DE1258224C2

DE1258224C2 - UEberdruckventil, insbesondere fuer hohe Druecke

Info

Publication number: DE1258224C2
Application number: DE1962B0068733
Authority: DE
Inventors: Erwin Blenkle; Dipl-Ing Karl Hertel
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1961-10-25
Filing date: 1962-09-06
Publication date: 1973-02-01
Also published as: BE624042A; GB1009755A; DE1258224B; DE1264908B; NL284181A; AT285261B; NL296090A; LU40753A1; DE1264908C2; GB1042500A; NL130143C

Description

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil, insbesondere für hohe Drücke, dessen Absperrkörper vom Druckmitteldruck im Öffnungssinn und durch mindestens ein Federelement im Schließsinn belastet ist. Bei allen bislang in der Praxis verwendeten Überdruckventilen für hohe Drücke hat man als Federelement eine aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, bestehende Schließfeder verwendet, die meist als Tellerfeder oder auch als Schraubenfeder ausgebildet ist. Darüber hinaus bestehen vor allem bei Ventilen für mittlere und hohe Druckmitteldrücke, d. h. für einen Druckbereich von etwa 100 bis 600 atü, auch sämtliche weiteren kraftbeanspruchten Teile des Ventils aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl. Vor allem der Absperrkörper und der Ventilsitz dieser bekannten Ventile werden regelmäßig aus Stahl, und zwar meist einem hochwertigen Stahl, hergestellt, wobei diese einer sehr sorgfältigen Oberflächenbearbeitung bedürfen und meist geschliffen, poliert oder geläppt werden. Außerdem müssen auch die bei diesen Ventilen verwendeten Schließfedern, die meist als Tellerfedern ausgebildet sind, sehr sorgfältig bearbeitet werden, wobei zur Verminderung der Reibung zwischen den Tellerfedern vielfach noch besondere, ebenfalls sehr feinbearbeitete Führungsringe' vorgesehen werden. Da überdies die bekannten federbelasteten Überdruckventile regelmäßig aus einer größeren Anzahl von Einzelteilen bestehen und einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau besitzen, ist ihre Herstellung — vor allem jedoch infolge der notwendigen, sehr genauen Oberflächenbearbeitung ihrer wesentlichen Teile — unverhältnismäßig teuer.

Trotz der sehr sorgfältigen und infolgedessen kostspieligen Bearbeitung weisen die bekannten federbelasteten Überdruckventile mit metallischer Schließfeder den Nachteil auf, daß sie insbesondere unter rauhen Betriebsbedingungen, wie z. B. im untertägigen Grubenbetrieb, nur eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer besitzen. Dies kommt einmal daher, daß die mit einem hohen Genauigkeitsgrad bearbeiteten Oberflächenteile dieser Ventile gegen Korrosionserscheinungen außerordentlich empfindlich sind, die sich bei ihrer Verwendung unter feuchten Arbeitsbedingungen bzw. im untertägigen Grubenbetrieb nicht vermeiden lassen. Außerdem treten bei diesen , Ventilen mit meist aus Stahl bestehenden Sitzen und Absperrkörpern schnell Erosionserscheinungen auf, die ein zuverlässiges, absolut dichtes Schließen des Ventils nach relativ kurzer Einsatzdauer nicht mehr gewährleisten. Darüber hinaus wirkt sich eine Korrosion der Tellerfedern — da diese sich beim Ansprechen und Schließen des Ventils aneinander reiben ■— auch auf die Öffnungscharakteristik des Ventils in äußerst nachteiliger Weise aus. Außerdem besitzen diese Ventile den Nachteil, daß auch bei einem Schleifen der Tellerfedern und einer Zwischenschaltung reibungsvermindernder Einlagen durch die starke Reibung zwischen den einzelnen Federteilen ein ziemlich starker Abrieb erfolgt, durch den die Öffnungscharakteristik des Ventils in einem solchen Maße verändert wird, daß ein zuverlässiges und gleichmäßiges Ansprechen bzw. Schließen sich auch durch eine Nachregelung der Federvorspannung nicht mehr erreichen läßt und das Ventil nach einer gewissen Zeit unbrauchbar wird.

