DE3444636A1

DE3444636A1 - Druckbegrenzungsventil fuer hydraulischen strebausbau

Info

Publication number: DE3444636A1
Application number: DE19843444636
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Gräwe; Karl 5600 Wuppertal Krieger
Original assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1986-06-19

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil für hydraulischen Strebausbau gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die hydraulischen Stempel und Zylinder von Schreitausbau werden durch Druckbegrenzungsventile unterschiedlicher Bauart gegen Überlastungen geschützt, die als federbelastete Sitzventile (DE-AS 12 52 995) oder in Schieberkolbenbauart als Kolben-O-Ring-Ventile (DE-PS 13 03 157) ausgeführt sein können. Die Schließkörper der Druckbegrenzungsventile werden gegenüber dem auf der Einströmseite anstehenden Hochdruck durch eine mechanische Schließfeder oder durch ein vorgespanntes Gas (DE-GM 78 11 10i) in Schließrichtung belastet. Es sind auch mit Gasdruck belastete Druckbegrenzungsventile bekannt (FR-PS 14 66 178), die einen mit einer Längsbohrung und davon ausgehenden Radialbohrungen versehenen Ventilkörper aufweisen, der im Bereich der Radialbohrunge von einer elastischen Dichtungsmanschette umschlossen ist. Diese ist innerhalb einer mit einem vorgespannten Gas gefüllten Kammer angeordnet und auf der Außenseite vom Druck des Gases belastet.
Zur Entlastung der hydraulischen Stempel von Gebirgsschlägen ist es bekannt, den Druckraum des Stempels an zwei parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile anzuschließen, die auf unterschiedlich hohe Drücke ansprechen (DE-AS 10 78 516). Eines der beiden Druckbegrenzungsventile ist mit einem kleinen Öffnungsquerschnitt zum Druckausgleich bei gleichmäßiger Auflastung durch Konvergenzdruck versehen, das andere ist mit grösserem Querschnitt auf die plötzliche Auflastung bei Gebirgsschlägen ausgelegt. Steigt der Druck im Stempelinnenraum so stark an, daß die Druckflüssigkeit nicht mehr schnell genug durch das kleiner bemessene Druckbegrenzungsventil entweichen kann, so wird über einen Stufenkolben der grössere Ausflußquerschnitt geöffnet.
Es ist ferner eine Gebirgsschlagventilanordnung bekannt, bei der parallel zu einem auf Konvergenzdruck ansprechenden Druckbegrenzu ventil zwei weitere federbelastete Druckbegrenzungsventile zur Entlastung bei Gebirgsschlagen hintereinander angeordnet sind (DE-AS 21 30 472). Eines der beiden Druckbegrenzungsventile bildet mit einem kleinen öffnungsquerschnitt das öffnungsventil für das Druckbegrenzungsventil mit großem Öffnungsquerschnitt für die Entlastung bei Gebirgsschlägen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem in Abdichtungsbereich von Druckbegrenzungsventilen auftretenden Verschleiß durch die beim Öffnungsvorgang abströmende Druckflüssigkeit entgegenzuwirken.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.
Mit dem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil wird der im Druckraum eines Stempels oder Arbeitszylinders anstehende Druck nicht unmittelbar zur Atmosphäre entspannt, sondern stufenweise abgebaut. Die beim überschreiten des Einstelldruckes aus dem Druckraum abströmende Druckflüssigkeit trifft auf einen vorgegebenen Staudruck, der sich vor dem nachgeschalteten Druckbegrenzungsventil aufbaut. Aufgrund der kleineren Druckdifferenz wird die Abströmgeschwindigkeit der Druckflüssigkeit verringert und die Erosion in den öffnungsquerschnitten und an den Dichtkanten erheblich herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Kavitation vermieden wird, weil in der Druckflüssigkeit unter hohem Druck eingeschlossene Luft bei der Entspannung nicht mehr explosionsartig freigesetzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Druckbegrenzungsventil im Längsschnitt.
Ein nach außen verschlossenes und abgedichtetes Ventilgehäuse 1 ist mit einer Längsbohrung 2 versehen, in der ein zylinderförmiger Ventilkörper verschiebbar gelagert ist. Das Ventil ist auf einer Stirnseite des Ventilgehäuses 1 mit einem Einströmkanal 4 an einen nicht dargestellten Druckraum des Stempels oder Arbeitszylinders angeschlossen. An der Längsseite des Ventilgehäuses 1 befindet sich ein Abströmkanal 5. Der Einströmkanal 4 mündet in eine sachlochförmige Innenbohrung 6 des Ventilkörpers 3, von der im Bohrlochtiefsten Radialbohrungen 7 abzweigen. Der Ventilkörper 3 ist an seinem geschlossenen Ende von einer im Ventilgehäuse 1 abgestützten Feder 8 belastet.
In der gezeichneten Schließstellung befinden sich die Radialbohrungen 7 unterhalb eines an der Innenwandung der Längsbohrung 2 gelagerten Dichtungringes 9, der die im Einströmkanal 4 und an der Innenbohrung 6 anstehende Druckflüssigkeit gegenüber dem Abströmkanal 5 abdichtet. Überschreitet der Druck der Druckflüssigkeit den durch die Schließkraft der Feder 8 vorgegebenen Einstelldruck des Ventils, so verschiebt sich der Ventilkörper 3 gegen die Feder 8 und überfährt mit den Radialbohrungen 7 den Dichtungsring 9. Durch die abströmende Druckflüssigkeit wird das Druckgleichgewicht wieder hergestellt, d.h. beim Erreichen des Einstelldruckes schiebt die Feder 8 den Ventilkörper 3 aus der öffnungsstellung in die Schließstellung zurück.
Das Ventilgehäuse ist außen im Bereich des Abströmkanales 5 von einer mantelförmigen Dichtungsmanschette 10 aus einem elastischen Werkstoff umschlossen, die in einen hülsenförmigen Manschettenhalter 11, 12 eingesetzt ist. Die Dichtungsmanschette 10 ist in einer innerhalb des nfanschettenhalters 11, 12 gebildeten Kammer 13 angeordnet, die mit einem vorgespannten Gas gefüllt ist. Die auf der Außenseite vom Gas belastete Dichtungsmanschette 10 erzeugt gegenüber der durch den Abströmkanal 5 abströmenden Druckflüssigkeit einen Gegendruck und wirkt daher als Ventilkörper eines zweiten nachgeschalteten Druckbegrenzungsventils. Die aus dem Ventilkörper 3 austretende Druckflüssigkeit wird nicht entspannt, sondern durch die Dichtungsmanschette 10 angestaut, wobei der Öffnungsdruck mit beispielsweise 40 bar geringer ist, als der Einstelldruck mit beispielsweise 350 bar. Die Druckflüssigkeit fließt dann zwischen der Dichtungsmanschette 10 und der Außenwandung des Ventilgehäuses 1 zu dem offenen Ringspalt 14 in dem Manschettenhalter 11, 12.
In der einfachsten Ausführung der Erfindung können zwei baugleiche Druckbegrenzungsventile, aber auch Ventile unterschiedlicher Bauart hintereinander geschaltet werden.

