DE3735645A1

DE3735645A1 - Switching valve

Info

Publication number: DE3735645A1
Application number: DE19873735645
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Zauner
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1988-05-11
Also published as: ATA287686A

Abstract

In a mechanically actuable switching valve for allowing and shutting off the flow of a pressure medium, particularly for allowing the flow of cooling fluid to the bit-associated nozzles of a cutting head, in which the cooling fluid is fed to the nozzles as a function of the axial displacement of the bit, the valve tappet (1) dips into a space (5) filled with pressure medium and the valve shut-off member is designed as a slide (9), one end face (12) of which likewise dips into the space (5) filled with pressure medium. When the valve is closed, this space (5) filled with pressure medium is open via a throttle hole (10) and connected to a pressure-medium source. After or during the opening of the valve, the slide (9) slides over the throttle hole (10). This prevents any further throttled outflow of pressure medium from the space (5) and the further opening movement of the slide (9) takes place more rapidly. Like the initially damped opening movement, the movement of the slide (9) during the closure of the valve is damped in the last part of its travel. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltventil für die Freigabe und Absperrung eines Druckmittels, welches mecha nisch betätigbar ist, insbesondere für die Freigabe von Kühlflüssigkeit zu den einem Meißel zugeordneten Düsen eines Schrämkopfes, bei welchem die Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung des Meißels den Düsen zugeführt wird.The invention relates to a switching valve for the Release and shut-off of a pressure medium, which mecha nisch actuated, especially for the release of Coolant to the nozzles associated with a chisel Cutting head, in which the coolant is dependent from the axial displacement of the chisel fed to the nozzles becomes.

Derartige Schaltventile werden beispielsweise für die Steuerung des Zuflusses von unter Flüssigkeitsdrucken bis zu 200 bar stehenden Kühlflüssigkeiten zu Düsen eingesetzt. Bei derartigen Einrichtungen können die Ventile mechanisch durch die axiale Verschiebung der Meißel betätigt werden, so daß die Kühlflüssigkeitszuführung zu den Düsen nur dann erfolgt, wenn der jeweilig zugeordnete Meißel im Eingriff mit abzu bauendem Gestein steht. Mit Rücksicht auf den hohen Flüssig keitsdruck sind bei den bisher bekannten mechanisch betätig ten Schaltventilen hohe Öffnungs- und Schließkräfte und damit eine hohe Stoßbelastung und hoher Verschleiß die Folge.Such switching valves are used, for example Control the flow from under fluid pressures to 200 bar coolants are used for nozzles. At Such devices can mechanically operate the valves the axial displacement of the chisels are operated so that the coolant is only supplied to the nozzles, when the respectively assigned chisel engages with ab building stone. In consideration of the high liquid keitsdruck are mechanically operated in the previously known high switching and closing forces and thus A high impact load and high wear result.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Schaltventil der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem hohe Druck mitteldrücke mechanisch in einer Weise geschaltet werden können, welche einen möglichst geringen Verschleiß des Ventils zur Folge hat. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Schaltventil im wesentlichen darin, daß der Ventilstößel in einen mit Druckmittel gefüllten Raum ein taucht, daß das Ventilsperrglied als Schieber ausgebildet ist, welcher mit einer Stirnfläche gleichfalls in den mit Druckmittel gefüllten Raum eintaucht, daß der mit Druckmittel gefüllte Raum über eine Drosselbohrung bei geschlossenem Ventil geöffnet und mit einer Druckmittelquelle verbunden ist und daß der Schieber nach oder bei dem Öffnen des Ventils die Drosselbohrung überschleift. Dadurch, daß der Ventilstößel in einen mit Druckmittel gefüllten Raum eintaucht, wird beim mechanischen Betätigen des Ventilstößels eine hydraulische Dämpfung wirksam. Beim Eintauchen des Ventilstößels in den mit Druckmittel gefüllten Raum, wird zunächst das Druckmittel in diesem Raum komprimiert und unter Vermittlung des kompri mierten Druckmittels wird das als Schieber ausgebildete Ventilsperrglied von der Schließstellung in die Offenstellung verschoben. Zu diesem Zweck taucht auch das als Schieber ausgebildete Ventilsperrglied mit einer Stirnfläche in den mit Druckmittel gefüllten Raum ein und zur Erzielung einer Dämpfung der Bewegung ist der mit Druckmittel gefüllte Raum über eine Drosselbohrung bei geschlossenem Ventil geöffnet. Diese Drosselbohrung hat zur Folge, daß in der ersten Phase des Druckaufbaues in dem mit Druckmittel gefüllten Raum eine kleine Menge des Druckmittels durch die Drosselbohrung austreten kann und dadurch, daß der Schieber nach oder bei dem Öffnen des Ventils die Drosselbohrung überschleift, wird sichergestellt, daß nach dem Ansprechen des Schiebers und Öffnen des Ventils keine weitere Verdrängung von Druckmittel aus dem mit Druckmittel gefüllten Raum mehr erfolgt. Die Drossel bewirkt somit eine Dämpfung der Öffnungsbewegung und die einmal erfolgte Öffnung des Ventiles wird nach Abschluß der Drosselbohrung sicher aufrechterhalten.The invention now aims to provide a switching valve to create the type mentioned, with what high pressure medium pressures can be switched mechanically in such a way can, which the lowest possible wear of the Valve results. There is a solution to this problem switching valve according to the invention essentially in that the Valve tappet in a space filled with pressure medium dives that the valve locking member is designed as a slide is, which also has an end face in the Pressure-filled space that is immersed in the pressure medium filled space via a throttle bore when closed Valve is open and connected to a pressure medium source and that the slide after or when the valve is opened Throttle bore blended. The fact that the valve lifter in immerses a space filled with pressure medium, the mechanical actuation of the valve lifter a hydraulic Damping effective. When immersing the valve lifter in the space filled with pressure medium becomes the pressure medium compressed in this room and mediated by the kompri mated pressure medium is designed as a slide Valve locking element from the closed position to the open position postponed. For this purpose, this is also used as a slide trained valve locking member with an end face in the filled with pressure medium and to achieve a Damping the movement is the space filled with pressure medium opened via a throttle bore with the valve closed. The consequence of this throttle bore is that in the first phase of the pressure build-up in the space filled with pressure medium small amount of pressure medium through the throttle bore can emerge and in that the slide after or at after opening the valve, the throttle bore is looped over ensured that after the spool and Opening the valve means no further displacement of pressure medium more from the space filled with pressure medium. The Throttle thus dampens the opening movement and Once the valve has opened, it is closed maintain the throttle bore securely.

