DE3212747C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Setzen der in Schreitrichtung hintereinanderstehenden hydraulischen Stempel einer Schreitausbaueinheit entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ferner ist die Erfindung auf ein Vorspannventil gerichtet, das mit besonderem Vorteil bei einer solchen Einrichtung zur Ver­ wendung kommen kann.

Bei hydraulischen Ausbausystemen, wie sie vor allem in untertägigen Gewinnungsbetrieben zum Einsatz kommen, weisen die zumeist aus Ausbauböcken oder Ausbauschilden u. dgl. bestehenden Schreitausbaueinheiten normalerweise mindestens zwei, in vielen Fällen vier oder mehr hydrau­ lische Stempel auf, die über eine gemeinsame Schaltventil­ vorrichtung in Gestalt eines von Hand betätigten und/oder fernbetätigten Setzventils an die Strebdruckleitung ange­ schlossen sind (US-PS 42 20 424). Bei Betätigung des Setz­ ventils werden sämtliche angeschlossenen Stempel der Ausbaueinheit gleichzeitig vom hydraulischen Druckmedium beaufschlagt. Dabei fahren zunächst diejenigen Stempel aus, deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als derjenige der anderen Stempel derselben Ausbaueinheit. Bei einer Ausbau­ einheit, die zwei in Schreitrichtung hintereinanderstehende Stempel oder Stempelpaare und eine zum Abbaustoß hin weit auskragende Kappe aufweist, ist der Ausfahrwiderstand des vorne stehenden Stempels oder Stempelpaares aufgrund der unterschiedlichen Verteilung des Kappengewichts 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 den Hangendkontakt erreicht haben. Weist das Hangende im Bereich des oder der hinteren Stempel einen Hangendausbruch od. dgl. auf, wie dies z. B. in Bruchbaubetrieben nicht selten der Fall ist, so wird die Kappe von dem bzw. den hinteren Stempeln in den Ausbruch gefahren. Es ist dann unter Um­ ständen nicht mehr möglich, die stark geneigte Kappe im vorderen, abbaustoßseitigen Bereich in Hangendanlage zu bringen und mit der Setzkraft des oder der vorderen Stempel gegen das Hangende zu verspannen.

Bei Ausbaueinheiten mit kurzen Vorpfändlängen ihrer Kappen und mit von der Bruchlast belastetem Bruchschild kann der Ausfahrwiderstand der hinteren versatzseitigen Stempel unter Umständen größer sein als derjenige des oder der vorderen, abbaustoßseitigen Stempel. In diesem Fall werden beim Setzen der Ausbaueinheiten die vorderen Stempel vor­ rangig ausgefahren. Es können sich hier im Falle eines Hangendausbruchs im stoßnahen Bereich ähnliche Schwierig­ keiten ergeben wie in dem erstgenannten Fall.

Die gebräuchlichen hydraulischen Ausbaueinheiten weisen neben den hydraulischen Stempeln eine mehr oder weniger große Anzahl weiterer hydraulischer Arbeitszylinder, wie z. B. Schreit- und Rückzylinder, Kappenanstellzylinder, Richtzylinder, Spaltabdeckungszylinder u. dgl. auf, die zumeist im Gleich­ lauf, gegebenenfalls aber auch im zeitlichen Folgeablauf zu den Stempeln betätigt werden müssen. In vielen Fällen erfolgt das Rücken der Ausbaueinheiten unter Last, d. h. mit Andruck der Kappe gegen das Hangende. Aus der DE-AS 14 58 672 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, in den hydraulischen Anschlußleitungen, über die die Stempel­ druckräume der gesetzten Stempel und der Zylinderraum des Schreitzylinders an den hydraulischen Rücklauf angeschlos­ sen sind, Steuerventile anzuordnen, die beim Einleiten des Schreitvorgangs öffnen, so daß der Zylinderraum des Schreitzylinders und die Stempeldruckräume untereinander und mit dem gemeinsamen Rücklauf verbunden werden und folg­ lich die Ausbaueinheit mit schleifendem Kontakt ihrer Kappe am Hangenden auch unter Überwindung etwaiger Hangend­ unebenheiten gerückt werden kann. Irgendwelche Maßnahmen, die beim Setzvorgang der Ausbaueinheit die unterschied­ lichen Ausfahrwiderstände ihrer Stempel kompensieren und dadurch einen gleichmäßigen Auszug der Stempel bewirken, sind hier nicht getroffen.

