DE3122961A1

DE3122961A1 - Elektro-hydraulisches wegeventil

Info

Publication number: DE3122961A1
Application number: DE19813122961
Authority: DE
Inventors: Siegmar Ing.(grad.) 4300 Essen Block; Günter Ing.(grad.) 4356 Westerholt Blumenthal
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1981-06-10
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1982-12-30
Also published as: US4529006A; DE3122961C2; ES510674A0; ES8303625A1

Description

Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co. KG,Bessemerstr.80,

4630 Bochum 1

Elektro-hydraulisches V/egeventil

Die Erfindung betrifft ein elektro-hydraulisches Wegeventil für öl-in-Wasser Emulsionen (HFA-Flüssigkeiten) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Wegeventil zählt beispielsweise durch die DE-OS 29 23 719 zum Stand der Technik. Hierbei handelt es sich um ein magnetbetätigtes 3/2-Wegesitzventil mit Federrückstellung. Die miteinander zusammenwirkenden Dichtglieder bestehen jeweils aus kegelförmigen Schließkörpern an der Ventilstange sowie aus daran angepaßten Sitzringen im Ventilgehäuse. Die Verlagerung der Ventilstange erfolgt mittels eines langhubigen Magneten, dessen Wirkrichtung parallel zur Ventilstange verläuft. Die Übersetzung der Kraft des Magnetstößels auf die Ventilstange erfolgt durch einen in einem besonderen Aufsatzgehäuse gelagerten zweiarmigen Kipphebel im Verhältnis der Hebelarme von etwa 2:1. Die Rückstellung der Ventilstange wird durch eine Schraubendruckfeder bewirkt, die in einen hohl ausgebildeten Zapfen der Ventilstange eingreift. Der Verbraucher ist im Bereich der mittleren Einschnürung, die Pumpe im Bereich des Rückstellzapfens und der Tank im Bereich des Magnetzapfens an die Längsbohrung angeschlossen.

In der Offenlegungsschrift wird darauf hingewiesen, daß ausreichend große Durchflußmengen gewährleistet sein sollen. Solche Durchflußmengen erfordern jedoch bei hydrau-

lischen Einrichtungen für den untertägigen Strebausbau Nennweiten von mindestens IO mm (NW 10). Die Erfahrungen der Praxis zeigen aber nun, daß schon bei NW 10 zum öffnen von Sitzventilen Kräfte in einer Größenordnung von etwa 4.000 Newton aufgebracht werden müssen. Diese Kräfte wären mithin auch im vorliegenden Fall anzunehmen, wobei noch nicht einmal die bei diesem System vorhandenen Reibungswiderstände im Bereich der Lagerzapfen der Ventilstange und die Rückstellkräfte durch die Schraubendruckfeder eingerechnet sind.

Da im untertägigen Grubenbetrieb die maximale elektrische Leistung bei etwa 20 W liegt, ist folglich nicht anzunehmen, daß im bekannten Fall mit einem langhubigen Magneten die notwendige Verstellkraft an der Ventilstange aufgebracht werden kann. Hierzu wäre nämlich am Kipphebel ein Übersetzungsverhältnis erforderlich, das Gehäuseabmessungen zur Folge hätte, welche für eine Steuerung im untertägigen Grubenausbau absolut unrealistisch sind. Außerdem ist im bekannten Fall zu berücksichtigen, daß tewüßt ein langhubiger Magnet verwendet werden soll. Bekanntlich hängt aber die von einem Magneten aufbringbare Kraft mit der von ihm zurückzulegenden Weglänge ab. Ein langhubiger Magnet hätte mithin derartig hohe Kraftverluste, daß mit einem auch noch so großen Übersetzungsverhältnis am Kipphebel die Öffnungswiderstände nicht überwunden werden können.

