EP0016747A1 - Ventilanordnung für die Steuerung des Hubes eines teleskopisch ausfahrbaren Stempels - Google Patents

Ventilanordnung für die Steuerung des Hubes eines teleskopisch ausfahrbaren Stempels Download PDF

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Publication number
EP0016747A1
EP0016747A1 EP80890013A EP80890013A EP0016747A1 EP 0016747 A1 EP0016747 A1 EP 0016747A1 EP 80890013 A EP80890013 A EP 80890013A EP 80890013 A EP80890013 A EP 80890013A EP 0016747 A1 EP0016747 A1 EP 0016747A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure
line
punch
controlled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80890013A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Dipl.-Ing. Neuper
Gottfried Siebenhofer
Heinrich Süssenbeck
Alfred Zitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine AG
Original Assignee
Voestalpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0016747A1 publication Critical patent/EP0016747A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/16—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement for controlling the stroke of a telescopically extendable stamp which has a fixed lower stamp, a central stamp guided therein and at least one upper stamp guided in the central stamp, at least one valve being controlled as a function of the displacement path of the central stamp.
  • telescopically extendable stamps are used, for example, in mine construction.
  • the setting of such stamps is usually carried out in such a way that first the stamp with the larger diameter and then the stamp with the smaller diameter is extended.
  • the invention now aims to control a multi-telescopically extendable stamp by a stamp switching valve so that the setting over the stamp with the larger diameter, that is, the larger cross-sectional area, takes place so that the tension or setting load despite constant pressure due to correspondingly larger effective cross-sectional area reaches a higher proportion of the nominal load.
  • the valve arrangement according to the invention is characterized in that this is a function of Displacement of the center punch controlled valve switched on in a line to a working space of the center punch limits the setting stroke of the center punch before reaching its greatest setting stroke and releases the setting stroke of an upper punch and that at least one pressure medium controlled valve is provided in a line from a predatory area of an upper punch, which closes when a predetermined pressure in the setting space of this upper punch closes, the pressure medium-controlled valve assigned to the last upper punch opens the valve controlled by the displacement path of the central punch and the application of pressure to the central punch with a pressure exceeding the predetermined pressure of the pressure-controlled valve (s) as the setting pressure enables.
  • Such a valve arrangement can easily achieve a setting load of up to 80% of the nominal load.
  • the valve which is controlled as a function of the displacement path of the center punch, that is the punch with the larger diameter, interrupts the pressure medium supply when setting before reaching the greatest setting stroke of this center stamp, this valve blocking the pressure medium supply when switched on in the line to the setting chamber and when switching on in the line outgoing from the predatory room prevents further flow of pressure medium from the predatory room.
  • the setting stroke of an upper punch is released, for which purpose either a valve switched on in the line to the setting room of the upper punch or a valve switched on in the line to the predatory room of the upper punch opens.
  • the setting stroke of the upper punch Due to the pressure-medium-controlled valve switched on in a line to a working space of an upper punch, the setting stroke of the upper punch / as soon as hanging contact has occurred and thus the pressure in the pump line increases, the setting stroke of the upper punch can be ended and the middle punch, that is the punch with the larger diameter and thus the larger cross-sectional area can be used for the final bracing or setting.
  • this is controlled by the displacement of the central stamp Valve opened, whereby if this valve is switched on in the setting line of the center punch, this line is now released or if this valve is switched on in the robbery line of the center punch, displacement of pressure medium from the predatory area becomes possible and thus the setting of the punch over the Middle stamp is made.
  • the design is such that the work space of the central punch, which is connected to the valve controlled as a function of the displacement path, is the same as the predatory space.
  • the valve releasing the setting stroke of the upper punch is preferably switched on for the same reasons in the line to the predatory chamber of the upper punch and the robbery line and is preferably formed directly by the pressure-controlled valve, which is acted upon by the pressure in the setting line to control it.
  • the configuration is preferably such that the pressure-medium-controlled valve is designed as a spring-loaded check valve, which opens to the predatory space of the upper stamp, can be opened by the path-dependent valve assigned to the central stamp, and can be closed under the effect of the pressure of the pressure medium.
  • the pressure-medium-controlled valve is designed as a spring-loaded check valve, which opens to the predatory space of the upper stamp, can be opened by the path-dependent valve assigned to the central stamp, and can be closed under the effect of the pressure of the pressure medium.
  • the above-mentioned check valve can now be closed again and is kept securely closed by the pressure occurring in the pirate line of the upper stamp when the center punch is set, since this check valve opens to the predatory chamber of the upper punch.
  • the valve bodies of the pressure-medium-controlled valve and the path-dependent valve are connected to one another in a force-fitting manner, the closing of one of the two valves opening the respective other valve. This simple construction ensures fully automatic control of the application of the set pressure in the desired manner.
  • a non-return valve opening to the same is opened in the pressure medium line leading to the setting chamber of the upper stamp, the opening of which is additionally controllable by the pressure in the line leading to the predatory space of the upper stamp.
  • this check valve By means of this check valve, the pressure introduced into the setting chamber of the upper punch is held securely, whereby this check valve for robbing the punch can be controlled by the pressure in the line leading to the predatory area of the upper punch, in order to allow the pressure medium to flow out of the setting chamber of the upper punch when robbing.
