DE3018145C2 - Überdruckventil zum Absichern hydraulischer Grubenstempel - Google Patents

Description

gengewirkt.

so Der Anspruch 3 stellt die vorteilhafte Führung des zwischen Kragen und Ventilkolben-Stimfläche liegenden Abschnitts des Ventilkolbens heraus. Die hutförmi-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil ge Büchse läßt trotz längerer Bemessung des Ventilkolzum Absichern hydraulischer Grubenstempel gemäß bens eine lange Druckfeder zu unter Erzielung eines Oberbegriff des Anspruchs 1. 55 gleichmäßigen Druckverhaltens.

Ein derartiges Überdruckventil ist aus der DE-PS Um dem Flächens.tzvent.l nur eine bestimmte Menge

03 157 bekannt wobei die Querschnittsfläche des von Hydraulikmittel zukommen zu lassen, ist die Maß-Ventilkolbens die vom Hydraulikmittel beaufschlagte nähme nach Anspruch 4 getroffen. Fläche ist Je größer der vom Hydraulikmittel auf den Bei Ausbildung der Drosselstelle nach Anspruch

Ventilkolben ausgeübte Druck ist. desto mehr wird der bo wird verhindert, daß durch das Drossclvent.l eine ganz-Ventilkolben in Öffnungsrichtung verschoben. Überfah- liehe Durchlaßsperre eintreten kann Stets ist gcwahrren die Durchlaßöffnungen des Ventilkolbens dabei den leistet, daß bei entsprechendemDruck-Hydrauhkm tel O-Ring, ist die Verbindung zur jenseits des O-Ringes über die Gewindegänge des Füllstück«, deren offene angeordneten Ringkammer des Gehäuseteiles gegeben, Kammer und zentrale Bohrung zum Flachcns.f/vcnt.l wodurch die abströmende Menge größer ist. Nachteilig 65 fließen kann. . .

an derartigen Überdruckventilen ist bei relativ großen Nachstehend werden zwei Ausfuhrungsbe.sp.ele der

Durchflußmengen, daß Dichtzone und Ventilkolben- Erfindung anhand der F. g. 1 bis 7 erläutert. Es ze.gt SteueXhen zusammenliegen. Dies vergrößert den Fig.l in vergrößertem Maßstab eine Ansicht des

Überdruckventils, und zwar gegen eine die Auslaßöffnung des Gehäuses bildende Abflachung des Gehäuseteils,

Fig.2 einen Längsschnitt durch das in Schließstellung befindliche Überdruckventil,

Fig.3 in stark vergrößerter Darstellung das die Drossclstelle bildende Füllsiück,
F i g. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 2,
Fig.5 das in Öffnungsstellung befindliche Überdruckventil in teilweisem Längsschnitt,

F i g. 6 einen Längsschnitt durch das Überdruckventil gemäß der zweiten Ausfuhrungsform in seiner Schließ- r\ stellung und
■:·: F i g. 7 in teilweisem Längsschnitt das Überdruckventil til in der geöffneten Stellung.

% Das Überdruckventil gemäß der ersten Ausführungs-

§i form besitzt das patronenförmige Gehäuse 1. Bestand-1* teile desselben sind das topfförmige Gehäuseteil 2, in ,Vj dessen vom Topfrand ausgehenden Innengewinde 3 ein \l Gehäuseteil 4 eingeschraubt ist Ein Querstift 5 sichert if die eingeschraubte Stellung des Gehäuseteils 4.
£s Das Gehäuseteil 4 nimmt einen einzuschraubenden

f? Anschlußstutzen 6 auf. Letzterer beaufschlagt κι seiner ■| eingeschraubten Lage ein Füllstück 7. Dieses stützt sich *· über einen Ring 8 an einer Schulter 9 des Gehäuseteils 4 ^v: ab.

