DE102008021890A1

DE102008021890A1 - Druckbegrenzungsventil für große Anschlussweiten

Info

Publication number: DE102008021890A1
Application number: DE200810021890
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Vos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Ein Druckbegrenzungsventil für den Einsatz in Hydraulik- und Öl-in-Wasser-Aggregaten besteht aus einem kompakten Ventilgehäuse 2 sowie vor allem den im Ventilgehäuse 2 gegen die Kraft der Ventilfeder 3 verschieblichen Ventilkolben 5. Dieser Ventilkolben 5 verfügt über eine einen Differenzdruck bewirkende gestufte Außenwandung 21 und eine dem als Differenzkolben geformten Ventilkolben 5 angepasste Ventilfeder 3. Das Druckmedium fließt über den entsprechend groß bemessenen Seiteneinlass 33 (DN32), den Ringkanal 15 und die Radialbohrungen 10 in die Sackbohrung 9, sodass bei Ansprechen des Druckbegrenzungsventils 1 der Ventilkolben 5 zur Ableitung des Druckmediums entsprechend verschoben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil für den Einsatz in Hydraulik- und in Öl-in-Wasser-Aggregaten, insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau mit einem gegen die Kraft einer einstellbar ausgeführten Ventilfeder im Ventilgehäuse zwischen Druckmittelein- und -auslass verschiebbar angeordneten Ventilkolben, der über eine axial verlaufende Sackbohrung und mehrere, im Endbereich der Sackbohrung ausgebildete Radialbohrungen verfügt.
Derartige Druckbegrenzungsventile werden in den unterschiedlichsten Industriebereichen eingesetzt, um Druckspitzen im Hydrauliksystem zu vermeiden oder schnell abzubauen. Im untertägigen Berg- und Tunnelbau werden sie zum Schutz des hydraulischen Strebausbaus oder auch Einzelstempelausbaus eingesetzt ( DE 35 08 986 A1 ). Diese Druckbegrenzungsventile sind so in den Hydraulikkreislauf bzw. Öl-in-Wasser-Kreislauf eingeschaltet, dass sie bei plötzlicher Überlast beispielsweise durch Gebirgsschläge oder durch andere Senkungen des Hangenden, das in den Stempel anstehende Druckmedium so austreten lassen, dass im Hydraulik- bzw. Öl-in-Wasser-Aggregat kein gefährlicher Überdruck entsteht bzw. dieser umgehend abgebaut wird. Diese Druckbegrenzungsventile im untertägigen Strebausbau haben sich hervorragend bewehrt. Aufgrund der immer komplizierteren Systeme müssen auch die Druckbegrenzungsventile diesen besonderen Bedingungen angepasst werden, insbesondere indem sie hohe Durchflusswerte garantieren. Gegen die Beeinflussung durch weitere Ventile oder andere Einrichtungen werden Druckdämpfungskammern eingesetzt wie aus der DE 102 27 976 A1 bekannt. Bei diesen bekannten Druckbegrenzungsventilen wird das Druckmedium von der im unteren Teil des Druckbegrenzungsventils angeordneten Einführung an das Hydraulik- bzw. Öl-in-Wasser-System angeschlossen, wobei das Druckmittel gegen einen Ventilkolben ansteht, der bei entsprechenden Druckspitzen gegen eine Ventilfeder verschoben wird und dabei den Durchfluss des Druckmediums entweder zu seitlichen Auslässen führt oder aber in Achsrichtung des Ventils angeordneten Auslässen. Aufgrund der Anschlüsse und der Bohrungen innerhalb des Druckbegrenzungsventils ist die maximal erreichbare Durchflussmenge begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckbegrenzungsventil für Durchflussmengen von 10.000 m³ und mehr Kubikmeter Druckmittel zu schaffen, das klein baut, sicher schaltet und für hohe Drücke geeignet ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Radialbohrungen in zwei Ebenen beabstandet zueinander ringförmig angeordnet sind, dass im Ventilgehäuse ein die Ebenen der Radialbohrungen verbindender Ringkanal ausgebildet ist, der in den rechtwinklig zur Sackbohrung ausgebildeten Druckmitteleinlass übergeht und dass der Ventilkolben eine einen die Ventilfeder entlastenden Differenzdruck bewirkende gestufte Außenwandung aufweist.
