DE10112496A1 - Elektrohydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer elektrohydraulischen Steuereinrichtung insbesondere zur Verwendung in Hydrauliksystemen der Schreitausbaugestelle von untertägigen Gewinnungseinrichtungen ist ein Ventil- bzw. Verteilerblock 1 mit Aufnahmebohrungen 2 und Anschlußbohrungen 27, 28 für Verbraucheranschlüsse 6, 7 versehen, die auf einer Achse M liegen und unmittelbar ineinander übergehen. Der von den Aufnahmebohrungen 2 gebildete Aufnahmeraum ist für sämtliche aus Pilotsteuerventil 4 und Hauptsteuerventil 3 zusammengesetzte Mehrwegeventile gleich ausgebildet. Im Ventilblock 1 verläuft zusätzlich zu der Hochdruckleitung P und der Rücklaufleitung T eine Steuerdruckleitung P¶St¶, mit der die Druckmittelversorgung zum Schalten des Hauptsteuerventils 3 bewirkt wird. Der erfindungsgemäße Aufbau des Ventilblocks senkt die Herstellkosten und bietet bei der Montage der Mehrwegeventile erhebliche Vorteile. Da sämtliche Ventilstufen axial aufeinander ausgerichtet sind, werden extrem schnelle und kurze Schaltzeiten ermöglicht und es treten nur geringste Strömungsverluste auf. Durch die Separierung der Druckmittelversorgung werden Druckschwankungen an den Pilotsteuerventilen verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft elektrohydraulische Steuereinrichtungen insbesondere zur Verwendung in Hydrauliksystemen der Schreit­ ausbaugestelle von untertägigen Gewinnungseinrichtungen.

Die DE 196 46 611 C1 offenbart eine Steuereinrichtung mit ei­ nem Ventilblock, der zwei Aufnahmebohrungen zur Aufnahme eines 3/2-Wegeventils aufweist, die mittels der Schaltstößel von Elektromagneten schaltbar sind. Diese sind in im Ventilblock ausgebildete Magnetaufnahmebohrungen eingesetzt und werden mittels eines an einer Seite mit dem Ventilblock verschraubten Gehäusedeckels in Position gehalten. Die Aufnahmebohrungen für die 3/2-Wegeventile liegen auf einer Achse mit den Magnetauf­ nahmebohrungen, wobei die Wegeventile zur axialen Sicherung in ein im Bohrungseingang ausgebildetes Feingewinde eingeschraubt sind. Die Verbraucheranschlüsse, der Rücklaufanschluß und ein Hochdruckleitungsanschluß sind über im Verteilblock ausgebil­ dete Kanäle mit den Aufnahmebohrungen verbunden, so daß in Ab­ hängigkeit der Schaltstellung des Wegeventils der Verbraucher entweder mit dem Rücklauf oder mit der Hochdruckleitung ver­ bunden ist, um die Schreitausbaueinheiten funktionsgerecht zu steuern. Der Schaltstößel jedes Elektromagneten wirkt über ei­ nen in sich vorgespannten Federpuffer auf einen ersten Schließkörper, der über Druckstifte mit weiteren Schließkör­ pern verbunden ist, die breitflächig an Dichtelementen anlie­ gen, um den Durchfluß zwischen dem Verbraucher und der Hoch­ druck- oder Rücklaufleitung freizugeben oder abzusperren.

