DE2832964A1

DE2832964A1 - Ueberdruckventil, vornhemlich fuer hydraulische ausbauelemente des untertaegigen grubenbetriebs

Info

Publication number: DE2832964A1
Application number: DE19782832964
Authority: DE
Inventors: Siegmar Block
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: Bbs Bergbau-Systeme 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1980-02-14
Also published as: PL121567B1; RO84535A; DE2832964C2; US4274435A; PL216185A1; ZA793202B; RO84535B

Description

Überdruckventil, vornehmlich für hydraulische Ausbauelemente des untertägigen Grubenbetriebs

Stand der Technik

Im.untertägigen Grubenbetrieb sind hydraulische Ausbauelemente verschiedenen Belastungen ausgesetzt. So unterliegen beispielsweise derartige Ausbauelemente einer relativ langsamen Auflastung durch die Konvergenz des Hangenden und Liegenden, so daß die eingesetzten Überdruckventile bei Erreichen des Ansprechdruckes entsprechend relativ langsam Hydraulikflüss !gokelt entweichen lassen müssen, um die Äusbauelemente zu schützen. Darüberhinaus kann es aber auch durch plötzliche Stöße, beispielsweise durch Gebirgsschläge oder durch schnelles Vorfahren von Kappen- bzw. Eckzylindern vorkommen, daß es kurzzeitig zu hohen Druckspitzen in den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Zylinderräumen kommt. Auch in derartigen Fällen müssen die Überdruckventile in der Lage sein, entsprechend kurzzeitig die erforderlichenrelativ großenDurchflußmengen abströmen zu lassen. Dabei sollen die Überdruckventile aber nach Absinken des Hydraulikdruckes unter den vorbestimmten Wert möglichst verzögerungsfrei schließen.

Um den vorbeschriebenen Forderungen gerecht zu werden, wurden bereits zahlreiche Überdruckventile vorgeschlagen. So ist beispielsweise durch die DE-PS 13 03 157 ein Überdruckventil zum Absichern hydraulischer Grubenstempel bekannt, mit einem in einer zylindrischen Bohrung eines Gehäuseteils gegen eine einstellbare Feder verschieblichen und durch einen in der Bohrung sitzenden O-Ring abgedichteten, längsverschieblichen

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Kolben, von dessen druckmittelbeaufschlagter Stirnseite eine zentrale axiale Sackbohrung ausgeht, von der radiale Bohrungen abzweigen. Die radialen Bohrungen münden in eine Ringnut im Kolben, die zwischen zwei zylindrischen Führungsflachen dieses Kolbens liegt und mindestens abflußseitig konisch in die entsprechende Führungsfläche ausläuft. Solange der den Kolben belastende Flüssigkeitsdruck den Einstelldruck nicht erreicht hat, befindet sich der Kolben in Schließstellung. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt dabei durch die axiale Sackbohrung und die radialen Bohrungen in die Ringnut und von hieraus durch den engen Spalt zwischen der zylindrischen Bohrung, in der der Kolben geführt ist und dem Kolben selbst zu dem O-Ring, der hierdurch derart verformt wird, daß er sich gegen die Wandung seiner Nut und gegen die zylindrische Außenfläche des Kolbens dicht anpreßt. Wenn bei steigendem Druck der Kolben unter Zusammenpressung des ihn im Schließsinne belastenden Federelementes in Öffnungsrichtung verschoben wird, dann wird eine Stellung erreicht, bei welcher der Hydraulikdruck in der Ringnut den O-Ring so verformt, daß ein Teil des Druckmediums in Form eines hauchdünnen Flüssigkeitsfilms durch den engen Spalt zwischen der Bohrung für den Kolben und dem oberen zylindrischen Teil des Kolbens selbst in Rillen und in das Innere der Ausnehmung des Ventilgehäuses entweicht. Diese Rillen erweitern sich stufenförmig in Richtung des patronenartigen Gehäuses und verringern dabei den abflußseitigen Strömungswiderstand, wobei der Abflußquerschnitt in Strömungsrichtung stark zunimmt. Sobald durch Ablassen eines Teils der hochkomprimierten Hydraulikflüssigkeit eine Druckentlastung in dem betreffenden hydraulischen Grubenstempel eingetreten ist, wird der Kolben durch das Federelement wieder in seine Schließlage gedrückt. Der abströmende Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit ist somit abhängig von der Stellung des Kolbens in seiner Bohrung. Ist der Kolben nur so wenig angehoben, daß die Oberkante der Ringnut etwa auf halber Höhe des O-Ringes

