DE3100093A1 - Vorrichtung zur begrenzung des ausbauwiderstandes eines hydraulischen ausbauschildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Ausbauwiderstandes eines hydraulischen Ausbauschildes, insbesondere eines Lemniskatenschildes, mit hydraulischen Stützstempeln, deren Neigung mit abnehmender Ausfahrlänge zunimmt, unter Verwendung einer den Druck im Stempeldruckraum begrenzenden Druckbegrenzungsventilvorrichtung.

Bei den in verschiedenen Ausführungen bekannten Ausbauschilden sind die hydraulischen Stempel zwischen Liegendschwelle und Bruchschild oder Kappe in Schräglage gelenkbeweglich so angeordnet, daß sie bei ihrem Ein- und Ausschub Schwenkbewegungen in der senkrecht zum Abbaustoß stehenden bankrechten Ebene ausführen. Dies führt dazu, daß sich die Stempel bei ihrem Einschub zunehmend stärker zum Abbaustoß hin neigen. Infolgedessen nimmt die über die Kappe auf das Hangende übertragene Stempelstützkraft, d.h. der Ausbauwiderstand, beim Stempeleinschub ab. Bei stark eingefahrenem Zustand der Stempel reicht unter Umständen die Stempelstützkraft für eine hinreichend sichere Hangendabstützung nicht mehr aus.

Den sich aus der veränderlichen Stempelneigung ergebenden Schwierigkeiten wird in der Praxis dadurch begegnet, daß die Stempel in ihrer Tragkraft überdimensioniert werden, so daß sie auch in stark eingefahrenem Zustand das Hangende noch mit ausreichend großer Stützkraft abfangen. Dies hat zur Folge, daß die Stempelstützkraft bzw. der Ausbauwiderstand im ausgefahrenen Zustand der Stempel übermäßig groß ist, was im Hinblick auf die Hangendpflege nachteilig ist und außerdem zu einem Eingraben der Liegendkufen in weiches Liegendgestein führen kann. Außerdem muß der Ausbauschild übermäßig kräftig und schwer gebaut werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache und funktionssichere Vorrichtung zu schaffen, mit der sich die Druckbegrenzungsventilvorrichtung in Abhängigkeit vom Stempelausschub bzw. von der Ausfahrhöhe des Ausbauschildes selbsttätig so einstellen läßt, daß ein unnötig hoher Ausbauwiderstand bei größerer Ausfahrlänge der Stempel vermieden wird und damit die Möglichkeit gegeben ist, den Ausbauschild leichter und billiger zu bauen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine den Ansprechdruck der Druckbegrenzungsventilvorrichtung mit zunehmender Stempelausfahrlänge selbsttätig herabsetzende Stellvorrichtung vorgesehen ist, die durch ein beim Stempelein- und -ausschub bewegliches Ausbauteil des Ausbauschildes unmittelbar oder mittelbar betätigt ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung wird demgemäß der Ansprechdruck der Druckbegrenzungsventilvor- richtung nach Maßgabe eines beim Stempelaus- und -einschub in seiner Lage veränderlichen Ausbauteils, z.B. der Lage eines Teils des Lemniskatengetriebes, der Neigung eines Stempels, der Position der Kappe oder des Bruchschildes, eingestellt, wobei dieser Einstellvorgang unmittelbar über das betreffende Ausbauteil oder mittelbar über ein mit diesem gekoppeltes mechanisches Glied oder über ein dem betreffenden Ausbauteil zugeordnetes, von dessen Position beeinflußtes Meßglied od. dgl. erfolgen kann. Für die Verminderung des Ansprechdrucks der Druckbegrenzungsventilvorrichtung ergeben sich zwei Möglichkeiten. Eine besonders einfache Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß eine federbelastete Druckbegrenzungsventilvorrichtung verwendet wird, deren Federvorspannung durch die Stellvorrichtung stufenweise oder, vorzugsweise, kontinuierlich mit der Ausfahrhöhe des Ausbauschildes veränderbar ist. Die Stellvorrichtung kann hierbei von einem die Schließfeder der Druckbegrenzungsventilvorrichtung abstützenden Federwiderlager gebildet sein, das von dem beweglichen Ausbauteil unmittelbar oder mittelbar nach Maßgabe des Stempelaus- und -einschubes verstellbar ist.