Als Druckmittel kommt hierbei in erster Linie das je weilig geschaltete Druckmittel selbst und im Falle der Schaltung der Kühlwasserzufuhr zu Düsen die Kühlflüssigkeit in Frage. Der mit Druckmittel gefüllte Raum ist hiebei ein mit Kühlwasser gefüllter Raum, welcher in der Schließlage des Ventils aufgrund der in dieser Lage nicht überschliffenen Drosselbohrung über diese Drosselbohrung wiederum mit Flüssigkeit unter Druck gefüllt werden kann. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die dem mit Druckmittel gefüllten Raum abgewandte Stirnfläche des Schiebers mit Druckmittel beaufschlagt ist. Eine derartige Ausbildung erlaubt es in einfacher Weise, die Drosselbohrung in den Raum hinter der dem mit dem Druckmittel gefüllten Raum abgewandten Stirnfläche münden zu lassen, so daß bei Schlie ßen des Ventilsperrgliedes gleichzeitig die Drosselbohrung mit der Druckmittelquelle wiederum verbunden wird. Auf diese Weise wird in der Folge auch der Stößel wiederum in seine Ausgangslage zurückbewegt, wobei hier zusätzlich der Stößel mit Vorteil federbelastet sein kann, um die Ausgangslage wiederum sicher einzunehmen.That comes primarily as a pressure medium Weil switched pressure medium itself and in the case of Switching the cooling water supply to the cooling liquid nozzles in question. The space filled with pressure medium is here room filled with cooling water, which in the closed position of the Valve due to the not ground in this position Throttle bore with this throttle bore in turn Liquid can be filled under pressure. To this end the training is advantageously made so that the with Pressure-filled space facing away from the face of the Slider is pressurized. Such one Training allows the throttle bore in a simple manner in the room behind the room filled with the pressure medium facing end face to open, so that with Schlie at the same time the throttle bore is in turn connected to the pressure medium source. To this As a result, the plunger will turn into its own Starting position moved back, here also the plunger can advantageously be spring-loaded to the starting position again take it safely.

