DE2851937C2

DE2851937C2 - Steuerventil, insbesondere für einen hydraulischen Schreitausbau in Bergbaubetrieben

Info

Publication number: DE2851937C2
Application number: DE2851937A
Authority: DE
Inventors: Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE2851937A1; PL220031A1; PL123230B1; SU871743A3; ES486504A1; FR2443007A1; US4310027A; GB2037858A; FR2443007B1; GB2037858B; CS230566B2; BE880264A

Description

dem Steuerblock anschließen lassen. Es empfiehlt sich, an dem Nockenglied der Totmannschaltung zwei etwa diametral gegenüberliegende Nocken anzuordnen, an denen jeweils ein Rückstellorgan, z. B. ein federbelasteter Nocken, angreift.

Um mehrere hydraulische Arbeitszylinder einzeln oder gruppenweise zu steuern, wie dies vor allem bei einem hydraulischen Schreitausbau gefordert wird, weist das erfindungsgemäße Steuerventil eine entsprechend große Anzahl an nockenbetätigten Wegeventilen auf. Es empfiehlt sich in diesem Fall, die Nockenwelle mehrteilig auszubilden, derart, daß mindestens zwei koaxial zueinander angeordnete, jeweils mittels eines eigenen Handhebels drehbare Nockenwellenteile vorhanden sind, über welche die zugeordneten Wegeventile gesteuert werden. Dabei wird zweckmäßig jedem Nokkenwellenteil ein die Totmannschaltung bildendes Nokkenglied nebst Rückstellvorrichtung zugeordnet. In bevcrzugter Ausführung besieht hierbei die Nockenwelle aus einer Zentralwelle, auf der mindestens ?in als Hohlwelle ausgebildetes Nockenweilenteil drehbar gelagert ist. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Steuerventil drei Nockenwellenteile auf, von denen das eine die Zentralwelle bildet, auf der das andere, als Hohlwelle ausgebildete Nockenwellenteil drehbar gelagert ist, während das dritte Nockenwellenteil auf der Hohlwelle drehbar gelagert ist. Sämtliche Nockenwellenteile lassen sich mittels eines eigenen Handhebels drehen. Dabei werden die Handhebel zweckmäßig auf derselben Seite des Steuerventils dicht nebeneinander angeordnet, derart, daß sie sich wahlweise einzeln oder auch gemeinsam betätigen lassen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerventils sind die Wegeventile in zwei winklig zueinander stehenden Ebenen, vorzugsweise in zwei unter einem rechten Winkel zueinander stehenden Ebenen, am Steuerblock angeordnet. Die Schaltbetätigung sämtlicher Wegeventile läßt sich in diesem Fall durch Drehen der ein- oder mehrteiligen Nockenwelle um einen verhältnismäßig kleinen Winkelbetrag von z. B. 90° durchführen. Entsprechend ergeben sich an den Handhebeln kleine Schaltwege. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ausgestaltung der Totmannschaltung, da die Nockenwelle beim Loslassen des oder der Handhebel höchstens um einen Winkel von etwa 45° zurückgestellt zu werden braucht.

Der die Nockenwelle aufnehmende Innenraum des Steuerventils ist zweckmäßig mit dem für alle Hydraulikzylinder gemeinsamen Rücklauf verbunden, so daß er mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und von der Hydraulikflüssigkeit durchströmt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Steuerventil in Ansicht;

Fig.2 das Steuerventil gemäß Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig.3 das Steuerventil gemäß den Fig. 1 und 2 im Querschnitt.

Das dargestellte Steuerventil 10 bildet den Zentralsteuerblock eines schreitenden hydraulischen Ausbaugliedes, z. B. eines Ausbaubocks oder Ausbauschildes od. dgl. In dem Steuerventil 10 sind insgesamt acht Wegeventile A bis H zusammengefaßt. Die Wegeventile A bis D liegen in einer gemeinsamen Ebene (Fig. 1), während die Wegeventile E bis H in einer gemeinsamen zweiten Ebene liegen, die gegenüber der Ebene der Ventile A bis Dum 90° versetzt ist. Sämtliche Wegeventile A bis H sind gleich ausgebildet Sie bestehen in bekannter Weise aus stößelbetätigten Ventilen, die jeweils in einer Aufnahmebohrung 12 des Steuerbiocks 11 angeordnet sind. Die stößelbetätigten Ventile sind zweckmäßig als leicht auswechselbare Ventilpatroner. ausgebildet Die Ventilstößel sind mit 13 bezeichnet (F ig-2).

