DE102005029055B4 - valve cartridge - Google Patents
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Abstract
Ventilpatrone (1) zum Einsetzen in einen Ventilblock (6) einer hydraulischen Steuerung eines Stempels im schreitenden Grubenausbau, a) mit einem Gehäuse (2), einem in das Gehäuse (2) eingesetzten, federbelasteten Kolben (3) und mit einer auf den Kolben (3) aufgeschobenen Hülse (4), b) wobei das Gehäuse (2) einen Verbraucheranschluss (7), einen Schaltimpulsanschluss (8), einen Pumpenanschluss (11) und einen Tankanschluss (13) aufweist, c) wobei der Verbraucheranschluss (7) mit dem Schaltimpulsanschluss (8) über eine Gehäuselängsbohrung (9) verbunden ist, von der mindestens eine Pumpenquerbohrung (10) zum Pumpenanschluss (11) und mindestens eine Tankquerbohrung (12) zum Tankanschluss (13) abzweigt, d) wobei an der Innenseite der Gehäuselängsbohrung (9) zwischen der Pumpenquerbohrung (10) und der Tankquerbohrung (12) zwei Innenkonen (15, 19) angeordnet sind, von denen sich der erste (15) zur Pumpenquerbohrung (10) und der zweite (19) zur Tankquerbohrung (12) hin aufweitet, e) wobei der Kolben (3) in der Gehäuselängsbohrung (9) zwischen einer Pumpenendlage und einer Tankendlage axial beweglich geführt ist und mit einer Kolbenlängsbohrung (16) versehen ist, welche die zum Verbraucheranschluss (7) gewandte Stirnseite des Kolbens (3) mit mindestens einer Kolbenquerbohrung (17) verbindet, welche an Austrittsöffnungen (18) im Mantel des Kolbens (3) mündet, f) wobei der Kolben (3) einen Kolben-Außenkonus (14) aufweist, der zwischen der zum Verbraucheranschluss (7) gewandten Stirnseite des Kolbens (3) und den Austrittsöffnungen (18) der Kolbenquerbohrung (17) angeordnet ist, g) wobei der Kolben (3) in der Tankendlage mit dem Kolben-Außenkonus (14) an dem ersten Innenkonus (15) anliegt, und die Kolbenquerbohrung (17) im Bereich des sich zur Tankquerbohrung (12) hin aufweitenden Innenkonuses (19) liegt, was bedeutet, dass die Fläche dieses Innenkonuses (19) den Mantel des Kolbens (3) innerhalb der Austrittsöffnung (18) der Kolbenquerbohrung (17) schneidet, h) wobei der Kolben (3) in der Verbraucherendlage gegen einen Anschlag (20) am Gehäuse (2) anliegt und die Kolbenquerbohrung (17) im Bereich des sich zur Pumpenquerbohrung (10) hin aufweitenden Innenkonuses (15) liegt, was bedeutet, dass die Fläche dieses Innenkonuses (15) den Mantel des Kolbens (3) innerhalb der Austrittsöffnung (18) der Kolbenquerbohrung (17) schneidet, ...Valve cartridge (1) for insertion into a valve block (6) of a hydraulic control of a punch in pacing mine construction, a) with a housing (2), a spring-loaded piston (3) inserted into the housing (2) and with one on the piston (3) pushed-on sleeve (4), b) wherein the housing (2) has a consumer connection (7), a switching pulse connection (8), a pump connection (11) and a tank connection (13), c) the consumer connection (7) is connected to the switching pulse connection (8) via a housing longitudinal bore (9), branches off from the at least one pump transverse bore (10) to the pump port (11) and at least one tank transverse bore (12) to the tank port (13), d) wherein on the inside of the housing longitudinal bore (9) between the pump transverse bore (10) and the tank transverse bore (12) has two inner cones (15, 19) are arranged, of which the first (15) to the pump transverse bore (10) and the second (19) to the tank transverse bore (12) out widening, e) wob ei the piston (3) in the housing longitudinal bore (9) between a Pumpenendlage and a Tankendlage is axially movably guided and provided with a piston longitudinal bore (16) which faces the consumer port (7) end face of the piston (3) with at least one piston transverse bore (17) connects, which at outlet openings (18) in the shell of the piston (3) opens, f) wherein the piston (3) has a piston outer cone (14), which faces between the consumer port (7) end face of the piston (3). 3) and the outlet openings (18) of the piston transverse bore (17) is arranged, g) wherein the piston (3) abuts in the tank end position with the piston outer cone (14) on the first inner cone (15), and the piston transverse bore (17) in the region of the inner cone (19) widening towards the tank transverse bore (12), which means that the surface of this inner cone (19) intersects the skirt of the piston (3) within the outlet opening (18) of the piston transverse bore (17), h) wherein the piston (3) abuts in the consumer end position against a stop (20) on the housing (2) and the piston transverse bore (17) in the region of the pump transverse bore (10) widening inner cone (15), which means that the surface this inner cone (15) intersects the jacket of the piston (3) within the outlet opening (18) of the piston transverse bore (17), ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilpatrone zum Einsetzen in einen Ventilblock einer hydraulischen Steuerung eines Stempels im schreitenden Grubenausbau.The present invention relates to a valve cartridge for insertion into a valve block of a hydraulic control of a stamp in pacing mine expansion.