Andererseits kann erfindungsgemäß aber auch eine Druckbegrenzungsventilvorrichtung verwendet werden, die mehrere auf unterschiedliche Ansprechdrücke eingestellte Druckbegrenzungsventile aufweist, die in der genannten Weise in Abhängigkeit von der Ausfahrhöhe des Ausbauschildes einzeln zu- und abschaltbar sind, derart, daß Belastungsspitzen bei größerer Ausschublänge der hydraulischen Stempel vermieden werden. Den Druckbegrenzungsventilen wird als Stellvorrichtung zweckmäßig eine gemeinsame Steuerventilvorrichtung zugeordnet, die in Abhängigkeit vom Tempelaus- und -einschub schaltbar ist. Die Anzahl der Druckbegrenzungsventile bestimmt die Anzahl der Stufen, in welchen sich der Ausbauwiderstand beim Ausfahren der hydraulischen Stempel in abnehmender Tendenz verändern läßt.

Wird als Druckbegrenzungsvorrichtung ein in seiner Federschließkraft einstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen, so kann dieses in einer einfachsten Ausführung von dem betreffenden beweglichen Ausbauteil unmittelbar, z.B. durch Anschlag eines Ventilstößels an diesem Ausbauteil, auf die verschiedenen Ansprechdrücke eingestellt werden. Statt dessen kann die Kopplung zwischen dem Ausbauteil und dem Federwiderlager aber auch unter Einschalten eines hydraulischen oder mechanischen Getriebes, z.B. in Form eines Gestänges, Hebels, Keils, Exzenters, Zahnantriebs od. dgl. erfolgen. Bei einem hydraulischen Getriebe kann ein einfacher klein bauender hydraulischer Druckzylinder Verwendung finden, der von dem beweglichen Ausbauteil, z.B. durch Kolbenanschlag, betätigt wird. Hierbei kann der Zylinderraum des Druckzylinders in hydraulischer Verbindung mit einem Stellzylinderraum des hydraulisch beaufschlagbaren Stellkolbens des Druckbegrenzungsventils stehen. Durch Druckbeaufschlagung des Stellkolbens läßt sich der Anspruchdruck des Druckbegrenzungsventils entsprechend einstellen. Andererseits kann aber auch ein hydrostatischer Dreh- oder Schwenkantrieb od. dgl. zur Einstellung des Druckbegrenzungsventils vorgesehen sein, der z.B. von dem hydraulischen Druckzylinder mit Druck- flüssigkeit gespeist wird oder der von dem hydraulischen Druckzylinder oder einem sonstigen Schalt- oder Getriebeglied in der gewünschten Weise gesteuert wird.

Die einstellbare Druckbegrenzungsventilvorrichtung kann unmittelbar an dem oder in Nähe des beweglichen Ausbauteils angeordnet sein, so daß ihre Einstellung auf die unterschiedlichen Ansprechdrücke auf kürzestem Wege unmittelbar durch das betreffende Ausbauteil oder ein ihm zugeordnetes einfaches Getriebeglied erfolgen kann. Bei räumlicher Trennung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung von dem ihre Einstellung bewirkenden Ausbauteil erfolgt die Kopplung zweckmäßig über einfache hydraulische oder elektrische Leitungen, über die Schalt- oder Steuersignale für die Einstellung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung übertragen werden.

Weitere wesentliche Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den einzelnen Patentansprüchen aufgeführt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in einfacher schematischer Darstellung wiedergegeben. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht einen als Lemniskatenschild ausgebildeten Ausbauschild;

Fig. 2 - 4 jeweils ein Druckbegrenzungsventil, dessen Federvorspannung mit Hilfe eines Stellgliedes nach Maßgabe der Ausfahrhöhe des

Ausbauschildes einstellbar ist;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Druckbegrenzungsventilvorrichtung mit mehreren, auf unterschiedliche Ansprechdrücke eingestellten Druckbegrenzungsventilen.