Der besonders ausgebildete, innerhalb des Ventilgehäuses gegen die Feder verschiebbare Ventilkolben bewirkt aufgrund seiner besonders ausgebildeten Außenwandung einen Differenzdruck und die Sicherheit, dass bei auftretender Beaufschlagung durch das Druckmedium der Ventilkolben auch immer in die gleiche Richtung, nämlich gegen die Ventilfeder verschoben wird. Aufgrund des seitlichen Druckmitteleinlasses und der Möglichkeit, eine große Anzahl von Radialbohrungen und einen entsprechend großen Ringkanal auszubilden, ergibt sich die Möglichkeit, große Durchflussmengen zu garantieren, die bei über 10.000 m³/Min. liegen. Beim Ansprechen des Ventils erhöht sich der im Ringkanal und im Inneren des Ventilgehäuses bzw. des Ventilkolbens anstehende Druck so, dass sich der Ventilkolben geringfügig verschiebt. Dabei bleibt das Innere des Ventilkolbens mit dem Ringkanal und damit dem hohen Druck verbunden, sodass dann nach geringem Verschiebeweg des Ventilkolbens das Druckmedium durch den Federraum im Ventilgehäuse sich entspannend in die Atmosphäre austreten kann. Ein solcher Ventilkolben bringt einen höheren Druck beim Öffnen und ermöglicht es, mit relativ kleinen und einfachen und „schwachen” Ventilfedern auszukommen, sodass das ganze Druckbegrenzungsventil auch noch vorteilhaft geringe Baumaße aufweisen kann. Aufgrund des Aufbaus des Druckbegrenzungsventils kann der seitliche Druckmitteleinlass beispielsweise ein DN 32 sein, was wiederum die Möglichkeit gibt, nicht nur große Durchflussmengen zu erbringen, sondern auch das Druckbegrenzungsventil direkt in den Steuerungsmechanismus mit einzubeziehen, beispielsweise einem Steuerventil zuzuordnen. Dies bewirkt somit auch einen Schutz dieser kostenaufwändigen Steuerungseinheiten.
Nach einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass dem Ventilkolben am Endbereich ein Verschiebeweg vorgegeben ist, der dem Abstand zwischen unterem Rand der Radialbohrung der oberen Ebene und Oberkante des Ventilkolbens plus Sicherheitsmaß von 1 mm entspricht. Über dieses Merkmal wird sichergestellt, dass der Ventilkolben beim Ansprechen des Ventils immer ausreichend öffnet und dabei die obere Ebene der Radialbohrungen voll im Bereich des Federraums liegt und so in diesen austrägt, während die untere Ebene der Radialbohrungen im Bereich des Ringkanals angeordnet ist und so das hochgespannte Druckmedium sicher abfließen kann.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilfeder im Ventilgehäuse als dem als Differenzkolben geformten Ventilkolben angepasste Zylinderfeder ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt ist eine vom Aufbau und der Bemaßung her einfache Zylinderfeder vorgesehen, die somit sehr feinfühlig arbeitet und darüber hinaus sicher die Bewegung des Ventilkolbens beeinflussen kann. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, eine Ventilfeder in Form einer 60–80 kg-Feder einzusetzen.