Mit Vorteil ist die Ausbildung bei einem derartigen Ventil so getroffen, daß die in den mit Druckmittel gefüllten Raum eintauchende Stirnfläche des Schiebers kleiner ist als die mit Druckmittel beaufschlagte gegenüberliegende Stirn fläche. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt eine beson ders gut gedämpfte Öffnung des Ventils und ein geringer Verschleiß der mechanisch angetriebenen Teile, insbesondere des Stößels. Die in den mit Druckmittel gefüllten Raum eintauchende Stirnfläche des Sperrgliedes kann mit Vorteil etwa gleich groß der in den mit Druckmittel eintauchenden Stirnfläche des Stößels dimensioniert sein.The training in such is advantageous Valve hit so that the in the filled with pressure medium Face immersed in the face of the slide is smaller than the opposite forehead pressurized area. With such a training a special well damped opening of the valve and a small one Wear of the mechanically driven parts, in particular of the pestle. The one in the room filled with pressure medium immersed end face of the locking member can be advantageous about the same size as that immersed in the pressure medium Face of the plunger must be dimensioned.

Der Stößel kann, wie bereits erwähnt, mit Vorteil gegen die Kraft einer Feder in den mit Druckmittel gefüllten Raum verschiebbar sein, wodurch sichergestellt wird, daß nach Wegfall des Betätigungsdruckes für den Stößel die Ausgangs lage wiederum eingenommen wird.As already mentioned, the tappet can be used against the force of a spring in the space filled with pressure medium be slidable, thereby ensuring that after Elimination of the actuation pressure for the tappet the output location is taken again.

Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß das als Schieber ausgebildete Sperrglied in axialer Richtung abgesetzt ausgebildet ist und daß die Druckmittelzuführungsleitung und die zum Verbraucher führende Leitung an den auf größerem Durchmesser liegenden Bereich des Mantels der den Schieber führenden Bohrung angeschlossen sind. Bei einer derartigen Ausbildung wird insbesondere, wenn der Übergang von dem auf größerem Durchmesser liegenden Teilbereich des Schiebers auf den kleineren Durchmesser bereich, welcher in den mit Druckmittel gefüllten Raum eintaucht als konischer Bord ausgebildet ist, ein Schalt vorgang ohne übermäßige Druckspitzen erreicht, wodurch wiederum der Verschleiß herabgesetzt wird. Um eine sichere Offenstellung des Ventils zu gewährleisten, ist die Ausbil dung mit Vorteil so getroffen, daß zumindest der mit größerem Durchmesser ausgebildete Teil des Schiebers dichtend im Mantel der Führungsbohrung geführt ist und die Drosselbohrung dichtend überschleift. Bei einer derartigen Ausbildung ist es zulässig, daß über den auf kleineren Durchmesser abgesetzten Teilbereich des Schiebers Druckmittel in den mit Druckmittel gefüllten Raum zurückleckt, insbesondere wenn die der ein tauchenden Stirnfläche des Schiebers gegenüberliegende Stirnfläche unter dem gleichen Druck steht, wie die Zufüh rungsleitung für die zu schaltende Druckmittelquelle, kann auf die Art und Weise die im Schließsinne wirksame von Druckmittel beaufschlagte Fläche nicht größer werden als die im Öffnungssinne beaufschlagte Fläche und es wird ein siche res Schließen durch den im Schließsinne wirksamen Druck bei Wegfall des die Offenstellung aufrechterhaltenden Druckes auf den Stößel gewährleistet. Der Stößel selbst muß naturgemäß dichtend geführt sein, um den Austritt von Druckmittel aus dem mit Druckmittel gefüllten Raum in den Federraum zu verhindern.The training according to the invention is advantageous in this way met that the locking member designed as a slide in axial direction is formed and that the Pressure medium supply line and the one leading to the consumer Line to the larger diameter area of the Jacket of the bore guiding the slide connected are. With such training, in particular if the transition from that to a larger diameter Part of the slide on the smaller diameter area which is in the space filled with pressure medium immersed as a conical rim, a switch operation achieved without excessive pressure peaks, causing in turn the wear is reduced. To be safe The training is to ensure that the valve is open with advantage so that at least the larger Diameter formed part of the slide sealing in Jacket of the guide bore is guided and the throttle bore sealing smoothed. With such training it is permissible that over the reduced to smaller diameter Part of the slide in the pressure medium with the pressure medium filled space, especially if the one diving face of the slide opposite Face is under the same pressure as the feed line for the pressure medium source to be switched, can in the way that is effective in the closing sense of The area under pressure is not larger than that Area acted upon in the opening direction and it becomes a safe res closing by the effective pressure in the closing sense No longer the pressure maintaining the open position guaranteed the plunger. The plunger itself must naturally be sealingly guided to prevent the escape of pressure medium the space filled with pressure medium into the spring space prevent.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher er läutert.The invention is described below using one in the Drawing shown embodiment he closer purifies.