Im folgenden werden zunächst die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Vorrichtungen erläutert. Die Fig. 2 bis 4 zeigen ein Druckbegrenzungsventil 10, dessen als Ventilkolben ausgebildetes Schließglied 11 im Ventilgehäuse 12 gegen die Vorspannkraft einer Ventilfeder 13 beweglich ist, die sich einerseits an einem Kolbenbund 14 und andererseits an einem als Stellkolben 15 ausgebildeten Federwiderlager abstützt. Der Einlaß 16 ist mit dem Stempeldruckraum oder den Stempeldruckräumen verbunden, während der seitlich am Ventilgehäuse 12 angeordnete Auslaß 17 an den Rücklauf angeschlossen ist. Die unter einer Vorspannung stehende Ventilfeder 13 bestimmt den Ansprechdruck des Druckentlastungsventils 10 und damit den maximalen Druck im Stempeldruckraum, bei welchem das Druckentlastungsventil öffnet. Hierbei bewegt sich das Schließglied 11 gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 13 in eine Position, in welcher die Anschlüsse 16 und 17 über eine oder mehrere Drosselkerben 18 in Verbindung stehen.

Die Ausbildung des federbelasteten Druckentlastungsventils 10 ist von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich ist hier, daß die Vorspannung der Ventilfeder 13 und damit der Ansprechdruck, bei dem das Druckentlastungsventil 10 den oder die Stempeldruckräume entlastet, durch

Verstellen des Stellkolbens 25 veränderlich ist. Der Stellkolben 15 weist zu diesem Zweck einen aus dem Ventilgehäuse 12 herausragenden Stößel 19 auf, der sich an einem Betätigungs- oder Getriebeglied abstützt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht dieses Betätigungs- oder Getriebeglied aus einem Keil 20, gegen dessen Keilfläche 21 sich der Stößel 19 unter der Wirkung der Vorspannkraft der Ventilfeder 13 abstützt. Der Keil 20 ist in Pfeilrichtung P verschiebbar, wodurch der Stellkolben 15 im Ventilgehäuse 12 verstellt wird. Fig. 2 zeigt den Keil 20 in einer Position, bei welcher der Stellkolben 15 um das größtmögliche Maß in das Ventilgehäuse 12 geschoben ist. In dieser Position des Stellkolbens weist die Ventilfeder 13 die größte Vorspannkraft auf. Wird der Keil 20 nach links verschoben, so bewegt sich der Stellkolben 15 unter Entlastung der Ventilfeder 13 im Ventilgehäuse 12 nach unten, bis er sich schließlich gegen eine Ringschulter 22 legt. In dieser Einstellung weist die Ventilfeder 13 die kleinste Vorspannkraft und demgemäß den kleinsten Ansprechdruck auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist anstelle des Keils 20 ein Exzenter 23 vorgesehen, gegen welchen sich der Stößel 19 des Stellkolbens 15 abstützt und der um eine Exzenterachse 24 drehbar ist. Durch Drehen des Exzenters 23 läßt sich der das Federwiderlager bildende Stellkolben 15 von der dargestellten Position in eine Position einstellen, in der sich der Stellkolben an der Schulter 22 abstützt. Auch in diesem Fall ist die Vorspannkraft der Ventilfeder 13 und damit der Ansprechdruck, bei dem das Druckentlastungsventil 10 öffnet, stufenlos einstellbar.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der das Federwiderlager bildende Stellkolben 15 in einem Stellzylinder des Ventilgehäuses 12 hydraulisch verstellbar. Zu diesem Zweck ist der Stellzylinderraum 25 auf der der Ventilfeder 13 gegenüberliegenden Seite des Stellkolbens 15 über eine hydraulische Leitung 26 mit dem Zylinderraum 27 eines hydraulischen Druckzylinders 28 verbunden, dessen Kolben 29 einen aus dem Zylinder herausgeführten Stößel oder Kolbenschaft 30 aufweist. Der Kolben 29 ist gegen die Rückstellkraft einer Kolbenfeder 31 beweglich. Bei diesem Kolbenhub wird die in dem Zylinderraum 27 befindliche Druckflüssigkeit über die Leitung 26 in den Stellzylinderraum 25 gedrückt, wodurch der Stellkolben 15 unter Erhöhung der Vorspannung der Ventilfeder 13 verstellt wird. In der dargestellten Endlage stützt sich der Stellkolben 15 an einem Anschlag 32 des Ventilgehäuses 12 ab. Bei Bewegung des Kolbens 29 in Gegenrichtung fließt das hydraulische Druckmedium von dem Stellzylinderraum 25 in den Zylinderraum 27, wobei sich der Stellkolben 15 unter Entlasten der Ventilfeder 13 in Richtung auf den Boden 33 des Ventilgehäuses 12 bewegt. Mit Hilfe des Druckmittelzylinders 28 läßt sich demgemäß der Stellkolben 15 zwischen den Endpositionen 32, 33 stufenlos einstellen, wodurch sich die Federvorspannkraft entsprechend stufenlos verändern läßt. Die Betätigung des Kolbens 29 in der Hubrichtung entgegen der Rückstellkraft der Feder 31 erfolgt mittels eines Betätigungsorgans 34, welches in Fig. 4 nur schematisch angedeutet ist und, wie dargestellt, eine schräg bzw. keilförmig ansteigende