Die besondere Form des Ventilkolbens bzw. die einen Differenzdruck erbringende gestufte Außenwandung wird zweckmäßigerweise so verwirklicht, dass der Ventilkolben im Bereich der Radialbohrungen einen größeren Außendurchmesser aufweist als im eingangsseitigen, die Abdichtung aufweisenden Kolbenbereich. Mit Hilfe einer derartigen Ausführung wird ein Differenzdruck in einer ausreichenden Höhe erreicht, um entsprechend gängige und vorteilhafte Zylinderfedern einsetzen zu können. Besonders vorteilhaft bezüglich der Gesamtgröße des Druckbegrenzungsventils ist eine Ausführung, bei der der Ventilkolben einen einen Durchmesseränderungssprung bewirkenden gestuften Außendurchmesser von 40/39 mm aufweist. Dieser Durchmesseränderungssprung liegt im Einflussbereich des Druckmediums, weil gemäß der Erfindung die Abdichtung so angeordnet ist, dass der Durchmesseränderungssprung zwischen ihr und dem Ringkanal positioniert ist.
Dies festlegend sieht die Erfindung weiter vor, dass die Abdichtung im Abstand zum Durchmesseränderungssprung als in einer Gehäusenut angeordneter Dichtring ausgebildet ist, wobei der Durchmesseränderungssprung zur anderen Seite hin im Abstand zum Ringkanal angeordnet ist.
Das Druckmedium wirkt durch den Spalt zwischen Ventilkolben und Ventilgehäuse bzw. Innenwand des Ventilgehäuses bis zur Abdichtung hin, sodass der Differenzdruck durch den Differenzkolben gezielt zu erreichen ist.
Um die Sackbohrung innerhalb des Ventilkolbens sicher und genau herstellen zu können, wird diese vom Endbereich her bis über die erste Ebene der Radialbohrungen hinaus hergestellt, wobei dann anschließend ein Stopfen eingeführt wird, weil die Sackbohrung nach unten hin abgeschlossen sein muss, um den Druckaufbau innerhalb dieser Sackbohrung zu gewährleisten. Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, dass die Sackbohrung einen sie bis zur zweiten Ebene der Radialbohrungen bis zum Ringkanal ausfüllenden Stopfen aufweist. Nach Herstellung der Sackbohrung wird also ein entsprechender Stopfen eingebaut, der den Druckraum innerhalb des Ventilkolbens so begrenzt, dass sich eine Druckänderung auch innerhalb des Ventilkolbens sehr schnell bemerkbar macht und zum Ansprechen des Ventils beiträgt. Außerdem ist so die Herstellung der Sackbohrung vereinfacht und sichergestellt, dass sie auch genau die Maße bringt bzw. aufweist, die für eine wirkungsvolle Betriebsweise des Druckbegrenzungsventils wichtig sind.
Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass der Stopfen ein mit einem im Endbereich der Sackbohrung ausgebildeten Innengewinde korrespondierendes Außengewinde aufweist. Der Stopfen kann auf diese Weise sehr schnell und genau positioniert in die Sackbohrung eingebracht werden. Der notwendige Dichtring ist im Spitzenbereich des Stopfens vorgesehen, sodass das Druckmedium aus dem Verbindungsbereich zwischen Stopfen und Sackbohrung ausgeschlossen bleibt.
Die Bewegung des Ventilkolbens innerhalb des Ventilgehäuses wird durch den Durchmesseränderungssprung nach unten hin begrenzt. Die Bewegung in Richtung Ventilfeder wird gemäß der Erfindung dadurch begrenzt, dass der Stopfen am freien Ende einen Stützrand aufweist, der als Schubbegrenzung wirkend und über den Ventilkolben vorstehend in einer Erweiterungsbohrung im Ventilgehäuse verschieblich geführt ist. Dieser Stützrand begrenzt darüber hinaus auch den Einschraubweg des Stopfens innerhalb der Sackbohrung, wodurch sichergestellt ist, dass er genau die Position beim Einschrauben erreicht, die sicherstellt, dass die zweite Ebene der Radialbohrung, d. h. also die untere Ebene nicht teilweise durch diesen Stopfen verschlossen werden kann. Wie weiter vorn beschrieben, wird ein immer ausreichender Verschiebeweg des Ventilkolbens vorgegeben, der ein schnelles und sicheres Abführen des Druckmediums sicherstellt.
Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, dass das Druckmedium nicht in den Ringraum zwischen Stopfen und Sackbohrung eindringen kann, wozu vorgesehen ist, dass dem Stopfen im Abstand zum an den Ringkanal heranreichenden Kopfteil eine Ringdichtung zugeordnet ist. Bei dieser Ringdichtung handelt es sich um einen üblichen Dichtring, hier einen rechteckigen oder viereckigen aus einem Teflon (PTFE) oder teflonähnlichem oder HPU- Material. Genau dieses Material wird im Übrigen auch in den anderen Abdichtbereichen eingesetzt, vor allem in denen, die bei Bewegung des Ventilkolbens abzudichten haben.
Eine sichere Verbindung beispielsweise mit der Steuerventileinheit ist vor allem dadurch garantiert, dass der als Seiteneinlass ausgebildete Druckmitteleinlass als Flanschanschluss ausgeführt oder mit einem solchen ausgerüstet ist und darüber hinaus mehrere Halteschrauben aufweist. Während die Halteschrauben für eine dichte Verbindung Sorge tragen, ist der Flanschanschluss von Vorteil, weil Steuerventile üblicherweise mit solchen Flanschanschlüssen ausgerüstet sind.
Eine mit den weiter vorn beschriebenen Eigenschaften ausgerüstete Ventilfeder kann im Zusammenwirken mit dem Ventilkolben optimal eingestellt werden, wenn diese Ventilfeder über eine im Ventilgehäuse verschiebbare Stellschraube belastet ist, die über den Druckmittelauslass und eine lang gezogene Hülse mit Hülsenaußengewinde verfügt, das korrespondierend mit dem Gehäuseinnengewinde ausgeführt ist. Trotz des relativ kurz bauenden Druckbegrenzungsventils, beispielsweise rund 170 mm ist so eine ausreichende Verstellmöglichkeit gegeben, weil die Stellschraube durch das lange Hülsenaußengewinde entsprechend weit innerhalb des Ventilgehäuses bzw. des Federraums verschiebbar ist. Oben in der Stellschraube ist der Auslass für das Druckmittel vorgesehen, sodass dieses einmal in den Federraum eingedrungen zielgerichtet in Richtung Druckmittelauslass strömt und von dort aus in die Atmosphäre. Ein schneller Druckabbau ist so sichergestellt.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, dass die Hülse eine 2/3 der Ventilgehäusetiefe entsprechende Länge aufweist. Natürlich kann die Stellschraube je nach Einstellung auch geringfügig aus dem Federraum herausragen, was aber die Wirksamkeit des Druckbegrenzungsventils nicht beeinträchtigt und auch hin der Regel keine Belastung bezüglich der Baulänge erbringt. In aller Regel wird aber der Einstellbereich erst beginnen, wenn die Stellschraube entsprechend in das Ventilgehäuse eingetaucht ist bzw. genau damit abschließt. Über die erwähnte Länge der Hülse ist sichergestellt, dass diese immer über eine ausreichende Windungszahl mit dem Ventilgehäuse verbunden ist.
