DE8806210U1 - Hydrauliksteuerung für unter Tage - Google Patents

Description

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Hydrauliksteuerung für unter Tage

Die Erfindung betrifft eine Hydrauliksteuerung für Maschinen und Stempel unter Tage mit einem Ventilkolben und darauf sitzender Hülse, insbesondere Ventil mit 4 Anschlüssen und 3 Stellungen, von denen eine Stellung Vorlauf, eine Stellung Rücklauf und eine Stellung eine Sperr- bzw. Totpunktstellung ist.

Der Sicherheitsstandard unter Tage macht es für den Betrieb von Maschinen wie z.B. Schrämwalzenladsrn häufig erforderlich, daß die Steuerung sich auf 3 Stellungen beschränkt. Das sind dann am Beispiel des Schrämwalzenladers, Vorlauf, Rücklauf und eine Sperrbzw. Totpunktstellung. Von Vorteil ist dabei, wenn die Steuerung automatisch in ihre Sperrstellung bzw. Totpunktstellung geht, wenn der Steuerhebel entlastet wird, d.h. wenn der Bedienungsmann seine Hand vom Steuerhebel löst. Aus der Bedienung "Vorlauf und Rücklauf" resultieren 4 Anschlüsse. Dadurch ist das Steuerventil als Vier/Dreiwegeventil zu bezeichnen.

Ein besonders gebräuchliches Vier/Dreiwegeventil unter Tage besitzt ein Ventilgehäuse mit einer Ventilbohrung, in der mehrere Hülsen sitzen, und einen Ventiikolben, der in den Hülsen bzw. der Ventilbohrung gleitet. Der Ventilkolben ist federbelastet und wird über einen Stöpel mit einem Ventilhebel betätigt. Bei dem bekannten Steuerventil arbeiten immer zwei Ventilkolben parallel nebeneinander. Beide Ventilkolben werden über einen gemeinsamen Ventilhebel betätigt, der im Bereich der Ventilstößel eine Wippe bildet. Sobald mit der Wippe der eine Ventilstößel gedrückt wird, wird der andere Ventilstößel von der Wippe freigegeben* Beide Ventilkolben schalten demnach im Wechselspiel zwischen Vorlauf und Rücklauf.

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Die Ventilkolben der bisherigen Steuerventile sind Präzisionsteile. Besonders aufwendig ist die Herstellung der Dichtflächen. Die bekannten Steuerventile besitzen nämlich an den Ventilkolben Kegelsitze. Die Kegelsitze sind außerordentlich schwierig zu fertigen. Das betrifft nicht die Einhaltung eines bestimmten Durchmessers, sondern die Einhaltung eines genauen Neigungswinkels am Kegel. Sofern nicht der Neigungswinkel gsnsu singehalten wird; konwt- es zu einer linienförmigen Berührung des Ventilkolbens mit dem umgebenden Gehäuse bzw. der umgebenden Hülse. Das Ventil zeigt dann binnen kurzem Undichtigkeiten. Das gilt vor allem im Hinblick auf die hohen Hydraulikdrücke in den Maschinen und Einrichtungen unter Tage.

Der erhebliche Aufwand für den Ventilkolben und die Hülsen wird dadurch deutlich, daß - obwohl es sich um Massenteile handelt - ca. DM 100,— für einen Ventilkolben und Hülse als Auswechselteil aufgewendet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für Herstellung und Ersatzbeschaffung der Ventilkolben an den bekannten Ventilen zu verringern. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß anstelle der Kegelsitze an den Dichtflächen Schiebersitze vorgesehen sind. Schiebersitze haben nur zylindrische Umfangsflachen, so daß die Dichtflächen parallel zur Bewegungsrichtung des Ventilkolbens verlaufen. Bei axialer Verschiebung das Ventilkolbens werden Einlaßbzw. Auslaßöffnungen des Ventils geschlossen bzw. geöffnet. Vorteilhafterweise können in die Schiebersitze Dichtringe eingelassen werden. Das verbessert noch zusätzlich die Abdichtung.

