DE3422024A1 - Control valve, in particular for the hydraulic self-advancing support system - Google Patents

Control valve, in particular for the hydraulic self-advancing support system

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DE3422024A1
DE3422024A1 DE19843422024 DE3422024A DE3422024A1 DE 3422024 A1 DE3422024 A1 DE 3422024A1 DE 19843422024 DE19843422024 DE 19843422024 DE 3422024 A DE3422024 A DE 3422024A DE 3422024 A1 DE3422024 A1 DE 3422024A1
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Klaus Dr.-Ing. 5802 Wetter Becker
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Bbs Bergbau-Systeme 4100 Duisburg De GmbH
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Thyssen Industrie AG
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Abstract

The invention relates to a control valve, in particular for the hydraulic self-advancing support system, having a valve housing which has a bore for a slide piston sealed off in stages and also guided in a longitudinally displaceable manner in the bore, radial connection passages leading into the bore, and a bore section of larger diameter being provided in which a sleeve supported on a spring is arranged in a longitudinally displaceable manner, into which sleeve a step of the slide piston plunges in a sealing manner when the slide piston is moved by an allocated drive against the direction of the spring force. To electrically actuate the control valve with rapid switching movements and large switching distances, a bistable magnet drive is to be provided as the drive, which has an axially magnetised permanent magnet, with pole shoes arranged on either side of it and switching coils separately controllable next to the pole shoes, as well as magnetic return parts surrounding the switching coils, and arranged coaxially thereto are an actuating plunger of non-magnetisable material and a cylinder of magnetisable material connected to the actuating plunger and having peripheral rings, and the peripheral rings are at an axial distance apart in such a way that a peripheral ring faces a pole shoe in each of the two switching positions, and furthermore the actuating plunger as well as the slide piston are to have bores which are in alignment with one another and through which a clamping member extends which, at least at one end, ... a ... Original abstract incomplete.

Description

Steuerventil, insbesondere für den hydraulischen Schreitausbau Control valve, especially for hydraulic support

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil, insbesondere für den hydraulischen Schreitausbau im Bergbau, mit einem Ventilgehäuse, das eine Bohrung für einen darin abschnittsweise abgedichtet sowie längsverschieblich aeführten Schieberkolben aufweist, wobei in die Bohrung radiale Anschlußkanäle münden und ein Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser vorgesehen ist, in dem eine auf einer Feder abqestützte Hülse längsverschieblich angeordnet ist, in die eine Stufe des Schieberkolbens abdichtend eintaucht, wenn der Scnieberkolben von einem zugeordneten Antrieb entgegen der Richtung der Federkraft bewegt wird.The invention relates to a control valve, in particular for the hydraulic one Striding support in mining, with a valve housing that has a hole for you in it sealed in sections as well as longitudinally displaceable piston spools, wherein radial connection channels open into the bore and a bore section with larger diameter is provided in which a sleeve supported on a spring Is arranged to be longitudinally displaceable, sealing one step of the slide piston immersed when the spool is driven in the opposite direction by an associated drive the spring force is moved.

Derartige Steuerventile sind bekannt (DE-OS 32 23 591, DE-OS 33 21 972).Such control valves are known (DE-OS 32 23 591, DE-OS 33 21 972).

Sie ermöglichen eine kompakte Bauweise mit verhältnismäßig qroßen Strömungsquerschnitten, so daß sie auch für Ul- und Wasserhydraulik eingesetzt werden können. Ein wesentlicher Vorteil derartiger Steuerventile ist, daß die Umfangsdichtungen des Schieberkolbens in jedem Betriebszustand aeschützt angeordnet sind und vom Strömungsmedium nicht beaufschlagt werden, so daß große Strömungsgeschwindigkeiten zugelassen werden können und auch verschmutzte Hydraulikflüssigkeiten den Ventilbetrieb nicht beeinträchtigen. Diese Steuerventile werden in der Regel von der Außenseite des Gehäuses her betätigt, beispielsweise durch Hebelgetriebe, die von Hand betätigt werden. Daneben gibt es auch elektromagnetische Antriebe für Ventile, die in Arbeitsstellung ständig unter Strom stehen und einer separaten hydraulischen Vorsteuerung bedürfen, um die Schaltkraft des Ventilschieberkolbens zu überwinden. Das bedingt neben hohem Energieverbrauch vor allem eine qroße Störungsanfälligkeit und Verschleiß bei verschmutzter Hydraulikflüssigkeit.They allow a compact design with relatively large Flow cross-sections, so that they can also be used for ultrasonic and water hydraulics can. A major advantage of such control valves is that the peripheral seals of the spool are arranged in every operating state and protected from the flow medium are not acted upon, so that high flow velocities are permitted and contaminated hydraulic fluids do not affect valve operation. These control valves are usually operated from the outside of the housing, for example by lever gears that are operated by hand. Besides gives There are also electromagnetic actuators for valves, which are constantly in the working position are energized and require a separate hydraulic pilot control to control the To overcome switching force of the valve spool. This not only requires high energy consumption above all a high susceptibility to failure and wear when the hydraulic fluid is contaminated.