Solche Ventile sind sind üblicherweise als 3/2 Wegeventile ausgebildet. Das bedeutet, dass das Ventil drei Hauptanschlüsse – den Verbraucheranschluss, den Pumpenanschluss und den Tankanschluss – aufweist und zwei Schaltstellungen – Pumpenendlage und Tankendlage – einnehmen kann. In Pumpenendlage ist der Verbraucher mit der Pumpe, in Tankendlage mit dem Tank verbunden. Die Steuerung des die Schaltstellungen definierenden Kolbens erfolgt über den Schaltimpulsanschluss: Durch Beaufschlagung mit Impulsdruck wird der Kolben gegen die Federkraft in Pumpenendlage bewegt. Bei Rücknahme des Impulsdrucks drängt die Feder den Kolben zurück in Tankendlage.Such valves are usually designed as 3/2 way valves. This means that the valve has three main connections - the load connection, the pump connection and the tank connection - and can assume two switching positions - pump end position and tank end position. In the pump end position the consumer is connected to the pump, in the tank end position to the tank. The control of the switching positions defining piston via the switching impulse connection: By applying pressure with impulse the piston is moved against the spring force in Pumpenendlage. When the pulse pressure is withdrawn, the spring forces the piston back into the tank end position.
Die besondere Bauart der vorliegenden Ventilpatrone ist durch ihren bestimmungsgemäßen Einsatz in der hydraulischen Steuerung der Stempel im schreitenden Grubenausbau bedingt. Bei den Stempeln handelt es sich um doppelt beaufschlagte Hydraulikzylinder, die dazu dienen, die Ausbauschilde zu bewegen bzw. zu halten. Beide Druckräume des Stempels sind mit jeweils einem 3/2-Wegeventil beschaltet und können so wahlweise unter Pumpendruck gesetzt oder zum Tank hin entspannt werden.The special design of the present valve cartridge is due to its intended use in the hydraulic control of the stamp in walking mine expansion. The punches are double-acting hydraulic cylinders, which serve to move or to hold the Ausbauschilde. Both pressure chambers of the punch are each connected to a 3/2-way valve and can thus be set either under pump pressure or relaxed to the tank.
Der Stempel kennt zwei Bewegungsarten, nämlich „Stempel setzen” und „Stempel rauben”. Beim „Stempel setzen” wird der großvolumige Arbeitsraum mit Druck beaufschlagt und zugleich der kleinvolumige Ringraum zum Tank hin geöffnet. Der Schild wird auf diese Weise kraftvoll gegen das Hangende gefahren. In der Bewegungsart „Stempel rauben” gilt es, den Stempel rasch einzufahren, um den Schild ruckartig zu lösen. Das Druckmedium im Arbeitsraum muss dann in einem großen Volumenstrom zum Tank strömen.The stamp knows two types of movement, namely "put stamp" and "rob stamp". When "put stamp" of the large-volume workspace is pressurized and at the same time the small volume annulus opened to the tank. The shield is driven in this way powerful against the hanging wall. In the "stamp robbing" movement type, it is important to retract the punch quickly in order to release the shield in a jerky manner. The pressure medium in the working space then has to flow in a large volume flow to the tank.
Ventilpatronen mit den oben diskutierten Funktionen beispielsweise aus der
Im Zuge von Betriebsstörungen oder Fehlbedienungen kann es bei den nach dem Stand der Technik bekannten Ventilpatronen vorkommen, dass während des Raubens Impulsdruck an die mit dem Arbeitsraum verbundene Ventilpatrone gegeben wird. Es wird mithin gleichzeitig „Stempel setzen” und „Stempel rauben” gefahren. Dies hat zur Folge, dass der Impulsdruck die Hülse nach vorne drängt und so den Tankanschluss verschließt. Der Durchgang der Patrone ist dann gesperrt, der Stempel bleibt stehen.In the course of malfunctions or incorrect operation, it may occur in the case of the valve cartridges known from the prior art that impulse pressure is applied to the valve cartridge connected to the working space during robbing. It is therefore at the same time "set stamp" and "rob stamp" drove. This has the consequence that the pulse pressure pushes the sleeve to the front and thus closes the tank connection. The passage of the cartridge is then locked, the stamp stops.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilpatrone der bekannten Art so weiterzubilden, dass stets ein Zwangsdurchgang der Patrone gewährleistet ist.The present invention is therefore based on the object, a valve cartridge of the known type so that always a forced passage of the cartridge is guaranteed.
Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilpatrone zum Einsetzen in einen Ventilblock einer hydraulischen Steuerung eines Stempels im schreitenden Grubenausbau mit den nachfolgend aufgeführten Merkmalen:
- a) Ventilblock mit einem Gehäuse, einem in das Gehäuse eingesetzten, federbelasteten Kolben und mit einer auf den Kolben aufgeschobenen Hülse,
- b) wobei das Gehäuse einen Verbraucheranschluss, einen Schaltimpulsanschluss, einen Pumpenanschluss und einen Tankanschluss aufweist,
- c) wobei der Verbraucheranschluss mit dem Schaltimpulsanschluss über eine Gehäuselängsbohrung verbunden ist, von der mindestens eine Pumpenquerbohrung zum Pumpenanschluss nd mindestens eine Tankquerbohrung zum Tankanschluss abzweigt,
- d) wobei an der Innenseite der Gehäuselängsbohrung zwischen der Pumpenquerbohrung und der Tankquerbohrung zwei Innenkonen angeordnet sind, von denen sich der erste zur Pumpenquerbohrung und der zweite zur Tankquerbohrung hin aufweitet,
- e) wobei der Kolben in der Gehäuselängsbohrung zwischen einer Pumpenendlage und einer Tankendlage axial beweglich geführt ist und mit einer Kolbenlängsbohrung versehen ist, welche die zum Verbraucheranschluss gewandte Stirnseite des Kolbens mit mindestens einer Kolbenquerbohrung verbindet, welche an Austrittsöffnungen im Mantel des Kolbens mündet,
- f) wobei der Kolben einen Kolben-Außenkonus aufweist, der zwischen der zum Verbraucheranschluss gewandten Stirnseite des Kolbens und den Austrittsöffnungen der Kolbenquerbohrung angeordnet ist,
- g) wobei der Kolben in der Tankendlage mit dem Kolben-Außenkonus an dem ersten Innenkonus anliegt, und die Kolbenquerbohrung im Bereich des sich zur Tankquerbohrung hin aufweitenden Innenkonuses liegt, was bedeutet, dass die Fläche dieses Innenkonuses den Mantel des Kolbens innerhalb der Austrittsöffnung der Kolbenquerbohrung schneidet,
- h) wobei der Kolben in der Verbraucherendlage gegen einen Anschlag am Gehäuse anliegt und die Kolbenquerbohrung im Bereich des sich zur Pumpenquerbohrung hin aufweitenden Innenkonuses liegt, was bedeutet, dass die Fläche dieses Innenkonuses den Mantel des Kolbens innerhalb der Austrittsöffnung der Kolbenquerbohrung schneidet,
- i) wobei die Hülse zwischen Kolben und Gehäuse axial beweglich geführt ist, indem sie mit ihrer Außenseite an der Gehäuselängsbohrung anliegt und mit ihrer Innenseite auf einen zum Schaltimpulsanschluss hin gewandten Endabschnitt des Kolbens aufgeschoben ist,
- j) wobei die Hülse einen Hülsen-Außenkonus aufweist, mit welchem sie in einer Hülsen-Schließlage gegen den sich zum Tankanschluss hin aufweitenden Innenkonus anliegt,
- k) und wobei ein Vorsprung vorhanden ist, der wahlweise an Hülse oder Kolben anbringbar ist und in Hinblick auf den Hub beider Bauteile so angeordnet ist, dass die Hülse die Hülsen-Schließlage nicht erreicht, wenn der Kolben die Tankendlage eingenommen hat und der Vorsprung der Hülse gestattet, die Hülsen-Schließlage zu erreichen, wenn der Kolben sich in Pumpenendlage befindet.