Die Betätigung der Ventile A bis H erfolgt mittels einer im Steuerblock 11 drehbar gelagerten mehrteiligen Nockenwelle. Diese besteht aus einer durchgehenden Zentralwelle 14, die an ihrem einen Ende 14' an der einen Seite des Steuerblocks drehbar gelagert ist. während sie mit ihrem anderen Ende 14" auf der gegenüberliegenden Seite des Steuerblocks herausgeführt ist und hier einen Handhebel 15 trägt. Auf der Zentralwelle 14 ist ein als Hohlwelle ausgebildetes Wellenteil 16 drehbar gelagert, welches ebenfalls mit seinem Wellenende 16' aus dem Steuerblock herausragt und hier einen Handhebel 17 trägt. Das Wellenteil 16 trägt ein als Lagerbuchse ausgebildetes Wellenteil 18, welches in einem Lagerteil 19 des Steuerbiocks 11 drehbar gelagert ist und an seinem aus dem Steuerblock herausragenden Ende 18' einen Handhebel 20 trägt. Die Handhebel 15, 17 und 20 liegen auf derselben Seite des Steuerventils dicht nebeneinander, so daß sie wahlweise einzeln oder auch gemeinsam bequem betätigt werden können. Wie Fig. 1 zeigt, können die Handhebel 15, 17 und 20 auch mit Hebelverlängerungen 15', 17' und 20' versehen sein.

Mittels der Handhebel 15, 17 und 20 lassen sich somit die Wellenteile 14, 16 und 18 der dreiteiligen Nockenwelle einzeln oder gleichzeitig um die gemeinsame Nokkenwellenachse drehen.
Auf dem Wellenteil 14 sind vier Nockenscheiben 21 bis 24 drehfest angeordnet, von denen jeweils zwei Nokkenscheiben dicht nebeneinanderliegen. Jede Nockenscheibe 21 bis 24 weist einen mit dem Stößel 13 des zugeordneten Wegeventils zusammenwirkenden Schaltnocken auf. Die beiden jeweils dicht nebeneinander angeordneten Nockenscheiben 21, 22 bzw. 23, 24 steuern jeweils zwei um 90° gegeneinander versetzte Wegeventile. Durch Drehen des Wellenteils 14 von der Nullstellung aus in der einen oder anderen Drehrichtung können demgemäß vier Ventile E. F, A, B gesteuert werden, um z. B. die Bewegung des dem Ausbauglied zugeordneten, zweiseitig wirksamen Rück- oder Schreitzylinders zu steuern.

Auf dem zweiten Wellenteil 16 sind zwei Nockenscheiben 25 und 26 dicht nebeneinander angeordnet,

so über welche die Ventile C und G gesteuert werden, um z. B. die eine Stempelreihe des hydraulischen Schreitausbaus zu entlasten oder zu setzen.

Das dritte Wellenteil 18 trägt keine gesondert hergestellten Nockenscheiben. Hier sind die Nocken 27 einstückig angeformt. Durch Drehen dieses Wellenteils 18 in der einen oder anderen Drehrichtung werden die beiden Ventile Wund Dgesteuert, um die zweite Stempelreihe des hydraulischen Schreitausbaus zn entlasten oder zu setzen.

Jedem der drei Wellenteile 14, 16, 18 ist eine eigene Totmannschaltung zugeordnet. In Fig. 3 ist die dem Wellenteil 14 zugeordnete Totmannschaltung dargestellt. Sie besteht aus einem Nockenglied 28, welches drehfest auf dem Wellenteil 14 angeordnet ist und, wie Fig. 2 zeigt, zwischen den Nockenscheibenpaaren 21, 22 und 23, 24 als Distanzscheibe sitzt. Das Nockenglied 28 weist auf angenähert diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Nockenfläche 29 auf, an der sich ein

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Stößel 30 mit seinem Ende abstützt, der in einer Bohrung 31 des Steuerblocks dicht geführt ist. An der Außenseite des Steuerblocks sitzen kleine Federgehäuse ) 32, die z. B. durch Verschrauben mit dem Steuerblock 11 verbunden sind. Die Stößel 30 fassen in die Federgehäuse 32, welche eine Schraubenfeder 33 aufnehmen, die sich einerseits an einem Bund 34 des Stößels und andererseits an einer Stopfenschraube 35 des Federgehäuses 32 abstützt, die zugleich zur Führung des Stößels 30 dient.

