DE3212747A1

DE3212747A1 - Einrichtung zur hubsteuerung einer zylinddergruppe eines hydraulischen ausbausystems, insbesondere zum setzen der stempel einer schreitausbaueinheit

Info

Publication number: DE3212747A1
Application number: DE19823212747
Authority: DE
Inventors: Michael Dettmers; Walter Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-10-06
Also published as: AU558678B2; GB8309100D0; GB2118603A; FR2524545B1; FR2524545A1; DE3212747C2; ZA832434B; US4572709A; ES8402386A1; AU1318383A; ES521275A0; GB2118603B

Description

DIPL.-ING. BUSCHHOFF - ß-

DlPL.-ING. HENNICKE ^W

DlPL.-ING. VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nr. Aktenz.:

Gv 8223 I Köln, den 30.3.1982

bitte angeben

Anm.: Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lüaen

Titel: Einrichtung zur Hubsteuerung einer Zylinder gruppe eines hydraulischen Ausbausystems, insbesondere zum Setzen der Stempel einer Schreitausbaueinheit

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Hubsteuerung einer Zylindergruppe eines hydraulischen Ausbausystems, insbesondere zum Setzen der Stempel einer Schreitausbaueinheit, mit einer für sämtliche Arbeitszylinder der Zylindergruppe gemeinsamen Schaltventilvorrichtung, die eingangsseitig an die Betriebedruckleitung und ausgangsseitig über Zulaufleitungen an die Druckräume der verschiedenen Arbeitszylinder angeschlossen ist.

Bei hydraulischen Ausbausystenen, wie sie insbesondere in untertägigen Gewinnungsbetrieben zum Einsatz kommen, weisen die z.B. aus Ausbauböcken, Auebauschilden od.dgl. bestehenden Schreitauebaueinheiten normalerweise mindestens zwei, in vielen Fällen vier oder mehr hydraulische Stempel auf, die über eine gemeinsame Schaltventilvorrichtung in Gestalt eines von Hand betätigten und/oder fernbetätigten Setzventile an die Strebdruckleitung angeschlossen sind. Bei Betätigung des Setzventils werden sämtliche angeschlossenen Stempel der Ausbaueinheit gleichzeitig vom Druck beaufschlagt. Dabei fahren zunächst diejenigen Stempel aus, deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als derjenige der anderen Stempel derselben Ausbaueinheit· Bei einer Ausbaueinheit, die zwei in

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Schreitrichtung hintereinanderstehende Stempel oder Stempelpaare sowie eine zum Abbaustoß hin weit auskragende Kappe aufweist, 1st der Ausfahrwiderstand des vorne stehenden Stempels oder Stempelpaareβ aufgrund der unterschiedlichen Verteilung des Kappengewiohts auf die Stempel erheblich größer als der Ausfahrwiderstand des hinteren Stempels oder Stempelpaares. Infolgedessen kommt es beim Setzvorgang zu einem vorrangigen Ausschub des hinteren Stempels oder Stempelpaares, während der vordere Stempel bzw« das vordere Stempelpaar unter Umständen erst dann ausgefahren wird, wenn die hinteren Stempel bereits des. Hangendkontakt erreicht haben· Weist das Hangende im Bereich der hinteren Stempel einen Hangendausbruch od.dgl· auf, wie dies in Bruchbaubetrieben nicht selten der Fall ist, so wird die Kappe von den hinteren Stempeln in den Ausbruch gefahren· Es 1st dann unter Umstanden nicht mehr möglich, die stark geneigte Kappe im vorderen Bereich in Hangendanlage zu bringen und mit der Setzkraft der vorderen Stempel gegen das Hangende zu verspannen.

Bei Ausbaueinheiten mit kurzen Vorpfändlöngen und mit von der Bruchlast belastetem Bruchschild kann der Ausfahrwider stand der hinteren Stempel unter Umständen größer sein als derjenige der vorderen Stempel» In diesem Fall werden beim Setzen der Ausbaueinheit die vorderen Stempel vorrangig ausgefahren. Es können sich hier im Falle eines Hangendausbruchs im stoßnahen Bereich ähnliche Schwierigkeiten ergeben, wie in dem erstgenannten Fall.