Außerdem besitzen die bekannten, mit metallischen Schließfedern ausgerüsteten Ventile den Nachteil eines verhältnismäßig großen Gewichtes sowie relativ großer Abmessungen, was sich vor allem dann ungünstig auswirkt, wenn derartige Ventile in transportable Geräte eingebaut werden. Besonders nachteilig ist dies bei der Verwendung derartiger Ventile als Überdruckventile für hydraulische Grubenstempel

bzw. andere hydraulische Ausbauelemente für den untertägigen Grubenbetrieb, da diese hydraulischen Ausbauelemente in engen Grubenräumen sowie unter schwierigen Arbeitsbedingungen transportiert sowie ein- und ausgebaut werden müssen.

Es ist bei Überdruckventilen, und zwar auch bei Überdruckventilen für hydraulisch betriebene Hebeoder Stützvorrichtungen sowie insbesondere für hydraulische Grubenstempel, bereits bekannt, als Federelement einen aus Gummi oder einem sonstigen elastischen Werkstoff bestehenden Formkörper zu verwenden. Dieser Formkörper ist hülsenförmig ausgebildet und mit dem als Ventilspindel ausgebildeten Absperrkörper sowie einer den Formkörper umschließenden Metallbüchse durch Aufvulkanisieren fest verbunden. Ventilspindel, Formkörper und Metallbüchse bilden hierbei einen einheitlichen Körper, der in das Ventilgehäuse eingesetzt und in diesem durch eine Schraubkappe gehalten ist.

Diese bekannten Überdruckventile mit aus Gummi oder sonstigen elastischen Werkstoffen bestehenden Federelementen sind bislang in der Praxis nicht einmal für die Überwachung auch, nur mäßiger oder mittlerer Drücke — geschweige denn von hohen Druckmitteldrücken in einer Größenordnung von mehreren hundert Atmosphären, wie sie bei hydraulischen Ausbaueinrichtungen für den Grubenbetrieb benötigt werden — eingesetzt worden. Der Grund hierfür ist in erster Linie der, daß sowohl Gummi als auch die gebräuchlichen sonstigen kautschukartigen Werkstoffe einschließlich der üblichen kautschukartigen Kunststoffe eine viel zu geringe Shore-Härte und einen viel zu niedrigen Elastizitätsmodul aufweisen, der außerdem stark temperaturabhängig ist. Die gebräuchlichen kautschukartigen Kunststoffe besitzen im Höchstfall eine Shore-Härte von etwa 60° Shore A und einen Elastizitätsmodul, der bei den normalerweise in Frage kommenden Temperaturen weit unter 100 kg/cm² liegt. Bei den üblichen Gummisorten liegen die entsprechenden Härte- und Elastizitätswerte noch weit niedriger. Infolgedessen sind Naturgummi sowie auch alle gebräuchlichen kautschukartigen Kunststoffe für die Herstellung von Federelementen für Ventile, die auch nur mäßige Drücke zu überwachen haben, viel zu weich und viel zu nachgiebig. Außerdem ist der Elastizitätsmodul dieser Werkstoffe in solchem Maße temperaturabhängig, daß sich jede Temperaturänderung in erheblichem Maße auf die Federcharakteristik der Ventilfeder und damit auch auf die Öffnungscharakteristik des Ventils auswirken würde. Schließlich sind Gummi und die gebräuchlichen kautschukartigen Kunststoffe für die Herstellung von Schließfedern für Uberdruck- und Sicherheitsventile auch deshalb völlig ungeeignet, weil aus ihnen hergestellte Federn eine völlig wild und unkontrollierbar streuende Hysteresis besitzen, so daß einmal der öffnungs- und der Schließdruck eines mit einem solchen Federelement ausgerüsteten Ventils erheblich voneinander abweichen und zum zweiten außerordentlich starke Schwankungen des Öffnungs- und Schließdruckes auftreten würden, die völlig untragbar wären. Es ist daher gänzlich ausgeschlossen, aus Gummi oder den üblichen gummiartigen Kunststoffen Federelemente herzustellen, die eine auch nur einigermaßen gleichbleibende Federcharakteristik besitzen und damit eine auch nur halbwegs gleichbleibende Öffnungscharakteristik eines mit einem solchen Federkörper ausgerüsteten Ventils gewährleisten. Infolge der geringen Alterungsbeständigkeit von Gummi sowie auch von zahlreichen kautschukartigen Kunststoffen würde sich ferner die Federcharakteristik von aus solchen Werkstoffen hergestellten Federkörpern vom Zeitpunkt der Herstellung des Federkörpers an laufend ändern. Ein exaktes sowie über längere Zeiträume gleichbleibend genaues Ansprechen eines mit einem solchen, aus Gummi oder einem kautschukartigen Kunststoff bestehenden Federkörper ausgerüsteten Ventils ist daher nicht zu erreichen. Ein mit einem solchen Gummi- oder Kunststoffederkörper ausgerüstetes Ventil wäre kein Sicherheitsventil, sondern ein großer Unsicherheitsfaktor, da es praktisch ausgeschlossen ist, ein öffnen dieses Vehtils bei einem vorherbestimmten und jeweils auch nur annähernd gleich hohen Druckmitteldruck zu erreichen.

