DE4123610A1 - Einstellbares beduesungsventil - Google Patents
Einstellbares beduesungsventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bedüsungsventil, insbesondere
für den hydraulischen Schildausbau im untertägigen Bergbau
mit einem Gehäuse mit Anschlußmuffen für den Wasserzu- und
Wasserabfluß, sowie der Steuerdruckmuffe für die zum Stempel
führende Hydraulikdruckleitung und dem im Gehäuse gegen
die Kraft einer Feder in der Verbindungsbohrung zwischen
Wasserzu- und Wasserabfluß verschiebbaren Kolben.
Bedüst wird im untertägigen Bergbau vor allem der
Schwebestaub, wobei dieser durch das fein versprühte Wasser
niedergeschlagen wird. Bei der schneidenden Gewinnung ist
das Bedüsen in Form von Innen- und Außenbedüsen am Walzen
lader bekannt. Bei der schälenden Gewinnung wird die Hobel
gassenbedüsung zum Niederschlagen des feinen Staubes einge
setzt. Am Schreitausbau kommt die Bedüsung in Form von Spalt
flächen-, Kappen-, Heck- und Bruchraumbedüsung zum Einsatz.
Ferner werden an Übergabestellen in der Förderung Bedüsungen
eingesetzt und an Zerkleinerungsmaschinen. All diesen ver
schiedenen Einsatzbereichen ist gemeinsam, daß nur soviel
Wasser abgegeben werden soll, wie zum Niederschlagen des
Schwebestaubes benötigt wird. Andernfalls kann das versprühte
Wasser zur Beeinträchtigung des Liegenden oder auch des
Fördergutes führen, oder aber die Bergleute behindern. Daher
werden sogenannte Bedüsungsventile eingesetzt, die einen
zeitlich begrenzten und für den jeweiligen Einsatzfall zuge
schnittenen Einsatzbereich der Bedüsung sicherstellen. Der
artige Bedüsungsventile im Bereich des Schildausbaues werden
dabei so geschaltet, daß Bedüsungswasser nur in dem Zeitraum
austritt, in dem der jeweilige Ausbau gelöst und verfahren
wird. Befindet er sich dagegen in verspanntem Zustand, so
sperrt das Bedüsungsventil den Wasserzufluß ab. Dies wird
dadurch erreicht, daß der Kolben gegen die Kraft einer Stell
feder durch die anstehende Druckflüssigkeit aus der Versor
gungsleitung des Ausbaues in den Ventilsitz gedrückt wird.
Das Ventil sperrt dann. Wird nun der Ausbau geraubt und
verfahren, sinkt der Druck in der Verbindungsleitung zum
Ausbau und der Kolben wird über die Stellfeder aus dem
Ventilsitz herausgedrückt, so daß nun Bedüsungswasser vom
Wasserzufluß zum Wasserabfluß strömen und über die Düse
verteilt werden kann. Nachteilig dabei ist, daß die Wirksam
keit des Bedüsungsventils von der Art und der Anordnung
der Feder abhängig ist und daß relativ große Federn benötigt
werden, so daß derartige Bedüsungsventile nicht überall
zum Einsatz kommen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
wenig platzaufwendiges, bezüglich des Öffnungsdruckes genau
einstellbares Bedüsungsventil zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Wasserzufluß den Kolben aus dem Ventilsitz verschiebend
angeschlossen ist und daß der Kolben aus Steuerkolben und
Außenkolben besteht, wobei der Steuerkolben, der einen ge
ringeren Durchmesser aufweisend an den Außenkolben angeformt
ist, sich gegen die als Stellfeder ausgebildete Feder ab
stützend angeordnet ist.