Fläche aufweisen kann.

Bei allen Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 erfolgt die Einstellung des Stellkolbens 15 und damit die Einstellung der Vorspannkraft der Ventilfeder 13 unmittelbar oder mittelbar durch ein Ausbauteil, welches beim Ein- und Ausschub des Ausbauschildes eine Bewegung, sei es eine Linearbewegung oder eine Bogenbewegung, ausführt. Der in Fig. 1 dargestellte Lemniskatenschild ist im Aufbau an sich bekannt. Er weist eine ein- oder mehrteilige Liegendschwelle 40, einen Bruchschild 41, eine Kappe 42 und hydraulische Stützstempel 43 auf, die zwischen der Liegendschwelle 40 und der Kappe 42 gelenkbeweglich eingeschaltet sind. Die Fußgelenke der Stempel 43 sind mit 44 und die Kopfgelenke, in denen die Stempel 43 mit der Kappe 42 verbunden sind, mit 45 bezeichnet. Der Bruchschild 41 ist in einem Bruchschildgelenk 46 am rückwärtigen Ende der Kappe 42 angeschlossen. Er ist ferner im unteren Bereich über Lenker 47 und 48 eines Lemniskatengetriebes mit der Liegendschwelle 40 verbunden. Die Anschlußgelenke der Lenker 47 und 48 an dem Bruchschild sind mit 49 und 50 und an der Liegendschwelle mit 51 und 52 bezeichnet.

Der Lemniskatenschild ist in bekannter Weise über ein Schreitwerk 53 mit einem vor dem Abbaustoß liegenden rückbaren Strebförderer 54 verbunden.

In Fig. 1 ist der Lemniskatenschild bei mittlerer Ausfahrhöhe der Stempel 43 gezeigt. Die Stempel 43 sind in Schräglage zwischen der Kappe 42 und der Liegend- schwelle 40 angeordnet, wobei sie mit ihren Stempelköpfen zum Abbaustoß hin geneigt sind. Die Situation bei vollem Ausschub der Stempel ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, wobei der Bruchschild mit 41', die Kappe mit 42' und die Stempel mit 43' bezeichnet sind. Bei voll eingeschobenen Stempeln 43 befindet sich die Kappe in der Position 42''. Es ist erkennbar, daß sich die Stempel 43 bei ihrem Ausschub aufrichten. Bei vollem Stempelausschub weisen die Stempel 43' die geringste Neigung gegenüber der Bankrechten auf, während die Stempel bei vollem Einschub die stärkste Neigung zur bankrechten Ebene haben. Beim Ein- und Ausschub der Stempel 43 führen die Lenker 47 und 48 eine relative Schwenkbewegung gegenüber der Liegendschwelle 40 und dem Bruchschild 41 aus. Zugleich stellt sich eine relative Schwenkbewegung des Bruchschildes 41 gegenüber der Kappe 42 ein. Die Bewegung der verschiedenen Ausbauteile beim Ein- und Ausschub der Stempel 43 wird dazu ausgenutzt, um den Ansprechdruck der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Druckentlastungsventile 10 kontinuierlich zu verändern.

Bei vollem Stempeleinschub ist die Stempelneigung am größten und entsprechend die Stützkraft der Stempel 43 oder der Ausbauwiderstand am kleinsten. Die Anordnung ist so getroffen, daß in dieser Situation die Stempelstützkraft ausreicht, um das von der Kappe 42 unterfangende Hangende zuverlässig zu halten. Bei zunehmendem Ausschub der Stempel erhöht sich aufgrund der abnehmenden Stempelneigung deren Stützkraft und somit der Ausbauwiderstand des Lemniskatenschildes S. Um eine übermäßig große Stützkraft bei mehr oder weniger weitem Aus- schub der Stempel 43 zu vermeiden, wird das den Stempeln zugeordnete Druckentlastungsventil 10 durch Verminderung der Vorspannkraft der Ventilfeder 13 auf einen niedrigeren Ansprechdruck eingestellt, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, den gesamten Ausbauschild leichter und billiger zu bauen.