Diese Nachteile von aus Gummi oder den gebräuchlichen gummiartigen Kunststoffen bestehenden ao Formkörpern spielen naturgemäß dann keine Rolle, wenn sie — was ebenfalls bekannt ist — für Ventile verwendet werden, die für ausgesprochen geringe Drücke von einigen wenigen Atmosphären bestimmt sind. Als Federelement für ein Überdruck- oder as Sicherheitsventil für besonders hohe Drücke von beispielsweise mehreren hundert Atmosphären, wie sie bei hydraulischen Ausbaueinrichtungen für den untertägigen Grubenbetrieb angewendet werden, sind jedoch derartige, aus normalem Gummi oder einem gummiartigen Werk- oder Kunststoff bestehende Federelemente praktisch unbrauchbar, da man von einem derartigen Überdruck- oder Sicherheitsventil verlangt, daß es bis zu einem genau definierten Ansprechdruck absolut dicht schließt und dann innerhalb eines sehr kleinen Druckintervalls unabhängig von der Einsatzdauer, der Ansprechhäufigkeit sowie der Schnelligkeit des Druckanstiegs sich in jeweils genau der gleichen Weise öffnet und beim Absinken des Druckmitteldruckes unter den Ansprechdruck wieder zuverlässig schließt, wobei öffnungs- und Schließdruck praktisch gleich sein müssen. Diese Eigenschaften lassen sich nicht im entferntesten erreichen, wenn man bei einem Überdruck- oder Sicherheitsventil die üblicherweise aus Metall bestehende Schließfeder durch einen aus Gummi oder den üblichen kautschukartigen Werkstoffen hergestellten Federkörper ersetzt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein insbesondere für hohe Drücke bestimmtes Überdruckventil zu schaffen, bei welchem unter Verwendung eines Federelementes, das als aus einem kautschukartigen Werkstoff bestehender Formkörper ausgebildet ist, die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Überdruckventile vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Formkörper aus einem extrem harten und besonders strukturfesten Elastomer besteht, welches eine Shore-Härte A von mindestens 80° und einen Elastizitätsmodul (bei Zimmertemperatur) von mindestens 100 kg/cm² besitzt, und daß der Formkörper zur möglichst weitgehenden Verringerung bzw. Vorwegnahme seiner Restverformung bis weit über seine im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung vorgepreßt ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß aus der überaus größen Anzahl der gummiartigen Werkstoffe sowie aus der immer noch sehr großen Zahl der kautschukartigen Kunststoffe ein sehr kleiner Teil, nämlich diejenigen Elastomere,