Gleiches gilt für eine Ausbausteuerung, wie sie aus der DE-AS 20 12 223 bekannt ist. Bei dieser Vorrichtung wird der Kappenandruck des Strebausbaugestells unter Verwendung von an der Kappe angeordneten Druckfühlern gesteuert, die in Abhängigkeit vom Kappenandruck die der Druckbeaufschla­ gung der Stempel dienenden Ventile derart steuern, daß der Andruck der Kappe an ihrem abbaustoßseitigen Kappen­ ende erhöht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der gattungs­ gemäßen Art so auszugestalten, daß bei der hydraulischen Schreitausbaueinheit die in Schreitrichtung hintereinander­ stehenden Stempel bei Schaltbetätigung der Schaltventil­ vorrichtung bzw. des Setzventils vom hydraulischen Druck­ medium gesteuert so beaufschlagt werden, daß die Stempel trotz unterschiedlicher Ausfahrwiderstände zumindest angenähert gleichmäßig, also etwa im Gleichlauf oder mit einem nur unwesentlichen Nachlauf bis zum Hangendkontakt der Kappe ausfahren. Ferner bezweckt die Erfindung ein funktionssicheres Vorspannventil, das mit besonderem Vorteil bei dieser Einrichtung Verwendung finden kann und hier die Möglichkeit bietet, den oder die angeschlossenen Stempel der Schreitausbaueinheit beim Setzvorgang im Sinne eines Gleichlaufs mit dem vollen Pumpendruck der Strebdruck­ leitung zu beaufschlagen.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Vorspannventils lassen sich die hydraulischen Stempel einer Ausbaueinheit auch bei unterschiedlichen Ausfahrwiderständen gesteuert so ausfahren, daß ein Gleichlauf im Stempelausschub oder aber auch ein gesteuerterNachlauf in den Ausfahrbewegungen der Stempel erreicht wird. Das Vorspannventil befindet sich dabei in der hydraulischen Zulaufleitung zu demjenigen Stempel bzw. zu derjenigen Stempelgruppe, dessen bzw. deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als derjeniges des bzw. der anderen Stempel derselben Schreitausbaueinheit. Es ist dabei so ausgebildet, daß es den hydraulischen Zulauf zu dem bzw. den angeschlossenen Stempeln mit dem kleineren Ausfahrwiderstand erst bei einem vorbestimmten Vorspann­ druck öffnet. Dieser Vorspanndruck ist zumindest angenähert gleich dem hydraulischen Druck, der zur Überwindung des Ausfahrwiderstandes des bzw. der anderen Stempel der Ausbau­ einheit erforderlich ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Vorspannventils können daher die unterschied­ lichen Ausfahrwiderstände der Stempel einer Ausbaueinheit zuverlässig ausgeglichen werden, so daß die Stempel trotz unterschiedlicher Ausfahrwiderstände gesteuert ausgefahren werden, wobei im allgemeinen mit einem gesteuerten Gleich­ lauf der Stempel bei ihren Ausfahrbewegungen gearbeitet wird. Zur Anpassung des jeweiligen Vorspanndrucks an die betrieblichen Gegebenheiten wird das Vorspannventil zweck­ mäßig so ausgebildet, daß sich seine Vorspannkraft ein­ stellen läßt. Dies läßt sich durch Änderung der Schließ­ kraft einer Vorspannfeder des Vorspannventils auf einfache Weise bewerkstelligen. Im allgemeinen befindet sich das Vorspannventil in der hydraulischen Zulaufleitung zu dem bzw. den in Schreitrichtung hinten stehenden Stempel(n) der Schreitausbaueinheit, da bei den üblicherweise vorge­ sehenen Vorpfändkappen der Ausfahrwiderstand des oder der versatzseitigen Stempel kleiner ist als derjenige des oder der abbaustoßseitigen Stempel der Ausbaueinheit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Vorspannventil eine Haltevorrichtung auf, die es bei einem oberhalb des Vorspanndrucks liegenden Druck im Druckraum des oder der angeschlossenen Stempel in der Öffnungsstellung hält. Damit ist es möglich, den oder die an den Ausgang des Vorspannventils angeschlossenen Stempel mit dem vollen Pumpendruck in der Betriebsdruckleitung bzw. der Strebdruckleitung zu beaufschlagen, statt mit einem um den Vorspanndruck verminderten Pumpendruck. Vorzugsweise wird eine hydraulische Haltevorrichtung mit einem vom Druck im Druckraum des oder der angeschlossenen Stempel beaufschlagten Stellkolben verwendet. Dabei wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß das Schließglied des Vorspannventils gegen die Rückstellkraft einer einstell­ baren Vorspannfeder von seinem Ventilsitz abhebbar ist, und daß das den Ventilsitz aufweisende Ventilsitzglied mit dem Stellkolben verbunden und durch dessen Druckbeaufschlagung in Gegenrichtung zu der Öffnungsrichtung des Schließgliedes verstellbar ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung des Vorspannventils wird bei Erreichen des Vorspanndrucks das Schließglied gegen die Rückstellkraft der Vorspannfeder vom Ventilsitz abgehoben und dadurch der Stellkolben mit dem Ventilsitz in Gegenrichtung so von dem hydraulischen Vorspanndruck beaufschlagt, daß er sich in 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 unter­ halb des Vorspanndrucks liegt. Das bedeutet, daß der oder die an den Ausgang des Vorspannventils angeschlossenen hydraulischen Stempel im Setzzustand über das geöffnete Vorspannventil ständig an das durch Überdruckventile abge­ sicherte hydraulische System angeschlossen ist bzw. sind, und daß auch ein aktives Rauben bzw. Einfahren der ange­ schlossenen Stempel durch Druckbeaufschlagung der Stempel­ ringräume über das geöffnete Vorspannventil und die mit dem Rücklauf verbundene Schaltventilvorrichtung möglich ist.