Eine nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung hat ein bistabiles magnetisches Antriebs- und Stellglied zum Gegenstand (deutsche Patentanmeldung P 34 02 768.8), das sich durch kurze Schaltzeiten und große Schaltwege auszeichnet. Dieses arbeitet mit einem Dauermagneten, Polschuhen und Schaltspulen in einem aus Rückschlußteilen gebildeten Gehäuse, in dem ein vom Magneten betätigbarer Zylinder angeordnet ist.A non-prepublished patent application has a bistable magnetic Drive and actuator on the subject (German patent application P 34 02 768.8), which is characterized by short switching times and large switching paths. This works with a permanent magnet, pole pieces and switching coils in one of yoke parts formed housing in which a cylinder actuated by the magnet is arranged.

Dieses Antriebs- und Stellglied entwickelt in den Schaltstellungen ohne Zufuhr elektrischer Energie hinreichend große Haltekräfte. Lediglich zum Schalten werden die Schaltspulen mit elektrischer Energie versorgt.This drive and actuator developed in the switching positions holding forces sufficiently large without the supply of electrical energy. Only for switching the switching coils are supplied with electrical energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil mit einem elektrisch betätigbaren Antrieb auszurüsten, der in kompakter Bauweise mit dem Steuerventil schnelle Schaltbewegungen und große Schaltwege ermöglicht und dessen Zusammenbau mit dem Ventil einfach und mit geringen Toleranzanforderungen durchzuführen ist.The invention is based on the object of a control valve with a to equip electrically operated drive, the compact design with the control valve enables rapid switching movements and long switching travel and its assembly can be carried out with the valve easily and with low tolerance requirements.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Antrieb ein bistabiler Magnettrieb vorgesehen ist, der einen axial magnetisierten Dauermagneten mit beidseits davon angeordneten Polschuhen und neben den Polschuhen getrennt steuerbare Schaltspulen sowie diese umgebende Rückschlußteile aufweist, wobei koaxial dazu ein Betätigungsstößel aus nichtmagnetisierbarem Material und ein mit diesem verbundener Zylinder aus magnetisierbarem Material mit Umfangsringen anqeordnet sind und die Umfangsringe einen axialen Abstand derart aufweisen, daß in jeder der beiden Schaltstellungen ein Umfangsring einem Pol schuh gegenübersteht, und daß der Betätigungsstößel sowie der Schieberkolben miteinander fluchtende Bohrunqen aufweisen, durch die sich ein Spannglied erstreckt, das an wenigstens einem Ende eine Spanneinrichtung zum gegenseitigen Verspannen von Betätigungsstößel und Schieberkolben aufweist.This object is achieved in that a bistable drive is used Magnet drive is provided, which has an axially magnetized permanent magnet on both sides therefrom arranged pole pieces and next to the pole pieces separately controllable switching coils as well as these surrounding yoke parts, with an actuating plunger coaxial therewith made of non-magnetizable material and a cylinder connected to this made of magnetizable material Material are arranged with circumferential rings and the circumferential rings have an axial distance have such that in each of the two switching positions a circumferential ring one Pole shoe faces, and that the actuating tappet and the slide piston have aligned bores through which a tendon extends, a clamping device for at least one end mutual Has bracing of the actuating plunger and slide piston.

Eine solche fluchtende Anordnung von Steuerventil und Antrieb ist sehr kompakt und besitzt eine nur qeringe Bauhöhe, wobei sowohl das Steuerventil als auch der Antrieb im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein können. Die Verbindung zwischen Betätigungsstößel und Schieberkolben erfolgt iiber das Spannglied, welches dafür sorgt, daß der Schieberkolben der Bewegung des vom Zylinder mitgenommenen Betätigungsstößels des Antriebs in beiden Richtungen folgt. Dabei hat es sich als äußerst vorteilhaft aezeigt, daß das Spannglied eine relativ große radiale Toleranz für die fluchtende Verbindung zwischen dem Betätigungsstößel und dem Ventilkolben zuläßt und daher die Schaltkraft erhöhende Seitenreibungskräfte am Stößel und/oder am Ventilkolben vermieden sind, auch wenn die beiden einander zugeordneten Bohrungen nicht exakt eine gemeinsame Fluchtlinie ihrer Mittelachsen haben.Such an aligned arrangement of control valve and drive is very compact and has a height of only qeringe, with both the control valve as well as the drive can be essentially cylindrical. The connection between the actuating tappet and the slide piston takes place via the tensioning element, which ensures that the spool of the movement of the driven by the cylinder Actuating plunger of the drive follows in both directions. It turned out to be extremely advantageous ae shows that the tendon has a relatively large radial tolerance for the aligned connection between the actuating tappet and the valve piston allows and therefore the shift force increasing lateral friction forces on the plunger and / or are avoided on the valve piston, even if the two associated bores do not have exactly a common line of alignment of their central axes.