Mit Hilfe der in den Fig. 2 bis 4 beschriebenen Vorrichtungen läßt sich die Vorspannkraft der Ventilfeder 13 über den gesamten Ausschubweg der Stempel 43 kontinuierlich verändern. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch bewerkstelligen, daß das in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Druckentlastungsventil so am Ausbauschild S angeordnet wird, daß es von einem beim Stempelein- und -ausschub bewegten Ausbauteil unmittelbar über den Stößel 19 oder mittelbar z.B. über ein mechanisches oder hydraulisches Getriebe betätigt wird. Die Betätigungs- oder Schaltglieder 20 und 23 in den Fig. 2 und 3 können hierbei Bestandteil der bewegten Ausbauteile sein oder an diesen so befestigt sein, daß sie beim Stempelein- und -ausschub den Stellkolben 15 zur Veränderung der Federvorspannkraft verstellen.

In Fig. 1 ist bei 60 schematisch ein bogenförmiges Betätigungsorgan 60 dargestellt, welches am Stempel 43 befestigt ist und dessen Seitenfläche z.B. die Keilfläche 21 des Keils 20 nach Fig. 2 bilden kann. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Betätigungsorgan 60 bei vollständigem Stempeleinschub den Stellkolben 15 in einer Position hält, in der die Vorspannkraft der Ventilfeder 13 die größte ist. Beim Ausschub der Stempel 43 gleitet das Betätigungsorgan 60 mit seiner Keilfläche an dem

Stößel 19 des Stellkolbens 15 entlang, wobei die Vorspannung der Ventilfeder 13 stufenlos vermindert wird, derart, daß bei vollem Stempelausschub der Stellkolben 15 an der Schulterfläche 22 anliegt und die Ventilfeder 13 die kleinste Federvorspannung hat.

Das vorgenannte Betätigungsorgan 60 kann mit seiner äußeren oder inneren Bogenfläche aber auch die Umfangsfläche des Exzenters 23 nach Fig. 3 bilden, um die Federvorspannung des Druckentlastungsventils 10 nach Maßgabe der Stempelneigung bzw. der Ausbauhöhe des Ausbauschildes kontinuierlich einzustellen.

Anstelle des am Stempel 43 angeordneten Betätigungsorgans 60 können gleich wirkende Betätigungsorgane aber auch an anderen Ausbauteilen des Ausbauschildes S vorgesehen werden. Fig. 1 zeigt bei 62 schematisch ein Betätigungsorgan 62, welches an dem versatzseitigen Lenker 48 des Lemniskatengetriebes befestigt ist und der, wie vorstehend beschrieben, die Funktion des Keils 20 nach Fig. 2 oder des Exzenters 23 nach Fig. 3 übernehmen kann. In gleicher Weise könnte das Betätigungsorgan 62 aber auch an dem anderen Lenker 47 angeordnet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, ein Betätigungsorgan an einem der Gelenke des Ausbauschildes anzuordnen. In Fig. 1 ist bei 63 ein am Gelenk 49 des Lenkers 47 angeordnetes keil- oder exzenterförmiges Betätigungsorgan 63 angedeutet, welches bei der Schwenkbewegung des Lenkers 47 beim Stempelein- und -ausschub den Stellkolben 15 des Druckentlastungsventils 10, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, einstellt. Ein entsprechendes Betätigungsorgan 64 kann z.B. auch am Bruchschildgelenk 26 vorgesehen werden.

Selbstverständlich kann das Betätigungsorgan auch an einem der anderen Gelenke 50, 51, 52, 44, 45 vorgesehen werden.

Die Anordnung läßt sich ferner so treffen, daß das Druckentlastungsventil ohne Verwendung besonderer Betätigungsorgane im Schwenk- oder Stellweg eines der vorgenannten Ausbauteile angeordnet wird, derart, daß es durch die beim Ein- und Ausschub der Stempel gegebene Schwenk- bzw. Stellbewegung unmittelbar z.B. durch Anschlag in seiner Federvorspannung eingestellt wird.

