DE8508632U1

DE8508632U1 - Druckbegrenzungsventil mit abgedichtetem Federraum

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Publication number: DE8508632U1
Application number: DE19858508632
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1985-05-30

Description

Patentanwalt Eichelb.a.uni/ Mic.hae,ig,traß0_i4₄i_#p-'435O Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 '/'/' . j j. 'j . Ί"'·¹"* 15. März 1985

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem innerhalb einer Längsbohrung eines Ventilgehäuses entlang zweier in zwei umlaufenden Ringnuten eingelegter O-Ringe verschieblichen Ventilkolben, der bei Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Soll-Einstelldruckes entgegen der Kraft einer in einem Federraum angeordneten Feder axial verschiebbar ist und Druckflüssigkeit von einer Eingangsseite des Gehäuses durch eine in ihm angeordnete Axialbohrung und mehrere davon abzweigende Radialbohrungen zu mindestens einer unterhalb des Federraumes befindlichen Auslaßöffnung des Ventilgehäuses durchströmen läßt und bei Erreichung bzw. Unterschreitung des vorgegebenen Soll-Einstelldruckes unter der Wirkung der Feder in seine Schließstellung zurückschiebbar ist, wobei der Federraum eine Öffnung aufweist, die durch ein elastisches Dichtungselement verschlossen ist.

Bei einem bekannten Druckbegrenzungsventil dieser Art nach dem DE-GM 78 11 107 besteht die Feder aus einer Gasfeder, deren Raum zwar zunächst gegen Feuchtigkeitseinflüsse von außen geschützt ist. Dabei besteht der Boden des Federraumes aus einer eingesetzten Platte, die zum einen mittels eines O-Ringes den an ihr

Patentanwalt Eichelbaum· Michaehstraße 4_#;_#D-435Q Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 ' .'·' .^: . · : '! . '.·\^:·\ 15. März 1985

entlang geführten Ventilkolben abdichtet und die zum anderen mittels eines weiteren O-Ringes zur Innenwandung des Ventilgehäuses abgedichtet ist. Bei einem Undichtwerden eines dieser beiden ORinge verändert die aus Stickstoff bestehende Gasfeder ihre Federkennlinie, womit sich zugleich die gesamte Ventilcharakteristik ändert. Außerdem kann dann auch Flüssigkeit in den Gasraum einströmen, wodurch das Ventil auflastet und unter Umständen bei

Ί0 Überschreiten des vorgegebenen Soll-Einstelldruckes keine Druckflüssigkeit mehr abläßt, da der untere O-Ring nicht mehr von den Radialöffnungen überfahren werden kann.

Weiterhin ist aus Fig. 4 des DE-GM 84 08 072 ein Druckbegrenzungsventil mit einer aus einer elastischen Schraubenfeder bestehenden Ventilfeder bekannt, deren Federraum zwar am Boden von einer mit dem Ventilgehäuse verschraubten Muffe mit zentraler Durchtrittsöffnung für einen geteilten Ventilkolben

«η lösbar abgedeckt, jedoch keineswegs verschlossen ist. Denn sowohl die lösbare S.chraubverbindung von Muffe und Ventilgehäuse als auch die das andere Ende des Federraumes abdeckende Verschlußmutter, die mit einer zentralen Durchgangsbohrung versehen ist, können die

_O(- im Federraum befindliche Feder nicht vor eindringender Feuchtigkeit schützen. Denn diese Druckbegrenzungsventile werden in aller Regel im Untertagebergbau eingesetzt, in dem zum Niederschlag des Staubes erhebliche Bedüsungen und Versprühungen stattfinden. Dadurch kann in Verbindung mit den geologischen Gegebenheiten,

Patentanwalt Eichelbaura^ · Michaelstraße A^ D-435G Recklinghausen Da 739a,b/85 \.^:\.^:.\ \ *'. . J-J ^Ui. 15. März 1985

ein aus Quarz- und Kohlenstaub bestehendes, anbackendes Feuchtigkeitsgemisch entstehen, welches bei einem Eindringen in den Federraum zu kesselsteinartigen Ablagerungen auf den Außenflächen des Federraumes und der Feder führt, wodurch sich deren Vorspannung und Keiiiij. in ie nachteilig ändern kanu. Bei einer derartigen Änderung ist jedoch die ursprüngliche, vom Landesoberbergamt bescheinigte Funktion und Sicherheit derartiger Druckbegrenzungsventile nicht mehr gewährleistet, was zu einer Beschädigung des Hydrauliksysi".ems führen kann. In diesem Zusammenhang ist besonders relevant, daß der aushärtbare Belag auf der zylindrischen Schraubenfeder selbst einem aufmerksamen Betrachter aufgrund des Einschlusses der Feder innerhalb des Federraumes verborgen bleiben muß und andererseits sich dieser Prozeß sowohl schleichend als auch relativ rasch vollziehen kann, so daß die Abschätzung eines Austauschzeitpunktes eines solchen Ventils und der darin enthaltenen Feder nach einer Zeitfunktion nicht abschätzbar ist.

