DE1195251B - Ventilanordnung fuer hydraulische Grubenstempel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

E21d

Deutsche KL: 5c-10/01

Nummer: 1195 251

Aktenzeichen: G 36909 VI a/5 c

Anmeldetag: 26. Januar 1963

Auslegetag: 24. Juni 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für hydraulische Grubenstempel mit einem Einlaßventil, einem Auslaßventil, einem Überdruckventil sowie einem Gebirgsschlagventil.

Bei an sich bekannten Ventilanordnungen für Grubenstempel hat man ein Einlaß-, Auslaß- und Überdruckventil in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht und dieses Gehäuse als geschlossene Baueinheit in dem Oberstempel eingesetzt. Bei diesen Ventilanordnungen besitzt das Überdruckventil einen sehr kleinen Öffnungsquerschnitt, so daß bei Drucküberbelastung 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 sind diese Überdruckventile jedoch nicht in der Lage, die zu verdrängende Flüssigkeit durch den kleinen Öffnungsquerschnitt nach außen abzuführen, so daß es zu unzulässig hohen Druckanstiegen im Stempeldruckraum und damit zu Beschädigungen des Stempels kommen kann. Man hat versucht, sich dadurch zu helfen, daß man für das Überdruckventil einen mittleren Öffnungsquerschnitt vorgesehen hat. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß einerseits bei normaler Stempelbelastung kein genaues Ansprechen des Ventils möglich ist und andererseits bei plötzlich auftretenden Druckanstiegen der Ventilquerschnitt nicht mit Sicherheit ausreicht, um die zu verdrängende große Flüssigkeitsmenge hindurchzulassen. Aus diesem Grunde hat man bei hydraulischen Grubenstempeln auch schon vorgeschlagen, zusätzlich zu dem kleinen Überdruckventil ein Gebirgsschlagventil mit sehr großem Öffnungsquerschnitt 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 Ventilschließkörper dieser Ventilanordnung weist außerdem einen Hohlraum für die Aufnahme eines Überdruckventils auf. Ein Gebirgsschlagventil ist auch bei dieser Ausführung nicht vorhanden.

Auch ist es nicht mehr neu, ein Raubventil mit einem Gebirgsschlagventil kombiniert vorzusehen. Das Überdruckventil ist jedoch in diesem Falle von den beiden übrigen Ventilen räumlich getrennt angeordnet worden. Außerdem kann das Gebirgsschlag-Ventilanordnung für hydraulische
Grubenstempel

Anmelder:

Gutehoffnungshütte Sterkrade
Aktiengesellschaft, Oberhausen (RhId.)

Als Erfinder benannt:
Karl Höfer, Essen-Frintrop

ventil bzw. Raubventil nicht als Einlaßventil verwendet werden, weil der Druck der Einlaßflüssigkeit in Schließrichtung wirken würde.

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

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß der Ventilschließkörper zur gleichzeitigen Bildung eines Gebirgsschlagventils in seinem Mittelteil eine in Ventilöffnungsrichtung vom Druckmittel des Stempeldruckraumes beaufschlagbare Kolbenringfläche aufweist und längsverschieblich in einer Hülse untergebracht ist, auf die der mit einer zentralen Bohrung für den Ein- und Austritt des Druckmittels versehene Ventilsitzträger aufgeschraubt ist.

Durch Beaufschlagung der Kolbenringfläche wird bei plötzlich stark ansteigender Gebirgslast, d.h., wenn der Flüssigkeitsdruck im Stempeldruckraum die höchstzulässige Grenze erreicht hat, der Ventilschließkörper unter Überwindung der Ventilfederkraft von seinem Sitz abgehoben und die Druckflüssigkeit kann, wie bei einem getrennt angeordneten Gebirgsschlagventil, schlagartig so lange aus dem Stempeldruckraum über den Ventilsitz nach außen strömen, bis der Druck im Stempel auf den zulässigen Betriebsdruck abgesunken ist. Der gewünschte Ansprechdruck des Gebirgsschlagventils kann durch entsprechende Bemessung der Ringfläche und der Schließfeder festgelegt werden.