die extrem hart und besonders strukturfest sind sowie eine Shore-Härte A von mindestens 80° und einen Elastizitätsmodul (bei Zimmertemperatur) von mindestens 100 kg/cm² besitzen und die ferner zur möglichst weitgehenden Verringerung biw. Vorwegnahme ihrer Restverformung bis weit über ihre im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung vorgepreßt worden sind, völlig überraschende und nicht vorhersehbare Federungseigenschaften aufweisen, die sich für die Herstellung von Ventilfederkörpern' hervorragend eignen. Hierbei war es zunächst erforderlich, aus der außerordentlich großen und selbst von einem hervorragenden Fachmann nicht mehr zu übersehenden Vielzahl von gummiartigen Werkstoffen und der kaum geringeren Anzahl von kautschukartigen Kunststoffen diejenige außerordentlich kleine Gruppe herauszufinden, die sich in ganz besonderer Weise für den der Erfindung zugrunde liegenden besonderen Zweck eignet. Letzteres war jedoch weder'zu erwarten noch vorherzusehen, da extrem harte und besonders strukturfeste Elastomere in noch stärkerem Maße, als Gummi zum »Fließen« bzw. »Kriechen«, (I. h. zu einem permanenten Spannungsabfall, neigen und'daher für die Herstellung von Ventilfedern, die eine exakt vorherbestimmbare und über lange Einsatzdauer genau gleichbleibende Öffnungscharakteristik und eine sehr kleine Hysteresis aufweisen müssen, als völlig ungeeignet erscheinen mußten. Es bedurfte daher zur Schaffung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Überdruckventils auch noch der Erkenntnis, daß der aus der allein in Frage kommenden engbegrenzten kleinen Kunststoffgruppe bestehende und ganz spezielle Eigenschaften aufweisende Federkörper bis weit über seine im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung vorgepreßt werden muß, um seine Restverformung möglichst weitgehend zu verringern bzw. völlig vorwegzunehmen.

Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Vorpressung des Kunststofformkörpers unbedingt erforderlich ist, um die gerade bei extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren besonders starke Neigung zum »Fließen« bzw. Kriechen« zu beseitigen und um die große Hysteresis auch dieser von der Erfindung als allein brauchbar erkannten kleinen Kunststoffgruppe auf ein solch geringes Maß zu verringern, daß mit solchen Elastomer-Federkörpern ausgerüstete Ventile für die Praxis brauchbar sind. Nur auf diese Weise ist es möglich, dem Elastomer-Federkörper eine auch im Dauerbetrieb mit hinreichend großer Genauigkeit gleichbleibende Federcharakteristik zu geben, die unabdingbare Voraussetzung dafür ist, daß das mit einem solchen Elastomer-Federkörper ausgerüstete Ventil eine über seine gesamte Einsatzdauer gleichbleibende Öffnungscharakteristik besitzt. Auch extrem harte und besonders strukturfeste Elastomere würden ohne die erfindungsmäß vorgeschlagene Vorpressung des Formkörpers nach dem Ansprechen des Ventils eine gewisse Restverformung aufweisen, die zur Folge hätte, daß das Ventil nach dem erstmaligen öffnen nicht beim öffnungsdruck, sondern bei einem etwas niedriger liegenden Druck schließen würde. Dieser niedrigere Schließdruck würde dann dem öffnungsdruck des Ventils für das zweite Ansprechen entsprechen, bei welchem es wiederum zu einer Verringerung des Schließdruckes und damit des Öffnungsdruckes für das nächstfolgende Ansprechen käme. Darüber hinaus würden aus derartigen extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren' hergestellte Federkörper — ohne die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorpressung bis weit über die im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchurig — einem nicht zu vermeidenden permanenten »Fließen« bzw. »Kriechen« unterliegen, wodurch die Schließkraft des Federkörpers laufend abnimmt und sich seine Federcharakteristik ständig ändert. Elastomere, und zwar auch extrem harte und besonders strukturfeste Elastomere, neigen nämlich in weitaus stärkerem Maße

ίο als konventioneller Gummi zum »Fließen« bzw. »Kriechen« und besitzen eine wesentlich geringere Widerstandsfähigkeit gegen Dauerbelastungen sowie übermäßig starke Belastung als dieser. Infolgedessen mußte mart von dem Ersatz der gummiartigen

J5 Werkstoffe einschließlich konventionellem Gummi, die bei dem weiter oben behandelten bekannten Überdruckventil für die Herstellung des Federkörpers vorgeschlagen werden, durch ein extrem hartes und besonders strukturfestes Elastomer kein besse-