Aufgrund der Formgebung des Ventilkolbens und damit des Einströmens des unter hohem Druck stehenden Druckmediums in den Federraum wird das Druckmittel an der Innenwand des Federraums entlang geführt. Der Innenraum der Ventilfeder ist dagegen in aller Regel ausgespart, schon weil bei entsprechender Einstellung die Zwischenräume recht klein sind. Eine zielgerichtete Führung des Druckmediums erreicht die Erfindung dadurch, dass die Hülse einen strömungsgünstig ausgebildeten Schrägrand aufweist und das Ventilgehäuse bzw. der Federraum über eine vom Rand des Ventilkolbens wegweisend ausgebildete Schräge verfügt. Das Druckmedium wird so strömungsgünstig geleitet, sobald es nach Passieren der Kolbendichtung in den Federraum eintritt. An der Schräge entlang und dann in den Innenraum der Hülse, was wiederum dadurch erleichtert wird, dass hier der Rand der Hülse so abgeschrägt ist, dass das Druckmedium gezielt in den entsprechenden Ringbereich zwischen Ventilfeder und Innenseite der Hülse hineingeführt wird.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Druckbegrenzungsventil vorgeschlagen wird, das zunächst einmal sehr klein baut und damit insbesondere auch im Bereich der Steuereinheiten gut einsetzbar ist und das darüber hinaus so aufgebaut ist, dass mit einer verhältnismäßig einfachen und kleinen Ventilfeder große Mengen an Druckmittel dann abgeführt werden können, wenn das Ventil angesprochen hat und die Mengen durch die wiederum entsprechend groß bemessenen Abflusswege durch das Druckbegrenzungsventil in die Atmosphäre austreten können. Über die beiden Radialbohrungsebenen dringt das Druckmedium in den Innenbereich des Ventilkolbens, hebt diesen an und strömt dann in entsprechend großer Menge durch den Federraum wieder aus dem Druckbegrenzungsventil aus, wenn die Ventilfeder dieses aufgrund der hohen Druckbelastung vorgibt. Der entsprechend groß bemessene Druckmitteleinlass ermöglicht nicht nur die gewünschte große Durchflussmenge, sondern ist auch so ausgebildet, dass damit ein optimaler Anschluss an Steuerventile und andere Aggregate möglich ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil,
2 eine Außenansicht des Druckbegrenzungsventils im Bereich des Druckmitteleinlasses und
3 einen Schnitt durch den Ventilkolben mit den ihm zugeordneten Dichtungen.
1 zeigt ein Druckbegrenzungsventil 1 mit einem einteiligen Ventilgehäuse 2. Innerhalb des Federraums 44 ist eine Ventilfeder 3 angeordnet, die zwischen der Stellschraube und dem Ventilkolben 5 eingespannt ist. Der Ventilkolben 5 verhindert im Normalfall einen Durchfluss des Druckmediums vom Druckmitteleinlass 6 zum Druckmittelauslass 7. Die Ventilfeder 3 drückt dazu den Ventilkolben 5 in den aus 1 ersichtlichen Sitz. Tritt nun eine Überlast im Hydraulik- bzw. Öl-in-Wasser-System ein, so erhöht sich der Druck auf das Druckmittel, das über den Druckmitteleinlass 6 in den Bereich 14 im Inneren des Ventilkolbens 5 ansteht und der Ventilkolben 5 wird gegen die Kraft der Ventilfeder 3 in Richtung Stellschraube 4 bzw. Druckmittelauslass 7 verschoben.
Das Durchfließen des Druckmittels oder Druckmediums in entsprechender Menge wird dadurch möglich, dass vom Druckmitteleinlass 6 ausgehend im Ventilgehäuse 2 ein Ringkanal 15 ausgebildet ist. Dadurch steht rund um den Ventilkolben 5 immer das entsprechende Druckmedium an, das dann durch die Radialbohrungen 10 in die Sackbohrung 9 des Ventilkolbens 5 und damit in den Bereich 14 eindringen kann. 1 und auch 3 verdeutlichen, dass eine entsprechend große Anzahl von Radialbohrungen 10 in zwei Ebenen 11 und 12 ausgebildet ist, wobei sich die Ebene 11 dicht unter dem Deckel 13 des Ventilkolbens 5 befindet. Erhöht sich nun der Druck des Druckmittels innerhalb des Bereiches 14 soweit, dass damit der Andruck der Ventilfeder 3 überwunden wird bzw. niedriger ist, verschiebt sich der Ventilkolben 5 innerhalb der entsprechenden Bohrung im Ventilgehäuse 2 und die Ebene 11 der Radialbohrungen 10 wird über die Außendichtung 46 bzw. Kolbendichtung 50 hinausgeschoben, woraufhin das Druckmittel in den Federraum 44 eindringt und dann das Druckbegrenzungsventil 1 über den Druckmittelauslass 7 wieder verlässt. Der Deckel 13 bildet den Endbereich 8 des Ventilkolbens 5, der beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils 1 über die Kolbendichtung 50 hinaus geschoben wird. Auch in dieser Position kann das Druckmittel problemlos in den Bereich 14 hineinströmen, weil die Radialbohrungen 10 in der Ebene 12 nach wie vor mit dem Ringkanal 15 in Verbindung stehen.
