DE2832964C2 - Überdruckventil, vornehmlich für hydraulische Schubkolbengetriebe von Ausbauelementen des untertägigen Grubenbetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil, vornehmlich für hydraulische Schubkolbengetriebe von Ausbauelementen des untertägigen Grubenbetriebes, mit zwei nacheinander wirksam werdenden Ansprechstufen zum Ablaß unterschiedlicher Volumenströme, mit einem gegen eine einstellbare federnde Rückstellkraft durch den Hydraulikdruck in einer innerhalb des Ventilgehäuses vorgesehenen Bohrung verschiebbaren und durch mindestens eine Dichtung an seiner Umfangsfläche abgedichteten, den Ventilschließkörper bildenden Kolben, der gegenüber der Dichtung relativverschiebbar ist, wobei zwischen einem mit der Hydraulikhochdruckseite des Schubkolbengetriebes in Verbindung stehenden Anschlußkanal im Bereich des Kolbens eine radiale Abströmöffnung vorgesehen ist, die bei Auftreten von Überdrücken mit wenigstens einem im Ventilgehäuse vorgesehenen Abflußkanal verbindbar ist, und in der ersten Abstromstufe das Abfließen des Hydraulikmediums aus der radialen Abströmöffnung in den Abflußkanal über den zwischen der Umfangsfläche des Kolbens und dem diese umschließenden Teil der Gehäusebohrung vorhandenen Ringspalt erfolgt.

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 Ve; Erreichen des Ansprechdruckes entsprechend relativ langsam Hydraulikflüssigkeit entweichen lassen müssen, um die Ausbauelemente zu schützen. Darüber hinaus 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 Zylinderraumen kommt. Auch in derartigen Fällen nüssen die Überdruckventile in der Lage sein, entsprechend kurzzeitig die erforderlichen relativ großen Durchflußmengen abströmen zu lassen. Dabei sollen die Überdruckventile aber nach Absinken dos 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 bekannu mit einem in einer zylindrischen Bohrung eines Gehäuseteils gegen eine einstellbare Feder verschieblichen und durch einen in der Bohrung sitzenden O-Ring abgedichteten, längsver* schieblichen Kolben, von dessen drückmiUelbeäüfschlagter Stirnseite eine zentrale axiale Sackbohrung ausgeht, von der radiale Bohrungen iibzWeigen, Die radialen Bohrungen münden in eine Ringnut im Kolben, die zwischen zwei zylindrischen Führungsflächen 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 hier aus 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 Wcüdung seiner Nut und gegan 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 su verformt, daß ein Teil des Druckmediums in Form eines hauchdünnen Fiüssigkeitsfilms 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 Rülen erweitern sich stufenförmig in Richtung des patronenartigen Gehäuses und verringern dabei den abflußseitigen Strömungswiderstand, wobei der ^bflußquerschnitt 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 gedruckt. 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 oder etwas darüber liegt, 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 de.i oberen Bereich des O-Ringes oder sogar darüber hinaus bis in den Bereich der Rillen gelangt, die mit dem Innern des Ventilgehäuses in Verbindung stehen, 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, dab 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 darüber hinaus 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 Öffefisteilün'g die axiale Säckböhrting 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 Blindbohrung besitzt, von der radial zu seinem 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, daß 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 -.legenden relativ kleine Hydra-iükrnengen austreten !aßt, 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

jo 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

j5 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 ein<;n V°rbindungskanal des Gehäuseteils mit dem Druckraum verbunden ist.

D öse vorbekannte Ausführungsform benötigt zunächst viele, teils kompliziert bearbeitete Kugelkalotten, Einstiche und Radialkanäle aufweisende Einzelteile, die hohe Fertigungskosten verursachen und darüber hinaus 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 Anmeldenn aus der Hraxis bekannten Ausführungsform zu verringern, indem man die Radialkanäle gewissermaßen p';f einer spiralförmig über den Umfang der Axialblindbohrung verteilt hat. jedoch läßt sich damit nicht wirksam der "jrschleiß des O-Ringes vermeiden, ganz abgesehen davon, daß sich nur schwer große Volumenströme bei Gebirgsschlägen innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne ableiten lassen. Überdies ist der Anmelderin nicht gjnau bekannt, ob diese Ausführungsform offenkundiger Stand der Technik ist, so daß diese Ausführungen unter dem Vorbehalt gemacht werden, daß es sich auch um keinen vörveröfferitüchten Stand der Technik bzw. um keine offenkundige VörbenUtzUng

handeln kann,

Die DE-AS 21 30 4/2 betrifft eine andere Gattung mit zwei getrennten Überdruckventilen in einem hydraulik sehen Grubenstempel, die nacheinander — je nach den

abzuleitenden Volumenströmen — ansprechen sollen.