% Sowohl das Füllstück 7 als auch der Ring 8 sind mit

ί; einer Bohrung 10 gleichen Durchmessers ausgestaltet !;' Jedoch setzt sich die Bohrung des Ringes 8 nach einem ^:: kurzen Abschnitt in eine sich in Richtung des topfförmi- ~:[ gen Gehäuseteils 2 erweiternde Ringkammer 11 fort. ί-^: Letzterem schließt sich im Gehäuseteil 4 ein Kammer-' abschnitt 12 an, der in eine von der Stirnseite des Gehäuseteils 4 ausgehende querschnittsgrößere Bohrung 13 übergeht

Unterhalb des Ringes 8 ist in dem Füllstück 7 eine Ringnut 14 vorgesehen, die einen Ö-Ring 15 aufnimmt. Von diesem wird der Schaft 16 eines in der Bohrung 10 geführten Ventilkolbens 17 dicht umschlossen. Jenseits des O-Ringes 15 bzw. des Kammerabschnitts 12 formt der Ventilkolben einen Kragen 18, der mit seiner dem O-Ring 15 zugekehrten Rückseite eine zusätzliche Kolbenringfläche bildet. Der Kragen 18 ist in der Bohrung 13 in einer v/eitestgehend dichten Passung geführt Die Verlagerung des Ventilkolbens 17 ist in der einen Richtung durch die zwischen Kammerabschnitt 12 und Bohrung 13 befindliche Stufe 19 begrenzt, an welcher sich der Kragen 18 abstützt.

Der Ventilkolben 17 setzt sich jenseits des Kragens 18 fort Die Stirnfläche 20 des verlängerten Abschnitts 23 wird von ein<;r Dichtungsscheibe 21 beaufschlagt. Diese sitzt in einer hutförmig gestalteten Büchse 22, welche den zwischen Stirnfläche 20 und Kragen 18 liegenden Abschnitt 23 des Ventilkolbens 17 überfängt. In der Büchse 22 ist eine den Abschnitt 23 umgebende Kugelbüchse 24 untergebracht. Der Büchsen-Rand 25 wird von einer Druckfeder 26 beaufschlagt Diese stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Widerlager 27 ab, welches unter Zwischenlage einer Kugel 28 gegen den Boden 29 des topfförmigen Gehäuseteils 2 tritt.

Der Ventilkolben 17 ist mit einer mittleren Bohrung 30 ausgestattet. Von dieser gehen radial gerichtete Durchlaßöffnungen 31 aus, welche in der Schließstellung des Ventilkolbens 17 noch mit der Ringnut 14 für den O-Ring 15 korrespondieren.

Im Anschluß an die mi'i'ere Bohrung 30 schließt sich etwa auf Höhe des Kragens 18 eine Gewindebohrung 32 an, in die ein mit Außengewinde 33 versehenes Füllstück 34 eingeschraubt ist. Jenseits eines Gewindeabschnittes besitzt das Füllstück 34 eine seitlich offen·?, umlaufende Kammer 35, die über radiale Kanäle 36 in eine zum freien Stirnende 37 des Füllstückes 34 offene zentrale Bohrung 38 mündet Das Füllstück 34 ist derart eingeschraubt, daß dessen Stirnende 37 an einer einwärts gerichteten Stufe 30' der Bohrung 30 anliegt An diese Stufe 30' fügt sich ein Bohrungsabschnitt 39 an, der im Rereich der Stirnfläche 20 einen Trichter 40

ίο formt Das Füllstück 34 stellt damit eine dem Flächensitzventil 20,21 vorgeordnete Drosselstelle dar.

Im übrigen ist das Flächensitzventil 20,21 so beschaffen, daß es eine niedrigere Ansprechstufe bildet als diejenige der O-Ring-Ventilstelle 15.

Die Auslaßöffnung des Gehäuses 1 wird von zwei seitlichen Abflachungen 41 des Gehäuseteils 4 gebildet Die Arbeitsweise des Überdruckventils ist folgende:
Bei gegenüber der Normalbelastung größer werdendem Druck fließt das Hydraulikmittel in die Bohrung 30 des Ventilkolbens 17, durchströmt dt von den Gewindegängen des Füllstückes 34 gebildete Drosselstelle, gelangt dann über die Kammer 35 und Kanäle 36 in den Bohrungsabschnitt 39 und beaufschlagt das Flächensitzventil 20, 21. Dabei wird die Druckfeder 26 um ein geringfügi^es Maß über die Büchse 22 komprimiert, so daß das Hydraulikmittel durch den zwischen Dichtungsscheibe 21 und Stirnfläche 20 des Ventilskolbens auftretenden Spalt strömen kann. Von dort aus fließt es über den Innenraum der Büchse zu den Auslaßöffnungen 41.