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oder etwas darübei/iiegt, dann wird nur eine geringe Menge der Hydraulikflüssigkeit abströmen, weil hierbei noch der volle Ausströmwiderstand des engen ringförmigen Spaltes zwischen der Zylinderwand der Bohrung und dem Kolben oberhalb= des O-Ringes überwunden werden muß. Wenn dagegen das obere Ende der Ringnut in den oberen Bereich des O-Ringes oder sogar darüber hinaus bis in den Bereich der Rillen gelangt, die mit dem Innern des Ventilgehäuses in Verbindung steh-en, so ist die abströmende Menge wesentlich größer. Entsprechend schneller wird daher der Hydraulikdruck im Stempeldruckraum wieder auf den gewünschten Nenndruck abgebaut. Somit arbeitet dieses Überdruckventil in verschiedenen Stufen.

Nachteilig bei diesem vorbekannten Ventil ist zunächst, daß seine Einzelteile relativ kompliziert sind. So besitzt der Kolben eine fertigungstechnisch nur sehr aufwendig herzustellende Form. Neben seiner relativ einfachen äußeren Zylindermantelfläche, ist zunächst die axiale Sackbohrung herzustellen. Diese muß darüberhinaus durch mehrere radiale Bohrungen mit der Ringnut verbunden werden. Außerdem weist der Kolben einen halbkugelförmigen Kopf auf, gegen den sich ein Widerlager abstützt, auf das das Federelement einwirkt und den Kolben im Schließsinne belastet. Zweifelhaft ist überdies, ob das Überdruckventil bei Gebirgsschlägen einen zuverlässig großen Volumenstrom austreten läßt, weil auch in der größtmöglichen Offenstellung die axiale Sackbohrung nur über die radialen Bohrungen und insbesondere über die relativ flache, axial langgestreckte Ringnut an die Rillen des Ventilgehäuses angeschlossen ist.

Durch das DE-GM 78 02 256 ist ebenfalls ein Überdruckventil für.".hydraulische Grubenstempel für einen Druckbereich von 200 bis 600 bar vorbekannt, das gleichfalls einen in seiner Schließlage durch ein Federelement gehaltenen Kolben aufweist, der eine axiale Bllndbohrung besitzt, von der radial zu seinem

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zylindrischen Umfang Abströmbohrungen ausgehen, die in konische Erweiterungen zum Umfang hin auslaufen bzw. deren Bohrungsränder gebrochen sind. In Strömungsrichtung hinter den radialen Abströmbohrungen ist in einer Ringnut der zylindrischen Führungsfläche für den Kolben ein O-Ring angeordnet, der den Kolben dichtend umfaßt.

Nachteilig bei dieser Konstruktion ist insbesondere, dai3 der O-Ring gewissermaßen punktförmig durch die Hydraulikflüssigkeit entsprechend der Anordnung der radialen Bohrungen beansprucht wird, so daß sich ein großer Verschleiß zeigt, der das Überdruckventil nach relativ kurzer Einsatzdauer unbrauchbar machen kann. Überdies ist nicht sichergestellt, daß das Ventil auch beim Auftreten von Gebirgsschlägen eine zuverlässig große Abströmmenge austreten läßt, also nicht nur bei der Konvergenz des Hangenden und Liegenden relativ kleine Hydraulikmengen austreten läßt, sondern auch kurzzeitig große Volumenströme ablassen kann.