  • the robbery line is pressurized and a spring-loaded check valve is preferably connected to the robbery chamber of the central plunger and arranged parallel to the path-dependent controlled valve and opening to this robbery chamber.
  • This check valve thus only opens when the robber line is subjected to a pressure exceeding the pressure in the set line and / or the set line has been depressurized.
  • the robbery line ver with the predatory of the upper stamp more tied.
  • pressure-controlled valve and with the path-dependent valve opening to the predatory chamber of the center punch is connected via a check valve opening to the predatory line. In this way, the sinking movement of the stamps during the robbery can be controlled in a suitable manner.
  • the design is such that the valve body of the travel-dependent valve is connected to a spring-loaded tappet, in particular roller tappet, which interacts with stops within the displacement path of the center punch.
  • the stops can be formed by a sleeve fixed on the outer circumference of the central stamp, the length of which is dimensioned such that a corresponding travel reserve is still available for the final setting with the central stamp.
  • overpressure valves which open to the robbery line, are connected to the lines from the predatory rooms of the upper and middle ram to the path-dependent or pressure-dependent valve. These valves are then in the bypass to the remaining valves of the valve arrangement, so that destruction of these valves in the event of a malfunction is avoided with certainty.
  • These overpressure valves can be followed by the check valve that opens to the robbery line and that opens with certainty if the spring breaks.
  • FIG. 1 to 5 show a valve arrangement according to the invention in various operating states, with FIG. 1 the beginning of the setting and the extension of the central stamp, FIG. 2 the extension of the upper stamp, FIG. 3 the setting of the central stamp with great force, 4 the beginning of the robbery and FIG. 5 the further course of the robbery explained.
  • a telescopically extendable punch 1 is illustrated, wherein 2 is the fixed lower punch, 3 the sem into diesel I stationary lower punch out center punch 4 and a guided in the central mandrel 3 punch.
  • Both the central stamp 3 and the upper stamp 4 have two working spaces, the setting space of the central stamp 3 being designated 5 and the predatory space 6 thereof.
  • the setting space of the upper punch 4 is designated by 7 and the predatory area of the same by 8.
  • the setting line 9 is connected to the setting space of the center punch. This set line is connected to the set space 7 of the upper punch 4 via a branch line 10.
  • the robbery chamber 6 of the central stamp is connected to a robbery line 11.
  • the predatory space 8 of the upper punch 4 is connected to a predatory line 12.
  • These two robbery lines 11 and 12 open into the common robbery pipe 14 with the interposition of the valve arrangement 13.
  • the valve arrangement 13 contains a path-dependent controlled valve 15 which is switched into the robbery pipe 11 and opens to the robbery chamber 6 of the central stamp 3.
  • the valve body 16 of this valve is connected to a roller tappet 18 with the interposition of a spring 17.
  • the roller 19 of this roller plunger interacts with the outer surface of the central stamp. 1, the valve body 16 is held in the open position by a spring 20. If pressure is now applied to the setting chamber 5 via the setting line 9, the central punch 3 extends in the direction of the arrow 21 and the pressure medium from the predatory space 6 flows via the predatory line 11 to the path-dependent g e-controlled valve 15 via the opened valve body 16 a line 22 to a check valve 23 opening to the robbery line 14, the pressure medium displaced from the robbery chamber 6 overpressing the spring 24 of the check valve 23. In the bypass to the path-dependent valve 15 there is also a pressure relief valve 25 connected to the robbery line 11, which remains closed during normal operation.
  • valve 27 is designed as a check valve which is acted upon by a spring 28 and opens towards the predatory space 8 of the upper punch and is therefore kept closed by the pressure in the predatory line 12.
  • a pressure relief valve 29 which remains closed in the normal operating state.
  • the pressure medium can in turn flow out of the robbery line 12 via the lines 26, 22 and the check valve 23 into the robbery line 14.
  • the setting stroke of the center punch 3 in the direction of arrow 21 now takes place until the roller 19 of the roller tappet 18 collides with the sleeve 30 and this is shown in FIG. 2.
  • the valve body 16 of the travel-dependent controlled valve 15 is closed and pressure medium can thus no longer escape from the predatory space 6 'of the central plunger 3.
  • the pressure relief valve 25 could only be overpressed in the event of a malfunction, but this will not occur in normal operation.
  • the check valve 31, which is switched on to the robbery line 11 and still in the bypass to this path-dependent valve 15 and opens to the robbery chamber 6, is in any case determined by the pressure in the robbery line 11 kept closed, so that a further extension of the central punch 3 in the direction of arrow 21 is prevented.
  • the valve body 32 of the valve 27 is lifted from its seat, since the valve bodies 16 and 32 are non-positively connected to one another.
  • the robbery line 12 of the upper ram 4 is now opened and the pressure medium which is pressed into the setting chamber 7 of the upper ram 4 via the setting pipe 10 and the check valve 33 opening to the seating chamber 7 of the upper ram 4 now displaces the pressure medium from the robbery chamber 8 of the upper plunger, this pressure medium entering the robbery line 14 via the robbery line 12, the valve 27, the line 22 and the check valve 23 opening to the robbery line 14.