Zweckmäßig wird der Betätigungsstößel über eine Ausgleichsscheibe aus einem stoßdämpfenden Werkstoff auf dem Schieberkolben abgestützt, um die beim Schalten auftretenden mechanischen Stoßkräfte zu dämpfen.The actuating tappet is expediently via a compensating disk made of a shock-absorbing material supported on the spool to reduce the Switching to dampen occurring mechanical shock forces.

Die Ausgleichsscheibe kann aus Kunststoff, insbesondere aus einem Dauer-Thermoplasten, wie Polymethylenoxid, bestehen. Der Betätigungsstößel besteht zweckmäßig aus Messing, damit er einerseits eine hinreichende Stabilität aufweist und andererseits mit dem ihn umgebenden Zylinder aus magnetisierbarem Material auf einfache Weise verbindbar ist.The shim can be made of plastic, in particular from a Permanent thermoplastics such as polymethylene oxide exist. The actuating tappet consists expediently made of brass so that it has sufficient stability on the one hand and on the other hand with the cylinder made of magnetizable material surrounding it can be easily connected.

Zur Begrenzung der Schaltwege sollen die Rückschlußteile des Antriebs aus topfartigen Bauteilen bestehen, deren Böden in Achsrichtung justierbare Anschläge für den Zylinder bilden und Durchgangsöffnungen für den Betätigungsstößel aufweisen. Diese topfartigen Rückschlußteile konzentrieren im übrigen auch den magnetischen Fluß zwischen dem Dauermagneten, einem seiner Pol schuhe, dem diesen Pol schuh jeweils gegenüberliegenden Umfangsring des Zylinders und dem Zylinder selbst. Mit Hilfe der justierbaren Anschläge kann der Hub und die Kraft-Weg-Kennlinie des Magnettriebs an die vom betreffenden Steuerventil gegebenen Anforderungen angepaßt werden, so daß, insbesondere bei der Fertigung und wegen der problemlosen Spannglied-Verbindung auch bei Umstellung im Betrieb, eine kleine Sortimentbreite der Lagerhaltung und gut beherrschbare Hantierungen sich ergeben.To limit the switching travel, the return parts of the drive should consist of pot-like components, the bottoms of which can be adjusted in axial direction Form for the cylinder and have through openings for the actuating plunger. These pot-like return yoke parts also concentrate the magnetic ones Flux between the permanent magnet, one of its pole shoes, which this pole shoe in each case opposite circumferential ring of the cylinder and the cylinder itself. With the help of the adjustable stops can be the stroke and the force-displacement curve of the magnetic drive to those given by the relevant control valve Adapted to requirements so that, especially during manufacture and because of the problem-free tendon connection even with conversion in the company, a small range of storage and easily controllable handling results.

Eine bevorzuqte Ausführungsform liegt darin, daß als Spannglied ein Draht eingesetzt wird, der insbesondere an wenigstens einem Ende ein Gewinde für ein darauf aufdrehbares, am Betätigungsstößel oder am Schieberkolben abqestütztes Verschlußstück aufweist. 7ur Zentrierung des Drahtes in den miteinander fluchtenden Bohrungen von Schieberkolben und Retätiqunqsstößel kann das Verschlußstück außen einen Konus aufweisen und damit in einem konischen Bohrungsabschnitt eingreifen.A preferred embodiment is that as a tendon Wire is used, which has a thread for at least one end in particular one that can be screwed onto it and is supported on the actuating tappet or on the slide piston Has closure piece. 7ur centering the wire in the aligned The locking piece can have holes in the slide piston and retainer plunger on the outside have a cone and thus engage in a conical bore section.

Die Längenelastizität des Drahtes und dessen innerer freier Verlauf vereinfachen den Zusammenbau des Ventils mit dem Magnettrieb erheblich.The length elasticity of the wire and its internal free course simplify the assembly of the valve with the magnetic drive considerably.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, an jedem Ende des Drahtes ein Verschlußstück anzuordnen. Man kann den Draht aber auch lediglich an einem Ende mit einem Verschlußstück ausrüsten und am anderen Ende einen verdickten Kopf anbringen, der am Ende der Bohrung des Betätigungsstößels oder des Schieberkolbens abgestützt ist.Basically there is the option of one at each end of the wire To arrange closure piece. However, you can only use the wire at one end equip with a locking piece and attach a thickened head to the other end, which is supported at the end of the bore of the actuating tappet or the slide piston is.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbei spiel der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil für den hydraulischen Schreitausbau, wobei in der linken Seite der Figur die Ruhestellung und auf der rechten Seite der Obergang von der Ruhein die Arbeitsstellung dargestellt ist, Fig. 2 teilweise den Gegenstand nach Figur 1 in Arbeitsstellung.In the following an embodiment shown in the drawing game of the invention explained; 1 shows a longitudinal section through a control valve for the hydraulic support structure, with the rest position in the left side of the figure and on the right-hand side the transition from rest to working position is shown is, Fig. 2 partially the object of Figure 1 in the working position.