In diesem Falle gelangt noch kein Flüssigkeitsfilm durch die O-Ring-Ventiistelle 15.

Wird der Druck größer oder treten Druckspitzen auf, führt dieses zu einer Verlagerung des Ventilkolbens 17 in Öffnungsrichtung. Dabei bringt die Druckfeder 26 das Flächensitzventil 20, 21 in Dichtstellung, während das oberhalb des O-Ringes 15 in die Ringkammer 11 und Kammerabschnitt 12 gelangende Hydraulikmittel die Rückseite des Kragens 18 beaufschlagt Die zur Verfügung stehende Kolbenfläche vergrößert sich dadurch erheblich, so daß der Kolben beschleunigt in die in F i g. 5 veranschaulichte Lage gleitet unter erheblicher Vergrößerung des Durchlaßquerschnittes. Das Hydraulikmittel verläßt das Gehäuse 1 in der angezeigten Pfeilrichtung durch die Auslaßöffnungen.

Nach Nachlassen des Druckes kehrt der Ventilkolben in seine in F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurück. Gleiche Teile der in Fig.6 und 7 dargestellten Ausführungsform tragen gleiche Bezugsziffern.
Bei dieser Ausführungsform setzt sich der Ventilkolben 17' jenseits des Kragens 18 nicht fort Er bildet dort eine kegelförmige öffnung 44 zur Aufnahme einer Ku · gel 42 aus. Diese ihrerseits stützt sich an einem Druckteii'er <»3 ab. Zwischen diesem und einem sich unter Zwischenlage einer Kugel 28 abstützenden Widerlager 27 ist die Druckfeder 26 angeordnet.

Die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist folgende: Bei Normaldruck schließt der Dichtungs-O-R^;ng 15. Tritt eine verstärkte Druckmittelzufuhr auf, führt dieses zu einer Verschiebung des

Ventilkolbens 17' in Öffnungsrichtung. Überschreiten die Durchlaßöffnungen 31 den O-Ring 15 kann aas Hydraulikmittel in die Ringkammer 11 und Kammerabschnitt 12 strömen. Es findet dann die Beaufschlagung des Kragens 18 statt unter beschleunigtem öffnen des Ventilkolbens 17'. Der Ventilkoiben 17' wird von der Kugel 42 zentrierend in seiner Lage gehalten und bei Nachlassen der Druckbelastung sicher in seine Verschlußlage zurückgeführt. Bei in Offenstellung befindli-

chem Ventükolben 17' verläßt das Hydraulikmittel das Gehäuse in der angezeigten Pfeilrichtung.

Das anmeldungsgemäße Ventil kann auch an anderen Einsatzstellen als Grubenstempel, insbesondere im Grubenbau, Verwendung finden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Verschleiß und die Gefahr, daß das Dichtelement ausPatentansprüche: " £_{em Gegenstand} der Erfindung liegt die Aufgabe 1 überdruckventil insbesondere zum Absichern zugrunde, ein überdruckventil der vorausgesetzten hydraulischer Grubenstempel mit einem in einem 5 Gattung von herstellungstechnisch gunstigem ge-GehäuseteU entgegen Federwirkung verschiebli- brauchsvorteühaftem Aufbau anzugeben derart, daß chen Ventilkolben! der zum Gehäuseteil hin durch auch kurzzeitige Druckspitzen trotz eine·■ beschleuniget C^ abgedichtet ist und von einer mittleren terenyerlagerungdesVenulkolbensgefahrlosundWe.-Bohrung ausgehend seitliche Durchlaßöffnungen testgehend verschleißfrei aufgenommen werden tonbesitzt, welche bei Öffnungsverlagerung des Ventil- io nen dadurch, daß das Ventil bei hohen Drucken schlagkolben den O-Ring überfahren und in eine jenseits artiger anspricht

   des O-Ringes angeordnete Ringkammer des Gehäu- Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des

   seteils reichen, welche mit einer Auslaßöffnung des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 Gehäuses in Verbindung steht, dadurch ge- Zu oige derartiger Ausgestaltung ist ein Uberdruck-