Claims

Druckbegrenzungsventil für hydraulischen Strebausbau Patentansprüche: 1. Druckbegrenzungsventil für hydraulischen Strebausbau mit einem zylinderförmigen, in einer Längsbohrung des Ventilgehäuses angeordneten Ventilkörper, der auf der von der Druckflüssigkeit belasteten Einströmseite eine axial gerichtete, sacklochförmige Innenbohrung aufweist, von der Radialbohrungen ausgehen, mit denen der Ventilkörper von der Druckflüssigkeit über einen in der Innenwandung der Längsbohrung gelagerten Dichtungsring hinweg zu einem Abströmkanal im Ventilgehäuse hin gegen die Kraft einer in Schließrichtung wirkenden, den Einstelldruck des Ventils bestimmenden Feder aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abströmkanal (5) mit der Einströmseite eines zweiten, nachgeschalteten Druckbegrenzungsventils (10 bis 14) verbunden ist, dessen Ventilkörper (10) auf einen geringeren Öffnungsdruck als der Einstelldruck vorgespannt ist.
2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne daß das Ventilgehäuse (1) im Bereich des Abströmkanals (5) von einer mantelförmigen Dichtungsmanschette (10) umschlossen ist.
3. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (10) in einer mit einem vorgespannten Gas gefüllten Kammer (13) angeordnet und auf der Außenseite vom Druck des Gases belastet ist.