DE3541870A1 - Hydraulikventil fuer den bergbau - Google Patents
Hydraulikventil fuer den bergbauInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil für den Bergbau mit einer
durch einen eigensicheren Elektromagneten betätigten, einen Kolbenzylin
der für die Bewegung des Ventilkörpers des Hydraulikventils aufweisen
den Vorsteuerung, insbesondere für die Nachbarschaftssteuerung im
Schreitausbau.
Bei den hohen Drücken, die man im Bergbau in der Hydraulik vielfach
anwendet, können die Hydraulikventile nicht unmittelbar betätigt werden.
Sie bedürfen einer Vorsteuerung, d.h. mechanischer Betätigungsorgane.
Dazu bedient man sich wiederum des Hydraulikmediums: Man beaufschlagt
mit diesem einen Kolbenzylinder, der den Ventilkörper des Hydraulik
ventils bewegt. Da der eigensichere Elektromagnet vergleichsweise
schwach ist, kann er jedoch die Beaufschlagung des Kolbenzylinders mit
mit dem Hydraulikmedium nicht unmittelbar steuern. Auch dazwischen
ist noch einmal eine Stufung notwendig. Bekannt ist z. B., zunächst
einen Durchgangsquerschnitt von 0,8 mm Durchmesser zu öffnen, wofür
die Kraft des eigensicheren Elektromagneten reicht, und mit dem dann
fließenden Hydraulikmedium die Öffnung eines Durchgangsquerschnitts
von 6 mm Durchmesser zu bewirken, der benötigt wird, um den Kolben
zylinder schnell genug arbeiten zu lassen.
Die Vorsteuerung des Hydraulikventils ist somit kompliziert und teuer
und überdies, da die von dem eigensicheren Elektromagneten unmittel
bar betätigten hydraulischen Organe ziemlich kleine Präzisionsteile mit
kleinsten Durchlaßquerschnitten für das Hydraulikmedium sein müssen,
nicht frei von Störungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Vorsteuerung
zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck bei einem Hydraulikventil der
eingangs genannten Art in der Weise erfüllt, daß der Kolbenzylinder
ein Pneumatikzylinder ist, der durch ein unmittelbar durch den eigen
sicheren Elektromagneten betätigtes Ventil gesteuert ist.
Die Viskosität der Druckluft ist unvergleichlich geringer als diejenige
des Druckwassers. Damit ist die Strömungsfähigkeit der Druckluft so
viel größer, daß auch ein Strömungsquerschnitt, den der eigensichere
Elektromagnet unmittelbar freigeben kann, ausreicht, um schnell genug
die Menge fließen zu lassen, die vermittels des Pneumatikzylinders die
gewünschte Bewegung des Ventilkörpers des Hydraulikventils erzeugt,
und dies selbst bei den geringeren pneumatischen Drücken von bei
spielsweise 2 bis 6 bar und dem dementsprechend größeren notwendigen
Volumen des Zylinders. Die Druckverminderung gegenüber den hydrau
lischen Vorsteuerungen wird dabei zum Teil dadurch ausgeglichen, daß
nur noch kleinere Steuerungskräfte nötig sind und deshalb der be
treffende Strömungsquerschnitt größer sein kann. Sein Durchmesser be
trägt beispielsweise 2 bis 3 mm gegenüber den oben erwähnten 0,8 mm
in der hydraulischen Vorsteuerung. Im übrigen läßt sich die für das
Hydraulikventil benötigte Stellkraft in der Weise begrenzen, daß das
Hydraulikventil eine druckentlastende Ausbildung aufweist.
Bei alledem kann der Elektromagnet noch mit geringerer Stromstärke
arbeiten. Bei 12 Volt genügen 30 bis 60 mA gegenüber 280 mA für die
bekannte hydraulische Vorsteuerung. Das ist ein bedeutender Vorteil in
sofern, als häufig das Bedürfnis besteht, mehrere Hydraulikventile
gleichzeitig mit derselben Leitung zu schalten, der Gesamtstromfluß
aber die als eigensicher geltende Begrenzung von 12 V und 1 A nicht
überschreiten soll.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.
