VORRICHTUNG ZUR DRUCKERHÖHUNG IN ZYLINDERN MIT SCHALTEINRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckerhöhung in Zylindern, insbesondere von hydraulischem Ausbau im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die mit ihrem Zylindergehäuse, Kolben, Kolbenstange und darin angeordnetem Spannkolben und in den Zylinderraum einschiebbarer Spannkolbenstange über eine Verbindungsleitung mit einer integrierten Schalteinrichtung über eine Hochdruckpumpe mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind.

[0002] Beim Betätigen von Zylindern und ähnlichen Einrichtungen wird die Bewegung durch Zuleitung eines Drucküberträgers erwirkt, wobei es sich um Öl, Wasser, Wasser in Öl, Plasma oder eine sonstige Flüssigkeit oder auch Luft handelt. Unter Hydraulik versteht man die Lehre und technische Anwendung von Strömungen in kompressiblen Flüssigkeiten. Dies bedeutet, dass bei der Hydraulik die Flüssigkeit, vor allem aber Öl oder auch Wasser-Ölemulsion zunächst in einer Hochdruckpumpe entsprechend beeinflusst, d. h. vorgespannt wird, um dann über Schlauch- oder ähnliche Leitungen dem Zylinder zugeführt zu werden. Über Ventile wird das Ausfahren und das Einfahren der Zylinder gesteuert, wobei immer mit ein und demselben Druck, nämlich dem von der Leistung der Hochdruckpumpe abhängigen Druck gearbeitet wird. Insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau, wo mit Wasser-Ölemulsionen aus Sicherheitsgründen gearbeitet werden muss, arbeitet man derzeit mit maximal 400 bar, ganz einfach, weil es derzeit keine Pumpen gibt, die eine höheres Druckniveau sicher erzeugen können. Aufgrund verschiedener Gegebenheiten ist aber nicht immer sichergestellt, dass im Zylinderraum der genannte Druck zur Verfügung steht, weshalb insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau so genannte Nachsetzschaltungen bekannt sind, mit denen das Volumen im Zylinderraum durch nochmalige Verbindung mit der Hochdruckpumpe so eingestellt wird, dass dann annähernd das besagte Druckniveau sicher zu Verfügung steht. Nicht möglich ist es aber, ein höheres Druckniveau innerhalb des Zylinderraums und damit innerhalb des Zylinders zu erzeugen, weil dazu eben die besagten Pumpen nicht in der Lage sind. Aus den verschiedensten Gründen ist dies aber häufig gewünscht, wobei dem genannten, derzeit höchsten Druckniveau von 400 bar die Pumpen die Grenzen setzen, bei niedrigeren Druckniveaus der Aufwand für eine zusätzliche Hochdruckpumpe und entsprechende Schlauchleitungen den Vorteil im Wesentlichen wieder ausgleichen würde. Aus der DE 103 06 128 A1 ist ein Verfahren und ein entsprechender Zylinder bekannt, wobei innerhalb des eigentlichen Zylindergehäuses ein Spannkolben mit kleiner Kolbenstange angeordnet ist, über den der Zylinderraum im Bereich des Kolbens bzw. die dort anstehende Wasser-Ölemulsion höher verdichtet werden kann. Dadurch ist es möglich, je nach Wahl der Kolben und Spannkolben und je nach Verschiebeweg den Druck innerhalb des Zylinders weit über 400 bar zu erhöhen. Allerdings ist eine diese Vorrichtung zur Druckerhöhung sicher steuernde Schalteinrichtung bisher nicht bekannt.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine einfache und gesichert arbeitende Schalteinrichtung für Zylinder mit innenliegendem, den Druck im Zylinderraum erheblich steigernden Spannkolben zu schaffen.

[0004] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Schalteinrichtung über ein entsperrbares Rückschlagventil in der Verbindungsleitung zwischen Hochdruckpumpe und Kolbenstangenhohlraum und über einen Ventilblock mit weiteren entsperrbaren bzw. sperrbaren Rückschlagventilen in der Verbindungsleitung zwischen Hochdruckpumpe und Zylinderraum verfügend ausgebildet ist.

