DE1107168B - UEberdruckventil fuer hydraulische Grubenstempel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil, das bei einem in der Druckkammer eines hydraulisch betätigten Grubenstempels auftretenden Überdruck entgegen der einstellbaren Kraft einer Feder selbsttätig öffnet, worauf diese nach Beseitigung des Überdruckes den axial verschiebbaren Ventilkörper selbsttätig auf eine ringförmige, in radialer Richtung in einer Bohrung des Ventilgehäuses einstellbare Ventilsitzscheibe in seine Schließstellung zurückdrückt. Bei einem derartigen Ventil ist der Druck, mit dem der Ventilkörper mittels Federkraft auf den Ventilsitz gepreßt wird, kleiner als der Flüssigkeitsdruck, bei welchem das Ventil öffnet. Besteht ein relativ großer Unterschied zwischen dem Öffnungsdruck und dem Schließdruck bei für hydraulisch betätigte Stempel verwendeten Überdruckventilen, dann wird die Bauhöhe des Stempels durch das Nachlassen des Druckes in der Druckkammer so lange verringert, bis sich ein Druck eingestellt hat, der wesentlich unter dem Druck liegt, den der Stempel maximal aushalten könnte. Deshalb ist es erwünscht, daß der Unterschied zwischen dem Öffnungsdruck und dem Schließdruck bei Überdruckventilen für hydraulisch betätigte Stempel möglichst klein ist.

Dem Erfinder ist durch sein deutsches Patent 967 341 eine Ventilkonstruktion geschützt, welche die vorgenannte Forderung erfüllt. Diese Ventilkonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz und der Ventilkörper in einer Ringkammer untergebracht sind, welche derart gestaltet und mit dem Vorratsbehälter der Druckflüssigkeit durch eine Bohrung so kleinen Durchmessers ständig in Verbindung steht, daß bei durch Überdruck geöffnetem Ventil die durch diese Bohrung strömende Druckflüssigkeit in der Ringkammer einen Gegendruck erzeugt, der im gleichen Sinne wie die den Ventilkörper auf den Ventilsitz drückende Feder wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbezeichnete Ventilkonstruktion im Sinne der Ermöglichung einer leichteren und genaueren Zentrierung des als ringförmige Scheibe ausgebildeten Ventilsitzes innerhalb des Ventilgehäuses weiterzuentwickeln. Diese Zentrierung soll erfolgen, bevor das Ventil einem hydraulischen Druck ausgesetzt wird. Bisher wurde die Zentrierung dadurch eingestellt, daß man die Druckflüssigkeit in das Ventilgehäuse einströmen ließ und auf diese Weise die Ventilsitzscheibe in die richtige Stellung brachte. Durch die Schließbewegung des Ventilkörpers wurde die Ventilsitzscheibe zentriert.

Durch die Erfindung soll auch noch die weitere Aufgabe gelöst werden, eine solche Überdruckventil-

Überdruckventil
für hydraulische Grubenstempel

Anmelder:

Dowty Mining Equipment Limited,

Ashchurch, Tewkesbury, Gloucestershire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. Dr. rer. pol. H. Kirchhoff, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Löhleinstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 6. Februar 1957

Colin Michael Frye,
Mitton, Tewkesbury, Gloucestershire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

konstruktion zu schaffen, daß das Ventil leicht in den Kolbenboden eines hydraulisch betätigten Grubenstempels eingebaut werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der angeführten Aufgaben setzt ein Überdruckventil für hydraulische Grubenstempel mit einer einstellbaren Feder als bekannt voraus, die den Ventilabschlußkörper auf eine quer verschiebliche Ventilsitzscheibe drückt. Die Erfindung besteht darin, daß die Ventilsitzscheibe durch einen vom Druckraum aus in eine Bohrung des Ventilgehäuses einschraubbaren, mit vorzugsweise Sechskantkopf ausgestatteten, axial durchbohrten Gewindezapfen in ihrer Lage gesichert wird. Ein an der der. Hochdruckkammer des Grubenstempels zugewandten Seite des Kolbenbodens befestigtes, mit Öffnungen versehenes Blechformstück hält sowohl den Abdichtungsring des Kolbenbodens als auch das in den letzteren eingebaute Rückschlagventil in ihrer Arbeitsstellung und dient als Auffangvorrichtung für den Überdruckventilkörper, der normalerweise durch den in der Hochdruckkammer herrschenden Druck gegen die Unterseite des Kolbenbodens gepreßt ist. Das Ventilgehäuse ist in an sich bekannter Weise auf der dem Vorratsbehälter der Druckflüssigkeit zugewand-

