossen, so daß die ringförmigen, im Durchmesser größeren Kolbenflächen
der Stufenkolben 49 von dem Druck in diesen Druckräumen beaufschlagt werden0 Die
Druckbeaufschlagung der Stufenkolben 49 erfolgt entgegen der Rückstellkraft der
Federn 48o Die Federkraft der Federn 48 ist so eingestellt, daß die Stufenkolben
49 nur dann eine Schaltbewegung entgegen der Federkraft ausführen, wenn entweder
beide Kolbenflächen des Stufenkolbens mit dem vorgenannten niedrigeren Druckniveau
oder nur eine Fläche mit dem vorgenannten maximalen Druckniveau beaufschlagt sind0
Über die Verstellung der Stufenkolben 49 werden Steuer- oder Schaltorgane 52 bis
55 betätigt, die den vier Meßzylindern zugeordnet sind. Die Schalt-oder Steuerorgane
können aus Steuerventilen oder, wie hier dargestellt, aus elektrischen Schaltern
bestehen, die in einem Stromkreis in Parallelanordnung vorgesehen sind. Über den
Stromkreis wird der Druck der Vorschub zylinder 27 gesteuert, was durch entsprechende
Steuerung der die Vorschubzylinder 27 speisenden hydraulischen Pumpe erfolgen kann0
Aus
der dargestellten Schaltung ergibt sich, daß z.B.
-
bei niedriger Druckbeaufschlagung der Steuerzylinder Ä und D nur der
Stufenkolben 49 des Meßzylinders 45 schaltet. Bei hoher Druckbeaufschlagung des
Steuerzylinders A schalten dagegen die beiden Meßzylinder 44 und 450 Aus dem Stromlaufplan
ist zu ersehen, daß bereits die Schaltung nur eines Neßzylinders zur Druckreduzierung
der Vorschubkraft genügt, da sämtliche Schalter 52 bis 55 parallelgeschaltet sind.
-
Die in Fig. 4 gezeigte Schaltung bildet demgemäß eine Auswerteeinheit,
welche im Betrieb die an den Steuerzylindern A bis D wirkenden Drücke abtastet und
diese zur Steuerung der Vorschubkraft der hydraulischen Vorschubzylinder 27 des
Schneidkopf es 21 ausnutzt, derart, daß sowohl beim aktiven Steuern als auch beim
passiven Steuern Uberbeanspruchungen der Schneidwerkzeuge vermieden werden, andererseits
jedoch sichergestellt ist, daß unter allen Betriebszuständen mit möglichst großer
Vorschubkraft gearbeitet wird. Solange die Steuerdrücke sämtlicher Steuerzylinder
etwa gleich groß sind oder einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten, wird
mit maximaler Vorschubkraft gearbeitet, während bei ungleichmäßiger Verteilung der
Steuerdrücke an den verschiedenen Steuerzylindern, wie sie beim aktiven oder passiven
Steuern auftreten, die Vorschubkraft soweit reduziert wird, daß keine Überbeanspruchungen
der Schneidwerkzeuge auftreten können. Bei der dargestellten Vorschubsteuerung erfolgt
eine stufenweise Verstellung des Beaufschlagungsdruckes der Vorschubzylinder 27o
Es versteht sich, daß die Steuerung so ausgelegt werden kann, daß mit mehr als nur
zwei Druckstufen gearbeitet wird.
-
Auch können für die Drucksteuerung andere Steuer- und Schaltorgane
herkömmlicher Art verwendet werden. Wesentlich in allen Fällen ist, daß der Steuerdruck
der Steuerzylinder
zur Steuerung der Vorschubkraft des Schneidkopfes
ausgenutzt wird, derart, daß bei ungleichmäßiger Verteilung der Steuerdrücke der
Druck des die Vorschub zylinder 27 beaufschlagenden Druckmediums gemindert und bei
zumindest annähernder Druckverteilung der Steuerdrücke der Druck auf das höhere
Druckniveau angehoben wird,