Da die Schreitausbaugestelle mit einer Vielzahl groß- und kleinvolumiger Stempel versehen sind, wird eine entsprechende Anzahl an Wegeventilen benötigt, die vorzugsweise in einem ge­ meinsamen Ventilblock angeordnet werden, um den für die Steu­ ereinrichtungen in untertägigen Gewinnungsstreben nur begrenzt zur Verfügung stehende Einbauraum besser zu nutzen. Zur Be­ grenzung des in der Hochdruckleitung zur Verfügung zu stellen­ den Druckmittelbedarfs werden Anschlußleitungen mit unter­ schiedlichen Anschlußnennweiten verwendet. Im Stand der Tech­ nik war es hierbei üblich, bei unterschiedlichen Nennweiten der Verbraucheranschlüsse unterschiedliche Wegeventile zu ver­ wenden und/oder diese in getrennten Verteilerblöcken anzuord­ nen. Da die Wegeventile ständig wechselnden Schaltzustände un­ terliegen und hohen, zwischen der Hochdruckleitung und der Rücklaufleitung bestehenden Druckdifferenzen ausgesetzt sind, ist deren Verschleiß vergleichsweise hoch. Für die Lagerhal­ tung bei Gewinnungseinrichtungen mit Schreitausbaugestellen bedeutet dies, daß für jede Wegeventilgröße eine ausreichende Anzahl von Ersatzwegeventilen vorhanden sein muß, um diese nach Verschleiß austauschen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrohydrau­ lische Steuereinrichtung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile nicht auftreten und die fertigungs- und kostentech­ nisch Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bieten.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe betrifft in ihrem Hauptaspekt den Ventil- bzw. Verteilerblock. Die Erfindung geht hierbei von einem Ventilblock aus, der an einer Stirnsei­ te mit in Verbraucheranschlüsse mündenden Anschlußbohrungen versehen ist, der wenigstens zwei Aufnahmebohrungen aufweist, die Aufnahmeräume für Mehrwegeventile bilden, die mittels ei­ nes Schaltstößels eines am Ventilblock festlegbaren Elektroma­ gneten schaltbar sind, und der mit einer Hochdruckleitung und einer Rücklaufleitung versehen ist, die quer zu den Aufnahme­ bohrungen verlaufen und mittels der Mehrwegeventile wahlweise mit den Verbraucheranschlüssen verbindbar oder von diesen trennbar sind. Erfindungsgemäß wird bei diesem Ventilblock vorgeschlagen, daß die Aufnahmebohrungen und die Anschlußboh­ rungen auf einer Achse liegen und unmittelbar ineinander über­ gehen, daß der von den Aufnahmebohrungen gebildete Aufnahme­ raum für sämtliche Mehrwegeventile gleich und zur Aufnahme ei­ nes aus Pilot- und Hauptsteuerventil zusammengesetzten Mehrwe­ geventils ausgebildet ist und daß zusätzlich zu der Hochdruck­ leitung und der Rücklaufleitung eine Steuerdruckleitung vorge­ sehen ist, die eine separate, von der Hochdruckleitung unab­ hängige Druckmittelversorgung zum Schalten der Hauptsteuerstu­ fe ermöglicht. Die Ausrichtung der Aufnahme- und Anschlußboh­ rungen auf einer Achse bietet insbesondere hinsichtlich der Fertigung und Montage erhebliche Vorteile. Da sowohl das Pi­ lot- als auch das Hauptsteuerventil auf dieser Achse angeord­ net werden können, wird eine strömungsgünstige Führung des Hy­ draulikmediums zwischen dem Verbraucheranschluß und der Hoch­ druckleitung bzw. der Rücklaufleitung erzielt. Die separate, getrennt von der Hochdruckleitung geführte Druckmittelversor­ gung verhindert ein Flattern der Pilotventile, so daß es nicht zu Druckabfällen und unerwünschten instabilen Betriebszustän­ den am Verbraucher kommen kann. Außerdem können, da erfin­ dungsgemäß sämtliche Aufnahmebohrungen gleich ausgebildet sind, dieselben Mehrwegeventile unabhängig von der Nenngröße der Verbraucheranschlüsse verwendet werden, so daß bei der La­ gerhaltung die verschleißanfälligen Mehrwegeventile nur in ei­ ner Baugröße vorhanden sein müssen.

In bevorzugter Ausgestaltung weist der Ventilblock in der den Aufnahmebohrungen gegenüberliegenden Stirnseite Befestigungs­ bohrungen auf, an denen der Elektromagnet derart befestigbar ist, daß jeder Elektromagnet das ihm zugeordnete Mehrwegeventil in der Aufnahmebohrung einspannt und/oder daß er außerhalb des Ventilblocks angeordnet sind. Die Montage kann dann we­ sentlich leichter von der elektrischen Seite der Steuerein­ richtung erfolgen, ohne daß Hydraulikanschlüsse od. dgl. gelöst werden müssen. Die Anordnung der Elektromagneten an der Außen­ seite des Ventilblocks vermindert dessen Herstellaufwand. Vor­ zugsweise geht die Aufnahmebohrung über wenigstens einen Stu­ fenabsatz in die Anschlußbohrung über, wobei dieser Stufenab­ satz sich unmittelbar an den Aufnahmeraum anschließt und die Anschlußbohrungen im Anschluß an den Stufenabsatz für alle Aufnahmeräume denselben Durchmesser aufweisen. Durch diese Maßnahme können sich die zueinander gleich ausgebildeten Mehr­ wegeventile jeweils an der Hydraulikseite der Aufnahmebohrung abstützen und im Ventil- bzw. Verteilerblock kann durch das Vorsehen weiterer Stufen eine Anpassung an die unterschiedli­ chen Nennweiten der Verbraucheranschlüsse erfolgen. Die An­ schlußbohrungen können für alle Aufnahmeräume denselben Durch­ messer aufweisen und im Bedarfsfalle wird eine Reduzierung der Nennweite des Verbraucheranschlusses über externe Zwischenan­ schlußmittel wie Reduzierspannhülsen od. dgl. erzielt. Ein ent­ sprechend ausgestalteter Verteilerblock kann dann unabhängig von der Größe der benötigten Verbraucheranschlußnennweiten auch bei unterschiedlichen Schreitausbaugestellen verwendet werden, so daß die Herstellkosten insgesamt verringert sind.

Alternativ oder zusätzlich können die Mehrwegeventile auch an der die Anschlußbohrungen aufweisenden Stirnseiten mittels Verbraucheranschlußmuffen od. dgl. in den Aufnahmeräumen ein­ spannbar sein. Weitere Vorteile für die erfindungsgemäße Steu­ ereinrichtung ergeben sich, wenn eine einzige Rücklaufleitung vorhanden ist, die als gemeinsamer Rücklauf für das vom Ver­ braucheranschluß kommende Hydraulikmedium und für das aus der Druckmittelversorgung zum Schalten der Hauptsteuerstufe kom­ mende Steuermedium dient und/oder die Steuerdruckleitung, die Rücklaufleitung und die Hochdruckleitung parallel und neben­ einander und/oder zwischen einer oberen und unteren Reihe von Aufnahmebohrungen angeordnet sind. Ferner können die Aufnah­ meräume zur Aufnahme von als Patronen ausgeführten, zusammen­ steckbaren Hauptsteuer- und Pilotsteuerventilen geeignet sein.