[0005] Über den Ventilblock mit den entsperrbaren bzw. auch sperrbaren Rückschlagventilen ist es zunächst einmal möglich, den notwendigen Anfangsdruck für das Ausfahren des Kolbens innerhalb des Zylindergehäuses in den Zylinderraum hineinzudrücken, indem die Verbindung mit der Hochdruckpumpe hergestellt wird. Allerdings ist dieser Ventilblock gleichzeitig so ausgebildet, dass beim späteren Entlasten des Zylinders bzw. beim Ableiten der unter hohem Druck stehenden Druckflüssigkeit auch dafür gesorgt ist, dass durch eben diese Verbindungsleitung Druckflüssigkeit in den Tank zurückgeleitet wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass es zu einer Überlastung und damit zum Ausfall der gesamten Schalteinrichtung kommt. Die Schalteinrichtung weist darüber hinaus ein entsperrbares Rückschlagventil im Bereich zwischen Hochdruckpumpe und Kolbenstangenhohlraum auf, sodass es nach dem Füllen des Zylinderraums und Ausfahren der Kolbenstange möglich ist über den Spannkolben und Spannkolbenstange den Druck gezielt im Zylinderraum so zu erhöhen, dass beispielsweise bei einem Anfangsdruck von 175 bar anschließend nach Betätigen des Spannkolbens im Zylinderraum ein Druck von 700 bar ansteht. Damit ist mit ein und derselben Ausbildung eines Zylinders ein hydraulischer Ausbau zu verwirklichen, der in den verschiedensten Einsatzbereichen eingesetzt und mit hohen Setzdrücken zu Verfügung gestellt wird. Bei 700 bar ist bei entsprechender Ausbildung ein Setzdruck von 600 t zu verwirklichen, was eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit untertage darstellt.

[0006] Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilblock ein gegen die Hochdruckpumpe sperrendes und ein gegen den Zylinderraum sperrendes entsperrbares Rückschlagventil sowie ein dem Tank zugeordnetes sperrbares Rückschlagventil aufweist. So ist es mit ein und demselben Ventilblock möglich, zunächst einmal über das erste entsperrbare Rückschlagventil im Bereich des Hochdruckpumpenanschlusses den Druck auf das sperrbare Rückschlagventil zu leiten, sodass dieses schließt und die Druckflüssigkeit nicht in den Tank gelangen kann, sondern vielmehr dass zweite entsperrbare Rückschlagventil öffnet, sodass die Druckflüssigkeit von der Hochdruckpumpe direkt in den Zylinderraum strömen kann. Ist dieser gefüllt und der nachfolgende "Nachspannvorgang" kann eingeleitet werden, schließt das erste Rückschlagventil am Ventilblock und die Verbindung zwischen Hochdruckpumpe und Zylinderraum ist verschlossen. Dafür kann nun über das in der Verbindungsleitung zum Kolbenstangenhohlraum angeordnete entsperrbare Rückschlagventil Druckflüssigkeit in den Kolbenstangenhohlraum geleitet werden, sodass der Spannkolben betätigt wird. Damit erfolgt der schon mehrfach erwähnte "Nachspannvorgang".

[0007] Schon erwähnt worden ist, dass im Ventilblock auch ein sperrbares Rückschlagventil angeordnet ist und zwar so, dass es als durch Verbinden mit der Hochdruckpumpe sperrbares, ansonsten dauerhaft offenes Rückschlagventil ausgebildet ist. Der Schließkolben wird hier durch eine Feder nicht in der Schließposition gehalten, sondern vielmehr in der Gegenrichtung beeinflusst, sodass das Ventil immer offen ist. Wird nun dieses sperrbare Rückschlagventil mit der Hochdruckpumpe verbunden, wird der Ventilkolben gegen die Kraft der Feder in die Schließposition geschoben und dieses sperrbare Rückschlagventil ist verschlossen. Damit kann wie schon erwähnt die Druckflüssigkeit sicher von der Hochdruckpumpe über die beiden entsperrbaren Rückschlagventile in den Zylinderraum befördert werden. Soll dann beim Entspannen Druckflüssigkeit abgeleitet werden, so erfolgt dies über das erste Rückschlagventil und das dann entlastete sperrbare Rückschlagventil, sodass die Druckflüssigkeit direkt in den Tank abfließen kann. Das zweite entsperrbare Rückschlagventil im Bereich Hochdruckpumpe ist verschlossen, sodass die Druckflüssigkeit nur über das sperrbare Rückschlagventil abfließen kann.