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

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

Lösung

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

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 austreten kann, wird die Dichtung auf ihrer Umfangsfläche 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 weherem Druckanstieg überfährt der zwischen Hülse und Kotben bestehende Minimalspalt die Dichtung. Die im Minimalspalt radial an der Dichtung anstehende Hydraulikflüssigkeit entlastet die Dichtung örtlich und_ schützt sie so vor mechanischer Beschädigung beim Oberfahren. Hat der Mir.imälspalt 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 Hydraulikflüssigkeitsmenge, so ist der Radialspalt nicht mehr in der Lage, diesen Volumenstrom 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 Minimalspalt zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Hülse und des Kolbens den Ringspalt durchfahren und steht am

ίο 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 kritischen Entspannungszone und ist dabei keinerlei Beanspruchung ausgesetzt.

Von Vorteil ist auch, daß die einander zugekehrten Stirnflächen von Hülse und Kolben praktisch keinerlei Ansatzkammern zur Ablagerung von Schmutzresten aus der Hydraulikflüssigkeit bieten, überdies würden etwaige geringe Schmutzablagerungen zwischen diesen Stirnflächen praktisch nicht stören, da es auf eine absolute Dichtigkeit zwischen diesen Stirnflächen nicht ankommt, weil ein Durchfluß von Hydraulikflüssigkeit zwischen diesen Stirnflächen beabsichtigt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ergibt sich eine raumsparende Konstruktion, weil sämtliche verschieblichen Teile koaxial zueinander in einem patronenförmigen Gehäuse angeordnet werden können.

Gemäß Anspruch 3 wird die Hülse zusätzlich durch eine Druckfeder in Richtung auf den Kolben kraftbelastet. Das begünstigt die einfache Abstimmung der an der Hülse und dem Kolben wirksamen Kräfte, die für die einwandfreie Funktion der in der ersten Abströmslufe wirksamen radialen Abströmöffnung zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Hülse und Kolben maßgebend sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Überdruckventil mit Lastanzeiger gemäß der Erfindung im Längsschnitt, und zwar in Schließstellung des Ventils.

F i g. 2 bis 4 eine weitere Ausführungsform, ebenfalls im Längsschnitt mit verschiedenen Stellungen der Ventilteile.

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

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein patronenförrmges Gehäuse bezeichnet, das über den größten Teil seiner Länge den gleichen zylindrischen Außeridurchmesser 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 Ausführungsform als O-Ring 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 Lastanzeigern her bekannte Ausgestaltung besitzen.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist das Gehäuse 1

mit einem zentrischen Anschlußkanal 4 versehen, der ein im Durchmesser vergrößertes Kanalteil 5 aufweist. In diesem Kanalteil 5 ist eine Druckfeder 6 angeordnet, die sich einerends gegen eine Schulter 7 des AnschluBslulzens 2 und an ihrem anderen Ende gegen eine fohrförmige Hülse 8 abstützt. Diese Hülse 8 weist einen materialmäßig einstückig mit dem übrigen Teil der Hülse verbundenen flanschenarligen Ansatz 9 auf, der in (r&tn Kanalteil 5 geführt ist, derart, daß die Hülse 8 in Richtung ihrer Längsachse, also in Richtung Xbzw. Y verschieblich ist, wobei die Verschiebung der Hülse 8 in Richlung Y durch einen HubbegrenzüngsaVischlag 10 begrenzt ist. der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch eine im Gehäuse 1 unverschieblich gelagene Muffe 11 und bei der Ausführungsform nach den F i g. 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 Ausfünrungsiormen den gleichen Auueiidurchmesser besitzt wie die Hülse 8 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 Ausfuhrungsformen, 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 gegen die Stirnfläche 14 des Kolbens 12 angedrückt wird, bis die Hülse 8 durch Auflreffen ihres Ansatzes 9 gegen den Anschlag 10 vom Kolben 12 abhebt (F i g. 4). Allerdings ist eine absolute Dichtigkeit zwischen den Stirnflächen 13 und 14 nicht angestrebt Vielmehr gelangt Hydraulikflüssigkeit durch den Minimalspalt zwischen den Stirnflächen 13 und 14 in der noch nachfolgend zu beschreibenden Art und Weise in den Ringspalt 15, der an der Umfangsfläche des Kolbens gebildet ist

