DE2012297B2

DE2012297B2 - Rückschlagventil für den hydraulischen Grubenausbau

Info

Publication number: DE2012297B2
Application number: DE2012297A
Authority: DE
Inventors: Bruno 4670 Luenen Klimkiewicz; Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1970-03-14
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2012297C3; US3716070A; FR2065040A5; DE2012297A1; GB1330529A

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für den hydraulischen Grubenausbau, dessen Verschlußschraube eine Sackbohrung aufweist, die der Aufnahme einer Feder, eines Federtellers und einer Ventilkugel dient, wobei im Ventilkäfig (Sackbohrung) Vorrichtungen zur Begrenzung des Kugelweges vorgesehen sind und die stirnseitige öffnung der Sackbohrung durch einen eine axiale Bohrung aufweisenden Ventilsitz verschlossen ist und in der Verschlußschraube etwa im Bereich zwischen Ventilkugel und Federteller radiale, außerhalb der Verschlußschraube in eine Austrittsbohrung mündende Bohrungen vorgesehen sind.

Bei den bekannten, im Grubenausbau gebräuchlichen Rückschlagventilen ist es üblich, zwischen der Innenwandung des die Kugel führenden Ventilkäfigs und der Kugel selbst so viel Spiel vorzusehen, daß die Kugel von der Flüssigkeit umströmt und überströmt werden kann. Wird das Rückschlagventil im Öffnungssinne beaufschlagt, so hebt sich die Kugel von ihrem Sitz ab, so daß die Flüssigkeit unter teilweiser Umströmung der Kugel in die Austrittsbohrung — die beispielsweise zum Verbraucher führt — abfließen kann. Bei den bekannten Rückschlagventilen liegt die Kugel zumindest teilweise daher immer in der Strömung. Die bekannten, vorbeschriebenen Ventile arbeiten bis zu Durchflußmengen von 301 pro Minute durchaus zuverlässig. Das ausreichende Spiel zwischen der Innenwand des Veniilkäfigs und der Ventilkugel ermöglicht ein Umströmen der Kugel in beiden Richtungen; d. h. die sich über der Kugel aufbauende Flüssigkeit kann durch Rückströmen über die Kugelwandung wieder zurück fließen.

Bedingt durch die fortschreitende Technisierung des Grubenausbaues sind Durchflußmengen von 301 pro

ίο Minute oder weniger nicht mehr ausreichend. Bei den erforderlichen höheren Durchflußmengen tritt nun bei den bekannten Rückschlagventilen der Nachteil auf, daß die Kugel im Käfig flattert und gleichzeitig rotiert. Die Rotation ist dadurch bedingt, daß die Flüssigkeit nur an einer Seite des Ventilkäfigs, nämlich durch die Austrittsöffnung entweicht, wobei sich gleichzeitig ein ständig wechselnder Druck über der Ventilkugel im Käfig aufbaut und das Flattern des Ventiltellers hervorruft. Die Beschädigung des Ventiltellers führt nach verhältnismäßig kurzer Zeit zur Funktionsunfähigkeit des Ventils.

Aus der DE-AS 11 93 909 ist ein Überströmventil bekannt, dessen Austrittsbohrung mit der Eintrittsbohrung fluchtet. Zwischen diesen Bohrungen ist eine Ventilkugel angeordnet, die mittels eines koaxial zur Eintrittsbohrung beweglichen, federbeaufschlagten Ventiltellers dichtend gegen die Eintrittsbohrung gedrückt wird. Im Betrieb wird die Kugel dieses Ventils ständig umströmt. Insbesondere bei höheren Durchflußmengen treten unvermeidbare Turbulenzen in der Strömung auf, die die Ventilkugel hin und her reißen, was zu den vorerwähnten Nachteilen führt. In den US-PSen 24 15 258 und 27 14 392 sind Rückschlagventile beschrieben, deren Austrittsbohrung je radial zu der Eintrittsbohrung gerichtet ist. Die Ventilkugel wird je mittels eines mit der Eintrittsbohrung fluchtenden, federbelasteten Federtellers dichtend gegen die Eintrittsbohrung gedrückt. Nach Fig. 1 der zuletzt genannten Schrift ist z. B. die Ventilkugel starr mit einem koaxial zur Eintrittsbohrung im Ventilgehäuse gleitbaren Ventilteller verbunden, dessen Gleitfläche ballig ausgebildet ist, so daß die Ventilkugel vor der Einlaßbohrung radial zu dieser zu pendeln vermag. In vier Ausführungsbeispielen werden weitere Möglichkeiten gezeigt, die je der Ventilkugel im Betrieb einen gewissen Bewegungsspielraum ermöglichen. Wie schon bei dem Ventil nach der erstgenannten Schrift befinden sich die Ventilkugeln auch dieser Ventile im wesentlichen in der Strömung, wo sie den insbesondere bei

