DE2263481C2 - Steuergerät für den schreitenden Grubenausbau - Google Patents

Description

Ein älterer, nicht zum Stand der Technik gehörender Vorschlag betrifft ein Steuergerät für den wahlweisen Anschluß der einem schreitenden Grubenausbaugeslell für dessen Eigenbewegung und für die Betätigung seiner beweglichen Elemente zugeordneten, beidseitig hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten an die Flüssigkeitsdruck- und -rückleitung, das einen innerhalb eines Gehäuses drehbar und dichtend gelagerten Steuerkörper besitzt, welcher mit einer durch ein federbelastetes Rückschlagventil vers.chließbarcn miliigen Längsbohrung über einen entsprechenden Gchäuseanschliiß an die Flüssigkeitsdruckleitung angeschlossen ist und welcher mindestens eine mit der Lüngsbohn ng verbundene Querbohrung aufweist, die entsprechend der Drehstcllung des Steuerkörpers die Flüssigkeitsdruckleitung über eine federbelastete Dichtungshülse mit Anschlüssen für die verschiedenen Seiten der Kolben-Zylinder-1.inheilen verbindet, die in einen zwischen Stcuerkörper und Gehäuse ausgebildeten, über einen entsprechenden Gehäuseanschluß ständig an die Flüssigkeitsrüekleilung angeschlossenen Raum münden, wobei die axial verschiebbar und dichtend geführte Dichtungshülse mit einem stirnseitigen Dichtring in den verschiedenen Drehstellungen des Steuerkörpcrs den jeweiligen Mündungsbcreich des gewählten Zylinderanschlusses dichtend umschließt.

Es ist ein flaches, im Durchmesser großes Steuergerät bekannt (DT-OS 2 049 8b9), das parallel zur Drehachse stirnscitig der Slcuerkörper den Flüssigkeitsübertritt vom Steuerkörper zu den Anschlüssen der verschiedenen Kolben-Zylinder-Einheiten durchführt. Der große Durchmesser begünstigt das Entstehen relativ hoher Rückstaukräfte innerhalb des /wischen der Stirnseite des Steuerkörpcrs und dem Gehäusedeckel gebildeten Raumes. Dadurch werden auf der anderen Seite des Steuerkörpcrs große Axiallager notwendig, um die nötigen Gegenkräfte aufzubringen. Große Axiallager sind teuer und erhöhen den Herstel'mngsaufw and.

Eine einwandfreie Einstellung des l.agcrspiels ist nicht durchführbar, da auf das Axiallager ausschließlich eine in ihrer Größe nicht fixierbare hydraulische Gegenkraft einwirkt. Das Lager besitzt aus diesem Grunde ein wesentlich größeres Spiel als dies für die sichere Funktion des Steuergerätes notwendig wäre. Dieses größere Spiel fördert mithin in bedeutendem Umfang die Möglichkeit der Verkantung des Stcuerkörpers, da sich der hydraulische Druck in der Flüssigkeitsdruckleitung und der an der Dichtungshülse anstehende Druck überlagern und dadurch einseitige Kräfte am Steuerkörper auftreten. Die Auswirkungen einer solchen Verkantung bestehen in einer Schwergängigkeit des Steuergerätes mit der dadurch bedingten Ungenauigkeit der Einstellung der jeweiligen Arbeitsposiiion. Desweiteren sind Undichtigkeiten an den Dichtungen der Lagerzapfen des Steuerkörpers zu erwarten. Auch ist ein erhöhter Verschleiß der Dichtungen die Folge. Es ist in allen diesen Fällen dann auszuschließen, daß die Bewegungen des Ausbaus bzw. der entsprechenden Kolbcn/.ylinder-Einheiten kontrolliert gesteuert verlaufen, wobei die Unfallgefahr beträchtlich erhöht wird.