Das Ansprechen des Druckbegrenzungsventils 1 und das Verschieben gegen die Kraft der Ventilfeder 3, die relativ gering bemessen ist und hier zum Beispiel 70 kg erbringt, ist sicher möglich, weil ein Differenzdruck durch die Form des Ventilkolbens 5 auftritt, über den ein Zusammenfahren der Ventilfeder erreicht wird. Hierzu ist zwischen den Radialbohrungen 10 in der Ebene 12 und einer Abdichtung 17 im eingangsseitigen Kolbenbereich 16 ein Durchmesseränderungssprung 20 ausgebildet. Hier ist der Durchmesser oberhalb dieses Durchmesseränderungssprunges 20 beispielsweise 40 mm und der darunter 39 mm. Die Abdichtung 17 besteht aus einem Dichtring 19, der in einer entsprechenden Gehäusenut 18 angeordnet ist. Der Durchmesseränderungssprung 20 in der Außenwandung 21 des Ventilkolbens 5 sichert einen gleichmäßigen und sensiblen Verlauf der Bewegung des Ventilkolbens 5, sodass mit der gezeigten einfachen und kleinen Ventilfeder 3 gearbeitet werden kann. Der Durchmesseränderungssprung 20 erbringt eine deutliche Erhöhung des Andruckes des Ventilkolbens 5 und damit den Einsatz solcher Ventilfedern.
Der Bereich 14 innerhalb des Ventilkolbens 5 und hier zwischen den beiden Ebenen 11, 12 ist entsprechend genau bemessen und klein gehalten, weil in die Sackbohrung 9 vom Kolbenbereich 16 aus ein Stopfen 22 eingeführt, d. h. hier eingeschraubt ist. Hierzu ist im Endbereich 23 der Sackbohrung 9 ein Innengewinde 24 und ein Außengewinde 25 verwirklicht, sodass ein entsprechend sicheres und genaues Positionieren des Stopfens 22 gesichert ist.
Am freien Ende 26 des Stopfens 22 ist ein Stützrand 27 ausgebildet, der über die Außenwandung 21 des Ventilkolbens 5 hinausragt und zwar in die Erweiterungsbohrung 28 hinein, sodass dieser Stützrand 27 gleichzeitig eine Einschubbegrenzung darstellt. Außerdem wird so die genaue Positionierung des Stopfens 22 in der Sackbohrung 9 erleichtert. Im Kopfteil 30 dieses Stopfens 22 ist eine Ringdichtung 31 vorgesehen, die dafür sorgt, dass Druckmittel durch den Ringbereich zwischen Stopfen 22 und Sackbohrung 9 nicht hineingelangen kann.
Der Druckmitteleinlass 6 ist als Seiteneinlass 33 vorgegeben, sodass das Druckmittel auf kürzestem Wege in den Ventilkolben 5 hineingelangen kann. Der Seiteneinlass 33 ist als Flanschanschluss 34 ausgeführt und mit Halteschrauben 35, 36 bzw. Bohrungen dafür ausgerüstet, sodass ein sicherer Anschluss beispielsweise an eine Steuereinheit leicht und schnell hergestellt werden kann.
