DE3316736A1

DE3316736A1 - Absperrventilvorrichtung fuer hydraulische hochdrucksysteme, insbesondere hydraulische ausbausysteme in bergbaubetrieben

Info

Publication number: DE3316736A1
Application number: DE19833316736
Authority: DE
Inventors: Michael 4618 Kamen Dettmers; Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1983-05-07
Filing date: 1983-05-07
Publication date: 1984-11-08
Also published as: BE899566A; GB8411514D0; PL145069B1; DE3316736C2; ES8502518A1; GB2139327B; ES532258A0; PL247573A1; GB2139327A

Description

Titel: Absperrventilvorrichtung für hydraulische Hochdrucksysteme, insbesondere hydraulische Ausbausysteme in Bergbaubetrieben

Die Erfindung betrifft eine Absperrventilvorrichtung für hydraulische Hochdrucksysteme, insbesondere für hydraulische Ausbausysteme in Bergbaubetrieben, mit einem die Verbraucherseite gegenüber der Puwpendruckseite absperrenden Sperrventil, dessen Schließglied durch ein Steuerglied, insbesondere einen von einem hydraulischen Steuerdruck beaufschlagbaren Steuerkolben, von seinem Sitz abhebbar ist·

Absperrventile dieser Art können als Sicherheitsventile überall dort eingesetzt werden, wo Arbeitszylinder gegenüber unbeabsichtigter Druckbeaufschlagung, wie sie z.B. bei einem Versagen des vorhandenen hydraulischen Steuersystems, bei Undichtigkeiten der vorhandenen Ventile u.dgl. auftreten könnte, zuverlässig verriegelt werden sollen·

Bei hydraulischen Ausbausystemen ist es beispielsweise bekannt, die stempelunterstützten Kappen des aus Ausbauschilden, Ausbauböcken od.dgl. bestehenden Schreitausbaus mit Schiebekappen auszurüsten, die mittels hydraulischer Zylinder gegen den Abbaustoß vorschiebbar sind. Dabei werden auch sogenannte Gleichlaufsteuerungen vorgesehen, mit denen der selbsttätige Vorschub der Schiebekappen in Abhängigkeit vom Rückweg des Schreitausbaus oder des Strebförderers bewerkstelligt wird· Um zu verhindern, daß bei Funktionsstörungen

de® hydraulischen Steuersystem®, ζ·Β· bei Undichtigkeiten der Ventile, die Schiebekappen ungewollt ausgeschoben werden, was zu Betriebsstörungen erheblichen Ausmaßes führen kann, lassen sich die Absperrventile als Sicherheitsventile in die Anschlüsse der Schiebekappenzylinder an die Pistpendruckleitung einschalten.

Aufgab© d©r Erfindung ist es₉ eine funktionssichere Absp@rr¥©mtilv©rrichtung zu schaffen, die auch bei Undiehtig< keltern ihres gesteuerten Sperrventils die hydraulische ri©g©li!fflg des angeschlossenen Arbeitszylinders oder der geordneten Zylindergruppe gegenüber der Druckmittelzufülimiag bzw«, der Pyapendruckl@itung gewährleistet. Dabei wird vorzugsweise auch eine Yentilkonstruktion angestrebt^, die giök dweia vergleichsweise einfach© Baw@is@ und einfache Mostag© ihrer Funktionsteile auszeichnet«

Die v@rg®aasate Aufgabe wird erfindumgsgemäß dadurch gelöst, der Raum auf der Abströaseite. des Sperrventils an ©inach außen führenden Entlastungs- und Leckkontrollkaaageschl@ssen ist, und daß ein vom Steuerglied betätigtes Hilfsventil vorgesehen ist, welches den Eatlastuags-Leekkoatrollkanal b©ira öffs@a des Sperrventils sehließt, ι Schließen d©s Sperrventils dagegen öffnet_β

geaasat© Eatlastuags- «nd Leekkontrollkanal gestattet

b©i einem Undichtwerden des Sperrvontils die Leckflüssigkeit a«f dessesi AbstrSüseit© über den Eatlastunga» ^and Leckkeatrollkanal nach außen abgeführt wird und daait d©m Bedienungspersonal die Funktionsstörung d©r Abspers^f©n"tilvor<= riofetung anzeigt^ Zugleich verhindert der Entlastongs- und L©okkontrollkanalp daß sich bei einem tfcdichtwerden des Sperrventils auf dessen Abströmseit© ein solcher Gegendruck da© die Funktion der Ansteuerung des Sperrventils