Der zweite Lösungsaspekt der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe betrifft den Aufbau der Mehrwegeventile, die vorzugs­ weise in Aufnahmebohrungen eines wie vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilblock anordbar sind und mittels der Schaltstößel von Elektromagneten schaltbar sind. Erfindungsgemäß sind die Mehrwegeventile aus auf einer Achse anordbaren Pilotsteuer- und Hauptsteuerventilen zusammenge­ setzt, wobei das Pilotsteuerventil die Hauptstufe mittels ei­ ner separate, über eine zusätzliche Steuerdruckleitung erziel­ bare Druckmittelversorgung schaltet. Die axiale Ausrichtung der gesamten Ventilstufe, d. h. des Schaltstößels, des Pilot- und Hauptsteuerventils sowie des Verbraucheranschlusses ermög­ licht extrem schnelle und kurze Schaltzeiten und reduziert das Auftreten von Strömungsverlusten. Durch die Separierung der Druckmittelversorgung zum Schalten der Hauptstufe von der mit dieser geschalteten Hochdruckleitung werden Druckschwankungen an den Pilotsteuerventilen verhindert, so daß selbst Druck­ spitzen oder Druckschwankungen, die beim Schalten der unter hohem Druck stehenden Hauptsteuerstufe entstehen können, sich nicht oder allenfalls geringfügig auf die Regulierung des Pi­ lotsteuerventils auswirken können. Insbesondere ein Flattern oder Einschwingen des Pilotsteuerventils kann durch diese Maß­ nahme effektiv verhindert werden.

Vorzugsweise weist das Pilotsteuerventil ein Pilotventilpatro­ nengehäuse auf, das einenends eine Aufnahme für einen Venti­ leinsatz mit doppeltwirkendem Ventilstift und anderenends ei­ nen Hülsenfortsatz als Aufnahmekammer für den Steuerkolben und/oder eine Verschlußhülse des Hauptsteuerventils aufweist. Das Pilotsteuerventil bzw. deren Aufnahmekammer kann dann eine Führung für die Verschlußkörper des Hauptsteuerventils bilden. Besonders vorteilhaft ist, wenn das Pilotventilpatronengehäuse an seiner Außenseite einen umlaufenden Kanal aufweist, in den Durchbrechungen im Hülsenfortsatz und wenigstens eine Verbin­ dungsbohrung mit der Druckmittelversorgung münden, so daß eine Rücklaufleitung ausreicht.

Zur Erzielung äußerst kurzer Schaltwege ist es besonders gün­ stig, wenn der Ventileinsatz einen ersten Dichtsitz und einen zweiten Dichtsitz umfaßt und wenn der Ventilstift einen ersten Ventilkegel, der mittels einer Ventilfeder gegen den ersten Ventilsitz anpreßbar ist, und einen zweiten Ventilkegel um­ faßt, der mittels des Stößels des Elektromagneten gegen den zweiten Dichtsitz anpreßbar ist. Eine strömungsgünstige Zufüh­ rung des Steuerdruckmediums kann vorteilhaft über eine Ein­ schnürung im magnetseitigen Schaftabschnitt des Ventilstiftes erzielt werden, der zweckmäßig eine Radialbohrung im Einsatz zugeordnet ist, mit der das Druckmittel aus der Steuerdruck­ leitung einer in die Aufnahmekammer mündenden Zuleitung zu­ führbar ist, um die Verschlußkörper des Hauptsteuerventils zu verschieben. Um ein optimales Abdichten des doppeltwirkenden Ventilstiftes zu erzielen, ist vorzugsweise der zweite Ventil­ sitz schwimmend ausgeführt und/oder rückseitig mit einem O- Ring zu seiner Positionierung und Federung versehen.

Zweckmäßig weist auch das Hauptsteuerventil ein Hauptventil­ patronengehäuse auf und umfaßt einen mit einem axialen Sack­ loch versehenen, verbrauchanschlußseitig offenen Steuerkolben, der an seinem Außenmantel einen Ventilkegelsteg aufweist, der mittels einer sich an einer Stufe im Innern des Patronengehäu­ ses abstützenden Feder gegen einen Dichtsitzring vorspannbar ist. Die hydraulische Schließkraft des mit dem Druck in der Hochdruckleitung beaufschlagten Steuerkolbens wird hierbei durch die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Ventil­ kegelstegs und dem Außendurchmesser des mit dem Sackloch ver­ sehenen Steuerkolbens bestimmt, wobei bei konstanten Schließ­ kräften die Erzielung größerer Ventilkegeldurchmesser und mit­ hin größerer, strömungsgünstiger Nennweiten im Sackloch des Steuerkolbens ermöglicht werden.