An der gegenüberliegenden Seite des Ventilgehäuses 2 ist die Stellschraube 4 untergebracht, die innerhalb des Ventilgehäuses 2 bzw. des Federraums 4 verschoben werden kann, um so die Ventilfeder 3 einzustellen. Die Stellschraube 4 verfügt über eine lang gezogene Hülse 38 mit dem Hülsenaußengewinde 39, das mit dem Gehäuseinnengewinde 40 korrespondierend angeordnet und geformt ist. Dadurch ist es möglich, die gesamte Stellschraube 4 über einen relativ weiten Weg innerhalb des Ventilgehäuses 2 zu verschieben und immer die sichere Windungszahl zu gewährleisten. Am oberen Ende dieser lang gezogenen Hülse 38 ist der Druckmittelauslass 7 in der Stellschraube 4 ausgebildet, wobei darüber eine Schutzhaube 45 aus Kunststoff beispielsweise fixiert ist, um eine Verschmutzung zu verhindern. Das austretende Druckmittel kann dieses Schutzhaube problemlos passieren oder aber auch ablösen, wenn entsprechend große Mengen an Druckmittel hier austreten muss.
Beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils 1 strömt das Druckmittel wie schon erläutert beim entsprechenden Verfahren des Deckels 13 über die Außendichtung 46 bzw. Kolbendichtung 50 hinweg in den Federraum 44 hinein. Um hier ein strömungsgünstiges Abführen des Druckmittels zu gewährleisten, ist auf der Innenseite der lang gezogenen Hülse 38 ein Schrägrand 41 ausgebildet und weiter auf der Innenseite des Federraums 44 eine Schräge 43, sodass das Druckmittel wie erwähnt strömungsgünstig abgeführt werden kann.
Zur sicheren Abstützung der Ventilfeder 3 auf dem Deckel 13 des Ventilkolbens 5 ist eine Ausnehmung 47 mit Rand 42 vorgesehen. Entsprechendes verdeutlicht auch noch mal 3.
Ein sicheres Öffnen des Ventils ist sichergestellt, da das Abstandsmaß 52 dem Abstandsmaß 53 entspricht und zwar plus 1 mm. Das Abstandsmaß 52 ist durch den unteren Rand 54 der Radialbohrungen 10, 11 und die Oberkante 55 des Ventilkolbens 5 gekennzeichnet, das Abstandsmaß 53 durch die Begrenzungsstufe 57 im Ventilgehäuse 2 und den Innenrand 58 des Stützrandes 27. Theoretisch kann das Abstandsmaß 53 auch noch größer sein, doch muss sicher sein, dass die Radialbohrungen 10, 12 nicht über den Ringkanal 15 hinaus hochgefahren werden können.
2 verdeutlicht, dass ein großer Druckmitteleinlass 6 verwirklicht ist, durch den das Druckmittel in das Innere des Ventilkolbens 5 einströmen kann. Zu erkennen sind hier die verschiedenen Radialbohrungen 10 in den Ebenen 11 und 12. Außerdem sind hier die Bohrungen für die Halteschrauben 35, 36 des Flanschanschlusses 34 erkennbar. Ersichtlich ist außerdem, dass ein sehr kompakt bauendes Druckbegrenzungsventil verwirklicht ist.