Die vorgenannten Nachteile können auch dann auftreten, wenn der dem Federraum nächstgelegene O-Ring undicht wird und gleichfalls unter Umständen stark verschmutze s Hydraulikwasser in, den Federraum gelangen kann, Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen Federraum einerseits gegen Eindringen von Feuchtigkeit wirksam geschützt ist, und dessen Undichtwerden andererseits von einer Wartungsperson

Patentanwalt Eichelbausn^ Michaalstraße 4.J.D-4350 Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 '/ .·] · \\.'; - :":[": 15. März 1985

unmittelbar wahrnehmbar ist, so daß es unverzüglich gegen ein neues ausgetauscht und anschließend gewartet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen des eingangs genannten Gattungsbegriffes dadurch gelöst, daß bei einer Undichtigkeit des der als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten Feder nächst gelegenen Q-Ringes V-

durch den dann im Federraum entstehenden Überdruck ; das elastische Dichtungselement nach außen absprengbar, Hydraulikflüssigkeit ungehindert durch die freiwerdende Öffnung ablaßbar und der Ventilkolben in an sich bekannter Weise bis zu einem ein Zusammendrücken der Feder auf Block verhindernden Anschlag verschiebbar ist. Dabei sollte das elastische Dichtungselement an einer gut wahrnehmbaren Stelle, z.B. an irgendeiner Stelle der Gehäusewandung, sozusagen als Dichtungselement mit Indikatorwirkung, angeordnet werden.

2Q Zwar weist der Gegenstand des DE-GM 78 11 107

auch ein elastisches Dichtungselement des die Gasfeder beinhaltenden Federraumes auf. Jedoch ist die Undichtigkeit dieser in eine innere Ringnut mit Einlaßöffnung eingelegten Ringdichtung von einer

«ε Wartungsperson nicht wahrnehmbar. Demgegenüber dichtet das Dichtungselement des Erfindungsgegensfcandes den Federraum bei Normaldrück zuverlässig | gegen von außen eindringende Feuchtigkeit und sonstige Schmutzpartikel ab, wohingegen sie bei I einem Undichtwerden des dem Federraum nächstgelegenen |i

Patentanwalt Eichelb.aupj · Mjphaßl£tra06 4..-.D-4350 Recklinghausen 2 D_a 739a,b/85 '/''/' >\ j. \ · i*V"_: 15. März 1985

Ο-Ringe s nach außen für jedermann wahrnehmbar abgesprengt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das Dichtungselement aus einem die Öffnung verschließenden Stopfen aus einem entropieelastischen Material, wie Gummi, Silikonkautschuk oder dgl., der eine ertastbare und/oder sichtbare, aus dem Ventilgehäuse herausragende Außenkonfiguration aufweist.

ΊΟ Vorteilhaft befindet sich die Öffnung auch in

einer mit Außengewinde versehenen, konzentrisch in einer bekannten Verschlußmutter eingeschraubten Hülse, deren unteres Ende als Ventilteller ausge- | bildet und gemeinsam mit der Verschlußmutter nach Aufbringung der gewünschten Vorspannung der Ventilfeder mittels eines Sicherungsstiftes unver-

drehbar am Ventilgehäuse gehalten ist. ff

Um die unterhalb des Federraumes befindliche Auslaßöffnung für die abzulassende Hydraulik- §

flüssigkeit von eventuell von außen eindringenden Schmutzpartikeln freizuhalten, ist auch diese Auslaßöffnung durch ein entropieelastisches, unter dem Druck der abgelassenen Hydraulikflüssigkeit die Auslaßöftnung freigebendes Abdeckelement geschützt. Dieses Abdeckelement besteht aus einem in eine umlaufende Ringnut am Außenumfang des Ventilgehäuses eingelegten Gummiring.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit sowie zur Vereinfachung der Wartung ist der Federraum an einem Ende von einem stoffschlüssig mit dem |

Patentanwalt Eichelbaujri · tyichjae, (straße 4..·. D-4350 Recklinghausen Da 739a,b/85 '/''/' · \ \. ': · :":'": 15. März 1985

— Ventilgehäuse verbundenen Boden mit zentraler Durchtrittsöffnung für den Ventilkolben und am anderen Ende von der Verschlußmutter mit Hülse und eingesetzter entropieelastischer Dichtung begrenzt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Längsschnitt in der Zeichnung dargestellt.