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ten Seite des Ventilkörpers mit einer radialen Boh- zweite im unteren Teil desselben befindet. Diese rung geringen Durchmessers versehen, welche den beiden Bohrungen sind durch eine Wand 15 vongenannten Vorratsbehälter mit dem die Ventilfeder einander getrennt, in der koaxial mit den Bohrungen einkapselnden Raum des Ventilgehäuses verbindet. 13 und 14 eine Bohrung 16 kleineren Durchmessers

Das zur Zentrierung der Ventilsitzscheibe beim Zu- 5 vorgesehen ist. Die letztgenannte Bohrung dient zur sammenbau des Überdruckventils dienende Werk- Führung für den Träger 17 der Ventilkugel 18. Der zeug weist eine das obere Ende des am Außen- Träger 17 ist so ausgebildet, daß er in jeder Ventilumfang mehrkantigen Gehäuses des Ventilkörpers stellung die Ventilkugel 18 führt. Zu beiden Seiten umfassende Hülse gleichen Innenquerschnitts auf, in der den Ventilträger 17 führenden Bohrung 16 sind deren Höhlung koaxial ein Zentrierungsdorn mit nach io Vertiefungen vorgesehen, damit die Druckflüssigkeit der Spitze zu im Durchmesser immer kleiner werden- vom Ventilsitz 19 in die Bohrung 13 des Ventilden Absätzen befestigt ist, dessen unteres Ende genau gehäuses 12 gelangen kann.

in die Öffnung der Ventilsitzscheibe paßt und dessen Die untere Oberfläche der Zwischenwand 15 ist

mittleres Stück dem Durchmesser der zur Führung plan, und zwar senkrecht zur Achse des Ventil-

des Ventilkörpers bestimmten Bohrung des Ventil- 15 gehäuses 12 ausgeführt. Gegen diese plane Fläche

gehäuses entspricht. ist die ringförmige Ventilsitzscheibe 19 mittels eines

Es sind Überdruckventile bekannt, bei denen die in die untere Bohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eineine Ventilkugel tragende Ventilsitzscheibe im Nieder- geschraubten Gewindezapfens 21 gepreßt. Der vordruckteil des Ventilgehäuses angeordnet ist. Die genannte Gewindezapfen 21 weist eine axiale Boh-Ventilsitzscheibe wird dadurch in ihre richtige Lage 20 rung 22 auf, welche die Ventilteile 18, 19 mit der zu der Ventilkugel gebracht, daß das Ventil einem Druckkammer des Zylinders 1 verbinden. Zwischen hohen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt wird. Erst dann der Ventilsitzscheibe 19 und dem Gewindezapfen 21 wird sie mittels eines Schraubringes fixiert. Bei dem ist eine ringförmige Gummidichtung 23 eingeklemmt. Überdruckventil nach der Erfindung ist keine Justie- die verhindert, daß Druckflüssigkeit unter Umgehung rung der im Hochdrackteil des Ventilgehäuses an- 25 des Ventils von der Druckkammer des Zylinders 1 in geordneten Ventilsitzscheibe mittels einer unter hohem die Bohrung 13 des Ventilgehäuses 12 gelangen kann. Druck stehenden Flüssigkeit notwendig. Ein weiterer Das untere Ende des Gewindezapfens 21 hat einen Vorteil dieses Überdruckventils besteht darin, daß es größeren Durchmesser als das obere Ende, ist zymit einem relativ kleinen Durchmesser ausgeführt und lindrisch geformt und gegenüber der Bohrung 11 des deshalb aufrecht stehend in dem Kolben des hydrau- 30 Stempelkolbenbodens 3 durch einen Dichtungsring 26 lisch betätigten Stempels eingebaut werden kann. abgedichtet. Das Überdruckventil 9, der Abdichtungs-

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel dar- ring 4 des Stempelkolbens 3 und das Rückschlaggestellt, ventil 7 sind in ihrer Arbeitsstellung durch ein Blech-

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den unteren preßstück 27 gehalten, welches mittels in der Fig. 1

Teil eines hydraulisch betätigten Grubenstempels, in 35 nicht dargestellter Schrauben an der Unterseite des

dessen Kolbenboden das Überdruckventil nach der Kolbenbodens 3 befestigt ist. Wie bereits erwähnt

Erfindung eingebaut ist; in wurde, ist das Überdruckventil 9 flüssigkeitsdicht in

Fig. 2 ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine der Bohrung 11 des Stempelkolbenbodens 3 gehalten.

Zentriervorrichtung für die Ventilsitzscheibe und in Der sechseckig geformte untere Teil 25 des Gewinde-

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Vorrichtung ver- 40 zapfens 21 legt sich gegen die Unterseite des Stempelanschaulicht, kolbenbodens 3.