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Durch die lösbare Befestigung des Ventilsitzträgers drücken des Ventilschließkörpers 10 gegen den Ventil-

am Ventilkörpergehäuse ist der Ventilsitz jederzeit sitz 12 dient die Tellerfeder 13. Der Ventilsitz 12 ist

zugänglich, und die gesamte Ventileinheit kann leicht im Ventilsitzträger 14 untergebracht, der mit der

ein- und ausgebaut werden. Hülse 9 verschraubt ist. Die Ventileinheit 9,14 ist in

Die leichte Zugänglichkeit ermöglicht es, den 5 einer Querbohrung eines Stempelzwischenstückes 15 Ventilsitz mit einer Auflage aus elastischem Werk- untergebracht, das in einfacher Weise mit dem Innenstoff, vorzugsweise Kunststoff, zu versehen. Durch rohr 2 des Stempels verbunden werden kann. Die eine solche Kunststoffabdichtung lassen sich Ventil- Ventileinheit 9,14 läßt sich aber auch ohne weiteres Undichtigkeiten vermeiden, die bei harten Ventilsitzen in Abweichung von dem Ausführungsbeispiel nach dadurch auftreten können, daß sich Schmutzteilchen io F i g. 1 in das Stempelaußenrohr 1 einbauen. In dem der Druckflüssigkeit im Ventilsitz festsetzen und einen Ventilsitzträger 14 ist die Druckmittelein- und -ausSpalt hervorrufen. Durch den elastischen Ventilsitz laßöffnung 6 axial angeordnet,
werden diese Fremdkörperteilchen beim Schließen Zum Öffnen des Ventils von Hand besitzt der des Ventils in die nachgiebige Auflage eingedrückt, Ventilschließkörper 10 eine bolzenartige Verlängeso daß auf der ganzen Ventilfläche ein dichter Sitz 15 rung 16, die zusammen mit dem Handhebel 17 eine gewährleistet ist. Ventilabhebevorrichtung bildet. Zum leichteren Ein-

Wird die Hülse oder der Ventilsitzträger als bau der Ventilfeder 13 ist das Verlängerungsstück 16 Stempelzwischenstück ausgebildet, so kann die vor- durch einen Haltestift 18 lösbar mit dem Ventilgeschlagene Ventileinheit direkt mit den Stempel- schließkörper 10 verbunden. Der Ventilschließkörper teilen verbunden werden, d. h. ein besonderes An- 20 10 besitzt eine über das Verbindungsrohr 7 vom schlußstück für den Einbau der Ventileinheit wird Druckmittel des Stempeldruckraumes beaufschlageingespart, bare Ringfläche 19, durch die eine in Ventilöffnungs-

Wird das zum Ventilsitzträger hin öffnende Über- richtung wirkende Kraft auf den Ventilschließkörper druckventil in einer mit der Ein- und Auslaßöffnung 10 und damit auf die Ventiltellerfeder 13 übertragen des Ventilsitzträgers fluchtenden axialen Bohrung an 25 wird. Die in Öffnungsrichtung wirksame Ringfläche der Ventilsitzseite des Ventilschließkörpers unter- ergibt sich hierbei aus der Differenz zwischen Ringgebracht und weist die außenliegende Ventilfeder des flächenaußendurchmesser und Ventilschließkörper-Überdruckventils eine durch die Ein- und Auslaß- durchmesser an der Dichtfläche.
Öffnung zu betätigende Einstellvorrichtung auf, so An der Ventildichtseite 11 besitzt der Ventilschließläßt sich die gewünschte Federvorspannung, d. h. der 30 körper 10 eine Axialbohrung 20, in der das Ubergewünschte Öffnungsdruck des Überdruckventils, in druckventil 21 axial eingebaut ist. Das Überdruckeinfacher Weise von außen durch die Ein- und Aus- ventil öffnet zum Hauptventilsitz 12 hin und wird laßöffnung des Ventilsitzträgers einstellen. Eine De- durch eine Schließfeder 22 in Schließstellung gemontage der Ventileinheit zum Zwecke des Ventil- halten. Vor der Schließfeder 22 befindet sich im einstellens entfällt dadurch. 35 Innern des Ventilkörpers 10 eine Einstellvorrichtung

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung 23 für die Spannung der Schließfeder 22. Durch die

werden an Hand von Ausführungsbeispielen näher axiale Anordnung dieser Einstellvorrichtung kann

erläutert, welche die Zeichnung erkennen läßt, und der gewünschte Öffnungsdruck über die Ein- und

zwar zeigt Auslaßöffnung 6 von außen, sogar während des Be-

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen hydrau- 4° triebes, eingestellt werden. Damit die Druckflüssigkeit lischen Grubenstempel mit eingebauter Ventil- nach außen abströmen kann, besitzt die Einstellanordnung gemäß der Erfindung, vorrichtung Ablaßbohrungen 24.