ao res, sondern ein noch schlechteres Ergebnis erwarten. Es erschien daher der Fachwelt undenkbar, aus extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren Ventilfedern herzustellen, die eine exakt vorherbestimmbare und über lange Einsatzdauer genau gleichbleibende Öffnungscharakteristik und eine sehr kleine Hysteresis aufweisen. Vielmehr war zu befürchten, daß sich bei Verwendung derart extrem harter und besonders strukturfester Elastomere für die Herstellung von Ventilfedern, insbesondere bei Ansprechdrücken von mehreren hundert Atmosphären, wie sie beispielsweise bei hydraulischen Grubenstempeln allgemein üblich sind, sich nicht nur eine starke Hysteresis des Elastomer-Federkörpers, sondern außerdem eine laufende Veränderung der Öffnungscharakteristik bzw. ein fortschreitendes Absinken des Öffnungsdruckes sowie ein permanenter Spannungsabfall infolge des starken »Fließens« bzw. »Kriechens« derartiger extrem harter und besonders strukturfestei Elastomere ergeben würde, was derart ausgebildete Ventile für alle Anwendungszwecke, bei denen es auf die Einhaltung eines ständig gleichbleibenden Ansprechdruckes ankommt, unbrauchbar machen würde. .

Diese nachteiligen Eigenschaften von extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren, die sie für die Herstellung von Ventilfedern für Überdruckventile, und zwar insbesondere für solche, die für hohe Drücke bestimmt sind, als besonders ungeeignet erscheinen ließen, lassen sich jedoch — was weder zu erwarten noch vorherzusehen war — durch eine besondere Vorbehandlung von aus derartigen Elastomeren hergestellten Federkörpern völlig beseitigen. Gegen eine solche Vorbehandlung, die aus einer Vorpressung des Elastomer-Formkörpers bis weit übet die im normalen Betrieb auftretenden Druckbean spruchungen. d. h. bis über die Elastizitätsgrenze hinaus, besteht, mußten jedoch gerade bei einem Elastomerkörper noch stärkere Bedenken bestehen als bei konventionellem Gummi, da ein Elastomerkörper vorwiegend Zwischenvalenzbindungen besitzt, die aneinander abgleiten können, und nur in sehr geringem Maße echte Verletzungsstellen aufweist, so daß et in weitaus stärkerem Maße zum »Fließen« bzw. »Kriechen« neigt als die konventionellen, hier allein in Frage kommenden hochwertigen Gummisorten. Erst durch die Erfindung ist erkannt worden, daß die von Gummi durchaus abweichende makromolekulare-Struktur der erfindungsgemälV verwendeten Flasto-

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mere durch eine Vorpressung nicht nur nicht beeinträchtigt, sondern in einer nicht vorherzusehenden Weise modifiziert und allem Anschein nach im Sinn einer Verschiebung der Elastizitätsgrenze nach oben verändert wird.

Es konnte daher keineswegs damit gerechnet werden, daß ein Vorpressen dieser extrem harten und besonders strukturfesten Elastomere ihre Neigung zur Dauerverformung beseitigen würde. So war es in der Tat'ein nicht vorauszusehender Effekt, daß die durch Vorpressen bewirkte, nicht unbeträchtliche bleibende Verformung eine beim weiteren Zusammenpressen dieses vorgepreßten Elastomer-Formkörpers zu erwartende weitere bleibende Verformung verhindern bzw. die sogenannte Restverförmiing weitgehend beseitigen werde. .

Läßt sich dieses erstaunliche Verhalten mit der molekularen Struktur und den üblichen Vorstellen vom Verhalten der in Rede stehenden elastomeren Stoffe zwar nicht erklären, so liegt es immerhin nahe, den Grund für diesen überraschenden Effekt in einer strukturellen Umorientierung anzunehmen mit der Folge, daß die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes nach oben im Sinn einer »Hochelastizität« verschoben wird, so daß nunmehr alle Beanspruchungen beim Ansprechen des in solcher Weise manipulierten Federkörpers sich innerhalb des elastischen Bereiches, d. h. unterhalb der Elastizitätsgrenze, abspielen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorpressung der extrem harten und besonders strukturfesten Elastomere bis weit über ihre im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung ist somit eine bislang unbekannte und nicht zu erwartende Eigenschaft dieser Elastomere aufgedeckt worden, durch die diese Elastomere, die im nicht vorgepreßten Zustand für den der Anmeldung zugrunde liegenden Zweck in noch stärkerem Maße unbrauchbar sind als konventionelle Gummiqualitäten, in einen bislang bei derartigen Elastomeren unbekannten Zustand einer sogenannten »Hochelastizität« versetzt werden, die sie in einer nicht vorauszusehenden und nicht zu erwartenden Weise für die Herstellung von Federkörpern von Überdruckventilen, und zwar insbesondere solchen für hohe Drücke, hervorragend geeignet macht. Die überaus starke Neigung derartiger extrem harter und besonders strukturfester Elastomere zum »Kriechen« bzw. »Fließen« wird durch diese Vorbehandlung völlig beseitigt. Die Rest verformung derartiger Hlastomer-Formkörper wird durch die' Vorpressüng bis weit über die im normalen Betrieb auftretende Dnickbeanspruchung so weitgehend verringert, daß sie praktisch als vorweggenommen angesehen werden kann. Die Folge hiervon ist, daß der Elastomer-Federkörper bei den beim Ansprechen des Ventils auftretenden hohen Druckbelastungen — und zwar auch bei einem sehr häufigen Ansprechen '— keinerlei bleibende Verformung mehr erfährt. Durch die'erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorpressung wird zwar auch das elastische Formänderungsvermögen des Formköipers etwas verringert, jedoch vermag dieser