Weiter vorzugsweise kann das Hauptsteuerventil einen ersten Dichtsitzring für den die Hochdruckseite absperrenden Ventil­ kegel des Steuerkolbens und einen zweiten Dichtsitzring für eine den Zufluß zur Rücklaufleitung absperrende Verschlußhülse aufweisen, wobei vorzugsweise die Dichtsitzringe aneinander­ stoßen und zwischen Pilot- und Hauptventilpatronengehäuse ein­ gespannt sind. Die Dichtsitzringe bilden dann zugleich eine Dichtung zwischen dem zusammensteckbaren Pilot- und Hauptsteu­ erventil und können bei Bedarf schnell und montagefreundlich ausgetauscht werden.

Um mit einer möglichst geringen Anzahl von Leitungen im Ven­ tilblock auskommen zu können, ist es besonders günstig, wenn das Pilotventilpatronengehäuse für die Rücklaufleitung und die Steuerdruckleitung und/oder das Hauptventilpatronengehäuse für die Hochdruckleitung jeweils einen ringsumlaufenden Kanal auf­ weisen. Wie weiter oben beschrieben, münden die Durchbrechun­ gen in der Aufnahmehülse in den Kanal für die Rücklaufleitung, so daß das Patronengehäuse des Hauptsteuerventils keinen sepa­ raten Kanal für die Rücklaufleitung benötigt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnun­ gen gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen elektrohydraulischen Steuereinrichtung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Ventilblock ei­ ner erfindungsgemäßen Steuereinrichtung mit mon­ tierten 3/2-Wegeventilen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Ventilblocks aus Fig. 1 mit außen montierten Magnetventilen;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 hintere Stirn­ seite des Ventilblocks bei demontierten Magnet­ ventilen;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang V-V in Fig. 3; und

Fig. 6 die Vorsteuerventil-Patrone im Detail mit den Zulauf- und Rücklaufbohrungen im Patronengehäu­ se.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen einteiligen Ventilblock 1, in welchem über- und nebeneinanderliegende zwei Reihen von Aufnahmebohrungen 2 ausgebildet sind, in die ein zweiteiliges, aus einer Hauptsteuerventilpatrone 3 und einer Pilotsteuerventilpatrone 4 zusammengesetztes 3/2-Wegeventil von der in Fig. 1 linken Stirnseite 5 eingeschoben ist. Fig. 1 läßt erkennen, daß das zusammengesetzte Wegeventil lose in den Aufnahmebohrungen 2 sitzt und zur Stirnseite 5 hin aus der Aufnahmebohrung 2 entnommen werden kann. Zuerst wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 der Aufbau des Ventil- bzw. Verteilerblocks 1 erläutert.

Fig. 2 zeigt links vorne eine perspektivische Ansicht auf die Verbraucherseite 11 des Ventilblocks 1 mit Verbraucheran­ schlüssen 6 und 7 unterschiedlicher Nennweiten. Die Verbraucheranschlüsse 6, 7 sind hier jeweils in übereinander angeord­ neten, durch eine Nut 12 getrennte Leisten 8, 9 ausgebildet, wobei in den Leisten 8, 9 für jeden Verbraucheranschluß 6, 7 Vertikalbohrungen 13 paarweise ausgebildet sind, um die zu den nicht gezeigten Verbrauchern, beispielsweise Stempeln von Schreitausbaugestellen, führenden Schlauchanschlußmuffen mit­ tels Sicherungsklammern am Ventilblock 1 montieren zu können. Die in Fig. 2 vordere Querseite 14 des Ventilblocks 1 ist mit einer Leiste 16 versehen, in der einerseits ein Hochdrucklei­ tungsanschluß 17 und andererseits ein Steuerdruckleitungsan­ schluß 18 ausgebildet sind, an denen wiederum mittels Siche­ rungsklammern entsprechende Anschlußmuffen der zugehörigen Hy­ draulikleitungen angeschlossen werden können. Die gegenüber­ liegende Querseite 15 ist mit einer weiteren Leiste 19 verse­ hen, in der ein Rücklaufleitungsanschluß 20 (Fig. 5) ausgebil­ det ist. Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, mündet der Hochdruck­ leitungsanschluß 17 in eine Hochdruckleitung P, der Steuer­ druckleitungsanschluß 18 in eine Steuerdruckleitung P_ST und der Rücklaufleitungsanschluß 20 in eine Rücklaufleitung T. Die Rücklaufleitung T befindet sich zwischen der Steuerdrucklei­ tung P_ST und der Hochdruckleitung P, wobei sämtliche Leitungen P, T, P_ST parallel zueinander, senkrecht zu den Mittelachsen M der Aufnahmebohrungen 2 und mittig zwischen den Reihen der übereinander angeordneten Aufnahmebohrungen 2 verlaufen. Ihr Durchmesser und Abstand ist derart gewählt, daß sämtliche Lei­ tungen P_ST, T, P über Randdurchbrüche 21, 22, 23 in beide rei­ hen von Aufnahmebohrungen 2 münden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Ventilblock 1 insgesamt acht Aufnahmebohrungen 2 in zwei Rei­ hen vorhanden und an der hinteren Stirnseite 5 ist für jede Aufnahmebohrung 2 außen ein Magnetventil 24 montiert, das mit­ tels Schrauben 25 befestigt ist. Fig. 3 zeigt, daß die Schrau­ ben in diagonal versetzt zueinander in der Stirnseite 5 angeordnete Gewindebohrungen 26 einfassen. Durch die diagonale An­ ordnung der Gewindebohrungen 26 wird verhindert, daß diese in die im Inneren des Ventilblocks 1 ausgebildete Steuerdrucklei­ tung P_ST münden, und eine optimale Anordnung der Elektromagneten 24 am Ventilblock 1 bei minimaler notwendiger Höhe des Ven­ tilblocks 1 erzielt.