Bei Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 4 kann der Druckmittelzylinder 28 durch eines der vorgenannten Betätigungsorgane oder unmittelbar durch ein sich beim Aus- und Einschub der Stempel 43 bewegendes Ausbauteil betätigt werden, um die Vorspannung der Ventilfeder 13 des Druckentlastungsventils in der genannten Weise einzustellen. Das in Fig. 4 mit 34 bezeichnete Betätigungsorgan kann also eines der Betätigungsorgane 60, 62, 63, 64 nach Fig. 1 sein oder von dem beweglichen Ausbauteil des Ausbauschildes gebildet werden. Aufgrund der hydraulischen Verbindung 26 des Druckentlastungsventils 10 und des Zylinders 28 kann hier das Druckentlastungsventil in der üblichen Weise an einem Steuerblock od. dgl. angeordnet werden.

In Fig. 5 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Druckbegrenzungsventilvorrichtung 10 mehrere, hier drei Druckbegrenzungsventile 10 a, 10 b und 10 c umfaßt, die jeweils auf einen anderen Ansprechdruck eingestellt sind. Die Druckentlastungsventile 10 a, 10 b und 10 c können im übrigen von bekannter Ausbildung sein. Sie sind jeweils über eine Druckmittelleitung 70, 71 und 72 an eine gemeinsame Steuervorrichtung 73 angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 74 mit dem Stempeldruckraum 43' des oder der hydraulischen Stempel 43 des Ausbauschildes verbunden ist. Die Steuerventilvorrichtung 73 weist einen kleinen hydraulischen Stellzylinder 73' auf, der über eine hydraulische Steuerleitung 75 mit dem Zylinderraum 80 eines Druckmittelzylinders 76 verbunden ist. Der Kolben 77 des Zylinders 76 wird über seinen Stößel von einem Betätigungsorgan 79 betätigt. Beim Einwärtshub des Kolbens 77 wird die Druckflüssigkeit über die Leitung 75 in den Stellzylinder 73' gedrückt, wodurch die Steuerventilvorrichtung 73 umgeschaltet wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei kleinerem Ausschub des Stempels 43 der Stempeldruckraum 43 a über die Leitungen 74 und 70 und die Steuerventilvorrichtung 73 mit dem Druckentlastungsventil 10 a verbunden ist, welches auf den größten Ansprechdruck eingestellt ist. Bei weiterem Ausschub des Stempels 43 wird der Kolben 77 weiter eingeschoben und über die Steuerleitung 75 der Stellzylinder 73' so beaufschlagt, daß er den Stempeldruckraum 43 a nun mit dem Druckentlastungsventil 10 b verbindet, welches auf einen mittleren Ansprechdruck eingestellt ist. Im Bereich des vollen Stempelausschubs schaltet der Druckzylinder 76 die Steuerventilvorrichtung 73 in der Weise, daß der Stempeldruckraum 43 a an das Druckentlastungsventil 10 c angeschlossen ist, welches auf den kleinsten Ansprechdruck eingestellt ist. Die Druckentlastungsventile 10 a, 10 b und 10 c werden demgemäß in Abhängigkeit von dem Ausschub des oder der Stempel 43 des Ausbauschildes durch die Steuervorrichtung 73 zu- und abgeschaltet, so daß sich mit zunehmendem Stempelausschub eine entsprechende Verminderung des maximalen Drucks im Druckraum 43 a des oder der Stempel ergibt.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 kann das Betätigungsorgan 79 von einem beim Stempelausschub und Stempeleinschub bewegten Ausbauteil gebildet sein oder hieran befestigt sein. Anstelle des Druckmittelzylinders 76 kann für die Betätigung der Steuerventilvorrichtung 73 auch eine andere Betätigungsvorrichtung, z.B. ein mechanisches Getriebe oder eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung vorgesehen werden. Auch ist es möglich, die Steuerventilvorrichtung 73 unmittelbar durch ein am Ausbauschild angeordnetes Betätigungsorgan 79 oder durch ein bewegtes Ausbauteil des Ausbauschildes selbst zu schalten.