DE29921157U1

DE29921157U1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE29921157U1
Application number: DE29921157U
Authority: DE
Original assignee: DAMS GmbH
Current assignee: DAMS GmbH
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2009-12-02

Description

dmsh0036.003
Kl/co-sa

Rückschlagventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1, welches im untertägigen Bergbau für die Absicherung von hydraulischen Stempeln in Schreitausbaugestellen eingesetzt wird.

Nach dem Setzen des Stempels wird durch das Rückschlagventil verhindert, daß Hydraulikflüssigkeit unkontrolliert aus dem Hubraum des Hydraulikzylinders &iacgr;&ogr; entweichen kann. Zum Rauben des Stempels ist es notwendig, das Rückschlagventil aufsteuern zu können, um den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hubraum zu ermöglichen. Dies erfolgt bei dem gattungsgemäßen Rückschlagventil durch hydraulische Beaufschlagung des Steuerkolbens.

Ein technisches Problem ergibt sich daraus, daß beim Öffnen des Rückschlagventils Volumina mit stark unterschiedlichen Druckverhältnissen in Kontakt gebracht werden. Beim Setzen des Stempels wird der drucklose Hubraum mit dem Hochdruckanschluß des Hydrauliksystems verbunden; beim Rauben ist der unter Druck stehende Hubraum an die Rücklaufleitung gekoppelt. Dies führt dazu, daß das Hydraulikfluid mit großer Strömungsgeschwindigkeit durch das Rück-0 schlagventil fließt und somit wechselseitige Kräfte auf den Schließkörper ausgeübt werden. Dabei erfolgt der Druckabbau so plötzlich, daß der Schließkörper zu Schwingungen angeregt wird.

Zur Vermeidung der vorgeschilderten Erscheinungen ist es aus der DE 34 07 878 C1 bekannt, ein gattungsgemäßes Rückschlagventil derartig aus-5 zugestalten, daß auf der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite des Schließ-

körpers ein abgedichteter Schließkörperraum vorgesehen ist, der durch einen verengte Durchströmkanäle aufweisenden Drosselkörper mit dem an dem Hubraum des Stempels angeschlossenen Umlaufkanal im Ventilgehäuse verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß für die Schließbewegung des Schließkörpers Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselkörper verlangsamt in den Schließkörperraum strömen muß. Dadurch wird der Schließkörper von raschen Druckschwankungen im Hubraum stark entkoppelt und seine Bewegung wird entsprechend beruhigt und gedämpft. Die oben erwähnten Schwingungen werden also vermieden.

&iacgr;&ogr; Das bekannte Rückschlagventil weist allerdings eine Reihe von Nachteilen und Mängeln auf:

Ein wesentlicher Mangel beruht darauf, daß durch die Drosselung der Schließkörper nach dem Setzvorgang nur verlangsamt in die Schließstellung zurückkehrt, wodurch ein unerwünschter und schwer kontrollierbarer Druckabfall im is Hubraum des Stempels entstehen kann.

Bei den gängigen Hydraulikflüssigkeiten handelt es sich in der Regel um vergleichsweise niederviskose Fluide. Entsprechend müssen die Drosselkanäle einen extrem kleinen Durchmesser aufweisen, was einerseits fertigungstechnisch aufwendig ist, andererseits zu einem überaus empfindlichen Bauteil führt, welches leicht durch unvermeidbare Verunreinigungen in der Arbeitsflüssigkeit verstopft wird. Letzteres führt dann zu einem Totalausfall des Ventils.

Weiter nachteilig ist der allgemein hohe Fertigungsaufwand des Ventils, wobei insbesondere der senkrecht zur Achse des Ventileinsatzes angeordnete Drosselkörper zu nennen ist, welcher in einer paßgenauen Stufenbohrung beweglich gelagert ist und mit einer Feder gegen das Ventilgehäuse abgestützt wird. Es ergeben sich so eine Reihe von unabhängigen, teilweise filigranen Bauteilen, was insbesondere auch Revisionsarbeiten bei untertägigen Bedingungen stark erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben dargestellten Nachteile ein schnell schaltendes Rückschlagventil zu schaffen, das billig und einfach herzustellen ist und über ein geringes Baumaß verfügt.

