DE2218428B2 - Zeitgleid für eine hydraulische Ausbausteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeitglied für die hydraulische Ausbausteuerung, mit einem bei Druckbeaufschlagung durch das hydraulische Betriebsmedium zeitverzögernd öffnenden Steuerschieber und einem ihm zugeordneten, die zeitverzögerte öffnung des Steuerschiebers bewirkenden Drosselorgan, wobei der Steuerschieber mit einem von einem hydraulischen Druckmedium beaufschlagbaren Kolben versehen ist, der zusammen mit dem Steuerschieber in einem mit einem Ein- und Auslaß für das Betriebsmedium versehenen Gehäuse angeordnet ist und in diesem zwei gegenüber dem Betriebsmedium abgedichtete Zylinderkammern voneinander trennt, von denen die eine Zylinderkammer an einen das Drosselorgan aufweisenden Drosselkanal angeschlossen ist.

Es sind hydraulische Ausbausteuerungen in verschiedenen Ausführungen bekannt, die z. B. als Folgesteuerungen so ausgebildet sind, daß durch einen beispielsweise an einem Anwahl- oder Schaltgerät ausgelösten Auslöseimpuls das selbsttätige Rücken einzelner Ausbaueinheiten oder einer Gruppe von Ausbaueinheiten herbeigeführt werden kann. Die hydraulische Ausbausteuerung kann dabei mit baueigenen Steuergeräten

'■ο versehen sein, über die in einer zeitlichen Aufeinanderfolge die Ventile zum Rauben, Rücken und Setzen der Ausbaueinheiten betätigt werden.

Es ist auch bekannt, in die hydraulische Ausbausteuerung Zeitglieder einzuschalten, welche die einzelnen Arbeitsvorgänge beim Rücken der Ausbaueinheiten zeitabhängig steuern. Beispielsweise kann mit Hilfe der Zeitglieder die für den Raubvorgang zur Verfügung stehende Zeitspanne eingestellt oder der Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem nach dem Einleiten des Raubvorgangs die hydraulischen Schreitzylinder des Ausbaus vom Druck des Betriebsmediums beaufschlagt werden. Entsprechend läßt sich mit Hilfe der Zeitglieder z. B. auch der Zeitpunkt einstellen, zu dem nach erfolgtem Rücken der Ausbaueinheiten deren Setzvorgang wieder eingeleitet wird. Die bekannten Zeitglieder bestehen aus einem Drosselorgan, welches in die hydraulische Druckleitung eingebaut wird und mit dem sich ein Drosselquerschnitt der Leitungen einstellen läßt. Allerdings weisen die bekannten Zeitglieder den Nachteil auf, daß die über die Einstellung des Drosselquerschnitts bewirkte Zeiteinstellung sich im Betrieb unkontrolliert verändern kann, was unter Umständen zu erheblichen Störungen in der Ausbausteuerung führt. Diese unkontrollierten Veränderungen sind vor allem darauf zurückzuführen, daß das hydraulische Betriebsmedium, welches durchweg aus einer Wasstr-Ölemulsion besteht, Verunreinigungen mr.tuhrt, die sich an dem Drosselorgan und in den engen Drosselbohrungen ablagern. Außerdem ist die Viskositat der genannten Emulsionen stark temperaturabhängig, so daß die Zeitcharakteristik der Drosselorgane auch durch die häufig schwankenden Temperaturen beeinflußt wird.
Aus DE-OS 19 24 789 ist ein Zeitglied für hydraulisehe Systeme bekannt, welches einen als Kolben ausgebildeten Steuerschieber und ein ihm zugeordnetes Drosselorgan aufweist, das bei Druckbeaufschlagung eine zeitverzögerte öffnung des Steuerschiebers bewirkt. Das Drosselorgan und der die Anschlußbohrungen für das Betriebsmedium steuernde Steuerschieber sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Die den Steuerschieber aufnehmende Zylinderbohrung kann gegenüber dem eigentlichen Betriebsmedium, welches an den Gehäusebohrungen ansteht, abgedichtet sein. Die Ladung des Zeitgliedes, d. h. die Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers und damit auch der Drossel, erfolgt entweder durch das Betriebsmedium selbst oder aber durch ein anderes von außen zugeführtes Medium, z. B. ein Steuermedium. Da somit dem Zeitglied von außen ein hydraulisches Medium zugeführt wird, welches bei der zeitverzögerten Rückstellbewegung des aus dem Kolben bestehenden Steuerschiebers wieder über eine Abflußleitung aus dem Gerät abgeführt wird, besteht in hohem Maße die Gefahr einer Verschmutzung, wodurch sich die Zeitcharakteristik des Zeitgliedes unkontrolliert verändern kann.

