DE2149451C2 - Gebirgsschlagventilanordnung fuer einen hydraulischen Grubenstempel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gebirgsschlagventilanordnung für einen hydraulischen Grubenstempel, welcher ein über dem Stempelhohlkolben aufliegendes und den Stempeizv linder mit Spiel umfassendes äußeres Führungsrohr sowie ein den Stempeldruckraum nach außen abschließendes, mit einem kleinen Ausflußquerschnilt versehenes Überdruckventil aufweist. Es ist bekannt, bei einem derartigen hydraulischen Grubenstempel, der mit einem unteren und einem oberen Druckraiim verseilen ist, den unteren Druckraum durch ein am äußeren Führungsrohr angebrachtes, unabhängig von dem Steuerventil der oberen Stufe ansprechende·- Überdruckventil nach außen abzuschließen. Das Überdruckventil der unteren Druckstufe ist aiii eine höhere Last als das der oberen Stufe eingestellt, so daß aus dem unleren Druckraum erst dann Diuckfliissigkeit nach außen abströmt, wenn die obere Stufe durch den Gebirgsdruck ganz eingeschoben ist. Dabei können die Ausflußquerschnitte der unabhängig voreinander auf unterschiedliche Lasten ansprechenden Überdruckventile in beiden Fällen klein bemessen werden. Steigt jedoch der Stempelinnendurck infolge kurzzeitiger, starker Konvergenz bei Gebirgsschlägcn plötzlich stark an, so reichen die öffnungsquerschnitte der Überdruckventile nicht dazu aus. die für den Druckausgleich notwendige FlüssigkeitMTienge sofort aus dem Slempelinneiiiaum abströmen /u lassen, hs besteht also die Gefahr, daß der Stempel durch den plötzlichen Druckanstieg zerstört wird.

Es ist auch eine Gebirgsschlagventilanordnung für hydraulische Gp benstempel mit zwei parallel geschalteten, auf unterschiedlieh hohe Drücke ansprechenden Überdruckventilen bekannt, wobei das eine Überdruckventil mit dem kleineren Querschnitt für den eeringeren Cberströmdruck bei gleichmäßiger AuHa^-StUiIi! des Stempels durch Konvergenzdruck und das andere Überdruckventil mit größerem Querschnitt für den höheren überslrömdruck bei plötzlicher Auflastun!· des Stempels durch Gebirgsschlägc ausgelegt s^:nd Steigt der Druck im Stempelinnenraum so stark an daß ulc Druckflüssigkeit nicht mehr schnell genug durch das kleiner bemessene Überdruckventil entweichen kann, so wird über einen Differential- odi r Stufenkolben der üroßflächigere Ventilkegel gegen die Schließkraft einer Feder angehoben, und die Druckflüssmkeit strömt durch den größeren Ausflußquer- --chniu aus dem Stempeiinnenraum ab.

Bei einer anderen bekannten Ventilanordnung lür hydraulische Grubenstempel mit einem gemeinsamen Ventilsitz für das Einlaß- und Auslaßventil ist der federbelastet« Veniilsdiließkörper zur gleichzeitigen Bildung eines Gcbirgsschlagvenlils in seinem Mittelteil mit einer in Ventilöffnungsrichtung vom Druckmittel des Stempeldruckraums bcauischlagbaren /u sätzlichen Kolbenringfläche versehen, so daß bei einem plötzlichen hohen Druckanstieg der Ventil körper selbsttätig von seinem Sitz abgehoben wird und einen großen"Austrittsquerschnilt freigibt.

Es ist ferner eine Ventilanordnung für hvdraulische Grubenstempel b.kannt, deren elastische Manschette mit einer Seite auf einem Gasdruckpolster abgestützt ist und mil der anderen Seite auf einen Sit/ v.irkt und dadurch Nuten am Sitz steuert, durch die bei gleichmäßiger Auslastung des Stempels Druckflüssigkeit aus dem Stempeiinnenraum austreten kann. Bei plötzlichem Druckanstieg hebt die gesamte Manschette mit dem sie abstützenden Führungskolben sowie einem axial beweglichen Hohlkolben, in dem sie gelagert ist. vom Sitz ab, wodurch zur Absenkung des Druckes im Stempelinnenraum ebenfalls ein großer Ausflußquerschnitt freigegeben wird.