Bei einem hydraulisch aufsteuerbaren Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Stempel von Ausbaugestellen im untertägigen Bergbau, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Schließkörper, der in Schließstellung von einer Ventilfeder belastet mit einer konischen Dichtfläche dichtend gegen einen konischen Dichtsitz anliegt und der von einem hydraulisch beaufschlagbaren Steuerkolben in die Öffnungsstellung verstellbar ist, wird diese Aufgabe dadurch

&iacgr;&ogr; gelöst, daß an dem Schließkörper ein in Schließrichtung über die Dichtfläche axial vorstehender Drosselansatz ausgebildet ist, der zur Innenwandung der Durchströmöffnung des Dichtsitzes einen ringförmigen Drosselspalt freiläßt.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß bei der Öffnung des Ventils die Arbeitsflüssigkeit zunächst verlangsamt durch den ringförmigen Drosselspalt am Schließkörper vorbeiströmt und somit für einen frühzeitigen teilweisen Druckausgleich zwischen jeweils der dem Hubraum zugewandten bzw. abgewandten Seite des Schließkörpers gesorgt wird. Auf diese Weise wird die vom einströmenden Fluid verursachte Bewegung des Schließkörpers wirksam beruhigt und gedämpft; die oben erwähnten Schwingungen werden vermieden. Sobald aber der Schließkörper ganz geöffnet hat, kann die Füllung des Hubraumes des Stempels mit maximaler Geschwindigkeit erfolgen. Gleichzeitig wird durch die Drosselung die Schließbewegung unterstützt, so daß das Ventil am Ende des Befüllvorganges verzögerungsfrei schließt, ohne daß es im Hubraum zu einem unerwünschten Druckabfall kommt.

Dadurch daß der verengte Drosselspalt nur so lange besteht bis der Schließkörper seine Öffnungsstellung voll erreicht hat, ist eine Verstopfung des Ventils vollständig auszuschließen.

Unter fertigungstechnischen Aspekten ist es gemäß Schutzanspruch 2 zweckmäßig, den Drosselansatz des Schließkörpers zylindrisch auszuführen. Ent-0 sprechend hat dann laut Schutzanspruch 3 die Durchströmöffnung einen hohlzylindrischen Querschnitt.

Zur Aufsteuerung des Rückschlagventils wird der Steuerkolben mit Druck beaufschlagt. Dieser kann zweckmäßigerweise über einen Stößel gemäß Schutzanspruch 4 am Schließkörper angreifen.

Nach Schutzanspruch 5 ist es besonders vorteilhaft, den Schließkörper auf dem Steuerstößel beweglich zu führen. Auf diese Weise werden zusätzliche Teile für die Lagerung des Schließkörpers eingespart und außerdem wird erreicht, daß alle wesentlichen Komponenten direkt miteinander verbunden sind, was Montage und Wartung stark vereinfacht. Um zur Aufsteuerung des Ventils Kraft vom Steuerkolben über den Steuerstößel auf den Schließkörper übertragen zu können, ist gemäß Schutzanspruch 6 am Steuerstößel ein Anschlag vorzusehen. Durch die den Steuerkolben nach Schutzanspruch 7 belastende Feder wird der Steuerkolben samt Steuerstößel in die Ausgangslage zurückgestellt.

Aus Schutzanspruch 8 ergibt sich der Vorteil, daß die Ausgestaltung des Rückschlagventils als Ventileinsatz in einem Ventilgehäuse eine besonders einfache

is Montage und Revision gestattet. Insbesondere kann sehr schnell vor Ort ein Defekt behoben werden, in dem lediglich der Ventileinsatz ausgewechselt wird, während das Ventilgehäuse eingebaut und mit der übrigen Hydraulikanlage verbunden bleibt. Darüber hinaus wird so eine einheitliche, modulare Produktlinie von Hydraulikkomponenten ermöglicht, wobei zum Beispiel gleichartige Ge-0 häuse für verschiedene Anwendungszwecke lediglich durch Austausch der Einsätze genutzt werden können. Zweckmäßigerweise werden dann alle Bauelemente des Rückschlagventils in dem Ventileinsatz ausgeführt, insbesondere auch nach Schutzanspruch 9 der Dichtsitz des Schließkörpers und die zugehörige Durchströmöffnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Einen Längsschnitt durch ein Rückschlagventil
gemäß der Erfindung in der Befüllstellung;

Fig. 2: Das in Figur 1 dargestellte Ventil in der

Schließstellung;

Fig. 3: Das in Figur 1 dargestellte Ventil in der auf

gesteuerten Stellung.

In der Zeichnung ist der Schließkörper des Ventiles mit dem Bezugzeichen 1 bezeichnet. Dieser Schließkörper 1 ist entlang einem Steuerstößel 2 gegen die Kraft einer Ventilfeder 3 verschiebbar, die den Schließkörper 1 gegen einen Dichtsitz 4 verschiebt. Dabei ist der Schließkörper 1 gegen den Steuerstößel 2 durch einen Dichtungsring 4a abgedichtet.

Der Schließkörper 1 ist mit einem axial in Schließrichtung vorstehenden, zylindrischen Drosselansatz 5 versehen, der beim Schließvorgang in eine im Dichtsitz 4 angeordnete Durchströmöffnung 6 eintaucht und dabei mit dieser einen engen Drosselspalt bildet.