Bei einem derart ausgebildeten Bedüsungsventil wird
auf die bisher zum Einsatz kommende Rückschlagventilmethode
verzichtet und statt dessen ein Ventil geschaffen, das aus
schließlich über den beim Verbraucher, d. h. hier dem Stempel
anstehenden Druck gesteuert wird. Die Feder bzw. Federkraft
bleibt völlig unberücksichtigt. Die Feder wird lediglich
benötigt, um den Öffnungsdruck des Ventils zu bestimmen,
was vorteilhaft ist, weil nun dieser Öffnungsdruck durch
Verstellung der Stellfeder genau eingestellt werden kann.
Durch den Einsatz des Differenzkolbens kann eine sehr kleine
Feder für die Funktion der Stellfeder verwendet werden,
so daß derartige Bedüsungsventile vorteilhaft klein bauen
und praktisch überall eingesetzt werden können. Dieser Ein
satz erfolgt praktisch unmittelbar am Verbraucher, so daß
lange Leitungswege vermieden werden.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Steuerkolben als Metallstift ausgebildet
ist, auf den der aus Kunststoff bestehende Außenkolben,
diesen umfassend angeordnet ist. Der Steuerkolben, der über
die Hydraulikdruckleitung beaufschlagt wird, ist entsprechend
stabil ausgebildet, wobei der aus Kunststoff bestehende
Außenkolben für einen vorteilhaft dichten Sitz sorgt, so
daß ein genau arbeitendes Ventil zur Verfügung gestellt
ist.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung sieht vor, daß
die Stellfeder in einer in das Gehäuse eingeschraubten Feder
hülse angeordnet ist, in die der Steuerkolben sich gegen
den Federteller abstützend eingeführt ist. Da die Feder
nur benötigt wird, um den Öffnungsdruck zu bestimmen, kann
eine relativ kleinbauende Feder verwendet werden, die
wiederum in einer leicht montierbaren und wenig platzauf
wendigen Federhülse untergebracht ist. Die Federhülse ist
dabei so ausgebildet, daß der Steuerkolben in ihr geführt
ist, so daß ein genauer Verschiebeweg garantiert wird. Die
Feder stützt sich einmal auf dem Federteller und anderer
seits auf der Stellschraube ab, so daß der von der anderen
Seite gegen den Federteller andrückende Steuerkolben gezielt
belastet werden kann, so daß er genau den Öffnungsdruck
vorgibt, der für den jeweiligen Einsatzfall gewünscht wird
bzw. notwendig ist. Dieses Einstellen erfolgt durch die
Stellschraube, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß
auf der der Einführung für den Steuerkolben gegenüberliegen
den Seite der Federhülse eine in Richtung auf den Federteller
verschiebbare und die Stellfeder dabei einspannende Stell
schraube angeordnet ist. Diese Stellschraube kann mit Hilfe
eines Imbusschlüssels in der vorgesehenen Bohrung verdreht
und dabei auf den Federteller zu- oder von ihm wegbewegt
werden, so daß die Kraft der Feder und damit der Öffnungs
druck in weiten Grenzen eingestellt werden kann.
Um den Sitz des Außenkolbens auf dem Steuerkolben
sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß auf dem Steuer
kolben ein O-Ring mit einer Nut in der Innenbohrung des
Außenkolbens korrespondierend angeordnet ist. Außerdem weist
der Steuerkolben einen entsprechenden ringförmigen Vorsprung
auf, so daß der Außenkolben nach dem Aufschieben auf den
Steuerkolben wirksam festgesetzt ist und über die Bewegung
des Steuerkolbens fest auf die Dichtfläche zur vollständigen
Abdichtung aufgepreßt wird.