Dieses Druckbegrenzungsventil 1 weist innerhalb einer Längsbohrung 2 eines Ventilgehäuses 3 in zwei umlaufende Ringnuten, 4, 5 eingelegte O-Ringe 6, auf, an denen ein einteiliger Venti\kolben 8 verschieblich vorbeigeführt ist. In einem im Ventilgehäuse 3 befindlichen Federraum 9 befindet sich eine zylindrische Schraubenfeder 10. Diese Schraubenfeder stützt sicVi mit ihrem einen Ende 10* gegen den Ventilteller 11 und mit ihrem anderen Ende 10" gegen einen weiteren Ventilteller 12'ab.

Der Ventilkolben 8 ist mit einer Axialbohrung und mehreren davon abzweigenden Radialbohrungen versehen. Der Federraum 9 wird an seinem unteren

20 Ende von einem stoffschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbundenen Boden 15 mit zentraler Durchtrittsöffnung 15* für den Ventilkolben 8 und am anderen Ende von einer Verschlußmutter 16 mit einer eingeschraubten Hülse 12 und einem darin eingesetzten Dichtungs-25 element 18 begrenzt. Im vorliegenden Fall besteht das

ί Dichtungselement 18 aus einem die öffnung 19 ver-

schließenden Stopfen aus einem entropieelastischen Material, wie Gummi, Silikonkautschuk oder dgl.,

dessen Außenkonfiguration 17 in Form einer Spitze 3Q von einer Wartungsperson ertastbar, dem Auge sichtbar

Patentanwalt Eichelbaum · Michaelstraße 4 · D-4350 Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 ·": ·": ;":"." ]·«*■·'. 15. März 1985

_ oder sonstwie wahrnehmbar ist. Es versteht sich, daß dieser Stopfen 18 auch beispielsweise in der Wandung bei 20 angeordnet sein könnte, wie strichpunktiert in der rechten Hälfte der Figur angedeutet ist. Der Ventilkolben 8 ist mit einem Anschlag 21 versehen, der ein Zusammendrücken der Feder 10 auf Block verhindert, sobald dieser gegen die Anschlagflache 22 im unteren Anschlußstück 23 verschoben ist. Das Anschlußstück 23 ist mit einem Außengewinde 24 in ein entsprechendes Innengewinde 25 in dem aus einer Federhülse bestehenden Ventilgehäuse 3 einschraubbar und sodann durch den Sicherungsstift 26 unverrückbar gehalten. Der Anschlag 21 des Ventilkolbens 8 ist im

j vorliegenden Fall als Anschlagbund ausgebildet, der in

\ 15 der dargestellten Schließstellung des Ventils 1 allen-

falls gegen das Stirnende 27' einer im unteren An-

j schlußstück 23 des Druckbegrenzungsventils 1 einge

setzten Sicherungshülse 27 verschiebbar ist.

Nach Aufbringung der gewünschten Vorspannung der Ventilfeder 10 ist die Verschlußmutter 16 gemeinsam mit der eingeschraubten Hülse 12, deren unteres Ende als Ventilteller 12' ausgebildet ist, mittels eines Sicherungsstiftes 28 unverdrehbar am Ventilgehäuse 3 gehalten.
Unterhalb des Federraumes 9 befinden sich

mehrere Auslaßöffnungen 29, die durch ein entropie-

_VJ elastisches, unter dem Druck der abgelassenen Hydrau«

!' likflüssigkeit diese Auslaßöffnungen 29 freigebendes

Abdeckelement 30 abgedeckt sind, welches im vorliegenden Fall aus einem in eine umlaufende Ringnut 31 am

Patentanwalt Eichel^auij] . Mjpha^lßtragp 4,;.D-4350 Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 '/*/.: : \.!»\^:>\ 15. März 1985

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Außenumfang des Ventilgehäuses 3 eingelegten Gummiring besteht.