Der Steuerstößel 2 ist an seiner dem Schließkörper 1 gegenüberliegenden Seite mit einem zur Betätigung dienenden Steuerkolben 7 verbunden und ist in seinem Längen Bereich mit einem Anschlagbund 18 versehen, über den er in is axialer Richtung auf den Schließkörper 1 einwirkt. Weiterhin ist eine Rückstellfeder 9 vorgesehen die den Steuerkolben 7 und damit auch den Steuerstößel 2 in die Schließstellung zurückstellt.

Das gesamte Rückschlagventil ist in Art einer Patrone ausgebildet, die in ein Ventilgehäuse 10 eingeschraubt ist. Dieses Ventilgehäuse 10 weist einen an den abzusperrenden Druckraum anschließbaren Druckanschluß 11, einen Steueranschluß 12 sowie einen wechselweise an eine Hochdruckleitung oder eine Rücklaufleitung anschließbaren Druckanschluß 13 auf.

Das in der Zeichnung beschriebene Rückschlagventil arbeitet wie folgt:

Wie aus den Druckpfeilen in Figur 1 ersichtlich ist, wird beim Befüllen des abzu-5 sperrenden Druckraumes der Druckanschluß 13 mit Druckmedium beaufschlagt. Der Steueranschluß 12 ist demgegenüber entlastet. Der in Öffnungsrichtung auf den Schließkörper 1 einwirkende Druck verschiebt den Schließkörper 1 gegen die Kraft der Feder 3 in die Öffnungsstellung, so daß das Druckmedium zum Druckanschluß 11 und von dort in den abzusperrenden Druckraum fließt.

Wird die Druckbeaufschlagung des Druckanschlusses 13 unterbrochen, kehrt das Rückschlagventil in die in Figur 2 dargestellte Schließstellung zurück. Um von der in Figur 1 dargestellten Befüllstellung in die Figur 2 dargestellte Schließstellung zu gelangen wird der Schließkörper 1 unter Einwirkung der Feder 3 in Richtung auf die Schließstellung verschoben. Dieser Verschiebevorgang wird durch den am Druckanschluß 11 anstehenden Druck unterstützt. Während des Schließvorganges taucht vor Erreichen der Schließstellung der axial vorstehende Drosselansatz 5 des Schließkörpers 1 in die Durchströmöffnung 6 des Dichtsitzes 4 ein und bildet mit diesem zusammen einen engen Drosselspalt, &iacgr;&ogr; durch welchen der Druckmittelstrom vor Erreichen der Schließstellung intensiv gedrosselt wird. Durch diese Drosselung ergibt sich zugleich eine Dämpfung der Bewegungsvorgänge, so daß der Schließkörper 1 ohne in unkontrollierbare Schwingungen zu geraten, auf dem Dichtsitz 4 aufsetzt.

Zum Aufsteuern des Rückschlagventil (vergleiche Figur 3) wird der

is Steueranschluß 12 mit Druck beaufschlagt und zugleich der Druckanschluß 13 mit einer Rücklaufleitung verbunden. Hierdurch werden der Steuerkolben 7 und der mit diesem verbundende Ventilstößel 8 unter Kompression der Feder 9 in Öffnungsrichtung des Schließkörpers 1 verschoben. Dabei schlägt der Anschlagbund 8 an dem Schließkörper 1 an und verschiebt diesen in die 0 Öffnungsstellung, so daß das Druckmedium aus dem abzusperrenden Druckraum über den Druckanschluß 13, die Durchströmöffnung 6 und den Druckanschluß 13 abfließen kann.

Claims

1. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Stempel von Ausbaugestellen im untertägigen Bergbau, mit einem in einem Ventilgehäuse (10) angeordneten Schließkörper (1), der in Schließstellung von einer Ventilfeder (3) belastet mit einer konischen Dichtfläche dichtend gegen einen konischen Dichtsitz (4) anliegt, und der von einem hydraulisch beaufschlagbaren Steuerkolben (7) in die Öffnungsstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schließkörper (1) eine in Schließrichtung über die Dichtfläche axial vorstehender Drosselansatz (5) ausgebildet ist, der zur Innenwandung der Durchströmöffnung (6) des Dichtsitzes (4) einen ringförmigen Drosselspalt freiläßt.

2. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselansatz (5) zylindrisch ist.

3. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnung (6) einen hohlzylindrischen Abschnitt hat.

4. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (7) einen gegen den Schließkörper (1) gerichteten Steuerstößel (2) aufweist.

5. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (1) auf dem Steuerstößel (2) beweglich gelagert ist und durch einen Dichtring (4a) gegen diesen abgedichtet ist.

6. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstößel (2) einen auf den Schließkörper (1) einwirkenden Anschlagbund (8) aufweist.

7. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (7) in Schließrichtung (1) des Schließkörpers mit einer Feder (9) belastet ist.

8. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Patrone ausgebildet ist und in ein Ventilgehäuse (10) einschraubbar ist.

9. Hydraulisch aufsteuerbares Rückschlagventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtsitz (4) und Durchströmöffnung (6) in der Patrone ausgebildet sind.