Durch die Verkantung des Steuerkörpers ist auch eine Verkantungsgefahr der Diehiungshülsc und damit der Undichtigkeit des entsprechenden Ventilsitzes gegeben. Auch ein erhöhter Verschleiß tritt ein, so daß die FRissigkeilslcckage ansteigt und die steuericchnische Brauchbarkeit des Steuergerätes eingeschränkt wird.

Ein weitere Nachteil der bekannten Einrichtung besteht in der konstruktiven Durchbildung des Steuerkörpcrs. Um die Druckflüssigkeit über die Längsbohrung zu den Dichtungshülsen zu führen, muß die Druckflüssigkeit um 180° in ihrer Fließriehlung umgelenkt werden. Dies erfolgt durch Eingliederung von Querbohrungen, die cndseitig wieder verschlossen werden. Es sind also zusätzliche aufwendige und teure Arbeitsgänge für

cine einigermaßen funktionsgerechte Steuerkörperiiusgcstaltung durchzuführen.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt dem älteren Vorschlag die Aufgabe zugrunde, ein baulich sehr einfaches und auch leicht und zuverlässig zu betätigendes Steuergerät für untertägige schreitende Ausbaugestelle zu schaffen, das fertigungs- und bedienungstechnisch nur einen geringen Aufwand erfordert und bezüglich seiner Funktionszuverlässigkeit sicherer als die bekannte Einrichtung ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung nach dem älteren Vorschlag dadurch, daß die Querbohrung im mittleren Längenbereieh des auf der dem Anschluß für die Flüssigkeitsdruckleitung gegenüberliegenden Stirnseite eine Ringfläche aufweisenden, über diese gegenüber dem Gehäusedeckel hydrostatisch abgestützten Steuerkörpers angeordnet ist und den in halber Höhe der Gehäusewandung radial über den Umfang des Gehäuses verteilt angeordneten Zylinderanschlüssen radial genau gegenüberliegt.

Durch die Erfindung nach dem älteren Vorschlag ist ein baulich einfaches und funktionsgerechtes Steuergerät geschaffen worden. Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus einem einfachen Zylinder, der umfangsseitig die Anschlüsse für die Kolben-Zylinder-Einheilen besitzt. In diesem Gehäuse liegt ein entsprechend einfach ausgebildeter Sleucrkörpei¹, der über Zapfen in den Gchiiusedcckeln gelagert ist. Der Weg der Arbeitsiiiissigkeit innerhalb des Sleucrkörpers verläuft nur über eine Längs- sowie eine dazu um 90' abgewinkelte Querbohrung. Weitere Ablenkungen der Arbeitsflüssigkeit sind nicht vorhanden.

Die Anschlüsse für die verschiedenen Kolben-Zylinder-Einheilen liegen in einer Ebene und münden radial im mittleren l.ängenabsehnitt des Gehäuses. Der Übertritt der Druckflüssigkeit von dem Steuerkörper in diese Anschlüsse erfolgt ebenfalls radial. Die Querbohrung im Steuerkörper liegt derart auf dem mittleren Längenabschnitt des Steuerkörpers, daß die an der Diehuingshiilse anstehende Kraft eine gleichmäßig auf die endseitigen Gleitlagerflächen des Steuerkörpers verteilte Gegenkraft hervorruft. Eine Verkantung des Steuerkörpers ist dadurch weitgehend ausgeschlossen. Mithin sind auch keine Undichtigkeiten zu warten, so daß eine Eunktionsbeeinlriichtigung des Steuergerätes vermieden ist.

