DE1805636C - Steuerventilanordnung für den mechanisierten Stahlausbau unter Tage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerventilanordnung für den mechanisierten Stahlausbau, wobei unter mechanisiertem Stahlausbau ein wandernder Grubenausbau oder sich selbständig verstellende Schutzdachunterstützungen, wie sie in bergmännisehen Betrieben und beim Tunnelbau zum Einsatz kommen, zu verstehen sind. Steuerventilanordnungen zur Betätigung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders einer hydraulischen Vorschubeinrichtung sind bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 203 718). Bei diesen bekannten Steuerventilanordnungen ist der Aufbau so getroffen, daß an die beiden Druckräume des Arbeitszylinders jeweils ein Einlaß- und ein Auslaßventil angeschlossen und zu einem Ventilblock zusammengefaßt sind. Die Ventile sind entgegen dem Druck ihrer Federn am Hals einer Schaltwelle verschiebbar. Bei diesen bekannten Steuerventilanordnungen sind m der Ruhestellung beide Ventile geschlossen. Bei Betätigung werden gleichzeitig das Einlaßventil des einen Teils des doppeltwirkenden so Arbeitszylinders und das Auslaßventil des anderen Teils geöffnet. Das Druckmittel strömt dann in den ersten Teil des Arbeitszylinders und verdrängt durch seine Arbeit das im zweiten Teil des Arbeitszylinders befindliche Druckmittel. Will man bei diesen bekannten Steuerventilanordnungen nur einen Teil der hydraulischen Vorschubeinrichtung arbeiten lassen, dann blockieren sieb benachbarte betätigte und nichtbetätigte Arbeitszylinder gegenseitig. Das Druckmittel eines nichtbetätigten Arbeit^zylind-rs ist zwischen Kolben und Auslaßventil eingeschlossen und verhindert somit eine Verstellung des Koioens. Ein teilweises oder einseiliges Versetzen ist deshalb mit den bekannten Steuerventilanordnungen nicht durchführbar. Auch bei Ausfall einer oder mehrerer Ventile oder Arbeitszylinder wird die Funktionsweise augenblicklich blockiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventilanordnung so zu gestalten, daß bei mehrfacher Anordnung ^von Arbeitszylindern und zugeordneten Steuerventilen an einer hydraulischen Vorschubeinrichtung unter Tage und bei einer Betätigung nur einer Einheit mit zugeordnetem Arbeitszylinder benachbarte Arbeitszylinder die Verstellung nicht behindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Auslaßventile Federn aufweisen, die die Auslaßventile in Ruhestellung offenhalten.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß bei einer hydraulischen Vorschubeinrichtung, die mehrere parallelgeschaltete Arbeitszylinder aufweist, eine Einzelbetätigung durchführbar ist. Auch läßt sich eine teilweise oder einseitige Verstellung verwirklichen. Selbst der Ausfall eines Ventils oder eines Arbeitszylinders bleibt ohne Bedeutung, da die ausgefallenen Elemente eine Verstellung der benachbarten Arbeitszylinder nicht beeinträchtigen können. Der Aufbau der erflndungsgemäßen .Stcuerventilanordnung ist einfach und wenig störanfällig. Jede Steuervcntilanordnung kann für sich allein unabhängig oder aber auch zusammen mit anderen arbeiten. Die in Ruhestellung offenen Auslaßventile verhindern jedes Blockieren der einzelnen Arbeitszylinder untereinander, Sie sind betriebssicher und erlauben eine einfache Bedienung, insbesondere wird der Einsulzbcreich für Stcuervcntilunordnutigen dea eingangs beschriebenen Aufbaus wesentlich erweitert,

In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung geht ein besonderer Vorschlag dahin, daß der Ventilsitz des Auslaßventils in an sich bekannter Weise unter dem Druck einer Feder schwimmend angeordnet ist. Dabei ist es bekannt (vgl. Machine Design, Mai 1948, S. 129 bis 133), Ventilsitze schwimmend anzuordnen. Nach «iner besonderen Ausführungsform ist für das Auslaßventil ein festliegender Ventilsitz und zu seiner Schließung ein etwas zu ihm hin schwenkbarer, über eine lose Druckplatte auf das Einlaßventil und das Auslaßventil einwirkender Exzenterhebel vorgesehen, wobei die Aus-IaL ventilfeder schwächer ist als die Einlaßventilfeder.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Steuerventilanordnung mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 zur Erläuterung der Wirkungskreise dieser Anordnung,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform mit vier Einlaß- und vier Auslaßventilen,