[0008] Um Fehlschaltungen sicher zu vermeiden, ist das gegen die Hochdruckpumpe sperrende entsperrbare Rückschlagventil gleichzeitig mit dem sperrbaren Rückschlagventil öffnungsseitig mit der Hochdruckpumpe verbindbar. Wird dementsprechend die Verbindung geöffnet, strömt die Druckflüssigkeit gleichzeitig in das sperrbare Rückschlagventil und schließt dies und öffnet das entsperrbare Rückschlagventil, sodass nun die Druckflüssigkeit über das erste entsperrbare Rückschlagventil in Richtung Zylinderraum abströmen kann. Damit ist eine praktisch idiotensichere Schaltung geschaffen.

[0009] Das eben erwähnte sperrbare Rückschlagventil und das gegen den Zylinderraum sperrende Rückschlagventil sind über je ein 2/2 Wegeventil schaltbar ausgeführt. Wie schon erwähnt wird mit Betätigung des dem sperrbaren Rückschlagventil zugeordneten 2/2 Wegeventil gleichzeitig auch das der Hochdruckpumpe zugeordnete entsperrbare Rückschlagventil beeinflusst und geöffnet, sodass hier nur ein 2/2 Wegeventil aufgrund der Verbindung dieser beiden Rückschlagventile benötigt wird. Das zweite genannte 2/2 Wegeventil dient zum Öffnen des ersten, dem Zylinderraum zugeordneten Rückschlagventil, wenn der Zylinderraum mit der Hochdruckpumpe verbunden werden soll.

[0010] Um eine Überlastung der Rückschlagventile im Ventilblock zu verhindern, ist vorgesehen, dass ausgangsseitig des gegen den Zylinderraum sperrenden Rückschlagventils ein auf den Fülldruck des Zylinderraums einstellbarer Druckschalter vorgesehen ist. Über diesen Druckschalter wird sowohl bei dem Verbinden mit dem Zylinderraum wie auch beim Entlasten des Zylinderraums überwacht, dass jeweils ein Druck von beispielsweise 175 bar in der Verbindungsleitung herrscht. Ist dies nicht der Fall, sperrt dieser Druckschalter, der wie schon erwähnt genau auf das Druckniveau eingestellt werden kann, das beim jeweiligen Einsatz gewünscht wird bzw. notwendig ist.

[0011] Allgemein vorgeschrieben ist bei derartigen Zylindern im untertägigen Berg-und Tunnelbau der Einsatz eines Druckbegrenzungsventils. Aufgrund der hier besonderen Gegebenheiten, nämlich der mehr oder weniger beliebig einstellbaren Druckverhältnisse im Zylinderraum ist es notwendig, ein dafür geeignetes Druckbegrenzungsventil einzusetzen, wozu die Erfindung vorsieht, dass dem Zylinderraum ein auf den jeweils notwendigen oder gewünschten Druck im Zylinderraum eingestelltes oder einstellbares Druckbegrenzungsventil zugeordnet ist. Das Druckbegrenzungsventil kann oder soll in entsprechend engen Grenzen einstellbar sein, um sehr vielseitig für die notwendige Sicherheit Sorge zu tragen.

[0012] Beim Einfahren des Zylinders bzw. des zugeordneten Kolbens ist es von Vorteil, wenn dem Ringflächenraum um die Kolbenstange ein 2/2 Wegeschaltventil zur Verbindung mit der Hochdruckpumpe zugeordnet ist. Damit ist nämlich die Möglichkeit gegeben, beim Einfahren des Kolbens mit der Kolbenstange Druck auf die Ringflächenseite des Kolbens aufzugeben, um so das Einfahren zu unterstützen und vor allem zu beschleunigen und sicherzustellen.

[0013] Als weiteres Schaltventil wird ein solches für das dem Kolbenstangenhohlraum zugeordnete entsperrbare Rückschlagventil benötigt. Hier ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das dem Kolbenstangenhohlraum zugeordnete entsperrbare Rückschlagventil über ein als 3/4 Wegeventil schaltbar ausgebildet ist. Damit kann auf einfache Art und Weise die für die Druckerhöhung im Zylinderraum benötigte Druckflüssigkeit in den Kolbenstangenhohlraum hineingeleitet werden, indem nämlich dieses entsperrbare Rückschlagventil geöffnet wird und gleichzeitig Druckflüssigkeit darüber eingeführt wird. Ist der "Nachspannvorgang" dann abgeschlossen, sperrt dieses entsperrbare Rückschlagventil automatisch und die Stütz- oder Setzarbeit kann geleistet werden. Beim Entlasten wird dieses entsperrbare Rückschlagventil dann erneut mit der Hochdruckpumpe über einen weiteren Schaltvorgang verbunden, sodass die Druckflüssigkeit im Kolbenstangenhohlraum das gleiche Niveau aufweist und dass entsperrbare Rückschlagventil öffnet und einen Austritt von Druckflüssigkeit in Richtung Tank ermöglicht.