  • a pressure relief valve 34 is also provided to protect the upper punch.
  • a piston 35 is now displaceably guided in valve 27, one surface of which is acted upon by the pressure in a pressure medium line 3 E.
  • the pressure medium line 36 can be connected in a simple manner, for example via a slide, not shown, to the set line 9 or 10.
  • the corresponding connection is indicated schematically at 37.
  • a pressure that overcompensates for the weight of the upper punch which is generally around 20 to 30 bar, is required.
  • the pressure of the set line 10 and thus in the set line 9 can rise to the pump pressure, which is generally between 200 and 330 bar.
  • the pressure in the line 36 will also increase and the piston 35 in the valve 27 will be moved to the left while overcoming the force of the spring 28 and will strike the valve body 32.
  • the corresponding cooperative. Attacks are designated 38 and 39.
  • valve body 32 of the valve 27 is again pressed into the closed position, the valve body 16 again coming from the valve body 32 into the open position while overcoming the force of the spring 17, as is shown in FIG. 3.
  • the pump pressure which has meanwhile risen significantly, is now fed via the setting line 9 to the setting chamber 5 of the central stamp 3, pressure medium escaping from the predatory space 6 of the central stamp 3 via the predatory line 11 of the central stamp and the now open valve 15 via the line 22 and the valve 23 in the common robbery line 14 can escape.
  • the setting is thus carried out under high pressure over the larger cross-sectional area of the central punch 3 having the larger diameter, so that the pump pressure can be better used without exceeding the permissible nominal load of the punch.
  • FIGS. 4 and 5 The stealing of the stamp using the valve arrangement 13 is now shown in FIGS. 4 and 5.
  • the pressure is reduced in the setting lines 9 and 10 and 14 pressure medium is pressed in via the robbery line.
  • This pressure medium now holds the check valve 23 opening towards the robbery line 14 closed, but can open the check valve 31 opening towards the robbery chamber 6 of the central stamp 3, so that the pressure medium is connected via a line 40 to the robbery line 11 of the central stamp, whereby the central stamp 3 in the direction of arrow 41 sinks.
  • valve 27 is opened by the force of spring 17 of travel-dependent valve 15, which in turn is closed, and closed valve body 16 presses valve body 32 of the pressure-dependent valve 27 in the open position.
  • the upper stamp 4 drops in this first phase of Do not rob, since the setting space 7 of this upper punch is kept closed by the check valve 33, which opens to this setting space 7.
  • the robbery line 12 to the robbery chamber 8 of the upper ram is largely depressurized in this phase and is connected via the open valve 27 and the line 22 to the valve 23 which is kept closed by the pressure in the robbery line 14.
  • the valve body 16 of the travel-dependent valve 15 lifts off its seat and the pressure medium of the robbery line 14 is now not only available via the robbery line 11 with the robbery chamber 6 of the central stamp 3 in connection, but can enter the robbery line 12 of the upper punch via the check valve 27 opening to the robbery chamber 8 of the upper punch, the valve body 32 of which lifts off from the valve body 16 of the travel-dependent valve 15. This is shown in FIG. 5.
  • Sinking in of the upper plunger 4 is now made possible in that the pressure in the robbery line 12 lifts the valve body 43 of the check valve 33 switched into the set line 10 via a device 42. Pressure medium can now be supplied to the predatory space 8 of the upper punch 4 via the robbery line 12, wherein pressure medium can flow out of the setting space 7 of this upper punch via the check valve 33 kept open into the setting line 10. It also retracts the upper stamp, the upper stamp retracting faster than the central stamp 3 due to the smaller volume to be displaced.

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Abstract

Der teleskopisch ausfahrbare Stempel (1) weist an der Peripherie des Mittelstempels (3) Anschläge (30) auf, welche vor Erreichen der höchsten Ausfahrstellung des Mittelstempels (3) mit einem Ventil (15) Zusammenwirken. Das Ventil (15) bewirkt eine Beendigung des Ausfahrhubes des Mittelstempels (3) und löst den Beginn des Ausfahrhubes des Oberstempels (4) aus. Nach Erreichen eines vorbestimmten Druckes in der Setzleitung (10) des Oberstempels (4) wird durch ein von diesem Druck beaufschlagtes Ventil (27) das mit den Anschlägen (30) des Mittelstempels (3) zusammenwirkende Ventil (15) überdrückt, worauf der Setzhub durch Beaufschlagen des Mttelstempels (3) mit Druckmittel beendet wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für die Steuerung des Hubes eines teleskopisch ausfahrbaren Stempels, welcher einen feststehenden Unterstempel, einen in diesem geführten Mittelstempel und wenigstens einen im Mittelstempel geführten Oberstempel aufweist, wobei wenigstens ein in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Mittelstempels gesteuertes Ventil vorgesehen ist. Derartige teleskopisch ausfahrbare Stempel werden beispielsweise im Grubenausbau verwendet. Bei doppelt teleskopisch ausfahrbaren Stempeln wird beim Setzen solcher Stempel üblicherweise so vorgegangen, daß zunächst der Stempel mit dem größeren Durchmesser und danach der Stempel mit dem kleineren Durchmesser ausgefahren wird. Dies bedeutet aber, daß bei gleichbleibendem Druck der Hydraulikflüssigkeit die maximal mögliche Setzlast aufgrund der kleineren wirksamen Fläche des kleineren Stempels weit unter der Nennlast bleibt.
  • Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen mehrfach teleskopisch ausfahrbaren Stempel durch ein Stempelschaltventil so zu steuern, daß das Setzen über den Stempel mit dem größeren Durchmesser, das heißt der größeren Querschnittsfläche, erfolgt, so daß die Verspannung bzw. Setzlast trotz gleichbleibenden Druckes infolge der entsprechend größeren wirksamen Querschnittsfläche einen höheren Anteil der Nennlast erreicht. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Mittelstempels gesteuerte, in eine Leitung zu einem Arbeitsraum des Mittelstempels eingeschaltete Ventil den Setzhub des Mittelstempels vor Erreichen des größten Setzhubes desselben begrenzt und den Setzhub eines Oberstempels freigibt und daß wenigstens ein in eine Leitung von einem Raubraum eines Oberstempels eingeschaltetes druckmittelgesteuertes Ventil vorgesehen ist, welches bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Setzraum dieses Oberstempels schließt, wobei das dem letzten Oberstempel zugeordnete druckmittelgesteuerte Ventil das vom Verschiebeweg des Mittelstempels gesteuerte Ventil öffnet und das Beaufschlagen des Mittelstempels mit einem den vorbestimmten Druck des oder der druckmittelgesteuerten Ventile(s) übersteigenden Druck als Setzdruck ermöglicht. Durch eine solche Ventilanordnung kann eine Setzlast bis zu 80 % der Nennlast ohne weiteres erreicht werden. Durch das in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Mittelstempels, das ist des Stempels mit dem größeren Durchmesser, gesteuerte Ventil wird die Druckmittelzufuhr beim Setzen vor Erreichen des größten Setzhubes dieses Mittelstempels unterbrochen, wobei dieses Ventil bei Einschaltung in die Leitung zum Setzraum die Druckmittelzufuhr sperrt und bei Einschalten in die vom Raubraum ausgehende Leitung ein weiteres Abfließen von Druckmittel aus dem Raubraum sperrt. Gleichzeitig wird der Setzhub eines Oberstempels freigegeben, wofür entweder ein in die Leitung zum Setzraum des Oberstempels oder ein in die Leitung zum Raubraum des Oberstempels eingeschaltetes Ventil öffnet. Durch das in eine Leitung zu einem Arbeitsraum eines Oberstempels eingeschaltete druckmittelgesteuerte Ventil kann der Setzhub des Oberstempels/sobald Hangendkontakt eingetreten ist und damit der Druck in der Pumpenleitung ansteigt, der Setzhub des Oberstempels beendet werden und der Mittelstempel, das ist der Stempel mit dem größeren Durchmesser und damit der größeren Querschnittsfläche, zum endgültigen Verspannen bzw. Setzen herangezogen werden. Hiezu wird das vom Verschiebeweg des Mittelstempels gesteuerte Ventil geöffnet, wobei, wenn dieses Ventil in die Setzleitung des Mittelstempels eingeschaltet ist, diese Leitung nunmehr freigegeben ist bzw. wenn dieses Ventil in die Raubleitung des Mittelstempels eingeschaltet ist, Verdrängung von Druckmittel aus dem Raubraum möglich wird und damit das Setzen des Stempels über den Mittelstempel erfolgt.
  • Vorzugsweise ist die Ausbildung so getroffen, daß der mit dem vom Verschiebeweg abhängig gesteuerten Ventil verbundene Arbeitsraum des Mittelstempels der Raubraum desselben ist. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß die Stempel auch bei einem Leckwerden des Ventiles nicht einsinken und es wird damit eine höhere Betriebssicherheit erreicht. Ebenso ist vorzugsweise das den Setzhub des Oberstempels freigebende Ventil aus den gleichen Gründen in die Leitung zum Raubraum des Oberstempels und Raubleitung eingeschaltet und vorzugsweise unmittelbar vom druckmittelgesteuerten Ventil gebildet, welches zur Steuerung vom Druck in der Setzleitung beaufschlagt wird. Sobald der Oberstempel Hangendkontakt bekommt, wird der bis zu diesem Zeitpunkt nur geringe und lediglich zum Überwinden des Stempelgewichtes ausreichende Druck in der Setzleitung ansteigen und dieser Druck kann daher in einfacher Weise zum Umsteuern des wegabhängig gesteuerten Ventiles und Öffnen desselben herangezogen werden.