Zur Erleichterung der Montage und um andererseits einen
genauen Sitz des Steuerkolbens sicherzustellen, ist vorge
sehen, daß die Steuerdruckmuffe als Drehmuffe ausgebildet
ist und eine Kolbenführung aufweist. Der Steuerkolben ist
somit auf der einen Seite in der Steuerdruckmuffe und auf
der gegenüberliegenden Seite in der Federhülse genau geführt,
so daß ein genauer Bewegungsablauf sichergestellt ist und
darüber hinaus eine leichte Montierbarkeit von Steuerkolben
und den zugehörigen Teilen. Es ist lediglich erforderlich,
auf der einen Seite die Steuerdruckmuffe und auf der anderen
Seite die Federhülse in das Gehäuse einzuschrauben, so daß
auch das Gehäuse als solches einen relativ einfachen Aufbau
haben kann. Neben den Gewinden für die Federhülse einerseits
und die Steuerdruckmuffe andererseits sind lediglich noch
die Gewinde für die Anschlußmuffen erforderlich, über die
die Versorgungsschläuche für die Bedüsung angeschlossen
werden können.
Um die Kolbendifferenz möglichst groß wählen zu können,
ist vorgesehen, daß die Kolbenführung nur den Steuerkolben
aufnehmend ausgebildet ist, während ja der Außenkolben ent
sprechend kürzer bemessen und so ausgebildet ist, daß er
wirksam gegen den Ventilsitz anpreßbar ist. Der Steuerkolben
selber kann einen entsprechend geringen Durchmesser aufwei
sen, wobei er so stabil sein sollte, daß ein einwandfreies
Gleiten des Kolbens in dem Gehäuse bzw. in den beiderseitigen
Führungen möglich ist.
Ebenfalls der sicheren Führung des Steuerkolbens bzw.
des gesamten Kolbens dient eine Ausbildung, nach der der
Federteller eine die abgerundete Spitze des Steuerkolbens
aufnehmend ausgebildete Sackbohrung auf seiner Unterseite
aufweist. Der Steuerkolben liegt damit sicher geführt einmal
in der Federhülse und zum anderen in der entsprechenden
Ausnehmung bzw. Sackbohrung des Federtellers, so daß ein
Verkanten beider Teile ausgeschlossen ist.
Die Federhülse wird vorteilhaft gegenüber der wasser
führenden Verbindungsbohrung abgedichtet, indem die Feder
hülse auf der Einschraubseite eine den Steuerkolben auf
nehmende Führungsbohrung aufweist, in deren Innenwandung
ein O-Ring eingelassen ist. Dieser O-Ring schleift somit
auf dem Steuerkolben und sorgt für eine wirksame Abdichtung
des Innenraums der Federhülse gegenüber der Verbindungsboh
rung.
Ebenfalls der leichten Montierbarkeit des erfindungs
gemäßen Bedüsungsventils dient eine Ausbildung, nach der
die Anschlußmuffen einen von der Aufnahmebohrung für den
Stecknippel her in die Hülse einführbaren Muffennippel mit
über die Aufnahmebohrung zugänglichem Innensechskant auf
weisen, der mit einer sich auf einem korrespondierenden
Vorsprung abstützenden Ringschulter ausgerüstet ist. Dadurch
ist es möglich, die Anschlußmuffen schnell und mit dem
gleichen Werkzeug zu montieren, d. h. mit dem Gehäuse zu
verbinden, das auch für das Anbringen der Federhülse bzw.
für das Verdrehen der Stellschraube benötigt wird. Da hier
eine Möglichkeit gegeben ist, auch die über das Gehäuse
vorstehenden Anschlußmuffen unter beengten Verhältnissen
zu montieren bzw. so zu verdrehen, daß die Verbindungs
schläuche leicht eingeführt werden können, ist insgesamt
gesehen ein vorteilhaft kleinbauendes Bedüsungsventil ge
schaffen worden, das für die verschiedensten Einsatzfälle
bestens geeignet ist.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
daß ein vorteilhaft kleinbauendes Bedüsungsventil geschaffen
ist, das sich gerade für den Einsatz im untertägigen Bergbau
bestens eignet. Das Bedüsungsventil besteht zunächst einmal
aus einem relativ kleinen Gehäuse, an bzw. in das einerseits
die Federhülse mit der Stellfeder und andererseits die
Steuerdruckmuffe mit dem Steuerkolben eingeführt und einge
schraubt wird. Seitlich sind die Anschlußmuffen für die
Wasserversorgung bzw. den Wasserabfluß vorgesehen, wobei
die Fließrichtung des Bedüsungswassers umgedreht wird, so
daß nun die Stellfeder nicht für das Öffnen und Schließen
des Ventils verantwortlich ist, sondern lediglich für die
Höhe des Öffnungsdruckes. Außerdem ist der Kolben als
Differenzkolben ausgebildet, so daß insgesamt eine recht
kleine Feder zum Einsatz kommt, über die der Öffnungsdruck
wirksam einzustellen ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen
standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und
Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch das Bedüsungsventil
in geöffneter bzw. geschlossener Position,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Federhülse
und
Fig. 3 eine Anschlußmuffe, teilweise im Schnitt.