Eine relativ komplizierte Ausführungsform für ein Überdruckventil zur Verwendung in hydraulischen Grubenstempeln ist in der DE-OS 24 08 106 beschrieben und dargestellt. Dieses vorbekannte überdruckventil weist ebenfalls einen in einer zylindrischen Bohrung eines Gehäuseteils gegen die Rückstellkraft einer Feder verschiebbaren, am Umfang durch einen O-Ring abgedichteten Kolben auf, der einen mit der Hochdruckseite in Verbindung stehenden Blindaxialkanal und hiervon abzweigende, am Kolbenumfang: mündende Radialkanäle aufweist. Der Kolben wird von einem stirnseitig vom Hydraulikhochdruck beaufschlagten Steuerkolben betätigt, dessen Durchmesser erheblich kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens, wobei der Blindaxialkanal des Kolbens über mindestens eine Umfangsaussparung und mindestens einen Verbindungskanal des Gehäuseteils mit dem Druckraum verbunden ist.

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Diese vorbekannte Ausführungsform benötigt zunächst viele, teils kompliziert bearbeitete Kugelkalotten, Einstiche und Radialkanäle aufweisende Einzelteile, die hohe Fertigungskosten verursachen und darüberhinaus die Störanfälligkeit erheblich vergrößern. Dabei wird auch der O-Ring durch die radial verlaufenden Kanäle gewissermaßen punktförmig belastet, so daß auch diese Ausführungsform zu einem relativ hohen Verschleiß ihrer Dichtung neigt.

Zwar hat man versucht, dies bei einer anderen, der Anmelderin aus der Praxis bekannten Ausführungsform zu verringern, indem man die Radialkanäle gewissermaßen auf einer spiralförmig über den Umfang der Axialblindbohrung verteilt hat, jedoch läßt sich damit nicht wirksam der Verschleiß des O-Ringes vermeiden, ganz abgesehen davon, daß sich nur schwer große Volumenströme bei Gebirgsschlagen innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne ableiten lassen. Überdies ist der Anmelderin nicht genau bekannt, ob diese Ausführungsform offenkundiger Stand der Technik ist, so daß diese Ausführungen unter dem Vorbehalt gemacht werden, daß es sich auch um keinen vorveröffentlichten Stand der Technik bzw. um keine offenkundige Vorbenutzung handeln kann.

Die DE-AS 21 30 472 betrifft eine andere Gattung mit zwei getrennten Überdruckventilen in einem hydraulischen Grubenstempel, die nacheinander - je nach den abzuleitenden Volumenströmenansprechen sollen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorbekannten Bauarten zu beseitigen und ein Überdruckventil für hydraulische Ausbauelemente des untertägigen Grubenbetriebs mit zwei nacheinander wirkenden Ansprechstufen zum Ablaß stark unterschiedlicher Volumenströme zu schaffen.

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Das erfindungsgemäß angestrebte Überdruckventil soll dabei im Gegensatz zu den vorbekannten Ausführungsformen einfach aufgebaut sein, wenig und leicht zu fertigende EinzeL Lei Ie aufweisen und auch nach längerer Betriebsdauer zu keiner Störanfälligkeit neigen.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch T wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Ein erfindungsgemäßes Überdruckventil ist extrem einfach aufgebaut. Es kommt mit wenigen Einzelteilen aus, die sich fertigungstechnisch sehr leicht und demgemäß kostengünstig, beispielsweise als einfache Dreh- und/oder Tiefziehteile, herstellen lassen. So kann für die Hülse ein einfaches Rohrstück verwendet werden, während der Kolben aus einem Stangenmaterial bestehen kann. Die einander zugekehrten Stirnflächen bedürfen bei einer Ausführungsform praktisch nur einer üblichen Bearbeitung, z. B. können sie abgedreht, abgeschliffen oder in sonstiger Weise bearbeitet sein. Wird Stangenmaterial für den Kolben bzw. ein Rohr für die Hülse verwendet, so kann im Bedarfsfalle auch darauf verzichtet werden, die einander zugekehrten Stirnseiten besonders zu bearbeiten. Dies ist deshalb möglich, weil zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten von Hülse und Kolben ein Hydraulikflüssigkeitsfilm ständig hindurchgequetscht werden kann, d. h. es ist möglich, daß in jeder Stellung der Ventilteile sich Hydraulikflüssigkeit zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Hülse und Kolben befindet. Einer Abdichtung zwischen diesen Teilen bedarf es somit nicht. Auch ist es nicht erforderlich, Blindbohrungen herzustellen oder gar Radialbohrungen vorzusehen. Da die Hydraulikflüssigkeit zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Hülse und Kolben

