DE3402110A1

DE3402110A1 - Hydraulisch entsperrbares rueckschlagventil fuer hydraulische hochdrucksysteme, insbesondere fuer ausbausysteme in bergbau-untertagebetrieben

Info

Publication number: DE3402110A1
Application number: DE19843402110
Authority: DE
Inventors: Michael 4618 Kamen Dettmers; Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1984-01-21
Filing date: 1984-01-21
Publication date: 1985-07-25
Also published as: DE3402110C2

Description

Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil für hydraulische
Hochdrucksysteme, insbesondere für Ausbausysteme in Bergbau-Untertagebetrieben Die Erfindung betrifft ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil für hydraulische Hochdrucksysteme, mit einem die Eingangsseite gegenüber der Ausgangs seite absperrenden Schließglied, welches von einem Ansteuerkolben gegen die Rückstellkraft einer Feder von seinem Ventilsitz abhebbar ist.
Bei hydraulischen Ausbausteuerungen und sonstigen Hochdrucksystemen kommen als Halteventile für unter Last stehende Zylinder meist leckölfrei abschließende Sitzventile zum Einsatz. Diese Sitzventile werden auch verwendet, um eine Druckleitung in eine Richtung abzuschließen. Als Sitzventile finden häufig federbelastete Kugelrückschlagvfnt ilc Verwen(1 nrJ.
Es ist z. B. durch die DE-OS 31 11 435 bekannt, diese Kugelrückschlagventile als hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile auszuführen. Diese Rückschlagventile sind mit einem Ansteuerkolben ausgerüstet, der durch hydraulischen Steuerdruck beaufschlagbar ist und mit seinem Stößel die Ventilkugel des Rückschlagventils von ihrem Sitz abhebt. Dadurch wird die Verbindung zwischen der Eingangs- und der Ausgangs seite des Kugelrückschlagventils freigegeben.
Nachteilig bei derartigen entsperrbaren Kugelrückschlagventilen ist vor allem, daß das Schließglied nicht nur durch die definierte Kraft einer Feder auf seinen Ventilsitz gedrückt wird, sondern zusätzlich durch die unter Druck stehenden Arbeitszylinder bzw. deren Auflast über das Druckmedium beaufschlagt wird. Der zum Offnen des Rückschlagventiles nötige Ansteuerdruck ist folglich in hohem Maße von der Auflast der abgesicherten Arbeitszylinder, d. h.
von dem eingangsseitig anstehenden Flüssigkeitsdruck, abhängig.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Mangel zu beseitigen und ein entsperrbares Rückschlagventil der vorgenannten Gattung so auszubilden, daß der zum Öffnen des Ventiles notwendige Ansteuerdruck unabhängig von dem eingangsseitig am Ventil anstehenden Druck konstant bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Ansteuerkolben und dem Schließglied ein Druckausgleichskolben eingeschaltet ist, dessen Ringraum über eine Leitung mit der Eingangsseite des Rückschlagventiles in Verbindung steht.
Bei einer solchen Ausgestaltung des Rückschlagventiles wird der auf das Schließglied wirkenden Kraft, die wie vorbeschrieben vom eingangsseitig am Ventil anstehenden Flüssigkeitsdruck abhängig ist, über den Druckausgleichskolben eine gleich oder ähnlich große Kraft entgegengesetzt.
Das bedeutet, je höher die Auflast auf die Arbeitszylinder bzw.
der Druck einer Hochdruckpumpe und somit die Anpreßkraft des Schließgliedes auf seinen Ventilsitz, desto größer wird die mittels des Ausgleichskolbens auf das Schließglied wirkende Gegenkraft. Vorteilhafterweise ist die druckbeaufschlagte Ringfläche des Druckausgleichskolbens so dimensioniert, daß sie gleich der wirksamen Druckfläche des Schließgliedes ist. In diesem Fall heben sich die durch den Hochdruck auf das Schließglied einwirkenden Kräfte auf und das Schließglied wird lediglich durch die Rückstellkraft seiner Ventilfeder auf den Ventilsitz gedrückt.
Der zwischen dem Schließglied und dem Ansteuerkolben angeordnete Druckausgleichszylinder gleitet in einer gestuften Zentralbohrung des Ventilkörpers. Der Druckausgleichskolben weist zwei Stößel auf, von denen einer gegen das Schließglied drückt, während der gegenüberliegende Stößel vom Ansteuerkolben beaufschlagbar ist.
Der Ansteuerkolben ist ebenfalls in dieser Zentralbohrung des Ventilgehäuses geführt und wird mit Hilfe einer Kolbenfeder in einer Ausgangslage gehalten, in der das Rückschlagventil geschlossen ist.
über eine separate Steuerleitung kann der Ansteuerkolben mit Druck beaufschlagt werden. Eventuelle am Steuerkolben oder Ausgleichskolben auftretende Leckölströme werden über eine zusätzliche Rücklauf leitung abgeführt.
Eine weitere Ausgestaltungsform sieht vor, das hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil mit einem integrierten Wegeventil auszustatten. In diesem Fall weist der Ansteuerkolben eine axiale Bohrung auf, die endseitig verschlossen ist. Von dieser axialen Bohrung gehen Radialbohrungen ab. Im Ventilgehäuse bzw. in entsprecher den Einsätzen sind Ringkanäle angeordnet, die in Ausgangsstellung des Ansteuerkolbens, d. h. im geschlossenen Zustand des Rückschlagventiles die Ringkanäle miteinander verbinden. In dieser Schaltstellung ist beispielsweise ein Verbraucher mit der Druckstelle verbunden.
