DE3407878C1

DE3407878C1 - Rueckschlagventil fuer die Stempel von Schreitausbaugestellen

Info

Publication number: DE3407878C1
Application number: DE3407878A
Authority: DE
Inventors: Jochem 5600 Wuppertal Hartleb; Karl Krieger; Werner Ing.(grad.) 4630 Bochum Reinelt
Original assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal GmbH; Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1985-06-27
Also published as: HU192333B; CS116185A2; CS270415B2; GB2155154B; US4597557A; ZA851620B; GB8504771D0; GB2155154A; HUT39495A

Description

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Vereins, Nr. 91, Dezember 1973, S. 5, ist ein hydraulisch können.

entsperrbares Rückschlagventil bekannt, bei dem Ent- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Spannungsschläge beim Aufsteuern des Rückschlagven- Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher ertils durch eine stufenlose Querschnittsveränderung im läutert. Die Zeichnung zeigt ein hydraulisch entsperrba-Hubbereich eines Drosselkonus weitgehend vermieden 5 res, druckausgeglichenes Rückschlagventil im Längswerden sollen. Nachteilig ist, daß der Drosselkonus den schnitt.

Durchströmquerschnitt des Ventils sehr verengt, so daß Das mit 1 bezeichnete Ventilgehäuse ist mit einer

die Dichtflächen starkem Verschleiß ausgesetzt sind. durch einen Deckel 2 verschlossenen Innenbohrung 3

Mit einem maximalen Durchflußstrom von 40 l/min ist zur Aufnahme von einem Ventileinsatz 4 und einer Füh-

das Ventil auch nur zur Absicherung von Stempeln mit 10 rungshülse 5 für einen Steuerkolben 6 versehen. Zwi-

relativ kleinen Querschnittsflächen geeignet. Die in die sehen dem Ventileinsatz 4 und der Führungshülse 5 ist

Mantelfläche des Schließkörpers eingebrachte »Dros- ein Ventilsitz 7 angeordnet, auf dem ein hohlzylindrisch

selbohrung« ist für die Funktion von serienmäßig herge- ausgebildeter Schließkörper 8 mit einer konischen

stellen Ventilen praktisch ohne Belang, weil der zwi- Dichtfläche abdichtend aufliegt.

sehen Schließkörper und Ventileinsatz gebildete Spalt 15 Der Schließkörper 8 ist mit seiner Mantelfläche in

infolge fertigungsbedingter Toleranzen einen weitaus dem Ventileinsatz 4 längsverschiebbar geführt und

größeren Querschnitt als die Bohrung selbst aufweist. durch eine O-Ring-Abdichtung 9 abgedichtet. Eine in

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein aus einfachen den Schließkörper 8 eingesetzte und am Ventileinsatz 4

Bauteilen zusammengesetztes, druckausgeglichenes, hy- abgestützte Ventilfeder 10 belastet den Schließkörper 8

draulisch entsperrbares Rückschlagventil so auszubil- 20 in Schließrichtung und drückt ihn auf den Ventilsitz 7.

den, daß der Schließkörper durch Entspannungsschläge Mit 11 wird der Raum im Ventileinsatz 4 bezeichnet, in

nicht in starke Schwingungen versetzt wird. den der Schließkörper 8 eingesetzt ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Im Ventileinsatz 4 befindet sich oberhalb des Schließ-

Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst. Die vor- körperraumes 11 eine radial gerichtete Stufenbohrung

teilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen- 25 12 und eine in der Längsachse des Ventils verlaufende

