DE2522114C3 - Als Gebirgsschlagventil ausgebildetes Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein als Gebirgsschlagventil ausgebildetes, nach dem Gleichstromprinzip arbeitendes Rückschlagventil, bestehend aus einem über zwei Federelemente gegen den Ventilsitz beaufschlagten Sc'iüeßkörper, wobei der öffnungsquerfchnitt des Ventils zumindest dem der Druckmittelleitung entspricht.

Wenn beim betrieblichen Einsatz auf die Hangendkappen von wandernden Schildausbauten oder auf die Vorpfändkappen bei wandernden Ausbauböcken oder Ausbaurahmen zur Unterstützung des Hangenden plötzlich und vielfach unvorhersehbar eine starke Belastung einwirkt, die ein Drehmoment erzeugt, steigt in dem hydraulischen Anstellzylinder für die Kappen und in den zugehörigen Hydraulikleitungen der Druck entsprechend schnell und kräftig an. Die hydraulischen Bauteile sind dann in starkem Maße gefährdet. Solche unerwünschten Drehmomente an der Hangendkappe treten nicht nur bei wenig sorgfältiger Betätigung des Anstellzylinders auf, sondern vor allem auch dann, wenn beim Setzen und beim Schreiten des Ausbaues das Hangende im Bereich der Hangendkappe stufenartig ausgebrochen ist und demzufolge die Hangendkappe in den schrägen Ausbruch hineingefahren wird.

Zum Schütze hydraulischer Schubkolbengetriebe bei infolge plötzlicher Druckanstiege auftretenden Überbelastungen sind bei Grubenstempeln sogenannte Gebirgsschlagventile bekannt. Sie arbeiten als Druckbegrenzungsventile, die den Druck an der Eingangsseite durch öffnen einer mit der Rücklaufleitung verbundenen Ausgangsseite begrenzen. Ein solches Ventil ist in dem DE-Gbm 19 50 6Oi' beschrieben. Bei plötzlich auftretendem Gebirgsdruck soll zusätzlich zu einem Überdruckventil ein weiteres konzentrisch darum angeordnetes Überdruckventil geöffnet werden, das den Zyliriderraum über die Ein- und Auslaßöffnung mit der Atmosphäre verbindet

Das DE-Gbm 19 96 912 beschreibt ebenfalls ein Überdruckventil mit größerem Durchströmquerschniu, bei dem dessen Axialbohrung wenigstens an ihrem Ende zu einer Kammer erweitert ist Von dieser Kammer sollen eine größere Anzahl von radialen Ausströmkanälen ausgehen.

Das DE-Gbm 66 03 747 beschreibt ein Sicherheitsventil zum Überlastungsschutz von hydraulischen Grubenstempeln, bei dem der Druck auf der Stirnfläche eines Hohlkolbens mit einer elastischen Manschette ansteht. Beim Überschreiten eines eingestellten Drukkes tritt die Hydraulikflüssigkeit über eine Austrittsöffnung ins Freie aus.

Aus der DE-OS 21 56 431 ist ein Überdruckventil für ein als Kappenstellzylinder verwendetes Schubkolbengetriebe bekannt. Es ist in der Zuleitung zwischen Steuerventil und AnsielUyiinder angeordnet. Dieser Anstellzylinder wird von der Pumpe nur einseitig beaufschlagt. Ein weiteres Überdruckventil ist in gleicher Weise dem ebenfalls einseitig beaufschlagten hydraulischen Grubenstempel vorgeschaltet.

Alle bekannten Sicherheitsventile arbeiten als Überdruckventile, d. h. sie öffnen nur, wenn in der Zuleitung zwischen Pumpe und Zylinder ein einstallbarer Druck überschritten wird. Sie dienen also dem Schutz der hydraulischen Bauteile gegen zu hohen Druckanstieg.