[0014] Die besagten drei 2/2 Wegeventile und das eine 3/4 Wegeventil können einzelnen vorhanden und aufgerüstet sein, wobei es zweckmäßig ist, die 2/2 und 3/4 Wegeventile als elektrisch, hydraulisch oder elektrisch/hydraulisch schaltbare Schaltventile auszubilden. Denkbar ist es dabei auch, dass die 2/2 und die 3/4 Wegeventile über eine gemeinsame Schaltkarte zusammengefasst sind, sodass das abhängige Schalten und die dafür vorgesehenen Zeiträume einfach vorgegeben und der ganze Vorgang "automatisiert" ablaufen kann.

[0015] Gerade beim Einsatz im untertägigen Bergbau ist es von Vorteil, wenn die benötigten Einzelteile stabil ausgebildet oder durch stabile Gehäuse geschützt sind, was gemäß der Erfindung dadurch erreicht wird, dass der Ventilblock mit den zwei entsperrbaren und dem sperrbaren Rückschlagventil ein gemeinsames, dem Zylinder zugeordnetes Ventilgehäuse aufweist.

[0016] Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Vorrichtung geschaffen ist, mit der ein sicheres Erhöhen des Druckes der Druckflüssigkeiten in Zylindern und ähnlichen Bauteilen möglich ist, ohne dass die Gefahr besteht, dass durch irgendwelche falschen Schaltvorgänge, abhängiges Schalten oder Ähnliches hervorgerufene Fehler auftreten. Es zeigt sich vielmehr, dass mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ein variables, aber gezieltes Druckerhöhen in den besagten Zylindern verwirklicht werden kann. Die dafür benötigten Schaltventile bzw. Rückschlagventile sind dabei so geschickt und gesichert in einem gemeinsamen Ventilgehäuse untergebracht, dass vor allem den besonderen Auflagen im untertägigen Berg- und Tunnelbau vorteilhaft Genüge getan werden kann.

[0017] Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1

einen im untertätigen Bergbau eingesetzten Zylinder in einem hydraulischen Ausbau,

Figur 2

den Schaltplan für die für den Nachsetzvorgang benötigte Schalteinrichtung,

Figur 3

eine Seitenansicht mit zwei der dem Ventilblock zugeordneten Rückschlagventile im Teilschnitt und

Figur 4

eine Draufsicht auf das Ventilgehäuse mit dem ersten entsperrbaren Rückschlagventil, teilweise im Schnitt.

[0018] Ein im untertägigen Bergbau eingesetzter Zylinder 1 ist in Figur 1 wiedergegeben. Er ist Teil des hydraulischen Ausbaus 2, der im Streb 3 eingesetzt ist, um Hangendes 4 und Liegendes 5 gegeneinander abzustützen und so den geschaffenen Hohlraum offen zu halten. Die Hangendkappe 6 ist ebenso mehrteilig ausgebildet wie die Liegendschwelle 7, wobei in der Liegendschwelle 7 ein Schubzylinder 9 untergebracht ist, über den der Strebförderer 8 in Richtung Kohlenstoß 10 verschoben werden kann. Hinter dem auch als Schildausbau bezeichneten hydraulischen Ausbau 2 fällt der Bruch 11 und schließt den geschaffenen Hohlraum wieder zu.

[0019] Figur 2 zeigt einen vereinfacht wiedergegebenen Schaltplan für die besagte Schalteinrichtung 21. Über diese Schalteinrichtung 21 wird der Zylinder 1 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, sodass der Kolben 15 mit der Kolbenstange 16 aus dem Zylindergehäuse 14 herausgeschoben und gegen das Hangende 11 verspannt wird. Innerhalb der Kolbenstange 16 ist ein Spannkolben 17 mit einer Spannkolbenstange 18 angeordnet. Dadurch kann die im Kolbenstangenhohlraum 26 sich befindende Druckflüssigkeit zusätzlich in den Zylinderraum 20 hineingedrückt werden, nachdem dieser vorher beispielsweise mit einer Druckflüssigkeit mit 175 bar gefüllt worden ist. Wie dies erfolgt wird nachfolgend beschrieben.