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austreten kann, wird die Dichtung auf ihrer ümfangsfläche gleichmäßig mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt und nicht punktförmig.belastet. Infolgedessen ist die Beanspruchung der Dichtung günstiger und ihr Verschleiß geringer. Dabei kann die Wirkungsweise so sein, daß die Hülse ständig mit der Hochdruckseite, d. h. dem Innenraum.des betreffenden Ausbauelementes in Verbindung steht, so daß sich der Hydraulikdruck durch die Hülse bis zur Stirnseite des Kolbens fortpflanzen kann. Mit ansteigendem Hydraulikdruck verschiebt sich der Kolben gegen die federnde Rückstellkraft. Gleichzeitig wird die Hülse in Kontakt mit dem Kolben gehalten. Bei weiterem Druckanstieg überfährt der zwischen Hülse und Kolben bestehende Minimalspalt die Dichtung. Die im Minimalspalt radial an der Dichtung anstehende Hydraulikflüssigkeit entlastet die.Dichtung örtlich und schützt sie so vor mechanischer Beschädigung be.im Überfahren. Hat der Minimalspalt die Dichtung eben überfahren, so kann sich eine kleine Flüssigkeitsmenge, wie sie bei normaler Konvergenz anfällt, zwischen Kolben und. Dichtung entspannen und über den Radialspalt zwischen dem Kolben und · seiner Führung nach außen hin abfließen. .

Erhöht sich die zu entspannende Hydraülikflüssigkeitsmenge, so ist der Radialspalt nicht mehr in der Lage, diesen Volumen-, strom abfließen zu lassen. Es kommt zu einem Stau und damit zu einer geringen Druckerhöhung. Dadurch.werden die Hülse und der· Kolben so weit gegen die federnde Rückstellkraft gedrückt, bis der Kolben durch Auftreffen der Hülse- auf den Anschlag von der Stirnseite der Hülse abhebt. Gleichzeitig hat der Minimälspalt zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Hülse und des Kolbens den Ringspalt durchfahren und.steht am Beginn einer Kammer. Durch weitere Bewegung des Kolbens gegen die federnde Rückstellkraft kann sich der Minimalspalt jetzt je : nach anfallendem Volumenstrom entsprechend vergrößern und die Hydraulikflüssigkeit über die Kammer zum Auslaß abfließen lassen. In dieser Phase liegt die Dichtung außerhalb der

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kritischen Entspannungszone und ist dabei keinerlei Beanspruchung ausgesetzt.

Vorteilhaft ist ferner, daß das Ventil auch mit einem Lastanzeiger kombiniert werden kann. Dieser läßt sich in einfacher Weise mit dem Kolben und/oder mit einem gegen den Kolben einwirkenden Widerlager kuppeln, auf den auch die federnde Rückstellkraft einwirkt.