Die hydraulischen Ausbaueinheiten weisen bekanntlich neben den Stempeln eine mehr oder weniger große Anzahl weiterer Arbeitszylinder, wie z.B. Schreit- und Rückzylinder, Kappenanstellzylinder, Richtxylinder, Spaltabdeckungszylinder u.dgl. auf, die im Gleichlauf oder im zeitlichen Folgeablauf zu den Stempeln betätigt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der ein-

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gange genennten Art so auszugestalten, daß sich innerhalb einer Zylindergrupp·, die über ein gemeinsames Schaltventil od«dgl· gesteuert wird, die Zylinderbewegungen trotz unterschiedlicher Ausfahrwiderstände bzw« unterschiedlicher Belastungen der einzelnen Arbeitszylinder im Sinne eines Gleichlaufs oder ggf. auch eines Nachlaufs regeln lassen· Ferner bezweckt die Erfindung ein funktionssicheres Vorspannventil, welches die Möglichkeit bietet, den oder die angeschlossenen Arbeitszylinder einer Zylindergruppe möglichst mit dem vollen Pumpendruck zu beaufschlagen·

Die vorgenannte Aufgabe wird erfinduagsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zulaufleitung zu mindestens einem Arbeitszylinder der Zylindergruppe ein Vorspannventil angeordnet ist, welches den Zulauf zu dem oder den angeschlossenen Arbeitszylindern erst bei einem vorgegebenen Vorspanndruck öffnet, der mindestens etwa gleich dem zur Überwindung des Hubwiderstandes des bzw· der anderen Arbeitszylinder der Zylindergruppe erforderlichen hydraulischen Druck ist.

Das im Zulauf zwischen dem gemeinsamen Schaltventil und dem oder den Arbeitszylindern angeordnete Vorspannventil bewirkt, daß der angeschlossene Arbeitszylinder bzw· das angeschlossene Zylinderpaar erst dann vom hydraulischen Druck beaufschlagt wird, wenn sich nach dem öffnen des Schaltventils in der Zulaufleitung ein bestimmter, am Vorspannventil eingestellter Mindestdruck eingestellt hat. Dies macht es möglich, die unterschiedlichen Hubwiderstände , wie sie sich aufgrund unterschiedlicher Belastungen bzw. Ausfahrwiderstände der Zylinder ergeben können, auszugleichen und einen Gleichlauf zu verwirklichen oder, falls erwünscht, auch eine bestimmte Reihenfolge der Zylinderbewegungen im Sinne einer Nachlaufsteuerung zu verwirklichen, derart, daB die Arbeitszylinder unabhängig von etwaigen unterschiedlichen Habwiderständen ihre Hub-

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bewegungen in einer vorgegebenen zeitlichen Folge durchführen. Zur Anpassung des jeweiligen Vorspanndrucks an die betrieblichen Gegebenheiten wird das Vorspannventil zweck-* mäßig so ausgebildet, daß sich seine Vorspannkraft einstellen läßt· Dies läßt sich durch Änderung der Schließkraft einer Vorspannfeder des Vorspannventils auf einfache Weise bewerkstelligen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Vorspannventil eine Haltevorrichtung auf, die es bei einem oberhalb des eingestellten Vorspanndrucks liegenden Druck im Druckraum des oder der angeschlossenen Arbeitszylinder in der Öffnungsstellung hält. Dies macht es möglich, den oder die an den Ausgang des Vorspannventils angeschlossenen Arbeitszylinder bzw· Stempel mit dem vollen Pumpendruck in der Betriebsdruckleitung zu beaufschlagen, statt mit dem um den Vorspanndruck verminderten Pumpendruck· Vorzugsweise findet eine hydraulische Haltevorrichtung mit einem vom Druck im Druckraum des oder der angeschlossenen Arbeltszylinder beaufschlagten Stellkolben Verwendung* Dabei vrird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß das Schließglied des Vorspannventils gegen die Rückstellkraft einer einstellbaren Vorspannfeder von seinem Ventilsitz abhebbar ist, und daß das den Ventilsitz aufweisende Ventil sit zglied mit dem Stellkolben verbunden und durch dessen Druckbeaufschlagung in Gegenrichtung zu der Öffnungsrichtung des Schließgliedes hydraulisch verstellbar ist. Bei dieser Ausgestaltung des Vorspannventils wird bei Erreichen des Vorspanndrucks das Schließglied gegen die Rückstellkraft der Vorspannfeder vom Ventilsitz abgeheben und dadurch der Stellkolben mit dem Ventilsitz in Gegenrichtung so von dem hydraulischen Vorspanndruck beaufschlagt, daß er sich eine Position verschiebt, in der das Schließglied von dem Ventilsitz abgehoben ist und in dieser Lage so lange verbleibt, bis der hydraulische Druck auf einen Wert absinkt, der unterhalb des Vorspanndrucks liegt. Das bedeutet, daß der oder die an den Ausgang des

Vorepannventils angeschlossenen hydraulischen Stempel im Setzzustand über das geöffnete Vorspannventil ständig an das durch Überdruckventile abgesicherte hydraulische System angeschlossen ist bzw· sind und daß auch ein aktives Rauben der angeschlossenen Stempel durch Druckbeaufschlagung der Stempelringräume über das geöffnete Vorspannventil und das mit dem Rücklauf verbundene Schaltventil möglich ist.

