DE2546858A1 - Ueberdruckventil fuer einen hydraulischen grubenstempel - Google Patents

Description

• Überdruckventil für einen hydraulischen Gruben-
• stempel Zusatz zu Patent es.... (Patentanmeldung P 25 37 052.9 vom 20. August 1975) Die Erfindung nach dem Hauptpatent betrifft ein Überdruckventil für einen hydraulischen Grubenstmpel, mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz und einem in dem Gehäuse bewegbaren Ventilkörper, wobei zwischen dem Ventilkörper und dem Gehäuse ein den Ventilkörper in Schließrichtung vorspannendes Gaspolster angeordnet ist, das sich innerhalb eines Balgs befindet, der einerseits gegenüber dem Ventilkörper und andererseits gegenüber dem Gehäuse gasdicht abgedichtet ist.
• Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den Ventilkörper, den Balg und den gehsuseseitigen Abschluß des Balgs aufweisende Einheit nach dem Füllen mit Druckgas und dem gasdichten Verschließen unabhängig von dem Gehäuse und dem Ventilsitz difsusionssicher auch für praktisch unbegrenzte Zeit lagerbar zu machen.
• Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst daß eine die Dehnung des Balgs in axialer Richtung begrenzende Vorrichtung vorgesehen ist, Diese Begrenzungsvorrichtung verhindert beim Laden der vorerwähnten Einheit mit Druckgas eine unzulässige und schädliche Dehnung, also ein Überrecken des Balgs in axialer Richtung. Die Einheit kann also losgelöst und unabhängig von dem Rest des Überdruckventils mit Druckgas geladen, gasdicht verschlossen und einbaufertig in diffusionssicherem Zustand auf Lager gelegt werden. So kann zum einen ein neues Überdruckventil verhältnismäßig schnell mit einer derartigen vorgefertigten Reinheit bestückt werden und andererseits eine gegebenenfalls schadhaft gewordene Einheit sehr schnell an Ort und Stelle ohne Ausbau des gesamten Übeihxbrentils gegen eine neue vorgefertigte Einheit ausgetauscht werden.
• Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Begrenzungsvorrichtung einen sich an dem Gehäuse abstützenden, mit dem Balg gasdicht verbundenen Körper und ein mit einem Anschlag an dem Körper zusammenwirkendes, mit dem Ventilkörper verbundenes Begrenzungselement auf.
• Eine besonders einfache und gegen äußere Einflüsse geschützte Konstruktion ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäß der Körper und das Begrenzungselement sich in einen Innenraum des Balgs erstrecken, wobei in dem Körper eine Kammer vorgesehen ist und das Begrenzungselement sich in die Kammer hinein erstreckt.
• Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Begrenzwngselein-ent als in den Ventilkörper eingeschraubte Schraube ausgebildet, die innerhalb der Kammer einen mit dem Anschlag zusammenwirkenden Bund aufweist.
• Um in allen Betriebszuständen einen freien und ungehinderten Druckausgleich des Druckgases im Inneren der vorernten Einheit zu ermöglichen, kann erfindwngsgemäß der Bund wenigstens eine axial gerichtete Durchbrechung aufweisen. Die Schraube kann zu diesem Zweck auch eine axiale Bohrung aufweisen, die kurz vor einem Gewindeteil der Schraube iiber eine Querbohrung mit der Außenseite der Schraube verbunden ist.
• Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung begrenzt eine dem Ventilkörper zugewandte Fläche des Körpers den Öffnungehub des Überdruckventils Dadurch wird eine unzulässig starke, schädliche Stauchung des Balgs mit einfachen itteln vermieden.