Von besonderem Vorteil ist auch, daß die einander zugekehrten Stirnseiten von Hülse und Kolben praktisch keinerlei-Ansatzkammern zur Ablagerung von Schmutzresten aus der Hydraulikflüssigkeit bieten. Überdies würden gewisse Schmutzablagerungen zwischen diesen Stirnseiten praktisch nicht stören, da es auf eine absolute Dichtigkeit zwischen diesen Stirnseiten nicht ankommt, weil ein Eintreten von Hydraulikflüssigkeit zwischen diesen Stirnseiten beabsichtigt ist.

Weitere AusfUhrungsformen

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ergibt sich eine einfache Ausführungsform für die Hülse, wobei durch den Flansch eine druckwirksame Fläche, die vom Hydraulikhochdruck beaufschlagbar ist, gebildet wird.

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ergibt sich eine raumsparende Konstruktion, weil sämtliche verschieblichen Teile, koaxial zueinander in einem patronenförmigen Gehäuse angeordnet werden können.

Gemäß Anspruch 4 wird die Hülse ständig durch den Hydraulikhochdruck und/oder eine Federkraft in Richtung auf den Kolben belastet, bis die Hülse gegen den Anschlag trifft und vom Kolben abhebt.

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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel - teils schematisch - veranschaulicht ist. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Überdruckventil mit Lastanzeiger gemäß der Erfindung im Längsschnitt, und zwar in Schließstellung des Ventils;

Fig. 2 Eine weitere Ausführungsform, ebenfalls im Längs-

^ϋ ^ schnitt mit verschiedenen Stellungen der Ventilteile.

Das aus der Zeichnung ersichtliche Überdruckventil mit Lastanzeiger eignet sich besonders zum Einsatz im untertägigen Steinkohlebergbau.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein patronenförmiges Gehäuse bezeichnet, das über den größten Teil öeiner Länge den gleichen zylindrischen Außendurchmesser aufweist. An dem einen Ende ist das Gehäuse 1 mit einem Anschlußstutzen 2 versehen, der mit einer nicht dargestellten Anschlußöffnung eines gleichfalls nicht gezeichneten hydraulischen Ausbauelementes, beispielsweise mit einem hydraulischen Grubenstempel, lösbar gekuppelt werden kann. Eine bei der dargestellten Ausführungsf orm als O-Rlng ausgebildete Dichtung 3 sorgt dabei für eine flüssigkeitsdichte Verbindung. Im übrigen kann der Anschlußstutzen 2 in bekannter Weise ausgestaltet sein, also z. B. eine von Überdruckventilen oder Lattanzeigern her bekannte Ausgestaltung besitzen.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist das Gehäuse 1 mit einem zentrischen Anschlußkanal k versehen, der ein im Durchmesser vergrößertes Kanalteil 5 aufweist. In diesem Kanalteil 5 i§t eine Druckfeder 6 angeordnet, die sich einerends gegen eine Schulter 7 des Anschlußstutzens 2 und an ihrem anderen Ende gegen eine rohrförmige Hülse 8 abstützt. Diese Hülse 8 weist

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einen materialmäßig einstückig mit dem übrigen Teil der Hülse verbundenen flanschenartigen Ansatz 9 auf, der in dem Kanal l:oil Ί /',eführt int, derarl, rl.-if! <\ i e Hülse 8 in Kiohtun/·; i.hror I„^:iii/-;;;-achse, also in Richtung X bzw. Y verschieblich ist, wobei die Verschiebung der Hülse 8 in Richtung Y durch einen Anschlag 10 begrenzt ist, der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch eine im Gehäuse 1 unverschieblich gelagerte Muffe 11 und bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 4 durch eine Schulter des Gehäuses 1 selbst gebildet ist.