Weist die Zylindergruppe zwei oder mehr Zylinderteilgruppen auf, so kann jeder Teilgruppe ein eigenes Vorspannventil zugeordnet sein, welches auf den jeweiligen Vorspanndruck eingestellt ist* Im allgemeinen genügt es aber, wenn nur demjenigen bzw. denjenigen Arbeitszylinder(n) der Zylindergruppe ein Vorspannventil zugeordnet ist, dessen bzw. deren Hubwiderstand kleiner ist als derjenige des bzw« der anderen Arbeitszylinder derselben Zylindergruppe· Der Vorspanndruck, bei dem das Vorspannventil öffnet, ist hierbei auf einen Druck eingestellt, der mindestens gleich dem hydraulischen Druck ist, bei dem der bzw. die Arbeitszylinder mit dem größeren Widerstand den Hub ausführt bzw· ausführen· Bei einer Ausbaueinheit mit in Schreitrichtung hintere inander stehenden hydraulischen Stempeln wird in diesem Fall das Vorspannventil demjenigen Stempel oder Stempelpaar zugeordnet, dessen Ausfahrwiderstand kleiner ist als derjenige des anderen Stempels oder Stempelpaares. Dies ist bei einer mit einer vorkragenden Kappe versehenen, als Ausbaubock, Ausbausohild od.dgl, ausgebildeten Ausbaueinheit normalerweise der in Schreitrichtung vorne liegende Stempel bzw· das vordere Stempelpaar·

Als Vorspannventil kann mit besonderem Vorteil eine Ventilvorrichtung Verwendung finden, bei der die oben genannte Haltevorrichtung dadurch verwirklicht wird, daß das den Ventilsitz aufweisende Ventilsitzglied als Stellkolben ausgebildet ist, der durch Druckbeaufschlagung einer Kolbenfläche in Schließrichtung der Vorspannfeder in eine Po-

sition verschiebbar ist, in der das Schließglied in der Öffnungsstellung gehalten wird· Der Stellkolben ist hierbei zweckmäßig als Stufenkolben ausgebildet. Er steht unter der Wirkung einer Kolbenfeder, die in Gegenrichtung zu der Vorspannfeder wirkt und deren Federkraft kleiner ist als diejenige der Vorspannfeder· Ein solches Vorspannventil hat, wie erwähnt, den Vorteil, daß sich die über das Vorspannventil angeschlossenen Stempel oder sonstige hydraulische Arbeitszylinder mit dem vollen Pumpendruck der Betriebsdruckleitung setzen bzw, beaufschlagen lassen, und nicht mit einem um den Vorspanndruck verminderten Pampendruck, wie dies bei Verwendung einfacher federbelasteter Rückschlagventile als Vorspannventile der Fall wäre· Das erfindungsgemäße Vorspannventil wird durch den eingestellten Vorspanndruck hydraulisch so gesteuert, daß der Stellkolben unter dem Vorspanndruck in eine Position geschoben wird, in der das Schließglied vom Sitz abgehoben ist und auch durch den auf das Schließglied wirkenden Druck nicht in Schließrichtung zurückgestellt werden kann, solange der Druck nicht unter den Vorspanndruck abfällt. Das bedeutet zugleich, daß das Vorspannventil im Normalbetrieb, wenn der Druck in den angeschlossenen Arbeitszylindern erheblich höher liegt als der Vorspanndruck_y geöffnet bleibt, so daß es in Gegenrichtung von der aus den Arbeitszylindern z.B. bei überdruck oder beim aktiven Rauben auslaufenden Flüssigkeit durchflossen werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Ventilgehäuse des Vorspannventils ein das Schließglied bei der Stellkolbenbewegung vom Ventilsitz abhebender Anschlag vorgesehen, der vorzugsweise von einem Stößel gebildet ist, der in einer durchgehenden axialen Kolbenbohrung des Stellkolbens angeordnet sein kann« Das Schließglied faßt hierbei zweckmäßig mit einem Schaft von der Seite der Vorspannfeder her in die axiale Kolbenbohrung ein, derart, daß bei der hydraulischen Stellbewegung des Stellkolbens der Ventilschaft gegen den Stößel zum Anschlag kommt und damit das Schließ-

glied gegenüber dem sich zurückstellenden Stellkolben festlegt·

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemößen Vorspannventils, welches im übrigen universell verwendbar 1st, also auf die angegebenen bevorzugten Anwendungsbereiche nicht beschränkt ist, ergeben sich aus den einzelnen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels· Dieses Vorspannventil zeichnet sich durch vergleichsweise einfache Bauweise, durch kleine Bauabmessungen sowie hohe Funktionssicherheit aus«

In der Zeichnung zeigen:

Fig· 1 in schematischer Vereinfachung eine erfindungsgemftöe Stempelsteuerung zusammen mit dem in starker Vergrößerung im Axialschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Vorspannventil;

Fig· 2 in größerem Maßstab den bei dem Vorspannventil nach Fig· 1 als Anschlag tür das Schließglied vorgesehenen Stößel in Seitenansicht}

Fig· 3 eine Draufsicht zu Fig* 2;