In der Zeichnung ist ein Stößel 1 dargestellt, welcher mit einem Kolben 2 entgegen der Kraft einer Feder 3 ver schieblich ist. Der Kolben 2 durchsetzt eine Stirnwand 4, welche einen Druckmittel gefüllten Raum 5 begrenzt, und ist in dieser Stirnwand 4 unter Zwischenschaltung einer Gleitring dichtung 6 dichtend gehalten.In the drawing, a plunger 1 is shown, which is slidable with a piston 2 against the force of a spring 3 . The piston 2 passes through an end wall 4 , which delimits a pressure medium-filled space 5 , and is held in this end wall 4 with the interposition of a mechanical seal 6 sealing.

Der mit Druckmittel gefüllte Raum 5 ist in einem Ein schraubteil 7 angeordnet, welcher auch die Führungsbohrung 8 für ein als Schieber ausgebildetes Ventilsperrglied 9 auf weist. In diesem Einschraubteil 7 ist eine Drosselbohrung 10 angeordnet, welche den mit Druckmittel gefüllten Raum 5 in der Schließlage des Schiebers 9 mit dem Raum vor der gegen überliegenden Stirnfläche 11 des Schiebers 9 verbindet. Die Stirnfläche 11 liegt der in den Druckmittel gefüllten Raum eintauchenden Stirnfläche 12 gegenüber und weist einen größeren Querschnitt auf als die Querschnittsfläche der Stirnfläche 12.The space filled with pressure medium 5 is arranged in a screw-in part 7 , which also has the guide bore 8 for a valve locking member 9 designed as a slide. A throttle bore 10 is arranged in this screw-in part 7 and connects the space 5 filled with pressure medium in the closed position of the slide 9 to the space in front of the opposite end face 11 of the slide 9 . The end face 11 lies opposite the end face 12 immersed in the pressure medium and has a larger cross section than the cross sectional area of the end face 12 .

Der Schieber 9 ist für seine axiale Länge abgesetzt ausgebildet, wobei der Übergangsbereich eine konische Ring schulter 13 aufweist. Dieser konischen Ringschulter 13, in der Schließlage benachbart, mündet die Druckmittelzuführungs leitung 14, welche ebenso wie der Raum vor der Stirnfläche 11 mit dem Druckmittel, insbesondere der Kühlflüssigkeit für die Meißelbedüsung beaufschlagt ist. Die Leitung zu den Verbrau chern bzw. den Düsen für das Versprühen von Kühlflüssigkeit ist mit 15 bezeichnet.The slider 9 is designed to be offset for its axial length, the transition region having a conical ring shoulder 13 . This conical annular shoulder 13 , adjacent in the closed position, opens the pressure medium supply line 14 , which, like the space in front of the end face 11 , is acted upon by the pressure medium, in particular the cooling liquid for the chisel spraying. The line to the consumers or the nozzles for spraying coolant is denoted by 15 .

