DE2319311C3 - Hydraulische Steuerventileinrichtung für einen doppeltwirkenden hydraulischen Servomotor, insbesondere zur Steuerung des Arbeitsmittels hydraulischer Zylinder des Strebausbaus im Bergbau - Google Patents

Description

dieser Phase ist der verschiebbare Absperrkörper geöffnet. 1st der Kolben des hydraulischen Zylinders bis zum Anschlag eingefahren, dann baut sich der Druck zwischen dem Absperrkörper und dem Differentialkolben sowie in der zum hydraulischen Zylinder führenden Leitung bis zur Höhe des Pumpendruckes auf. Unter diesen Bedingungen sind die hydraulischen Kräfte am Absperrkörper ausgeglichen und es wirk? nur die Federkraft, die den Äbsperrkörper auf den zugeordi.eten Shz am Differential drückt. Bleibt nun das Vorsteuerventil z. B. durch manuelle Verriegelung geschaltet, dann sperrt der Differentialkolben die Verbindung vom hydraulischen Zylinder zum Tank. Wird nun aus irgendeinem Grunde die andere Ventileinsatzeinheit schrieben.

Beide Steuerventile I und II aJs Ventileinsatzeinheiten sind an Vorsteuerventile 10, 10.1 angeschlossen. Diese Vorsteuerventile 10, 10.1 arbeiten ebenfalls mit der hydraulischen Flüssigkeit als Vorsteuerdruckmittel, mit der auch der hydraulische Servomotor 1 betrieben wird.

Das Steuerventil II besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem in einem Gehäuse angeordneten Absperrkörper 21, der als Differentialkolben ausgebildet ist und in dem ein weiterer Absperrkörper 22 verschieblich gehalten ist. Der Absperrkörper 22 besitzt an seinem unteren Ende einen Kolbenbund 230, dessen Stirnfläche Ae größer ist als die Querschnittsfläche A

angesteuert, dann kann aus dem Arbeitsraum des hy- 15 der Bohrung im Absperrkörper Zl bzw, des Absperrkörpers 2.2. Die den Absperrkörper 22 aufnehmende Bohrung stellt somit eine Stufenbohrung dar. Der Absperrkörper 22 besitzt seinerseits in seinem oberen Teil eine zentrische Ausnehmung für einen als Intrakol-

ben ausgebildeten Schließkolben, der sich am Gehäuse abstützt und über eine Bohrung 2.10 mit dem Arbeitsmittel beaufschlagt wird. In Schließrichtung ist der Absperrkörper 2.2 mit einer Feder 2.17 belastet, die sich ebenfalls am Gehäuse abstützt.

Über einen Ringraum 2.16 ist der als Differentialkolben ausgebildete Absperrkörper 2.1 an die Pumpe P angeschlossen. Von dem Ringraum 2.16 führt eine Bohrung 2.15 zu dem zwischen den Absperrkörpern 2.1 und 2.2 gebildeten Ringraum 2.14, durch den bei vom Absperrkörper 2.1 abgehobenen Absperrkörper 2.2 das Arbeitsmittel über einen Ringraum 2.23 und die Arbeitsmittelleitung 4.1 zum hydraulischen Servomotor 1 fließt.

An der Anschlußstelle des Kolbenbunds 230 befindet

draulischen Zylinders kein Arbeitsmedium abströmen und es besteht die Gefahr, daß auf Grund des Druckübersetzungsverhältnisses des hydraulischen Zylinders Beschädigungen auftreten.

Es liegt daher die Aufgabe vor, die Steuerventileinrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß bei Fehlschaltungen kein überhöhter Druck in dem Arbeitsraum des hydraulischen Servomotors entstehen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der als Steuerkolben ausgebildete Absperrkörper einen Kolbenbund besitzt, der in den im Durchmesser größeren Teil der diesen Absperrkörper aufnehmenden, als Stufenbohrung ausgebildeten Bohrung abgedichtet geführt und dessen größere Stirnfläche mit dem Druckmittel des Vorsteuerkreises beaufsoMagbar ist, und daß schließlich an der Bundanschlußstelle ein zum Tank entlüfteter Ringraum vorgesehen ist.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß Fehlschaltungen, wie sie 35 sich im als Differentialkolben ausgebildeten Absperreingangs erläutert worden sind, bei der beschriebenen körper 2.1 ein Ringraum 2.28, der über eine Entla-

Steuerventileinrichtung nicht zu Beschädigungen der Einzelventile oder der Zu- bzw. Ableitungen zu bzw. vom Servomotor sowie an diesem selbst führen können. Durch die Anordnung und Dimensionierung des Kolbenbundes ist sichergestellt, daß bei gleichem Druck im Vorsteuerkreis und im Arbeitskreis der als Steuerkolben ausgebildete Absperrkörper stets von dem als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörper abhebt, so daß der mit dem Mehrwegeventil verbundene Arbeitsraum des Servomotors stets mit der Pumpe verbunden ist. Hinzu kommt, daß die an die Ar beitsräume des Servomotors angeschlossenen Steuerventile durch gleichzeitige Schaltung der Vorsteuerstungsbohrung 221 mit dem Tank T in Verbindung steht. Dadurch kann der Kolbenbund 2.30, der einerseits mit seiner Stirnfläche Ab durch den im Raum 2.20 befindlichen und durch das Vorsteuerventil 10.1 bestimmten Druck sowie andererseits durch den Absperrkörper 2.2 belastet ist, sich innerhalb des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers 2.1 unter Verdrängung des Arbeitsmittels aus dem Ringraum 2.28 bewegen.