[0020] Zum Befüllen und auch Entlasten des Zylinderraums 20 und damit des gesamten Zylinders 1 ist zwischen Hochdruckpumpe 23 und Zylinderraum 20 ein Ventilblock 28 mit entsperrbaren Rückschlagventilen 29, 30 und einem sperrbaren Rückschlagventil 31 angeordnet. Dieser Ventilblock 28 ist in die Verbindungsleitung 22 eingeschaltet und sorgt dafür, dass die Druckflüssigkeit von der Hochdruckpumpe 23 gezielt in den Zylinderraum 20 aber auch in den Kolbenstangenhohlraum 26 hinein gelangt. Letzteres erfolgt durch Betätigen des 3/4 Wegeventils 39, sodass die Hochdruckpumpe 23 quasi direkt mit dem Kolbenstangenhohlraum 26 verbunden ist. Das entsperrbare Rückschlagventil 25 wird dabei von der Druckflüssigkeit automatisch passiert. Nach Abschluss dieses an sich erst später eingeleiteten Nachspannens oder Nachsetzens schließt dann das entsperrbare Rückschlagventil 25 und sorgt dafür, dass die Druckflüssigkeit in dem Kolbenstangenhohlraum 26 gesichert verbleibt. Das besagte entsperrbare Rückschlagventil 25 ist in der Verbindungsleitung 22' untergebracht.

[0021] Soll der Kolbenstangenhohlraum 26 später entlastet werden und zwar mit dem Zylinderraum 20 zusammen, so wird durch Betätigen des 3/4 Wegeventils 39 Druckflüssigkeit von der Hochdruckpumpe 23 zum entsperrbaren Rückschlagventil 25 geleitet und zwar direkt in den Ventilraum, sodass das Ventil entsperrt wird und nun die anstehende Druckflüssigkeit aus dem Kolbenstangenhohlraum 26 in Richtung Tank 32 abfließen kann.

[0022] Vor dem zuletzt geschilderten Betätigen des 3/4 Wegeventils 39 und Füllen und dann auch wieder Entleeren des Kolbenstangenhohlraums 26 muss zunächst einmal die Kolbenstange 16 mit dem Kolben 15 ausgeschoben werden, wozu der Zylinderraum 20 mit der Hochdruckpumpe 23 verbunden werden muss. Hierzu ist in der Verbindungsleitung 22" der schon besagte Ventilblock 28 mit den Rückschlagventilen 29, 30 31 eingeschaltet.

[0023] Zum Befüllen des Zylinderraumes 20 wird zunächst über das 2/2 Wegeventil 36' Druckflüssigkeit in das sperrbare Rückschlagventil 31 und gleichzeitig in das entsperrbare Rückschlagventil 30 geleitet. Dadurch wird zunächst einmal das sperrbare Rückschlagventil 31 geschlossen und gleichzeitig oder kurz darauf das entsperrbare Rückschlagventil 30 geöffnet. Dadurch kann Druckflüssigkeit aus der Hochdruckpumpe oder über die Hochdruckpumpe 23 und die Verbindungsleitung 22' zum ersten entsperrbaren Rückschlagventil 29 geleitet werden, das entsprechend geöffnet wird und dann am Druckschalter 34 vorbei die Druckflüssigkeit in den Zylinderraum 20 drückt. Unmittelbar dem ersten entsperrbaren Rückschlagventil 29 ist der besagte Druckschalter 34 zugeordnet, über den die Druckhöhe der vorbeiströmenden Druckflüssigkeit überprüft werden kann, um im Zweifelsfalle den Fördervorgang zu unterbrechen, um Schäden zu vermeiden.

[0024] Ist der Füllvorgang des Zylinderraums 20 abgeschlossen und auch der Nachsetzvorgang durch Füllen des Kolbenstangenhohlraums 26 abgeschlossen, wird das Druckbegrenzungsventil 35 seine Überwachungsfunktion aufnehmen und sicherstellen, dass eine Überlastung des Zylinders 1 nicht auftritt, indem bei entsprechendem Überdruck über das Druckbegrenzungsventil 35 Druckflüssigkeit abgespritzt wird.