  • Vorzugsweise ist die Ausbildung so getroffen, daß das druckmittelgesteuerte Ventil als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist, welches zum Raubraum des Oberstempels öffnet, von dem dem Mittelstempel zugeordneten wegabhängigen Ventil aufsteuerbar ist und unter Wirkung des Druckes des Druckmittels schließbar ist. Auf diese Weise wird eine einfache und kompakte Ventilanordnung geschaffen, mit welcher die Raubleitung des Oberstempels geschlossen gehalten wirdisolange der Mittelstempel beim Setzen ausfährt. Sobald das dem Mittelstempel zugeordnete wegabhängige Ventil schließt, wird das druckmittelgesteuerte, als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildete Ventil geöffnet und der Setzhub des Oberstempels freigegeben. Unter der Wirkung des Druckes des Druckmittels kann nun das genannte Rückschlagventil wieder geschlossen werden und wird durch den beim Setzen des Mittelstempels in der Raubleitung des Oberstempels auftretenden Druck sicher geschlossen gehalten, da dieses Rückschlagventil zum Raubraum des Oberstempels öffnet. In besonders einfacher Weise sind die Ventilkörper des druckmittelgesteuerten Ventils und des wegabhängig gesteuerten Ventils kraftschlüssig miteinander verbünden, wobei das Schließen des einen der beiden Ventile das Öffnen des jeweils anderen Ventiles bewirkt. Durch diese einfache Konstruktion wird ein vollautomatisches Steuern des Einbringens des Setzdruckes in der gewünschten Weise sichergestellt. Vorzugsweise ist weiters in die zum Setzraum des Oberstempels mündende Druckmittelleitung ein zu demselben öffnendes Rückschlagventil eingeschaltet, dessen Öffnung zusätzlich vom Druck in der zum Raubraum des Oberstempels führenden Leitung steuerbar ist. Durch dieses Rückschlagventil wird der in den Setzraum des Oberstempels eingebrachte Druck sicher gehalten, wobei dieses Rückschlagventil zum Rauben des Stempels vom Druck in der zum Raubraum des Oberstempels führenden Leitung steuerbar ist, um das Abfließen des Druckmittels aus dem Setzraum des Oberstempels beim Rauben zu ermöglichen. Zum Rauben wird die Raubleitung unter Druck gesetzt und es ist vorzugsweise mit dem Raubraum des Mittelstempels ein parallel zum wegabhängig gesteuerten Ventil angeordnetes, zu diesem Raubraum öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil verbunden. Dieses Rückschlagventil öffnet somit lediglich dann, wenn die Raubleitung mit einem den Druck in der Setzleitung übersteigenden Druck beaufschlagt wird und/oder die Setzleitung drucklos gemacht wurde.
  • Für das Rauben des gesetzten Stempels ist es vorteilhaft, daß die Raubleitung mit dem mit dem Raubraum des Oberstempels verbundener. druckmittelgesteuerten Ventil sowie mit dem zum Raubraum des Mittelstempels öffnenden wegabhängigen Ventil über ein zur Raubleitung öffnendes Rückschlagventil verbunden ist. Auf diese Weise kann auch die Einsinkbewegung der Stempel beim Rauben in geeigneter Weise kontrolliert werden.
  • In einfacher Weise ist die Ausbildung so getroffen, daß der Ventilkörper des wegabhängigen Ventils mit einem federbelasteten Stössel insbesondere Rollenstössel verbunden ist, welcher mit Anschlägen innerhalb des Verschiebeweges des Mittelstempels zusammenwirkt. In diesem Fall können die Anschläge von einer am Außenumfang des Mittelstempels festgelegten Hülse gebildet sein, deren Länge so bemessen ist, daß für das endgültige Setzen mit dem Mittelstempel noch eine entsprechende Wegreserve zur Verfügung steht.
  • Aus Sicherheitsgründen ist es vorteilhaft, wenn an die Leitungen von den Raubräumen des Ober- und Mittelstempels zu dem weg- bzw. druckabhängigen Ventil Überdruckventile, welche zur Raubleitung öffnen, angeschlossen sind. Diese Ventile liegen dann im Bypass zu den verbleibenden Ventilen der Ventilanordnung, so daß eine Zerstörung dieser Ventile bei einer Funktionsstörung mit Sicherheit vermieden wird. Diesen Überdruckventilen kann noch das zur Raubleitung öffnende Rückschlagventil nachgeschaltet sein, welches bei einem Bruch der Feder ohnehin mit Sicherheit öffnet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles schematisch erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 bis 5 eine erfindungsgemäße Ventilanordnung in verschiedenen Betriebszuständen, wobei Fig. 1 den Anfang des Setzens und das Ausfahren des Mittelstempels, Fig. 2 das Ausfahren des Oberstempels, Fig. 3 das Setzen des Mittelstempels mit großer Kraft, Fig. 4 den Beginn des Raubens und Fig. 5 den weiteren Verlauf des Raubens, erläutert. In Fig. 1 ist ein teleskopisch ausfahrbarer Stempel 1 dargestellt, wobei 2 den feststehenden Unterstempel, 3 den in die- I sem feststehenden Unterstempel geführten Mittelstempel und 4 einen in dem Mittelstempel 3 geführten Oberstempel darstellt. Sowohl der Mittelstempel 3 als auch der Oberstempel 4 