DE29603882U1

DE29603882U1 - Manually operated pneumatic travel valve

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Publication number: DE29603882U1
Application number: DE29603882U
Authority: DE
Original assignee: MUCKENHAUPT GmbH
Current assignee: MUCKENHAUPT GmbH
Priority date: 1996-03-02
Filing date: 1996-03-02
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2006-03-03

Description

mckh0019.004
KW/fr-bamckh0019.004
KW/fr-ba

Hand operated pneumatic travel valve

Die vorliegende Erfindung betrifft ein handbetätigtes pneumatisches Fahrventil für Rangierkatzen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, welches mindestens einen Kolbenschieber aufweist, der entlang seiner Längsachse verschiebbar, durch Federkraft in einer den Durchfluß der Druckluft unterbindenden Absperrsteilung festgelegt und durch Krafteinwirkung entgegen der Federkraft in eine Freigabestellung axial verschiebbar ist, die den Durchfluß der Druckluft erlaubt, wobei der Kolbenschieber auf seiner Längsachse in einem Abstand zueinander angeordnete Kolbenflächen aufweist, die einen von der Druckluft beaufschlagten Ventilraum in axialer Richtung begrenzen.The present invention relates to a manually operated pneumatic drive valve for shunting trolleys in underground mining and tunnel construction, which has at least one piston slide that can be moved along its longitudinal axis, fixed by spring force in a shut-off position that prevents the flow of compressed air, and can be moved axially by the action of force against the spring force into a release position that allows the flow of compressed air, the piston slide having piston surfaces arranged at a distance from one another on its longitudinal axis, which delimit a valve chamber acted upon by the compressed air in the axial direction.

Unter Tage werden aus Gründen des Schlagwetterschutzes Maschinen und Fahrzeuge mit pneumatischen Antrieben bevorzugt, wobei pneumatische Absperrorgane als Steuerventile dienen. Bei pneumatisch angetriebenen Rangierkatzen beispielsweise dienen pneumatische Absperrorgane als handbetätigte Fahrventile, mit deren Hilfe der Fahrer einer Rangierkatze diese über einen Betätigungshebel in Bewegung setzen und wieder anhalten kann. Durch ein Niederhalten des Betätigungshebels entgegen der Rückstellkraft einer Feder wird der Kolbenschieber aus der Absperrstellung in die Freigabestellung verschoben und die Druckluft gelangt durchFor firedamp protection, machines and vehicles with pneumatic drives are preferred underground, with pneumatic shut-off devices serving as control valves. In pneumatically driven shunting trolleys, for example, pneumatic shut-off devices serve as hand-operated travel valves, with the help of which the driver of a shunting trolley can set it in motion and stop it again using an operating lever. By holding down the operating lever against the return force of a spring, the piston slide is moved from the shut-off position to the release position and the compressed air passes through

das Fahrventil hindurch zu dem pneumatischen Antriebsmotor der Rangierkatze, und die Rangierkatze setzt sich in Bewegung. Gibt der Fahrer den Betätigungshebel wieder frei, wird der Kolbenschieber durch die Federkraft wieder in die Absperrstellung zurückgeschoben und das Fahrventil unterbricht die Druckluftzufuhr zum Antriebsmotor der Laufkatze, die dann zum Stehen kommt.the travel valve to the pneumatic drive motor of the shunting trolley, and the shunting trolley starts moving. If the driver releases the operating lever again, the piston slide is pushed back into the shut-off position by the spring force and the travel valve interrupts the compressed air supply to the drive motor of the trolley, which then comes to a standstill.

Nach dem Stand der Technik wird bei handbetätigten pneumatischen Fahrventilen die Federkraft, die den KolbenschieberAccording to the state of the art, in manually operated pneumatic travel valves, the spring force that moves the piston slide