VorzugsweisG haben die die Dichtringe aufnehmenden Nuten eine besondere Form. Die Nuten sind in axialer Richtung des Ventilkolbens breiter als der Dichtring in entspannter Stellung. Das sichert eine besonders schonende Verformung des Dichtringes in der Schließstellung.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Nut im Querschnitt eine sich ähnlich erweiternde Form wie die Nut einer Schwalbenschwanzpassung besitzt. Der vordere enge Teil bewirkt dann eine Zentrierung des Dichtringes, während der hintere Teil den notwendigen Verformungsraum eröffnet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist dem Ventilkolben ein einstellbarer Boden zugeordnet, der zugleich einen Anschlag für den Ventilkolben bildet. Der einstellbare Boden kann aus einem Schraubteil bestehen, welches wahlweise mit einer Drehsicherung versehen ist, wenn an der Selbsthemmung des Schraubgewindes Zweifel bestehen.

Zwar besitzt das bekannte Steuerventil auch einen schraubbaren Boden. Der Boden des bekannten Ventils unterscheidet sich jedoch in zweifacher Hinsicht von dem des erfindungsgemäßen Ventils. Der Boden des bekannten Ventils wird gegen einen Anschlag geschraubt und dort verspannt. Der Boden des bekannten Ventils ist auch nicht Anschlag für den Ventilkolben. Vielmehr bleibt der Ventilkolben immer in einem mehr oder weniger gesicherten Abstand von dem Boden. Das resultiert aus der durch die Kegelflächen gebildeten Begrenzung des Ventilkolbenweges.

Bei Verwendung eines Schiebersitzes entfällt die frühere Begrenzung des Ventilkolbenweges. Der Boden bildet eine neue Begrenzung als Anschlag. Für das erfindungsgemäße Ventil ist das von Vorteil, weil über die Einstellung des Bodens die Stellung des Ventilkolbens und damit auch die Stellung des Stößels Verändert werden können. D.h. durch Veränderung des einen Anschlag bildenden Bodens kann die Ventilkolbenlage bzw. die Ventilstößellage in jede gewünschte tage gebracht werden. Dies war früher allein von der Genauigkeit der Fertigung abhängig.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Darstellung zeigt in Figur 1 ein erfindungsgemäßes Steuerventil mit zwei Ventilkolben, von denen sich der eine in der Sperr- bzw. totstellung befindet, während der andere - der rechte *■ sich in der Stellung Vorlauf befindet. Das Ventilgehäuse ist mit 1 bezeichnet und hat eine Höhe von Inm, eine Breite von 80 mm und in der Zeichnung eine Briefe von 40 mm. In der Schnittdarstellung ist mit R der Rücklauf bezeichnet. Bei P steht dagegen die Druckflüssigkeit an. Die Zuleitung P mündet in einen Hohlraum 2, der im Ausführungsbeispiel durch eine Ventilbohrung des Gehäuses 1 und den Ventilkolben 3 bzw. eine Hülse 4 und Druckfedern 5 gebildet wird. Die Hülse 4 ist in bestimmten Grenzen auf dem Ventilkolben 3 verschiebbar. Die Grenzen werden einerseits durch feinen Anschlag bzw. eine Stufe 6 ans Ventilkolben 3 und eine korrespondierende Stufe der Hülse 4 und andererseits durch eine Hülse 7 gebildet, welche in der Ventilbohrung sitzt. In der Totpunkt- bzw. Sperrstellung des linken Ventilkolbens 3 liegt die Hülse auch hier aufgrund der Federkraft der Feder 5 schließend an der Hülse 7. Zugleich ist der Ventilkolben soweit verschoben, daß er mit einem Dichtungsring S die Hülse 4 unterfaßt. Beides dient dazu, den

Hohlraum 2 geg*?n die zum Rücklauf R führenden Ventilwege bzw. Ventilhohlräume abzuschließen.

Die Hülse 7 besitzt eine öffnung 9, die zu einem Ringraum 10 und zu einem Verbraucher (A/B) führt. Im Ausführungsbeispiel ist der Verbraucher der Hydraulik-Ölmotor einer Gewinnungsmaschine.

In der Ventilkolbenstellung des linken Ventilkolbens 3 ist der Ringraum 10 über die Öffnung 3 und einen durch eine Einschnürung des Ventilkolbens 3 gebildeten Ringraumes 11 mit dem Rücklauf R verbunden.

