DE3044368A1

DE3044368A1 - Dichtungsanordnung, insbesondere fuer ein druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE3044368A1
Application number: DE19803044368
Authority: DE
Inventors: Clemens 4322 Sprockhövel Ryzner
Original assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1982-06-16

Description

Dichtungsanordnung, insbesondere für ein Druckbegrenzungsventil

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere für ein Druckbegrenzungsventil, mit einem in einer Ringnut angeordneten Dichtungsring, der ein relativ zur Ringnut verschiebbares Element abdichtet.

Bei bekannten Dichtungsanordnungen dieser Art ist ein federbelasteter Stift in einer Bohrung verschiebbar, die mit der Ringnut mit Dichtungsring versehen ist, während der Stift eine Längs- und eine Querbohrung aufweist. Diese Bauweise wird bei Druckbegrenzungsventilen verwendet, die in Ventilkombinationen für hydraulisch betätigte Grubenstempel im Grubenausbau vorgesehen sind. Die Druckbegrenzungsventile sind hierbei im allgemeinen in I⁴OrIn von Einschraubpatronen ausgebildet, die auf einen Ansprechdruck zwischen 200 und 400 bar eingestellt werden. Da die in Frage kommenden Fluidströ'me nur relativ Klein sind und der zur Verfügung stehende Einbauraum begrenzt ist, werden als Schließkörper für diese Ventile längs- und querdurchbohrte Zylinderkörper vorgesehen, die durch elastische Dichtungen, wie O-Ringe oder Nutringe, abgedichtet sind. Beim Öffnungs- und Schließvorgang wird dabei die Dichtung von den Querbohrungen in dem stiftförmigen Schließkörper durchfahren, wodurch bereits nach wenigen Jüben Auswaschungen der Dichtung und des umgebenden Materials auftreten. Für die Funktion und Sicherheit des hydraulischen Grubenausbaus ist es aber unter anderem wesentlich, daß die Druckbegvsnzungsventile über eine lange Betriebsdauer funktionstüchtig und betriebssicher bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sich für die Dichtung eine höhere Lebensdauer ergibt und eine über eine lange Betriebsdauer zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet ist.

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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des An-Spruchs 1 gelöst. Die durchgehend glatte, also ohne Durch- . brechungen oder Querbohrungen versehene Oberfläche des relativ zur Dichtung verschiebbaren Elementes ergibt, daß die Dichtung während eines Verstellvorganges nur einmal von einer Rundung des verschiebbaren Elementes überfahren wird, wenn dieses die Dichtung freigibt, während bei der bekannten Bauweise mit einer Querbohrung in dem verschiebbaren Element die beiden Begrenzungsränder der-Querbohrung die Dichtung überfahren. Damit die Anlage des freiwerdenden Dichtungsringes in der Ringnut durch ein auströmehdes Fluid nicht gefährdet ist,wird der Dichtungsring durch Druckbeaufschlagung in der Ringnut anliegend gehalten. Beim Überfahren des Dichtungsringes durch das verschiebbare Element wird durch diese Druckbeaufschlagung , da die Rückseite des Dichtungsringes zum Teil nahezu drucklos ist, gewährleistet, daß der Dichtungsring nicht aus der Ringnut gedrückt und auch nicht beschädigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Überdruckpatrone und Fig. 2 in der Ansicht nach Fig. 1 eine Teildarstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Überdruckpatrone, die mittels eines Gehäuseteiles 1 in eine Ventilkombination oder in eine Rohrlei- tung einsetzbar öder einschraubbar ist. In dem Gehäuseteil 1. ist eine Längsbohrung 2 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Einschraubstutzens 3 im oberen Teil erweitert ist. Zwischen Gehäuseteil "ι und Eins chraub stutz en 3 ist ein Dichtungsring U

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vorgesehen. Der Einschraubstutzen 3 ist mit einer durchgehenden Längsbohrung 5 versehen, in der ein Stift 6 verschiebbar ist. Am oberen, aus dem Einschraubstutzen 3 herausragenden Ende des Stiftes 6 liegt eine stabförmige Federführung 7 an, auf deren Umfang eine Druckfeder 8 angeordnet ist. Diese Druckfeder 8 stützt sich einerseits an einer Ringschulter am unteren Ende der Federführung 7 und andererseits an.der oben liegenden Stirnwand einer Hülse 9 ab, die auf dem Einschraubstutzen 3 aufgeschraubt ist und mittels der die Kraft der Feder 8 eingestellt werden kann.