Koaxial zur Hülse 8 ist ein Kolben 12 längsverschieblich angeordnet, der bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen den gleichen Außendurchmesser besitzt wie die Hülse an ihrem dem Kolben 12 zugekehrten Längenabschnitt. Der Kolben 12 besteht bei sämtlichen dargestellten Ausführungsformen aus einem stangenförmigen Vollmaterialteil. Sowohl die Hülse 8 als auch der Kolben 12 können aus einem geeigneten metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einem geeigneten rostfreien Stahl bestehen. Im Rahmen des Erfindungsgedankens (Aufgabe und Lösung) liegen jedoch auch Ausführungsformen, bei denen die Hülse 8 und/oder der Kolben 12 aus geeigneten Kunststoffen, beispielsweise aus einem geeigneten Elastomere,bestehen können. Dafür eignen sich beispielsweise Polyurethan-Kunststoffe, die ggf. alle Anforderungen hinsichtlich Quellbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Medien und auch die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweisen.

Die einander zugekehrten Stirnflächen 13 bzw. 14 von Hülse 8 und Kolben 12 sind bei sämtlichen aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen plan ausgebildet, so daß die Hülse 8 durch den über den Anschlußkanal 4 anstehenden Hydraulikdruck und durch die Rückstellkraft der Feder 6 in Richtung Y

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gegen die Stirnfläche 14 des Kolbens 12 angedrückt wird, bis die Hülse 8 durch Auftreffen ihres Ansatzes 9 gegen den Anschlag 10 vom Kolben 12 abhebt (Fig. 4). Allerdings ist eine absolute Dichtigkeit zwischen den Stirnflächen 13 und 14 nicht angestrebt. Vielmehr gelangt Hydraulikflüssigkeit durch den Minimalspait zwischen den Stirnflächen 13 und 14 in der noch nachfolgend zu beschreibenden Art und Weise in den Ringspalt 15, der an der Umfangsflache des Kolbens gebildet ist. '

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Muffe 11 im Ge- _; häuse Ί durch eine Dichtung 16 druckflüssigkeitsdicht angeordnet. Eine gegen die äußere Umfangsflache des Kolbens 12 bzw. gegen die äußere Umfangsflache der Hülse 8 zur Anlage bringbare Dichtung 17 ist bei der Ausführungsform nach Fig. in der Muffe 11 angeordnet und bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 4 in einer Nut des Gehäuses 1 gelagert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in Öffnungsrichtung des Ventils, also in Richtung Y der Muffe 11 ein Stützring 18 nachgeschaltet, der sich auf der einen Seite stirnseitig gegen die Muffe 11 abstützt und auf der anderen Stirnseite gegen eine Führungsbuchse 19 anliegt. Auf dieser Seite weist der Stützring 18 eine radiale Erweiterung 20 auf, die mit dem Ringspalt 15 druckflüssigkeitsieitend in Verbindung steht, Die Führungsbuchse 19 ist von mehreren axial verlaufenden Kanälen 21 durchsetzt, die mit mehreren radial verlaufenden Abflußkanälen 22 bzw. 23 in flüssigkeitsleitender Verbindung stehen.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 4 ist der Rinspalt 15 unmittelbar an eine Kammer 25 angeschlossen, die in der Wirkung der Erweiterung 20 der Ausführungsform nach Fig. 1 entspricht. An diese Kammer 25 sind ebenfalls Abfluß^ kanäle 26 und 27 angeschlossen, die in der Wirkung den Abflußkanälen 22 und 23 entsprechen.

Π 3 0OXlTfO 12(K

Bei sämtlichen aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen wirkt in Schließrichtung, also in Richtung X ein Federteller 24 gegen den Kolben 12. Auf der dem Kolben 12 abgekehrten Seite des Federtellers 24 ist ein Federelement/in einer Kammer 29 angeordnet, das bei den dargestellten Ausführungsformen als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und sich andererends gegen ein in axialer Richtung verstellbares Widerlager 30 abstützt, das bei den dargestellten Ausführungsformen als Schraubstopfen ausgebildet ist und mit einer zentrischen Bohrung 31 auch der Führung eines Lastanzeigers 32 dient, der koaxial zum Kolben 12 und zur Hülse 8 angeordnet ist und bei sämtlichen dargestellten Ausführungsformen eine materialmäßige Einstückigkeit mit dem Federteller 24 aufweist. An dem freien, aus dem Widerlager 30 herausragenden Ende sind bei den dargestellten Ausführungsformen vier Teilstriche angeordnet. Jeder Teilstrich bedeutet bei diesen Ausführungsbeispielen 110 bar. Die äußere Stirnfläche des Widerlagers 30 bildet mithin die Ablesebasis für den Lastanzeiger 32.