Durch die US-PS 29 91760 ist es auch schon

bekanntgeworden, die Stellbewegung eines der Anstellung von Werkzeugen dienenden Kolbens dadurch zu verzögern, daß mit der Kolbenstange ein Bremskolben verbunden wird, der in einem Zylindergehäuse arbeitet, dessen beide Zylinderkammern über eine Umgehung mit darin befindlichem Nadelventil verbunden sind. Außerdem weist der Kolben eine Rückschlagventilvorrichtung auf. Bei dieser bekannten Anordnung bildet der im Steuerzylinder angeordnete Bremskolben keinen Steuerschieber, welcher die eigentlichen Betriebsmittelzuleitungen steuert. Im übrigen ist auch liier schon aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Drosselflüssigkeit eine zuverlässige Arbeitsweise nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig arbeitendes Zeitglied für Ausbausteuerungen zu schaffen, welches den genannten, auf Verschmutzung und Temperaturabhängigkeit der Drosselflüssigkeit beruhenden Störeinflüssen weitgehend entzogen ist. Dabei soll das erfindungsgemäße Zeitglied bei möglichst einfacher Bauweise so ausgebildet sein, daß es sich als Baueinheit in das hydraulische System einer Anbausteuerung einschalten läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zylinderkammern zu beiden Seiten des Kolbens in bekannter Weise untereinander einerseits über den das Drosselorgan aufweisenden Drosselkanal und andererseits über eine Rückschlagventilvorrichtung verbunden sind und eine in dem Gehäuse nach außen sowie gegenüber dem Betriebsmedium abgekapselte Drosselflüssigkeit mit angenähert temperaturabhängiger Viskosität aufnehmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Zeitglied wird demgemäß für die zeitverzögerte Steuerschieberbewegung eine besondere Drosselflüssigkeit verwendet, welche in dem gemeinsamen Gehäuse des Steuerschiebers und der Drosselvorrichtung nicht nur gegenüber dem eigentlichen Betriebsmedium, sondern auch nach außen hin abgekapselt ist und die bei der Betätigung des Zeitgliedes lediglich von der einen Zylinderkammer über die Rückschlagventilvorrichtung in die andere Zylinderkammer verdrängt wird. Dadurch, daß die Drosselflüssigkeit in dem Gehäuse abgekapselt ist und im Betrieb auch nicht in Verbindung mit dem Betriebsmedium gelangt, ist die Gefahr einer Verschmutzung der Drosselflüssigkeit und der im Drosselkreis liegenden Teile nicht gegeben. Als Drosselflüssigkeit wird eine Flüssigkeit verwendet, deren Viskosität weitgehend temperaturabhängig ist, so daß auch bei unterschiedlichen Arbeitstemperaturen, wie sie vor allem in Bergbau-Untertagebetrieben anzutreffen sind, keine den Zeitfaktor verändernde Störeinflüsse gegeben sind. Besonders geeignet als Drosselflüssigkeit ist Glyzerin.

Es empfiehlt sich, die genannte Rückschlagventilvorrichtur.g in einer Kolbenbohrung des federbelasteten Kolbens anzuordnen. Vorzugsweise weist die Rückschlagventilvorrichtung mehrere in Kolberbohrungen des Kolbens angeordnete federbelastete Rückschlagventile auf. Aufgrund des großen Durchlaßquerschnittes der Rückschlagventile ist eine rasche Rückstellung des Kolbens unter der Federkraft möglich. Die Rückschlagventilvorrichtung liegt ebenfalls im Drosselkreis und ist daher auch keiner Verschmutzung unterworfen.

In bevorzugter baulicher Ausgestaltung weist der Kolben eine den Steuerschieber bildende Kolbenstange auf, die in einem das Steuerschiebergehäuse bildenden, mit dem Ein- und Auslaß für das Betriebsmedium und einem Steuerschieber-Druckraum versehenen Gehäuseteil geführt ist, welches mit dem Kolben aufnehmenden Zylindergehäuse des Zeitgliedes zu einer Baueinheit verbunden ist und dieses endseitig verschließt. Das Steuerschiebergehäuse bildet in diesem Fall also ein Verschlußglied, welches das den Kolben und die Drosselflüssigkeit aufnehmende Zylindergehäuse endseitig verschließt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

ίο Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Zeitglied gemäß der Erfindung im Axialschnitt nach Linie 1-1 der F i g. 2;

F i g. 2 das Zeitglied gemäß Fig. 1 in Draufsicht;

F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie I1I-1II der F i g. 2.