Der Ventilkolben 3 ist in seiner Bewegung im Gehäuse durch eine Schraubenmutter 12 sowie einen Ventilstößel 13 begrenzt. Die Schraubenmutter 12 bestimmt in ihrer Stellung die eine Endlage des Ventilkolbens 3. Erfindungsgemäß wird die Schraubenmutter 12 zugleich zur Einstellung der Endlager verwendet. Das geschieht durch Verdrehen. Dementsprechend ist in axialer Richtung der Schraubenmutter 12 ein Bewegungsspiel vorgesehen. In der jeweiligen Drehstellung wird die Schraubenmutter 12 durch die Selbsthemmung des Schraubengewindes gesichert. Wahlweise kann eine zusätzliche Drehsicherung eingesetzt werden.

An der Schraubenmutter 12 sf'itzt sich der Ventilkolben 3 im übrigen über eine Feder 14 ab. Die Feder i4 drückt den Ventilkolben 3 gegen den Ventilstößel 13. Im Bereich des Ventilstößels 13 sind verschiedene Dichtungen sowie Hülsen vorgesehen, die eine Abdichtung bei ausreichendem Bewegungsspiel "?~ Ventilstößels 13 gewährleisten

In der schematisch angedeuteten Schnittdarstellung des rechten Ventilkolbens 3 ist dieser durch Abwärtsdrücken des Ventilstößels 13 im Fuß der Schraube 12 zur Anlage gekommen. Zugleich hat der Ventilkolben 3 die Hülse 4 mitgenommen und dadurch eine Verbindung des Hohlraumes 2 mit dem Hohlraum 11 geschaffen. D.h. Druckmedium kann aus dem Ringraum 2 in den Ringraum und durch die Öffnung 9 zum Verbraucher A/B strömen.

Zugleich ist der Rücklauf R dadurch vom Ventilkolben geschlossen worden, daß die zum Rücklauf R führenden Öffnungen durch den in diesen Bereich zylindrisch ausgeführten Ventilkolben 3 geschlossen worden sind. Der Dichtspalt wird überdies mit einem Dichtring 15 gesichert. Der Dichtring 15 ist in die Hülse 7 eingelassen. Die dazu vorgesehene Nut ist im Querschnitt wie die Nut einer Schwalbenschwanzpassung ausgelegt. Die Nut erweitert sich nach außen hin. Dadurch ist der Dichtring einerseits im vorderen Bereich zentriert. Andererseits ist dem Dichtring nach hinten bzw. nach außen Raum für eine Verformung gegeben, die eintritt, wenn der Ventilkolben sich in die o. b. Schieberstellung bewegt, in der die Verbindung von dem Hohlraum 11 zum Rücklauf R unterbrochen ist.

Der die beiden Ventilkolben 3 betätigende Ventilhebel ist mit 16 bezeichnet und bildet im BerUhrungsbereich mit den Ventilstößeln 13 eine Wippe 17.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Steuerventils nach Figur 1 ist die gleiche des eingangs beschriebenen bekannten Steuerventils und schematisch in Figur 2 dargestellt. Im Unterschied zu dem bekannten Steuerventil besitzt das erfindungsgemäße Steuerventil jedoch nur zylindrische Dichtflächen eines Schiebersitzes. Die erfindungsgornäßen Dichtflächen sind die

rait den Dichtringen (15, 8) korrespondierenden Dichtflächen.

Claims (7)

■ ■··· t· «· Schutzansprüche

1. Hydrauliksteuerung für Maschinen und Stempel unter Tage mit einem Ventilkolben und Hülse, insbesondere Ventile mit 4 Anschlüssen und 3 Stellungen, von denen eine Stellung Vorlauf, eine Stellung Rücklauf und eine Stellung eine Sperr- bzw. Totpunktstellung ist, gekennzeichnet durch einen Schiebersitz an den Dichtflächen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eingelassene Dichtringe (15, 8) an den Dichtflächen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Nuten für die Dichtringe (15, 8), die in axialer Richtung des Ventilkolbens (3) breiter sind als der Dichtring (15, 8) in entspannter Stellung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Nuten für die Dichtringe (15, 8) die im Querschnitt die Form einer Nut für eine Schwalbenschwanzpassung aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Boden (12), der zugleich einen Anschlag für den Ventilkolben (3) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Schraubgewinde des Bodens (12).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Drehsicherung des Bodens (12).