Da bei der bekannten Bauart die Schließkörper mit hoher Anpreßkraft auf die Dichtsitze gepreßt werden, um die zum Dichten erforderlichen Flächen*-pressungen zu gewährleisten, ergeben sich also zwangsläufig unter zusätzlicher Berücksichtigung der Reibung relativ hohe Verstellkräfte.Auf

der anderen Seite führt die Forderung nach eigensicheren Anlagen im untertägigen Grubenbetrieb zu sehr geringen Schaltleistungen der Steuermagnete. Um mithin das bekannte 3/2-Wegesitzventil schalten zu können, müßte notwendigerweise ein Vorsteuerglied zwischengeschaltet werden. Der Magnet betätigt dann nur ein Ventil mit kleiner Nennweite. Dessen geringer Volumenstrom wird nun auf einen Steuerkolben geleitet, welcher jetzt die Ventilstange betätigt. Eine derartige Ventilkombination ist aber nicht nur aufwendig, sondern auch extrem störanfällig. Vorsteuerventile sind nämlich Bauteile aus der Peinmechanik, die kaum oder gar nicht mit dem rauhen Untertagebetrieb in Einklang zu bringen sind. Schon kleinste Verunreinigungen oder Ablagerungen aus dem Druckfluid führen zunächst zu Undichtigkeiten, im weiteren Betrieb zu Auswaschungen und schließlich zur Zerstörung der Dichtflächen.

Um von den hohen Verstellkräften bei Sitzventilen wegzukommen, ist man daher auch im untertägigen, durch Öl-inWasser Emulsionen beaufschlagbaren Grubenau&au dazu übergegangen, Kolbenschieberventile zu verwenden (z.B. DE-OS 28 08 ^47). Der konstruktive Aufbau eines solchen Kolbenschieberventils verlangt jedoch eine große Anzahl von Dichtungen zwischen dem Schieber und dem Ventilgehäuse. Dadurch entwickeln sich zwangsläufig große Reibungswiderstände, die dann - wie bei dem Wegesitzventil der DE-OS 29 23 719 - kaum eine direkte Verlagerung des Schiebers durch einen Magneten zulassen, und zwar insbesondere dann nicht, wenn ein ausreichender Durchflußquerschnitt in einer Größenordnung von etwa NW 10 eingehalten werden soll. Berücksichtigt man weiter, daß schon verglei-chsweise geringfügige Flächenüberschüsse an eiern Kolbenschieberventil zu einem erheblichen Anstieg der aufzubringenden Verstellkraft führen, müßten bei

einem Einsatz von Verstellmagneten diese so groß ausgebildet werden, daß sie für den untertägigen Strebausbau uninteressant sind. Eine kurze Überschlagsrechnung ergibt nämlich, bei einem Überschuß von nur 1/100 mm Durchmesser bei NW 10 eine Krafterhöhung von etwa 1/2 Kp. Polglich scheidet die direkte Magnetsteuerung aus. Es ist nur die umständliche, aufwendige und störanfällige Vorsteuerung denkbar.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene elektro-hydraulische Wegeventil für mit öl-in-Wasser Emulsionen betriebene Steuerungen des untertägigen Grubenausbaus derart zu verbessern, daß die Reibungswiderstände im Bereich der zusammenwirkenden Dichtglieder einerseits und im Bereich der Lagerungen für die Ventilstange andererseits so gering sind, daß bei einem noch ausreichenden Durchflußquerschnitt in einer Größenordnung von etwa NW 10 die direkte Verlagerung der Ventilstange durch einen in eine untertägige Ausbausteuerung ohne weiteres zu integrierenden kleinen Magneten möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Bei diesem Wegeventil handelt es sich also um ein magnetbetätigtes Kolbenschieberventil, bei dem keine hohen Anpreßkräfte gegen die Betätigungsrichtung erforderlich sind. Die axiale Lage der Ventilstage ist weitgehend indifferent, so daß zum Verstellen nur noch evtl. Reibungskräfte sowie die erforderlichen Rückstellkräfte zu überwinden sind. Dadurch sind die zum Betätigen eines derartigen Wege-

ventils notwendigen Kräfte bereits um ein Vielfaches geringer als bei einem Sitzventil vergleichbarer Größe.