des Ventils in ausreichendem Maße federnd elastisch

sung des Formkörpers jedoch der wesentliche Vorteil

icht nur eine

Vemiils, sondern auch eine über lange Betriebszeiten mit großer Genauigkeit gleichbleibende Öffnungscharakteristik und keinerlei Spannungsabfall bei Dauerbelastungen aufweist, d. h., daß der Öffnungsund Schließdruck des Ventils während seiner gesamten Einsatzdauer mit großer Genauigkeit gleichbleibt. Bei aus Naturkautschuk oder synthetischen Kautschukarten bestehenden Eisenbahnpuffern ist es an sich bekannt, die Pufferkörper einer begrenzten, die Elastizitätsgrenze bei weitem nicht erreichenden Vor-'

ic pressung zu unterwerfen, um hierdurch das Stoßdämpfungsvermögen zu stabilisieren. Der ih dieser Weise durch Vorpressen behandelte Puffer soll eine möglichst hohe Dämpfung haben, d. h., er soll möglichst viel kinetische Energie verzehren und nur einen möglichst geringen Teil der aufgenommenen kinetischen Energie wieder abgeben. Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorpressen des Elastomer-Federkörpers wird demgegenüber die Elastizitätsgrenze nach oben verschoben Und der Federkörper in einen bislang unbekannten Zustand sogenannter »Hochelastizität« versetzt, in dem die Restverformung praktisch beseitigt ist, ohne daß die elastischen Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden oder gar eine hohe Dämpfung eintritt. Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen diesem vorbekannten Verfahren zur Behandlung von Eisenbahhpuffem und dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Überdruckventil besteht darin, daß es sich im ersteren Fall um die Aufnahme von Schwingungsenergie bzw. das Abfangen von Stoßen handelt,'während die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorpressung die Erzeugung einer konstanten statischen Federkraft bezweckt. Außerdem soll bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Überdruckventil die aufgebrachte Energie gleich der abgegebenen Energie sein, mithin also keine Energie verlorengehen und insbesondere keine nennenswerte Dämpfung stattfinden, während die nach dem vorbekännten Verfahren behandelten Pufferkörper eine möglichst große Dämpfung besit-

zen sollen. .

Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, daß bei dem bekannten Verfahren nur ein vorsichtiges Vorpressen der Pufferkörper erfolgen soll, das bei mehrmaliger Belastung sich etwa auf die Hälfte der Nennlast und bei Einzelbelastung sich nur auf etwa 85% der Nennbelastung der Pufferung bei dem maximalen (Soll-) Pufferungsweg belaufen soll. Es wird somit bei diesem bekannten Verfahren ausdrücklich eine Kraftbeschränkung vorgeschrieben, die in jedem Fall wesentlich unter der Nennbelastung der Pufferung liegt, so daß die Elastizitätsgrenze der bei diesen bekannten Eisenbahnpuffern verwendeten Naturkautschuk- und synthetischen Kautschukarten mit Sicherheit nicht erreicht wird. Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Überdruckventil erfolgt demgegenüber eine Vorpressüng der Elastomer-Formkörper bis weit über ihre im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung, die — damit die sogenannte ,Restverformung möglichst weitgehend

S₀ verringert bzw. vorweggenommen wird — bis weit über die Elastizitätsgrenze dieser Elastomere hinausgehen muß.