In Fig. 1 ist der Zylinder des hydraulisch be- Das obere Ende des Ventilkörperträgers 17 ist mit tätigten Grubenstempels mit dem Bezugszeichen 1 einem Bolzen 28 versehen, der in einer Hülse 29 ge- und der in diesem gleitend gelagerte hohle Kolben führt ist, welche an ihrer unteren Stirnseite einen mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Das untere Ende 45 Flansch 31 aufweist, der als Widerlager für die Druckdes letzteren ist durch einen Kolbenboden 3 ab- feder 34 dient. Der obere Teil der Federträgerhülse geschlossen, welcher den einen U-förmigen Quer- 29 ist in einer Ausnehmung 32 einer Einstellmutter schnitt aufweisenden Abdichtungsring 4 trägt. Der 33 geführt, mittels der die Kraft der Feder 34 einletztere dichtet die Druckkammer des Zylinders 1 ab. gestellt werden kann, da diese sich an der unteren Das Innere des hohlen Stempelkolbens 2 bildet den 5° Stirnseite der Mutter 33 abstützt. Die Druckflüssig-Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit und enthält keit, welche das Ventil 18,19 passiert hat, kann durch den Pumpenzylinder 5 und den Pumpenkolben 6. eine radiale Ventilgehäusebohrung 35, die einen Diese Pumpe ist an dem Kolbenboden 3 des Stempels relativ kleinen Durchmesser hat, in den Vorratsbefestigt und dient dazu, die Druckflüssigkeit aus dem behälter gelangen, den der hohle Stempelkolben 2 Vorratsbehälter über ein Rückschlagventil 7 in die 55 darstellt.

unterhalb des Kolbenbodens 3 befindliche Druck- Wenn der hydraulisch betätigte Grubenstempel in kammer zu befördern und damit den Kolben 2 nach seiner Länge vergrößert werden soll, dann preßt der oben zu drücken. Die Kolbenstange 8 des Pumpen- Pumpenkolben 6 Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter kolbens 6 reicht bis in den Stempelkopf hinauf und über das Rückschlagventil 7 in die Druckkammer des ist dort mit einer handbedienten Betätigungsvor- 60 Zylinders 1. Dies hat zur Folge, daß der Stempelrichtung gekuppelt. Ein Überdruckventil 9, welches kolben 2 nach oben gedrückt wird. Vergrößert sich den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, der auf den Stempelkolben ausgeübte Druck durch ist in einer zylindrischen Bohrung 11 des Stempel- den zunehmenden Druck des Hangenden, dann wird kolbenbodens 3 gehalten. der Druck in der Druckkammer des Zylinders 1 zu-

Dieses Überdruckventil besteht aus einem Ventil- 65 nehmen, und zwar so lange, bis er ausreicht, um die

gehäuse 12 sechseckigen Querschnitts, welches zwei Ventilkugel 18 entgegen der Kraft der Feder 34 von

Bohrungen 13 und 14 aufweist, von denen sich die dem Ventilsitz 19 abzuheben. Auf diese Weise wird

erstere im oberen Teil des Gehäuses 12 und die der Druck in der Druckkammer des Zylinders 1 so

lange verringert, bis die Ventilkugel 18 unter dem Druck der Feder 34 wieder auf den Ventilsitzring 19 gepreßt wird. Der Federdruck wird durch den in der Bohrung 13 des Ventilgehäuses 12 herrschenden Druck verstärkt. Der letztere ist wegen der nur einen kleinen Durchmesser aufweisenden Bohrung 35 größer als der Druck im Vorratsbehälter. Das genaue Schließen des Ventils 18, 19 wird wesentlich von der richtigen Stellung der Ventilsitzscheibe 19 abhängen. Ist diese richtig zentriert, dann wird das Ventil sofort schließen, wenn der Druck in der Druckkammer des Zylinders 1 etwas unterhalb des Öffnungsdruckes des vorgenannten Ventils liegt.

Um eine genaue Zentrierung der Ventilsitzscheibe 19 zu erreichen, wird ein Werkzeug benutzt, welches in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Dieses Werkzeug besteht aus einer hohlen Hülse 36 mit sechseckigem Querschnitt. In dieser Hülse ist koaxial ein Zentrierungsdorn 37 mittels einer runden Hülse 38 und der Stange 39 befestigt. Der Dorn 37 paßt genau in die Höhlung der runden Hülse 38. Die Stange 39 ist durch Bohrungen in die koaxial zueinander angeordneten Hülsen 36 und 38 gesteckt. Der Zentrierdorn 37 weist drei verschiedene, im Durchschnitt immer kleiner werdende zylindrische Absätze auf. Das untere Ende 41 des Domes 37 paßt genau in die Öffnung der Ventilsitzscheibe 19. Der mittlere Absatz

42 hat Gleitsitz in der Bohrung 16 der Zwischenwand 15 des Ventilgehäuses 12, während der obere Absatz

43 des Domes 37 in der Bohrung 16 gerade noch mit Feinstpassung einzuführen ist.