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in Frage gestellt wird oder es bei in Sperrstellung befindlicher Absperrventilvorrichtung zu einer unerwünschten Druckbeaufschlagung des angeschlossenen Arbeitszylinders kommt. Der Entlastungs- und Leckkontrollkanal wird automatisch geschlossen, wenn das Sperrventil mit Hilfe des zugeordneten Steuergliedes, vorzugsweise des von einem hydraulischen Stauerdruck beaufschlagbaren Steuerkolbens, geöffnet wird. Im Öffnungszustand des Sperrventils kann daher keine Druckflüssigkeit über den Entlastungsund Leckkontrollkanal nach außen abfließen·

Vorzugsweise ist dem in Richtung des Puopendrucks schließenden gesteuerten Sperrventil ein in Richtung dieses Drucks öffnendes, ungesteuertes Sperrventil nachgeschaltet· Das Absperrventil sperrt daher den Durchfluß in beiden Richtungen, solange es nicht angesteuert wird. Der genannte Entlastungs- und Leckkontrollkanal ist dabei zweckmäßig an die hydraulische Verbindung der beiden Sperrventile angeschlossen· Letztere bestehen vorzugsweise aus einfachen federbelasteten Kugelventilen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Absperrventilvorrichtung ist das Schließglied des genannten Hilfsventils am Steuerkolben angeordnet. Dabei ist zweckmäßig zwischen dem Steuerkolben und dem gesteuerten Sperrventil ein Stößelkolben angeordnet, der mit einem die Räume auf seinen beiden gegenüberliegenden Kolbenseiten verbindenden Verbindungskanal versehen ist· Der nach außen führende Entlastungs- und Leckkontrollkanal mündet in dem Raum zwischen dem Stößelkolben und dem Steuerkolben, der gegenüber dem Stößelkoben einen gewissen Freihub hat· Der Stößelkolben weist vorteilhafter Weise an seiner dem Steuerkolben zugewandten Seite einen Vetilsitz für das am Steuerkolben angeordnete Schließglied des Hilfsventils auf·

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Letzteres besteht zweckmäßig aus einer kleinen Ventilku gel j, di© in einer Einfassung cd »dgl«, des Steuerkolbems sitzt«

Die geaamt© Absperrventilvorrichtung mit den V@mtil©n und sonstigen Funktionstell©m bildet eine geschlossene Baueinheit, Dabei besteht das gesteuerte Sperrventil vorzugsweise aus einer Ventilpatrone _t die mit einem Ventil-"sehraubt ist, der die erforderlichen Anschlüsse ₉ den Pttüspendruckanschluß, den VerbraucheranschluB bsi hydraulischer Ansteuerung auch den Steuerleitungs-

Die beiden Sperrventile simd gw@ckmi.ilg rechtwinklig schneidenden B©feruagea des VantIXfol@©ks

Der Entlastungs- und L©ckk©ntr©llkanal kann so werden, da® er die das gesteuerte Sperrventil Steuerkelben aufnehmende_pgestufte" Bohrung des Ventil« ■fel@eks rechtwinklig schneidet wA aa einer AuBenfliehe des Femtilfelocte aslindet«

Bi© Erfindung wird nachfolgend im Zusasse^tiamg alt de» in Z@I@lmusig im Schnitt darg@ st©lltengbever^tagten Ausfüheisier @rfindusigsg©Eaäi©n Absperrventllvorrleh«·

Di© dargestellt© Absperrventilvorrichtung weist als Gehäuse fds@n ©twa t«ad@rföralg@n Ventilbleck 1 auf _f der an ©Iiaer S@It©n mit den erf@rderll©lien AnschlHiseen 2₉ 3 isnd

ist φ Der iaschluß 2 Ist d@r Pumpendruckaaschluß ₉ AmseKLuS 3 der SteuarleitmigsanschluS und d©r AascMluß ümr ¥erbraix©h©rans©hluS, an den der sugeordnete hjäraOli-Arbeitszylinder angesclil©ss©a wird« Ausgehend y@b d©a