• Eine besonders raumsparende, geschützte Anordnung ergibt sich, wenn erfindungsgemäß in der Kammer ein Süllventil für das das Gaspolster bildende Druckgas mit einem gasdicht verschließbaren Einlaß angeordnet ist, Ein besonders einfaches und funktionssicheres Füllventil ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß es einer einerseits mit einer Innenwand der Karz.er und andererseits mit einem Dichtstempel zusanmenwirkenden Dichtungsring aufweist, der durch eine Feder in eine Dichtstellung vorgespannt ist Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Einlaß des Füllventils durch einen Zylinderstopfen gasdicht verschließbar, der, z.B. durch Umbiegung eines angrenzenden Randes des Körpers, in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist Diese ffmbigung kann örtlichaber auch längs des gesamten Randes des Körpers durch Bördeln geschehen. Durch diese formschlüssige Sicherung wird nach dem Einfüllen des Druckgases auch eine gasdichte Klebeverbindung zwischen dem Zylinderstopfen und dem Körper dadurch erleichtert, daß der Kleber aushärten kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß während dieses Aushärtens der Zylinderstopfen unter dem Druck des Druckgases axial nach außen hin wandert, was zu einer unerwünschten DruckabseSsung des Druckgases führen müßte.
• Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Körper in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse verschiebbar geführt und an einem in das Gehäuse eingeschraubten Schraubstopfen abgestützt. Dadurch ist es möglich, nach dem Einbau der vorerwähnten Einheiten jeweils schnell und genau die gewünschte Nennlast an dem zugehörigen Grubenstempel einzustellen. Der Schraubstopfen kann z.B. durch eine in dasselbe Gehäusegewinde eingeschraubte konternde Schraubkappe in seiner eingestellten Endstellung gesichert werden.
• Zum Schutz des Ventilkörpers und/oder des Ventilsitzes kann erfindungsgemäß der Körper durch eine hxialnut-Stift-Anordnung vor Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse gesichert sein.
• Nach einer AusfUhrungsform der Erfindung weist der Ventilkörper ein mit dem Ventil zusammenwirkendes Dichtstück und ein an dem Dichtstück anliegendes, gasdicht mit dem Balg verbundenes Druckstück auf. Durch diese Unterteilung des Ventilkörpers kann gegebenenfalls ein verschlissenes Dichtstück schnell und mit geringen Kosten gegen ein neues ausgetauscht werden, ohne daß Veränderungen an dem Rest der vorstehend definierten Einheit vorgenommen werden müßten.
• Eine wirksame Zentrierung des Ventilkörpers innerhalb des Gehäuses ergibt sich, wenn das Druckstück erfindungsgemäß in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse verschiebbar geführt ist. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß auch das Dicht stück in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse verschiebbar geführt sein.
• Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung berühren das Dichtstück und das Druckstück einander längs einer konischen oder kugeligen Ringfläche und sind in radialer Richtung durch eine Zapfen-Bohrungs-Verbindung gegenüber einander geführt, Dadurch ist das Dicht stück in Grenzen gegenüber dem Druckstück beweglich und kann sich optimal relativ zu dem Ventilsitz selbst einstellen, um eine möglichst gleichmäßige Flächenpressung entlang der gesamten Dichtfläche des Ventilsitzes zu erzielen.
• In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Überdruckventil, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil eines abwandelten Überdruckventils, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil eines wiederum anderen Überdruckventils und Fig. 4 ein abgewandeltes Detail eines Überdruckventils im Längsschnitt.
• Fig. 1 zeigt ein Überdruckventil 70 mit einem Gehäuse 71, das aus einem Rumpf 73 und einem Deckel 75 zusammengeschraubt ist.