Bei mechanischer Betätigung des Stößels 1 wird der Kolben 2 in das Innere des druckmittelgefüllten Raumes 5 verschoben. Da die Gesamtmenge des in dem druckmittelge füllten Raum 5 enthaltenen Druckmittels, insbesondere Kühl wassers, nicht über die Drosselbohrung 10 ausgepreßt werden kann, entsteht ein Überdruck, der das Schließglied 9 betä tigt. Auf diese Weise wird die Druckmittelzuführungsleitung 14 geöffnet und die Drosselbohrung 10 verschlossen. Das Druckmittel, insbesondere das Druckwasser kann nun über die zum Verbraucher führende Leitung 15 abfließen.When the plunger 1 is actuated mechanically, the piston 2 is displaced into the interior of the pressure medium-filled space 5 . Since the total amount of pressure medium contained in the pressure-filled space 5 , in particular cooling water, cannot be squeezed out via the throttle bore 10 , an excess pressure arises which actuates the closing member 9 . In this way, the pressure medium supply line 14 is opened and the throttle bore 10 is closed. The pressure medium, in particular the pressurized water, can now flow off via the line 15 leading to the consumer.

Sobald der Druck auf den Stößel 1 nachläßt, wird durch die Feder 3 und den auf die freie Stirnfläche des Ventilsperrgliedes 9 anstehenden Druck sowohl das Sperrglied 9 als auch der Kolben 2 wiederum in seine Ausgangslage zurückgedrückt. Hiebei wird die Druckmittelzuführungsleitung 14 verschlossen und die Drosselbohrung 10 wiederum geöffnet. Da der dem druckmittelgefüllten Raum gegenüberliegende Raum mit dem Druckmittel unter Zuführungsdruck verbunden ist, wird über die Drosselbohrung 10 wiederum der mit Druckmittel gefüllte Raum 5 aufgefüllt und unter Druck gesetzt. ln dieser Ausgangslage kann eine neuerliche gedämpfte Öffnungsbewegung des Ventiles eingeleitet werden.Once the pressure on the plunger 1 subsides, is by the spring 3 and the both the locking member 9 and the plunger 2 is again pushed back on the free end face of the valve locking member 9 applied pressure into its starting position. The pressure medium supply line 14 is closed and the throttle bore 10 is opened again. Since the space opposite the pressure medium-filled space is connected to the pressure medium under supply pressure, the throttle bore 10 in turn fills the space 5 filled with pressure medium and pressurizes it. In this starting position, a new damped opening movement of the valve can be initiated.

Claims

In the first switching valve for the release and shut-off of a pressure medium, which is mechanically actuated, in particular for the release of cooling liquid to a chisel associated nozzles a cutting head, wherein the cooling liquid depending on the axial displacement of the chisel the nozzle is fed, characterized in that the valve tappet (1) is immersed in a container filled with pressure medium chamber (5), that the valve locking member is constructed as a slide (9), which is equal if dips with an end face (12) in the filled with pressure medium chamber (5), in that the filled with pressure medium chamber (5) via a throttle bore (10) open when the valve is closed and is connected to a pressure medium source and that the slide via grinds the throttle bore (10) (9) after or during the opening of the valve.

2. Switching valve according to claim 1, characterized in that the face filled with pressure medium ( 5 ) facing away from the end face ( 11 ) of the slide ( 9 ) with pressure medium is beat.

3. Switching valve according to claim 1 or 2, characterized in that the end face ( 12 ) of the slide ( 9 ) which is immersed in the pressure-filled space ( 5 ) is smaller than the pressure-applied opposite end face ( 11 ).

4. Switching valve according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the tappet ( 1 ) against the force of a spring ( 3 ) in the pressure-filled space ( 5 ) is displaceable.

5. Switching valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the locking member designed as a slide ( 9 ) is formed offset in the axial direction and that the pressure medium supply line ( 14 ) and the line leading to the consumer ( 15 ) on the larger Connected through the area of the casing lying in the knife which bore the slide ( 9 ).

6. Switching valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the larger diameter part of the slide ( 9 ) is sealingly guided in the jacket of the guide bore ( 8 ) and the throttle bore ( 10 ) is sealed.