2, 3 «nt 4 weist d®r Ventllbl©ek 1 sueinsnder parallele _f axiale Bohrungen 5» 6 und 7 auf· Die Bohrung 5 innen In einer durA eimea S©laraubst®pf@ia 8 mach

verschlossenen Querbohrung 9, welche die Verbindung zu der mittleren, mehrfachgestuften Bohrung 6 herstellt. Die andere Bohrung 7 ist ebenfalls über eine Querbohrung 10 mit der mittleren Bohrung 6 verbunden· In dieser Querbohrung 10 sitzt ein Sperrventil 11, dessen Schließglied 12 aus einer Ventilkugel besteht und von einer Schließfeder 13 gegen den Ventilsitz 14 gedrückt wird. Das Schließglied 12 befindet sich im Inneren eines Ventilgehäuses 15, welches nach Art eines Gewinde Stopfens ausgebildet und von außen in die Quer« bohrung 10 eingeschraubt ist« Das Ventilgehäuse 15 weist eine das Schließglied. 12 und die Schließfeder 13 aufnehmende, gestufte axiale Bohrung auf, die zugleich den Ventilsitz 14 bildet. Das Sperrventil 11 öffnet in Richtung des vom Anschluß 2 her wirkenden Pumpendrucks gegen die Rückstellkraft seiner Schließfeder 13.

In die mittlere Bohrung 6 des Ventilblocks 1 ist von der einen Seite her ein den Steuerdruckanschluß bildender Anschluß stutzen eingeschraubt, während von der anderen Seite her in diese Bohrung 6 eine Ventilpatrone 16 eingeschraubt ist, die ein zweites Sperrventil 17 darstellt. Die Ventilpatroae 16 besteht aus einem zylindrischen Federgehäuse 16, welches eine Ventilfeder 19 nebst Federteller 20 aufnimmt, und einer am offenen Ende in das Federgehäuse 18 eingeschraubten Buchse 21, die in die Bohrung 6 einfaßt und mit dieser bei 22 unter Abdichtung verschraubt ist. Die Buchse 21 nimmt das aus einer Ventilkugel bestehende Schließglied 23 des Sperrventils 17 auf und bildet zugleich den Ventilsitz 24 für das Schließglied 23. Die Schließfeder 19 wirkt über den Ventilteller 20 und einen in der Buchse 21 verschieblich geführten Stößel 25 auf das Schließglied 23. Die Buchse 21 weist Radialbohrungen 26 auf, welche die Verbindung der Querbohrung 9 mit der Innenbohrung der Buchse 21 auf der Zuströmseite des Sperrventils 17 herstellen.

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Der Raum 27 auf der Abstr6ms©ite des Sperrventils 17 ist über Radialbohrungen 28 mit der Querbohrung 10 verbunden ₉ welche das ungesteuerte Sperrventil 11 aufnimmt,, In dem abströmseitigen Raum 27 ist ein Stößelkolben 29 innerhalb der Buchse 21 oder eines axialen Verlängerungsstücks derselben hubbeweglich geführt· Zwischen dem Stößelkolben 29 und dem SteuerleitungsanichXuß 3 ist in einer zylindrischen Erweiterung der gestuften Bohrung 6 ein Steuerkolfeen 30 mit einem gewissen Freihub gegenüber dem Stößelkol- "b@m 29 geführt_f der von der Anschluss®ite 3 her vom hydrau lischem Steuerdruck beaufschlagbar ist. In dem Raum zwi« sehen dem Steuark©lben 30 und des Staßelkolben 29 mündet iB&erhalb der Bohrung 6 ein rechtwinklig zu diesem verlaufender-Entlastungs- und Leckk©ntrollkanal 31» der mit seinem anderen Ende an der betreffenden Außenfläche des Vemtilblocks 1 ©ndet und hier zweckmäßig mit der Atmosphäre la Verbindung steht. Der StöBelkolben wei* einen Verbin» tmmgskanal 32 auf, der die beiden Räume auf seinen beiden gegenüberliegenden Kolbenseiten miteinander hydraulisch v© hlmäeto Der Rau® 27 auf der Abströmseite des Sperrventils 17 ist daher über den Verbindungskanal 32 an den zwischen iem St5©elk®lben 29 und dem Steiaerk©lb©n 30 liegenden Raum demgemäß an d@n Entlasteaga- nmd Leckkontrollkanal 31

D©H letztgenamaten Kanal ist ein Hilfsventil zugeordnet« Diesdäs 1b@steht aus ©inem Schließglied 33 in Gestalt einer kloiman Ventilkugel ₉ die' in einer Einfassung 34 des Steuerkolbens 30 sitzt und sich in der Schließstellung d@s Hilfsvestils gegen ©inen Ventilsitz 35 legt₉ der an der d@m Steu- ©rkolban 30 zugewandten Stirnseite des Stö0©lk©Xb@ng 29 ang©f©riat ist, an welchem der Verbindungskanal 32 mündet₀