weisen zwei Arbeitsräume auf, wobei der Setzraum des Mittelstempels 3 mit 5 und der Raubraum desselben mit 6 bezeichnet ist. Der Setzraum des Oberstempels 4 ist mit 7 und der Raubraum desselben mit 8 bezeichnet. An den Setzraum des Mittelstempels ist die Setzleitung 9 angeschlossen. Über eine Zweigleitung 10 ist diese Setzleitung mit dem Setzraum 7 des Oberstempels 4 verbunden. Der Raubraum 6 des Mittelstempels ist an eine Raubleitung 11 angeschlossen. Der Raubraum 8 des Oberstempels 4 ist an eine Raubleitung 12 angeschlossen. Diese beiden Raubleitungen 11 und 12 münden unter Zwischenschaltung der Ventilanordnung 13 in die gemeinsame Raubleitung 14. Die Ventilanordnung 13 beinhaltet ein in die Raubleitung 11 eingeschaltetes wegabhängig gesteuertes Ventil 15, welches zum Raubraum 6 des Mittelstempels 3 öffnet. Der Ventilkörper 16 dieses Ventils steht unter Zwischenschaltung einer Feder 17 mit einem Rollenstössel 18 in Verbindung. Die Rolle 19 dieses Rollenstössels wirkt mit der Außenfläche des Mittelstempels zusammen. In der in Fig. 1 dargestellten ersten Phase des Setzens wird der Ventilkörper 16 durch eine Feder 20 in der Offenstellung gehalten. Wenn nun der Setzraum 5 über die Setzleitung 9 mit Druck beaufschlagt wird, fährt der Mittelstempel 3 in Richtung des Pfeiles 21 aus und das Druckmittel aus dem Raubraum 6 strömt über die Raubleitung 11 zum wegabhängig ge-steuerten Ventil 15 über den geöffneten Ventilkörper 16 über eine Leitung 22 zu einem zur Raubleitung 14 öffnenden Rückschlagventil 23, wobei das aus dem Raubraum 6 verdrängte Druckmittel die Feder 24 des Rückschlagventiles 23 überdrückt. In Bypass zu dem wegabhängigen Ventil 15 liegt noch ein an die Raubleitung 11 angeschlossenes Überdruckventil 25, welches im normalen Betrieb geschlossen bleibt. Wenn dieses Überdruckventil 25 anspricht, könnte das aus dem Raubraum 6 austretende Druckmittel über das Überdruckventil 25 und die Leitung 26 in die Leitung 22 und über das Rückschlagventil 23 in die Raubleitung 14 austreten. Dieser Fall würde jedoch nur dann eintreten, wenn das wegabhängige Ventil 15 geschlossen ist und auch die Leitungen zum Oberstempel verschlossen sind. Das Überdruckventil 25 spricht somit im Normalbetrieb überhaupt nicht an. Der Raubraum 8 des Oberstempels ist während dieses ersten Teilbereiches des Ausfahrhubes durch ein Ventil 27 geschlossen, so daß der in der Setzleitung 10 zum Setzraum 7 des Oberstempels auftretende Druck keine Verschiebung des Oberstempels in Richtung des Pfeiles 21 bewirkt. Das Ventil 27 ist hiezu als von einer Feder 28 beaufschlagtes in Richtung zum Raubraum 8 des Oberstempels öffnendes Rückschlagventil ausgebildet und wird daher vom Druck in der Raubleitung 12 geschlossen gehalten. Im Bypass zu diesem Ventil 27 liegt wiederum ein überdruckventil 29, welches in normalem Betriebszustand geschlossen bleibt. Wenn dieses Überdruckventil 29 jedoch öffnet, kann das Druckmittel aus der Raubleitung 12 wiederum über die Leitungen 26, 22 und das Rückschlagventil 23 in die Raubleitung 14 abfließen. Der Setzhub des Mittelstempels 3 in Richtung des Pfeiles 21 erfolgt nun,bis die Rolle 19 des Rollenstössels 18 mit der Hülse 30 kollidiert und dies ist in Fig. 2 dargestellt.
  • Sobald der Rollenstössel 18 unter Überwindung der Kraft der Feder 20 nachgibt um der.Hülse 30 auszuweichen, wird der Ventilkörper 16 des wegabhängig gesteuerten Ventiles 15 geschlossen und es kann somit Druckmittel aus dem Raubraum 6 ' des Mittelstempels 3 nicht mehr entweichen. Lediglich bei 1 einer Betriebsstörung könnte das Überdruckventil 25 überdrückt werden, jedoch wird dies in normalem Betrieb nicht eintreten. Das an die Raubleitung 11 noch im Bypass zu diesem wegabhängigen Ventil 15 eingeschaltete zum Raubraum 6 öffnende Rückschlagventil 31 wird jedenfalls durch den Druck in der Raubleitung 11 geschlossen gehalten, so daß ein weiteres Ausfahren des Mittelstempels 3 in Richtung des Pfeiles 21 verhindert wird. Gleichzeitig mit dem Schließen des Ventilkörpers 16 wird der Ventilkörper 32 des Ventiles 27 von seinem Sitz abgehoben, da die Ventilkörper 16 und 32 kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Durch das Öffnen des Ventiles 27 wird nun die Raubleitung 12 des Oberstempels 4 geöffnet und das über die Setzleitung 10 und das zum Setzraum 7 des Oberstempels 4 öffnende Rückschlagventil 33 eingepresste Druckmittel in den Setzraum 7 des Oberstempels 4 bewirkt nun ein Verdrängen des Druckmittels aus dem Raubraum 8 des Oberstempels, wobei dieses Druckmittel über die Raubleitung 12,das Ventil 27, die Leitung 22 und das zur Raubleitung 14 öffnende Rückschlagventil 23 in die Raubleitung 14 gelangt. Parallel zu dem Setzraum 7 des Oberstempels 4 öffnendes Rückschlagventil 33 ist noch ein Überdruckventil 34 zum Schutz des Oberstempels vorgesehen.