Eine geringe Verstellkraft wird zunächst dadurch erreicht, daß die Ventilstange verkantungsfrei geführt ist. Sie liegt lediglich mit ihren endseitigen Zapfen in jeweils einem Dichtring aus einem hartgestellten Kunststoff. Es besteht keine metallische Berührung zwischen der Ventilstange und dem Ventilgehäuse. Der für die Lager-Dichtringe gewäh-lte Werkstoff hat dabei den Vorteil, daß er reibungsarm ist. Polglich werden auch bei wachsendem Andruck an die Oberfläche der Ventilstange nur geringfügig höhere Reibungskräfte erzeugt.

Eine Verringerung der Verstellkräfte wird ferner dadurch erreicht, daß die Anzahl der dynamischen Dichtungen auf insgesamt vier beschränkt ist. Es sind dies die Lager-Dichtringe einerseits sowie die Bestandteil der Dichtglieder bildenden und mit den steuerkanten zusammenwirkenden Dichtringe andererseits. Die letzteren haben im Ausgangszustand zweckmäßig einen kreisrunden Querschnitt und bestehen aus Polyurethan. Dieser Werkstoff hat die Eigenschaft, daß er sehr verschleißfest ist und dennoch genug Elastizität besitzt, um bei Anlage an den Steuerkanten die gewünschten Dichtverhältnisse herbeizuführen. Auch ist Polyurethan nachreißfest. Selbst bei anfänglichen Rissen würden solche Risse sich gar nicht oder nur in einem unbedeutenden Umfang erweitern. Darüber hinaus wird insbesondere mit den Lager-Dichtringen aus hartgestelltem Kunststoff,jedoch auch mit den Dichtringen aus Polyurethan die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die Losbrechkraft, d.h. also die zur Verlagerung der Ventilstange aus dem Stillstand erforderliche Kraft extrem gering gehalten werden kann. Die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet nämlich, daß die Losbrechkräfte im Bereich der Lager-Dichtringe nahezu

den dynamischen

Reibungswiderständen entsprechen und daß die Losbrechkräfte im Bereich der Dichtglieder sich den dynamischen Reibungswiderständen weitgehend nähern.

Infolge der Tatsache, daß die Reibungskräfte an den insgesamt vier Kontaktstellen gering sind, kann auch die Rückstellkraft klein gehalten werden. Dies hat wiederum zur Folge, daß die zur Verlagerung der Ventilstange vom Magneten aufzubringende Kraft um die Kraft verringert werden kann, um die jetzt die Rückstellkraft kleiner geworden ist.

Im Hinblick auf die fortschreitende Automatisierung im untertägigen Grubenausbau ist folglich eine funktionssichere Steuerung geschaffen worden, die nicht nur gut zugänglich für die Bedienung und Wartung, sondern auch bei kleinstem Raumbedarf der geforderten Leistung angepaßt ist und daher besonders wegen der immer geringer werdenden Plözmächtigkeiten und der damit verbundenen Raumenge den erhöhten Anforderungen an kleinvolumige Bauteile gerecht wird. Der hydraulische Teil kann mit den magnetischen Stellgliedern nunmehr in die jeweilige Ausbaueinheit integriert werden, während die übertragung der Signale auf elektrischem Wege geschieht. Eine solche Kombination beinhaltet den großen Vorteil, daß die Verlegung der hydraulischen Leitungen mit relativ geringem Aufwand in der Ausbaueinheit selber erfolgen kann, während lediglich die Steuersignale über dünne Kabel von Einheit zu Einheit übertragen werden müssen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens kennzeichnet sich dadurch, daß die aus einem hartgestellten Kunststoff , wie z.B. Polytetrafluoräthylen bestehenden Lager-Dichtringe mit einer zur Seite des höheren Drucks hin gerichteten Lippe am Umfang der

Zapfen anliegen und umfangsseitig in Weichdichtungen eingebettet sind. Die Weichdichtungen werden zusammen mit den Lager-Dichtringen in entsprechende Aussparungen des Ventilgehäuses - mindestens mittelbar - eingesetzt. Sie haben aufgrund ihrer Konsistenz die Fähigkeit, sich bei wachsendem Druck nach allen Seiten hin auszudehnen und üben folglich einen radialen Druck auf die Lager-Dichtringe über deren gesamten Umfang in Richtung auf die Oberfläche der Ventilstange aus. Durch den höheren Andruck wird jedoch infolge des Werkstoffs der Lager-Dichtringe der Reibungswiderstand nur unwesentlich heraufgesetzt. Die geringe Andrückfläche der Lippen bleibt daher auch bei höheren Drücken erhalten.