Das dargestellte Steuerventil besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einer durchgehenden, mittigen Bohrung 2 für einen darin verschieblich angeordneten Schieberkolben 3. In die Bohrung 2 münden in axialer Richtung untereinander ein zu einem Tank führender Kanal 4, ein zum Verbraucher führender Kanal 5 und ein zu einer Pumpe führender Kanal 6.The control valve shown has a substantially cylindrical one Housing 1 with a continuous, central bore 2 for one slidable therein arranged slide piston 3. In the bore 2 open in the axial direction one below the other a channel 4 leading to a tank, a channel 5 leading to the consumer and a Channel 6 leading to a pump.

Der Schieberkolben 3 besitzt im Bereich seines oberen Endes eine Umfangsdichtung 7, die mit dem Bohrungsabschnitt oberhalb des Kanals 4 dichtet.The slide piston 3 has a circumferential seal in the region of its upper end 7, which seals with the bore section above the channel 4.

Ferner besitzt der Schieberkolben 3 eine Einschnürung 8, deren axiale Länge etwa dem Abstand der Kanäle 4 und 5 entspricht. Im Anschluß an die Einschnürung 8 ist wiederum eine Umfangsdichtung 9 angeordnet, die bei der in Figur 1 auf der linken Seite dargestellten Ruhestellung mit dem unmittelbar dem Kanal 5 benachbarten Bohrungsabschnitt dichtet.Furthermore, the slide piston 3 has a constriction 8, the axial Length roughly corresponds to the distance between channels 4 and 5. Following the constriction 8, in turn, a circumferential seal 9 is arranged, which in the case of FIG The rest position shown on the left with the one directly adjacent to the channel 5 Bore section seals.

Ausgehend von dem unteren, zur Pumpe führenden Kanal 6 erstreckt sich in Richtung auf den nächsten Kanal 5 ein Bohrungsabschnitt 10 mit gegenüber der Bohrung 2 vergrößertem Durchmesser. In diesem Bohrungsabschnitt 10 befindet sich eine Hülse 11, die einen Außenbund 12 besitzt, an dem eine Schraubenfeder 13 abgestützt ist, deren anderes Ende auf einer den Bohrungsabschnitt 10 begrenzenden Stufe 14 aufliegt.Starting from the lower channel 6 leading to the pump extends in the direction of the next channel 5 a bore section 10 with opposite the Bore 2 enlarged diameter. In this bore section 10 is located a sleeve 11 which has an outer collar 12 on which a helical spring 13 is supported the other end of which is on a step 14 delimiting the bore section 10 rests.

Die Hülse 11, deren Außenbund 12 zur Mittelachse des Steuerventils hin abgeschwächt ist, besitzt einen Innendurchmesser, der genauso aroß ist wie der Durchmesser der Bohrung 2. Am unteren Ende besitzt die Hülse 11 einen Innenbund 15 als Widerlager für eine Stufe 16 am Schieberkolben 3. Die axiale Länge der Hülse 11 entspricht wenigstens dem Abstand der Stufe 16,von der benachbarten Umfangsdichtung 9.The sleeve 11, its outer collar 12 to the central axis of the control valve is weakened towards, has an inner diameter that is just as large as the Diameter of the bore 2. At the lower end, the sleeve 11 has an inner collar 15 as an abutment for a step 16 on the slide piston 3. The axial length of the sleeve 11 corresponds at least to the distance between the step 16 and the adjacent circumferential seal 9.

Im Bereich seines unteren Endes besitzt der Schieberkolben 3 wiederum eine Umfangsdichtung 17, die mit dem untersten Abschnitt der Bohrung 2 dichtet.In the area of its lower end, the slide piston 3 again has a circumferential seal 17 which seals with the lowermost section of the bore 2.

Auf der oberen Stirnseite des Gehäuses 1 ist eine Zentrierausnehmung 18 vorgesehen, in die ein zugeordneter Zentriervorsprung 19 eines Antriebsgehäuses eingreift. Das Gehäuse 1 und das Antriebsgehäuse sind miteinander verschraubt (bei 41), wobei die Zentrierungstoleranz relativ groß bemessen, insbesondere auf eine engtolerierte Verstiftung verzichtet werden kann. Dieses Antriebsgehäuse wird von zwei topfartigen Rück schlußteilen 20,21 gebildet, die mit ihren offenen Seiten unter Zwischenschaltung eines ringförmigen, axial magnetisierten Dauermagneten 22 mit beidseits angeordneten ringförmigen Pol schuhen 23,24 gegeneinandergesetzt sind. Die Außendurchmesser der Rückschlußteile 20,21 sowie des Dauermagneten 22 und der Pol schuhe 23,24 sind gleich. Die Innendurchmesser des Dauermagneten 22 und der Polschuhe 23,24 sind kleiner als die Innendurchmesser der Rückschlußteile 20,21, so daß in den gebildeten Ringraum Schaltspulen 25,26 untergebracht werden können. Die Böden der Rückschlußteile 20,21 können als justierbare Anschläge für den Zylinder 27 ausgebildet sein, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist.On the upper face of the housing 1 is a centering recess 18 is provided, in which an associated centering projection 19 of a drive housing intervenes. The housing 1 and the drive housing are screwed together (for 41), the centering tolerance being relatively large, in particular to a close-tolerance pinning can be dispensed with. This drive housing is from two pot-like back circuit parts 20,21 formed with their open sides with the interposition of an annular, axially magnetized permanent magnet 22 with ring-shaped pole shoes arranged on both sides 23,24 are set against one another. The outside diameter of the back yoke parts 20, 21 as well as the permanent magnet 22 and the pole shoes 23,24 are the same. The inside diameter of the permanent magnet 22 and the pole shoes 23, 24 are smaller than the inner diameter of the return path parts 20,21, so that switching coils 25,26 are accommodated in the annular space formed can. The bottoms of the back yoke parts 20,21 can be used as adjustable stops for the cylinder 27 may be formed, which is not shown in the drawing.