• Druckmedium, dessen Überdruck durch das Überdruckventil 70 verhindert werden soll, strömt in Richtung von Pfeilen 77 durch Bohrungen in einen Raum 79 des Deckels 75, der teilweise durch einen in den Deckel 75 eingeschraubten stählernen Ventilsitz 80 begrenzt wird.
• Der Deckel 75 ist ferner mit einer zylindrischen Ausnehmung 81 an seinem inneren Ende versehen, deren Wand mit einer Spielpassung mehrere über den Umfang eines metallischen Drucketückes 83 eines Ventilkörpers 85 verteilte Fortsätze 87 in radialer Richtung führt, In das Druckstück 83 ist ein mit dem Ventilsitz 80 zusammenwirkendes, im wesentlichen kegeliges Dichtstück 90 des Ventilkörpers 85 eingesetzt.
• Das Dichtstück 90 besteht aus Polyamid, z,B, aus dem unter der Bezeichnung "Ultramid" gehandelten Werkstoff, Ein Balg 95, wegen der auftretenden Beanspruchungen insbesondere ein kIetallfaltenbalg, ist an seinem einen Ende längs einer Naht 97 gasdicht mit dem 3Druckstück 83 und an seinem anderen Ende längs einer Naht 99 gasdicht mit einem Körper 100 verschJeißt, Der Körper 100 weist eine Kammer 103 mit einer Innenwand 105 auf. In die Kammer 103 erstreckt sich eine Schraube 107, die in das Druckstück 83 eingeschraubt ist und einen Bund 109 aufweist, der mit einem Anschlag 111 des Körpers 100 zusammenwirkt. Eine Längsbohrung 113 und eine damit verbundene Querbohrung 115 innerhalb der Schraube 107 gewährleisten einen ständigen Druckausgleich von Druckgas, das in der Kammer 103 und in einem Innenraum 117 des Balgs 95 enthalten ist auch dann, wenn die Unterseite des Bundes 109 an dem Anschlag 111 anlieg-t, Dies tritt zrvar nicht in der in Fig. 1 dargestellten Ruhbrstellung des Überdruckventils 70, aber dann ein, wenn eine den Ventilkörper 85; den Balg 95 und den Körper 100 aufweisende Einheit 120 des Überdruckventils 70 auBerhalb des sonstigen Überdruckventils 70 vormontiert und mit Druckgas geladen wird. Dann nämlich verhindert der Bund 109 eine weitere axiale Dehnung des Balgs 95 über die Stellung hinaus, in welcher die Unterseite des Bundes 109 an dem Anschlag 111 anliegt. Eine Überreckung des Balgs 95 wird dadurch wirksam verhindert, Perner kann ohne eine äußere Haltevorrichtung die Einheit in dem mit Druckgas beaufschlagten Zustand bis zu ihrem Einsatz in dem sonstigen Überdruckventil 70 gelagert werden.
• In der Kammer 103 ist ferner eine Druckfeder 121 angeordnet, die sich einerseits an der Oberseite des Bundes 109 und andererseits an einem Ring 123 abstützt, Auf der anderen Seite des Ringes 123 liegt ein Dichtungsring 125, der die Innenwand 105 der Kammer 103 gegenüber einem mit seitlichem Spiel in der Kammer 103 angeordneten Dichtstempel 127 abdichten kann, Der Dichtstempel 127 stützt sich auf einem in die Innenwand 105 eingelassenen Sicherungs- 1 ring 129 ab.
• Innenwand 105, Dichtstempel 127 und Dichtungsring 125 bilden auf diese Weise ein Füllventil 130 für das Druckgas, dessen Einlaß 131 durch einen längs einer Schweißnaht 133 mit dem Körper 100 gasdicht verschweißten Zylinderstopfen 135 versc'nlossen ist. Der Zylinderstopfen 135 weist unten einen zylindrischen Fortsatz 137 auf, der das freie Volumen der Kammer 103 zwischen dem Dichtungsring 125 und der SchweiB-naht 133 herabsetzt. Damit kann nur sehr wenig Druckgas an dem Dichtungsring 125 vorbei in Richtung der Schweißnaht 133 diffundieren, so daß der einmal eingestellte Druckwert des Druckgases im Inneren der Einheit 120 praktisch voll erhalten bleibt.
