DE3430526C1

DE3430526C1 - Stempelsteuerventil

Info

Publication number: DE3430526C1
Application number: DE3430526A
Authority: DE
Inventors: Karl 5600 Wuppertal Krieger; Werner Ing.(grad.) 4630 Bochum Reinelt
Original assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal GmbH; Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1984-08-18
Publication date: 1986-02-06
Also published as: CS586085A3; US4694730A; ZA856157B; HU194362B; GB2163237A; CZ278203B6; HUT42151A; GB8519478D0; GB2163237B

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für den hydraulischen Stempel eines Schreitausbaugestells gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Aus der DE-OS 27 49 312 ist eine Steuereinrichtung zum Nachsetzen der Stempel eines hydraulischen Schreitausbaus bekannt, die ein 2/2-Wegeventil als nachgeschaltetes Nachsetzventil aufweist. Beide Wegeventile werden jeweils mit einem Schaltkolben gegen die Schließkraft einer Feder geöffnet. Durch die Schließkraft der Feder ist der Mindestsetzdruck vorgegeben, bei dem das Umschaltventil öffnet und Druckflüssigkeit aus der hochdruckführenden Versorgungsleitung zum Schaltkolben des nachgeschalteten Nachsetzventils einströmt Das geöffnete Nachsetzventil verbindet den Druckraum des Stempels mit der Versorgungsleitung. Der Dichtkegel des Nachsetzventils wird mit einem zweitenSchaltkolbeh' in die Schließstellung zurückgebracht, der eine größere Kolbenfläche aufweist und gegen ein Druckbegrenzungsventil arbeitet, so daß das Ventil bei einem vorgegebenen Stempeldruck abschaltet Der auf beiden Seiten mit Druckflüssigkeit beaufschlagte Schaltkolben kann jedoch vor dem Abschalten eine undefiniterte Schwimmstellung einnehmen. Der Stempel kann auch nicht geraubt werden, wenn das Ventil nicht abgeschaltet ist, weil der große Schaltkolben beim Rauben drucklos geschaltet wird und die auf dem kleinen Kolben anstehende Flüssigkeit von einem Rückschlagventil und dem Druckbegrenzungsventil eingeschlossen bleibt.

Durch die DE-OS 31 28 279 ist ein Steuerventil zum Nachsetzen eines Stempels bekannt, dessen kugelförmig ausgebildeter Schließkörper über Schaltkolben und Schaltstößel in der Weise steuerbar ist, daß Druckflüssigkeit beim Überschreiten eines vorgegebenen Stempelsetzdruckes aus der angeschlossenen Versorgungsleitung in die Stempelsetzleitung selbsttätig eingespeist wird. Der Schließkörper ist durch zwei gegeneinander gerichtete Schaltkolben verstellbar, von denen derjenige mit der größeren Schaltfläche an die zum Druckraum des Stempels führende Setzleitung und der andere an die zum Ringraum des Stempels führende Raubleitung angeschlossen sind. Beim Einleiten des Raubvorgangs sind zunächst beide Schaltkolben auf ihren Schaltflächen'mit Hochdruck aus der Versorgungsleitung beaufschlagt. Das Ventil bleibt dann über die grössere Schaltfläche so lange in der Öffnungsstellung, bis der Druck in der Stempelsetzleitung über das angeschlossene, hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil, das beim Raubvorgang zur Rücklaufleitung geöffnet wird, weitgehend abgebaut ist. Durch einen zeitweiligen Kurzschluß der Versorgungsleitung mit der Rücklaufleitung wird jedoch das Einrauben der Stempel verzögert und die Funktion des hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventilsbeeinträchtigt.

Weitere Nachsetzsteuerungen sind aus der DE-PS 3012 299, der DE-PS 3015 411 und der DE-OS 32 45 729 bekannt. Bei diesen Steuerungen sind jedoch die den Nachsetzvorgang jeweils ausführenden Ventile nicht mit dem Ringraum des zugeordneten Stempels verbunden.

" Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachsetzventil der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Gattung dahingehend zu verbessern bzw. weiterzubilden, daß dessen Schaltverhalten, insbesondere beim Einleiten des Raubvorganges, verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Mitteln gelöst.
Zum Nachsetzen der Stempel wird gemäß der vorliegenden Erfindung nur ein Steuerventil mit einem Ventilkegel benötigt, das aus wenigen, einfach herzustellenden Bauteilen zusammengesetzt ist. Die Abmessungen der einzelnen Bauteile des Steuergeräts sind so aufeinander abgestimmt, daß der Dichtkegel in jeder Schaltstellung durch definierte Kräfte gesteuert ist. Das Steuerventil wird von dem anstehenden Hochdruck in der Druckversorgungsleitung in der Schließstellung gehalten, so lange der vorgegebene Mindestsetzdruck im Stempel nicht erreicht ist. Wird dieser Grenzwert beim Setzen der Stempel überschritten, dann wird der Ventilkegel von dem Druck in der Vorsorgungsleitung gegen die Schließkraft der Schließfeder in der Öffnungsstellung gehalten. Beim Rauben ist wiederum die in Schließrichtung wirkende Kraft in Verbindung mit der Schließ-

feder größer als die in Öffnungsrichtung wirkende Gegenkraft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Steuerventil im Längsschnitt.

Die hydraulischen Stempel des Schreitausbaugestells sowie die daran angeschlossenen Druckleitungen und Steuerventile zur Beaufschlagung der Stempel mit Druckflüssigkeit aus einer Hochdruck ^führenden Versorgungsleitung sind in der Zeichnung nicht dargestellt. An dem nach außen verschlossenen und abgedichteten Ventilgehäuse 1 des Steuerventils sind fünf Anschlüsse 2 bis 5 angeordnet. Der Anschluß 2 ist zur Verbindung mit der Hochdruck P führenden Versorgungsleitung vorgesehen. Mit 3 sind zwei Anschlüsse bezeichnet, über die Druckflüssigkeit aus der Versorungsleitung zu den Druckräumen der Stempel zugeführt wird, wenn das Steuerventil beim Nachsetzvorgang in die Öffnungsstellung geschaltet ist. Mit dem Anschluß 4 ist das Steuerventil an die zu den Druckräumen der Stempel führenden, regulären Stempelsetzleitungen angeschlossen. Der Anschluß 5 verbindet das Steuerventil mit den zu den Ringräumen der Stempel

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führenden Raubleitungen. (A_x — A3) · P> Ff.

Das Steuerventil besitzt einen zylindrischen Schließkörper 6 bis 8 mit einem Ventilkegel 6 im mittleren Der auf der Ringfläche A_x-A₃ anstehende Hoch-Längenbereich. Beiderseits des Ventilkegels 6 sind die druck hält den Ventilkegel 6 selbsttätig gegen die Fezapfenförmigen Enden des Schließkörpers als Schalt- 5 derkraft in der Öffnungsstellung. Aus dieser Relation kolben 7 und 8 ausgebildet und in büchsenförmigen Ein- folgt weiterhin, daß der Ventilkegel 6 selbsttätig in die Sätzen 9,10 und 11 innerhalb einer zentralen Längsboh- Schließstellung zurückfällt, wenn der Hochdruck P in rung 12 des Ventilgehäuses 1 verschiebbar geführt. Der der Versorgungsleitung soweit absinkt, daß die Schließdem Anschluß 5 für die Raubleitungen zugewandte kraft i> der Schließfeder größer ist, als die auf der Ring-Schaltkolben 7, dessen Querschnittsfläche mit A\ be- 10 fläche Ai-A3 wirksame Kraft.

zeichnet ist, wird von einer Schließfeder 13 belastet, die Die beim Rauben der Stempel zu den Ringräumen

den Ventilkegel 6 in der gezeichneten Schließstellung zugeführte Druckflüssigkeit gelangt über den Anschluß auf einem am (oberen) Ende des büchsenförmigen Ein- 5 auf die Schaltfläche A\ des Schaltkolbens 7 und drückt satzes 11 angeordneten Dichtsitz 14 andrückt. Die gebil- den Ventilkegel 6 in die Schließstellung zurück, weil sich dete Dichtfläche A2 ist größer als die Fläche A\ des 15 das Kräfteverhältnis wie folgt verändert hat: Schaltkolbens 7, die wieder größer ist als die Fläche A3

des Schaltkolbens 8 auf der dem Anschluß 4 für die A\ ■ P + F_F> (A_x- A₃) - P.