Bei Druckbeaufschlagung des Ansteuerkolbens, d. h. bei geöffnetem Rückschlagventil, wird ein Ringkanal mit der Rücklaufleitung verbunden. In diesem Fall ist der Verbraucher mit der Rücklaufleitung kurzgeschlossen. Bei dem Zusatzventil handelt es sich folglich um ein 3/2-Wegeventil.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in den Figuren 1 und 2 schematisch gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert: Die dargestellten hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile weisen ein Ventilgehäuse 1 mit einer mehrfach gestuften axialen Gehäusebohrung auf, welche die verschiedenen Funktionsteile des Ventiles aufnimmt. Das Ventil ist als Kugelrückschlagventil ausgebildet. Seine das Schließglied 2 bildende Ventilkugel wird von einer Feder 3 in seiner Schließlage am Ventilsitz 4 gehalten. Der die Ventilfeder 3 aufnehmende Raum des Ventilgehäuses stellt die Eingangsseite des Rückschlagventiles 5 dar und ist über eine hydraulische Hochdruckleitung 6 entweder mit den Arbeitsräumen nicht dargestellter Arbeitszylinder oder mit der Ausgangsseite einer ebenfalls nicht dargestellten Hydraulikquelle verbunden.
Der über die Leitung 6 angeförderte Hydraulikstrom verläßt bei abgehobenem Schließglied 2, d. h. bei geöffnetem Ventil, das Rückschlagventil über eine Hydraulikleitung 7.
Der Ringraum 8 des Druckausgleichskolbens 9 ist über eine Leitung 10 an die Hochdruckleitung 6 angeschlossen. Der Druckausgleichskolben 9, der abgedichtet in einer Bohrung des Ventilgehäuses 1 gleitet, drückt mit seinem Stößel 11 gegen das Schließglied 2.
Die druckbeaufschlagte Kolbenringfläche 12 des Druckausgleichskolbens 9 weist vorzugsweise die gleiche Druckfläche auf wie die am Schließglied 2 wirksame Druckfläche A. An seinem dem Stößel 11 gegenüberliegenden Ende weist der Druckausgleichskolben 9 einen weiteren Stößel 13 auf, der durch den Ansteuerkolben 14 beaufschlagbar ist.
Der Ansteuerkolben 14 kann über die Ansteuerleitung 15 mit Druck beaufschlagt werden. In Ausgangsstellung wird der Ansteuerkolben 14 durch die Kolbenfeder 16 in eine Endlage gedrückt, in der das Kugelrückschlagventil (5) geschlossen ist.
Wenngleich der Stößel 13 durch Packungen 17 oder dgl. ebenso in seiner Führung abgedichtet ist wie der Ansteuerkolben 14 durch Dichtmittel 18, sind Leckagen nicht völlig zu vermeiden. Diese Leckagen werden über eine Leckölleitung 19 abgeführt.
Die Figur 2 zeigt das vorbeschriebene ansteuerbare Kugelrückschlagventil 5 mit einem integriertem Wegeventil. Der Ansteuerkolben 14 ist mit einer axialen Bohrung 20 ausgestattet, die endseitig verschlossen ist. Von dieser axialen Bohrung 20 gehen radiale Bohrungen 21, 22 ab. Im Ventilgehäuse 1 bzw. entsprechenden Einsätzen sind Ringkanäle 23, 24 angeordnet, die mit Hydraulikleitungen 25 bzw. 26 verbunden sind.
In Schließstellung des Kolbenrückschlagventiles, d. h. bei unbeaufschlagtem Ansteuerkolben 14, ist die Hydraulikleitung 25 über den Ringkanal 24 und die Bohrungen 20, 21, 22 sowie den Ringkanal 23 an die Hydraulikleitung 26 angeschlossen.
Bei geöffnetem Rückschlagventil ist die Leitung 26 über die Bohrungen 20, 21, 22 im Ansteuerkolben 14 mit der Rücklauf leitung 19 verbunden.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil für hydraulische Hochdrucksysteme, mit einem die Eingangsseite gegenüber der Ausgangsseite absperrenden Schließglied, welches von einem Ansteuerkolben gegen die Rückstellkraft einer Feder von seinem Ventilsitz abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ansteuerkolben (14) und dem Schließglied (2) ein Druckausgleichskolben (9) eingeschaltet ist, dessen Ringraum (8) über eine Leitung (10) mit der Eingangsseite des Rückschlagventiles (5) in Verbindung steht.
2. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbeaufschlagte Ringfläche (12) des Druckausgleichskolbens (9) etwa der Druckfläche (A) des Schließgliedes (2) entspricht.
3. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichskolben (9) einen Stößel (11) zum Ansteuern des Schließgliedes (2) aufweist und über einen weiteren Stößel (13) vom Ansteuerkolben (14) beaufschlagbar ist.
4. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerkolben (14) durch eine Kolbenfeder (16) in eine Endlage gedrückt wird.
5. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerkolben (14) mit einer endseitig verschlossenen Axialbohrung (20) und Radialbohrungen (21, 22) versehen ist.
6. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (1) oder entsprechenden Einbauteilen Ringkanäle (23, 24) angeordnet sind, in die hydraulische Leitungen (25 bzw. 26) münden.
7. Hydraulisches Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Rückschlagventil die Hydraulikleitung (25) über die Bohrungen (20, 21, 22) und die Ringkanäle (23, 24) mit der Hydraulikleitung (26) verbunden ist.
8. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Rückschlagventil die Hydraulikleitung (26) mit einer Rücklaufleitung (19) verbunden ist.
9. Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerkolben (14) durch Dichtringe (18) abgedichtet ist.