• Der Körper 100 ist mit einem Zapfen 140 axial verschieblich in einer Bohrung einer Stirnwand 141 des Rumpfes 73 gelagert und stützt sich an einem in die Stirnwand 141 eingeschraubten Schraubstopfen 143 ab. Je tiefer der Schraubstopfen 143 in die Stirnwand 141 eingeschraubt wird, um so mehr steigert sich der Gasdruck im Inneren der Einheit 120 und damit die Nennlast des zu dem Überdruckventil 70 gehörenden Grubenstempels. In seiner Endstellung wird der Schraubstopfen 143 durch eine konternde, ebenfalls in die Stirnwand 141 eingeschraubte Schraubkappe 145 gesichert. Eine Relativdrehung des Körpers 100 gegenüber dem Gehäuse 71 wird durch eine Axialnut 144 in dem Zapfen 140 und einen in die Axialnut 144 eingreifenden Stift 146 in dem Rumpf 73 verhindert.
• In der Stirnwand 141 sind ferner eine Anzahl Bohrungen vorgesehen, durch die zwischen Ventilsitz 80 und Dichtstück 90 hindurchgetretene Hydraulikflüssigkeit des Grubenstempels in Richtung von Pfeilen 147 aus dem Uberdruckventil 70 abströmt.
• In Fig. 2 besteht die Abwandlung gegenüber Fig. 1 darin, daß der Körper 100 an seinem oberen Ende eine der Stirnwand 141 entsprechende Verbreiterung 150 aufweist, die sich an einem in den Rumpf 73 eingelassenen Sicherungsring 151 abstützt und auch die Bohrungen für die abströmende --Rydrau-lakf7üssaglveit-nenthalta Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 sind gleiche Teile wie in den voraufgehenden Piguren mit gleichen Bezugszahlen versehen. In Fig. 3 weist der Rumpf 73 keine Stirnwand entsprechend der Stirnwandl41 in Pig. 1 auf. Vielmehr ist der Körper 100 mit einem Flansch 155 versehen, der entlang einer Innenfläche 157 des Rumpfes 73 frei gleiten kann und sich an dem Schraubstopfen 143 abstützt, der in diesem Fall unmittelbar in ein Innengewinde des Rumpfes 73 eingeschraubt ist Der Öffnungshub des Ventilkörpers 85 und damit der Schraube 107 ist in Fig. 3 bei 159 angedeutet. In Fig. 3 weist die Schraube 107 keine Bohrungen entsprechend der Längsbohrung 113 und der Querbohrung 115 in Fig. 1 auf.
• Stattdessen ist der Bund 109 mit wenigstens einer axial gerichteten Durchbrechung 160 an seinem Umfang versehen, durch die der Druckausgleich des Druckgases zwischen der Kammer 103 und dem Innenraum 117 stattfinden kann.
• Das Dichtstück 90 des Ventilkörpers 85 weist eine Anzahl über seinen Umfang verteilte, radial nach außen gerichtete Flügel 163 auf, die in radialer Richtung mit einer Spielpassung gegenüber der Innenfläche 157 geführt sind.
• Das Dichtstück 90 ist in diesem Fall aus Stahl und der Ventilsitz 80 aus Polyamid, z,B. dem vorerwähnten "Ultramid" hergestellt, Druckstück 83 und Dichtstück 90 berühren sich längs einer konischen Ringfläche 165, die eine leichte selbsttätige Zentrierung des Dichtstückes 90 in dem Ventilsitz 80 zuläßt. Ein Zapfen 167 des Druckstücks 83 greift mit seitlichem SpieliXine Bohrung 168 des Dichtstücks 90 ein, um das Druckstück 83 in radialer Richtung gegenüber dem Dichtstück 90 zusätzlich zu führen.
• In Pig. 4 ragt ein Rand 170 des Körpers 100 in axialer Richtung über den Zylinderstopfen 135 hinaus. Mehrere über den Umfang des Randes 170 verteilte Zungen 173 sind nach ionen in Berührung mit der äußeren Stirnfläche des Zylinderstopfens 135 umgebogen und stellen für den Zylinderstopfen eine formschlüssige Sicherung in axialer Richtung dar. Dadurch kann ein zwischen den Zylinderstopfen und den Körper 100 eingebrachter Kleber 175 ohne die Gefahr von Relativverschiebungen zwischen dem Zylinderstopfen 135 und dem Rörper 100 gasdicht aushärten.
• In allen Ausführungsbeispielen begrenzt eine dem Ventilkörper 85 zugewandte Fläche 177 des Körpers 100 den Öffnungshub 159 des Überdruckventils 70.