Sie zeigt ein Hydraulikventil mit Vorsteuerung in axialem Längsschnitt.
Das Hydraulikventil 1 weist in einem Ventilgehäuse 2 einen Ventilkörper 3
auf.
Der Ventilkörper 3 besteht im ganzen aus einer zwei mit Dichtringen 35
versehene Kolben 4 und 5 verbindenden Kolbenstange 6, die einen Ver
schlußkörper 7 trägt.
Der Verschlußkörper 7 ist ein doppelseitiger. Er weist zu beiden Seiten
eines zylindrischen Mittelabschnitts 8 einen Ventilkegel 9 bzw. 10 und
im Anschluß an diesen einen wiederum zylindrischen Abschnitt 11 bzw. 12
auf. Die zylindrischen Abschnitte 11 und 12 und die Kolben 4 und 5
haben sämtlich den gleichen Durchmesser.
In der gezeichneten Stellung, der Schließstellung, sitzt der Verschluß
körper 7 mit seinem Ventilkegel 9 und zylindrischen Abschnitt 11 in
einem ringförmigen Ventilsitz 13 aus einem weichen Kunststoff, etwa
Polyacetat oder Polyamid oder auch Teflon. Der Ventilsitz 13 weist
passende Gegenflächen zu dem Ventilkegel 9 und dem zylindrischen Ab
schnitt 11 auf.
An einem auf der anderen Seite des Verschlußkörpers 7 angeordneten
gleichen, in der gezeichneten Stellung freien ringförmigen Ventilsitz 14
sind die betreffenden Gegenflächen für den Ventilkegel 10 und zylin
drischen Abschnitt 12 mit 15 bzw. 16 bezeichnet.
Der Ventilsitz 13 trennt zwischen einem Einlaßraum 17 und einem Aus
laßraum 18, der Ventilsitz 14 zwischen dem Auslaßraum 18 und einem
weiteren Auslaßraum 19.
Der Einlaßraum 17 ist durch Radialbohrungen 20 mit einem Ringraum 21
verbunden, in den ein nicht gezeichneter Anschluß für das Hydraulik
medium führt. Die Radialbohrungen 20 und der Ringraum 21 befinden
sich in einer Einsatzhülse 22, in der ein Zylinderraum für den Kolben 4
ausgebildet ist.
Der Auslaßraum 18 ist durch Radialbohrungen 23 mit einem Ringraum 24
verbunden, aus dem ein nicht gezeichneter Auslaß zu dem Verbraucher
führt. Die Radialbohrungen 23 und der Ringraum 24 befinden sich in
einer Einsatzhülse 25; der Ringraum 24 ist außerdem teilweise in dem
Ventilgehäuse 2 ausgespart.
Aus dem weiteren Auslaßraum 19 führt eine Rückstromleitung 26 zu einem
Tank für die Hydraulikflüssigkeit.
Bei 27 sind Dichtungsringe zu erkennen, deren Funktion aus ihrer
Lage ersichtlich ist.
Eine gegen eine Schraubkappe 28 abgestützte Rückstellfeder 29 drückt
gegen den Kolben 5.
Gegen die Rückstellfeder 29 ist auf den Kolben 4 ein Stößel 30 gerichtet,
der als Kolbenstange an einem in einem Pneumatikzylinder 31 ange
ordneten, mit einem Dichtring 40 versehenen Kolben 32 sitzt.
Der Pneumatikzylinder 31 ist axial mit dem Ventilgehäuse 2 verschraubt
und durch eine Kontermutter 33 gesichert. Seinen stirnseitigen Abschluß
gegenüber dem Ventilgehäuse 2 bildet eine Scheibe 34. Zwischen dieser,
die mit einer zentralen Bohrung eine Führung für den Stößel 30 bildet,
und der Rückseite des Kolbens 32 ist eine Feder 36 angeordnet.
An seiner anderen Stirnseite ist der Pneumatikzylinder 31 mit einem An
satzteil 37 verschraubt, in dem ein Ventil 38 und ein Elektromagnet 39
angeordnet sind.
Das Ventil 38 ist ein Kolbenventil.