- a) valve block with a housing, a spring-loaded piston inserted into the housing and with a sleeve pushed onto the piston,
- b) said housing having a load port, a switch pulse port, a pump port and a tank port,
- c) wherein the consumer connection is connected to the switching pulse connection via a housing longitudinal bore, from which at least one pump transverse bore branches off to the pump connection and at least one tank transverse bore to the tank connection,
- d) wherein on the inside of the housing longitudinal bore between the pump transverse bore and the tank transverse bore two inner cones are arranged, of which the first widens to the pump transverse bore and the second to the tank transverse bore,
- e) wherein the piston is guided axially movably in the housing longitudinal bore between a pump end position and a tank end position and is provided with a piston longitudinal bore which connects the end face of the piston facing the load connection with at least one piston transverse bore which opens at outlet openings in the jacket of the piston,
- f) the piston having a piston outer cone which is arranged between the end face of the piston facing the consumer connection and the outlet openings of the piston transverse bore,
- g) wherein the piston rests in the Tankendlage with the piston outer cone on the first inner cone, and the piston transverse bore in the region of the tank transverse bore widening inner cone, which means that the surface of this Innenkonuses the mantle of the piston within the outlet opening of the piston transverse bore cuts,
- h) wherein the piston rests against a stop on the housing in the consumer end position and the piston transverse bore lies in the region of the inner cone which widens toward the pump transverse bore, which means that the surface of this inner cone intersects the jacket of the piston within the outlet bore of the piston transverse bore,
- i) wherein the sleeve between the piston and the housing is guided axially movable, by abutting with its outer side on the housing longitudinal bore and is pushed with its inside on a side facing the switching pulse terminal end portion of the piston,
- j) wherein the sleeve has a sleeve outer cone, with which it rests in a sleeve closed position against the widening to the tank port inner cone,
- k) and wherein a projection is present, which is selectively attachable to sleeve or piston and is arranged with respect to the stroke of both components so that the sleeve does not reach the sleeve closed position when the piston has taken the tank end position and the projection of Sleeve allows to reach the sleeve closed position when the piston is in Pumpenendlage.
Durch das Zusammenwirken der oben aufgeführten Merkmale gelingt es erstmals, die oben genannte Aufgabe zu lösen.Through the interaction of the features listed above, it is possible for the first time to achieve the above-mentioned object.
Günstigenfalls wird der Vorsprung an der Innenseite der Hülse angeordnet, sodass er gegen die zum Schaltimpulsanschluss gewandte Stirnseite des Kolbens anschlägt. Diese Anordnung ist besonders einfach zu gestalten.Conveniently, the projection on the inside of the sleeve is arranged so that it abuts against the switching pulse terminal facing end side of the piston. This arrangement is particularly easy to design.
Als Vorsprung eignet sich vorteilhaft entweder ein nach innen gewandter, endseitiger Kragen oder ein in die Hülse eingesetzter Sicherungsring. Der endseitige Kragen weist eine besonders große und steife Ringfläche auf, sodass der Impulsdruck wirksam umgesetzt wird. Der Sicherungsring ist ein kostengünstiges Standardbauteil, welches die Montage der Ventilpatrone erleichtert.As a projection is advantageous either an inwardly facing, end-side collar or inserted into the sleeve retaining ring. The end collar has a particularly large and stiff annular surface, so that the pulse pressure is effectively implemented. The locking ring is a low-cost standard component, which facilitates the assembly of the valve cartridge.
Vorteilhafterweise werden die Querbohrungen zum Tank und zur Pumpe nicht senkrecht zur Längsachse der Ventilpatrone in das Gehäuse eingebracht, sondern jeweils unter einem spitzen Winkel, sodass die Querbohrungen jeweils auf die Austrittsöffnungen der Kolbenquerbohrung gerichtet sind, sofern sich der Kolben in der entsprechenden Schaltstellung befindet. Diese Anordnung erleichtert den Durchgang, da der Volumenstrom innerhalb der Ventilpatrone nicht so stark umgelenkt wird.Advantageously, the transverse bores are introduced to the tank and the pump is not perpendicular to the longitudinal axis of the valve cartridge in the housing, but each at an acute angle, so that the transverse bores are respectively directed to the outlet openings of the piston transverse bore, if the piston is in the corresponding switching position. This arrangement facilitates the passage, since the flow within the valve cartridge is not deflected so much.
Die Fertigung und Montage der Ventilpatrone kann deutlich vereinfacht werden, indem das Gehäuse aus drei Sektionen aufgebaut wird, die ineinander gesteckt und mit Querstiften untereinander gefügt werden. Dieser Aufbau gestattet es, die unterschiedlichen Funktionselemente des Gehäuses – die Anschläge, die Anschlüsse und die Innenkonen – auf unterschiedliche Sektionen zu verteilen, was deren Fertigung auf der Drehmaschine einfacher und kostengünstiger gestaltet. Auch zu etwaigen Wartungs- und Reparaturarbeiten kann die Ventilpatrone einfach zerlegt werden.The manufacture and assembly of the valve cartridge can be significantly simplified by the housing is composed of three sections, which are inserted into one another and joined together with cross pins. This construction makes it possible to distribute the different functional elements of the housing - the stops, the connections and the inner cones - to different sections, which makes their manufacture on the lathe simpler and less expensive. Also for any maintenance and repair work, the valve cartridge can be easily disassembled.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbespielen näher erläutert werden. Hierfür zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to exemplary examples. For this show:
Die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Ventilpatrone
Das Gehäuse
Der Kolben
In der in den
Um den Stempel zu setzen, wird am Schaltimpulsanschluss
Der Tankanschluss
An ihrer zum Schaltimpulsanschluss
Das Gehäuse
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