F i g. 3 zeigt die Funktionsteile der Totmannschaltung in der Nullstellung des Wellenteils 14. Wird das Wellenteil 14 mit dem Hebel 15 z. B. im Uhrzeigersinn gedreht,

so wird der in Fig.3 unten dargestellte Stößel unter ;ii

Zusammendrücken seiner Feder 33 in sein Federgehäu- 15 .:

se 32 eingeschoben, während der andere Stößel in seiner ί

vollen Ausschubposition verbleibt, in der er sich mit dem Bund 34 gegen das Federgehäuse 32 abstützt. Wird der Handhebel 15 in der ausgeschwenkten Position freigegeben, so drückt der eingeschobene Stößel 30 unter der Rückstellkraft seiner Feder 33 die Welle 14 und damit auch den Handhebel 15 wieder in ihre Nullstellung zurück. Entsprechendes gilt, wenn das Wellenteil 14 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. In diesem Fall wird der in F i g. 3 oben gezeigte Stößel 30 zur Rückstellung der Welle wirksam.

Den anderen beiden Wellenteilen 16 und 18 ist eine entsprechende Totmannschaltung zugeordnet. In F i g. 2 ist das an dem Wellenteil 16 angeordnete Nockenglied der Totmannschaltung mit 36 bezeichnet. Dem Wellen-

teil 18 ist das Nockenglied 37 zugeordnet, welches das

Wellenteil 16 umgreift, aber mit dem hierauf sitzenden '

Wellenteil 18 drehschlüssig verbunden ist. Die Nockenglieder 36 und 37 weisen auch hier die Funktion von Distanzscheiben auf, wie F i g. 2 zeigt. 35 ^:

Der Innenraum 38, welcher die dreiteilige Nockenwelle mit den Nockengliedern der Totmannschaltung aufnimmt, ist mit der für alle Hydraulikzylinder gemeinsamen Rücklaufleitung verbunden und folglich mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Hauptanschlüsse, über welche das Steuerventil 10 eingangsseitig an die hydraulische Druckleitung und an die Rücklaufleitung angeschlossen ist, sind in der Zeichnung nicht dargestellt

Die Zusammenfassung der Steuerventile zu einem Steuerbiock und die vorbeschriebene Anordnung der Handhebel ermöglichen es, die Arbeitsvorgänge Rauben und Nachrücken der Ausbaueinheit mit einer einzigen Handbetätigung einzuleiten. Dies ist eine wesentliche Vereinfachung. Außerdem ergeben sich bei der beschriebenen Anordnung kleine Schaltwege, da die Handhebel 15, 17 und 20 aus der Nullstellung jeweils nur um einen Schwenkwinkel von höchstens 45° nach der einen oder anderen Seite geschwenkt zu werden brauchen, um die entsprechenden Ventile zu betätigen.

55 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Steuerventil, insbesondere für einen hydraulischen Schreitausbau in Bergbaubetrieben, mit mehreren zu einem Steuerblock zusammengefaßten Wegeventilen, die mittels einer Nockenwelle über einen Handhebel betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenwelle· (14, 16, 18) mindestens ein zusätzliches Nockenglied (28,36,37) drehfest angeordnet ist, welches unter der Wirkung einer die Nockenwelle beim Loslassen des Handhebels (15,17,20) selbsttätig in die Nullstellung zurückstellenden Rückstellvorrichtung (30 bis 35) steht.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung (30 bis 35) aus einer Federvorspannvorrichtung besteht.

3 Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Nockenglied (28,36,37) zwei Nockenflächen (29) auf angenähert diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, an welchen jeweils ein Rückstellorgan bzw. ein federbelasteter Stößel (30) angreift

4. Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannvorrichtungen aus am Steuerventil angeordneten Federgehäusen (32) bestehen, welche die Federn (33) aufnehmen und in welchen die Stößel (30) verschiebbar geführt sind.

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Nockenglieder (28, 36, 37) als Distanzscheibe(n) zwischen die Wegeventile (A bis //^ betätigende Nockenscheiben (21 bis 26) auf der Nockenwelle angeordnet ist bzw. sind.

6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegeventile (A bis H) in zwei quer zueinander stehenden Ebenen am Steuerblock (11) angeordnet sind.

7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle mehrteilig ausgebildet ist und mindestens zwei koaxial zueinander angeordnete, jeweils mittels eines Handhebels (15,17,20) drehbare Nockenwellenteile (14,16,18) aufweist, wobei jedem Nockenwellenteil ein Nockenglied (28,36, 37) mit einer Rückstellvorrichtung zugeordnet ist.

8. Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle aus einer Zentralwelle (14) besteht, auf der mindestens eine Hohlwelle (16) drehbar gelagert ist.

9. Steuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hohlwelle (16) ein weiteres Wellenteil (18) der Nockenwelle drehbar angeordnet ist.

10. Steuerventil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhebel (15,17, 20) sämtlicher Wellenteile (14, 16, 18) dicht nebeneinanderliegen und wahlweise einzeln oder paarweise betätigbar sind.

11. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Nockenwelle (14,16,18) aufnehmende Steuerblockraum (38) in Verbindung mit dem Rücklauf steht.

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil, insbesondere für einen hydraulischen Schreitausbau in Bergbaubetrieben, mit mehreren zu einem Steuerblock zusammengefaßten Wegeventilen, die mitteis einer Nockenwelle über einen Handhebel betätigbar sind.

Steuerventile dieser Art, bei denen eine Gruppe von Wegeventilen mittels eines Handhebels über eine als Nockenwelle ausgebildete Schakwelle betätigt wird, um mehrere Arbeitszylinder einzeln oder gruppenweise mit

ίο der hydraulischen Druckleitung oder dem Rücklauf zu verbinden, sind z. B. aus DE-AS 26 05 758 und DE-PS 15 50 439 bekannt Darüber hinaus sind aber auch als Drehschieber ausgebildete Steuerventile für die Ausbausteuerung in verschiedenen Ausführungen bekannt, bei welchen die Betätigung des Drehschiebers ebenfalls mittels eines Handhebels erfolgt Bei dem bekannten Drehschieber gemäß DEAS 20 49 869 weist der gleichzeitig zur Drehung des Drehschieber-Schaltteils und zum öffnen eines darin angeordneten Absperrventils dienende Handhebel zwei Betätigungsnocken auf, die so ausgebildet sind, daß bei Benutzung des einen Nockens der Handhebel selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn er losgelassen wird, während bei der Benutzung des zweiten Nockens das Absperrventil auch beim Loslassen des Handhebels in seiner geöffneten Stellung verbleibt. Bei diesem als Drehschieber ausgebildeten Steuergerät wird demgemäß eine sogenannte »Totmannschaltung« mit Hilfe eines am Handhebel angeordneten Nockens erreicht, der mit dem stößelbetätigten Absperrventil des Drehschiebers zusammenwirkt.

Die Erfindung geht von einem Steuerventil der eingangs genannten Art aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Steuerventil unter Berücksichtigung der sich insbesondere bei der untertägigen Steuerung von hydraulischen Ausbausystemen u. dgl. stellenden Forderungen unter Einbeziehung einer funktionssicheren Totmannschaltung so auszubilden, daß sich insgesamt eine einfache und betriebssichere Ausgestaltung des Ventils ergibt

Das erfindungsgemäße Steuerventil ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenwelle mindestens ein zusätzliches Nockenglied drehfest angeordnet ist, welches unter der Wirkung einer die Nockenwelle beim Loslassen des Handhebels selbsttätig in die Nullstellung zurückstellenden Rückstellvorrichtung steht. Vorzugsweise besteht die Rückstellvorrichtung aus einer Federvorspannvorrichtung, die beim Drehen der Nockenwelle vorgespannt wird und die beim Loslassen des Handhebeis die Nockenwelle selbsttätig in die Nullstellung zurückstellt. Anstelle einer Federvorspannvorrichtung können gegebenenfalls aber auch andere Vorrichtungen zur Rückstellung der Nockenwelle in die Nullstellung, z. B. kleine hydraulische Rückstellkolben, vorgesehen werden.

Bei dieser Ausgestaltung des Steuerventils liegen die Funktionsteile der Totmannschaltung geschützt im Inneren des Steuerblocks, wobei das oder die Nockenglieder auf der Nockenwelle angeordnet ist bzw. sind. Für die Nockenglieder können mit Vorteil kleine Nockenscheiben verwendet werden, die zugleich die Funktion von Distanzscheiben zur Abstandshalterung der die Wegeventile steuernden Nockenorgane bzw. Nockenscheiben übernehmen können. Die mit den Nockengliedem zusammenwirkenden Stößel od. dgl. können in kleinen Bohrungen des Steuerblocks geführt sein. Die Federvorrichtungen mit den Stößeln werden zweckmäßig in kleinen Federgehäusen angeordnet, die sich an