F i g. 2 die Ventilanordnung im vergrößerten Maß- Zwischen dem Ventilschließkörper 10 und der

stab im Querschnitt, Hülse 9 befindet sich eine Ringkammer 25, die über

F i g. 3 eine andere Ventilanordnung, bei der die 45 Radialbohrungen 26 in der Hülse 9 und das Ver-

Ventilhülse als Stempelzwischenstück ausgebildet ist bindungsrohr 7 mit dem Stempeldruckraum 8 in

und offener Verbindung steht. Dem Überdruckventil 21

F i g. 4 eine weitere Ventilanordnung, bei der der wird das Druckmittel über die Radialbohrungen 27

Ventilsitzträger das Stempelzwischenstück bildet. und die Axialbohrung 28 des Ventilkörpers 10 zu-

Der in Fig. 1 dargestellte hydraulische Gruben- 50 geführt.

Stempel besteht aus dem als Zylinder ausgebildeten Der Ventilsitz 12 ist mit einer Auflage 29 aus Stempelaußenrohr 1, in dem das Stempelinnenrohr 2 elastischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, vergleitend geführt ist. Das untere Ende des Innenrohrs 2 sehen, wodurch Ventilundichtigkeiten durch Schmutzträgt den Dichtkolben 3, während an dem oberen teilchen der Druckflüssigkeit vermieden werden.
Ende der Stempelkopf 4 vorgesehen ist. Unterhalb 55 Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist die des Stempelkopfes 4 ist die erfindungsgemäße Ventil- Hülse 9 gleichzeitig als Stempelzwischenstück auseinheit 5 eingebaut. Diese Ventileinheit 5 besitzt eine gebildet, so daß ein besonderes Stempelzwischenstück gemeinsame Ein- und Auslaßöffnung 6, durch die entfällt und die Ventilhülse direkt mit dem Stempeldie Druckflüssigkeit über die Verbindungsleitung 7 rohr verbunden werden kann.

beim Ausfahren des Stempels von außen zum 60 Die F i g. 4 zeigt eine Ventilanordnung, bei der der

Stempeldruckraum 8 und beim Einfahren vom Stem- Ventilsitzträger 14 gleichzeitig als Stempelzwischen-

peldruckraum 8 wieder nach außen geleitet werden stück ausgebildet ist. Auch in diesem Falle wird ein

kann. besonderes Stempelzwischenstück für den Einbau der

Die in der F i g. 2 näher dargestellte Ventilanord- Ventileinheit eingespart.

nung besteht im wesentlichen aus dem in der Hülse 9 65 Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ventil-

längsverschieblich geführten Ventilschließkörper 10, anordnung ist folgende:

dessen eines Ende 11 als Ventildichtfläche ausgebildet Soll der hydraulische Grubenstempel gegen die

ist und sich gegen den Ventilsitz 12 legt. Zum An- Gebirgsdecke ausgefahren werden, so wird das nicht

näher dargestellte Mundstück einer Druckmittelspeiseleitung in die Einlaßöffnung 6 gesteckt und durch einen Bajonettverschluß od. dgl. 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 Druckmittelzuführungsschlauch vom Stempel entfernt werden. Hierbei wird der Ventilschließkörper 10 durch die Tellerfeder 13 wieder in Schließstellung gebracht.

Steigt durch Ansteigen der Gebirgslast der Druck im Stempeldruckraum 8 so weit 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, so steigt der Druck im Stempeldruckraum 8 weiter an, bis der Druck auf die Ringfläche 19 stärker geworden ist als der Druck der Ventilschließfeder 13. Dadurch wird der Ventilkörper 10 selbsttätig von seinem Sitz abgehoben, und die Druckflüssigkeit kann über einen sehr großen Öffnungsquerschnitt in kürzester Zeit so lange über die Ein- und Auslaß-Öffnung 6 abgelassen werden, bis der Betriebsdruck wieder erreicht ist.

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

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung für hydraulische Grubenstempel, dessen Einlaß- und Auslaßventil einen gemeinsamen Ventilsitz mit einem langgestreckten, federbelasteten Ventilschließkörper 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 und der einen Hohlraum für ein axial hierin untergebrachtes Überdruckventil besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (10) zur gleichzeitigen Bildung eines Gebirgsschlagventils in seinem Mittelteil eine in Ventilöffnungsrichtung vom Druckmittel des Stempeldruckraumes (8) beaufschlagbare Kolbenringfläche (19) aufweist und längsverschieblich in einer Hülse (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, dadurch 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) 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 gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12) mit einer Auflage (29) aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Kunststoff, versehen ist.

4. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Hülse (9) oder der Ventilsitzträger (14) als Stempelzwischenstück ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 132 073,
078 516, 1137 405.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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