&iacgr;&ogr; in einer den Durchfluß der Druckluft unterbindenden Absperrstellung festlegt, durch ein federndes Element, beispielsweise eine Spiralfeder, ausgeübt. Unter Tage herrschen jedoch äußerst rauhe Betriebsverhältnisse. So ist die Luft beispielsweise mit Staub verunreinigt, der in den Ventilraum des Fahrventiles eindringen und die freie Bewegbarkeit des Kolbenschiebers behindern kann. In einem solchen Fall reicht die elastische Rückstellkraft der Spiralfeder manchmal nicht mehr aus, um den Kolbenschieber in die den Durchfluß der Druckluft unterbindende Absperrstellung zurückzuschieben. Dies führt zu einem Sicherheitsdefizit, da die Druckluftzufuhr zum Antriebsmotor nicht unterbrochen wird und die Rangierkatze nicht zum Stillstand kommt, obwohl der Fahrer den Betätigungshebel freigegeben hat. Andererseits kann die Rückstellkraft der Spiralfeder auch nicht beliebig hoch gewählt werden, da der Fahrer der Rangierkatze sonst zu große Kräfte aufwenden müßte, um mit dem Betätigungshebel den Kolbenschieber entgegen der Federkraft aus der Absperrstellung in die Freigabestellung zu verschieben. &iacgr;&ogr; in a shut-off position that prevents the flow of compressed air, is applied by a spring element, for example a spiral spring. However, the operating conditions underground are extremely harsh. For example, the air is contaminated with dust, which can penetrate into the valve chamber of the travel valve and prevent the piston slide from moving freely. In such a case, the elastic restoring force of the spiral spring is sometimes no longer sufficient to push the piston slide back into the shut-off position that prevents the flow of compressed air. This leads to a safety deficit, since the compressed air supply to the drive motor is not interrupted and the shunting trolley does not come to a standstill, even though the driver has released the operating lever. On the other hand, the return force of the spiral spring cannot be chosen to be arbitrarily high, as the driver of the shunting trolley would otherwise have to exert too much force to move the piston slide against the spring force from the shut-off position to the release position using the operating lever.

Aufgrund der durch Staub verunreinigten Luft und der hohen Umgebungstemperatur unter Tage, ist die Spiralfeder außerdem hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die auf Dauer zu einer Ermüdung oder sogar zu einem Bruch der Spi-Due to the dust-contaminated air and the high ambient temperature underground, the spiral spring is also exposed to high mechanical stresses, which over time can lead to fatigue or even breakage of the spiral spring.

ralfeder führen können. In der Folge wird der Kolbenschieber wiederum nicht in die Absperrstellung zurückgeschoben, und das bereits erwähnte Sicherheitsdefizit ist die Folge. Trotz der im untertägigen Berg- und Tunnelbau herrschenden extrem rauhen Betriebsverhältnisse können jedoch gerade unter Tage keine Abstriche auf dem Gebiet der Funktionssicherheit gemacht werden. Ganz im Gegenteil, unter Tage müssen noch zusätzliche Anforderungen an die Funktionssicherheit gestellt werden. Aus den obengenannten Gründen sind &iacgr;&ogr; die pneumatischen Fahrventile nach dem Stand der Technik in diesem Punkt jedoch verbesserungswürdig.ral spring. As a result, the piston valve is not pushed back into the shut-off position, and the safety deficit mentioned above is the result. Despite the extremely harsh operating conditions in underground mining and tunneling, no compromises can be made in terms of functional safety. On the contrary, additional requirements must be made for functional safety underground. For the reasons mentioned above, the state-of-the-art pneumatic travel valves are in need of improvement in this regard.

Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein handbetätigtes pneumatisches Fahrventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Kolbenschieber auch bei einem durch Staub verunreinigten Ventilraum oder einer ermüdeten oder sogar gebrochenen Spiralfeder in die den Durchfluß der Druckluft unterbindenden Absperrstellung zurückgeschoben wird.It is therefore the object of the present invention to further develop a manually operated pneumatic travel valve of the type mentioned above in such a way that the piston slide is pushed back into the shut-off position preventing the flow of compressed air even if the valve chamber is contaminated with dust or the spiral spring is tired or even broken.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Kolbenflächen einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, wobei die Summe der durch den anliegenden Druck an den Kolbenflächen hervorgerufenen Druckkräfte in Richtung der Federkraft schließend wirkt.This object is achieved according to the invention in that the two piston surfaces have a different diameter, whereby the sum of the pressure forces caused by the pressure applied to the piston surfaces has a closing effect in the direction of the spring force.

Ein derart ausgebildetes pneumatisches Absperrorgan erhöht die Sicherheit im untertägigen Berg- und Tunnelbau in ganz erheblichem Maße. Dies wird besonders beim Einsatz des Absperrorgans als handbetätigtes Fahrventil für Rangierkatzen deutlich. Bei dem erfindungsgemäßen pneumatischen Fahrventil dient die Feder hauptsächlich zur Lagefixierung des Kolbenschiebers innerhalb des Ventilraumes, wenn kein Netzdruck anliegt. Die Federkraft trägt nur in unwesentlichem Maße dazu bei, den Kolbenschieber nach dem Freigeben desA pneumatic shut-off device designed in this way increases safety in underground mining and tunnel construction to a very considerable extent. This is particularly evident when the shut-off device is used as a manually operated travel valve for shunting trolleys. In the pneumatic travel valve according to the invention, the spring serves mainly to fix the position of the piston slide within the valve chamber when there is no mains pressure. The spring force only contributes to a negligible extent to keeping the piston slide in its position after the