Die Wirkungsweise der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen ist folgende:

Der Hydraulikdruck erreicht über den Anschlußkanal 4 und einen ggf. in diesem angeordneten Filter und das Kanalteil 5 die Hülse 8. Hülse 8 und Kolben 12 werden gemeinsam in der Muffe 11 bzw. in der Führungsbuchse 19 (Fig. 1) bzw. in den entsprechenden Gehäuseabschnitten (Fig. 2 bis 4) geführt. Mit ansteigendem Hydraulikdruck verschiebt sich der Kolbeni2 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 28 in Richtung Y. Gleichzeitig wird die Hülse 8 von der Druckfeder 6 in Kontakt mit dem Kolben 2 gehalten. Bei weiterem Druckanstieg überfährt der zwischen Hülse 8 und Kolben 12 bestehende Minimalspalt zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen 13 und 14 die Dichtung 17. Die im Minimalspalt radial an der Dichtung 17 anstehende Druckflüssigkeit entlastet die Dichtung 17 örtlich und schützt sie so vor mechanischer Beschädigung beim Überfahren.

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Hat der Minimalspalt zwischen Hülse 8 und Kolben 12 die Dichtung 17 eben überfahren, so kann sich eine kleine Flüssigkeitsmenge wie sie bei normaler Konvergenz von Hangendem und Liegendem anfällt, zwischen Kolben 12 und Dichtung 17 entspannen und über den Ringspalt 15 zwischen Kolben 12 und Dichtung 17 entspannen und über den Ringspalt 15 und Stützring 18 sowie dessen Erweiterung 20 sowie die Kanäle bzw. Bohrungen 21 abfließen. Statt - wie in der Zeichnung dargestellt - einer Dichtung 17 können auch mehrere solcher Dichtungen axial und/ oder radial neben- und/oder übereinander angeordnet siin. Statt eines O-Ringes 17 können auch andere geeignete Dichtungen zur Anwendung gelangen.

Erhöht sich die zu entspannende Hydraulikflüssigkeitsmenge, so ist der Ringspalt 15 nicht mehr in der Lage, diese Flüssigkeitsvolumen abflitfSen zu lassen. Es kommt zu einem Stau und damit zu einer geringen Druckerhöhung. Damit werden die Hülse

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8 und der Kolben/so weit gegen das Federelement 28 gedrückt, bis der Bund bzw. Flansch 9 der Hülse 8 gegen den Anschlag 10 an der Muffe 11 (Fig. 1) bzw. am Anschlag 10 des Gehäuses (Flg. 2 bis 4) anliegt. Gleichzeitig hat der Minimalspalt zwischen den Stirnflächen 13 und 14vvon Hülse 8 und Kolben 12 den Ringspalt 15 durchfahren und steht am Beginn der kammerartigen Erweiterung 20 (Fig. 1) bzw. 25 (Fig. 2 bis 4), Durch weitere Bewegung des Kolbens 12 gegen die Rückstellkraft des Federelementes 28 kann sich der Minimalspalt zwischen den Stirnflächen 13 und 14 je nach anfallender Hydraulikflüssigkeitsmenge entsprechend weit öffnen (z. B. Fig. 4) und die Hydraulikflüssigkeit über die Kammer 20 bzw. 25 sowie die Kanäle 23 und 22 (Fig. 1) bzw. 25 und 27 (Fig. 2 bis 4) abfließen. In dieser Phase liegt die Dichtung 17 außerhalb der kritischen Entspannungszone und ist dabei praktisch keinerlei Beanspruchung mehr ausgesetzt.

Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens ist es nicht erforderlich - wie dargestellt -,das Ventil mit einem Lastan-

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zeiger 32 zu kombinieren. Vielmehr sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen auf einen Lastanzeiger 32 verzichtet sein kann, oder aber der Lastanzeiger kann in anderer Weise ausgebildet und angeordnet werden.

Die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ergibt sich durch die flächige Unterstützung der Dichtung eine lange Lebensdauer, da Beschädigungen der Dichtung durch scharfe Kanten - insbesondere in der Abhebephase - vermieden sind.

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Claims

Patentanwalt . - :■ . . .

^ln5 ^: i 1978

Friedrich Eberhard . _

Am Thyssenhaus 1 //gr//_7e /ί/^/ε/ /^Z S43Ö

THYSSEN INDUSTRIE. AG . Am Thyssenhaus 1

4300 Essen 1

Patentansprüche

Überdruckventil, vornehmlich für hydraulische Ausbauelemente des untertägigen Grubenbetriebes, mit zwei nacheinander wirksam werdenden Ansprechstufen zum Ablaß stark unter- . schiedlicher Volumenströme, mit einem gegen eine einstellbare, federnde Rückstellkraft durch den Hydraulikdruck verschieblichen und durch mindestens eine Dichtung an seiner Umfangsflache abgedichteten Kolben, der gegenüber der Dichtung relativverschieblich ist, mit radialer Verbindung zwischen einem mit der Hydraulikhochdruckseite in Ver- ■ bindung stehenden Anschlußkanal und mit wenigstens einer Ausströmöffnung, d ad u r eh g e k e η η ζ e ic h η e t, daß koaxial zum Kolben (12) eine rohrförmige Hülse (8) angeordnet ist, die der Länge nach von wenigstens einem Kanal durchsetzt ist, der ständig an die Hydraulikhoch- ■ druckseite angeschlossen ist und daß sich die Hülse (8) mit ihrer Stirnfläche (13) gegen die Kolbenstirnfläche (1A) abstützt und die radiale Verbindung zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen (13, 14) von Kolben (12) und Hülse (8) liegt und durch diese begrenzt ist, wobei bis zum Auftreffen auf einen Anschlag (10) die Hülse (8) mit dem Kolben kraftschlüssig verbunden und längsverschieblich ist und in der ersten Abströmstufe die radiale Verbindung

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. · ORIGINAL INSPECTED

über einen Spalt zwischen der Umfangsflache ■<*"> /ft/Vu'/s (12) und wenigstens einem den Kolben (12) umschlieiJenaen Teil an mindestens einen Abflußkanal (z. B. 21, 22, 23) angeschlossen ist, während in der zweiten Abströmstufe die radiale Verbindung zwischen Hülse (8) und Kolben (12) . über eine Vergrößerung des Abströmquerschnittes an den Abflußkanal (z. B. 21) flüssigkeitsleitend angeschlossen ist.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hülse (8) an ihrem der Hydraulikhochdruckseite zugekehrten Ende mit einem flanschartigen Ansatz (9) versehen ist, der gegen den Anschlag (10) beim oder vor dem Wirksamwerden der zweiten Abströmstufe zur "Anlage gelangt.
3. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) in einer im Gehäuse (i) unverschieblich angeordneten Führungsbuchse (19) längsverschieblich angeordnet ist und sich an seinem der Hülse (8) abgekehrten Ende gegen die Rückstellkraft des unterschiedlich vorspannbaren Federelementes (28) abstützt.
4. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse kraftschlüssig ständig in Richtung (Y) auf den Kolben (12) belastet ist.
5. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (16) zwischen Hülse (8) bzw. Kolben (12) auch während der Verschiebung von Hülse (8) und Kolben (12) immer flächig unterstützt ist.

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