In dem zwischen den Schaltspulen 25,26 bzw. dem Dauermagneten 22 und den Polschuhen 23,24 freigehaltenen zylindrischen Raum ist ein Zylinder 27 aus magnetisierbarem Material angeordnet, der auf seiner Außenseite zwei einstückig damit ausgebildete Umfangsringe 28,29 trägt, deren axialer Abstand größer ist als der axiale Abstand der Pol schuhe 23,24 und insbesondere so qroß ist, daß in jeder der beiden möglichen Schaltstellungen ein Umfangsring einem Pol schuh gegenübersteht.In the between the switching coils 25,26 and the permanent magnets 22 and the pole pieces 23,24 kept free cylindrical space is a cylinder 27 made of magnetizable Material arranged, the two integrally formed therewith on its outside Carries circumferential rings 28,29, the axial spacing of which is greater than the axial spacing The pole shoes 23, 24 and in particular are so large that in each of the two possible Switching positions a circumferential ring faces a pole shoe.

Der Zylinder 27 umschließt einen Betätigungsstößel 30 aus nichtmagnetisierbarem Material, beim Ausführungsbeispiel aus Messing. Der Betätigungsstößel 30 erstreckt sich axial über den Zylinder 27 hinaus durch zugeordnete Uffnungen 31,32 in den Böden der Rückschlußteile 20,21. Das dem Schieberkolben 3 zugewandte Ende des Betätigungsstößels 30 ist über eine Ausgleichsscheibe 33 aus Kunststoff auf der entsprechenden Stirnseite des Schieberkolbens 3 abgestützt. Die Ausgleichsscheibe 33 weist bei der dargestellten Ausführung einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser der Bohrung 2 entspricht.The cylinder 27 encloses an actuating plunger 30 made of non-magnetizable Material, in the exemplary embodiment made of brass. The actuating plunger 30 extends axially beyond the cylinder 27 through associated openings 31,32 in the Bottoms of the back yoke parts 20, 21. The end of the actuating tappet facing the slide piston 3 30 is on a shim 33 made of plastic on the corresponding end face of the spool 3 is supported. The shim 33 has in the illustrated Execution has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the bore 2.

Der Betätigungsstößel 30 besitzt eine durchgehende Bohrung 34, die mit einer entsprechenden, durchgehenden Bohrung 35 des Schieberkolbens 3 in der Weise fluchtet, daß die Mittellinien der beiden Bohrungen 34,35 im Rahmen der vorstehend bereits angesprochenen radialen Toleranz-für die Gehäuseverschraubung nur angenähert auf einer gemeinsamen Fluchtlinie lieqen. Durch die Bohrungen 34,35 erstreckt sich ein Draht 36, der an beiden Enden Gewinde für darauf aufschraubbare Verschlußstücke 37,38 aufweist. Die Verschlußstücke 37,38 besitzen konisch zulaufende Enden, die in zugeordnete konische Bohrungsabschnitte 39 am oberen Ende des Betätigungsstößels 30 bzw. am unteren Ende des Schieberkolbens 3 eingreifen. Mit Hilfe der Verschlußstücke 37,38 und des Drahtes 36 werden der Betätigungsstößel 30 und der Schieberkolben 3 in axialer Richtung so miteinander verspannt, daß der Schieberkolben 3 den axialen Bewegungen des Betätigungsstößels 30 bzw. des damit fest verbundenen Zylinders 27 unmittelbar folgt. Letzteres geschieht zuverlässig nicht nur im Bereich der genannten radialen Toleranz, sondern wegen der Längenelastizität des Drahtes 36 auch im Falle einer nicht übermäßigen Schrägstellung der miteinander verschraubten Gehäuse 1 mit 20,21.The actuating plunger 30 has a through bore 34 which with a corresponding, through bore 35 of the spool 3 in the Way that the center lines of the two holes 34,35 in the context of the above Already mentioned radial tolerance for the housing screw connection only approximated lie on a common alignment. Extends through the bores 34,35 a wire 36 with threads at both ends for locking pieces that can be screwed onto it 37.38. The closure pieces 37,38 have tapered ends that into associated conical bore sections 39 at the upper end of the actuating plunger 30 or at the lower end of the spool 3 intervention. With help the locking pieces 37,38 and the wire 36 are the actuating plungers 30 and the slide piston 3 clamped together in the axial direction so that the slide piston 3 the axial movements of the actuating plunger 30 or the one firmly connected to it Cylinder 27 immediately follows. The latter happens reliably not only in the area the mentioned radial tolerance, but because of the length elasticity of the wire 36 even in the case of a not excessive inclination of the screwed together Housing 1 with 20.21.