Sie verhindern jedoch nicht, daß bei Ausfall der Pumpe der Druckraum des jeweiligen Zylinders mit der Pumpendruckseite verbunden bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebirgsschlagventil der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß in jeder Phase des Betriebsablaufs, auch bei gestörter Druckmittelversorgung, die Hangendkappe in gesicherter Position gehalten ist, im Falle des Druckmittelausfalles die Pumpendruckleitung keinem erhöhten Druck ausgesetzt ist und plötzlich auftretende Drucksteigerungen im hydraulischen Anstellzylinder infolge von Schwenkbewegungen der Hangendkappe zuverlässig vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schüeßkörper des Ventils durch eine einen relativ geringen Elastizitätsmodul aufweisende Feder in Schließstellung beaufschlagt ist, welche sich auf einen im Ventilgehäuse verschiebbar angeordne'en fliegenden Kolben abstützt, der auf der entgegengesetzten Seite von einer sich am Ventilgehäuseboden abstützenden Feder mit relativ hohem Elastizitätsmodul beaufschlagt wird, und die Druckmittelauslaßöffnung zwischen dem Schüeßkörper und der diesem zugewandten Kolbenfläche im Ventilgehäuse angeordnet ist, se daß bei vorhandenem Arbeitsdruck in der Druckleitung die Feder durch den auf den Kolben einwirkenden Druck des Druckmittels und der sich auf ihm abstützenden Feder vorgespannt ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an der dem Schüeßkörper zugewandten Kolbenfläche des Kolbens ein Anschlagkörper angeordnet, der bei Abfall des Druckes in der Druckmittelleitung und der damit verbundenen Expansion der Feder den Schüeßkörper in Schließstellung hält.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Ventil einerseits als Gebirgsschlagventil mit ausreichend großem Querschnitt und andererseits als Rückschlagventil ausgebildet ist. Es

kann also nicht nur das infolge eines Gebirgsschlages plötzlich anfallende Druckmittel schnell und sicher abgeführt werden, im Falle einer Störung in der Druckmiuelversorgung wird auch die Verbindung zwischen Pumpe und Zylinder abgesperrt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel naher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen wandernden Schildausbau mit Hangendkappe und zugehöriger hydraulischer Steuerung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Rückschlagventils der Steuerung in Schließstellung bei vorliegendem Pumpendruck,

Fig. 3 das Rückschlagventil nach Fig. 2, jedoch in Durchflußstellung,

Fig.4 das Rückschlagventil nach Fig.2 in Schließstellung bei fehlendem Pumpendruck.

Nach Fig. 1 ist an dem Bruchschild 1 eines wandernden Schildausbaus eine Hange"dkappe 2 drehbeweglich angordnet, die das Hangende 3 abstützt. Strichliert ist angedeutet, daß ein im Bereich der Hangendkappe stufenartiger Ausbruch des Hangenden die Hangendkappe 2 verschwenkt. Die Einstellung der Hangendkappe 2 erfolgt über einen doppelwirkenden hydraulischen Anstellzylinder 4, der von einer nicht dargestellten Hydraulikpumpe über die Leitungen 5, 6 und 7 gespeist wird. Die handbetätigte Steuerung des hydraulischen Anstellzylinders erfolgt über ein 4/3-Wegeventil 8 mit zwei stromrichtungsändernden Durchflußstellungen und einer Umlauf-Nullsteilung. Die beiden Leitungen 6 und 7 sind über je ein Rückschlagventil 9 im Gegenstrom zum druckseitigen Druckmittel mit der Druckleitung 5 verbunden.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen nähere Einzelheiten des vereinfacht dargestellten Rückschlagventils. Im Gehäuseinnenraum des Rückschlagventils 9 ist ein abgedichteter Kolben 10 verschieblich geführt, dessen eine Stirnseite Anlage für die an einem festen Gehäuseteil 11 abgestützte harte Druckfeder 12 ist und dessen andere Stirnseite Anlage für die am Schließkörper 13 abgestützte weiche Druckfeder 14 ist. An dem Kolben 10 ist ein Anschlagkörper 15 angeordnet, der bei angemessen entspannter harter Druckfeder 12 den Schließkörper 13 in Schließstellung hält. Die Einlaßöffnung 16 des Rückschlagventils 9 ist über die Leitung 6 bzw. 7 mit dem Hydraulikzylinder 4 verbunden, die Auslaßöffnung 17 des Rückschlagventils 9 steht mit der Druckleitung 5 der nicht dargestellten Hydraulikpumpe in Verbindung.