Weist die Stempelgruppe der Ausbaueinheit zwei oder auch mehr Stempelteilgruppen 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 Stem­ peln der Stempelgruppe ein Vorspannventil zugeordnet ist, dessen bzw. deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als der­ jenige des bzw. der anderen Stempel derselben Stempelgruppe. Der Vorspanndruck, bei dem das Vorspannventil öffnet, ist hierbei, wie erwähnt, auf einen Druck eingestellt, der mindestens gleich dem hydraulischen Druck ist, bei dem der bzw. die Stempel mit dem größeren Ausfahrwiderstand aus­ schiebt bzw. ausschieben.

Als Vorspannventil kann mit besonderem Vorteil eine Ventil­ vorrichtung mit einem gegen die Rückstellkraft einer Vor­ spannfeder von seinem Ventilsitz abhebbaren Schließglied, vorzugsweise einem Ventilkegel, Verwendung finden, bei der die obengenannte Haltevorrichtung dadurch verwirklicht ist, daß das den Ventilsitz aufweisende Ventilsitzglied als Stellkolben ausgebildet ist, der durch Druckbeaufschlagung einer Kolbenfläche in Kraftrichtung der Vorspannfeder in eine Position verschiebbar ist, in der das Schließglied in Öffnungsstellung gelangt. Der Stellkolben ist hierbei zweckmäßig als Stufenkolben ausgebildet. Dabei ist die An­ ordnung vorteilhafter so getroffen, daß der Stellkolben unter der Wirkung einer Kolbenfeder steht, die in Gegen­ richtung zu der Vorspannfeder wirkt und deren Federkraft kleiner ist als diejenige der Vorspannfeder. Wie erwähnt, hat ein solches Vorspannventil in seiner Verwendung bei der erfindungsgemäßen Einrichtung den Vorteil, daß sich die über das Vorspannventil angeschlossenen Stempel mit dem vollen Pumpendruck der Betriebsdruckleitung setzen bzw. beaufschlagen lassen, und nicht mit einem um den Vorspann­ druck verminderten Pumpendruck, wie dies bei Verwendung einfacher federbelasteter Rückschlagventile als Vorspann­ ventile 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 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 Vorspann­ druck abfällt. Das bedeutet zugleich, daß das Vorspann­ ventil im Normalbetrieb, wenn der Druck in den angeschlos­ senen Stempeln erheblich höher liegt als der Vorspanndruck, geöffnet bleibt, so daß es in Gegenrichtung von der aus den Stempeln z. B. bei Überdruck oder beim aktiven Rauben aus­ laufenden Druckflüssigkeit durchflossen werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Vorspannventils ist in dessen Ventilgehäuse ein das Schließglied bei der Stellkolbenbewegung vom Ventilsitz abhebender Anschlag vorgesehen, der in einer durchgehenden axialen Kolben­ bohrung des Stellkolbens angeordnet sein kann. Das Schließ­ glied faßt hierbei zweckmäßig mit einem Schaft von der Seite der Vorspannfeder her in die axiale Kolbenbohrung ein, derart, daß bei der hydraulischen Stellbewegung des Stell­ kolbens der Ventilschaft gegen den Stößel zum Anschlag kommt und damit das Schließglied gegenüber dem sich zurückstellenden Stellkolben festgelegt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungs­ gemäßen Vorspannventils, welches bevorzugt bei der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Verwendung kommt, grundsätz­ lich aber auch für gleiche oder ähnliche Einsatzfälle verwendbar 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 zeigt