  • Im Ventil 27 ist nun ein Kolben 35 verschiebbar geführt, dessen eine Fläche vom Druck in einer Druckmittelleitung 3E beaufschlagt ist. Die Druckmittelleitung 36 kann in einfacher Weise, beispielsweise über einen nicht dargestellten Schieber mit der Setzleitung 9 bzw. 10 verbunden werden. Die entsprechende Verbindung ist schematisch mit 37 bezeichnet. Für das Ausfahren des Oberstempels ist nun im wesentlichen nur ein das Gewicht des Oberstempels überkompensierender Druck, welcher in der Regel bei etwa 20 bis 30 bar liegt, erforderlich. Sobald der den geringeren Durchmesser aufweisende Oberstempel 4 in Hanaendkontakt gelangt, kann der Druck der Setzleitung 10 und damit in der Setzleitung 9 auf den Pumpendruck, der in der Regel zwischen 200 und 330 bar liegt, ansteigen. Gleichzeitig wird auch der Druck in der Leitung 36 ansteigen und der Kolben 35 im Ventil 27 wird unter Überwindung der Kraft der Feder 28 nach links bewegt werden und an den Ventilkörper 32 anschlagen. Die entsprechenden zusammenwirkender. Anschläge sind mit 38 und 39 bezeichnet.
  • In weiterer Folge wird der Ventilkörper 32 des Ventils 27 wiederum in die Verschlußstellung gedrückt, wobei der Ventilkörper 16 vom Ventilkörper 32 unter Überwindung der Kraft der Feder 17 wiederum in die Offenstellung gelangt,wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Der mittlerweile wesentlich angestiegene Pumpendruck wird nun über die Setzleitung 9 dem Setzraum 5 des Mittelstempels 3 zugeführt, wobei aus dem Raubraum 6 des Mittelstempels 3 austretendes Druckmittel über die Raubleitung 11 des Mittelstempels und das nunmehr geöffnete Ventil 15 über die Leitung 22 und das Ventil 23 in die gemeinsame Raubleitung 14 austreten kann. Das Setzen erfolgt somit unter hohem Druck über die größere Querschnittsfläche des den größeren Durchmesser aufweisenden Mittelstempels 3, womit der Pumpendruck ohne Überschreitung der zulässigen Nennlast der Stempel besser genutzt werden kann.
  • Das Rauben des Stempels unter Verwendung der Ventilanordnung 13 ist nun in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Hiezu wird in den Setzleitungen 9 und 10 der Druck verringert und über die Raubleitung 14 Druckmittel eingepreßt. Dieses Druckmittel hält nun das zur Raubleitung 14 öffnende Rückschlagventil 23 geschlossen, kann jedoch das zum Raubraum 6 des Mittelstempels 3 öffnende Rückschlagventil 31 öffnen, so daß das Druckmittel über eine Leitung 40 mit der Raubleitung 11 des Mittelstempels verbunden ist, wodurch der Mittelstempel 3 in Richtung des Pfeiles 41 einsinkt. Da auch in der Leitung 36 kein eine Verschiebung des Kolbens 35 bewirkender Druck enthalten ist, ist in dieser Phase das Ventil 27 durch die Kraft der Feder 17 des wegabhängigen Ventiles 15, welches wiederum geschlossen ist, geöffnet und der geschlossene Ventilkörper 16 drückt den Ventilkörper 32 des druckabhängigen Ventiles 27 in die Offenstellung. Der Oberstempel 4 sinkt in dieser ersten Phase des Raubens nicht ein, da der Setzraum 7 dieses Oberstempels durch das Rückschlagventil 33, welches zu diesem Setzraum 7 öffnet, geschlossen gehalten ist. Die Raubleitung 12 zum Raubraum 8 des Oberstempels ist in dieser Phase weitgehend drucklos und steht über das geöffnete Ventil 27 und die Leitung 22 mit dem vom Druck in der Raubleitung 14 geschlossen gehaltenen Ventil 23 in Verbindung. Sobald die Rolle 19 des Rollenstössels 18 außer Eingriff mit der Hülse 30 des Mittelstempels 3 gelangt, hebt der Ventilkörper 16 des wegabhängigen Ventiles 15 von seinem Sitz ab und das Druckmittel der Raubleitung 14 steht nun nicht nur über die Raubleitung 11 mit dem Raubraum 6 des Mittelstempels 3 in Verbindung, sondern kann über das zum Raubraum 8 des Oberstempels öffnende Rückschlagventil 27, dessen Ventilkörper 32 vom Ventilkörper 16 des wegabhängigen Ventiles 15 abhebt, in die Raubleitung 12 des Oberstempels eintreten. Dies ist in Fig. 5 dargestellt.