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die Muffe 11 im Gehäuse 1 durch eine Dichtung 16 druckflüssigkeitsidicht angeordnet Eine gegen die äußere Umfangsfläche 55-des Kolbens 12 bzw. gegen die äußere Umfangsfläche der Hülse 8 zur Anlage bringbare Dichtung 17 ist bei der Ausführungsform nach F i g. 1 in der Muffe 11 angeordnet und bei der Ausführungsform nach den Fig.2 bis 4 in einer Nut des Gehäuses 1 gelagert Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist in Öffnungsrichtung des Ventils, also in Richtung yder 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 druckflüssigkeitsleitend in Verbindung steht Die Führungsbuchse 19 ist von mehreren axial Verlaufenden Kanälen 21 durchsetzt, die mit mehreren radial verlaufenden Abflußkanälen 22 bzw. 23 in flüssigkeilsleilehder Verbindung stehen,

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 bis 4 ist der Ringspall 15 unmittelbar an eine Kammer 23 ange^ schlossen, die in der Wirkung der Erweiterung 20 der Ausführungsform nach Fig. 1 entspricht. An diese Kammer 25 sind ebenfalls Abfiußkanäle 26 und 27 angeschlossen, die in der Wirkung den Abflußkanäleii 22 Und 23 entsprechen.

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 28 in einer Kammer 29 angeordnet, das bei den dargestellten Ausführungsformen als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und sich anderenends gegen ein in axialer Richtung verstellbares wiuciiagcr ju äuäit)!£t, uäa l/ci uCH uSrgCSiCutCi» Ausführungsfornien als Schraubstopfen ausgebildet ist und mit einer zentrischen Bohrung 31 auch der Führung eines Laslanzeigers 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 Ablescbasis 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 Kolben 12 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.

Hat der Minimalspalt zwischen Hülse 8 und Kolben 12 de 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 sein. 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 abfließen zu lassen. Es

Literaturverzeichnis

DE-PS 13 03 157 DE-AS 21 30 472 DE-OS 24 08 106 DE-GM 78 02 256

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kommt zu einem Stau und damit zu einer geringen Druckerhöhung. Damit werden die Hülse 8 und der Kolben 12 so weit gegen das Federelement 28 gedrückt, 1 Gehäus?

bis der Bund bzw. Flansch 9 der Hülse 8 gegen den Anschlag 10 an der Muffe 11 (F i g. 1) bzw. am Anschlag 10 des Gehäuses (F i g. 2 bis 4) anliegt. Gleichzeitig hat der Minimalspalt zwischen den Stirnflächen 13 und 14 von Hülse 8 und Kolben 12 den Ringspalt 15 durchfahren u,;H steht am Beginn der kammerartigen Erweiterung 20 {Fig. I) bzw. 25 (Fig.2 bis 4). Durch weitere Bewegung des Kolbens 12 gegen die Rückstellkraft des Federelementes 28 kaiin 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 (F i g. 1) bzw. 25 und 27 (F i g. 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 Effindungsgedankens ist es nicht erforderlich — wie dargestellt —, das Ventil mit einem Lastanzeiger 32 zu kombinieren. Vielmehr sind »uch Ausführungsformen denkbar, bei denen auf einen Lastanzeiger 32 verzichtet sein kann, oder aber der Lastanzeiger kann in anderer Weise ausgebildet und »ngeordnet werden.