so hohen Durchflußmengen auftretenden Strömungsturbulenzen ausgesetzt sind, ohne besonders gehalten zu sein. Deshalb sind auch diese Ventile insbesondere bei hohen Durchflußmengen nicht geeignet, den schon beschriebenen Schwierigkeiten zu begegnen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Rückschlagventil der eingangs genannten Gattung eine sichere Funktion zu gewährleisten, wenn — bei vergleichbaren Abmessungen — größere Durchflußmengen in der Zeiteinheit erforderlich sind. Dabei wird angestrebt, die Kugel — soweit es die Abmessungen des Ventils zulassen — aus der abströmenden Flüssigkeit herauszunehmen. Bei geöffnetem Überdruckventil, d. h. bei Abströmen der Flüssigkeit, soll die Kugel ruhig liegen, so daß das Ventil keinen dynamischen Belastun-

h5 gen ausgesetzt ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einem Rückschlagventil der eingangs genannten Gattung dadurch, daß die Ventilkugel an der Käfigwand der

Verschlußschraube nach Art eines Kolbens mit geringem Spiel geführt und eine oder mehrere vom ■"ederraum der Verschlußschraube in die Austrittsbohrung führende Entlastungsbohrungen vorgesehen sind, wobei der Kugelweg in an sich bekannter Weise durch eine Schulter der Käfigwand oder einen anderen Anschlag begrenzt ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Ventilkugel zunächst durch den auf die Ventilkugel einwirkenden Flüssigkeitsdruck von ihrem Sitz abgedrückt und sofort nach dem Abströmen der Flüssigkeit infolge der Saugwirkung — die sich durch die Entlastungsbohrung oder die Entlastungsbohrungen in den Federraum über der Ventilkugel erstreckt — von ihrem Sitz abgesaugt. Die Ventilkugel legt sich dabei gegen einen Anschlag, der vorzugsweise eine Schulter der Käfigwand ist. Solange ein Medium durch das Ventil strömt, hält diese Saugwirkung auf die Ventilkugel an und zieht die Kugel gegen diese Schulter. Es ist unerheblich, ob geringe Flüssigkeitsmengen zwischen der Kugelwandung und die Schulter hindurch in den Federraum treten, da diese Flüssigkeitsmengen durch die Entlastungsbohrung sofort wieder abgesaugt werden. Ein Rotieren der Kugel, ein Flattern des Ventiltellers oder eine anders geartete dynamische Beanspruchung des Ventils wird mit Sicherheit vermieden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Entlastungsbohrungen in einem spitzen Winkel zur Achse der Verschlußschraube durch die Wandung derselben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die in einem spitzen Winkel zur Achse der Verschlußschraube durch die Wandung derselben verlaufenden Entlastungsbohrungen einerseits in der Sackbohrung im Bereich der den Federteller belastenden Feder und andererseits außerhalb der Verschlußschraube im Bereich der zwischen Ventilkugel und Federteller die Verschlußschraube radial durchfassenden Bohrungen münden. Auf diese Weise münden sowohl die radialen Bohrungen, durch die das Druckmittel fließt, als auch die Entlastungsbohrungen in eine gemeinsame, beispielsweise zum Verbraucher führende Austrittsbohrung.