Betätigungshebels durch den Fahrer in die den Durchfluß der Druckluft unterbindende Absperrstellung zurückzuschieben, so daß die Druckluftzufuhr zum Antriebsmotor unterbrochen wird und die Rangierkatze zum Stillstand kommt. Diese Aufgäbe wird bei dem erfindungsgemäßen Fahrventil maßgeblich durch eine zusätzliche Kraft ausgeführt, welche sich aus der Summe der durch den anliegenden Netzdruck auf die Kolbenfläche ausgeübten Druckkräfte ergibt. Diese zusätzliche Kraft wirkt schließend in Richtung der Federkraft und schiebt den Kolbenschieber nach Freigabe des Betätigungshebels durch den Fahrer selbst bei ermüdeter oder gar gebrochener Spiralfeder wieder in die den Durchfluß der Druckluft unterbindende Absperrstellung zurück.The driver pushes the operating lever back into the shut-off position that prevents the flow of compressed air, so that the compressed air supply to the drive motor is interrupted and the shunting trolley comes to a standstill. In the travel valve according to the invention, this task is carried out primarily by an additional force, which results from the sum of the pressure forces exerted on the piston surface by the applied network pressure. This additional force acts in the direction of the spring force and pushes the piston slide back into the shut-off position that prevents the flow of compressed air after the driver has released the operating lever, even if the spiral spring is tired or even broken.

Die zusätzliche Kraft kann allerdings nicht beliebig hoch gewählt werden, da der Fahrer der Rangierkatze sonst zu große Kräfte aufwenden muß, um mit dem Betätigungshebel den Kolbenschieber entgegen der Federkraft und dieser zusätzlichen Kraft aus der Absperrstellung in die Freigabestellung zu verschieben.However, the additional force cannot be set to an arbitrary level, as the driver of the shunting trolley would otherwise have to exert too much force to move the piston slide with the operating lever against the spring force and this additional force from the shut-off position to the release position.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail below using a drawing. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen handbetätigten pneumatischen Fahrventils für Rangierkatzen im untertägigenFig. 1 is a side view of a manually operated pneumatic travel valve according to the invention for shunting trolleys in underground

Berg- und Tunnelbau zum Teil in Schnittdarstellung.Mining and tunnel construction, partly in sectional view.

Ein handbetätigtes Fahrventil für Rangierkatzen im untertägigen Berg- und Tunnelbau ist. im ganzen mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet., Im Inneren des Fahrventils 1 ist ein Ventilraum 2 zu erkennen, in dem Druckluft durch eine Eintrittsöffnung 3 einströmt und bei geöffnetem Ventilsitz 4A manually operated travel valve for shunting trolleys in underground mining and tunnel construction is identified as a whole by the reference number 1. Inside the travel valve 1, a valve chamber 2 can be seen, into which compressed air flows through an inlet opening 3 and, when the valve seat 4 is open,

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durch eine Austrittsöffnung 5 wieder ausströmt. Im Inneren des Ventilraumes 2 ist ein paßgenauer Kolbenschieber 6 angeordnet, der innerhalb des Ventilraumes 2 entlang seiner Längsachse 7 verschiebbar ist. Zwischen der Rückwand des Fahrventils 1 und dem Kolbenschieber 6 ist eine Spiralfeder 8 angeordnet, welche hauptsächlich die Lage des Kolbenschiebers 6 fixiert, wenn kein Netzdruck an dem Fahrventil 1 anliegt. In geringen Maßen trägt die Rückstellkraft der Spiralfeder 8 auch dazu bei, den Kolbenschieber 6 in &iacgr;&ogr; einer Absperrstellung 9 fest2:ulegen. Maßgeblich wird der Kolbenschieber 6 jedoch von einer zusätzlichen Kraft in der Absperrstellung 9 festgelegt.flows out again through an outlet opening 5. A precisely fitting piston slide 6 is arranged inside the valve chamber 2 and can be moved along its longitudinal axis 7 within the valve chamber 2. A spiral spring 8 is arranged between the rear wall of the travel valve 1 and the piston slide 6, which mainly fixes the position of the piston slide 6 when there is no network pressure on the travel valve 1. To a small extent, the restoring force of the spiral spring 8 also contributes to fixing the piston slide 6 in a shut-off position 9. However, the piston slide 6 is mainly fixed in the shut-off position 9 by an additional force.