Der Steuerkörper ist relativ klein. Da ferner der mit tier Rücklaul'leitung verbundene Raum in den Umlangsbereich des Stcuerkörpcrs zwischen diesem und der Innenwand des Steucrgehäuses verlegt ist, sind auch in Richtung der Drehachse des Steuerkörpers keine Staudrücke von der Rücklaufleitung her zu erwarten. Der Axialdruck aus der Druckleitung wird aufgeschoben, da beide Endseiten des Stcuerkörpcrs hydrostatisch gestützt sind.

l-'erner werden in außerordentlich günstiger Weise die von der hydraulischen Arbeitsl'lüssigkcii stammenden Drücke kompensiert. Das Steuergerät neigt dadurch zu einer weitaus geringeren Störanfälligkeit. Der heistellungstechnische Aufwand ist gering, wobei der konstruktive Aufbau klar, folgerichtig und einfach ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach dem älteren Vorschlag ist das hydrostatische Axiallager in einem Ringraum angeordnet, der mit dem gegenüberliegenden Raum /wischen der Stirnfläche des Lagerzapfens, des Steuerkörpers und der die Mündung für die llüssigkeitsrückleitung aufweisenden Stirnwand des Gehäuses durch einen Kanal im Steuerkörper miteinander verbunden ist, wobei beide ständig von der Druckflüssigkeit beaufschlagten Räume zum Zwecke des selbsttätigen Druckausgleichs gleich große,

■von Jer Druckflüssigkeit beaufschlagte Querschnitisi'iächen aufweisen.

Trotz der Vorzüge des Gegenstandes des älteren Vorschlages besteht bei diesem die Möglichkeit, daß nach längerem Einsatz des Steuergeräts Undichtigkeiten im Dichtungsbereich zwischen der Dichtungshülse

ίο und der Gehäuseinnenwand auftreten. Diese Undichtigkeiten können dadurch hervorgerufen werden, daß sich die Dichtungshülse während einer längeren Gebrauchsdauer in dem erweiterten Teil der Querbohrung dreht und auf Grund dessen der Dichtungsring nicht mehr in dem erforderlichen Kontakt mit der zylindrischen Gehäuseinnenwand bleibt.

Der vorliegenden Weiterbildung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung aller Vorteile der Bauart gemäß dem älteren Vorschlag die Dichtungsverhältnisse zwischen der Dichtungshülse und der Gehäuseinnenwand auch nach längerer Betriebsdauer einwandfrei aufrechtzuerhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die vorliegende Weiterbildung erfindungsgemäß dadurch, daß der Mündungsbereich der Anschlüsse für die verschiedenen Seiten der Kolben-Zylinder-Einheiten in einer in die Gehäuseinnenwand eingelassenen auf dem Umfang in sich geschlossenen rinnenariigen Nute konkaven Querschnitts liegt, deren Radius gleich dem Radius des Querschnitts unter Bildung eines Ringsegmems mit kugelabschnittsförmiger Oberfläche bemessen ist. Bevorzugt ist hierbei die Stirnfläche des Dichtringes kugelabschnitlslörmig gewölbt.
Auf diese Weise ist nunmehr dafür Sorge getragen, daß auch Verdrehungen der Dichtungshülse während des Betriebseinsatzes keinen Einfluß auf die Diehlverhältnisse zwischen dem Dichtring und der Gehäuseinncnwand haben. Dank der kugelabschnittsförmigen ObcrfUichenbereichc der rinnenariigen Nute und des Dichlringcs ist ungeachtet der Stellung der Dichtungshülse innerhalb der Erweiterung der Querbohrung eine satte Anlage des Dichtringes an dem Mündtingsbereich jedes gewählten Anschlusses innerhalb der rinnenartigcn Nute gegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausfiihningsform ist der Abstand zwischen den die linnenartige Nut in der Gchäuscinnenwand begrenzenden Kanten größer als der Durchmesser des Dichlringcs bemessen. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der Dichtring mit Sicherheit in der rinnenartigen Nute liegt und eine einwandfreie Abdichtung jedes gewählten Mündungsbereiches sicherstellt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert.

Das dargestellte Steuergerät 2 dient zum Verteilen der ArbeitsHiissigkeii an die verschiedenen einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten schreitenden Grubenausbaugeslell zugeordneten Kolbcn-Zylindcr-Einheiten, die zur Eigenbewegung des Ausbaugestells und zum Betätigen der diesem zugeordneten beweglichen Elemente vorgesehen sind.