   kennzeichnet daß der Ventilkolben (17, 17') is ventil von erhöhtem Gebrauchswert angegeben. Bei ienseits des O-Ring'es (15) einen mit seiner Rückseite steigendem Druck erfolgt schlagartig eine Verlagerung S zusätzliche Kolbenringfläche bildenden Kragen des Ventilkolbens in öffnungsrichtung entgegen seiner (18) aufweist, dessen Mantelfläche in einer von der Federbelastung, wenn nach Überfahren des O-R.nges Stirnseite d« Gehäuseteiles (4) ausgehenden Boh- Hydraulikflüssigkeit in den Bereich des Kragens des ^__/:,\4^-:_s* 20 Venülkolbens gelangt und diesen entsprechend weit

   "'^ü'berdmckventil nach Anspruch 1, dadurch ge- verschiebt. Es tritt ein beschleunigtes Verschieben des kennzeichnet, daß der Ventilkolben (17) sich jenseits Ventilkolbens auf, so daß bei sehr hohen Druckspitzen des Kragens (18) fortsetzt und mit seiner Stirnfläche kurzfristig eine relativ große Durchflußmenge des Hy-(20) ein Flächensitzventil niederer Ansprechstufe draulikmitteis durch das Überdruckventil abfließen

   bildet als diejenige der O-Ring-Ventilstelle. 25 kann unter Schonung des O-Ringes.

   3 Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch ge- Die Unteransprücfcs betreffen vorteilhafte We.terb.lkennzeichnet, daß der zwischen Kragen (23) und düngen des Gegenstands des Anspruchs 1. Ventilkolben-Stimfläche (20) liegende Abschnitt (23) Der Vorteil des Anspruchs 2 besteht dann, daß zwei des Ventilkolbens (17) in einer abgefederten, hutför- Ansprechstufen vorliegen. Bei geringem Druck verlaßt mie eestaltet<-n Büchse (22), innerhalb welcher die 30 das abzuströmende Hydraulikmittel das Uberdruckven-Flächensitz-Ventilstelle angeordnet ist, geführt ist til über das Flächensitzventil, da es hier den geringster.

   4 Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch ge- Widerstand findet. Treten jedoch Drucksp?tzen auf und kennzeichnet, daß im Ventiikolben (17) jenseits der erfolgt eine Verlagerung des ,VentilkolIbens bringt _die Ouerschnittsebene der seitliche=. Durchlaßöffnun- auf den Ventilkolben wirkende Feder das Flachcnsitzeen (31) eine Drosselstelle angeordnet ist. 35 ventil in Schließstellung, so daß dann das Hydrauhkmit-

   s Überdruckventil nach Anspruch 4. dadurch ge- tel durch die O-Ring-Ventilstelle strömt. Nach entsorekennzeichnet daß die Drosselstelle von den Gewin- chendem Verlagerungsweg des Ventilkolbens in UlI-degängen (33) eines in der Bohrung (32) des Ventil- nungsrichtung beaufschlagt das Kvdraulikmiltel die kolben* (17) angeordneten Füllstückes (34) gebildet vom Kragen gebildete Koroenringi.äche unter beist welche jenseits des Gewindeabschnittes eine 40 schleunigter Steuerung des Ventilkolbens. Das bedeusei'tlich offene Kammer (35) besitzt, die in eine zum tet, daß wenn die eine Ansprechstufe öffnet, die andere freien Stirnende (37) des Füllstücks (34) offene zen- schließt. Hierdurch ergibt sich ein verminderter Vcrtraie Bohrung (38) mündet und die Stirnfläche an schleiß der beiden Ansprechstufen. Insgesamt ergibt einer einwärts gerichteten Stufe (30') der Bohrung sich ein gleichförmiges Druckverhalten. Be. Funkt.ons-(30) des Ventilkolbens (17) anliegt. 45 störung einer Ansprechstufe z. B. N.chtoffnen durch

   ^K ' Verschmutzung) wird die zweite Stufe das Abströmen

   der Hydraulikflüssigkeit übernehmen. Einem Auflasten bei hydraulischen Grubenstempeln wird dadurch entge-