Das dargestellte Schaltventil arbeitet wie folgt: Bei der auf der linken Seite der Figur 1 dargestellten Ruhestellung hält der mit gestrichelten Linien angedeutete magnetische Fluß 40 des Dauermagneten 22 den Zylinder-27 am Boden 21 des oberen Rückschlußteils, wobei dieser Boden ein Widerlager für die entsprechende Stirnseite des Zylinders 27 bildet. Über den Draht 36 wird auch der Schieberkolben 3 in seiner oberen Ruhestellung gehalten, bei der die Einschnürung 8 eine Verbindung zwischen dem zum Verbraucher führenden Kanal 5 und dem zum Tank führenden Kanal 4 herstellt. Der Pumpendruck im Kanal 6 wird von den Umfangsdichtungen 9 und 17 aufgefangen.The switching valve shown works as follows: In the case of the The rest position shown on the left side of FIG. 1 is held by the dashed line indicated magnetic flux 40 of the permanent magnet 22 the cylinder 27 at the bottom 21 of the upper back yoke part, this bottom an abutment for the corresponding Forms the end face of the cylinder 27. The slide piston is also via the wire 36 3 held in its upper rest position, in which the constriction 8 is a connection between the channel 5 leading to the consumer and the channel leading to the tank 4 manufactures. The pump pressure in the channel 6 is controlled by the circumferential seals 9 and 17 caught.

Soll der Schieberkolben aus der dargestellten Ruhestellung in die in Figur 2 dargestellte Arbeitsstellung gebracht weden, dann wird die Schaltspule 26 mit einem schwachen Schaltstrom versorgt, der ausreicht, den magnetischen Fluß 40 des Dauermagneten 22 zu kompensieren, so daß die Haftkräfte zwischen dem Zylinder 27 und dem Boden des Rückschlußteils 21 aufgehoben werden. Gleichzeitig erhält die Schaltspule 25 einen starken elektrischen Impuls und zieht dadurch den Zylinder 27 nach unten. Der vom Zylinder 27 mitgenommene Betätigungsstößel 30 treibt über die Ausgleichsscheibe 33 auch den Schieberkolben 3 in entsprechende Richtung. Dabei bewegt sich die Umfangsdichtung 9 zunächst in die Hülse se 11, bis die Stufe 16 des Schieberkolbens 3 auf den Innenbund 15 der Hülse 11 trifft und diese gegen die Wirkung der umgebenden Schraubenfeder 13 mitnimmt. Dieser Zustand ist auf der rechten Seite der Figur 1 dargestellt.Should the slide piston move from the rest position shown into the Weden brought the working position shown in Figure 2, then the switching coil 26 supplied with a weak switching current sufficient to control the magnetic flux 40 of the permanent magnet 22 to compensate, so that the adhesive forces between the cylinder 27 and the bottom of the back yoke part 21 are canceled. At the same time, the Switching coil 25 emits a strong electrical pulse and thereby pulls the cylinder 27 down. The actuating plunger 30 carried along by the cylinder 27 overdrives the compensating disk 33 and the slide piston 3 in the corresponding direction. Included the circumferential seal 9 first moves into the sleeve 11 until the step 16 of the slide piston 3 meets the inner collar 15 of the sleeve 11 and this against the Effect of the surrounding helical spring 13 takes with it. This condition is on the right Side of Figure 1 shown.

Bei weiterer Abwärtsbewegung des Schieberkolbens 3 wird der zum Tank führende Kanal 4 von dem oberen, mit der Umfangsdichtung 7 versehenen Abschnitt des Schieberkolbens 3 verschlossen und die Einschnürung 8 stellt eine Verbindung zwischen dem zum Verbraucher führenden Kanal 5 sowie über den Bohrungsabschnitt 10 mit größerem Durchmesser den zur Pumpe führenden Kanal 6 her. Die Umfangsdichtung 9 ist dabei nach wie vor gegen Strömungskräfte qeschützt in der Hülse 11 angeordnet.With further downward movement of the spool 3 it becomes a tank leading channel 4 from the upper, provided with the circumferential seal 7 section of the slide piston 3 closed and the constriction 8 provides a connection between the channel 5 leading to the consumer and via the bore section 10 with a larger diameter, the channel 6 leading to the pump. The circumferential seal 9 is arranged in the sleeve 11 so as to be protected against flow forces.