Das dargestellte Zeitglied weist ein Gehäuse 10 auf, welches auf der einen Seite von einem etwa topfförmigen Stopfen 11 verschlossen ist, der mittels Schrauben 12 mit dem Gehäuse verbunden ist. Der topfförmige Stopfen ist mittels einer Dichtung 13 gegenüber der Gehäuseinnenwand abgedichtet Eine Stopfenschraube 14 verschließt die innenbohrung 1.5 des Verschlußstopfens 11. Letzterer weist am Boden 16 eine zentrale Öffnung auf, durch die eine als Steuerschieber dienende Kolbenstange 17 mit ihrem rückwärtigen Ende in die Bohrung 15 hineingeführt ist. Die Stopfenschraube 14 bildet einen Anschlag für das rückwärtige Ende der Kolbenstange. Ein O-Ring 18 dichtet die Bohrung des topfförmigen Stopfens 11 gegenüber der Kolbenstange 17 ab.

Mit der Kolbenstange 17 ist ein Kolben 19 fest verbunden, der den zylindrischen Innenraum des Gehäuses 10 in zwei Zylinderkammern 20 und 21 unterteilt. Mit 22 ist die Kolbendichtung bezeichnet. Der Kolben weist mehrere, die Zylinderkammern verbiridende Kolbenbohrungen 23 auf, in denen federbelastete Kugelrückschlagventile 24 sitzen. In der Zylinderkammer 21 befindet sich eine Schraubenfeder, die sich einerseits an dem topfförmigen Verschlußstopfen 11 und andererseits an dem Kolben 19 abstützt. Die Feder ist bestrebt, den Kolben gemäß F i g. 1 nach links gegen einen Anschlag 25 am anderen Ende des Gehäuses zu drücken. Mit dem die beiden Zylinderkammern 20 und 21 bildenden Gehäuse ist ein Gehäuseteil 26 mittels Schrauben 27 endseitig verbunden. Dieses Gehäuseteil bildet ein Steuerschiebergehäuse, welches mit zwei Anschlußbohrungen 28 und 29 versehen ist. Die Bohrung 28 mündet in einen axialen Druckraum 30, in den die den Steuerschieber bildende Kolbenstange 17 hineinfaßt. Die Kolbenstange ist hier in einer Büchse 31

5(j geführt, die mittels O-Ringe gegenüber der Bohrung des Gehäuses 26 und dem Steuerschieber abgedichtet ist. Die Büchse weist Radialbohrungen 32 auf, die bei der dargestellten Kolbenstellung über Radialbchrungen 34 und eine Axialbohrung 33 mit dem Druckraum 30 und der Anschlußbohrung 28 verbunden sind. Die Radialbohrung 32 der Büchse steht außerdem mit der Bohrung 29 in Verbindung. Auf diese Weise ist eine Druckmittelverbindung zwischen den beiden Bohrungen .28 und 29 hergestellt.

Die Zylinderkammern 20 und 21 des Zeitgliedes sind über einen Umgehungskanal und ein in diesem angeordnetes Drosselorgan miteinander verbunden. Wie insbesondere Fig.3 zeigt, ist die Kammer 21 über eine Bohrung 35, eine Querbohrung 36 und eine

faj Axialbohrung 37 sowie über eine Anschlußbohrung 38 (F i g. 2) mit der Kammer 20 verbunden. In der Bohrung 36 sitzt eine Drosselschraube 39, die mit ihrem Gewindekopf 40 in die Bohrung eingeschraubt ist und

sich ζ. B. mittels eines Schraubenziehers verstellen läßt. Die Drosselschraube läßt sich dabei so verstellen, daß die Mündung der Bohrung 37 in die Bohrung 36 durch die Drosselspitze 41 mehr oder weniger weit überdeckt und damit ein Drosselspalt mit einem vorbestimmten Querschnitt eingestellt werden kann. Die Drosselspitze 41 kann, wie bekannt, mit kleinen Drosselkerben od. dgl. versehen sein.

In F i g. 3 ist eine Einfüllöffnung mit einer Schraubverschlußklappe 42 dargestellt. Nach Entfernen der Schraubkappe 42 kann über die Einfüllöffnung eine Drosselflüssigkeit, vorzugsweise Glyzerin, in die Zylinderkammer 21 eingefüllt werden. Es ist erkennbar, daß die Drosselflüssigkeit im Inneren der beiden Zylinderkammern 20 und 21 vollständig nach außen abgekapselt ist.