stand der Unteransprüche. Stichbohrung 13, welche den Schließkörperraum 11 mit

Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil ist der dem abgesetzten Ende der Stufenbohrung 12 verbindet. Schließkörper mit der Mantelfläche am Ventileinsatz Diese mündet in einen breiten Umlaufkanal 14 an der abgedichtet. Die im abgedichteten Schließkörperraum äußeren Mantelfläche des Ventileinsatzes 4.
anstehende Druckflüssigkeit wird beim Öffnen des 30 In die Stufenbohrung 12 ist ein in den Außenabmes-Schließkörpers über die weiten Querschnitte der sungen angepaßter Drosselkörper 15 eingesetzt und Durchströmkanäle im Drosselkörper in den zum Rück- von einer an dem Ventilgehäuse 1 abgestützten Feder lauf geöffneten Umlaufkanal verdrängt. Der öffnungs- 16 belastet. Der Drosselkörper 15 ist von kreuzförmig Vorgang wird von der Abdichtung in keiner Weise be- verlaufenden Durchströmkanälen 17, 18, 19 durchsetzt, einträchtigt, weil auf beiden Seiten des Schließkörpers 35 von denen der Querkanal 17 und der in die Stichboh- und des Drosselkörpers ein Druckausgleich stattfindet. rung 13 auslaufende Längskanal 18 gleich große und im Der Drosselkörper wird von der Feder in die Ausneh- Verhältnis zu dem sich an 18 anschließenden Längskamung zurückgedrückt, so daß die Querbohrungen wie- nal 19 weite Durchströmquerschnitte aufweisen. Der der abgedeckt sind. Der Umlaufkanal ist dann nur noch Längskanal 19 hat einen drosseiförmig verengten Querüber den drosseiförmig verengten Längskanal mit dem 40 schnitt. Der Drosselkörper 15 kann beim öffnen des abgedichteten Schließkörperraum verbunden. Ein vom Schließkörpers 8 von der aus dem Schließkörperraum Hubraum des Stempels ausgehender Entspannungs- 11 austretenden Druckflüssigkeit in der Stufenbohrung schlag beim öffnen des Ventils trifft auf den derart in 12 gegen die Kraft der Feder 16 verschoben werden, der Öffnungsstellung gehaltenen Schließkörper. Der wobei der im abgesetzten Abschnitt des Drosselkörpers einsetzende Flüssigkeitsschwall wirkt sich über die ver- 45 15 angeordnete Querkanal 17 in den erweiterten Abengte Längsbohrung im Drosselkörper nicht unmittel- schnitt der Stufenbohrung 12 eintritt,
bar, sondern nur zeitlich verzögert aus, so daß eine Ver- Ein mit dem Rückschlagventil abgesicherter Stempel Schiebung des Schließkörpers in Schließrichtung nicht 20 eines Schreitausbaugestells ist mit zwei 3/2-Wegestattfindet. Umgekehrt verhindert die im Schließkörper- ventilen 21, 22 verbunden, die den Hubraum und den raum zwischen Schließkörper und Drosselkörper einge- 50 Ringraum des Stempels 20 wechselseitig mit einer schlossene Druckflüssigkeit eine durch plötzlichen Hochdruckleitung P und einer Rücklaufleitung T ver-Druckanstieg hervorgerufene Verschiebung in die Ge- binden. Mit dem 3/2-Wegeventil 21 wird Druckflüssiggenrichtung, keit aus der Hochdruckleitung P zu der Eintrittsöffnung

Die Erfindung nutzt die im Schließkörperraum anste- 23 im Ventilgehäuse 1 geleitet. Die Druckflüssigkeit hende Druckflüssigkeit zur Beruhigung des geöffneten 55 strömt an dem gegen die Kraft der Ventilfeder 10 vom Schließkörpers bei Entspannungsschlägen. Das Rück- Ventilsitz 7 angehobenen Schließkörper 8 vorbei und schlagventil eignet sich insbesondere für niederviskose durch Schrägbohrungen 24 in den Umlaufkanal 14 und HFA-Flüssigkeiten, weil über den Drosselkörper nur verläßt das Rückschlagventil über die Austrittsöffnung eine geringe Menge Druckflüssigkeit ausgetauscht wird. 25 zum Hubraum des Stempels 20. Beim Ausfahren des Durch die verengte Längsbohrung des ohne Abdich- eo Stempels 20 wird Druckflüssigkeit aus dessen Ringraum tung in den Ventileinsatz eingesetzten Drosselkörpers verdrängt und über das 3/2-Wegeventil 22 in die Rückfindet bei Entspannungsschlägen ohnehin so gut wie laufleitung Tausgeschoben.

kein Flüssigkeitsaustausch, sondern nur ein Druckaus- Nach dem Setzen des Stempels 20 ruht der Schließgleich statt. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ar- körper 8 des Rückschlagventils wieder auf dem Ventilbeitet daher sehr zuverlässig. Die Bauweise ist einfach 65 sitz 7. Dadurch ist der Hubraum des Stempels 20 zu dem und ohne jeden Einfluß auf die Gestaltung des Schließ- in der Nullstellung zur Rücklaufleitung T geöffneten körpers sowie des Ventilsitzes, die uneingeschränkt auf 3/2-Wegeventil 21 abgesichert. Der Hubraum des Stemdie gewünschte Durchflußmenge ausgelegt werden pels 20 ist weiterhin durch ein Druckbegrenzungsventil

29 gegen Auflastungen aus dem Hangenden abgesichert.