Das Bedüsungsventil (1) nach Fig. 1 besteht zunächst
einmal aus dem Gehäuse (2) und den beiden Anschlußmuffen
(3, 4) für die Zuführung und die Abführung des für die
Bedüsung benötigten Wassers. Entsprechend sind beide An
schlußmuffen (3, 4) über eine Verbindungsbohrung (6) im
Gehäuse (2) verbunden. In diese Verbindungsbohrung (6) hinein
ragt ein von Seiten der Steuerdruckmuffe (5) aus
einführbarer Kolben (7). Dieser Kolben (7) wird über den
auf Seiten der Steuerdruckmuffe (5) anstehenden Hydraulik
druck in den Ventilsitz (8) gepreßt, was die untere Hälfte
der Darstellung wiedergibt. Mit Hilfe der Stellfeder (9)
kann dabei der Öffnungsdruck eingestellt werden, bei dem
also der Kolben (7) anfängt, sich zu bewegen, d. h. bei dem
er sich in den Ventilsitz (8) hineindrückt bzw. aus dem
Ventilsitz (8) wieder heraushebt. Dann kann nämlich der
Wasserzufluß (10) über die Anschlußmuffe (3) durch die Ver
bindungsbohrung (6) hindurch zur Anschlußmuffe (4) geführt
werden, um über die hier nicht dargestellten Düsen das Wasser
zu versprühen und damit den Schwebestaub niederzuschlagen.
Der Kolben (7) ist als Differenzkolben ausgebildet,
d. h. er besteht aus dem Steuerkolben (13) und dem Außenkolben
(14), wobei der Außenkolben, wie Fig. 1 verdeutlicht, aus
Kunststoff besteht und den Steuerkolben (13) umfassend auf
diesen aufgeschoben ist.
Auf der der Steuerdruckmuffe (5) gegenüberliegenden
Seite ist eine Federhülse (15) angeordnet, in der die Stell
feder (9) untergebracht ist. Die Federhülse (15) verfügt
über eine Einführung (16), die in eine entsprechende Ausneh
mung des Gehäuses (2) einführbar bzw. einschraubbar ist.
Auf der Einschraubseite (17) der Federhülse (15) ist eine
Führungsbohrung (18) für den Steuerkolben (13) vorgesehen,
wobei in die Innenwandung (19) der Führungsbohrung (18)
ein O-Ring (20) eingelassen ist, so daß der Innenraum der
Federhülse (15) wirksam gegenüber der Verbindungsbohrung
(6) abgedichtet ist.
Der Steuerkolben (13) liegt mit seiner abgerundeten
Spitze (21) in einer entsprechenden Sackbohrung (22) des
Federtellers (23). Damit ist eine sichere Führung des Steuer
kolbens (13) gewährleistet, wobei der Federteller (23) das
eine Widerlager und die Stellschraube (24) das andere Wider
lager für die Stellfeder (9) bildet.
Die Stellschraube (24) verfügt über ein Gewinde (25),
so daß sie in Richtung auf den Federteller (23) verschoben
werden kann, was durch Einführen eines Imbusschlüssels in
die Sechskantöffnung der Stellschraube (24) bewirkt werden
kann. Entsprechend kann sie auch zurückgedreht werden, so
daß über die Stellfeder (9) der Öffnungsdruck genau einzu
stellen ist.