Die in der Kammer 21 angeordnete Feder 43 ist bestrebt, den Kolben und damit auch die Kolbenstange bzw. den Steuerschieber 17 nach links gegen den Anschlag 25 zu drücken, wobei die Verbindung der beiden Anschlußbohrungen 28 und 29 über den Steuerschieber aufgehoben wird. Im Betrieb ist die Anschlußbohrung 28 an die Betriebsleitung bzw. eine Steuerleitung angeschlossen. Sobald sich über diesen Anschluß der Betriebsdruck in dem Druckraum 30 aufbaut, wird die Ringfläche des Steuerschiebers vom hydraulischen Druck beaufschlagt, wodurch der Steuerschieber und damit der Kolben 19 gegen die Rückstellkraft der Feder 43 verstellt werden, bis über den Steuerschieber die Bohrungen 28 und 29 in Verbindung kommen und die Druckflüssigkeit zu dem an die Bohrung 29 angeschlossenen Verbraucher fließen kann. Bei dieser Verstellbewegung wird die in der Zylinderkammer 21 befindliche Drosselflüssigkeit über die Drosselbohrungen 35, 36, 37 und 38 in die Zylinderkammer 20 verdrängt. Die Einstellung der Drosselschraube und damit des Drosselquerschnitts an der Mündung der Bohrung 37 bestimmt dabei die Geschwindigkeit der Kolben- und Steuerschieberbewegung und damit die Zeitspanne, die zur Herstellung der hydraulischen Verbindung der Anschlußbohrungen 28 und 29 benötigt wird. Durch Einstellung der Drosselschrauben läßt sich diese Zeitspanne verändern.

Ist der Druckraum 30 des Schiebergehäuseteils drucklos, so wird der Kolben unter der Wirkung 43 wieder zurückgestellt, wobei die in der Kammer 20 befindliche Drosselflüssigkeit über die Kolbenbohrungen 23 und die sich hierbei öffnenden Rückschlagventile 24 in die Kammer 21 zurückfließt. Aufgrund des größeren Durchflußquerschnitts der Bohrungen 23 erfolgt eine rasche Rückstellung des Kolbens und des hiermit verbundenen Steuerschiebers.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zeitglied für die hydraulische Ausbausteuerung, mit einem bei Druckbeaufschlagung durch das hydraulische Betriebsmedium zeitverzögernd öffnenden Steuerschieber und einem ihm zugeordneten, die zeitverzögerte öffnung des Steuerschiebers bewirkenden Drosselorgan, wobei der Steuerschieber mit einem von einem hydraulischen Druckmedium beaufschlagbaren Kolben versehen ist, der zusammen mit dem Steuerschieber in einem mit einem Ein- und Auslaß für das Betriebsmedium versehenen Gehäuse angeordnet ist und in diesem zwei gegenüber dem Betriebsmedium abgedichtete Zylinderkammern voneinander trennt, von denen die eine Zylinderkammer an einen das Drosselorgan aufweisenden Drosselkanal angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkaminern (20,21) zu beiden Seiten des Kolbens (19) in bekannter Weise untereinander einerseits über den das Drosselorgan (40) aufweisenden Drosselkanal und andererseits über eine Rückschlagventilvorrichtung (24) verbunden sind und eine in dem Gehäuse (10) nach außen sowie gegenüber dem Betriebsmedium abgekapselte Drosselflüssigkeit mit angenähert temperaturunabhängiger Viskosität aufnehmen.

2. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammern (20,21) Glyzerin als Drosselflüssigkeit enthalten.

3. Zeitglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventilvorrichtung (24) in einer Kolbenbohrung (23) des federbelasteten Kolbens (19) angeordnet ist.

4. Zeitglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventilvorrichtung (24) mehrere in Kolbenbohrungen (23) des Kolbens (19) angeordnete federbelastete Rückschlagventile aufweist.

5. Zeitglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) eine den Steuerschieber (17) bildende Kolbenstange aufweist, die in einem das Steuerschiebergehäuse bildenden, mit dem Ein- und Auslaß (28, 29) für das Betriebsmedium und einem Steuerschieber-Druckraum (30) versehenen Gehäuseteil (26) geführt ist, welches mit dem den Kolben (19) aufnehmenden Zylindergehäuse (10) des Zeitgliedes zu einer Baueinheit verbunden ist und dieses endseitig verschließt.