Innerhalb dieses kompakt bauenden Druckbegrenzungsventils 1 ist eines der wichtigsten Bauteile der in 3 in Einzeldarstellung wiedergegebene Ventilkolben 5. Erkennbar sind hier die über die Höhe vorgesehenen aber nicht zum Ventilkolben 5 gehörigen Dichtungen wie Abdichtung 17, Ringdichtung 31 und Kolbendichtung 50 bzw. Außendichtung 46. Diese begrenzen den Fluss von Druckmittel innerhalb des Druckbegrenzungsventils wie weiter vorne erläutert, wobei hier auch die Sackbohrung 9 erkennbar ist, die vom Endbereich 23 der Sackbohrung 9 bis zum Deckel 13 hochfährt. In diesen unteren Bereich wird dann der aus 1 ersichtliche Stopfen 22 eingedreht, wozu das Innengewinde/Außengewinde 23, 24 vorgesehen ist. Erkennbar ist hier auch der Durchmesseränderungssprung 20 in der Außenwandung 21 des Ventilkolbens 5.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3508986 A1 [0002]
- DE 10227976 A1 [0002]

Claims

Druckbegrenzungsventil für den Einsatz in Hydraulik- und in Öl-in-Wasser-Aggregaten, insbesondere im untertägigen Berg- und Tunnelbau mit einem gegen die Kraft einer einstellbar ausgeführten Ventilfeder (3) im Ventilgehäuse (2) zwischen Druckmittelein- und -auslass (6, 7) verschiebbar angeordneten Ventilkolben (5), der über eine axial verlaufende Sackbohrung (9) und mehrere, im Endbereich (8) der Sackbohrung (9) ausgebildete Radialbohrungen (10) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialbohrungen (10) in zwei Ebenen (11, 12) beabstandet zueinander ringförmig angeordnet sind, dass im Ventilgehäuse (2) ein die Ebenen (11, 12) der Radialbohrungen (10) verbindender Ringkanal (15) ausgebildet ist, der in den rechtwinklig zur Sackbohrung (9) ausgebildeten Druckmitteleinlass (6) übergeht und dass der Ventilkolben (5) eine einen die Ventilfeder (3) entlastenden Differenzdruck bewirkende gestufte Außenwandung (21) aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilkolben (5) am Endbereich (23) ein Verschiebeweg (53) vorgegeben ist, der dem Abstand zwischen unterem Rand (54) der Radialbohrungen (10) der oberen Ebene (12) und Oberkante (55) des Ventilkolbens (5) plus ein Sicherheitsmaß von 1 mm entspricht.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (3) im Ventilgehäuse (2) als dem als Differenzkolben geformten Ventilkolben (5) angepasste Zylinderfeder ausgebildet ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (3) eine 60–80 kg Feder ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (5) im Bereich (14) der Radialbohrungen (10) einen größeren Außendurchmesser als im eingangsseitigen, die Abdichtung (17) aufweisenden Kolbenbereich (16) aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (5) einen einen Durchmesseränderungssprung (20) bewirkenden gestuften Außendurchmesser von 40/39 mm aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (17) im Abstand zum Durchmesseränderungssprung (20) als in einer Gehäusenut (18) angeordneter Dichtring (19) ausgebildet ist, wobei der Durchmesseränderungssprung (20) zur anderen Seite hin im Abstand zum Ringkanal (15) angeordnet ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung (9) einen sie bis zur zweiten Ebene (12) der Radialbohrungen (10) bis zum Ringkanal (15) ausfüllenden Stopfen (22) aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (22) ein mit einem im Endbereich (23) der Sackbohrung (9) ausgebildeten Innengewinde (24) korrespondierendes Außengewinde (25) aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (22) am freien Ende (26) einen Stützrand (27) aufweist, der als Schubbegrenzung wirkend und über den Ventilkolben (5) vorstehend in einer Erweiterungsbohrung (28) im Ventilgehäuse (2) verschieblich geführt ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stopfen (22) im Abstand zum an den Ringkanal (15) heranreichenden Kopfteil (30) eine Ringdichtung (31) zugeordnet ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Seiteneinlass (33) ausgebildete Druckmitteleinlass (6) als Flanschanschluss (34) ausgeführt und mit mehreren Halteschrauben (35, 36) ausgerüstet ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (3) über eine im Ventilgehäuse (2) verschiebbare Stellschraube (4) belastet ist, die über den Druckmittelauslass (7) und eine lang gezogene Hülse (38) mit Hülsenaußengewinde (39) verfügt, das korrespondierend mit dem Gehäuseinnengewinde (40) ausgeführt ist.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (38) eine mindestens 2/3 der Ventilgehäusetiefe entsprechende Länge aufweist.
Druckbegrenzungsventil nach einem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (38) einen strömungsgünstig ausgebildeten Schrägrand (41) aufweist und das Ventilgehäuse (2) innenseitig bzw. der Federraum (44) über eine vom Rand (42) des Ventilkolbens (5) wegweisend ausgebildete Schräge (43) verfügt.