Die Sackbohrung (22) ist auf der Unterseite (26) des
Federtellers (23) ausgebildet, wobei der Federteller (23)
seitlich Abschrägungen aufweist, um so einen Federteller
(23) verwenden zu können, der auch in üblichen Druckbegren
zungsventilen u. ä. Ventilen zum Einsatz kommt. Damit kann
die Ersatzteilhaltung wesentlich reduziert werden.
Zur Fixierung des Außenkolbens (14) auf dem Steuerkolben
(13), der als Metallstift ausgebildet ist, dient ein O-Ring
(27), der mit der Nut (28) in der Innenbohrung (29) des
Außenkolbens (14) korrespondierend angeordnet bzw. ausgebil
det ist. Da der Steuerkolben (13) außerdem einen ringförmigen
Ansatz (31) aufweist, ist der Außenkolben (14) so wirksam
festzulegen, wenn er einmal in die aus Fig. 1 ersichtliche
Position gebracht worden ist.
Die Steuerdruckmuffe (5) ist endseitig mit einer Ausneh
mung (32) ausgerüstet, in die das Ende des Steuerkolbens
(13) eingeführt ist, so daß sich eine günstig ausgebildete
wirksame Kolbenführung (30) ergibt. Der Vergleich der oberen
und unteren Darstellung des Bedüsungsventils (1) nach Fig. 1
verdeutlicht, daß der Steuerkolben (13) und damit der gesamte
Kolben (7) die notwendigen Bewegungen ausführen kann, ohne
einerseits aus der Kolbenführung (30) bzw. der Führungsboh
rung (18) herauszurutschen. Ein sicherer Betrieb des Bedü
sungsventils (1) ist so gewährleistet.
Fig. 2 verdeutlicht die Ausbildung der Federhülse (15),
wobei deutlich wird, daß sich ein geschlossenes Gehäuse
für die Aufnahme der Stellfeder (9) ergibt, in die auf der
einen Seite der Steuerkolben (13) hineinragt, während auf
der anderen Seite die Stellschraube (24) darin verschieblich
ist. Dadurch kann die Feder den Öffnungsdruck des Bedüsungs
ventils (1) genau bestimmend vorgespannt werden. Fig. 2
verdeutlicht dabei einen geringen Öffnungsdruck, da auf
diese Art und Weise sichergestellt werden soll, daß das
Bedüsungsventil (1) frühzeitig anspringt und so sicherstellt,
daß bereits bei geringsten Bewegungen des Schildausbaues
Sprühwasser freigesetzt wird, um den Schwebestaub bzw. den
beim Absenken des Ausbaues freigesetzten Staub niederzu
schlagen.
Fig. 3 zeigt eine der beiden Anschlußmuffen (3, 4),
teilweise im Schnitt, um zu verdeutlichen, daß hier eine
für den vorgesehenen Einsatzfall besonders zweckmäßige Aus
führung Verwendung findet. Der Stecknippel (34) wird über
die Aufnahmebohrung (33) in die Anschlußmuffe (3) eingeführt,
wobei diese Aufnahmebohrung (33) gleichzeitig zum Einführen
des Muffennippels (36) in die Hülse (35) dient. Der Muffen
nippel (36) ist entsprechend so bemessen, daß er leicht
einführbar ist, wobei er dann über den Innensechskant (37)
in die entsprechende Aufnahmebohrung des Gehäuses (2) einge
schraubt werden kann.
Die Hülse (35) verfügt über einen rundumlaufenden Vor
sprung (38), während der Muffennippel (36) andererseits
eine korrespondierende Ringschulter (39) aufweist. Vorsprung
(38) und Ringschulter (39) sind so gering bemessen, daß
die notwendigen Stabilitäten gewährleistet sind, wobei es
sich überraschend herausstellt, daß diese Abmessungen für
Vorsprung (38) und Ringschulter (39) ausreichen, weil nämlich
eine entsprechende Höhe des Vorsprunges (38) zur Verfügung
steht, so daß die notwendigen Sicherheiten gegeben sind.