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die kontinuierliche oder stufenweise Umschaltung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung 10 unmittelbar durch ein sich beim Ausschub und Einschub der Stempel bewegendes Ausbauteil oder eine mit einem solchen Ausbauteil verbundenes Betätigungsorgan oder aber über eine mechanische oder hydraulische Getriebeanordnung zwischen dem betreffenden bewegten Ausbauteil und der Druckbegrenzungsventilvorrichtung erfolgen. Auch ist es möglich, mit Hilfe eines Meßgliedes, eines Tastgliedes u. dgl. ein beim Ausschub und Einschub der Stempel bewegtes Ausbauteil abzutasten und die Druckbegrenzungsventilvorrichtung zu steuern. Als Parameter für den Steuervorgang kann insbesondere die Winkelstellung des oder der Stempel, des oder der Lemniskatenlenker, des Bruchschildes oder der Abstand der Lemniskatenlenker zueinander dienen. Auch läßt sich die Anordnung so treffen, daß für die Änderung der Federvorspannung des Druckentlastungsventils ein kleiner Dreh- oder Schwenkantrieb, z.B. ein hydrostatischer Dreh- oder Schwenkantrieb, vorgesehen wird, der in Abhängigkeit von dem Winkelstellweg eines Ausbauteils oder eines sonstigen Parameters betätigt oder gesteuert wird. Als Meßwertgeber zur Erfassung des jeweiligen Parameters kann z.B. ein hydraulischer Servozylinder od. dgl. dienen, der einen in Abhängigkeit von dem die Steuergröße bildenden Parameter (z.B. der Winkelverstellung eines bewegten Ausbauteils) entsprechenden Hub ausführt und dabei die ausgestoßene Druckflüssigkeit einem hydraulischen Stellantrieb oder einer hydraulischen Steuerventilvorrichtung zur Betätigung eines Dreh- oder Schwenkantriebes für die Veränderung der Federvorspannung betätigt. Ferner besteht die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß durch mindestens ein beim Aus- und Einschub der Stempel bewegtes Ausbauteil ein Schrittschaltwerk, ein Zählwerk od. dgl. verstellt wird, dessen Stellung dann eine vorgegebene Anzahl von Schaltimpulsen auf elektrischem oder mechanischem Wege auslöst, die einen kleinen Dosierzylinder eine entsprechende Anzahl von Dosierhüben ausführen lassen, so daß das geförderte hydraulische Volumen eine entsprechende Verstellung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung bzw. ihrer Federvorspannung bewirkt. Als Betätigungsorgane, Meßwertwandler u. dgl. können auch Kurvengetriebe dienen. Ferner lassen sich zur Übertragung der Stellbewegungen Zahnstangengetriebe verwenden, deren Linearbewegung z.B. über ein Kurven- oder Exzentergetriebe in eine Drehbewegung wandelbar ist, welche die Einstellung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung bewirkt. Das Druckbegrenzungsventil kann auch innerhalb der Drehachse oder im Bereich einer Drehachse eines Gelenks angeordnet werden, in welchem eines der bewegten Ausbauteile mit einem anderen Ausbauteil verbunden ist. Dabei läßt sich die Anordnung so treffen, daß die Winkelbewegung des gelenkbeweglichen Ausbauteils unmittelbar oder mittelbar z.B. über einen Meßwertwandler od. dgl. auf das Druckentlastungsventil zur Einstellung der Federvorspannung übertragen wird.