Einsatz wird die vorstehend beschriebene Absperrventilvorrichtung an eine die Pumpsndruckleitung mit einem Zylin-

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derraum des zugeordneten Arbeitszylinders verbindende Druckleitung eingeschaltet, wobei die Pumpendruckleitung an den Anschluß 2 und die zu dem Druckraum des Arbeitszylinders führende Leitung an den Anschluß 4 des Ventilblooks 1 angeschlossen wird. Am Anschluß 3 ist eine hydraulische Steuerleitung angeschlossen, mit der das Sperrventil 17 in Öffnungsrichtung gesteuert wird« Im Normalzustand wird das Absperrventil 17 durch den von der Pumpenleitung her wirkenden Druck sowie durch die Schließkraft seiner Schließfeder 19 in der dargestellten Schließlage gehalten, in der es den Durchfluß zu dem nachgeschalteten Sperrventil 11 verschließt. Letzteres wird unter dem Druck seiner Schließfeder 13 sowie ggf· unter dem Druck in dem zugeordneten Arbeitszylinder ebenfalls in Schließstellung gehalten. Damit ist es unmöglich, den mit der Absperrventilvorrichtung über den Anschluß 4 verbundenen Arbeitszylinder mit dem hydraulischen Druckmedium aus der Pumpenleitung zu beaufschlagen, selbst dann nicht, wenn das dem Arbeitszylinder zugeordnete Steuerventil oder ein sonstiges Ventil einer Automatiksteuerung oder einer Gleichlaufsteuerung versagen sollte. Falls das Sperrventil 17 undicht wird, so kann über die Bohrungen 5,9 Hochdruckflüssigkeit in den auf der Abströmseite des Sperrventile s 17 liegenden Raum 27 gelangen. Dieser Raum 27 let aber Über den Verbindungskanal 27 und das geöffnete Hilfsventil 33,35 mit dem Entlaetungs- und Leckkontrollkanal 31 verbunden, so daß sich auf der Abströmseite des Sperrventils 17 kein die Ventilfunktion beeinträchtigender Gegendruck aufbauen kann. Die Leckflüssigkeit fließt über den Kanal 31 nach außen ab, wobei die nach außen abgeführte bzw. abtropfende Leckflüssigkeit für das Bedienungspersonal eine sichtbare Anzeige liefert, daß die Absperrventilvorrichtung bzw. ihr Sperrventil 17 eine Funktionsstöruag hat.

Um den am Verbraucheranschluß 4 angeschlossenen Arbeitszylinder von der Pumpendruckseite her mit Druckflüssigkeit be-

aufschlagen zu körnen, wird über die am Anschluß 3 angeschlossene hydraulische Steuerleitung der Steuerkolben 50 vom Steuerdruck beaufschlagt_β Dabei führt der Steuerkolben 30 zunächst einen Freihub aus, bei dem sich die Ventilkugel 33 des Hilfsventils gegen dem Ventilsitz 33 des Stö- !©Ikolbens legt und damit die Verbindung des Raumes 27 mit Seil Eatlastusigs- und Leckkontrollkanal 31 verschließt _β Beim Heiteres Hub des Steuerkolbens 30 wird der Stö0elkolben 29 mltgemmmen, der dabei mit seinem Stößel das Schließglied. 23 geg©s die Rückstellkraft seiner Schließfeder 19 v©m BitE 24 abhebt, so daß nun das hydraulische Druckmedium von ύ®τ AnsehluSsaite 2 über das geöffnete Sperrventil 17 zu ü@m angesteuerten Sperrventil 11 fließen kann. Das Schließglied 12 des Sperrventils 11 wird durch den Druck gegen die Rückstellkraft seiner Schließfeder 13 vom Ventilsits 14 abgehoben, wodurch die hydraulisch© Verbindung zu dem Verbranc&®ran8®hluß 4 und damit zu dem angeschlossenen Druck- rmm des Arbeitszylinders freigegeben wird. Da bei geöff-. aeter Absperrventilvorrichtung das Hilfsventil 33»35 ge- @©iäl®seen i®t, kann in diesem Betriebszustand keine Druckflüssigkeit über den Verbindungskanal 32 und den Sntlaatimgstamd. Leckk©ntr®llkamal 31 nach außen abfließen,