Das Gehäuse 2,i ist im wesentlichen als Ringzylinder ausgebildet, wobei etwa in der halben Höhe der Gehäusewandung radial über den Umfang des Gehäuses verteilt, Anschlüsse für die verschiedenen Seiten der Kolbcn-Zylindcr-Einhcilen münden. Dargestellt sind beispielsweise die Anschlüsse 18;i und 25.7.

Am unteren Ende ist die Stirnwand 2b an das Gehäu-

se 2a angeschweil.lt. Die Stirnwand 2b weist angeschweißte Ansehlußstutzen 26 für eine llüssigkeilsdrucklciliing und 27 für eine Hüssigkeilsrückleitung auf. Der Anschluß 26 für die llüssigkeilsdriickleilung ist achsmitlig mit Bezug auf die zylindrische Innenausnehmiing 28 des Slcuergehiiuses 2</ angeordnet.

Am oberen Ende ist das Gehäuse 2.7 durch den dichtend eingesetzten Deckel 2c verschlossen, der mittels Schrauben 29 lösbar am Gehäuse 2;/ befestigt ist.

Innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 28 des Steuergehäuses 2:\ ist ein Steucrkörpcr 2(/drehbar und dichtend gelagert. Zur Drchlagcrung des Steuerkörpers 2c/dicnen als Radiallager der in eine Lagcraiisnchniiing 31 der Stirnwand 2b /apfenförmig eingreifende Lageransät/ 30, ferner der an der Innenwand 28 des Gehäuses 2a drehbar gelagerte, im Durchmesser vergrößerte obere Längcnabschnilt 32 des Steuerkörpers sowie schließlich der am Deckel 2c außen herausgeführte l.ängenabschnitt 33 des Steuerkörpers, der zugleich einen handbetätigten Drehgriff für die Verstellung des ao Sleuerkörpcrs 2c/ bildet oder geeignete Kupplungsmittel für einen gesonderten Drehgriff aufweist.

Im Bereich der genannten Radiallagcr ist der Stcuerkörper 2c/ durch die Dichtungen 34, 35 und 36 gegen das Gehäuse abgedichtet.

In der Drehachse des Steuerkörpers 2c/ befindet sich eine l.ängsbohrung 39. deren unterer zum Anschluß 26 für die llüssigkeiisdruckleitiing hin gerichteter Längenabschnitt bei 40 erweitert ist und zur Aufnahme eines durch eine Feder 41 in Schließstellung gehaltenen Kugel-Rückschlagventils dient, dessen Kugel 42 in der Ruhestellung auf dem Sit/ 43 festgehalten ist und den Querschnitt der Axialbohrung 39 dadurch absperrt.

In axialer Verlängerung der Längsbohrung 39 ist eine weitere Bohrungsausnehmiing 44 vorgesehen, inncrhalb welcher ein Druckstößel 45 längsverschieblich geführt ist. Der Druckstößel liegt auf diese Weise ebenfalls in der Drehachse des Steuerkörpers 2c/, wobei sein oberes Ende 45;; in der Mitte des drehbaren Bctäligungsgliedcs 33 des Sleuerkörpcrs 2c/ aus seiner Bohrung herausragt. Wird der Druckstößel in der Mitte des Drehgriffs 33 betätigt, drückt er die Kugel 42 gegen die Wirkung der Schraubcndruckfcder 41 von ihrem Sitz 43 und gibt auf diese Weise den Querschnitt der Axhlbohrung 39 für die Druckflüssigkeit frei. Auch der Druckstößel 45 ist gegenüber der ihn aufnehmenden Längsbohrung 44 durch eine Dichtung 46 abgedichtet, die durch eine Stopfbuchse 47 innerhalb des Drehgriffes 33 nachstellbar gelagert ist.