10

Bezugszeichenlisle

Anschlußstutzen

Dichtung

Anschlußkanal

Kanalleil

Druckfeder

Schulter

8 Hülse

9 Ansatz, Flansch. Bund

10 Anschlag

11 Muffe

12 Kolben

13 Stirnfläche

14 Stirnfläche

15 Ringspalt

16 Dichtung

17 Dichtung

18 Stützring

|S FQnruiigsuüCilsc

20 Erweiterung, Kammer

21 Kanal, Bohrung

22 Kanal, Bohrung

23 Kanal, Bohrung

24 Federteller

25 Kammer

26 Abflußkanal

27 Abflußkanal

28 Federelement, Druckfeder

29 Kammer

30 Widerlager, Schraubstopfen

31 Bohrung

32 Lastanzeiger

X Verschieberichtung Y Verschieberichtung

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Oberdruckventil, vornehmlich für hydraulische Schubkolbengetriebe von Ausbauelementen des untertägigen Grubenbetriebes, mit zwei nacheinander wirksam werdenden Ansprechstufen zum Ablaß unterschiedlicher Volumenströme, mit einem gegen eine einstellbare federnde Rückstellkraft durch den Hydraulikdruck in einer innerhalb des Ventilgehäuses vorgesehenen Bohrung verschiebbaren und durch mindestens eine Dichtung an seiner Umfangsfläche abgedichteten, den Ventilschließkörper bildenden Kolben, der gegenüber der Dichtung relatiwerschiebbar ist, wobei zwischen einem mit der Hydraulikhochdruckseite des Schubkolbengetriebes in Verbindung stehenden Anschlußkanal im Bereich des Kolbens eine radiale Abströmöffnung vorgesehen ist, die bei Auftreten von Überdrücken mit wenigstens einem im Ventilgehäuse vorgesehenen AbfluBkanal verbindbar ist, und in der ersten Abstromstufe das Abfließen des Hydrauiikmediums aus der radialen Abströmöffnung in den Abflußkanal über den zwischen der Umfangsfläche des Kolbens und dem diese umschließenden Teil der Gehäusebohrung vorhandenen Ringspalt erfolgt, gekennzeichnet durch die Vereinigung der folgenden Merkmale:

a) Koaxial zum Kolben (12) ist eine rohrförmige Hülse (8) angeordnet, die der Länge nach von wenigst-.« einem Kanal durchsetzt ist, der ständig mit der Hydra -!ikhochdruckseite in Verbindung steht, wobei sich die Hülse (8) mit ihrer Stirnfläche (13) nicht jichtend gegen die Kolbenstirnfläche (14) abstützt und die radiale Abströmöffnung durch den zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen (13, 14) von Kolben (12) und Hülse (8) vorhandenen Spalt gebildet und durch diesen begrenzt ist.

b) Die Hülse (8) ist an ihrem der Hydraulikhochdruckseite zugekehrten Ende mit einem flanschartigen Ansatz (9) versehen, der beim oder ve/ dem Wirksamwerden der zweiten, großvolumigeren Abstromstufe an einem innerhalb des Ventilgehäuses vorgesehenen Hubbegrenzungsanschlag (10) zur Anlage bnngbar ist, so daß bis zum Auftreffen des Ansatzes (9) auf den Anschlag (10) die Hülse (8) mit dem Kolben (12) kraftschlüssig und längsverschiebbar verbunden ist und die fiüssigkeitsleitende Verbindung zwischen der radialen Abströmöffnung und dem mindestens einen Abflußkanal (21, 22,23; 25,26, 27) über den zwischen der Umfangsfläche des Kolbens (12) und dem ihn umgebenden Teil der Gehäusebohrung vorhandenen Ringspalt (15) erfolgt, während zum Wirksamwerden der zweiten Abstromstufe die sich zwischen den Stirnseiten (13, 14) von Kolben (12) und Hülse (8) bei steigendem Überdruck vergrößernde radiale Abströmöffnung direkt mit dem Abfluß* kanal oder den Abflüßkanäleri (21,22,23 j 25,26, 27) verbindbar ist,

2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) in einer im Ventilgehäuse (1) unverschieblich angeordneten Führungsbuchse (19) längsverschiebbar angeordnet

ist und sich an seinem der Hülse (8) abgekehrten Ende gegen die Rückstellkraft des unterschiedlich vorspannbaren Federelementes (28) abstützt

3, Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) zusätzlich durch eine Druckfeder (6) in Richtung (Y) auf den Kolben (12) kraftbelastet ist