Fig. 4 in Seitenansicht und in größerem Maßstab das bei dem Vorspannventil gemäß Fig· 1 verwendete Schließglied;

Fig· 5 das Schließglied nach Fig« 4 im Axialschnitt·

In Fig· 1 ist in starker schemati scher Vereinfachung eine sohreitende hydraulische Ausbaueinheit in Gestalt eines Ausbaubocks od.dgl. dargestellt, die mindestens zwei hydraulische Stempel 2 und 3 umfaßt, die eine das Hangende unterfangende Kappe 4 tragen, die, wie bei 4« angedeutet,

verhältnismäßig weit über den vorderen Stempel 2 zum Abbaustoß hin vorkragt« Die Kappe 4 kann mit einer sun Abbaustoß hin vorschiebbaren Schiebekappe und/oder einer gegen das Hangende hochschwenkbaren Anstellkappe versehen sein, wie dies bekannt ist. Die in Schreitrichtung hintereinanderstehenden Stempel 2 und 3 stützen sich auf einer geneinsamen ein- oder zweiteiligen Liegendkufe auf· Diese Liegendkufe sowie das Schreitwerk der Ausbaueinheit sind in Fig· 1 nicht gesondert dargestellt* Die Ausbaueinheit kann auch vier in Rechteckanordnung stehende hydraulische Stempel aufweisen. In diesem Fall sind zwei vordere Stempel 2 und zwei hintere Stempel 3 in Streblängsrichtung nebeneinander angeordnet«

Die Druckbeaufschlagung der Stempel 2 und 3 erfolgt über ein Setz- oder Schaltventil 5, welches ia Fig. 1 lediglich schematisch wiedergegeben ist. Das Schaltventil 5 kann von Hand und/oder durch Fernbetätigung schaltbar sein· Bs ist eingangsseitig an die Betriebedruckleitung bzw· die Strebdruckleitung P und an die Rücklaufleitung R angeschlossen· Ausgangsseitig ist das Schaltventil 5 über eine Leitung 6 mit den Druckräumen 7 der Stempel 2 und 3 verbunden· Die Leitung 6 verzweigt sich hinter dem Schaltventil 5 in eine zu den Druckräumen 7 der vorderen Stempel 2 führende Zulauf leitung 8 und eine zu atn Druckräumen 7 der hinteren Stempel 3 führende Zulaufleitung 9_t in der ein Vorspannventil 10 liegt·

Es ist erkennbar, daß aufgrund der Auskragung der Kappe 4 der in Schreitrichtung vorne stehende Stempel 2 stärker vom Kappengewicht belastet ist als der in Schreitrichtung dahinterstehende Stempel 3« Infolgedessen ist der Ausfahrwiderstand des vorderen Stempels 2 deutlich größer als der Ausfahrwider stand des hinteren Stempels 3. Ohne Einschaltung des Vorspannventils 10 würde daher in der dargestellten Schaltposition des Schaltventils 5, in der die Leitungen 6, 8 und 9 alt der Druckleitung P verbunden

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sind, zunächst der hintere Stempel 3 ausfahren und die Kappe 4 gegen das Hangende heben, bevor der vordere Stempel 2 ausfahrt. Um den hinteren Stempel 3 bis zur Hangendanlage der Kappe 4 auszufahren, genügt z.B. ein Druck im Druckraum 7 von 20 bar, während für den Ausschub des vorderen Stempels 2 ein Druck von z.B· 50 bar benötigt wird. Erst wenn die Stempel 2 und 3 bis zur Anlage der Kappe 4 ausgefahren sind, baut sich in den Druckräumen 7 der volle Setzdruck der Druckleitung P auf. Aufgrund des vorrangigen Ausschubs des hinteren Stempels 3 kann die Kappe, wie bei 4" angedeutet, beim Setzen der Ausbaueinheit eine Schräglage einnehmen. Weist das Hangende oberhalb des rückwärtigen Stempels 3» also im Bereich der Bruchkante einen Ausbruch auf, so kann sie mit ihrem hinteren Ende durch den vorrangig ausfahrenden Stempel 3 in den Ausbruch gehoben und hier gegen das Hangende verspannt werden mit der Folge, daß sie in der angedeuteten geneigten Lage in Hangendanlage gehalten wird. Es ist dann unter Umständen nicht mehr möglich, die geneigte Kappe im vorderen auskragenden Bereich in Hangendanlage zu bringen und mit der Setzkraft des oder der vorderen Stempel 2 gegen das Hangende zu verspannen.