In Höhe der radial und über den Umfang des Gehäuses 2a verteilt angeordneten Anschlußbohrungen, beispielsweise 18a und 25.7. ist innerhalb des Steuerkörpers 2c/ eine gleichfalls radial angeordnete Querbohrung 48 vorgesehen, die zur Achsmitte des Steuerkörpers 2c/ hin in dessen Axialbohrung 39 mündet und deren gegenüberliegende Mündung in der jeweiligen Drohstellung des Steuerkörpers einer entsprechenden Anschlußbohrung für die verschiedenen Zylindersciten radial genau gegenüberliegt.

Innerhalb einer Erweiterung der Radialbohrung 48 ist in dieser längsverschieblich eine Dichtungshülse 49 dichtend gelagert, die auf der Rückseite durch eine Schraubendruckfeder 50 gegen die Erweiterungsschulter der Radialbohrung 48 abgestützt ist und stirnscitig mit einem in einer Ringausnchmung der Dichtungshülse 49 auswechselbar eingesetzten aus Kunststoff bestehenden Dichtring 51 versehen ist. Der Dichtring 51 ist stirnscitig kugclabschnillsförmig gewölbt und liegt innerhalb einer rinnenartigen Nute 58, die in die Innenwand 28 des Gehäuses 2a als geschlossene Vertiefung im Dereich der Anschlüsse für die verschiedenen Zylindersciten eingelassen ist. Der Radius des Nutenquerschnitts entspricht dabei dem Radius der Nute im Nutentiefsten. Auf diese Weise besitzt die Nute 58 in jedem umfangsscitigen Längenbereich eine kugclabschnittsförmige Oberfläche. Die Tiefe der Nute 58 ist derart bemessen, daß der Dichtring 51 innerhalb der die Nute 58 in der Gehäuseinnenwand 28 begrenzenden Kanten 59 liegt.

Der Dichtring 51 wird durch die Schraubendruckfeder 50 in der entsprechenden Drohstellung des Steuerkörpers 2c/in die Nute 58 hineingepreßt und umschließt dichtend den jeweiligen Übergangs- und Mündungsbereich zwischen der Dichtungshülse 49 und dem Zylinderanschluß, in der Zeichnung der Zylinderanschluß I8.7. Zusätzlich zu der Schraubendri'ckfcder 50 wirkt auf die Dichtungshülsc 49 auch der Flüssigkeitsdruck der Druckflüssigkeit, sobald der Druckstößel 45 betätigt und dadurch die Kugel 42 des Rückschlagventils vom dem Sit/ 43 abgehoben wird.

An den im Durchmesser erweiterten eueren Längenabschnitt 32 des Steuerkörpers 2d schließt sich nacli linien hin ein eingezogener Längenabschnitt an, so dal' in diesem Bereich /wischen dem Stcuerkörper 2c/ unc: der Innenwand 28 des Gehäuses 2a ein Ringraum 52 gebildet ist, der über die Bohrung 53 in der Stirnwanc 2b des .Steuergehäuses mit dem Anschluß 27 für dii I lüssigkeitsrücklcitung in Verbindung steht. Wie au¹ der Zeichnung ersichtlich ist, reicht der Ringraum 51 /wischen Gehäuscinnenwand 28 und Slcucrkörper 2< so hoch in das Gehäuse, daß in ihn alle über den Um fang des Gehäuses verteilt angeordneten Zylindcran Schlüsse, von denen die Anschlüsse 18;i und 25;» darge stellt sind, hincinmünden. Auf diese Weise sind alle Zy linderanschlüssc mit der Flüssigkcitsrückleitung ver bunden, die nicht mittels der Radialbohrung 48 bzw. de in deren Erweiterung längsverschieblich geführtei Dichtungshülsc 49 und der Axialbohrung 39 im Steuer körper an die Flüssigkeitsdruckleitung angeschlosser sind.