Bei Erreichen bzw. bei Überschreiten eines vorgegebenen Soll-Einstelldruckes, der aufgrund der Vorspannung der Feder 10 einstellbar ist, wird der Ventilkolben 8 entgegen der Kraft der im Federraum 9 befindlichen Feder 10 axial in Richtung des Pfeiles verschoben. Sobald die Radialöffnungen 14 den O-Ring 7 überfahren haben, kann Hydraulikflüssigkeit durch die Axialbohrung 13 und die Radialöffnungen 14 sowie die weiteren Radialbohi'ungen 29 im Ventilgehäuse 3 in Richtung der Pfeile 33 unter Anhebung des entropieelastischen Abdeckelementes 30 in die freie Atmosphäre austreten. Während dieser Verschiebebewegung des Ventilkolbens 8 dichtet üblicherweise der 0-Ring 6 und das Dichtungselement 18 den Federraum 9 vor eindringendem Hydraulikwasser, Schmutzpartikeln und sonstigen korrosiven Einflüssen ab. Sobald jedoch der 0-Ring 6 undicht werden sollte, kann Hydraulikflüssigkeit in den Federraum 9 eindringen. Durch den dann entstehenden Überdruck wird das entropieelastische Dichtungselement 18 in Richtung des Pfeiles 34 abgesprengt, wodurch einerseits die im Federraum 9 befindliche Hydraulikflüssigkeit nach außen abströmen kann und andererseits durch dieses Abströmen das Undichtwerden des Federraumes 9 der Wartungsperson indiziert wird« Dabei kann der Dichtungsstopfen 18 durch eine auffällige Wamfarbe, z.B. Orange oder Rot, mit fluoreszierenden

«Q Eigenschaften gekennzeichnet sein, die seine

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Wahrnehmung auch in der Dunkelheit von der betreffenden Wartungsperson erleichtert. Er kann jedoch auch mit signifikantem Rahmen, einer Spitze 17 oder dgl. versehen und beispielsweise bei 20 eingesetzt und dort oder an einer anderen Stelle von einer Bedienungsperson ertastbar oder sonstwie wahrnehmbar sein.

In diesem Fall ist das Druckbegrenzungsventil 1 sofort auszuwechseln, bevor das eingangs geschilderte Anbacken des aus Quarz- und Kohlenstaub sowie Bergeklein und Feuchtigkeit bestehende Gemisch, besonders bei in Bodennähe angeordneten Ventilen, erfolgen oder seinen Fortgang nehmen und dadurch die Funktion Jer Feder 10 nachteilig ändern kann.

Für die Gewährleistung einer äußerst langlebigen und effektiven Abdichtung des Federraumes 9 ist im vorliegenden Fall auch die einteilige Ausbildung des Ventilkolbens 8 wesentlich, da eine zweigeteilte Ventilkolbenausführung bei einer schlagartigen Entspannungsbewegung der Ventilfeder gemäß Fig. 4 des DE-GM 84 08 072 an der Kontaktfläche des oberen Kolbenteils mit dem schmalen Steg vor der unteren 0-Ring-Dichtung Aufschmiedungen zeigt, welche zu einem Festklemmen des unteren Kolbenteils in diesem Bereich führen.

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"Druckbegrenzungsventil mit abgedichtetem Federraum"

Stückliste :

10 15 20 25 30

Dfuekbe oTenzun^svenfc il	2	5	31
Längsbohrung	3	7
Ventilgehäuse	4
Ringnut	6
O-Ring	8
Ventilkolben	9	10"
Federraum	10	12'
zylindrische Schraubenfeder	ιο·
Enden von Schraubenfeder 10	11
Ventilteller	12
Hülse	13
Axialbohrung im Ventilkolben 8	14
Radialbohrung im Ventilkolben 8	15
Boden des Federraumes 9	15'
zentrale Durchtrittsöffnung	16
Verschlußmutter	17
Außenkonfiguration von Stopfen 18	18
Dichtungselement/Stopfen	19
Öffnung

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* 11 -

10 15

alternatives Dichtungselement zu 18	20	28
Anschlag	21
Anschlagfläche	22
Anschlußstück	23
Außengewinde	24
Innengewinde	25	33
Sicherungsstifte	26
Sicherungshülse	27
Stirnende von Sicherungshülse 27	27'
Radialbohrung im Ventilgehäuse 3	29
Abdeckelement	30
Pfeile	32
34

20

25 30

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Claims

Patentanwalt Eichelbaum · Mjchaejstraße 4_>;#D-435u Recklinghausen 2 Da 739a,b/85 ' .'''/' . \ \ _t '] . \"\'"'_: 15. März 1985

Ansprüche:

1. Druckbegrenzungsventil mit einem innerhalb einer Längsbohrung eines Ventilgehäuses entlang zweier in zwei umlaufenden Ringnuten eingelegter O-Ringe verschieblichen Ventilkolben, der bei Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Soll-Einstelldruckes entgegen der Kraft einer in einem Federraum angeordneten Feder axial verschiebbar ist und Druckflüssigkeit von einer Eingangsseite des Gehäuses durch eine in ihm angeordnete Axialbohrung und mehrere davon abzweigende Radialbohrungen zu mindestens einer unterhalb des Federraumes befindlichen Auslaßöffnung des Ventilgehäuses durchströmen läßt und bei Erreichung bzw. Unterschreitung des vorgegebenen Soll-Einstelldruckes unter der Wirkung·der Feder in seine Schließstellung zurückschiebbar ist, wobei der Federraum eine Öffnung aufweist, die durch ein elastisches Dichtungselement verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer Undichtigkeit des der als zylindrische Schraubenfeder (10) ausgebildeten Feder nächstgelegenen O-Ringes (6) durch den dann im Federraum (9) entstehenden Überdruck das elastische Dichtungselement (18) nach außen absprengbar, Hydraulikflüssigkeit ungehindert durch die freiwerdende Öffnung (19) ablaßbar und der Ventilkolben (8) in an sich bekannter Weise bis zu einem ein Zusammendrücken der Feder (1Ö) auf

gO Block verhindernden Anschlag (21) verschiebbar ist.

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; Patentanwalt Eicheltoaun^ · MJchaetetraße 4.« D-4350 Recklinghausen

I Da 739a,b/85 '.''.>''·': J₁V.-"'!"*: 15. März 1985

-J-

_ 2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, '■ daß das Dichtungselement (18) aus einem die

Öffnung (19) verschließenden Stopfen aus einem 5 entropieelastischen Material, wie Gummi, Silikon-ί kautschuk oder dgl., besteht, der eine ertastbare

I und/oder sichtbare aus dem Ventilgehäuse he±-aus-

i . ragende AußenkonfJguration (17¹) aufweist.

1 3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1

I 10 oder 2, dadurch gekenn-

■ zeichnet, daß sich die Öffnung (19)

auch in einer mit Außengewinde versehenen, kon-

I zentrisch in einer bekannten Verschlußmutter (16)

I eingeschraubten Hülse (12) befindet, deren unteres

■ 15 Ende als Ventilteller (12') ausgebildet und gemeinsam j mit der Verschlußmutter (16) nach Aufbringung der

h gewünschten Vorspannung der Ventilfeder (10)

•f mittels eines Sicherungsstiftes (28) unverdrehbar

\ am Ventilgehäuse (3) gehalten ist.

20 4. Druckbegrenzungsventil nach einem der An-

'j Sprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-

i zeichnet, daß die unterhalb des Federraumes (9) befindliche Auslaßöffnung (29) durch ein entropieelastisches, unter üem Druck der abge-25 lassenen Hydraulikflüssigkeit die Auslaßöffnung (29)

freigebendes Abdeckelement (30) gegen Ver-Jj; schmutzungen von außen geschützt ist.

j 30

Patentanwalt Eichelhaum · Mjphaetetraße 4..SÖ-4350 Recklinghausen 2
Da 739a,b/85 '/'/.: \ \ . '."'.'". 15, März 1985

5. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 4, | dadurch gekennzeichnet, f daß das Abdeckelement (30) aus einem in eine um- | laufende Ringnut (31) am Außenumfang des Ventilge- |

häuses (3) eingelegten Gummiring besteht. I

6. Druckbegrenzungsventil nach einem der | Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- "' zeichnet , daß der Federraum (9) an

einem Ende von einem stoffschlüssig mit dem Ventil- > gehäuse (3) verbundenen Boden (15) mit zentraler , Durchtrittsöffnung (15*) für den Ventilkolben (8) i und am anderen Ende von der Verschlußmuttyr (16) | mit Hülse (12) und eingesetzter entropieelastischer
Dichtung (18) begrenzt ist.

7. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkolben (8) an seinem
vom Federraum (9) abgewandten Ende einen bekannten
Anschlagbund (21) aufweist, der in der Schließstellung des Ventils (1) allenfalls gegen das

Stirnende (27¹) einer im unteren Anschlußstück (23)
des Druckbegrenzungsventils (1) eingesetzten
Sicherungshülse (27) verschiebbar ist, wobei das
Anschlußstück (23) am Ventilgehäuse (3) gleichfalls
mittels eines Sicherungsstiftes (26) unverrückbar
gehalten ist.