Ferner läßt sich die Anordnung so treffen, daß als Meßwertgeber ein zwischen zwei winkelverstellbaren Ausbauteilen angeordnetes flexibles Element verwendet wird, welches an seiner Außenseite einen Dehnmeßstreifen trägt und an der Winkelbewegung des Ausbauteils teilnimmt. Der durch den Dehnmeßstreifen ermittelte elektrische Meßwert kann dann zur Verstellung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung ausgenutzt werden. Die Druckbegrenzungsventilvorrichtung kann mit Vorteil in hohlen Schildausbaukonstruktionsteilen untergebracht sein. Alle vorgenannten Ausführungsformen sind Gegenstand der Erfindung und des Schutzbegehrens.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Begrenzung des Ausbauwiderstandes eines hydraulischen Ausbauschildes, insbesondere eines Lemniskatenschildes, mit hydraulischen Stempeln, deren Neigung mit abnehmender Ausfahrlänge zunimmt, unter Verwendung einer den Druck im Stempeldruckraum begrenzenden Druckbegrenzungsventilvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ansprechdruck der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) mit zunehmender Stempelausfahrlänge selbsttätig herabsetzende Stellvorrichtung (15, 73) vorgesehen ist, die durch ein beim Stempelein- und -ausschub bewegliches Ausbauteil (41, 42, 43, 47, 48) unmittelbar oder mittelbar betätigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer federbelasteten Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10), deren Federvorspannung durch die Stellvorrichtung (15, 73) stufenweise oder, vorzugsweise, kontinuierlich veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (15) von einem die Ventilfeder (13) der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) abstützenden Federwiderlager gebildet ist, das von dem beweglichen Ausbauteil unmittelbar oder mittelbar nach Maßgabe des Stempelausschubes verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwiderlager aus einem mechanisch oder hydraulisch verstellbaren Stellkolben (15) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sich beim Stempelein- und -ausschub verstellende Ausbauteil über eine hydraulische oder mechanische Getriebevorrichtung, z.B. ein Gestänge, einen Hebel, einen Keil, einen Exzenter, eine Steuerkurve od. dgl. mit dem Federwiderlager getrieblich gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen von dem beweglichen Ausbauteil unmittelbar oder mittelbar be- tätigten hydraulischen Druckzylinder (28, 76) zur Verstellung des Ansprechdrucks der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinderraum (27) des Druckzylinders (28) in hydraulischer Verbindung mit einem Stellzylinderraum (25) des hydraulisch beaufschlagbaren Stellkolbens (15) der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung einen die Federvorspannung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) verstellenden hydrostatischen Dreh- oder Schwenkantrieb aufweist, der von dem hydraulischen Druckzylinder betätigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druckzylinder ein Steuerzylinder ist, der eine den hydraulischen Dreh- oder Schwenkantrieb ein- und ausschaltende Steuerventilvorrichtung betätigt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) mehrere auf unterschiedliche Drücke eingestellte Druckbegrenzungs- ventile (10 a, 10 b, 10 c) aufweist, die in Abhängigkeit vom Stempelausschub zu- und abschaltbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Druckbegrenzungsventilen (10 a, 10 b, 10 c) als Stellvorrichtung eine gemeinsame Steuerventilvorrichtung (73) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit vom Stempelausschub schaltbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilvorrichtung (73) hydraulisch schaltbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (73') der Steuerventilvorrichtung (73) mit einem von dem beweglichen Ausbauteil unmittelbar oder mittelbar gekoppelten Druckzylinder (76) hydraulisch verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein dem beweglichen Ausbauteil zugeordnetes Meß- oder Tastglied od. dgl, welches als Meßwertgeber den Stempeldruck der Druckbegrenzungsventilvorrichtung in Abhängigkeit von der Ausfahrlänge des oder der Stempel (43) verändert.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das sich beim Stempelein- und -ausschub bewegende Ausbauteil von einem Lenker des Lemniskatengetriebes, von dem Bruchschild, der Kappe, dem Stempel oder einem der Gelenke dieser Ausbauteile gebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß- oder Tastglied mit einem Zähl- oder Schrittschaltwerk gekoppelt ist, welches eine in Abhängigkeit von der Stempelausfahrlänge stehende Anzahl an Schaltimpulsen liefert und einen den Ansprechdruck der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) verändernden Dosierkolben in Abhängigkeit von der Anzahl der Schaltimpulse betätigt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) innerhalb oder im Bereich der Drehachse des in Abhängigkeit von dem Stempelausschub gelenkbeweglichen Ausbauteils angeordnet ist, wobei über einen der Winkelveränderung entsprechenden Meßwert die Federvorspannung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) unmittelbar oder über einen Meßwertwandler veränderbar ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwertgeber ein zwischen zwei winkelverstellbaren Ausbauteilen angeordnetes biegsames, bei der Winkelverstellung dieser Ausbauteile beanspruchtes und mit einem Dehnmeßstreifen versehenes Element vorgesehen ist, wobei das dehnungsabhängige elektrische Ausgangssignal des Dehnungsmeßstreifens zur unmittelbaren oder mittelbaren Einstellung der Druckbegrenzungsventilvorrichtung dient.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventilvorrichtung (10) in einem hohlen Schildausbaukonstruktionsteil, vorzugsweise in Nähe eines zu diesem relativ bewegbaren anderen Ausbauteils, untergebracht ist.