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 3 längs der Linie V-V,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 3 als Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie VI-VI und

Fig. 7 das gleiche Schnittbild wie Fig. 6, jedoch in einer anderen Betriebsstellung.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die gesaikie Steuerventilanordnung aus einem Ventilblock 1, an welchem mitiels nicht dargestellter Schrauben ein Gehäuse 2 für eine Kurvenscheibe 16 angebracht ist. Dieser Ventilblock enthält jeweils ein axial verschiebbares Einlaßventil 3 und Auslaßventil 4. Das Einlaßventil 3 besteht aus einem konischen Ventilkörper 5, welcher durch eine Feder 7, die über einen Führungsansatz 8 am oberen Ende des Ventilkörpers diesen beaufschlagt, gegen einen Ventilsitz 6 gepreßt wird. Dieser Ventilsitz ist seinerseits mit entsprechenden Dichtungen 9 versehen. Die Druckfeder 7 sitzt in einer Schraubkapsel 10, mittels welcher der Federdruck eingestellt werden kann, je nachdem wie weit diese Schraubkappe in den Ventilblock eingeschraubt wird.

Das Auslaßventil 4 besteht in ähnlicher Weise aus einem konischen Ventilkörper 11, welcher jedoch über eine Feder 13 normalerweise vom Ventilsitz 12 fortgedrückt wird, wobei diese« Ventilsitz entgegen dem Druck einer anderen Feder 14 bewegbar ist. Eine Schraubkappe 15 umgibt beide Federn 13 und 14 und ist in den Ventilblock 1 eingeschraubt,

Wenn die Steuerventilanordnung zur Steuerung des Vorschubzylinders eines mechanisierten Stahlausbaues eingesetzt wird, werden zwei Ventilpaare, deren eines für die Zugseite und deren anderes für die Druckseite des Arbeitszylinders bestimmt ist, durch eine Kurvenscheibe 16 gesteuert, die auf einer aus dem Gehäuse 2 herausragenden Spindel 17 sitzt. Diese Kurvenscheibe wirkt über gehärtete Stahlkugel» 18 auf die verschiedenen Ventilstößel ein.

Die Wirkungsweise ist insbesondere auch aus Fig.2 zu sehen, gemäß welcher ein Einlaßkanal 19 das

Druckmittel in die vom Venülkörper S besetzte Kammer eintreten läßt und dieser bei entsprechender Verdrehung der Kurvenscheibe 16 von seinem Ventilsitz 9 entgegen der Kraft der Feder 7 fortgedrückt wird. Infolgedessen kann das Druckmittel durch den Querkanal 20 und die Bohrung 2OA dem Arbeitszylinder zufließen, da gleichzeitig, vorzugsweise jedoch kurz vor dem öffnen des Ventils 3 über die Kurvenscheibe 16 das Auslaßventil 4 geschlossen wird, dessen Ventilkörper 11 sich dabei in die in Fig. 2 strichpunktierte Lage UA bewegt. Sobald durch weitere Verdrehung der Kurvenscheibe 16 das Einlaßventil 3 wieder geschlossen wird und das Auslaßventil seine normale Öffnungslage einnimmt, kann das Druckmittel über die Bohrungen 2OA und 21 in den Sammelbehälter od. dgl. abfließen.