In einer zylindrischen Ausbohrung 41 des Ansatzteils 37 ist ein Kolben 42
angeordnet. An dessen Umfang sind zwei Ringräume 43 und 44 einge
schnitten und jeweils durch Dichtringe 45 abgedichtet. Der Ringraum 43
ist durch Radialbohrungen 46 mit einer Axialbohrung 47 verbunden,
die an der dem Pneumatikzylinder 31 zugekehrten Stirnseite des
Kolbens 42 ausmündet. Der andere Ringraum 44 ist ein Totraum.
In der gezeichneten Schließstellung mündet in den Ringraum 44 ein
Druckluftanschluß 48, während von dem Ringraum 43 eine Entlüftungs
bohrung 49 ins Freie führt. Eine Feder 50 hält den Kolben 42 in dieser
Stellung. Eine axiale Bohrung 51 verbindet die zylinderische Ausboh
rung 41, d.h. das Ventil 38, mit dem Pneumatikzylinder 31.
Von dem Elektromagneten 39 sind eine Spule 52 und ein topfförmiger
Kern 53 zu erkennen, von dem ein Stößel 54 durch eine Dichtung 55
hindurch in das Ventil 38 ragt, wo er mit der Kraft einer gegen eine
Schraubkappe 56 abgestützten Feder 57 auf den Kolben 42 drückt.
Seitlich an dem Ansatzteil 37 befindet sich schließlich ein Kabelan
schluß 58 mit einer Quetschverschraubung 59.
Bei Betätigung des Elektromagneten 39 schiebt der Stößel 54 den
Kolben 42 mit dem Ringraum 43 vor den Druckluftanschluß 48. Durch
die Bohrungen 46, 47 und 51 hindurch wird dann der Pneumatikzylin
der 31 mit der Druckluft beaufschlagt. Dessen Stößel 30 verschiebt den
Ventilkörper 3. Der Verschlußkörper 7 wechselt aus dem Ventilsitz 13 in
den Ventilsitz 14 über. Noch bevor sein zylindrischer Abschnitt 11
seine Gegenfläche in dem Ventilsitz 13 verlassen hat, ist dabei der
zylindrische Abschnitt 12 in seine Gegenfläche 16 in dem Ventilsitz 14
eingetreten. Damit wird ein Durchschlagen der Hydraulikflüssigkeit aus
dem Einlaßraum 17 in den weiteren Auslaßraum 19 und die Rückström
leitung 26 verhindert. Im übrigen wirken die zylindrischen Ab
schnitte 11 und 12 als Dämpfungskolben; sie vermeiden eine schlag
artige Bewegung des Ventilkörpers.
Die weiteren Funktionen ergeben sich ohne weiteres aus der Zeichnung
in Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung. Ausdrücklich sei
noch darauf hingewiesen, daß aufgrund der gleichen Querschnitte der
Kolben 4 und 5 und der zylindrischen Abschnitte 11 und 12 der hydrau
lische Druck an dem Ventilkörper 3 keine Kräfte nach außen entstehen
läßt.
Daten: Hydraulischer Druck: 320 bar; kleinster hydraulischer Durch
flußquerschnitt: entsprechend Kreisquerschnitt mit 10 mm Durchmesser;
pneumatischer Druck: 4 bar; kleinster pneumatischer Durchflußquer
schnitt: entsprechend Kreisquerschnitt mit 2,5 mm Durchmesser; Durch
messer des pneumatischen Kolbens 42 : 22 mm.
Claims (1)
- Hydraulikventil (1) für den Bergbau mit einer durch einen eigensicheren Elektromagneten (39) betätigten, einen Kolbenzylinder (31) für die Be wegung des Ventilkörpers (3) des Hydraulikventils (1) aufweisenden Vorsteuerung, insbesondere für die Nachbarschaftssteuerung im Schreit ausbau, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenzylinder ein Pneumatikzylinder (31) ist, der durch ein unmittelbar durch den eigensicheren Elektromagneten (39) betätigtes Ventil (38) gesteuert ist.
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- 1986-11-25 EP EP86116351A patent/EP0224242B1/de not_active Expired - Lifetime
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