In der Stirnwand der. topfförmig ausgebildeten Hülse 9 ist eine Bohrung vorgesehen, durch welche die Federführung 7 nach außen ragt. Auf der Federführung 7, die den Ventilhub bzw. den Hub des Stiftes 6 voll mitmacht, sind am oberen Ende Markierungen 18 vorgesehen, so daß man den Einstelldruck und den Ansprechdruck des Ventils leicht ablesen kann.

Der den Schließkörper des Ventils bzw. der Überdruckpatrone bildende Stift 6 weist weder eine Längs- noch eine Querbohrung auf. In"derVFig. 1 dargestellten Schließstellung ist der Stift 6 nahe dem freien Ende von einem Dichtungsring 10 umschlossen, der in einer Ringnut 11 des Einschraubstutzens 3 angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführurigsbeispiel wird die Ringnut 11 auf einer Seite durch einen Ringkörper 12 begrenzt,der mittels eines Federringes 13 in der Bohrung des Einschraubstutzens 3 gehalten ist. Im oberen Abschnitt entspricht der Innendurchmesser des Ringkörpers 12 dem der Bohrung 5 im Einschraubstutzen, so daß. der Stift 6 in der Schließstellung den Dichtungsring 10 in-der Ringnut 11 vollständig einkammert. Der Stift 6 weist eine Oberfläche auf, die so behandelt ist, daß sie den Erfordernissen des verwendeten Dichtungsmaterial r. entspricht. Das untere, dem Druckraum zugewandte Ende des Stiftes ist besonders sorgfältig gestaltet, abgerundet und behandelt, weil dieses Ende Deim Ansprechen dos Ventils aus der, D3.ohti.mrcring 10 herausfährt und beim Absinken des Drucks unter den

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Ansprechdruck wieder d_en_Dichtungsring 10 überfahren muß, ohne diesen zu beschädigen. Das freie Ende des Stiftes 6 ist deshalb mit einem konischen Abschnitt versehen, der über eine Abrundung in den zylindrischen Abschnitt übergeht. Der Radius dieser Abrundung entspricht etwa dem halben Durchmesser des Stiftes 6.

Solange der im uruckr&um bzw. in der Bohrung 2 herrschende Druck niedriger als der Ansprechdruck des Ventils ist, der durch die mittels der Hülse 9 einstellbare Federspannung bestimmt wird, ist der Dichtungsring 10 vollständig in der durch die Umfangsfläche des zylindrischen Stiftes 6 begrenzten Ringnut. 11 eingeschlossen. Wenn der Druck den Ansprechdruck erreicht oder übersteigt, wird der Stift 6 entgegen der Kraft der Feder 8 angehoben, bis das untere, abgerundete Ende den Dichtungsring 10 · überfahren hat und eine im Einschraubstutzen 3 hinter dem Dichtungsring 10 angeordnete Querbohrung 14 freigegeben ist, die über fluchtende Querbohrungen 15 iru Gehäuseteil 1 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. In Fig. 2 ist die Öffnungsstellung des Stiftes 6 durch gestrichelte Linien angedeutet.

In der Öffnungsstellung liegt der Dichtungsring 10 auf der Innenseite frei und er ist dem durch die Bohrungen 5 und 14 strömenden Fluid ausgesetzt. Damit in diesem Zustand der Dichtungsring 10 nicht aus der Ringnut 11 herausgedrückt wird,wird - der Dichtungsring auf dem Außenumfang mit einem Druck beaufschlagt, der geringer ist als der auf der Innenseite anliegende Druck. Zu diesem Zweck ist auf der. Außenumfang der Ringnut 11 ein Ringkanal 16 ausgebildet, der über eine oder mehrere um den Umfang verteilte Bohrungen 17 mit der Querbohrung 14 im Einschraubstutzen 3 in Verbindung steht, in dem Atmosphärendruck bzw. ein geringerer Druck als im Druckraum auf der Innenseite des Ventils herrscht.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Ringkanal 16 in der dem Druckraum gegenüberliegenden Ecke der Ringnut 11 ausgebildet. Durch den