Bei dem in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einem Ventilblock vier Ventilpaare zusammengefaßt. Wie Fig. 4 zügt, sind zwischen vier Gruppen von senkrecht nach unten weisenden Rippen 22 Exzenterhebel 23 verschwenkbar angeordnet. Diese Exzenterhebel wirken über eine lose Druckplatte 24 sowohl auf die Einlaß- wie auf die Auslaßventilstößel. Bei Verdrehung dieser Hebel wird infolge der Exzentrizität und der verschiedenen Federspannungen aas Ende 25 der den Auslaßventilstößel berührenden Druckplatte verschoben, bevor das Ende 26 dieser Druckplatte das Einlaßventil berührt, wobei dieses Ende der Druckplatte nur dann verschiebbar ist, wenn das Ende 25 durch Auflage des Auslaßventils auf seinem Sitz arretiert wird. Dann kippt die Druckplatte 24 unter der auf sie über den Exzenterhebel 23 ausgeübten Kraft um ihren Berührungspunkt 27 mit dem Auslaßventil und überwindet dabei den Druck der Einlaßventilfeder 7. Dadurch wird das Einlaßventil von seinem Sitz abgehoben, wobei eine Abflachung 28 am Hebel den Ventilen die Möglichkeit gibt, in dieser Position liegen zu bleiben, indem der Druck der Einlaßventilfeder 7 auf den Einlaßventilkörper unter Ausnutzung der Druckplatte 24 als um seinen Anlagepunkl 29 verschwenkbaren Hebel den Auslaßventilkörper 11 weiter gegen seinen Sitz preßt. Dadurch wird dao normalerweise geöffnete Auslaßventil 4 geschlossen, bevor das Einlaßventil 3 sich öffnet.

Wie Fig. 5 zeigt, sind zwischen vier Gruppen von vertikd nach unten herausragenden Rippen 22 Nokkenhebel 30 verschwenkbar angeordnet, durch welche die Ventile geöffnet werden können, wenn sie zum Einlaßventil 4 hin verschwenkt werden. Dieser Hebel besitzt eine Erhöhung 31, welche bei Verdrehung des Hebels gegen den Einlaßventilstößel drückt, sowie einen einem Anschlag 33 im Ventilblock 1 entsprechend geformten Abschnitt 32, so daß der Hebel über eine Totpunktlage nicht hinweggedreht werden kann, sondern ständig infolge des Druckes der Pe* der 7 in die in Fig. S dargestellte Nullpunktlage zu* rUckkehrt. Um das Auslaßventil vom Sitz abzuheben, wird der gleiche Hebel 30 verdreht, jedoch in ent* gegengesetzter Richtung, wobei zwischen diesem Hebei und dem Ausböventilstößel ein verschwenkbares Zwischenglied 34 ungeordnet ist, Dieses Zwischenglied besitzt eine Nase 35 zur Beaufschlagung des Auslaßventilstößelt t'nd eine glatte Fläche 36, Diese Flüche 36 kommt bei der entsprechenden Verdrehung des Hebels.10 nn einer Flüche37 dieses Hebels30 zur Anlage, so dnU das Auslaßventil 4 voll geöffnet ist und der Schwenkhebel 30 und das Zwischenglied 34 in dieser Lage verbleiben, bis der Hebel von Hand in seine Nullage zurUckgeschwenkt wird. Beim Zurückschwenken des Hebels30 in seine Nullage, d.h. in die in F i g. 5 dargestellte Lage, schließt die Feder 13 das Auslaßventil 4 automatisch. Zur Betätigung des nächsten Arbeitszylinder wird der zweite Hebel 30 bedient. Da die in Fig. 5 dargestellten Ventile jeweils einen Arbeitszylinder steuern, läßt sich durch gleichzeitiges Verschwenken aller Hebel 30 eine gleichzeitige Steuerung aller Arbeitszylinder erreichen.

Der Ventilblock kann, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, entweder einen einzigen Auslaßanschluß oder einen doppelten Auslaßanschluß besitzen.

Bei Einsatz eines derartigen Ventilblocks für einen mechanisierten Stahlausbau unter Tage, welcher an eine einzige Auslaßleitung ,-ngeschlossen ist, erfolgt der Auslaß der Druckstempc» und der Vorrückzylinder in die gleiche Hauptauslaßleitung. Dieses System hat insofern Nachteile, als bei eventuell erforderlichem schnellem Absenken der Druckstempel die Virschubzylinder weiterhin arbeiten und das Druckmittel mit Kraft in die gleiche Hauptauslaßleitung hineinpressen. Dadurch besteht aber die Gefahr, daß in den Auslaßleitungen der Druckstempel ein Gegendruck entsteht, so daß diese d^ran gehindert werden, sich abzusenken. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist vorgesehen, daß die Druckstempel an eine von der Auslaßleitung der Vorschubzylinder getrennte Auslaßleitung angeschlossen sind.