In der Ventilsteilung nach F i g. 2 liegt der Schließkörper 13 am Ventilsitz an. Das Rückschlagventil 9 ist geschlossen, weil der hydraulische Druck an der Einlaßöffnung 16 kleiner ist als die Summe der Drücke aus dem hydraulischen Arbeitsdruck an dir Auslaßöffnjng 17 und dem Druck der weichen Feder 14. Der verschiebliche Kolben 10 steht unter dem hydraulischen Arbeitsdruck und dem demgegenüber geringen Federdruck von 14, so daß die harte Druckfeder 12 entsprechend zusammengedrückt ist.

Bei einem plötzlichen Druckanstieg im hydraulischen Anstellzylinder 4, der als Folge eines plötzlichen Drehmomentes an der Hangendkappe 2, beispielsweise beim Vorschreiten des Schildausbaues unter ein stufenartig ausgebrochenes Hangendes 3 auftritt, hebt der Schließkörper 13 schlagartig vom Ventilsitz ab und legt sich an den Anschlagkörper 15 an, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Der Durchflußquerschnitt des Rückschlagventils 9 ist so groß ausgebildet, daß er mit dem Durchlaufquerschnitt der hydraulischen Druckleitung übereinstimmt. Da gleichzeitig ein Druckmittelverbrauch in anderen Einheiten des Schreitausbaus besteht, kann die aus dem jeweiligen gefährdeten Anstellzylinder 4 zu verdrängende Druckmittelmenge von der Leitung 5 ohne weiteres aufgenommen werden, so daß der Ausgleich sehr schnell stattfindet und ein gefährlicher Überdruck sich nicht ausbilden kann.

Bei abnehmenden Arbeitsdrücken an der Auslaßöffnung 17 des Rückschlagventils 9 wandert der Kolben 10 mit dem Anschlagkörper 15 infolge entsprechend geringerer Belastung der harten Druckfeder 12 in Richtung auf den Schließkörper 13, so daß schließlich der Schließkörper durch die Federkraft der harten Druckfeder 12 in Schließstellung gehalten wird, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Durch entsprechende Ausbildung der Teile 10,12 und 15 kann auf einfache Weise erreicht werden, daß unterhalb eines wählbaren Sollwertes des Arbeitsdruckes, insbesondere bei durch Störung völlig ausgefallenem Arbeitsdruck, das Rückschlagventil 9 geschlossen bleibt und somn im hydraulischen Anstellzylinder 4 der Hangendkappe 2 ein entsprechender Mindestdruck erhalten bleibt, der ein sicheres Festhalten der Hangendkappe in Ruhestellung gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Als Gebirgsschlagventil ausgebildetes, nach dem Gleichstromprinzip arbeitendes Rückschlagventil, bestehend aus einem über zwei Federelemente gegen den Ventilsitz beaufschlagten Schließkörper, wobei der Öffnungsquerschnitt des Ventils zumindest dem der Druckmittelleitung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüeßkörper (13) durch eine einen relativ geringen Elastizitätsmodul aufweisende Feder (14) in Schließstellung beaufschlagt ist, welche sich auf einen im Ventilgehäuse verschiebbar angeordneten fliegenden Kolben (10) abstützt, der auf der entgegengesetzten Seite von einer sich am Ventilgehäuseboden abstützenden Feder (12) mit relativ hohem Elastizitätsmodul beaufschlagt wird, und die Druckmittelauslaßöffnung (17) zwischen dem Schließkörper (13) und der diesem zugewendeten Kolbenfläche im Ventilgehäuse angeordnet ist, so daß bei vorhandenem Arbeitsdruck in der Druckleitung die Feder (12) durch den auf den Kolben (10) einwirkenden Druck des Druckmittels und der sich auf ihm abstützenden Feder (14) vorgespannt ist.

2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Schließkörper (13) zugewandten Kolbenfläche des Kolbens (10) ein Anschlagkörper (15) angeordnet ist, der bei Abfall des Druckes in der Druckmittelleitung und der damit verbundenen Expansion der Feder (12) den Schließkörper (13) in Schließsteilung hält.