Die Abwärtsbewegung des Schieberkolbens 11 endet, wenn die untere Stirnseite des Zylinders 27 auf den als Widerlager dienenden Boden des unteren Rückschlußteils 20 trifft. Dann liegt der obere Umfangsring 29 des Zylinders 22 qegenüber dem oberen Polschuh 24 und der magnetische Fluß 40 qeht durch das untere Rückschlußteil 20, wobei entsprechende Haftkräfte zwischen dem Boden dieses Rückschlußteils 20 und dem Zylinder 27 wirksam werden, ohne daß die Stromversorgunq der Schaltspulen 25,26 aufrechterhalten werden müßte. Durch entsprechende Beaufschlagung der Schaltspulen kann das Steuerventil wieder in die Ruhestellung zurückgeführt werden.The downward movement of the spool 11 ends when the lower Front side of the cylinder 27 on the bottom of the lower back yoke part serving as an abutment 20 hits. Then the upper peripheral ring 29 of the cylinder 22 lies opposite the upper one Pole shoe 24 and the magnetic flux 40 qeht through the lower return path part 20, corresponding adhesive forces between the bottom of this back yoke part 20 and the cylinder 27 become effective without the Stromversorgunq the switching coils 25,26 should be maintained. By applying appropriate pressure to the switching coils the control valve can be returned to the rest position.

Die Schaltbewegungen sind innerhalb von Millisekunden abgeschlossen.The switching movements are completed within milliseconds.

Nach Erreichen der Schaltstellungen ist keine weitere Zufuhr elektrischer Energie notwendig. Die Schaltwege sind so groß, daß qroßdimensionierte Kanäle für Pumpe, Tank und Verbraucher vorgesehen werden können. Auf eine störungsanfällige hydraulische Vorsteuerung kann verzichtet werden. Insbesondere hat sich das Steuerventil auch bei Hydraulikflüssigkeiten, wie Wasser, Ul und deren Emulsionen, bewährt, die im Betrieb verschmutzen. Im untertägigen Bergbau ist es vielfachunvermeidlich, daß die Hydraulikflüssigkeiten mit körnigen Feststoffen, wie Quarzsand oder deryleichen, verunreinigt sind.After the switch positions have been reached, there is no further electrical supply Energy necessary. The switching paths are so large that large channels for Pump, tank and consumer can be provided. On a failure-prone hydraulic pilot control can be dispensed with. In particular, the control valve has also with hydraulic fluids such as water, Ul and their emulsions, proven that contaminate during operation. In underground mining it is often inevitable that the hydraulic fluids with granular solids, such as quartz sand or dery oaks, are contaminated.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gehäuse 30 Betätigungsstößel 2 Bohruno 31 Öffnung 3 Schieberkolben 32 Öffnung 4 Kanal für Tank 33 Ausgleichsscheibe 5 Kanal für Verbraucher 34 Bohrung 6 Kanal für Pumpe 35 Bohrung 7 Umfangsdichtung 36 Draht 8 Einschnürung 37 Verschlußstück 9 Umfangsdichtung 38 Verschlußstück 10 Bohrungsabschnitt 39 Bohrungsabschnitt 11 Hülse 40 magn. Fluß 12 Außenbund 41 Verschraubung 13 Schraubenfeder 14 Stufe 15 Innenbund 16 Stufe 17 Umfangsdichtung 18 Zentrierausnehmung 19 Zentriervorsprung 20 Rückschlußteil 21 Rückschlußteil 22 Dauermagnet 23 Polschuh 24 Pol schuh 25 Schaltspule 26 Schaltspule 27 Zylinder 28 Umfangsring 29 Umfangsring - L e e r s e i t e - REFERENCE SIGNS LIST 1 Housing 30 Actuating plunger 2 Bohruno 31 opening 3 spool 32 opening 4 channel for tank 33 compensating disc 5 channel for consumer 34 Bore 6 Channel for pump 35 Bore 7 Circumferential seal 36 Wire 8 Constriction 37 Closure piece 9 circumferential seal 38 Closure piece 10 bore section 39 bore section 11 sleeve 40 magn. Flux 12 outer collar 41 screw connection 13 coil spring 14 stage 15 inner collar 16 step 17 circumferential seal 18 centering recess 19 centering projection 20 return part 21 return part 22 permanent magnet 23 pole shoe 24 pole shoe 25 switching coil 26 switching coil 27 cylinder 28 circumferential ring 29 circumferential ring - L e e r s e t e -

Claims (10)