  • Ein Einsinken des Oberstempels 4 wird nun dadurch ermöglicht, daß der Druck in der Raubleitung 12 über eine Einrichtung 42 den Ventilkörper 43 des in die Setzleitung 10 eingeschalteten Rückschlagventiles 33 abhebt. Über die Raubleitung 12 kann nun Druckmittel dem Raubraum 8 des Oberstempels 4 zugeführt werden, wobei Druckmittel aus dem Setzraum 7 dieses Oberstempels über das geöffnet gehaltene Rückschlagventil 33 in die Setzleitung 10 abfließen kann. Es fährt somit auch der Oberstempel ein, wobei der Oberstempel aufgrund des geringeren zu verdrängenden Volumens schneller einfährt als der Mittelstempel 3. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei einem neuerlichen Setzen des Stempels der Oberstempel völlig eingefahren ist, um dadurch den Ausfahrhub des Oberstempels so gering als unbedingt notwendig zu halten, da ein Oberstempel mit kleinerem Durchmesser naturgemäß eine geringere Belastbarkeit vor allen Dingen in Bezug auf Knickkräfte als der Mittelstempel mit größerem Durchmesser aufweist.

Claims (10)

1. Ventilanordnung für die Steuerung des Hubes eines teleskopisch ausfahrbaren Stempels, welcher einen feststehenden Unterstempel, einen in diesem geführten Mittelstempel und wenigstens einen im Mittelstempel geführten Oberstempel aufweist, wobei wenigstens ein in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Mittelstempels gesteuertes Ventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des Mittelstempels (3) gesteuerte, in eine Leitung (11) zu einem Arbeitsraum (6) des Mittelstempels (3) eingeschaltete Ventil (15) den Setzhub des Mittelstempels (3) vor Erreichen des größten Setzhubes desselben begrenzt und den Setzhub eines Oberstempels (4) freigibt und daß wenigstens ein in eine Leitung (12) von einem Raubraum (8) eines Oberstempels (4) eingeschaltetes druckmittelgesteuertes Ventil (27) vorgesehen ist, welches bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Setzraum (7) dieses Oberstempels (4) schließt, wobei das dem letzten Oberstempel (4) zugeordnete druckmittelgesteuerte Ventil (27) das vom Verschiebeweg des Mittelstempels (3) gesteuerte Ventil (15) öffnet und das Beaufschlagen des Mittelstempels (3) mit einem den vorbestimmten Druck des oder der druckmittelgesteuerten Ventile(s) übers teigenden Druck als Setzdruck ermöglicht.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem vom Verschiebeweg abhängig gesteuerten Ventil (1-5 ) verbundene Arbeitsraum des Mittelstempels (3) der Raubraum (6) desselben ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckmittelgesteuerte Ventil (27) vom Druck in der Setzleitung (9 bzw. 10) gesteuert und in die Leitung (12) zwischen Raubraum (8) des Oberstempels (4) und Raubleitung (14) eingeschaltet ist.
4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das druckmittelgesteuerte Ventil als federbelastetes Rückschlagventil (27) ausgebildet ist, welches zum Raubraum (8) des Oberstempels (4) öffnet, von dem dem Mittelstempel (3) 'zugeordneten wegabhängigen Ventil (15) aufsteuerbar ist und unter Wirkung des Druckes des Druckmittels schließbar ist.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (16 bzw. 32) des druckmittelgesteuerten Ventils (27) und des wegabhängig gesteuerten Ventils (15) kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Schließen des einen der beiden Ventile das Öffnen des jeweils anderen Ventiles bewirkt.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Setzraum (7) des Oberstempels (4) mündende Druckmittelleitung (10) ein zu demselben öffnendes Rückschlagventil (33) eingeschaltet ist, dessen Öffnung zusätzlich vom Druck in der zum Raubraum (8) des Oberstempels (4) führenden Leitung (12) steuerbar ist.
7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Raubraum (6) des Mittelstempels (3) ein parallel zum wegabhängig gesteuerten Ventil (15) angeordnetes, zu diesem Raubraum (6) öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil (31) verbunden ist.
8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Raubleitung (14) mit dem mit dem Raubraum (8) des Oberstempels (4) verbundenen druckmittelgesteuerten Ventil (27) sowie mit dem zum Raubraum (6) des Mittelstempels (3) öffnenden wegabhängigen Ventil (15) über ein zur Raubleitung (14) öffnendes Rückschlagventil (23) verbunden ist.
9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16) des wegabhängigen Ventiles (15) mit einem federbelasteten (Feder 20) Stössel (18), insbesondere Rollenstössel, verbunden ist, welcher mit Anschlägen (30) innerhalb des Verschiebeweges des Mittelstempels (3) zusammenwirkt.
10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leitungen (11, 12) von den Raubräumen (6 bzw. 8) des Ober- und Mittelstempels (4 bzw. 3) zu dem weg- bzw. druckabhängigen Ventil (15 bzw. 27) Überdruckventile (25 bzw. 29), welche zur Raubleitung öffnen, angeschlossen sind.
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