Fine günstige Ausf'ührungsform ergibt sich im Rahmen der Erfindung insbesondere dann, wenn die Lager-Dichtringe im Bereich zwischen den die Zapfen umgebenden radialen Erweiterungen der Längsbohrung und den Stirnseiten des Ventilgehäuses vorgesehen sind.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Bestandteil der Dichtglieder bildenden Dichtringe und die eine tragende Funktion für die Zapfen ausübenden Lager-Dichtringe mit geringer Vorspannung lageorientiert sind. Die Abmessungen der Dichtringe und der zugeordneten Ausnehmungen sind folglich so gewählt, daß sich die Größe ihrer Anlageflächen auch bei wachsendem Druck nur unwesentlich ändert. Dies wird im Rahmen der Erfindung besonders dadurch unterstützt, daß die Lager-Dichtringe aus Polytetrafluoräthylen und die Dichtringe der Dichtglieder aus Polyurethan gebildet sind.

- ii -

Nach der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, daß der Abstand der Steuerkante am Steuerzapfen vom Dichtring stirnseitig des Rückstellzapfens geringfügig größer als der Abstand des magnetzapfenseitig in die Ventilgehäuseausnehmung eingebetteten Dichtrings von der dem Rückstellzapfen zugewendeten Steuerkante am Ventilgehäuse bemessen ist.

Dieser Sachverhalt führt zu einer negativen überdeckung. Bei einer Verlagerung der Ventilstange besteht folglich für einen kuzen Moment ein Kurzschluß. Hierdurch kann ein kurzer Schaltweg eingehalten werden, der wiederum seinerseits zur Folge hat, daß auch nur ein kleiner Magnet mit einem geringen Verstellweg eingesetzt werden kann.Außerdem sind bei einer Verlagerung der Ventilstange immer nur einer der mit den Steuerkanten zusammenwirkenden Dichtringe sowie die beiden endseitigen Lager-Dichtringe in Kontakt mit denGegenflachen. Die Reibungskräfte werden dadurch nochmals gesenkt.

Nach der Erfindung ist die auf die Vatilstange einwirkende Rückstellkraft durch eine Schraubendruckfeder oder durch einen Flächenüberschuß des Rückstellzapfens im Vergleich zu den entsprechenden Gegenflächen im Bereich der der radialen Erweiterung zugewendeten Stoerkante gebildet.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Grundgedankens kennzeichnet sich dadurch, daß die Längsbohrung im Bereich des Rückstellzapfens durch eine Stirnplatte verschlossen ist, in welcher auch die Anschlüsse für die zum Verbraueher, zur Pumpe und zum Tank führenden Leitungen aus-

gebildet sind. Eine derartige Stirnplatte ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn/zwei oder mehrere Wegeventile in einem Gehäuse zusammengefaßt werden. In diesem Falle können beispielsweise die mit dem Tank verbundenen radialen Erweiterungen umfangsseitig der Magnetzapfen über einen gemeinsamen Kanal mit dem Anschluß an der Stirnplatte verbunden werden. Das gleiche trifft für die radialen Erweiterungen umfangsseitig der Rückstellzapfen zu, die bevorzugt mit der Pumpe verbunden sind. Auch diese können über einen gemeinsamen Kanal an den Anschluß der Stirnplatte angeschlossen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht in diesem Zusammenhang darin, daß in der Stirnplatte eine kanalartige Ausnehmung für elektrische Steuerkabel vorgesehen ist. Das Wegeventil wird folglich direkt als übertragungsglied für Elektroleitungen verwendet. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung schließlich noch vor, daß das Ventilgehäuse mindestens einen Längskanal zur Aufnahme wenigstens eines Steuerkabels und an beiden Enden des Längskanals elektrische Steckkontakte aufweist. Entsprechende Gegenkontakte sind dann auch an der Stirnplatte und am Magnetgehäuse vorgesehen, so daß beim Zusammenbau des Ventilgehäuses mit dem oder den Magneten und der Stirnplatte gleichzeitig der elektrische Kontäct hergestellt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist ein Ventilgehäuse bezeichnet, in welches zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Längsbohrungen 2 zur Aufnahme von Ventilstangen 3 eingearbeitet sind. Die Ventilstangen 3 werden von Elektromagneten 4 über Magnetstößel 5 direkt gegen die Rückstellkraft von Schraubendruckfedern 6 verlagert.