Dies wird dadurch erreicht, daß die unteren Kammern aller Auslaßventile durch geeignete Querbohrungen 43 und 44 (Fig. 3) miteinander verbunden sind, wobei die Außenenden einer jeden Bohrung mit Gewinde versehen sind, um einen Adapter 45 oder einen Verschlußstopfen 46 aufzunehmen. Eine Vertikalbohrung 48 schneidet sodann die Bohrung 43 zwischen den zwei mittleren Stempel- und Vorschubventilen, wie dies in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Auch diese Bohrung 48 besitzt am Außenende ein Gewinde. In diese Bohrung 48 wird sodann ein Stopfen 49 mit einem O-Ring 50 eingeschraubt. Wenn dieser Stopfen 49 entsprechend Fig. 7 nur so weit eingeschraubt wird, daß er die Bohrung 43 nicht verschließt, und ein Stopfen 46 in die Bohrung 44 eingeschraubt wird, blasen sowohl die Druckstempel wie die Vorschubzylinder über die Bohrung 43 und den Adapter 45, d. h. über eine einzige Auslaßleitung, ab.

Wenn jedoch der Stopfen 49 se weit eingeschraubt wird, daß er die Bohrung 43 blockiert, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, und der Stopfen 46 durch einen anderen Adapter 45 ersetzt wird, blasen die Stempel über die bohrung 44 ab und die Vorschubzylinder über die Bohrung 43, so daß sich eine doppelte Auslaßleitung ergibt.

Die für die vier Einlaßventile, d. Ii. die in Fig. 3 auf der linken Seite dargestellten Ventile, durch den Ventilblock vorgesehene Druckleitung kann entweder als Durcftgangfabohrung durch den ganzen Block hindurchgehen, um einen einzigen Arbeitsdruck für mehrere Ventile zu erreichen, oder sie kann auch aus zwei Bohrungen 41 und 42 bestehen, welche voit jeder Seite des Vcnlilblocks aus eingebohrt sind, wobei jedoch /wischen diesen zwei Bohrungen eine volte Wandung stehenbleibt, so dall sich ein Zwei-Druck-System ergibt, fiinc derartige Ausbildung zeigt Pig.3, wobei ürei Ventile an die Bohrung 42 und ein Vuulil

an die Bohrung 41 angeschlossen ist. Andererseits können naturgemäß auch jeweils zwei Ventile mit jeweils einer Bohrung verbunden werden. -

Der in Fig. 3 dargestellte Ventilbtoek weist zusätzlich Rückschlagventile 39 und 40 auf. In jeder ί der Bohrungen 41 und 42 ist eine ßinschraubkappe mit darin angeordnetem Rückschlagventil vorgesehen, dadurch wird ein Druckmittelverlust aus dem Innenraum din Ventllbltwkes verhindert, wahrend andererseits ein Druckanzeiger eingeschraubt werden ie kann, über welchen jeweils der Druck im Block überwacht werden kann. Bei Verwendung eines geeigneten Druckmeßgerates, dessen Zapfen das normalerweise geschlossene Rückschlagventil öffnet, läßt steh der Innendruck im Ventilgehäuse jederzeit prüfen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuerventilanordnung für den mechanisier· ten Stahlausbau unter Tage zur Betätigung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders einer hydraulischen Vorschubeinrichtung, bei der an die bei- den Druckräume des Arbeitszylinder» jeweils ein Ginlaß' und ein Auslaßventil angeschlossen und zu einem Ventilblock zusammengefaßt sind, wobei die Ventile entgegen dem Druck Ihrer Federn mittels einer Kurvenscheibe verschiebbar sind und die Einlaßventile Federn aufweisen, die die Einlaßventile in Ruhestellung geschlossen halten, dadureh gekennzeichnet, daß dht Aus· laßvenille (4) federn (II) aufweisen, dl« die Auslaßventil· (4) la Ruhestellung offenhalten.

2. Steuervemllanordming men Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (ill des Auslaßventils (4) in an sich bekannter Weise unter dem Druck einer Feder (14) schwimmend angeordnet ist.

3. Steuerventilanordming nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Auslaßventil (4) ein festliegender Ventilsitz (11) und zu seiner Schließung ein etwas ta ihm hin schwenkbarer, über ein· tose Druckplatte (14) auf das Einlaß- und das Auslaßventil einwirkender Exzenterhebel (U) vorgesehen Ist, wobei die Auslaßventllfed« (13) schwächer ist als die Einlaß-

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen