DE1950607U - Ventilanordnung an hydraulischen grubenstempeln. - Google Patents

Description

GUTEHOITiIIJHGSHUTTE P. A. 5 4 8 7 Ö 5 * 2 1. 1(1 GS h

STEiRKRADE AKTIENGESELLSCHAFT /

Stichwort: "Ventilpatrone"

St. Pat Oberhausen / EhId., den 17. Okt. 1966

He / Hi
1846

Aktz,: G 27 291/5c Gm

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Ventilanordnung £ttr hydraulische^ Grubenstempel»

Die Neuerung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für hydraulische^ Grubenstempel^ der-en Ein- und Auslaßventil einen gemeinsamen Ventilsitz mit einem langgestreckten, federbelasteten Ventilschließkorper aufweist, an des sen einem Ende eine ringförmige Ventildichtfläche, und an dessen anderem Ende eine von außen zu betätigende Abhebevorrichtung zum Öffnen des Ventils vorgesehen ist und der einen Hohlraum für ein axial hierin untergebrachtes Überdruckventil besitzt.

Bei einer bekannten Ventilanordnung ftrr Grubenstempel^ hat man ein Einlaß-, Auslaß- und Überdruckventil in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht und dieses Gehäuse als geschlossene Baueinheit in demOberstempel eingesetzt. Bei dieser Ventilanordnung besitzt das überdruckventil einen sehr kleinen Öffnungsquersohnitt, so daß bei Drucküberlastung ein sicheres und schnelles Öffnen und bei Druckentlastung ein verzögerungsfreies Schließen des Überdruckventils gewährleistet sind. Dadurch kann die Druckflüssigkeit fein dosiert aus dem Überdruckventil austreten. Bei plötzlich auftretenden großen Gebirgslasten ist dieses Überdruckventil jedoch

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nielit in der lage, die zu verdrängende Flüssigkeit durch den kleinen @ffnungsquersennitt nach außen abzuführen, so daß es zu unzulässig hohen Druckanstiegen im Stempeldruckraum und damit zu Beschädigungen des Stempels kommen kann.

Man hat versucht, sieh dadurch zu helfen, daß man für das Überdruckventil einen mittleren Öffnungsquerschnitt vorgesehen hat. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß einer-; seits bei normaler Stempelbelastung kein genaues Ansprechen des Ventils möglieh ist und andererseits bei plötz- j lieh auftretenden Druckanstiegen der Ventilquer schnitt ''

nicht mit Sicherheit ausreicht, um die zu verdrängen- !

de große Flüssigkeitsmenge hindurchzulassen. Aus diesem Grunde hat man auch schon vorgeschlagen, bei hydrauli- ; sehen Grubenstempeln zusätzlich zu dem kleinen überdruckventil ein Gebirgsschlagventil mit sehr großem Öffnungsquersehnitt vorzusehen, das als Sicherheitsventil selbsttätig öffnet, wenn bei plötzlich hohem Druckanstieg eine große Flüssigkeitsmenge abzuführen ist. Die bekannten Ventilanordnungen dieser Art sind aber in ihrem Aufbau verhältnismäßig kompliziert und benötigen sehr viel Platz im Stempel.

Ferner ist eine Ventilanordnung bekanntgeworden, deren Füll- und !Raubventil in einem gemeinsamen Ventilsitz zusammengefaßt sind. Der Ventilsehließkörper dieser Ventilanordnung weist außerdem einen Hohlraum für die Aufnahme eines Überdruckventils auf. Ein öebirgsschlagventil ist auch bei dieser Ausführung nicht vorhanden.

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Auch ist es nicht mehr neu, ein Saugventil mit einem G-ebirgssehlagventil kombiniert vorzusehen. Das Überdruckventil ist jedoch in diesem Palle von den beiden übrigen Ventilen räumlich getrennt angeordnet worden»

Außerdem kann das Gebirgsschlagventil bzw. Eaubventil nieht als Einlaßventil verwendet werden, weil der Druck der Einlaßflüssigkeit in Sehließriehtung wirken würde.

Bei allen bekannten Anordnungen sind also entweder nieht alle vier Ventilarten vorhanden oder die verschiedenen Ventile sind nicht in einem gemeinsamen Ventilkörper vereint. Der vorliegenden Heuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Haehteile zu beseitigen und eine aus Einlaßventil, Auslaßventil, tfberdruckventil und G-ebirgssehlagventil bestehende Ventilanordnung so auszubilden, daß ein außerordentlich einfacher und übersichtlicher Aufbau bei geringstem Platzbedarf gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Heuerung darin gesehen, daß der YentilsehließkÖrper zur gleichzeitigen Bildung eines Gebirgssehlagventils in seinem Mittelteil eine in Ventilöffnungsrichtung vom Druckmittel des Stempeldruckraumes beaufschlg§>are Kolbenringflache aufweist und längsversehieblieh in einer Hülse untergebracht ist, auf die der mit einer zentralen Bohrung für den Ein- und Austritt des Druckmittels versehene Ventilsitz-bäger aufgesehraubt ist.

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Dur ell Beauf sehlagung der Kolbenringflache wird bei plötzlich stark ansteigender Gebirgslast, d.h. wenn der Flüssigkeitsdruck im Stempeldruckraum die höchstzulässige Grenze erreicht hat, der Ventilsehließkörper unter Überwindung der Ventilfederkraft von seinem Sitz abgehoben und die Druckflüssigkeit kann, wie bei einem getrennt angeordneten Gebirgssehlagventil, schlagartig so lange aus dem Stempeldruckraum über den Ventilsitz nach außen strömen, bis der Druck im Stempel auf den zulässigen Betriebsdruck abgesunken ist. Der gewünsch te Ansprechdruek des Gebirgsschlagventils kann durch entsprechende Bemessung der Ringflache und der Schließfeder festgelegt werden*

Durch die lösbare Befestigung des Ventilsitzträgers am Ventilkörpergehäuse ist der Ventilsitz jederzeit zugänglich und die gesamte Ventileinheit kann leicht ein- und ausgebaut werden.

Die leichte Zugängliehkeit ermöglicht es, den Ventilsitz mit einer Auflage aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, zu versehen. Durch eine solehe Kunststoffabdiehtung lassen sieh Ventilundichtigkeiten vermeiden, die bei harten Ventilsitzen dadureh auftreten können, daß sich Schmutzteilchen der Druckflüssigkeit im Ventilsitz festsetzen und einen Spalt hervorrufen. Durch den elastischen Ventilssitz werden diese Iremdkörperteilehen beim Sehließen des Ventils in die nachgiebige Auflage

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eingedrückt, so daß auf der ganzen Ventilfläche ein dichter Sitz gewährleistet ist.

Wird die Hälse oder der Tentilsitζträger als Stempelzwischenstüek ausgebildet, so kann die vorgeschlagene Ventileinheit direkt mit den Stempelteilen verbunden werden, d.h. ein besonderes Ansehlußstück für den Einbau der Ventileinheit wird eingespart·

Wird das zum Ventilsitzträger hin öffnende Überdruckventil in einer mit der Ein- und Auslaßöffnung des Ventilsitzträgers fluchtenden axialen Bohrung an der Ventilsitzseite des Ventilschließkörpers untergebracht und weist die außenliegende Ventilfeder des Überdruckventils eine durch die Ein- und Äuslaßöffnung zu betätigende Einstellvorrichtung auf, so läßt sieh die gewünschte Federvorspannung, d.h. der gewünschte öffnungsdruck des Überdruckventils in einfacher Weise von außen durch die Ein- und Auslaßöffnung des Ventilsitzträgers einstellen. Eine Demontage der Ventileinheit zum Zwecke des Ventileinstellens entfällt dadurch.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Neuerung werden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, welche die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen hydraulischen

Grubenstempel mit eingebauter Ventilanordnung gemäß der Neuerung,

Pig. 2 die Ventilanordnung iia vergrößerten Maßstab im Querschnitt

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Pig· 3 eine andere Ventilanordnung, "bei der

die Ventilhülse als Stempelzwischenstück ausgebildet ist und

Pig. 4 eine weitere Ventilanordnung, bei der

der Ventilsitzträger das Stempelzwischenstück bildet.

Der in Pig. 1 dargestellte hydraulische Grubenstempel besteht aus dem als Zylinder ausgebildeten StempelauQenrohr 1, in dem das Stempelinnenrohr 2 gleitend geführt ist. Das untere Ende des Innenrohrs trägt den Diohtkolben 5» während an dem oberen Ende der Stempelkopf 4 vorgesehen ist. Unterhalb des Stempelkopfes 4 ist die neuer.ungsgemäße Ventileinheit 5 eingebaut. Diese Ventileinheit 5 besitzt eine gemeinsame Ein- und AuslaßÖffnung 6, durch die die Druckflüssigkeit über die Verbindungsleitung 7 beim Ausfahren de3 Stempels von außen zum Stempeldruckraum 8 und beim Einfahren vom Stempeldruckraum wieder nach außen geleitet werden kann.

Die in der Pig. 2 näher dargestellte Ventilanordnung besteht im wesentlichen aus dem in der Hülse 9 längsverschieblich geführten Ventilschließkörper 10, dessen eines Ende 11 als Ventildichtfläche ausge- . bildet ist und sich gegen den Ventilsitz 12 legt. Zum Andrücken des Ventilschließkörpers 10 gegen den Ventilsitz 12 dient die Tellerfeder 15. Der Ventil-

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sitz 12 ist im Ventilsitzträger 14 untergebracht, der mit der Hülse 9 verschraubt ist. Die Ventileinheit 9»14 ist in einer Querbohrung eines Stempelzwisehenstttckes 15 untergebracht, das in einfacher Weise mit dem Innenrohr 2 des Stempels verbunden werden kann. Die Ventileinheit 9»H läßt sich aber auch ohne weiteres in Abweichung von dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 in das Stempelaußenrohr 1 einbauen.- In dem Ventilsitzträger 14 ist die Druckmittelein- und -auslaßöffnung 6 axial angeordnet.

Zum öffnen des Ventils von Hand besitzt der Ventilschließkörper 10 eine bolzenartige Verlängerung 16, die zusammen mit dem Handhebel 17 eine Ventilabhebevorrichtung bildet. Zum leichteren Einbau der Ventilfeder 13 ist das Verlängerungsstück 16 durch einen Haltestift 18 lösbar mit dem Ventilechließkörper 10 verbunden. Der Ventilschließkörper 10 besitzt eine Über das Verbindungsrohr 7 vom Druckmittel des Stempeldruckraumes beaufschlagbare Ringfläche 19» durch die eine in Ventilöffnungsrichtung wirkende Kraft auf den Ventilschließkörper 10 und damit auf die Ventiltellerfeder 13 übertragen wird. Die in Öffnungsrichtu. : wirksame Ringfläche ergibt sich hierbei aus der J .fferenz zwischen Ringflächenaußendurohmesser und Ve/ :;ilschließkörperdurchmesser an der Dichtfläche.

An der Ventildichtseite 11 besitzt der Ventilschließkörper 10 eine Axialbohrung 20, in der das Überdruck-

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ventil 21 axial eingebaut ist. Das Überdruckventil öffnet zum Hauptventilsita 12 hin und wird durch eine Schließfeder 22 in Schließstellung gehalten. Vor der Schließfeder 22 befindet sich im Innern des Ventilkörpers 10 eine Einstellvorrichtung 23 für die Spannung der Schließfeder 22. Durch die axiale Anordnung dieser Einstellvorrichtung kann der gewünschte öffnungsdruck über die Ein- und Auslaßöffnung 6 von außen, sogar während des Betriebes, eingestellt werden· Damit die Druckflüssigkeit nach außen abströmen kann, besitzt die Einstellvorrichtung Ablaßbohrungen 24.

Zwischen dem Ventilschließkörper 10 und der Hülse 9 befindet sich eine Ringkammer 25» die über Radialbohrungen 26 in der Hülse 9 und das Verbindungsrohr mit dem Stempeldruckraum 8 in offener Verbindung steht. Dem Überdruckventil 21 wird das Druckmittel über die Radialbohrungen 27 und die Axialbohrung 28 des Ventilkörpers 10 zugeführt.

Der Ventilsitz 12 ist mit einer Auflage 29 aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, versehen, wodurch Ventilundichtigkeiten durch Schmutzteilchen der Druckflüssigkeit vermieden werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Hülse 9 gleichzeitig als Stempelzwischenatück ausgebildet, so daß ein besonderes Stempelzwischeristück

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entfällt und die Ventilhülse direkt mit dem Stempelrohr verbunden werden kann.

Die Pig. 4 zeigt eine Ventilanordnung, bei der der Ventilsitzträger 14 gleichzeitig als Stempelzwischenstück ausgebildet ist.' Auch in diesem Falle wird ein besonderes Stempelzwischenstück für den Einbau der Ventileinheit eingespart.

Die Wirkungsweise der ne'uerungsgemäßen Ventilanordnung ist folgende:

Soll der hydraulische Grubenstempel gegen die Gebirgsdecke ausgefahren werden, so wird das nicht näher dargestellte Mundstück einer Druckmittelspeiseleitung in die Einlaßöffnung 6 gesteckt und durch einen Bajonettverschluß odgl. gesichert. Durch den Druck des in der Zuführungsleitung befindlichen Druckmittels wird der Ventilschließkörper 10 gegen den Druck der Tellerfeder 13 von dem Ventilsitz 29 abgehoben und das Druckmittel kann über die Ringkammer 25, Radialbohrungen 26 und Verbindungsrohr 7 in den Stempeldruckraum 8 einströmen. Dadurch wird der Stempel bis zur Anlage an die Gebirgsdecke ausgefahren. Anschließend kann der Druckmittelzufuhrungsschlauch vom Stemp*^. entfernt werden. Hierbei wird der Ventilschließkörper 10 durch die Tellerfeder wieder in Schließstellung gebracht.

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Steigt durch Ansteigen der Gebirgslast der Druck im Stempeldruckraum 8 soweit an, daß der im Überdruckventil 21 eingestellte Betriebsdruck überschritten wird, so öffnet das Überdruckventil und die überschüssige Druckflüssigkeit entweicht über die Ablaßbohrungen 24 und die Ein- und Austrittsöffnung 6.

■ Tritt plötzlich ein sehr hoher Gebirgsdruck auf, so daß das Überdruckventil 21 infolge des geringeren ÖffnungsQuerschnittes die überschüssige Flüssigkeitsmenge nicht mehr sofort ableiten kann, ao steigt der Druck im Stempeldruckraum 8 weiter an, bis der Druck auf die Ringfläche 19 stärker geworden ist, als der Druck der Ventilschliefeder 13. Dadurch wird der Ventilkö'rper 10 selbsttätig von seinem Sitz abgehoben und die Druckflüssigkeit kann über einen sehr großen öffnungsrruerschnitt in kürzester Zeit solange über die Ein- und Auslaßöffnung β abgelassen werden, bis der Betriebsdruck wieder erreicht ist.

Zum Umsetzen des Stempels muß dieser zunächst von der Gebirgsdecke gelöst, d.h. eingefahren v/erden. Zu diesem Zweck wird der Handhebel 17 der Abhebevorrichtung betätigt, wodurch der Ventilschiießkörper 10 gegen den Druck der Tellerfeder 13 vom Ventilsitz 12,29 abgehoben wird und die Druckflüssigkeit solange aus dem Stempel entweichen kann, wie das Ventil geöffnet bleibt.

Claims (4)

AKTIENGESELLSCHAFT η h F^l4R 705*21 10.OO Stichwort: «Ventilpatrone11 / St. Pat Oberhausen / KhId., den 17.10.1966 He/Ri 1846 Aktz.: G 27 29l/5c Gbm Schutzansprüehe:

1.) Ventilanordnung für hydraulische^ Grubenstempel!^, de Pen. Ein- und Auslaßventil einen gemeinsamen

Ventilsitz mit einem langgestreckten, federbelasteten Ventilsehließkörper aufweist, an dessen einem Ende eine ringförmige Ventildichtfläche, und an dessen anderem Ende eine von außen zu betätigende Abhebevorrichtung zum Öffnen des Ventils vorgesehen ist -and der einen Hohlraum für ein axial hierin untergebrachtes Überdruckventil besitzt, dadureh gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (10) zur gleichzeitigen Bildung eines Gebirgsschlagventils in seinem Mittelteil eine in Ventilöffnungsriehtung vom Druckmittel des Stempeldruckraumes (8) beaufschlagbare Kolbenringfläche (19) aufweist und längsverschieblieh in einer Hälse (9) untergebracht ist, auf die der mit einer zentralen Bohrung (6) für den Ein- und Austritt des Druckmittels versehene Ventilsitzträger (14) aufgeschraubt ist.

2.) Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadureh gekennzeichnet , daß das zum Ventilsitzträger (14) hin öffnende Überdruckventil (21) in einer mit der Ein- und Auslaßöffnung (6) des Ventilsitzträgers fluchtenden axialen Bohrung (20) an der Ventilsitzseite des Ventilschließkörpers (10)

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untergebracht ist und die außenliegende Ventilfeder

(22) des Überdruckventils eine durch die Ein- und Auslaßöffnung zu betätigende Einstellvorrichtung

(23) aufweist.

3.) Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch ge kennzeichnet, daß der Ventilsitz (12) mit einer Auflage (29) aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, versehen ist·

4.) Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß entweder die Hülse (9) oder der Ventilsitzträger (14) als Stempelzwisehenstüek ausgebildet ist (Fig. 3 und 4).

Hinweis: Diese Unterloge (Beschreibuno ond Schutronsor.) Is? Jie iuletzf iinoereichfe, iie veichf /on d* Wort« fassung oe· ursprünoiicti eingereichter, ünteriooen od. Die recntliche ββο'βυτυηο <je: Abfteichung is? flicht «töföfi Di» Ufiprwngiicfi efngereisnren umsrioger- bennoen jtsn ir- aer Amisokten. Sie iconner, ,eäerzei¹ ofine Nodirfwjs eines rechiiisiiefi inlersise* oebunreniiei eingesen«. Heroen. Auf Anrrog t/eroet* hiervon oocn iotokopieft oMr fitm> in 4κ, üBlfchef. Preisen geliefert Oeufsches i»orenramt Gbruohsmusf