Von besonderem Vorteil für die vorliegende Erfindung ist neben der durch eine sehr einfache Bauweise erreichten Funktionssicherheit, daß das erfindungsgemäße Rückschlagventil ohne Änderungen an den Steuerblöcken od.dgl., d.h. ohne Änderungen an Bauteilen des hydraulischen Ausbaus, Verwendung finden kann. Das erfindungsgemäße Ventil kann deshalb auch bei hydraulischen Ausbaugestellen, Abspannungen od. dgl. Anwendung finden, die bereits im Einsatz sind oder waren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

ίο Das Rückschlagventil ist in dem aufgezeigten Ausführungsbeispiel in einem Steuerblock 15 angeordnet und besteht im wesentlichen aus der Verschlußschraube 1 mit einer Sackbohrung 2, die eine Feder 3 mit Federteller 4 und eine Ventilkugel 5 aufnimmt. Die freie öffnung der Sackbohrung wird durch den Ventilsitz 7 verschlossen.

Das Ventil arbeitet wie folgt:

Beim Eintritt der Flüssigkeit durch die Leitung 16 wird die Ventilkugel 5 von ihrem Sitz 7 durch den Flüssigkeitsdruck abgehoben. Die Flüssigkeit strömt über wenigstens eine der radialen Bohrungen 9 in die Austrittsbohrung 8 zu einem Verbraucher, d. h. beispielsweise zu einem hydraulischen Stempel. Da die Ventilkugel 5 nach Art eines Kolbens nur mit sehr geringem Spiel an der Käfigwand 6 der Verschlußschraube 1 geführt ist, entsteht — bedingt durch die durch die Austrittsbohrung 8 abfließende Flüssigkeit — in der die Wandung 14 der Verschlußschraube schräg durchfassenden Entlastungsbohrung 11 ein Sog, der die Ventilkugel gegen die Kraft der Feder 3 in die Sackbohrung 2 hineinzieht. Dabei legt sich die Ventilkugel gegen die Schulter 12 der Käfigwand 6. In dem gewählten Ausführungsbeispiel ist — bedingt durch die Baumaße bei Steuerblöcken für hydraulische Ausbaugestelle — die Schulter 12 so angeordnet, daß die Kugel noch teilweise in der Strömungsflüssigkeit liegt. Ist eine längere Abmessung des Ventils möglich, kann die Ventilkugel 5 vorteilhaft völlig aus der strömenden Flüssigkeit herausgenommen werden. Die

■ui Entlastungsbohrungen 11 sind so angeordnet, daß sie in einem spitzen Winkel zur Achse 13 der Verschlußschraube 1 vom Federraum 10 durch die Wandung 14 der Verschlußschraube führen und außerhalb der Verschlußschraube im Bereich der Austrittsbohrung 8 münden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil für den hydraulischen Grubenausbau, dessen Verschlußschraube eine Sackbohrung aufweist, die der Aufnahme einer Feder, eines Federtellers und einer Ventilkugel dient, wobei im Ventilkäfig (Sackbohrung) Vorrichtungen zur Begrenzung des Kugelweges vorgesehen sind und die stirnseitige öffnung der Sackbohrung durch einen eine Bohrung aufweisenden Ventilsitz verschlossen ist und in der Verschlußschraube etwa im Bereich zwischen Ventilkugeln und Federteller radiale, außerhalb der Verschlußschraube in eine Austrittsbohrung mündende Bohrungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (5) an der Käfigwand (6) der Verschlußschraube (1) nach Art eines Kolbens mit geringem Spiel geführt und eine oder mehrere vom Federraum (10) der Verschlußschraube in die Austrittsbohrung (8) führende Entlastungsbohrungen (11) vorgesehen sind, wobei der Kugelweg in an sich bekannter Weise durch eine Schulter (12) der Käfigwand oder einen anderen Anschlag begrenzt ist.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsbohrung(en) (11) in einem spitzen Winkel zur Achse (13) der Verschlußschraube (1) durch die Wandung (14) der Verschlußschraube verlaufen.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem spitzen Winkel zur Achse (13) der Verschlußschraube (1) durch die Wandung (14) der Verschlußschraube verlaufenden Entlastungsbohrung(en)(ll) einerseits in der Sackbohrung (2) im Bereich der den Federteller (4) belastenden Feder (3) und andererseits außerhalb der Verschlußschraube im Bereich der zwischen Ventilkugel (5) und Federteller die Verschlußschraube radial durchfassenden Bohrungen (9) münden.