Beim Rauben wird mit dem 3/2-Wegeventil 22 Druckflüssigkeit aus der Hochdruckleitung P zum Ringraum des Stempels 20 und gleichzeitig zum Steueranschluß 26 im Ventilgehäuse 1 des Rückschlagventils geleitet. Der mit Druckflüssigkeit beaufschlagte Steuerkolben 6 wird gegen die Feder 27 verschoben, wobei der mit dem Steuerkolben 6 verbundene Steuerstößel 28 den Schließkörper 8 gegen die Kraft der Ventilfeder 10 vom Ventilsitz 7 abhebt. Aus dem Schließkörperraum 11 wird durch die Stichbohrung 13 etwas Druckflüssigkeit verdrängt, die den Drosselkörper 15 gegen die Feder 16 verschiebt, so daß sie über den Querkanal 17 und den Längskanal 18 in den Umlauf kanal 14 abläuft. Der Drosselkörper 15 wird alsbald von der Feder 16 in die Stufenbohrung 12 zurückgedrückt, so daß der Schließkörperraum 11 nur noch über den im Querschnitt gedrosselten Längskanal 19 mit dem Umlaufkanal 14 in direkter Verbindung steht. Die nach der Einleitung des Raubvorgangs durch die Austrittsöffnung 25 zurückströmende Druckflüssigkeit kann daher nicht unmittelbar auf die dem Ventilsitz 7 abgewandte Druckfläche des Schließkörpers 8 einwirken und diesen in Schwingungen versetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Die Erfindung betrifft ein hydraulisch .steuerbares Patentansprüche: Rückschlagventil für die Stempel von Schreitausbaugestellen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

1. Hydraulisch steuerbares Rückschlagventil für Aus der DE-AS 28 30 510 ist eine Ventilanordnung die Stempel von Schreitausbaugestellen mit einem 5 zum Setzen eines hydraulischen Stempels bekannt, bei im Ventilgehäuse in einem Ventileinsatz angeordnc- der der Hubraum des Stempels durch ein hydraulisch ten und an einer konischen Dichtfläche auf einem entsperrbares Rückschlagventil abgesichert ist. Als Ventilsitz aufliegenden, zylindrischen Schließkörper, Schließkörper ist ein federbelasteter Ventilkegel vorgeder von einer Ventilfeder in der Schließstellung bela- sehen, der mit einer zylindrischen Mantelfläche im Venstet und der im Wirkungsbereich einer Drossel von 10 tilgehäuse geführt und von einem hydraulisch beaufeinem hydraulisch beaufschlagbaren Steuerkolben schlagbaren Steuerkolben mit einem Steuerstößel in die über einen Steuerstößel in die Öffnungsstellung ver- Öffnungsstellung verstellbar ist. Beim Setzen des Sternstellbar ist, wobei der Hubraum und der Ringraum pels wird der Schließkörper von der aus der Hochdruckdes Stempels wechselseitig mit je einem 3/2-Wege- leitung einströmenden Druckflüssigkeit gegen die Kraft ventil an eine Hochdruck- und an eine Rücklauflei- 15 der Ventilfeder in die Öffnungsstellung verschoben. In tung angeschlossen sind, der Hubraum des Stempels umgekehrter Richtung strömt die Druckflüssigkeit zudurch das Rückschlagventil abgesichert und der rück, wenn der Schließkörper beim Rauben des Stem-Steuerkolben zum Öffnen des Schließkörpers pels durch den Steuerkolben bzw. Steuerstößel vom gleichzeitig mit der Ringfläche des Stempels hydrau- Ventilsitz abgehoben wird. Mit dieser vorbekannten lisch beaufschlagbar ist, gekennzeichnet 20 Ventilanordnung wird das weiterhin an den Hubraum durch folgende Merkmale: des Stempels angeschlossene Druckbegrenzungsventil

bei Beginn des Setzvorganges mit einem druckgesteuer-

a) zwischen der Mantelfläche des Schließkörpers ten 2/2-Wegeventil von der Hochdruckleitung getrennt (8) und der sie führenden Umfangsfläche des und nach beendetem Setzvorgang wieder damit verbun-Ventileinsatzes (4) ist eine Dichtung (9) vorge- 25 den. Zum Schließen des Ventils wird der Druckraum sehen; über dem Steuerkolben des Ventils mit Druckflüssigkeit