Vorteilhaft ist diese Ausbildung insbesondere auch dadurch,
daß die Muffenhülse aus hochfestem Messing und der Muffen
nippel aus nichtrostendem Stahl bestehen, so daß hohe Stand
zeiten gewährleistet sind. Vorteilhaft brauchen Drähte u. ä.
zur Halterung nicht eingesetzt werden.
Nach dem Einführen des Stecknippels (34) wird dieser
durch Einschieben der Kupplungsklammer (40) wirksam in der
Hülse (35) festgelegt, wobei es sich hier um ein allgemein
bekanntes Befestigungsmittel handelt.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein
zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin
dungswesentlich angesehen.
Claims (10)
1. Bedüsungsventil, insbesondere für den hydraulischen
Schildausbau im untertägigen Bergbau, mit einem Gehäuse
mit Anschlußmuffen für den Wasserzu- und Wasserabfluß, sowie
der Steuerdruckmuffe für die zum Stempel führende Hydraulik
druckleitung und den im Gehäuse gegen die Kraft einer
Feder in der Verbindungsbohrung zwischen Wasserzu- und
Wasserabfluß verschiebbaren Kolben,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wasserzufluß (10) den Kolben (7) aus dem Ventilsitz
(8) verschiebend angeschlossen ist und daß der Kolben aus
Steuerkolben (13) und Außenkolben (14) besteht, wobei der
Steuerkolben (13), der einen geringeren Durchmesser aufwei
send an den Außenkolben (7) angeformt ist, sich gegen die
als Stellfeder (9) ausgebildete Feder abstützend angeordnet
ist.
2. Bedüsungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (13) als Metallstift ausgebildet ist,
auf den der aus Kunststoff bestehende Außenkolben (14) diesen
umfassend angeordnet ist.
3. Bedüsungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellfeder (9) in einer in das Gehäuse (2) einge
schraubten Federhülse (15) angeordnet ist, in die der Steuer
kolben (13) sich gegen den Federteller (23) abstützend einge
führt ist.
4. Bedüsungsventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der der Einführung (16) für den Steuerkolben (13)
gegenüberliegenden Seite der Federhülse (15) eine in Richtung
auf den Federteller (23) verschiebbare und die Stellfeder
(9) dabei einspannende Stellschraube (24) angeordnet ist.
5. Bedüsungsventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Steuerkolben (13) ein O-Ring (27) mit einer
Nut (28) in der Innenbohrung (29) des Außenkolbens (14)
korrespondierend angeordnet ist.
6. Bedüsungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerdruckmuffe (5) als Drehmuffe ausgebildet ist
und eine Kolbenführung (30) aufweist.
7. Bedüsungsventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenführung (30) nur den Steuerkolben (13) auf
nehmend ausgebildet ist.
8. Bedüsungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Federteller (23) eine die abgerundete Spitze (21)
des Steuerkolbens (13) aufnehmend ausgebildete Sackbohrung
(22) auf seiner Unterseite (26) aufweist.
9. Bedüsungsventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federhülse (15) auf der Einschraubseite (17) eine
den Steuerkolben (13) aufnehmende Führungsbohrung (18) auf
weist, in deren Innenwandung (19) ein O-Ring (20) eingelassen
ist.
10. Bedüsungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußmuffen (3, 4) einen von der Aufnahmebohrung
(33) für den Stecknippel (34) in die Hülse (35) einführbaren
Muffennippel (36) mit über die Aufnahmebohrung zugänglichen
Innensechskant (37) aufweisen, der mit einer sich auf einem
korrespondierenden Vorsprung (38) abstützenden Ringschulter
(39) ausgerüstet ist.
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