Mit Hilfe des in die Zulauf leitung 9 zu dem oder den hinteren Stempeln 3 eingeschalteten Vorspannventils 10 wird erfindungsgemäß sichergestellt, daß die Stempel 2 und 3 beim Setzen der Ausbaueinheit mehr oder weniger gleichzeitig ausfahren und damit die Kappe mit der vollen Setzkraft sämtlicher Stempel gegen das Hangende drücken. Das Vorspaaaventil 10 bewirkt also einen Gleichlauf der Stempel 2 und 3 trotz unterschiedlicher Belastung durch die auskragende Kappe 4·

Das Vorspannventil 10 1st so ausgebildet, daß es die Zulaufleitung 9 zu dem Druckraum 7 des hinteren Stempels 3 erst dann öffnet, wenn sich in der Leitung 9 und daher auch in den Leitungen 6 und 8 beim Umschalten des Schalt-

ventils 5 in die Setzposition ein hydraulischer Vorspanndruck aufgebaut hat, der ausreichend groß ist um den vorderen Stempel 2 entgegen dem Gewicht der Kappe 4 auszufahren. Dieser Druck beträgt bei dem vorstehend angegebenen Beispiel 50 bar· Sobald sich über die Leitungen 6 und δ im Druckraum 7 des vorderen Stempels 2 dieser Druck aufgebaut hat und der Stempel 2 auszuschieben beginnt, öffnet das Vorspannventil 10 die hydraulleche Verbindung zu dem hinteren Stempel 3 > eo daß sein Druckraum 7 mit dem gleichen Druck von etwa 50 bar beaufschlagt und im Gleichlauf mit dem vorderen Stempel 2 ausgefahren wird, bis die Kappe 4 in Hangendanlage gelangt und sich in den Druckräumen 7 der Stempel 2 und 3 der gewünschte Setzdruck aufbauen kann.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Vorspannventil im einzelnen erläutert*

Das Vorspannventil ist für den geraden Leitungseinbau geeignet· Es weist ein htilsenförmiges Gehäuse 11 auf, in dessen eines Ende ein Anschlußstück 12 eingeschraubt ist, welches mit einer durchgehenden gestuften Bohrung versehen ist. Das Anschlußstuck 12 ist zugleich als Anschlußarmatur für den Anschluß einer hydraulischen Schlauchleitung ausgebildet. Am anderen Ende des Gehäuses 11 1st ein Einstellorgan 13 vorgesehen, welches ebenfalls mit einer gestuften Axialbohrung versehen und als Anschlußarmatur bzw. Anschlußnippel für den Schlauchanschluß ausgebildet ist. Das Einstellorgan 13 ist in der gestuften Axialbohrung des zylindrischen Gehäuses 11 dichtend geführt und mittels einer Überwurfmutter 14 am Gehäuse 11 gesichert. Die Überwurfmutter 14 hintergreift einen Bund 15 des EInstellorgangs 13· Das Einstellorgan 13 bildet das Widerlager für eine in der Axialbohrung des Gehäuses 11 angeordnete Vorspannfeder 16, deren Vorspannkraft sich mit Hilfe der Überwurfmutter 14 auf dem jeweiligen Vorspanndruck des Vorspannventils einstellen läßt. Zur Sicherung der

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überwurfmutter 14 am Gehäuse 11 dient eine Kontermutter 17. Die Vorspannfeder 16 wirkt auf einen Federteller 18, der sich gegen eine Ringschulter 19 des Gehäuses 11 abstützen kann und mit öffnungen für den Durchfluß der Druckflüssigkeit versehen ist. Vorzugsweise ist der Federteller 18 etwa sternförmig ausgebildet, so daß die Druckmittelverbindung durch die Axialbohrung des Gehäuses 11 am Federteller 18 vorbei zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Vorspannventils gewahrt bleibt.

Gegen den Federteller 18 stützt sich das Schließglied 20 des Vorspannventils, welches, wie insbesondere die Fig. und 5 zeigen, als Ventilkegel ausgebildet ist, der einen axialen Ventilschaft 21 trägt. Der Ventilschaft 21 ist im Querschnitt ebenfalls etwa sternförmig ausgebildet; er weist drei um jeweils 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Axialnuten 22 auf, welche Druckmittelkanäle bilden. Der Ventilkegel 20 ist mit einer kreisrunden Kopfausnehmung 23 versehen, in die ein an der Unterseite des Ventiltellers 18 angeordneter Zentriernocken 18¹ einfaßt, der das Schließglied zentriert und abstutzt.

Das Schließglied 20 ist mit seinem Schaft 21 in der Axialbohrung 24* eines Ventilsitzgliedes 24 geführt, welches als gestufter Stellkolben ausgebildet ist, der sich mittels seines im Durchmesser größeren Kolbenteils in der Axialbohrung des Gehäuses 11 führt. An dem Kolbenteil 26 ist eine Kolbendichtung 27 angeordnet. Der Kolbenteil 26 weist eine konische Sitzfläche 28 für den Ventilkegel 20 auf. Der im Durchmesser abgesetzte ringförmige Kolbenteil 29 des Stellkolbens 24 ist in der gestuften Axialbohrung 30 des AnschlußStücks 12 dichtend geführt. Den Kolbenteil umschließt eine Kolbenfeder 31, die sich einerseits gegen die innenliegende Stirnfläche des Anschlußstucks 12 und andererseits gegen die ringförmige Schulterfläche an der Rückseite des Kolbenteils 26 des Stellkolbens abstützt. Die Kolbenfeder 31 wirkt in Gegenrichtung zu der Vorspann-

feder 16; ihre Federkraft ist erheblich kleiner als diejenige der Vorspannfeder 16.