Fig. 1 in schematischer Vereinfachung eine Schreit­ ausbaueinheit zusammen mit einer erfindungs­ gemaßen Einrichtung zum Setzen der in Schreit­ richtung hintereinanderstehenden hydraulischen Stempel der Schreitausbaueinheit mit dem in starker Vergrößerung im Axialschnitt dargestell­ ten erfindungsgemäßen Vorspannventil;

Fig. 2 in größerem Maßstab den bei dem Vorspannventil nach Fig. 1 als Anschlag für 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 gem. Fig. 1 verwendete Schließglied;

Fig. 5 das Schließglied nach Fig. 4 im Axialschnitt.

In Fig. 1 ist eine Schreitausbaueinheit 1 in Gestalt eines Ausbaubocks od. dgl. dargestellt, die mindestens zwei hydrau­ lische Stempel 2 und 3 aufweist, die eine das Hangende unterfangende Kappe 4 tragen, die, wie bei 4′ angedeutet, verhältnismäßig weit über den vorderen Stempel 2 zum Abbau­ stoß hin vorkragt. Die Kappe 4 kann mit einer zum Abbaustoß hin vorschiebbaren Schiebekappe und/oder einer gegen das Hangende hochschwenkbaren Anstellkappe versehen sein, wie dies bekannt ist. Die in Schreitrichtung hintereinander­ stehenden Stempel 2 und 3 stützen sich auf einer gemeinsa­ men ein- oder zweiteiligen Liegendkufe auf. Diese Liegend­ kufe 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 in Fig. 1 lediglich schematisch wiedergegeben ist. Das Schaltventil 5 kann von Hand und/oder durch Fernbetätigung schaltbar sein. Es ist eingangsseitig an die Betriebsdruckleitung bzw. die Streb­ druckleitung 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 ei­ ne zu den Druckräumen 7 der vorderen Stempel 2 führende Zulaufleitung 8 und eine zu den Druckräumen 7 der hinte­ ren Stempel 3 führende Zulaufleitung 9, in der ein Vor­ spannventil 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 Schreitrich­ tung dahinterstehende Stempel 3. Infolgedessen ist der Ausfahrwiderstand des vorderen Stempels 2 deutlich größer als der Ausfahrwiderstand 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 mit der Druckleitung P verbunden sind, zunächst der hintere Stempel 3 ausfahren und die Kap­ pe 4 gegen das Hangende heben, bevor der vordere Stempel 2 ausfährt. Um den hinteren Stempel 3 bis zur Hangendanlage der Kappe 4 auszufahren, genügt z. B. ein Druck im Druck­ raum 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 ausge­ fahren sind, baut sich in den Druckräumen 7 der volle Setz­ druck der Druckleitung P auf. Aufgrund des vorrangigen Aus­ schubs 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 vor­ rangig 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 Hangendean­ lage gehalten wird. Es ist dann unter Umständen nicht mehr möglich, die geneigte Kappe im vorderen auskragenden Be­ reich in Hangendlage zu bringen und mit der Setzkraft des oder der vorderen Stempel 2 gegen das Hangende zu ver­ spannen.