Claims (1)

1. Patentansnrü.che 1. Überdruckventil für einen hydraulischen Grubenstempel, mit einem Gehäuse, einem Ventilsitz und einem in dem Gehäuse bewegbaren Ventilkörper, wobei zwischen dem Ventilkörper und dem Gehäuse ein den Ventilkörper in Schließrichtung vorspannendes Gaspolster angeordnet ist, das sich innerhalb eines Balgs befindet, der einerseits gegenüber dem Ventilkörper und andererseits gegenüber dem Gehäuse gasdicht abgedichtet ist, nach Patent,.....

   (Patentanmeldung P 25 37 052.9), dadurch gekennzeichnet, daß eine die Dehnung des Balgs (95) in axialer Richtung begrenzende Vorrichtung vorgesehen ist.

   2, Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung einen sich an dem Gehäuse (71) abstützenden, mit dem Balg (95) gasdicht verbundenen Körper (100) und ein mit einem Anschlag (111) an dem Körper (100) zusammenwirkendes, mit dem Ventilkörper (85) verbundenes Begrenzungselement (vgl, 107) aufweist.

   3, Überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (100) und das Begrenzungseletuent (vgl. 107) sich in einen Innenraum (117) des Balgs (95) erstrecken, daß in dem Körper (100) eine Kammer (103) vorgesehen ist, und daß sich das Begrenzungselement in die Kammer (103) hinein erstreckt.

   4, Überdruckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement als in den Ventilkörper (85) eingeschraubte Schraube (107) ausgebildet ist, die innerhalb der Kammer (103) einen mit dem Anschlag (111) zusammenwirkenden Bund (109) aufweist.

   5, ilberdruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (109) wenigstens eine axial gerichtete Durchbrechung (160) aufweist.

   6. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Ventilkörper (85) zugewandte Pläche (177) des Körpers (100) den Öffnungshub (159) des flberdruckventils (70) begrenzt, 7. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (103) ein üllventil (130) für das das Gaspolster bildende Druckgas mit einem gasdicht verschließbaren Einlaß (131) angeordnet ist.

   8. Überdruckventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllventil (130) einen einerseits mit einer Innenwand (105) der Kammer (103) und andererseits mit einem Dichtetempel (127) zusammenwirkenden Dichtungsring (125) aufweist, der durch eine Peder (721) in eine Dichtstellung vorgespannt ist, 9. Überdruckventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß(131) durch einen Zylinderstopfen (135) gasdicht verschließbar ist, der, z.B. durch Umbiegung eines angrenzenden Randes (170) des Körpers (100), in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist.

   10. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (100) in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse (71) verschiebbar geführt und an einem in das Gehäuse (71) eingeschraubten Schraubstopfen (143) abgestützt ist, 11. Uberdruckventil nach Anspruch 10, dadurch gkennzeichnet, daß der Körper (100) durch eine Axialnut (144) - Stift (146) - Anordnung vor Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse (71) gesichert ist, 12. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (85) ein mit.

   dem Ventilsitz (80) zusaminenwirkendes Dichtstück (90) und ein an dem Dichtstück (90) anliegendes, gasdicht mit dem Balg (95) verbundenes Druckstück (83) aufweist.

   13. Überdruckventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (83) in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse (71) verschiebbar geführt ist.

   14. Überdruckventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtstück (90) in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse (71) verschiebbar geführt ist, 15. Überdruckventil nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtstück (90) und das Druckstück (83) einander längs einer konischen oder kugeligen Ringfläche (165) berühren und in radialer Richtung durch eine Zapfen (167)-Bohrungs (168)-Verbindung gegenüber einander geführt sind.