Die elektrische Energie wird den Magneten 4 über Kabel 7 zugeführt, welche Längskanäle 8 durchsetzen, die parallel zu den Längsbohrungen 2 für die Ventilstangen 3 verlaufen. Endseitig der Längskanäle 8 befinden sich elektrische Steckkontakte 9, über die beim Zusammenfügen der Magnete 4 mit dem Ventilgehäuse 1 sowie des Ventilgehäuses 1 mit einer Stirnplatte 10 der elektrische Kontakt hergestellt wird. Dazu ist in der Stirnplatte 10 ein Kabelkanal 11 zur Aufnahme der ankommenden Steuerkabel 12 für die Magnete H vorgesehen.

Die Ventilstangen 3 weisen eine identische Ausbildung auf. Sie besitzen jeweils eine mittlere Einschnürung 13_S an die sich zu beiden Seiten hin Zapfen 14, 15 anschließen. Im Bereich der Zapfen I¹I, 15 sind die Längsbohrungen 2 radial erweitert. In diese radialen Erweiterungen l6, 17 münden im Ventilgehäuse 1 ausgebildete Kanäle 18-21 zur Überleitung des Arbeitsfluids. Die die Steuerzapfen 14 umgebenden radialen Erweiterungen 16 sind dabei über den Kanal 20 an eine zum Tank T führende Leitung 22 angeschlossen, während die radialen Erweiterungen 17 umfangsseitig der Rückstellzapfen 15 über den Kanal 19 an eine zur Pumpe P führende Leitung 23 angeschlossen sind. Ferner ist zu erkennen, daß die im Bereich der mittleren Einschnürungen 13 mündenden Kanäle 18, 21 jeweils zu Verbrauchern V und Vl führen. Im Übergangsbereich von dem Ventilgehäuse 1 auf die Stirnplatte 10 ist für jeden der Kanäle 18-21 eine Dichtung 2H vorgesehen. Die Stirnplatte 10 besitzt Anschlüsse 25-28 für die zum Verbraucher V führende Leitung 29, für die ar Pumpe P führende Leitung 23, für die zum Verbraucher Vl führende Leitung 30 und für die zum Tank T führende Leitung 22.

- l4 -

Die Ventilstangen 3 sind nur über ihre Zapfen I¹I, 15 im Ventilgehäuse 1 gelagert. Zu diesem Zweck sind in den Bereichen zwischen den radialen Erweiterungen 16, 17 und den beiden Stirnseiten 31» 32 des Ventilgehäuses 1 Ausnehmungen 33 im Ventilgehäuse 1 vorgesehen, in welche Weichdichtungen 3¹I aus Kunstkautschuk eingebettet sind. Die Weichdichtungen 3¹J umschließen umfangsseitig Lager-Dichtringe 35 aus Polytetrafluoräthylen. Diese Lager-Dichtringe 35 besitzen zu den radialen Erweiterungen l6, 17 der Längsbohrungen 2 hin gerichtete Lippen 36, mit denen sie am Umfang der Zapfen 14, 15 anliegen. Ein metallischer Kontakt zwischen den Zapfen 14, 15 und dem Ventilgehäuse 1 besteht daher nicht.

den Die Steuerzapfen 14 besitzen an/den Einschnürungen

13 zugewendeten Enden abgerundete Steuerkanten 37, die mit Dichtringen 38 kreisförmigen Querschnitts aus Polyurethan zusammenwirken. Die Dichtringe 38 sind in Ausnehmungen 39 des Ventilgehäuses 1 eingebettet und durch Buchsen 40 in axialer Richtung festgelegt.