Mit Hilfe des in die Zulaufleitung 9 zu dem oder den hin­ teren Stempeln 3 eingeschalteten Vorspannventils 10 wird erfindungsgemäß sichergestellt, daß die Stempel 2 und 3 beim Setzen der Ausbaueinheit mehr oder weniger gleichzei­ tig ausfahren und damit die Kappe mit der vollen Setzkraft sämtlicher Stempel gegen das Hangende drücken. Das Vor­ spannventil 10 bewirkt also einen Gleichlauf der Stempel 2 und 3 trotz unterschiedlicher Belastung durch die aus­ kragende Kappe 4.

Das Vorspannventil 10 ist so ausgebildet, daß es die Zu­ laufleitung 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 Vorspann­ druck aufgebaut hat, der ausreichend groß ist um den vor­ deren Stempel 2 entgegen dem Gewicht der Kappe 4 auszufah­ ren. Dieser Druck beträgt bei dem vorstehend angegebenen Beispiel 50 bar. Sobald sich über die Leitungen 6 und 8 im Druckraum 7 des vorderen Stempels 2 dieser Druck aufgebaut hat und der Stempel 2 auszuschieben beginnt, öffnet das Vorspannventil 10 die hydraulische Verbindung zu dem hin­ teren Stempels 3, so 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 ge­ eignet. Es weist ein hülsenförmiges Gehäuse 11 auf, in dessen eines Ende ein Anschlußstück 12 eingeschraubt ist, welches mit einer durchgehenden gestuften Bohrung verse­ hen ist. Das Anschlußstück 12 ist zugleich als Anschluß­ armatur für den Anschluß einer hydraulischen Schlauchlei­ tung ausgebildet. Am anderen Ende des Gehäuses 11 ist 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 Axialboh­ rung des zylindrischen Gehäuses 11 dichtend geführt und mittels einer Überwurfmutter 14 am Gehäuse 11 gesichert. Die Überwurfmutter 14 hintergreift einen Bund 15 des Ein­ stellorgans 13. Das Einstellorgan 13 bildet das Widerla­ ger für eine in der Axialbohrung des Gehäuses 11 angeord­ nete Vorspannfeder 16, deren Vorspannkraft sich mit Hilfe der Überwurfmutter 14 auf dem jeweiligen Vorspanndruck des Vorspannventils einstellen läßt. Zur Sicherung der 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 ab­ stützen kann und mit Öffnungen für den Durchfluß der Druckflüssigkeit versehen ist. Vorzugsweise ist der Fe­ derteller 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. 4 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 gegeneinan­ der versetzte Axialnuten 22 auf, welche Druckmittelkanäle bilden. Der Ventilkegel 20 ist mit einer kreisrunden Kopf­ ausnehmung 23 versehen, in die ein an der Unterseite des Ventiltellers 18 angeordneter Zentriernocken 18′ ein­ faßt, der das Schließglied zentriert und abstützt.

Das Schließglied 20 ist mit seinem Schaft 21 in der Axial­ bohrung 24′ eines Ventilsitzgliedes 24 geführt, welches als gestufter Stellkolben ausgebildet ist, der sich mittels seines im Durchmesser größeren Kolbenteils in der Axial­ bohrung 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 29 umschließt eine Kolbenfeder 31, die sich einerseits gegen die innenliegende Stirnfläche des Anschlußstücks 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 dieje­ nige der Vorspannfeder 16.