[0025] Soll der Zylinder 1 entlastet werden, wird zunächst einmal das entsperrbare Rückschlagventil 25 über das 3/4 Wegeventil 39 und gleichzeitig über das 2/2 Wegeventil 36 das entsperrbare Rückschlagventil 29 geöffnet. Da das entsperrbare Rückschlagventil 30 geschlossen und das sperrbare Rückschlagventil 31 wieder durch Betätigen des 2/2 Wegeventils 36' öffnet, kann nun die Druckflüssigkeit aus dem Zylinderraum 20 in den Tank 32 entweichen. Dieser Vorgang wird noch dadurch unterstützt, dass über das 2/2 Wegeventil 38 der Ringflächenraum 37 mit Druckflüssigkeit gefüllt wird. Diese drückt auf die Kolbenringfläche und sorgt dafür, dass der Einschubvorgang des Kolbens 15 unterstützt wird. Beim späteren Spannen des Zylinders 1 erfolgt dann der schon beschriebene Schalt- und Regelvorgang.

[0026] Die schon erwähnten Rückschlagventile 29, 30 und 31 sind in einem Ventilblock 28 untergebracht, der in einem stabilen Ventilgehäuse 40 untergebracht ist, das anhand der Figuren 3 und 4 kurz erläutert wird.

[0027] Figur 3 zeigt im oberen Teil das sperrbare Rückschlagventil 31, das im gezeigten Schaltzustand aufgrund der Feder 42 nicht an der Dichtfläche 41 mit seinem Dichtkopf 44 anliegt. Erfolgt nun über den Eintritt 43 die Zuführung von Druckflüssigkeit, so wird der Dichtkopf 44 gegen die Kraft der Feder 42 in die Dichtfläche 41 hinein geschoben.

[0028] Gleichzeitig mit dem Schließen des sperrbaren Rückschlagventils 31 gelangt Druckflüssigkeit auch über den Eintritt 47 in das entsperrbare Rückschlagventil 30, wodurch der Dichtkopf 46 gegen die Kraft der Feder 45 aus der zugeordneten Dichtfläche heraus geschoben wird. Nun kann über den Pumpenanschluss 48 Druckflüssigkeit in Richtung erstes entsperrbares Rückschlagventil 29 und damit Verbindungsleitung 22 strömen. Mit 50 ist der Kolben des entsperrbaren Rückschlagventils 30 bezeichnet und mit 51 der Kolben des sperrbaren Rückschlagventils 31.

[0029] Figur 4 schließlich zeigt eine Draufsicht auf das Ventilgehäuse 40, wobei durch einen Schnitt auch das erste entsperrbare Rückschlagventil 39 zu sehen ist. Auch bei diesem Rückschlagventil handelt es sich um ein entsperrbares Rückschlagventil 29, wozu die Feder 55 dafür sorgt, dass das entsperrbare Rückschlagventil 29 in der Regel geschlossen ist. Wird nun über den Eintritt 56 Druckflüssigkeit über das 2/2 Wegeventil 36 auf das entsperrbare Rückschlagventil 29 geleitet, wird der Kolben entsprechend belastet und sorgt dafür, dass der Dichtkopf 59 aus der Dichtfläche heraus gefahren wird und zwar gegen die Kraft der Feder 55, wobei der Kolben mit 57 bezeichnet ist. Während der Anschluss 58 zum Zylinder 1 bzw. zum Zylinderraum 20 führt bzw. die Verbindung darstellt, ist der Anschluss 49 nach der Darstellung nach Figur 3 derjenige, der zum Tank 32 die Verbindung darstellt.

[0030] Mit 54 ist die Halterung bezeichnet, mit der das Ventilgehäuse 40 am Zylinder 1 festgelegt.