Die Rückstellzapfen 15 besitzen im Übergangsbereich zu den Einschnürungen 13 umfangsseitige Kragen hl, an welchen sich die die Zapfen 15 umgebenden Schraubendruckfedern 6 abstützen, die sich andererseits an den Böden 42 der radialen Erweiterungen 17 abstützen. Stirnseitig der Ringkragen 41 sind im Querschnitt kreisförmige Dichtringe 43 aus Polyurethan vorgesehen, die ebenfalls durch Buchsen 44 axial festgelegt sind. Diese Dichtringe 43 wirken mit abger-undeten Steuerkanten 45 des Ventilgehäuses 1 endseitig der die Rückstellzapfen 15 umgebenden radialen Erweiterungen 17 zusammen.

Die Zeichnung verdeutlicht, daß der Abstand der Steuerkanten 37 an den Steuerzapfen 14 von den Dichtringen 43 stirnseitig der Rückstellzapfen 15 geringfügig größer als der Abstand der magnetzapfenseitig in die Ventilgehäuseausnehmungen 39 eingebetteten Dichtringe 38 von den den Rückstellzapfen 15 zugewendeten Steuerkanten 45 am Ventilgehäuse 1 bemessen ist. Auf diese Weise stehen bei Verlagerungen der Ventilstangen 3 stets jeweils nur einer der Dichtringe 38, 43 mit dem Steuerzqpfen 14 bzw. mit dem Ventilgehäuse 1 und beide Lager-Dichtringe 35 mit den Zapfen 14, 15 in Kontakt.

Sowohl die Lager-Dichtringe 35 als auch die mit den Steuerkanten 37 an den Steuerzapfen 14 bzw. den Steuerkanten 45 am Ventilgehäuse 1 zusammenwirkenden Dichtringe 38 bzw. 43 sind mit einer solchen Vorspannung lageorientiert, daß die Größe ihrer Anlageflächen sich nur unwesentlich von der Größe derjenigen Fläche unterscheidet, die bei Druckbeaufschlagung vorhanden ist.

69^/29531 BE

Pos	Benennung / Designation	Kanal	Pos	Benennung / Designation	Sonderpositionen / Special	*
1	Ventilgehäuse	Il	51		y Verbraucher
2	L^!T~-bohrunrn	Il	52		Vl Verbraucher
3	Ventilstanpen	Il	53		P Purine
4	Elektromagnete	Leitung	54		T Tank
5	Magnet stößel	Il	55
6	Scbraubendruckfedern	Dichtung	56
7	Elektrokabel	Ans(?h1 iii?<	57
8	Längskanäle	Il	58
9	Steckkontakte	Il	59
10	Stirnplatte	Il	60
11	Kabelkanal	Leitung	61
12	Steuerkabel	Il	62
13	Einschnürung	Stirnseite	63
14	Steuer zapfen	Il	64
. 15	Rückstellzapi'en	Ausnehmungen	65
	r η ή i a 1 ρ Rr we i t p. ru η g	V/ei r-.hriichtunsen	66
ri7	Ii ι:	Laser-Dichtringe	67
^ Q I XO	Lippen	68
19	Steuerkanten	69
20	D] ohtrn npce	70
21	Ausnehmungen	71
22	Buchsen	72
23	Kragen	73
24	Rnrtpn ν. 17	74
25	Dichtrinse	75
26	Buchsen	76
27	Steuerkanten an 1	77
28		78
29		79
30		80
31		81
f "2		82
	83
»34	84
35	85
36	86
37	87
38	88
39	89
40	90
41	91
42	92
43	93
44	94
45	95
46	96
47	97
48	98
49	99
50	ICO

Claims

PATENTANW ÄJ-ΧΈ .. I.^: ' ~.,^: .;.

DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

AKTEN-NR. 694 A63O BOCHUM, 19.6.I98I

Postschließfach 1O24SO

Ihr Zeichen ' Fernruf O234/S 19 67

Bergstraße 159 Telegr.i Stuhlmannpatent

Patentansprüche:

J Elektro-hydraulisches Wegeventil für mit Öl-inWasser Emulsionen <HPA-Flüssigkeiten) betriebene Steuerungen des untertägigen Grubenausbaus, das eine durch einen Magneten in einem Ventilgehäuse gegen eine Rückstellkraft verlagerbare Ventilstange mit an beiden Enden einer mittigen Einschnürung vorgesehenen Dichtgliedern aufweist, durch welche im Zusammenwirken mit gehäuseseitigen Dichtgliedern ein Verbraucher in der einen Endlage der mit beiderseits an die Einschnürung anschließenden Zapfen in einer Längsbohrung des Ventilgehäuses geführten Ventilstange von einem Tank und in der anderen Endlage von einer Pumpe trennbar ist, wobei der Verbraucher im Bereich der Einschnürung, der Tank im Bereich des durch den Magneten betätigbaren Zapfens und die Empe im Bereich des von der Rückstellkraft beeinflußten Zapfens an die hier jeweils radial erweiterte Längsbohrung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des unmittelbar mit dem Magnetstößel (5) verbundenen /zapf ens (14) die Dichtglieder von einer gerundeten Steuerkante (37) des Steuerzapfens (14) und einem in eine Ausnehmung (39) des Ventilgehäuses (1) eingebetteten Dichtring (-38) aus Polyurethan gebildet sind, während im Bereich des Rückstellzapfens (15) die Dichtglieder aus einem die Einschnürung (13) stirnseitig des Rückstellzapfens (15) umgebenden Dichtring (43) aus Polyurethan und einer gerundeten Steuerkante (45) des Ventilgehäuses (1) bestehen, wobei von der Ventilstange (3_s) ausschließlich die beiden Zapfen (14, 15) über jeweils einen Dichtring (35) aus einem hartgestellten Kunststoff im Ventilgehäuse (1) gelagert sind.
2. Wegeventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die aus einem hartgestellten Kunststoff, wie z.B. Polytetrafluoräthylen bestehenden Lager-Dichtringe (35) mit einer zur Seite des höheren Drucks hin gerichteten Lippe (36) am Umfang der Zapfen (14, 15) anliegen und umfangsseitig in Weichdichtungen (34) eingebettet sind.
3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lager-Dichtringe (35) im Bereich zwischen den die Zapfen (I¹I, 15) umgebenden radialen Erweiterungen (16, 17) der Längsbohrung (2) und den Stirnseiten (31, 32) des Ventilgehäuses (1) vorgesehen sind.
4. Wegeventil nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteil der Dichtglieder bildenden Dichtringe (38, 43) und die ehe tragende Funktion für die Zapfen (14, 15) ausübenden Lager-Dichtringe (35) niit geringer Vorspannung lageorientiert sind.
5. Wegeventil nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Steuerkante (37) am Steuer zapfen

(14) vom Dichtring (43) stirnseitig des Rückstellzapfens

(15) geringfügig größer als der Abstand des magnetzapfenseitig in die Ventilgehäuseausnehmung (39) eingebetteten Dichtrings (38) von der dem Rückstellzapfen (15) zugewendeten Steuerkante (45) am Ventilgehäuse (1) bemessen ist.
6. Wegeventil nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Ventilstange (3) einwirkende Rück-

stellkraft durch eine Schraubendruckfeder (6) oder durch einen Flächenüberschuß des Rückstellzapfens (15) im Vergleich zu den entsprechenden Gegenflächen im Bereich der der radialen Erweiterung (17) zugewendeten Steuerkante (15).
7· Wegeventil nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet , daß die Längsbohrung (2) im Bereich des Rückstellzapfens (15) durch eine Stirnplatte (10) verschlossen ist, in welcher auch die Anschlüsse(25-28) für die zum Verbraucher (V, Vl), zur Pumpe (P) und zum Tank (T) führenden Leitungen (29, 30, 23, 22) ausgebildet sind.
8. Wegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in der Stirnplatte (10) eine kanalartige Ausnehmung (11) für elektrische Steuerkabel (12) vorgesehen ist.
9. Wegeventil nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) mindestens einen Längskanal (8) zur Aufnahme wenigstens eines Steuerkabels (7) und an beiden Enden des Längskanals (8) Steckkontakte (9) aufweist.