In die Axialbohrung 24′ des Stellkolbens 26 faßt ein Stö­ ßel 32, der sich mit einem Fußstück 33 gegen eine Ring­ schulter 34 des Anschlußstücks 12 abstützt. Wie insbeson­ dere die Fig. 2 und 3 zeigen, ist das Fußstück 33 eben­ falls sternförmig ausgebildet, so daß die Flüssigkeitsver­ bindung durch die Axialbohrung 30 des Anschlußstücks 12 gewahrt ist. Der in den Kolbenteil 29 einfassende Stößel 32 ist im Querschnitt gleichermaßen sternförmig ausgebil­ det, so daß er sich in der Axialbohrung des Kolbenteils 29 führt, jedoch die Flüssigkeitsverbindung durch die Boh­ rung 24′ hindurch offen läßt. Die gleiche sternförmige Ausbildung können der Schaft 21 des Schließgliedes 20 und der Federteller 18 aufweisen. Der die Kolbenfeder 31 auf­ nehmende Ringraum am Umfang des Kolbenteils 29 ist über eine Entlüftungsbohrung 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 Stellkol­ ben 24, der zugleich das Ventilsitzglied bildet, in eine Position, in der sich das Schließglied 20 gegen den Feder­ teller 18 abstützt und auf dem Ventilsitz 28 ruht. In die­ ser Schließstellung des Vorspannventils 10 ist zwischen dem Kolbenteil 26 des Stellkolbens 24 und einer Ringschul­ ter 36 des Gehäuses 11 ein kleiner Freihub X vorhanden. Entsprechend besteht zwischen dem freien Ende des Ventil­ schaftes 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 Lei­ tungen 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 spannventils 10 entspricht. Dieser Vorspanndruck entspricht im wesentlichen demjenigen Druck, bei welchem der vordere Stempel 2 entgegen dem durch das Kappengewicht gegebenen Ausfahrwiderstand auszufahren beginnt. Der Vorspanndruck wirkt auf die ringförmige Kolbenfläche 37 des kleineren Kolbenteils 29 des Stellkolbens 24. Bei Erreichen des Vor­ spanndrucks bewegt sich daher der Stellkolben 24 zusammen mit dem in Schließstellung befindlichen Schließglied 20 und dem Federteller 18 gegen die Rückstellkraft der Vor­ spannfeder 16, bis der Freihub X erschöpft ist und der Stellkolben gegen die Ringschulter 36 stößt. Der Vorspann­ druck 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 Kolben­ fläche 39 am Umfang des Ventilsitzes 28 von dem Vorspann­ druck beaufschlagt. Diese Kolbenfläche 39 ist größer als die in Gegenrichtung wirkende Kolbenfläche 37. Der Stell­ kolben 24 wird daher über die größere Kolbenfläche 39 ent­ gegen der Rückstellkraft der Kolbenfeder 31 in der Axial­ bohrung des Gehäuses 11 zurückgedrückt. 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 Anschlußstück 12 das Schließglied 20 sich vom Ventilsitz 28 abhebt und damit den Durchfluß durch das Vorspannventil öffnet. Die Druck­ flüssigkeit gelangt daher mit dem vorgegebenen Vorspann­ druck 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 Kolben­ fläche 39 des Stellkolbens 24, so daß das Vorspannventil geöffnet bleibt und aus dem Druckraum 7 des oder der hin­ teren Stempel 3 Druckflüssigkeit in Gegenrichtung durch das Vorspannventil 10 und ein ihm zugeordnetes (nicht dar­ gestelltes) Überdruckventil abfließen kann. Im 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 Schließposition zurückgedrückt, 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 Druck­ medium 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 Schalt­ ventil 5 herstellt. Durch das Vorspannventil 10 wird das aktive Rauben der zugeordneten Stempel demgemäß nicht be­ hindert.

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 Vor­ spannfeder 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 her­ stellt. Mit Hilfe des Einstellorgans 13 läßt sich die Vor­ spannung der Vorspannfeder 16 in Anpassung an die jeweili­ gen betrieblichen Gegebenheiten einstellen.

Die Erfindung ist auf das vorstehend beschriebene bevor­ zugte Ausführungsbeispiel des Vorspannventils und seiner Anwendung bei einem hydraulischen Stempelausbau nicht be­ schränkt. Das Vorspannventil läßt sich grundsätzlich zur Erzwingung eines Gleichlaufs zwischen mehreren über ein gemeinsames Schaltventil beaufschlagbaren Arbeitszylin­ dern unterschiedlicher Ausfahrwiderstände bzw. Belastun­ gen einsetzen. Auch kann das erfindungsgemäße Vorspann­ ventil 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 Arbeitszylin­ der können außer den hydraulischen Stempeln auch sonstige Arbeitszylinder von Schreiteinheiten, z. B. Kappenanstell­ zylinder, Ausfahrzylinder für die bekannten Spaltabdeckun­ gen, Richtzylinder u. dgl. sein.