In die Axialbohrung 24* des Stellkolbens 26 faßt ein Stößel 32, der eich mit einen Fußstück 33 gegen eine Ringschulter 34 des Anschlußstücks 12 abstützt. Wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, ist das Fußstück 33 ebenfalls sternförmig ausgebildet, so daß die Flüssigkeit sirerbindung durch die Axialbohrung 30 des Anechlußstücks 12 gewahrt ist. Der in den Kolbenteil 29 einfassende Stößel 32 ist im Querschnitt gleichermaßen sternförmig ausgebildet, so daß er sich in der Axialbohrung des Kolbenteils 29 führt, jedoch die Flüssigkeitsverbindung durch die Bohrung 24^f hindurch offen läßt« Die gleiche sternförmige Ausbildung können der Schaft 21 des SchlieBgliedes 20 und der Federteller 18 aufweisen. Der die Kolbenfeder 31 aufnehmende Ringraum am Umfang des Kolbenteils 29 ist über eine EntlUftungsbohrung 35 mit der Atmosphäre verbunden.

Fig. 1 zeigt das Vorspannventil 10 im Schließzustand. Die Vorspannfeder 16 hält den Federteller 18 in Anlage an der Ringschulter 19. Die Kolbenfeder 31 drückt den Stellkolben 24, der zugleich das Ventilsitzglied bildet,in eine Position, in der sich das Schließglied 20 gegen den Federteller 18 abstützt und auf dem Ventilsitz 28 ruht. In dieser Schließstellung des Vorspannventils 10 ist zwischen dem Kolbenteil 26 des Stellkolbens 24 und einer Ringschulter 36 des Gehäuses 11 ein kleiner Freihub X vorhanden. Entsprechend besteht zwischen dem freien Ende des Ventilschaftes 21 und dem ihm zugewandten Ende des Stößels 32 ein kleiner Freihub X1.

Werden die Zuleitungen 8, 9 über das Schaltventil 5 an. die Druckleitung P angeschlossen, so baut sich in diesen Leitungen und im Druckraum 7 des oder der vorderen Stempel 2 ein Druck auf, der dem an der Vorspannfeder 16 mit Hilfe des Einstellorgans 13 eingestellten Vorspanndruck des Vor-

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spannventila 10 entspricht. Dieser Vorspanndruck entspricht im wesentlichen demjenigen Druck, bei welchem der vordere Stempel 2 entgegen dem durch das Kappengewicht gegebenen Auefahrwiderstand auszufahren beginnt. Der Vorspanndruck wirkt auf die ringförmige Kolbenfläche 37 des kleineren Kolbenteils 29 des Stellkolbens 24. Bei Erreichen des Vorspanndrucks bewegt sich daher der Stellkolben 24 zusammen mit dem in Schließstellung befindlichen Schließglied 20 und dem Federteller 18 gegen die Rückstellkraft der Vorspannfeder 16, bis der Freihub X erschöpft ist und der Stellkolben gegen die Ringschulter 36 stößt. Der Vorspanndruck wirkt zugleich von unten auf das Schließglied 20 und hebt jetzt das Schließglied 20 gegen die Rückstellkraft der Vorspannfeder 16 vom Ventilsitz 28 ab, so daß sich der Vorspanndruck auch in dem Federraum 38 des Vorspannventils aufbauen kann. Infolgedessen wird die ringförmige Kolbenfläche 39 am Umfang des Ventilsitzes 28 von dem Vorspanndruck beaufschlagt. Diese Kolbenfläche 39 ist größer als die in Gegenrichtung wirkende Kolbenfläche 37. Der Stellkolben 24 wird daher über die größere Kolbenfläche 39 entgegen der Rückstellkraft der Kolbenfeder 31 in der Axialbohrung des Gehäuses 11 zurÜckgedrUckt. Hierbei gelangt der Schaft 21 des Schließgliedes 20 in Anschlag gegen den Stößel 32, so daß bei der weiteren Rückstellbewegung des Stellkolbens 24 in Richtung auf das Anschlußstuck 12 das Schließglied 20 sich vom Ventilsitz 28 abhebt und damit den Durchfluß durch das Vorspannventil öffnet. Die Druckflüssigkeit gelangt daher mit dem vorgegebenen Vorspanndruck in den Druckraum 7 des oder der hinteren Stempel 3, so daß diese zusammen mit dem oder den vorderen Stempeln 2 ausfahren. Sobald die Kappe 4 in Hangendkontakt gelangt ist, baut sich in den Druckräumen 7 der Stempel 2 und 3 der Setzdruck der Druckleitung P auf. Dieser Druck wirkt im Setzzustand der Stempel ständig auf die größere Kolbenfläche 39 des Stellkolbens 24, so daß das Vorspannventil geöffnet bleibt und aus dem Druckraum 7 des oder der hinteren Stempel 3 Druckflüssigkeit in Gegenrichtung durch

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das Vorspannventil 10 und ein ihm zugeordnetes (nicht dargestelltes) überdruckventil abfließen kann· Xm Setzzustand stützt sich die VorSpannfeder 16 mit dem Federteller 18 gegen die Ringschulter 19 des Gehäuses ab.