Diesen vorbekannlen Ausführungen ist gemeinsam, daß durch einen plötzlichen Druckanstieg im Stempelinnenraum ein weiteres Überdruckventil geiien die Schlicßkrafl einer Feder aufgedrückt wird.

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birgidruck ansprechenden Überdruckventil ein großer Ausflußquerschnitt zur Entlastung des Stempels geöffnet wird. Nachteilig ist dabei, daß die Andruckfedern der Ventilsitze b/w. Ventilschlicßköipcr ständig vom Stempelinnendruck belastet sind, so daß die Shüeßkräfte mit zunehmendem i)nickaH-iicu abnehmt. .1.

Durch die Erfindung soll unter Vermeidung dieses N.u-hteils eine Gebirgsselilagvenlilanordiiiing ges, li.iiien werden, die einen vereinfachten Aufbau und einen weiter vergrößerten Auslluüquersdinili für die Druckflüssigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß cm von einer Feder und durch den Siempelinnendruck beaufschlagter, großflächiger Ventilkegel gegen einen .ms der Innenwandung des Stcinpclkolbcns hervorspringenden, konisch ausgebildeten Dichtsitz anliegt, daß das äußere Führungsrohr über Federpakete, de ι en Federkraft die Einstellast des den kleinen Queischnitt aufweisenden Überdruckventils übersteigt, ücgcn den Stempclkolben unter Bildung eines Einschubspaltes abgestützt ist und daß mit geringem Abstand über dein Ventilkegel das sich nach unten verjüngende F.ndc eines durch eine Feder gegen den Kopf des Füh-

rungsrohrcs angedrückten Stößels ungeordnet ist, wobei in der Wandung des Stempeikulbens oberhalb des Ventilkegels AustrittsöfTnungen vorgesehen sind, die eine Verbindung herstellen zu dem zwischen dem Stempelkolben und dem äußeren Führungsrohr \orhan.denen Ringraum.

Bei Auflastun^en des Stempeis nimmt die Schließkraft der erfindungsgemäßen Vciitilanordnung mit dem Stempelinnendurck zu, wobei beim E.rreichen der Stempelcinsiellast der Druckausgleich in bekannter ;o Weise über das außerhalb des Stempels angeordnete Überdruckventil erfolgt. Durch Gebiigsschiäse werden die zwischen äußerem Führungsrohr und Kolben angeordneten Federpakete zusammengepreßt. Dabei stößt der Öffnungsstößel den Ve~''lkegel auf. so daß durch den offenen Ausüußque, „....in des Ventils. Druckflüssigkeit aus dem "-'vThj-cldruckraum ausstiöini. und ein weiterer Druci i->iieg im Stempel mit Sicherheit \erhii.dert w" ' Nach dem Abklingen des Gebirgsschluges vvi-x! uas \'emil durch die bchhcÜ-kraft 'ler VentilfcJ > and durch den verbleibenden R.iidrujk im Steropeldurekraum wieder verschlossen, so daß der Stempel wieder voll tragrähig ist.

Dei mit zunehmendem Stempeli.inendruck ebenfalls zunehmende Schließdruck der eriindimgsgemü üen, im konstruktiven Aufbau einfachen Gebirgsschlagvcntilanordnung gewährleistet einen absolut dichten Verschluß des Ausilußqiierschniues bei normalem Koinergcnzdruck. Bei plötzlicher Auflastung des Stempels durch Gebirgssehläi-e wird jedoch unmittelbar ein vergleichsweise zu bekannten Gebirgsschfagventilanordnungen sehr großer Ausflußquerschnitt, der dem inneren Querschnitt des Stempelkoibens fast entspricht und der durch den Stößel während dei gesamten Einwirkungsdauer des Gebirgsschlages offengehalten wird, zur Druckentlastung des Stempels frei, so daß derStempelkolben unter Vermeidung eines Diuckstaus \or dem Ventil sehr schnell und ohne über.,läßige mechanische Beanspruchung eingeschoben wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem im Längsschnitt dargestellten hydraulischen Stempel. Zylinder 1 und Kolben 2 des -Stempels werden von einem äußeren Führungsrohr 3 umgeben, das über dem Kolben 2 aui liegt und den Zvlinder 1 mit Spiel umfaßt, wobei zwischen Kolben 2 und Führungsrohr3 ein nicht abgedit'i ·.icr i.ußercr Ringraum4 gebildet wird. Die Druck/uluhr in den Stempeldruckraum 5 erfolgt über die /ulcitun«6 von einem außerhalb des Stempels angcoidncten, in der Zähnung nicht dargestellten Steuergerät, in dem auch das für die Absicherung des Stempels notwendige Überdruckventil untergebracht isi. das beim Frreichen einer bestimmten eingestellten Last Druckflüssigkeit aus dem Stempeldruckraum 5 in eine druckitiic Rücklauileitung abstr >nii:n 'aßt.