Patentansprüche: 1. Steuerventil, insbesondere für den hydraulischen Schreitausbau, mit einem Ventilgehäuse, das eine Bohrung für einen darin abschnittsweise abgedichtet sowie längsverschieblich geführten Schieberkolben aufweist, wobei in die Bohrung radiale Anschlußkanäle münden und ein Bohrungsabschnitt mit großem Durchmesser vorgesehen ist, in dem eine auf einer Feder abgestützte Hülse längsverschieblich angeordnet ist, in die eine Stufe des Schieberkolbens abdichtend eintaucht, wenn der Schieberkolben von einem zugeordneten Antrieb entgegen der Richtung der Federkraft bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein bistabiler Magnettrieb vorgesehen ist, der einen axial magnetisierten Dauermagneten (22) mit beidseits davon angeordneten Polschuhen (23,24) und neben den Polschuhen (23,24) getrennt steuerbaren Schaltspulen (25,26) sowie diese umgebende Rückschlußteile (20,21) aufweist, wobei koaxial dazu ein Betätigungsstößel (30).aus nichtmagnetisierbarem Material und ein mit diesem verbundener Zylinder (27) aus magnetisierbarem Material mit Umfangsringen (28,29) angeordnet sind und die Umfangsringe (28,29) einen axialen Abstand derart aufweisen, daß in jeder der beiden Schaltstellungen ein Umfangsring einem Pol schuh gegenübersteht, und daß der Betätigungsstößel (30) sowie der Schieberkolben (3) miteinander fluchtende Bohrungen (34,35) aufweisen, durch die sich ein Spannglied (36) erstreckt, das an wenigstens einem Ende eine Spanneinrichtung (37,38) zum gegenseitigen Verspannen von Betätigungsstößel (30) und Schieberkolben (3) aufweist.Claims: 1. Control valve, especially for the hydraulic one Schreitausbau, with a valve housing that has a hole in it for you in sections sealed and longitudinally displaceably guided slide piston, wherein in the bore opening radial connection channels and a bore section with a large diameter is provided in which a sleeve supported on a spring is longitudinally displaceable is arranged, in which a step of the spool is sealingly immersed when the slide piston from an associated drive against the direction of the spring force is moved, characterized in that the drive is a bistable magnetic drive is provided, which has an axially magnetized permanent magnet (22) with both sides therefrom arranged pole pieces (23,24) and next to the pole pieces (23,24) separated controllable switching coils (25,26) as well as these surrounding return path parts (20,21), an actuating plunger (30) made of non-magnetizable material coaxially with it and a cylinder (27) connected to this and made of magnetizable material with circumferential rings (28,29) are arranged and the circumferential rings (28,29) an axial distance in such a way have that in each of the two switching positions a circumferential ring a pole shoe facing, and that the actuating tappet (30) and the slide piston (3) have aligned bores (34,35) through which a tendon extends (36) extends, which at least one end has a clamping device (37,38) for mutual Has bracing of the actuating tappet (30) and slide piston (3). 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (30) über eine Ausgleichsscheibe (33) aus einem stoßdämpfenden Werkstoff auf dem Schieberkolben (3) abgestützt ist.2. Control valve according to claim 1, characterized in that the actuating tappet (30) via a shim (33) made of a shock-absorbing material on the Spool (3) is supported. 3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsscheibe (33) aus Kunststoff besteht.3. Control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the shim (33) is made of plastic. 4. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kuiststoff ein Dauer-Thermoplast, z.B. Polymethylenoxid, ist.4. Control valve according to claim 5, characterized in that the Kuiststoff is a permanent thermoplastic such as polymethylene oxide. 5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (30) aus Messing besteht. 5. Control valve according to one of claims 1 - 4, characterized in that that the actuating plunger (30) is made of brass. 6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlußteile (20,21) des Antriebs aus topfartigen Bauteilen bestehen, deren Böden in Achsrichtung justierbare Anschläge für den Zylinder (27) bilden und Durchgangsöffnungen (31,32) für den Betätigungsstößel (30) aufweisen. 6. Control valve according to one of claims 1 - 5, characterized in that that the return path parts (20, 21) of the drive consist of pot-like components, the bottoms of which form axially adjustable stops for the cylinder (27) and Have through openings (31,32) for the actuating plunger (30). 7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied ein Draht (36) ist. 7. Control valve according to one of claims 1 - 6, characterized in that that the tendon is a wire (36). 8. Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch qekennzeichnet, daß der Draht (36) an wenigstens einem Ende ein Gewinde für ein darauf aufdrehbares, am Betätigungsstößel (30) oder am Schieberkolben (3) abgestütztes Verschlußstück (37,38) aufweist.8. Control valve according to claim 7, characterized in that the wire (36) at least one end has a thread for an actuating plunger that can be screwed onto it (30) or on the slide piston (3) supported closure piece (37,38). 9. Steuerventil nach Anspruch 8, dadurch aekennzeichnet, daß das Verschlußstück (37,38) außen einen Konus aufweist und damit in einen konischen Bohrungsabschnitt (39) eingreift. 9. Control valve according to claim 8, characterized in that the Closure piece (37, 38) has a cone on the outside and thus in a conical bore section (39) intervenes. 10. Steuerventil nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (36) am anderen Ende einen verdickten Kopf aufweist und damit am Ende der Bohrung (34,35) des Betätiungsstößels (30) oder des Schieberkolbens (3) abgestützt ist.10. Control valve according to one of claims 7 - 9, characterized in that that the wire (36) has a thickened head at the other end and thus at the end the bore (34,35) of the actuating plunger (30) or the slide piston (3) is.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899180A3 (en) * 1997-08-26 2001-01-10 CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH Apparatus for controlling a double acting steering cylinder
EP3945232A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-02 MSG Mechatronic Systems GmbH Actuator for a valve for a motor vehicle

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