Der Stellkolben 24 wird von der Kolbenfeder 31 erst dann wieder in die dargestellte SohlieBposition zurüokgedrUekt, in der sich das Schließglied 20 gegen den Ventilsitz 28 legt, wenn der Druck im Federraum 38 und demgemäß in dem Druckraum 7 des angeschlossenen Stempels 3 auf einen Wert abfällt, der unterhalb des Vorspanndrucks liegt.

Um die Ausbaueinheit zu rauben, werden die Ringräume 40 der hydraulischen Stempel 2 und 3 vom hydraulischen Druckmedium beaufschlagt· Dabei baut sich in dem Druckraum 7 des rückwärtigen Stempels 3 ein Druck auf, unter dessen Wirkung auf die Kolbenfläche 39 das Vorspannventil 10 die Verbindung über das mit dem Rücklauf R verbundene Schaltventil 5 herstellt. Durch das Vorspannventil 10 wird das aktive Rauben der zugeordneten Stempel demgemäß nicht behindert.

Da das Vorspannventil 10 durch den in Kraftrichtung der Vorspannfeder 16 auf die Kolbenfläche 39 wirkenden Druck in Öffnungsstellung gehalten wird, läßt sich der Stempel 3 mit dem vollen Druck der Druckleitung P setzen· Die Vorspannfeder 16 ist für das Schließen des druckgesteuerten Vorspannventils 10 ohne Bedeutung. Sie bestimmt lediglich den Druck, bei welchem das Vorspannventil 10 öffnet und damit die Verbindung zu dem angeschlossenen Stempel herstellt. Mit Hilfe des Einstellorgans 13 läßt sich die Vorspannung der Vorspannfeder 16 in Anpassung an die jeweiligen betrieblichen Gegebenheiten einstellen.

Die Erfindung 1st auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel des Vorspannventils und seiner Anwendung bei einem hydraulischen Stempelausbau nicht be-

sohränkt. Dae Vorspannventil läßt sich grundsätzlich zur Erzwingung einea Gleichlaufs zwischen mehreren über ein gemeinsames Sehaltventil beaufschlagbaren Arbeitszylindern unterschiedlicher Auefahrwiderstände bzw. Belastungen einsetzen· Auch kann das erfindungsgemäße Vorspannventil dazu verwendet werden» um die Reihenfolge der Ein- und AusSchubbewegungen mehrerer Arbeitszylinder zu regeln, wobei diese gleiche oder auch unterschiedliche Belastungen bzw« Hubwiderstände aufweisen können. Solche Arbeitszylinder können außer den hydraulichen Stempeln auch sonstige Arbeitszylinder von Schreiteinheiten, z.B. Kappenanstellzylinder, Ausfahrzylinder für die bekannten Spaltabdeckungen» Richtzylinder u.dgl. sein·

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Claims

Ansprüche t

1. Einrichtung zur Hubsteuerung einer Zylindergruppe eines hydraulischen Ausbausystems, insbesondere zum Set» zen der Stempel einer Sohreitausbaueinhalt, alt einer für sämtliche Arbeitszylinder der Zylindergruppe gemeinsamen Schaltventilvorrichtung, die eingangsseltig an die Betriebstiruckleitung und ausgangseeitlg über Zulauf leitungen an die Druckräume der verschiedenen Arbeitszylinder angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß in der Zulaufleitung (9)zu mindestens einem Arbeltszylinder (3) ein Vorspannventil (10) angeordnet ist, welches den Zulauf zu dem oder den angeschlossenen Arbeltszylindern (3) erst bei einem vorgegebenen Vorspanndruck öffnet, der mindestens etwa gleich dem zur Überwindung des Hubwiderstandes des bzw« der anderen Arbeitszylinder (P) der Zylindergruppe erforderlichen hydraulischen Druck ist.