Das äußere Führungsrohr3 ist durch Federpakete 7 jus l'^Kereinancergi_sehid-itet<.n Tellcrtcdern gegen einen Vorsprung 8 am oberen Stempelkolben 2 derart abgestützt, daß zwischen der Oberseite des Kolbens2 und dem Kopi des äußeren Führiingsrohre-i 3 ein Einschubspa!i9 gebildet wird. Anzahl und Stärke der Tellerfeder!! des Federpakeies7 werden so gewählt, daß die Federkraft die durch das außerhalb des Stempels angeordnete L berdruckventü μίgegebene l.insteilast des Stempels um ein ^ewi^i.·» Maß übersteigt. Ein Zusammendrücken des Federpaketesι bzw. ein Einschub des Führungsrohres 3 gegenüber dem Siempelkolbenl ist also erst .^öglich. wenn hohe, die Einstellast des Stempels übersciireitende Kräfte, wie sie bei einem Gebirgsschlag wirksam werden, auf d^n Stempel einwirken. Dabei wird das sich nach unten verjüngende Ende eine> durch eine Feder IO gegen den Kopf des Führungsrohres 3 angedrüi.' !en üffnungsstößels 11 auf den großflächig ausgebildeten Ventilkegel 12 abgesenkt. Der Ventilkegel 12, der im oberen Bereich des Kolbers 2 angeordnet ist und gegen einen aus der Innenwandung des Kolbens! hervorspringenden Dichtsitz 13 anliegt, wird dann von dem Dichtsitz 13 abgehoben, so daß Druckflüssigkeit aus dem StempeldrucktaumS über die Austrittsöffnungen 14 in den äußeren Ringrauni4 und weite nach außen abströmen kann. Es wird ein weiter Öffnungsspalt gebildet, duieh den eine große FKissigkeitsmenae unter Einschub des Stempels in kurzer Zeit austritt, wobei der Stempel ohne Beanspruchung des Überdruckventils entlastet wird. Sobald der Druck des GebirgsGchlages nachläßt, wird das Federpaket 7 v. icder entlastet, und der Ventilkegel 12 schließt durch den Druck der Feder IS und den verbleibenden Restdruck im Stempel auf dem Dichtsitz 13, so daß der Stempel wieder voll tragfähig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Gebirgsschlagventilanordnung für einen hydraulischen Grubenstempel, welcher ein über dem Siempelhohlkolben aufliegendes und den Stcmpelzyünder mit Spie! umfassendes äußeres Führungsrohr sowie ein den Stempeldruckraum nach außen abschließendes, mit einem kleinen Ausilußquerschnitt versehenes Überdruckventil aufvvel·:. dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Feder (15) und durch den Stempelinnendruck beaufschlagter, großflächiger Ventilkegel (12) gegen einen aus der Innenwandung des Stempelkolbens (2) hervorspringenden, konisch ausgebildeten Dichtsitz (13) anliegt, daß das äußere Führungsrohr (3) über Federpakete (7), deren Federkraft die Einstellast des den kleinen Queri-chniil aufweisenden Überdruckventils übersteigt, gegen den Stempelkolben (2) unter Bildung eines Einschubspaltes (?) abgestützt ist und daß mit geringem Abstand über dem Ventilkegel (12; das sich nach unten verjüngende F.ndc eine*- durch eine Feder (10) gegen den Kopf des Führungsrohres (3) angedrückten Stößels (II) angeordnet ist. wobei in der Wandung des Stempelkolbens (2) oberhalb des Ventilkegel (12) AuMritlsöffnungen (14) vorgesehen sind, die eine Verbindung herstellen zu dem zwischen dem Sletnpelkolben (2) und dem äußeren Führungsrohr (3) vorhandenen Ringraum (4).