Erfolgt bei der beschriebenen Steuerventileinrichtung eine Fehlschaltung, indem die Vorsteuerventile 10 und 10.1 gleichzeitig betätigt werden, so daß die den Arbeitsflächen Λι und Ai zugeordneten Arbeitsräume

ventile eine Tauchkolben- oder auch Gegendruckschal- 50 des hydraulischen Servomotors 1 mit gleichem Druck

tung des Hydraulikzylinders ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt die einzige Figur eine hydraulische Steuervenbeaufschlagt werden, dann kann der Absperrkörper 2.2 nicht als Rückschlagventil wirken, da die auf den Kolbenbund 2.30 im Raum 2.20 wirkende Druckkraft größer ist als die Summe der auf den Absperrkörper 2.2

tileinrichtung mit einem daran angeschlossenen dop- 55 wirkenden Druckkraft und der Federkraft der Feder

peltwirkenden hydraulischen Servomotor, teilweise geschnitten.

In der Figur ist ein hydraulischer Servomotor 1 dargestellt, in dem ein Kolben mit Arbeitsflächen den Ai, Ai verschiebbar geführt ist. An den der Arbeitsfläche Aj zugeordneten Arbeitsraum des hydraulischen Servomotors 1 schließt sich eine Arbeiismittclloitung 4.1 an, die zu einem Steuerventil Il führt. Ein weiteres Steuerventil I ist an Jen der Arbeitsflüche A; entsprechenden Arbeitsraum des hydraulischen Servomotors 1 angeschlossen. Die ein Mehrwegeventil bildenden Steuerventile I und Il sind identisch ausgeführt, es wird im folgenden deswegen nur das Steuerventil Il be-2.17. Der Kolbenbund 2.30 wird in den Ringraum 2.28 gedrückt, und der Absperrkörper 2.2 kann sich folglich nicht auf den als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkorper 2.1 aufsetzen, so daß der der Arbeitsfläche Ai zugeordnete Arbeitsraum des hydraulischen Servomotors 1 mit der Pumpe Püber den Ringraum 2.23, den Späh 2.26 zwischen Abspenkörper 2.2 und Absperrkörper 2.1, den Ringraum 2.14, die Bohrung 2.15 und den Ringraum 2.16 mit der Pumpe in Verbindung steht.

In diesem Zustand liegt eine Tauchkolben- oder auch Gegendruckschaltung vor, so daß der Kolben des hydraulischen Servomotors 1 auch schneller ausfahren kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Steuerventileinrichtung für einen doppeltwirkenden hydraulischen Servomotor, insbesondere zur Steuerung des Arbeitsmittels hydraulischer Zylinder des Strebausbaus im Bergbau, umfassend ein Vorsteuerventil und ein Mehrwegeventil, das im Arbeitskreis angeordnet ist und Ober das Vorsteuerventil aktiviert wird, wobei Vorsteuerdruck und Arbeitsdruck aus ein und derselben Druckmntelquelle stammen, und mit die Druckbeaufschlagung und -entlastung des Vorsteuer- und des Arbeitskreises steuernden Absperrkörpern, welche während eines Umschaltvorganges positive Schaitüberdeckung gewährleisten, wobei jeder Beaufschlagungsseite des Servomotors eine eigene Ventileinsatzeinheit im Mehrwegeventil zugeordnet ist, von denen jede zwei Absperrkörper besitzt, die als Sitzventile ausgebildet sind, und wobei im Vorsteuerkreis die größere und im Arbeitskreis die kleinere Stirnfläche des einen Absperrkörpers, der als doppeltwirkender Differentialkolben ausgebildet ist. angeordnet ist, der zur Freigabe bzw. Unterbrechung der Strömungsverbindung vom Tank zum Servomotor dient, indem eine an der kleineren Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers vorgesehene Sitzventilfläche mit einer am Gehäuse ausgebildeten Sitzventilfläche zusammenwirkt, und wobei der als Differentialkolben ausgebildete Absperrkörper den in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren, gegen den Druck im Vorsteuerkreis federbelasteten, als Steuerkolben ausgebildeten anderen Absperrkörper aufnimmt, dessen eine Stirnseite, deren Fläche kleiner ist als die größere Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeter. Absperrkörpers, im Vorsteuerkreis liegt und der an seinem dieser Stirnseite abgewandten Ende eine Sitzventilfläche '«ragt, die mit einer weiteren Sitzventilfläche an der kleineren Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers zur Freigabe bzw. Unterbrechung der Arbeitsmittelströmung zum Servomotor zusammenwirkt, und wobei ein vom Arbeitsmittel beaufschlagter, am Gehäuse abgestützter Schließkolben abgedichtet die andere Stirnseite des als Steuerkolben ausgebildeten Absperrkörpers durchdringt und die Beaufschlagung des Schließkolbens am in diesen Absperrkörper eintauchenden Ende des Schließkolbens erfolgt und wobei ferner der den Steuerdruck freigebende Absperrkörper im Vorsteuerventil ebenfalls als Sitzventil ausgebildet ist, nach Patent 22 33 922, dadurch gekennzeichnet, daß der als Steuerkolben ausgebildete Absperrkörper (2.2) einen Kolbenbund (230) besitzt, der in dem im Durchmesser größeren Teil der diesen Absperrkörper (2.2) aufnehmenden, als Stufenbohrung ausgebildeten Bohrung abgedichtet geführt und dessen größere Stirnfläche (Ab) mit dem Druckmittel des Vorsteuerkreises beaufschlagbar ist, und daß schließlich an der Bundanschlußstelle ein zum Tank (T) entlüfteter Ringraum (2.28) vorgesehen ist.

   Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerventileinrichtung für einen doppeltwirkenden hydraulischen Servomotor, insbesondere zur Steuerung des Arbeitsmittels hydraulischer Zylinder des Strebausbaus im Bergbau, umfassend ein Vorsteuerventil und ein Mehrwegeventil, das im Arbeitskreis angeordnet ist und über· das Vorsteuerventil aktiviert wird, wobei Vorsteuerdiuck und Arbeitsdruck aus ein und derselben Druckmittelquelle stammen, und mit die Druckbeaufschlagung und -entlastung des Vorsteuer- und des Arbeitskreises steuernden Absperrkörpern, welche während eines Umschaltvorganges positive Schaltüberdeckung gewährleisten, wobei jeder Beaufschlagungsseite des Servomotors eine eigene Ventileinsatzeinheit im Mehrwegeventil zugeordnet ist, von denen jede zwei Absperrkörper besitzt, die als Sitzventile ausgebildet sind, und wobei im Vorsteuerkreis die größere und im Arbeitskreis die kleinere Stirnfläche des einen Absperrkörpers, der al? doppeltwirkender Differentialkolben ausgebildet ist, angeordnet ist, der zur Freigabe bzw. Unterbrechung der Strömungsverbindung vom Tank zum Servomotor dient, indem eine an der kleineren Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers vorgesehene Sitzventilfläche mit einer am Gehäuse ausgebildeten Sitzventilfläche zusammenwirkt, und wobei ferner der als Differentialkolben ausgebildete Absperrkörper den in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren, gegen den Druck im Vorsteuerkre^:s faderbelasteten, als Steuerkolben ausgebildeten anderen Absperrkörper aufnimmt, dessen eine Stirnseite, deren Fläche kleiner ist als die größere Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers, im Vorsteuerkreis liegt und der an seinem dieser Stirnseite abgewandten Ende eine Sitzventilfläche trägt, die mit einer weiteren Sitzventilfläche an der kleineren Stirnfläche des als Differentialkolben ausgebildeten Absperrkörpers zur Freigabe bzw. Unterbrechung der Arbeitsmittelströmung zum Servomotor zusammenwirkt, und wobei ein vom Arbeitsmittel beaufschlagter, am Gehäuse abgestützter Schließkolben abgedichtet die andere Stirnseite des als Steuerkolben ausgebildeten Absperrkörpers durchdringt und die Beaufschlagung des Schließkolbens am in diesen Absperrkörper eintauchenden Ende des Schließkolbens erfolgt, und wobei ferner der dem Steuerdruck freigebende Absperrkörper im Vorsteuerventil ebenfalls als Sitzventil ausgebildet ist, nach Patent 22 33 922.

   Steuerventileinrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung haben sich an sich bewährt, sie eignen sich in besonderem Maße für die Steuerung des Arbeitsmittels des hydraulischen Strebausbaus im Bergbau, weil sie bei positiver Schaltüberdeckung in der Lage sind, hinreichend große Öffnungsquerschnitte in kurzer Zeit freigeben zu können. Da die Vorsteuerkreise sowohl mit Druckluft als auch von Hand betätigt werden können, haben sie ein verhältnismäßig weites Einsatzgebiet.

   Obwohl aber eine Steuerventileinrichtung der eingangs beschriebenen Art mit durch das Arbeitsmedium selbst gesteuerten Ventilen sehr betriebssicher arbeitet, lassen sich Fehlschaltungen nicht ausschließen, insbesondere dann nicht, wenn der zugeordnete Vorsteuerkreis sowohl durch Druckluft als auch von Hand betätigbar ist. So kann sich während des Raubens im Strebausbau ein Betriebszustand einstellen, bei dem der Zufluß des Arbeitsmittels zum Arbeitsraum des hydraulischen Servomotors blockiert ist. Während des Raubens strömt nämlich das Arbeitsmedium von der Pumpe über die von ihrem Vorsteuerkreis angesteuerte Ventileinsatzeinheit zum hydraulischen Zylinder, Während