Claims (20)

1. Einrichtung zum Setzen der in Schreitrichtung hinter­ einanderstehenden hydraulischen Stempel einer Schreit­ ausbaueinheit, mit einer eingangsseitig an die Betriebs­ druckleitung und ausgangsseitig über Zulaufleitungen an die Stempeldruckräume angeschlossenen Schaltventilvor­ richtung zum Setzen der Stempel der Schreitausbauein­ heit, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (9) zu demjenigen Stempel bzw. derjenigen Stempelgruppe (3), dessen/deren Aus­ fahrwiderstand kleiner ist als derjenige des bzw. der anderen Stempel (2) der Schreitausbaueinheit (1) ein Vorspannventil (10) angeordnet ist, welches den hydrau­ lischen Zulauf zu dem/den angeschlossenen Stempeln (3) mit dem kleineren Ausfahrwiderstand erst bei einem vorgegebenen Vorspanndruck öffnet, der mindestens etwa gleich dem zur Überwindung des Ausfahrwiderstandes des/der anderen Stempel (2) erforderlichen hydrauli­ schen Druck ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Vorspannventil (10) in der Zulaufleitung (9) zu dem/den in Schreitrich­ tung hintenstehenden Stempel(n) (3) der Schreitausbau­ einheit (1) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorspannkraft des Vorspannventils (10) verstellbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannventil (10) eine Haltevorrichtung aufweist, die es bei einem oberhalb des Vorspanndrucks liegenden Druck im Druck­ raum des oder der angeschlossenen Stempel (3) in Öffnungsstellung hält.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeich­ net durch eine hydraulische Haltevorrichtung mit einem vom Druck im Druckraum (7) des oder der an­ geschlossenen Stempel (3) beaufschlagten Stell­ kolben (24).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schließglied (20) des Vorspannventils (10) gegen die Rückstellkraft ei­ ner einstellbaren Vorspannfeder (16) von seinem Ventil­ sitz (28) abhebbar ist, und daß das den Ventilsitz (28) aufweisende Ventilsitzglied mit dem Stellkolben (24) verbunden und durch dessen Druckbeaufschlagung in Ge­ genrichtung zu der Öffnungsrichtung des Schließgliedes (20) verstellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß nur demjenigen bzw. denjenigen Stempeln (3) der Stempelgruppe ein Vorspannventil (10) zugeordnet ist, dessen bzw. deren Ausfahrwiderstand kleiner ist als der­ jenige des/der anderen Stempel (2) der­ selben Stempelgruppe, und daß der Vorspanndruck, bei dem das Vorspannventil (10) öffnet, auf einen Druck eingestellt ist, der mindestens gleich dem hydrauli­ schen Druck ist, bei dem der bzw. die Stempel (2) mit dem größeren Ausfahrwiderstand den Setzhub ausführt bzw. ausführen.

8. Vorspannventil, insbesondere zur Verwendung bei einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, mit einem gegen die Rückstellkraft einer Vor­ spannfeder von seinem Ventilsitz abhebbaren Schließ­ glied, 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 ge­ kennzeichnet, 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 Vor­ spannfeder (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 An­ schlag (32) vorgesehen ist.

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

13. Vorspannventil nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stellkolben (24) eine durchgehende axiale Kolbenbohrung aufweist, 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) und dem Stößel (32) ein Spalt­ abstand (X1) vorhanden ist, der kleiner ist als der Hub des Stellkolbens (24) in Wirkungsrichtung der Vor­ spannfeder (16).

15. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (11) eine Anschlagschulter (19) für den Feder­ teller (18) der Vorspannfeder (16) vorgesehen ist, und daß der Stellkolben (24) im Ventilgehäuse (11) ge­ genüber seiner Normallage im Schließzustand des Ven­ tils 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 Kolbenfläche (39) des Stellkolbens (24) größer ist als die am gegenüberliegenden Ende des Stellkolbens lie­ gende, vom Druck am Ventileingang beaufschlagte Kolben­ fläche (3).

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 Anschluß­ armatur ausgebildet ist.

18. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (32) gegen eine Schulter (34) eines Anschlußstücks (12) abstützt, welches zugleich eine Anschlußarmatur bildet.

19. Vorspannventil nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Ventilgehäuse (11) an seinem einen Ende das die Vorspannfeder (16) abstützende Einstellorgan (13) und an seinem anderen Ende das den Stößel (32) aufnehmende Anschlußstück (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) des Schließgliedes (20) in der durchgehenden Axialbohrung des Stellkolbens (24) unter Belassung eines hydrauli­ schen Durchgangskanals führen.