Stempelsetzleitung zugewandten Seite. Beide Schaltkolben 7 und 8 sind zwischen nicht bezeichneten Dich- Auf diese Weise wird das Steuerventil stets zuverlästungen in den Einsätzen 9 und 11 verschiebbar geführt, 20 sig und genau geschaltet und in der jeweiligen Schaltso daß sie mit ihren Querschnittsflächen A\ und A₃ stellung gehalten.

Schaltflächen bilden. Die Schaltfläche A_x ist über den

Anschluß 5 von der Raubleitung der Stempel in Schließ- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

richtung des Ventilkegels 6 beaufschlagbar. Über die Schaltfläche A₃ wird der Ventilkegel 6 durch Druckflüssigkeit, die über den Anschluß 4 von der Stempelsetzleitung zugeführt wird, in die Öffnungsstellung gebracht.

Die zwischen Ventilkegel 6 und Dichtsitz 14 gebildete Dichtfläche A2 befindet sich zwischen dem Anschluß 2 der Hochdruck P führenden Versorgungsleitung und den Anschlüssen 3 der Nachsetzleitungen für die Stempel. Bei drucklosem Steuerventil wird der Ventilkegel 6 durch die Schließkraft F_F der Schließfeder 13 in der Schließstellung gehalten. Ist das Steuerventil bei drucklosen Anschlüssen 4 und 5 nur über den Anschluß 2 mit Hochdruck P aus der Versorgungsleitung beaufschlagt, dann ist der Ventilkegel 6 durch die Schließkraft Ff der Schließfeder 13 und den auf der zwischen der Dichtfläche A₂ und der federbelasteten Schaltfläche A_x gebildeten Ringfläche At-A_x anstehenden Hochdruck P in Schließrichtung belastet.

Beim Setzen der Stempel gelangt Druckflüssigkeit aus der Stempelsetzleitung zu dem Anschluß 4 und belastet die Schaltfläche A₃ am Schaltkolben 8. Solange der auf der Schaltfläche A3 anstehende Setzdruck einen vorgegebenen Mindestsetzdruck Px nicht überschreitet, bleibt der Ventilkegel 6 in der Schließstellung. Es gilt die Gleichgewichtsbeziehung

(A₂-A_x)-P+Ff > A3-Px.

Steigt jedoch der Druck in den Stempeln soweit an, daß die Beziehung

A₃- Px > (A₂ - A_x)- P+ Ff

erfüllt ist, dann hebt der Ventilkegel 6 vom Ventilsitz 14 ab, wobei der am Anschluß 2 anstehende Hochdruck P über die Anschlüsse 3 zu den Stempeln gelangt.

Die Abmessungen der Querschnittsflächen A_x, A₂ und As des erfindungsgemäßen Steuerventils und die Kraft Fr-· der Schließfeder 13 sind im Verhältnis zueinander so abgestimmt, daß der Ventilkegel 6 vom anstehenden Hochdruck P so lange in der Schließstellung gehalten wird, bis ein vorgegebener Mindestsetzdruck Ρχ von beispielsweise 140 bar erreicht ist.

In der Öffnungsstellung des Ventils besteht die Gleichgewichtsbeziehung

- Leerseite —

Claims

Patentanspruch:

Steuerventil für den Stempel eines hydraulischen Schreitausbaugestells zum Anschluß des Stempeldruckraumes an eine Hochdruck (P) führende Versorgungsleitung mit einem auf der Dichtfläche (A₂) abdichtenden Schließkörper, der durch einen an den Ringraum des Stempels anschließbaren Schaltkolben mit der-Schaltfläche (Ai) und durch eine Schließfeder in Schließrichtung belastbar ist und der von einem zweiten Schaltkolben mit der Schaltfläche (A3) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Mindestsetzdruck (P_x) im Druckraum des Stempels in Öffnungsrichtung verstellbar ist, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Schließkörper mit je einem zapfenförmig ausgebildeten Schaltkolben (7 und 8) an den Enden und einem Dichtkegel (6) im mittleren Längenbereich, dessen Dichtfläche (A₂) größer bemessen ist als die Schaltfläche (Ai) am Schaltkolben (7), die größer ist als die Schaltfläche (A3) am Schaltkolben (8), die wiederum größer ist als die zwischen der Dichtfläche (A₂) und der Schaltfläche (Ai) gebildete Ringfläche (A₂-Ai).