Fig. 4 zeigt einen Horizontalschnitt durch die in Fig. 3 obere Reihe von parallel zueinander ausgerichteten Aufnahmebohrungen 2, von denen drei in Verbraucherschlüsse 7 mit größerer Nenn­ weite und eine in einen Verbraucheranschluß 6 mit der kleine­ ren Nennweite mündet. Die Verbraucheranschlüsse 6, 7 münden in bzw. sind Bestandteile von Aufnahmebohrungen 27, 28, die zu­ einander den gleichen Innendurchmesser aufweisen. Die dem Ver­ braucheranschluß 6 zugeordnete Aufnahmebohrung 28 geht über einen abgestuften Bohrungsabschnitt 29 in diesen über. Zwi­ schen den Anschlußbohrungen 27, 28 und den Aufnahmebohrungen 2 ist ein Stufenabsatz 30 ausgebildet.

Es wird nun wieder Bezug genommen auf die Fig. 1. Der Stufen­ absatz 30 bildet eine Anlageschulter für einen ringförmigen, in das Gehäuse 31 des Hauptsteuerventils 4 integrierten Absatz 80, so daß die Mehrwegeventile sich hier im Innern des Ven­ tilblocks 1 abstützen können. Die Demontage des Mehrwegeven­ tils 3, 4 kann entweder durch die Verbraucheranschlüsse 6, 7 und die Verbraucheranschlußbohrungen 27, 28, 29 von der Ver­ braucherseite erfolgen oder in bevorzugter Weise mittels einer nicht gezeigten Abziehvorrichtung erfolgen, die in ein Gewinde 74 in der Kopfplatte 75 des Pilotsteuerventils einfaßt, um das Mehrwegeventil aus der Aufnahmebohrung 2 herauszuziehen. In Fig. 1 ist auch die Anordnung der Leitungen P_ST, T, P senkrecht zu den Mittelachsen M der zueinander fluchtend ausgebildeten Aufnahmebohrungen 2 und Verbraucheranschlußbohrungen 27 bzw. 28, 29 gut zu erkennen.

Der Aufbau und die Funktionsweise des Mehrwegeventils wird nun erläutert. Sämtliche Merkmale des Haupsteuerventils 3 und des Pilotsteuerventils 4 können von eigenständiger erfinderischer Bedeutung sein. Fig. 1 zeigt das Hauptsteuerventil 3 in der Schließstellung. Das Hauptsteuerventil 3 weist ein einteiliges Hauptventilpatronengehäuse 31 auf, das zentral mit einer mehr­ fach gestuften Durchgangsbohrung 32 versehen ist, in deren vorderen Teil ein mit einem Sackloch 33 ausgeführter Steuer­ kolben 34 geführt ist. Das Sackloch 33 mündet über die Durch­ gangsbohrung 32 in die Verbraucherleitung A und ist mit deren Druck beaufschlagt. Der hülsenartige Teil des Steuerkolbens 34 weist an seinem Außenumfang 35 einen Ventilkegelsteg 36 auf, der mittels der Ventilfeder 37 gegen einen ersten, einteiligen verbraucheranschlußseitigen Dichtsitzring 38 aus X10CrNiMoTi 1810-Material vorgespannt ist. Die verbraucheranschlußseitige Rückseite des Ventilkegelstegs 36 ist in der Schließstellung über mehrere Radialbohrungen 39 und den umlaufenden Kanal 40 des Gehäuses 31 mit dem Druck in der Hochdruckleitung P beauf­ schlagt. Die Verbraucherleitung A wiederum beaufschlagt die gegenüberliegende Seite des Ventilkegelstegs 36 mit dem Druck in der Verbraucherleitung A, so daß die Schließkraft des Steu­ erkolbens 34 bzw. Dichtkegels 36 am Dichtsitzring 38 durch die Druckdifferenz und den Durchmesserunterschied zwischen der In­ nenseite des Dichtsitzrings 38 und der Außenseite des Ventil­ kegelstegs 36 verstärkt wird. Da der Druck in der Hochdruck­ leitung P mehrere hundert bar betragen kann, ist entsprechend für eine ausreichende Abdichtung am Dichtsitzring 38 gesorgt.