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Druck im Oruckraum wird der Dichtungsring 10 an die' obere Begrenzungswand der Ringnut 11 angedrückt, wobei er durch den oben liegenden Ringkanal 16 auch nach außen gezogen wird, während der untere Abschnitt des Dichtungsrings 10 sich etwas nach innen ent spannen kann, war, durch den auf der unteren Seite der Ringnut 11 anliegenden Druck begünstigt wird. Hierdurch erhält man ein konisches Aufklaffen des Dichtungsrings 10..

Dieses konische Aufklaffen des Dichtungsrings 10 wird durch einen etwa V-förmigen Querschnitt des Ringkanals 16 begünstigt, wobei eine Seite des Ringkanals 16 mit der oberen "Wand der Ringnut 11 in einer Ebene liegt und die andere Seitenwand des Ringkanals 16 schräg nach unten verläuft. Der obere Abschnitt der Ringnut 11 ist damit kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei der größte Durchmesser dieses kegelstumpfförmigen Abschnitts an der dem Druck abgewandten hinteren Begrenzungsfläche der Ringnut liegt.

Durch das konische bzw. kegelstumpf förmige Aufklaffen de=; Dichtungsringes 10" wird einerseits die Reibung an den Stift 6 vermindert und andererseits kann dieser bei der Schließbewegung, wenn der Druck im Druckraum nachläßt,.leichter in den Dichtungsring 10 einfädeln, ohne daß dieser herausgedrückt oder beschädigt wird.

Der kegelstumpfförmige Abschnitt der Ringnutt f1 kann sich auf der dem Druck abgewandten Seite etwa bis zur Hälfte der Ringnutbreite erstrecken. Es ist auch möglich, anstelle des dargestellten im Querschnitt ovalen Dichtungsringes 10 einen Dichtungsring mit mehr rechteckigem Querschnitt vorzusehen. .

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assirrann -*Dr."R. Kööni^sberger Dipl.-Pnys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAlSCHEr, PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PAl ENT. O F FICE

40/Zw
P 1778

Paul Pleiger, Maschinenfabrik, Witten Patentansprüche

M.) Dichtungsanordnung, insbesondere für ein Druckbegrenzungsventil, mit.einem in einer Ringnut angeordneten Dichtungsring, der ein relativ zur Ringnut verschiebbares Element abdichtet.

dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche des Elementes (6) durchgehend glatt ausgebildet ist und daß der Dichtungsring (10) bei Freigabe durch das verschiebbare Element (6) auf der der freiliegenden Seite gegenüberliegenden Seite mit einem niedrigeren Druck beaufschlagt ist als dem auf der freiliegenden Seite herrschenden Druck.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Druckraum abgewandten Seite'der· Ringnut (11) • ein Ringkanal (16) ausgebildet ist, in den eine radial dazu verlaufende Bohrung (17) mündet.
3· Dichtungsanordnung naUi Anspruch 2, dadurch gekeniazeichr.ru. daß der Ringkanal (16) auf der dem Druckraum gegenübe'-liegenden Seite eine kegelstumpffürmige Erweiterung de.· Γϊϊι- ·- nut (11) bildet.

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4. Dichtungsanordnung, insbesondere nach den vorhergehenden Ansprüchen, mit einem in einer Bohrung verschiebbaren zylindrischen Stift, dessen freies Ende von einem Druckmedium und dessen gegenüberliegendes Ende von einer Feder beaufschlagt ist, wobei die mit dem Dichtungsring versehene Ringnut in der Bohrung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (6) einen durchgehenden Vollquerschnitt aufweist und sein freies Ende abgerundet ist, und daß in der Verschieberichtung entgegen der Federkraft hinter der Ringnut (11) wenigstens eine radial verlaufende Bohrung (14) vorgesehen ist.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Ringnut (11) ausgebildete Ringkanal (16) mit der radial verlaufenden Bohrung (14) in Verbindung steht.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stift (6) eine stabförmige Federführung (7) anliegt, die durch eine Bohrung einer topfförmigen Hülse (9) ragt und mit Markierungen (10) versehen ist.