11 unter seiner' FederschlleBkraft geschlossen» Zugleich wird die Verbindung des auf der Abstri5mseit@ des Sperrventils 17 liegenden Rataaes 17 mit dess Entlastmgs- und Leckkontrollkanal 31 durch Öffnen des Hilfsventil©s 33^35 wieder hergestellt»

— Leerseite

Claims

Anspruch© :

Abaperrve&tilvorrichtung für hydraulische Hochdruck« Systeme, insbesondere für hydraulisch® Ausfca-asysterae Ia !©rgbaubetrieben, mit einem die Verbraucherseite gegenüber der Pumpendruokselte absperrenden Sperrventil,, dessen Schließglied durch ein Steuerglied, Insbesondere einen von eine© hydraulischen Steuerdruck beaufschlagbaren Steu©rk©lben, von seinem Site afciaeb» bar Ist,, dadurch gekennzeichnet ₉ dai d@r Raum (27) auf der AbstrSmseite des Sperrrositils (17) an einen nach außen führ enden Entlastungs»- tsBäd Leckkontrollkanal (31) angeschlossen Ist, und da6 ©In vom Steuerglied (30) betätigtes Hilfsventil (33, 35) vorgesehen Ist, welches den Bntlastungs- uad Leckk®ntrollkanal (31) beim Öffnen des Sperrventils (17) schließt» beim Schließen des Sperrventils dagegen öffnet.

Absperrventilvorrichtung nach lagpruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem In Richtimg des Ptsmpeiidnaeks schlieBenden, ge steuerten Sperrventil (17) @Ia in RlefetuBg dieses Drucks öffnendes, ungesteuert©s Sperrventil (11) nachgeschaltet ist, und daß der Batlastongsland Leokkontrollkan&l (31) an di@ laydrauli- moh® lerhlnämig der "beides Sp©rrve3atlle (11,17) angeschlossen ist«

3ο Absperrventilvorrichtmng nach Anspruch Z₉ dadurch gekennzeichnet , daß beid© Sperrventile (11,17) aus federbelastetem Kugelventilen bestehen«

* ι.

4. Absperrventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (33) des Hilfsventils am Steuerkolben (30) angeordnet ist«

5· Absperrventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerkolben (30) und dem gesteuerten Sperrventil (17) ein Stößelkolben (29) angeordnet ist, der mit einem die Räume auf seinen beiden gegenüberliegenden Kolbenseiten verbindenden Verbindungskanal (32) versehen ist, und daß der nach außen führende Entlastungs- und Leckkontrollkanal (31) in dem Raum zwischen dem Stößelkolben (29) und dea Steuerkolben (30) mündet, der gegenüber dem Stößelkolben einen Freihub hat·

6. Absperrventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelkolben (29) an seiner dem Steuerkolben (30) zugewandten Seite einen Ventilsitz (35) für das am Steuerkolben (30) angeordnete Schließglied (33) des Hilfsventils aufweist.

7· Absperrventilvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (33) des Hilfsventils aus einer Ventilkugel besteht, die in einer Einfassung (34) des Steuerkolbens (30) sitzt.

8. Absperrventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Sperrventil (17) aus einer Ventilpatrone (16) besteht, die mit einem Ventilblock (1)

versohrambt ist, der mit den Anschlüssen (2,3,4) für dl© Pumpendruckleitung, den Verbraucher und ggf_β die Steiserleitung versehen ist,

9®" Absperrventilvorrichtung nach Anspruch 8₉ d a durch gekennzeichnet, da6 die beiden Sperrventile (11,17) in sich rechtwinklig so"ta@±d,enden Bohrungen (6,10) des Ventilblocks (1) angeordnet sind«

10, ATbsperrventilvorriehtumg nach Anspruch 8 oder 9» da-.durch gekennzeichnet, daß der Entiastuags«= und Leckkontrollkanal (31) die das gesteuert© Sperrventil (17) nebst Steuerkolben (30) aufnehmende ₉ gsstufte Bohrung (6) des Ventilblocks (1) rechtwinklig schneidet·

11« Absperrventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1O₉ dadurch gekennzeichnet, d&B di© Yeatilpatrone (16) des gesteuerten Sperrventils (17) eim® in die Bohrung (6) des Ventilblocks (1) dichtend einfassende und das SchlieSglied (23) aufnehmende Btiehs© (21) aisfwaist^ la die von der Gegenseite her der