Zum Hauptsteuerventil 4 gehört eine Verschlußhülse 42, die auf dem stangenförmigen Steuerkolbenabschnitt 43 des Steuerkolbens 34 hin- und herschiebbar geführt ist und auf noch zu erläu­ ternde Weise an einen zweiten Dichtsitzring 44 anpreßbar ist, um die Verbraucherleitung A vom Rücklauf T zu trennen. Die Verschlußhülse 42 weist verbraucheranschlußseitig eine Kegel­ sitzfläche 45 auf, die mit einer entsprechenden konischen Dichtfläche im Dichtsitzring 44 zusammenwirkt. Wie Fig. 1 er­ kennen läßt, ist die Verschlußhülse 42 innen am Steuerkolben­ stumpf 43 und außen in einem hülsenförmigen Fortsatz 46 des Pilotventilpatronengehäuses 47 abdichtend geführt. Der Fort­ satz 46 bildet mithin eine Aufnahmekammer 50 für den geschlos­ senen Steuerkolbenabschnitt 43 und die Verschlußhülse 42. Bei geschlossener Hochdruckseite befindet sich die Verschlußhülse 42 in der Öffnungsstellung am Boden 81 der Aufnahmekammer 50, so daß das Fluid aus der Verbraucherleitung A über umfangsver­ teilt angeordnete Durchbrechungen 48 im Hülsenfortsatz 46 in einen außen am Patronengehäuse 47 umlaufenden Kanal 49 und in die Rücklaufleitung T zurückströmen kann.

Der Verbindungsanschluß zwischen Verbraucherleitung A und Rücklaufleitung T wird durch Verschieben der Verschlußhülse 42 getrennt. Hierzu und zum Abheben des Steuerkolbens 34 vom Dichsitzring 38 wird, nachdem das Pilotsteuerventil 4 mittels eines nicht gezeigten Schaltstößel des Elektromagneten 24 (Fig. 2) geschaltet wurde, Steuerdruckmedium aus der Vorsteu­ erdruckleitung P_ST der Aufnahmekammer 50 zugeführt. Der Schaltstößel des Elektromagneten verschiebt hierzu, indem er auf die Ventilspitze 54 eines doppeltwirkenden Ventilstift 51 des Pilotsteuerventils 4 drückt, der mittels eines Einsatzes 52 in einer Aufnahme 53 in dessen Patronengehäuse 47 sitzt, den Ventilstift 51 aus der gezeigten Stellung nach rechts (nicht gezeigt). Wie dargestellt schließt sich an die Ventil­ spitze 54 ein Schaftabschnitt 55 des Ventilstiftes 51 an, der mit einer Einschnürung 56 unmittelbar vor einem magnetseitigen Ventilkegel 57 versehen ist. Der Ventilkegel 57 des Ventil­ stiftes 51 ist mittels einer im Innenraum 61 des Einsatzes 52 angeordneten Ventilfeder 62 in Richtung eines Dichtsitzes 58 vorgespannt; der Ventilkegel 57 liegt an diesem ersten Dichtsitz 58 an, so daß das Steuerdruckmedium aus der Steuerdruck­ leitung P_ST, welches über einen Gehäusekanal 59 und eine Ra­ dialbohrung 60 mit dem Innenraum 61 in Verbindung steht, in der in Fig. 1 gezeigten Stellung weder in die Einschnürung 56 noch in eine weitere Radialbohrung 63 überfließen kann. Der Ventilstift 51 weist einen zweiten Ventilkegel 63 am rückwär­ tigen Ende auf, das mit einem zweiten Dichtsitz 64 in einem zentral durchbohrten Dichtkörper 65 zusammenwirken kann. Die­ ser ist schwimmend gelagert und rückseitig mittels eines O- Rings abgefedert. In der Schaltstellung des Ventilstiftes 51 gemäß Fig. 1 kann Fluid aus dem Aufnahmeraum 50 über die Axialbohrung 66 im Patronengehäuse 47 am Ventilkegel 63 vorbei in eine Sackbohrung 67 überströmen.

Von dieser zweigt eine in Fig. 6 dargestellte Verbindungsboh­ rung 68 in den Kanal 49 ab, der permanent zur Rücklaufleitung T offen ist. Durch Betätigen des Elektromagnetventils wird, wie mit dem Pfeil F in Fig. 6 angedeutet, die Schiebekraft auf den Ventilstift 51 ausgeübt, so daß dieser relativ zu der in Fig. 6 und Fig. 1 gezeigten Stellung nach rechts verschoben wird. Dies hat zur Folge, daß der Ventilstift 51 mit seinem Ventilkegel 63 am Dichtsitz 64 absperrt und die Einschnürung 56 einen Durchfluß des Druckmediums aus der Steuerdruckleitung P_ST über die Radialbohrung 60 und den Innenraum 61 in den Zu­ lauf 70 in die Aufnahmekammer 50 zuläßt. Der Führungsabsatz 69 des Ventilstiftes 51 kann hierzu nicht dargestellte Durch­ gangsnuten od. dgl. aufweisen. Der sich durch das einströmende Druckmedium in der Aufnahmekammer 50 aufbauende Druck ver­ schiebt aufgrund der unterschiedlichen Flächenabmessungen zu­ erst die Verschlußhülse 42 und preßt diese an den Dichtsitz­ ring 44 an, so daß der Verbindungsanschluß zwischen Verbrau­ cherleitung A und Rücklaufleitung T (Fig. 1) abgesperrt ist. Anschließend hebt sich der Dichtkegel 36 des Steuerkolbens 34 von seinem Dichtsitz ab und wird an der Radialbohrung 39 im Patronengehäuse des Hauptventils 3 vorbeibewegt, so daß an­ schließend schlagartig das Druckmedium aus der Hochdrucklei­ tung P in die Verbraucherleitung A überströmen kann.