[0031] Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Druckerhöhung in Zylindern (1), insbesondere von hydraulischem Ausbau (2) im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die mit ihrem Zylindergehäuse (14), Kolben (15), Kolbenstange (16) und darin angeordnetem Spannkolben (17) und in den Zylinderraum (20) einschiebbarer Spannkolbenstange (18) über eine Verbindungsleitung (22) mit einer integrierten Schalteinrichtung (21) über eine Hochdruckpumpe (23) mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schalteinrichtung (21) über ein entsperrbares Rückschlagventil (25) in der Verbindungsleitung (22') zwischen Hochdruckpumpe (23) und Kolbenstangenhohlraum (26) und über einen Ventilblock (28) mit weiteren entsperrbaren bzw. sperrbaren Rückschlagventilen (29, 30, 31) in der Verbindungsleitung (22") zwischen Hochdruckpumpe (23) und Zylinderraum (20) verfügend ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilblock (28) ein gegen die Hochdruckpumpe (23) sperrendes (30) und ein gegen den Zylinderraum (20) sperrendes entsperrbares Rückschlagventil (29) sowie ein dem Tank (32) zugeordnetes sperrbares Rückschlagventil (31) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das sperrbare Rückschlagventil (31) als durch Verbinden mit der Hochdruckpumpe (23) sperrbares, ansonsten dauerhaft offenes Rückschlagventil ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das gegen die Hochdruckpumpe (23) sperrende entsperrbare Rückschlagventil (30) gleichzeitig mit dem sperrbaren Rückschlagventil (31) öffnungsseitig mit der Hochdruckpumpe (23) verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das sperrbare Rückschlagventil (31) und das gegen den Zylinderraum (20) sperrende Rückschlagventil (29) über je ein 2/2 Wegeventil (36, 36') schaltbar ausgeführt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausgangsseitig des gegen den Zylinderraum (20) sperrenden Rückschlagventils (29) ein auf den Fülldruck des Zylinderraums (20) einstellbarer Druckschalter (34) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Zylinderraum (20) ein auf den jeweils notwendigen oder gewünschten Druck im Zylinderraum (20) eingestelltes oder einstellbares Druckbegrenzungsventil (35) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Ringflächenraum (37) um die Kolbenstange (16) ein 2/2 Wegeschaltventil (38) zur Verbindung mit der Hochdruckpumpe (23) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das dem Kolbenstangenhohlraum (26) zugeordnete entsperrbare Rückschlagventil (25) über ein als 3/4 Wegeventil (39) schaltbar ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die 2/2 und 3/4 Wegeventile (36, 36', 38, 39) als elektrisch, hydraulisch oder elektrisch/hydraulisch schaltbare Schaltventile ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die 2/2 und 3/4 Wegeventile (36, 36', 38, 39) über eine gemeinsame Schaltkarte zusammengefasst sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilblock (28) mit den zwei entsperrbaren und dem sperrbaren Rückschlagventil (29, 30, 31) ein gemeinsames, dem Zylinder (1) zugeordnetes Ventilgehäuse (40) aufweist.

Claims

1. Device for increasing pressure in cylinders (1), especially those of hydraulic expansion (2) in underground mining and tunnel construction that can be impinged with pressurized fluid with their cylinder housing (14), piston (15), piston rod (16) and clamping piston that is implemented within it (17) and the clamping piston rod (18) that is retractable in the cylinder chamber (20) via a connecting line (22) with an integrated switching unit (21) via a high-pressure pump (23),
characterized
in that, the switching unit (21) is formed dispositvely via an unlockable check valve (25) in the connecting line (22') between high-pressure pump (23) and piston rod cavity (26) and via a valve block (28) with further unlockable or lockable check valves (29, 30, 31) in the connecting line (22") between high-pressure pump (23) and cylinder chamber (20).

2. The device according to Claim 1,
characterized
in that, the valve block (28) has a check valve (30) that locks against the high-pressure pump (23) and one check valve (29) that locks against the cylinder chamber (20) as well as a lockable check valve (31) that is assigned to the tank (32).

3. The device according to Claim 2,
characterized
in that, the lockable check valve (31) is formed as a check valve that is lockable by connection with the high-pressure pump (23) and otherwise permanently open.

4. The device according to Claim 2,
characterized
in that, the unlockable check valve (30) that locks against the high-pressure pump (23) is connectable at the same time with the lockable check valve (31) on the opening side and with the high-pressure pump (23).

5. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, the lockable check valve (31) and the check valve (29) that locks against the cylinder chamber (20) are each implemented switchably via a 2/2-way valve (36, 36').

6. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, on the output side of the check valve (29) that locks against the cylinder chamber (20), a pressure switch (34) that is adjustable to a fill pressure of the cylinder chamber (20) is provided.

7. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, in the cylinder chamber (20), a pressure control valve (35) is assigned, that is adjusted or adjustable to the necessary or desired pressure in the cylinder chamber (20).

8. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, a 2/2-way switching valve (38) is assigned to the torus area (37) around the piston rod (16) in connection with the high-pressure pump (23).

9. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, the unlockable check valve (25) assigned to the piston rod cavity (26) is formed switchably via a 3/4-way valve (39).

10. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, the 2/2 and 3/4-way valves (36, 36', 38, 39) are formed as electric, hydraulic or electric/hydraulic switchable switching valves.

11. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, the 2/2 and 3/4-way valves (36, 36', 38, 39) are combined via a shared circuit board.

12. The device according to any one of the preceding claims,
characterized
in that, the valve block (28) implements a shared valve body (40), with the two unlockable and the lockable check valve (29, 30, 31), that is assigned to the cylinder (1).

Revendications

1. Dispositif pour l'augmentation de pression dans des cylindres (1), en particulier de construction hydraulique (2) dans l'exploitation minière et construction de tunnels souterraines, qui peuvent être alimentés en fluide hydraulique avec leur boîtier de cylindre (14), piston (15), tige de piston (16) et piston de serrage (17) disposé à l'intérieur de ce dernier et leur tige de piston de serrage (18) pouvant être enfoncée dans le cylindre (20) via une conduite de raccordement (22) avec mécanisme de couplage (21) intégré via une pompe à haute pression (23),
caractérisé
en ce que le mécanisme de couplage (21) est formé de manière à disposer d'un clapet de non-retour déblocable (25) dans la conduite de raccordement (22') entre la pompe à haute pression (23) et la tige de piston (26) et d'un bloc-soupapes (28) avec d'autres clapets de non-retour (29, 30, 31) déblocables et blocables dans la conduite de raccordement (22") entre la pompe à haute pression (23) et le compartiment cylindre (20).

2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé
en ce que le bloc-soupapes (28) présente un clapet de non-retour blocable (30) qui bloque contre la pompe à haute pression (23) et un clapet de non-retour déblocable (29) qui bloque contre le compartiment cylindre (20) ainsi qu'un clapet de non-retour (31) blocable qui est affecté au réservoir (32).

3. Dispositif selon la revendication 2,
caractérisé
en ce que le clapet de non-retour blocable (31) est formé comme clapet de non-retour blocable par raccordement à la pompe à haute pression (23) et qui est, autrement, en permanence ouvert.

4. Dispositif selon la revendication 2,
caractérisé
en ce que le clapet de non-retour déblocable (30) qui bloque contre la pompe à haute pression (23) peut simultanément être raccordé au clapet de non-retour blocable (31) côté ouverture et à la pompe à haute pression (23).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le clapet de non-retour blocable (31) et le clapet de non-retour (29) qui bloque contre le compartiment cylindre (20) sont formés de manière à être connectables chacun via un distributeur 2/2 voies (36, 36').

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce qu'est prévu, côté sortie du clapet de non-retour (29) qui bloque contre le compartiment cylindre (20), un manocontacteur (34) réglable sur la pression de remplissage du compartiment cylindre (20).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce qu'est affectée au compartiment cylindre (20) une soupape de limitation de pression (35) réglée ou réglable sur la pression respectivement nécessaire ou souhaitée dans le compartiment cylindre (20).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce qu'est affectée à l'espace torique (37) autour de la tige de piston (16) une vanne de commande 2/2 voies (38) pour le raccordement à la pompe à haute pression (23).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le clapet de non-retour déblocable (25) affecté à la cavité de tige de piston (26) est formé de manière à être connectable au moyen d'un distributeur 3/4 voies (39).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que les distributeurs 2/2 et 3/4 voies (36, 36', 38, 39) sont formés comme soupapes de commande électriques, hydrauliques ou à commande électrique/hydraulique.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que les distributeurs 2/2 et 3/4 voies (36, 36', 38, 39) sont regroupés par l'intermédiaire d'une plaque à circuits imprimés commune.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le bloc-soupapes (28) présente avec les deux clapets de non-retour déblocables et le clapet de non-retour blocable (29, 30, 31) une boîte de soupapes (40) commune affectée au cylindre (1).

Zeichnung