b) der abgedichtete Schließkörperraum (11) im beaufschlagt. Um eine schlag-oder stoßartige Druckbe-Ventileinsatz (4) auf der dem Ventilsitz (7) ge- aufschlagung des Druckbegrenzungsventils zu vermeigenüberliegenden Seite des Schließkörpers (8) den, ist in der Druckmittelleitung zum Druckraum des ist durch einen Durchströmkanäle (17—19) auf- 30 Steuerkolbens eine Drosselstelle vorgesehen,
weisenden Drosselkörper (15) mit dem durch In der DE-PS 30 48 229 ist ein Rückschlagventil mit den Schließkörper (8) in der Schließstellung ab- einem im Querschnitt stufenförmig abgesetzten Steuergedichteten, an den Hubraum des Stempels (20) kolben und einem parallel dazu angeordneten Öffangeschlossenen Umlaufkanal (14) im Ventilge- nungsventil beschrieben, das zwischen dem den Steuerhäuse (1) verbunden. 35 kolben einerseits begrenzenden Ringraum und den zum

Hubraum des Stempels führenden Strömungsweg ein-

2. Hydraulisch steuerbares Rückschlagventil nach gegliedert ist. Nach dem Setzen des Stempels sind auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dros- beiden Seiten des Steuerkolbens gleich große Flächen selkörper (15) in einer radialen Stufenbohrung (12) beaufschlagt, so daß ein Druckausgleich erzielt und ein des Ventileinsatzes (4) angeordnet und mit kreuzför- 40 ungewolltes öffnen des Schließkörpers vermieden wird, mig verlaufenden Durchströmkanälen (17, 18, 19) Beim Rauben des Stempels wird der Stempel mit Hilfe versehen ist, von denen der vom Querkanal (17) aus- des Absperrventils auf unterschiedlichen Wirkflächen gehende, in den Umlaufkanal (14) einmündende mit Steuerdruckflüssigkeit und mit der zum Rücklauf Längskanal (19) eine drosseiförmig verengten Quer- abströmenden Druckflüssigkeit aus dem Stempel belaschnitt aufweist. 45 stet. Auf diese Weise sollen die Auswirkungen von Ent-

3. Hydraulisch steuerbares Rückschlagventil nach Spannungsschlägen gedämpft werden, die beim Aufden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, steuern des Rückschlagventils von der in großer Menge daß der Drosselkörper (15) unter der Wirkung einer und mit hoher Geschwindigkeit aus dem Stempel in die am Ventilgehäuse (1) abgestützten Feder (16) mit Rücklaufleitung abströmenden Druckflüssigkeit verurdem Querkanal (17) in den verengten Abschnitt der 50 sacht werden. Durch den plötzlichen Druckabfall und Stufenbohrung (12) eintaucht. die wechselseitige Druckwirkung auf den Steuerkolben

4. Hydraulisch steuerbares Rückschlagventil nach werden heftige Druckschwankungen mit starken den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, Druckspitzen hervorgerufen. Druckschwingungen mit daß der abgedichtete Schließkörperraum (11) im Frequenzen bis zu 2000 Hz bringen das Rückschlagven-Ventileinsatz (4) durch eine in der Längsachse des 55 til zum »Flattern«. Diese hohen Belastungen beein-Schließkörpers (8) verlaufende Stichbohrung (13) trächtigen die Lebensdauer nicht nur des Rückschlagmit dem verengten Abschnitt der Stufenbohrung ventils, sondern auch des angeschlossenen Druckbeil 2) verbunden ist. grenzungsventils sowie das gesamte Hydrauliksystem.

5. Hydraulisch steuerbares Rückschlagventil nach Um derartige Entspannungsschläge zu vermeiden, den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 60 wird mit der DE-OS 31 04 362 ein hydraulisch entsperrdaß der Umlaufkanal (14) in der Mantelfläche des bares Rückschlagventil vorgeschlagen, bei dem ein Vor-Ventileinsatzes (4) angeordnet und über eine Aus- spannventil in der zum Steuerdruckraum des Ansteuertrittsöffnung (25) im Ventilgehäuse (1) an den Hub- kolbens führenden Verbindung angeordnet und der raum des Stempels (20) angeschlossen ist, wobei Vorspanndruck höher als der maximal im Rücklauf vom Umlaufkanal (14) ausgehende Schrägbohrun- 65 mögliche Staudruck eingestellt ist. Die Beeinflussung gen (24) zum Ventilsitz (7) hin auf den Schließkörper des Steuerkolbens erweist sich jedoch als aufwendig (8) gerichtet sind. und ist zudem schwierig zu beherrschen.

. Aus den »Kurznachrichten« des Steinkohlenbergbau-