Sollen zu gleicher Zeit mehrere Zylindcrseiten de Kolben-Zylinder-Einheiten beaufschlagt werden, so is es erforderlich, im entsprechenden Drehwinkel ver setzt, die notwendige Anzahl Radialbohrungcn 48 mi längsvcrschieblichcn Dichtungshü'sen 49 vorzusehen.

Die Axiallagerung des Steuerkörpers 2c/ inncrhall der zylindrischen Ausnehmung 28 des Steuergehäuse 2a erfolgt hydrostatisch. Zu diesem Zweck dient ai dem dem Anschluß 26 für die Druckflüssigkeit gegen übcrlicgcndcn Ende des Steuerkörpers 2c/ ein Ring raum 54, der über einen im .Steuerkörper 2d verlaufen den Kanal 55 mit einem Stirnraum 38 verbunden is der zwischen dem Lagerzapfen 30 des Steuerkörper und der Lagerausnehmung 31 der festen Gehäusestirn wand 26 liegt und ständig von der Druckflüssigkeit be aufschlagt ist. Um einen selbsttätigen Druckausglcic herbeizuführen, sind die von der Druckflüssigkeit be aufschlagten Querschnittsflächen des Steuerkörpers 2 innerhalb des Stirnraumes 38 und innerhalb des Ring raumes 54 gleich groß bemessen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ). Steuergerät für den wahlweiscn Anschluß der einem schreitenden Grubenausbaugestell für dessen Eigenbewegung und für die Betätigung seiner beweglichen Elemente zugeordneten, beidseitig hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten an die Flüssigkeitsdruck- und -rückleitung, das einen innerhalb eines Gehäuses drehbar und dichtend gelagerten Steuerkörper besitzt, welcher mit einer durch ein federbelastetes Rückschlagventil verschließbaren mittigen Lüngsbohrung über einen entsprechenden Gehauseanschluß an die Fliissigkeitsdruckleitung angeschlossen ist und weleher mindestens eine mit der Längsbohrung verbundene Querbohrung aufweist, die entsprechend der Drehstellung des Steuerkörpcrs die Flüssigkeitsdruckleiumg über eine federbelasiete Dichtungshülsc mit Anschlüssen für die verschiedenen Seiten der Kolben-Zylinder-Einheiicn verbindet, die in einen zwischen Steuerkörper und Gehäuse ausgebildeten, über einen entsprechenden Gehäuseansehluß ständig an die Flüssigkeitsrückleitung angeschlossenen Raum münden, wobei die axial verschiebbar und dichtend geführte Dichtungshülse mit einem stirnseitigen Dichtring in den verschiedenen Drehstcllungen des Stcuerkörpers den jeweiligen Mündungsbereich des gewählten Zylinderanschlusses dichtend umschließt und die radiale Querbohrung im mittleren Längenbcreieh des auf der dem Anschluß für die Flüssigkeitsdruckleitung gegenüberliegenden Stirnseite eine Ringfläehc aufweisenden, über diese gegenüber dem Gehausedeckel hydrostatisch abgestützten Steuerkörpcrs angeordnet ist und den in halber Hohe der Gehäusewandung radial über den Umfang des Gehäuses verteilt angeordneten Zylinderansehlüssen radial genau gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich der Anschlüsse (z. B. 18a) für die verschiedenen Seiten der Kolben-Zylinder-Einheiten in einer in die Gehäuseinnenwand (28) eingelassenen, auf dem Umfang in sich geschlossenen rinnenartigen Nute (58) konkaven Querschnitts liegt, deren Radius gleich dem Radius des Querschnitts unter Bildung eines Ringsegments mit kugelabschnittsförmiger Oberfläche bemessen ist.
2. 2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Dichiringes (51) kugclabsehnittsförmig gewölbt ist.
3. 3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand /wischen den die rinnenartige Nut (58) in der Gehäuseinnenwand (28) begrenzenden Kanten (59) größer als der Durchmesser des Dichtringes (51) bemessen ist.