Die Schaltvorgänge können äußerst schnell bewirkt werden. Nach Abschalten des Elektromagneten verschiebt sich wiederum der Ventilkegelstift 51, so daß das Druckmedium aus der Aufnahme­ kammer 50 über die Rücklaufbohrung 66 abfließen kann und die vorgenannten Prozesse umgekehrt ablaufen, bis die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung wieder erreicht wurde.

Für den Fachmann ergeben sich eine Reihe von Modifikationen, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen sollen. Die Auf­ nahmebohrung 2 im Ventilblock 1 kann, wie dargestellt, mit zu­ sätzlichen Innenausfräsungen versehen sein, um die Querschnit­ te der Kanäle 49, 59 zu verbreitern. Die Verbraucheranschluß­ bohrungen und Verbraucheranschlüsse können am Ventilblock sämtlich denselben Durchmesser aufweisen und die Durchmesser­ reduzierung auf niedrigere Anschlußmuffen bzw. Schlauchdurch­ messer wird über externe Reduzierspannhülsen od. dgl. bewirkt. Zwischen den Patronengehäusen 31, 47 und der Aufnahmebohrung 2 sind an geeigneten Stellen O-Ring-Dichtungen angeordnet, so daß aus den Kanälen 40, 49 und 59 kein Hydraulikmedium in die jeweils benachbarten Kanäle übertreten kann.

Claims (19)

1. Elektrohydraulische Steuereinrichtung, insbesondere zur Verwendung in Hydrauliksystemen der Schreitausbaugestelle von untertägigen Gewinnungseinrichtungen, mit einem Ven­ tilblock (1), der an einer Stirnseite (11) mit Verbrau­ cheranschlüssen (6, 7) bildenden Anschlußbohrungen (27, 28) versehen ist, der wenigstens zwei Aufnahmebohrungen (2) aufweist, die Aufnahmeräume für Mehrwegeventile bil­ den, die mittels eines Schaltstößels eines am Ventilblock (1) festlegbaren Elektromagneten (24) schaltbar sind und der mit einer Hochdruckleitung (P) und einer Rücklauflei­ tung (T) versehen ist, die quer zu den Aufnahmebohrungen (2) verlaufen und mittels der Mehrwegeventile wahlweise mit den Verbraucheranschlüssen (6, 7) verbindbar oder von diesen trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ nahmebohrungen (2) und die Anschlußbohrungen (27, 28) auf einer Achse (M) liegen und unmittelbar ineinander überge­ hen, daß der von den Aufnahmebohrungen (2) gebildete Auf­ nahmeraum für sämtliche Mehrwegeventile (3, 4) gleich und zur Aufnahme eines aus Pilotsteuerventil (4) und Haupt­ steuerventil (3) zusammengesetzten Mehrwegeventils ausge­ bildet ist und daß zusätzlich zu der Hochdruckleitung (P) und der Rücklaufleitung (T) eine Steuerdruckleitung (P_ST) vorgesehen ist, die eine separate, von der Hochdrucklei­ tung (P) unabhängige Druckmittelversorgung zum Schalten des Hauptsteuerventils (3) ermöglicht.

2. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (1) in der den Verbraucheranschlüssen (6, 7) gegenüberliegenden Stirnsei­ te (5) mit vorzugsweise diagonal zueinander versetzten Be­ festigungsbohrungen (26) versehen ist, an denen der Elek­ tromagnet (24) derart befestigbar ist, daß jeder Elektromagnet (24) das ihm zugeordnete Mehrwegeventil (3, 4) in der Aufnahmebohrung (2) einspannt und/oder der Elektroma­ gnet (24) außerhalb des Ventilblocks (1) angeordnet ist.

3. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (2) über wenigstens einen Stufenabsatz (30) in die Anschluß­ bohrung (27, 28) übergeht, wobei dieser Stufenabsatz (30) sich unmittelbar an den Aufnahmeraum anschließt und die Anschlußbohrungen (27, 28) im Anschluß an den Stufenabsatz für alle Aufnahmeräume denselben Durchmesser aufweisen.

4. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß­ bohrungen und Verbraucheranschlüsse für alle Aufnahmeräume denselben Durchmesser aufweisen und für eine Reduzierung der Nennweite einzelner Verbraucheranschlüsse externe Zwi­ schenanschlußmittel wie Reduzierstücke od. dgl. vorgesehen sind.

5. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrwege­ ventile an der die Anschlußbohrungen aufweisenden Stirn­ seite mittels Verbraucheranschlußmuffen od. dgl. in den Aufnahmeräumen einspannbar sind.

6. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Rücklaufleitung (T) vorhanden ist, die als gemeinsamer Rücklauf für das vom Verbraucheranschluß (A) kommende Hy­ draulikmedium und für das aus der Druckmittelversorgung zum Schalten der Hauptsteuerstufe kommende Steuermedium dient.

7. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnah­ meräume bzw. Aufnahmebohrungen (2) zur Aufnahme von als Patronen ausgeführten, zusammensteckbaren Hauptsteuer- und Pilotsteuerventilen (3, 4) geeignet sind und/oder daß die Steuerdruckleitung (P_ST), die Rücklaufleitung (T) und die Hochdruckleitung (P) parallel und nebeneinander und/oder zwischen einer oberen und unteren Reihe von Aufnahmeboh­ rungen (2) angeordnet sind.

8. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauf­ leitung (T) zwischen der Steuerdruckleitung (P_ST) und der Hochdruckleitung (P) angeordnet ist und/oder der Anschluß (20) für die Rücklaufleitung (T) an einer Querseite (15, 19) und die Anschlüsse (17, 18) für die Hochdruckleitung (P) und die Steuerdruckleitung (P_ST) an der gegenüberlie­ genden Querseite (14, 16) des Ventilblocks (1) angeordnet sind.

9. Elektrohydraulische Steuereinrichtung insbesondere zur Verwendung in Hydrauliksystemen der Schreitausbaugestelle von untertägigen Gewinnungseinrichtungen, mit in Aufnahme­ bohrungen (2) eines Ventilblocks (1), der vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, anordba­ ren Mehrwegeventilen, die mittels der Schaltstößel von Elektromagneten (24) schaltbar sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mehrwegeventile aus auf einer Achse (M) an­ ordbaren Pilotsteuerventilen (4) und Hauptsteuerventilen (3) zusammengesetzt sind, wobei dem Pilotsteuerventil (4) eine separate, mittels einer zusätzlichen Steuerdrucklei­ tung (P_ST) bewirkte Druckmittelversorgung zum Schalten des Hauptsteuerventils (3) zugeordnet ist.

10. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Pilotsteuerventil (4) ein Pilotpatronengehäuse (47) aufweist, das einenends eine Aufnahme für einen Ventileinsatz (52) mit doppeltwirkendem Ventilstift (51) und anderenends einen Hülsenfortsatz (46) als Aufnahmekammer (50) für den Steuerkolben (34) und/oder eine Verschlußhülse (42) des Hauptsteuerventils (3) auf­ weist.

11. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventilpatronengehäuse (47) außen einen umlaufenden Rücklaufkanal (49) aufweist, in den Durchbrechungen (48) im Hülsenfortsatz (46) münden und wenigstens eine Verbindungsbohrung (68) mündet, die mit der Druckmittelversorgung, insbesondere deren absperr­ baren Rücklaufleitungssystem (66, 67, 68) verbunden ist.

12. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz ei­ nen ersten Dichtsitz (58) und einen zweiten Dichtsitz (64) umfaßt und daß der Ventilstift (51) einen ersten Ventilke­ gel (57), der mittels einer Ventilfeder (62) gegen den er­ sten Ventilsitz (58) anpreßbar ist, und einen zweiten Ven­ tilkegel (63) umfaßt, der mittels des Stößels des Elektro­ magneten (24) gegen den zweiten Dichtsitz (64) anpreßbar ist, wobei vorzugsweise der erste Dichtsitz (58) den Zu­ lauf (70) zur Aufnahmekammer (50) im Pilotsteuerventil (4) und der zweite Dichtsitz (64) deren Rücklauf (66) im Schließzustand absperrt.

13. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (64) schwimmend ausgeführt ist und/oder von einem zentral durchbohrten Dichtstopfen (65) gebildet ist, der rückseitig mit einem Dichtring zur Positionierung und Federung versehen ist.

14. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnet­ seitiger Schaftabschnitt (55) des Ventilstiftes (51) mit einer Einschnürung (56) versehen ist.

15. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnürung (56) eine Ra­ dialbohrung (73) im Einsatz (52) zugeordnet ist, mit der das Druckmittel aus der Steuerdruckleitung (P_ST) einer in die Aufnahmekammer (50) mündenden Zuleitung (70) zuführbar ist.

16. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt­ steuerventil (4) ein Hauptventilpatronengehäuse (31) und einen mit einem axialen Sackloch (33) versehenen, verbrau­ cheranschlußseitig offenen Steuerkolben (34) umfaßt, der an seinem Außenmantel (35) einen Ventilkegelsteg (36) auf­ weist, der mittels einer sich in einer gestuften Durch­ gangsbohrung (32) des Patronengehäuses (31) abstützenden Feder (49) gegen einen Dichtsitzring (38) vorspannbar ist.

17. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtsitzring (38) eintei­ lig ausgeführt ist und vorzugsweise aus einem X10CrNiMoTi 1810 Material besteht.

18. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt­ steuerventil einen ersten Dichtsitzring (38) für den die Hochdruckseite absperrenden Ventilkegelsteg (36) des Steuerkolbens (34) und einen zweiten Dichtsitzring (44) für eine den Zufluß zur Rücklaufleitung (T) absperrende Ver­ schlußhülse (42) aufweist, wobei vorzugsweise die Dicht­ sitzringe (38, 44) aneinanderstoßen und zwischen Pilot- Patronengehäuse (47) und Hauptventilpatronengehäuse (31) eingespannt sind.

19. Elektrohydraulische Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilot­ ventilpatronengehäuse (47) für die Rücklaufleitung (T) und die Steuerdruckleitung (P_ST) und das Hauptventil- Patronengehäuse (31) für die Hochdruckleitung (P) jeweils einen ringsumlaufenden Kanal (40, 49, 59) aufweisen.