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspannkraft des Vorspannventils (10) verstellbar ist,

3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorspannventil (10) eine Haltevorrichtung aufweist, die es bei einem oberhalb des Vorspanndrucks liegenden Druck im Druckraum des oder der angeschlossenen Arbeitszylinder (3) in Öffnungsstellung hält«

4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine hydraulische Haltevorrichtung mit einem vom Druck im Druckraum (7) des oder der an-

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geschlossenen Arbeitszylinder (3) beaufschlagten Stellkolben (24).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Schließglied (20) des Vorspannventils (10) gegen die Rückstellkraft einer einstellbaren Vorspannfeder (16) von seinem Ventilsitz (28) abhebbar ist, und daß das den Ventilsitz (28) aufweisende Ventilsitzglied mit dem Stellkolben (24) verbunden und durch dessen Druckbeaufschlagung in Gegenrichtung zu der Öffnungsrichtung des Schließgliedes (20) verstellbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß nur demjenigen bzw· denjenigen Arbeitszylindern (3) der Zylindergruppe ein Vorspannventil (10) zugeordnet ist,, dessen bzw. deren Hubwiderstand kleiner ist als derjenige des bzw. der anderen Arbeitszylinder (2) derselben Zylindergruppe, und daß der Vorspanndruck, bei dem das Vorspannventil (10) öffnet, auf einen Druck eingestellt ist, der mindestens gleich dem hydraulischen Druck ist, bei dem der bzw. die Arbeitszylinder (2) mit dem größeren Hubwiderstand den Hub ausführt bzw. ausführen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6₉ wobei die Schreitausbaueinheit mit in Schreitrichtung hintere inander stehenden hydraulischen Stempeln versehen 1st, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannventil (10) demjenigen Stempel bzw, derjenigen Stempelgruppe, vorzugsweise dem bzw. den in Schreitrichtung hinten stehenden Stempeln (3), zugeordnet ist, dessen bzw. deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als derjenige des bzw. der anderen Stempel (2).

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8. Vorspannventil, insbesondere zur Verwendung bei einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem gegen die Rückstellkraft einer Vorspannfeder von seinem Ventilsitz abhebbaren Schließglied, insbesondere einem Ventilkegel, dadurch gekennzeichnet , daß das den Ventilsitz (28) aufweisende Ventilsitzglied als Stellkolben (24) ausgebildet ist, der durch Druckbeaufschlagung einer Kolbenfläche (39) in Kraftrichtung der Vorspannfeder (16) in eine Position verschiebbar ist, in der das Schließglied (20) in Öffnungsstellung gelangt.

9. Vorspannventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Stellkolben (24) als Stufenkolben ausgebildet ist.

10. Vorspannventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (24) unter der Wirkung einer in Gegenrichtung zu der Vorspannfeder (16) wirkenden Kolbenfeder (31) steht, deren Federkraft kleiner ist als diejenige der Vorspannfeder (16),

11. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (11) ein das Schließglied (20) bei der Stellkolbenbewegung vom Ventilsitz (28) abhebender Anschlag (32) vorgesehen ist.

12. Vorspannventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag (32) aus einem Stößel besteht«

13. Vorspannventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (24) eine durchgehende axiale Kolbenbohrung aufweist, in die der Stößel (32) einfaßt·

14. Vorspannventil nach Anspruch 13» dadurch ge kennzeichnet , daß das Schließglied (20) mit einem Schaft (21) von der Seite der Vorspannfeder (16) her in die axiale Kolbenbohrung des Stellkolbens (24) einfaßt, und daß im Schließzustand des Ventils zwischen dem Schaft (21) un dem Stößel (32) ein Spaltabstand (X1) vorhanden ist, der kleiner ist als der Hub des Stellkolbens (24) in Wirkungsrichtung der Vorspannfeder (16)·

15· Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (11) eine Anschlagschulter (19) für den Federtell_er (18) der Vorspannfeder (16) vorgesehen ist, und daß der Stellkolben (24) im Ventilgehäuse (11) gegenüber seiner Normallage im Schließzustand des Ventils einen Freihub (X) entgegen der Wirkungsrichtung der Vorspannfeder (16) aufweist,

16, Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilsitz (28) umschließende, vom Druck an der Ausgangsseite des Vorspannventils (10) beaufschlagte Kolbenfläehe (39) des Stellkolbens (24) größer ist als die am gegenüberliegenden Ende des Stellkolbens liegende, vom Druck am Ventileingang beaufschlagte Kolbenfläehe (3Ä.

17. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (16) sich gegen ein Einstellorgan (13) abstützt, welches zugleich als hydraulische Anschlußarmatur ausgebildet ist·

18· Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 17, ^s dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (32) gegen eine Schulter (34) eines

Anschlußstück (12) abstützt, welches zugleich eine Anschluflanaatur bildet·

19· Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenföraige Ventilgehäuse (11) an seinem einen Ende das die Vorspannfeder (16) abstutzende Einstellorgan (13) und an seinem anderen Ende das den Stößel (32) aufnehmende Anechlußstück (12) aufweist, in dessen Axialbohrung der gestufte Stellkolben (24) dichtend geführt ist.

20. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (32) und der Ventilschaft (21) de» Schließgliedes (20) in der durchgehenden Axialbohrung des Stellkolbens (24) unter Belassung eines hydraulischen Durchgangskanals fuhren·