Der Kolbenschieber 6 weist auf seiner Längsachse zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Kolbenflächen 12, 13 auf. Die beiden Kolbenflächen 12, 13 begrenzen in axialer Richtung den von der Druckluft beaufschlagten Ventilraum 2. Die durch den Netzdruck im Ventilraum 2 an den beiden Kolbenflächen 12, 13 hervorgerufenen Druckkräfte sind sich entgegen gerichtet. Durch die Wahl eines größeren Durchmessers für die vordere Kolbenfläche 12 als für die rückwärtige Kolbenfläche 13 wird auf den Kolbenschieber 6 eine zusätzliche Kraft ausgeübt, die sich aus der Summe der Druckkräfte der beiden Kolbenflächen 12, 13 ergibt, in Richtung der Rückstellkraft der Spiralfeder 8 wirkt und dem Kolbenschieber 6 maßgeblich in der Absperrstellung 9 festlegt. Selbst bei einer ermüdeten oder gar gebrochenen Spiralfeder 8 oder einer Verunreinigung des Ventilraumes 2 durch Staub wird so gewährleistet, daß der Kolbenschieber 6 jederzeit nach Freigabe des Betätigungshebels 10 durch den Fahrer der Rangierkatze in die Absperrstellung 9 zurückgeschoben wird und die F.angierkatze sicher zum Stehen kommt.The piston slide 6 has two piston surfaces 12, 13 arranged at a distance from one another on its longitudinal axis. The two piston surfaces 12, 13 limit the valve chamber 2 acted upon by the compressed air in the axial direction. The pressure forces caused by the network pressure in the valve chamber 2 on the two piston surfaces 12, 13 are directed in opposite directions. By choosing a larger diameter for the front piston surface 12 than for the rear piston surface 13, an additional force is exerted on the piston slide 6, which results from the sum of the pressure forces of the two piston surfaces 12, 13, acts in the direction of the restoring force of the spiral spring 8 and essentially fixes the piston slide 6 in the shut-off position 9. Even if the spiral spring 8 is tired or even broken or if the valve chamber 2 is contaminated by dust, it is thus ensured that the piston slide 6 is always pushed back into the shut-off position 9 after the driver of the shunting trolley has released the operating lever 10 and that the shunting trolley comes to a safe stop.

In der Absperrstellung 9 ist der Ventilsitz 4 geschlossen und der Durchfluß der Druckluft wird unterbunden. Durch dasIn the shut-off position 9, the valve seat 4 is closed and the flow of compressed air is prevented.

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Betätigen eines an der Frontseite des Fahrventiles 1 angeordneten Betätigungshebels 10 durch den Fahrer der Rangierkatze, wird der Kolbenschieber 6 entgegen der zusätzlichen Kraft und der Rückstellkraft der Spiralfeder 8 in eine gestrichelt dargestellte Freigabestellung 11 axial verschoben. In der Freigabestellung 11 ist der Ventilsitz 4 geöffnet und die Druckluft fließt von der Eintrittsöffnung 3 über den Ventilraum 2 und den Ventilsitz 4 durch das Fahrventil 1 zur Austrittsöffnung· 5, an der ein nicht dargestellte pneumatische Antriebsmotor der Rangierkatze angeschlossen ist. Durch ein Freigeben des Betätigungshebels 10 durch den Fahrer der Rangierkatze wird der Kolbenschieber 6 durch die zusätzliche Kraft und die Rückstellkraft der Spiralfeder 8 wieder in die Absperrstellung 9 zurückgeschoben, die Druckluftzufuhr zum Antriebsmotor wird unterbrochen und die Rangierkatze kommt zum Stillstand.When the driver of the shunting trolley operates an actuating lever 10 located on the front side of the travel valve 1, the piston slide 6 is axially displaced against the additional force and the restoring force of the spiral spring 8 into a release position 11 shown in dashed lines. In the release position 11, the valve seat 4 is open and the compressed air flows from the inlet opening 3 via the valve chamber 2 and the valve seat 4 through the travel valve 1 to the outlet opening 5, to which a pneumatic drive motor of the shunting trolley (not shown) is connected. When the driver of the shunting trolley releases the actuating lever 10, the piston slide 6 is pushed back into the shut-off position 9 by the additional force and the restoring force of the spiral spring 8, the compressed air supply to the drive motor is interrupted and the shunting trolley comes to a standstill.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims

Protection claims

1. Hand-operated pneumatic travel valve for shunting trolleys in underground mining and tunneling, which has at least one piston slide (6) which can be moved along its longitudinal axis (7), fixed by spring force in a shut-off position (9) preventing the flow of compressed air and can be moved axially by applying force against the spring force into a release position (11) which allows the flow of compressed air, the piston slide (6) having piston surfaces (12, 13) arranged at a distance from one another on its longitudinal axis, which delimit a valve chamber (2) acted upon by the compressed air in the axial direction, characterized in that the two piston surfaces (12, 13) have a different diameter, the sum of the pressure forces caused by the pressure applied to the piston surfaces (12, 13) having a closing effect in the direction of the spring force.