Beim Zusammenbau des Überdruckventils wird zunächst in die Bohrung 14 des Ventilgehäuses 12 die Ventilsitzscheibe 19 eingelegt und durch Einschrauben des Gewindezapfens 21 lose in der Bohrung 14 gehalten. Dann wird über das obere Ende des einen sechseckigen Querschnitt aufweisenden Ventilgehäuses 12 die einen ebenfalls sechseckigen Querschnitt aufweisende Hülse 36 gesteckt, in welcher — wie oben angegeben ist — der Zentrierungsdorn 37 koaxial befestigt ist. Der unterste Teil 41 des Domes 37 wird durch die Bohrung der Ventilsitzscheibe 19 hindurchgesteckt, während der Teil 42 des Domes in die Bohrung 16 eintritt. Auf diese Weise wird die Ventilsitzscheibe in eine genau koaxiale Lage zur Bohrung 16 gebracht. Die sechskantige Hülse 36 verhindert, daß sich das Gehäuse 12 dreht, während der Gewindezapfen 21 mittels eines an seinen unteren sechskantigen Kopf 25 angreifenden Maulschlüssels die Ventilsitzscheibe 19 in ihrer genau zentrischen Lage fixiert. Erst wenn dies geschehen ist, wird in das Ventilgehäuse 12 die Ventilkugel 18, der Ventilkugelträger 17 sowie die Druckfeder 34 eingebracht sowie die Mutter 33 eingeschraubt. Um den Auslösedruck des Überdruckventils einstellen zu können, ist in das untere Ende der Bohrung 22 Gewinde eingeschnitten, in welches der Gewindezapfen

44 eingeschraubt werden kann. Die Mutter 33 wird so lange verdreht, bis der gewünschte Auslösedruck des Ventils erreicht ist. Die Einstellmutter 33 kann dann in dieser Stellung in bekannter Weise fixiert werden.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß das Ventilgehäuse 12 dadurch mit einem relativ kleinen Durchmesser ausführbar ist, daß der die Ventilsitzscheibe 19 festklemmende Gewindezapfen 21 von der Hochdruckseite des Ventils aus eingeschraubt werden kann, während die Ventilkugel 18 und der Ventilkugelträger 17 sowie die Druckfeder 34 von der entgegengesetzten Seite aus in das Ventilgehäuse eingesetzt werden. Durch die Verwendung der beschriebenen Zentrierungsvorrichtung ist eine genaue Zentrierung der Ventilsitzscheibe 19 im Ventilgehäuse zu erreichen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, das Ventil einem hydraulischen Druck auszusetzen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Überdruckventil für hydraulische Grubenstempel mit einer einstellbaren Feder, die den Ventilabschlußkörper auf eine quer verschiebliche Ventilsitzscheibe drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzscheibe (19) durch einen vom Druckraum aus in eine Bohrung (22) des Ventilgehäuses (12) einschraubbaren, mit vorzugsweise Sechskantkopf ausgestatteten, axial durchbohrten Gewindezapfen (21) in ihrer Lage gesichert wird.

2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der der Hochdruckkammer des Grubenstempels zugewandten Seite des Kolbenbodens (3) befestigtes, mit Öffnungen versehenes Blechformstück (27) sowohl den Abdichtungsring (4) des Kolbenbodens (3) als auch das in den letzteren eingebaute Rückschlagventil (7) in ihrer Arbeitsstellung hält und als Auffangvorrichtung für den Überdruckventilkörper (9) dient, der normalerweise durch den in der Hochdruckkammer herrschenden Druck gegen die Unterseite des Kolbenbodens (3) gepreßt ist.

3. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (12) in an sich bekannter Weise auf der dem Vorratsbehälter der Druckflüssigkeit zugewandten Seite des Ventilkörpers (17, 18) mit einer radialen Bohrung (35) geringen Durchmessers versehen ist, welche den genannten Vorratsbehälter mit dem die Ventilfeder (34) einkapselnden Raum des Ventilgehäuses (12) verbindet.

4. Werkzeug zur Zentrierung der Ventilsitzscheibe beim Zusammenbau des Überdruckventils nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine das obere Ende des am Außenumfang mehrkantigen Gehäuses (12) des Ventilkörpers (9) umfassende Hülse (36) gleichen Innenquerschnitts aufweist, in deren Höhlung koaxial ein Zentrierungsdorn (37) mit nach der Spitze zu im Durchmesser immer kleiner werdenden Absätzen (43, 42, 41) befestigt ist, dessen unteres Ende (41) genau in die Öffnung der Ventilsitzscheibe (19) paßt und dessen mittleres Stück (42) dem Durchmesser der zur Führung des Ventilkörpers (17, 18) bestimmten Bohrung (16) des Ventilgehäuses (12) entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 741150, 743 199.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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