Bei Naturkautschuk und synthetischen Kautschukarten würde — wie durchgeführte Versuche.bestä-

g_s tigt haben — ein Vorpressen daraus hergestellter Formkörper bis über die Elastizitätsgrenze zu einer weitgehenden Zerstörung der Struktur des Werkstoffes führen, wobei sie teils bröckelig, teils teigig

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und plastisch werden, erhebliche bleibende Formänderungen erleiden und weitgehend ihre elastischen Eigenschaften verlieren, so daß sie nach einer solchen Vorpressung als Federkörper für -ein Überdruckventil völlig unbrauchbar sind.

Bei extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art mußte man wegen ihrer Molekularstruktur in noch weitaus stärkerem Maße bei einer über die Elastizitätsgrenze hinausgehenden Vorpressung eine Zerstörung der Struktur und einen Verlust der elastischen Eigenschaften befürchten. Völlig überraschend und ohne daß dies vorherzusehen oder zu erwarten war, hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einem solchen, weit über die Elastizitätsgrenze hinausgehenden Vorpressen von Federkörpern aus den erfindungsgemäß vorgeschlagenen extrem harten und besonders strukturfesten Elastomeren nicht nur diese befürchteten nachteiligen Wirkungen nicht eintreten, sondern daß im Gegenteil die Elastizitätsgrenze nach oben verschoben und der Elastomer-Forrnkörper in einen bislang unbekannten Zustand sogenannter »Hochelastizität« versetzt wird, in dem die starke Neigung aller extrem harten und besonders strukturfesten Elastomere zum »Kriechen« bzw. »Fließen« vollständig beseitigt ist und die derart vorbehandelten Elastomer-Formkörper Federungseigenschaften besitzen, die sie nicht nur allen bislang bekannten Federn aus gummiartigen Werkstoffen und kautschukartigen Kunststoffen, sondern auch allen bislang bekannten Metallfedern, die für Überdruck bzw. Sicherheitsventile verwendet worden sind, bei weitem überlegen machen.

Gegenüber den bislang bei Überdruckventilen für mittlere und hohe Drücke in der Praxis ausschließlich verwendeten metallischen, insbesondere aus Stahl bestehenden Ventilfedern besitzt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes, aus einem extrem, harten und besonders strukturfesten Elastomer bestehendes Federelement ferner den Vorteil einer wesentlich einfacheren und um ein Vielfaches billigeren Herstellung, da ein derartiger, aus einem Elastomer bestehender Formkörper beispielsweise durch Pressen, Spritzen. Schleudern oder Gießen hergestellt werden kann und im Gegensatz zu den bekannten Metallfedern keinerlei nachträglicher Oberflächenbearbeitung bedarf. Infolgedessen belaufen sich die Herstellungskosten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventils bei gleichem Ansprechdruck und gleichem Öffnungsquerschnitt nur auf einen kleinen Bruchteil, beispielsweise etwa ein Zehntel, der Herstellungskosten eines mit einer metallischen Schließfeder ausgerüsteten Überdruckventils, so daß schon allein aus diesem Grund die Erfindung eine wesentliche Verbesserung gegenüber den in der Praxis bislang ausschließlich verwendeten Überdruck- und Sicherheitsventilen mit sich bringt. Trotz dieser wesentlich geringeren Herstellungskosten sind jedoch die Federungseigenschaften dem bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventil verwendeten Elastomer-Federkörpers wesentlich günstiger und besser als die der bekannten metallischen Schließfedern.

Des weiteren weist das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ventil gegenüber den bekannten Überdruck- und Sicherheitsventilen den Vorteil eines wesentlich einfacheren Aufbaus und einer geringeren Zahl von Einzelteilen auf, was .deren Zusammenbau bzw. deren laufende Überwachung und Wartung erheblich vereinfacht und überdies eine weitere Verminderung der Herstellungskosten zur Folge hat. Der aus einem extrem harten und besonders strükturfesten Elastomer bestehende Federkörper ist weitgehend unempfindlich gegen aggressive Flüssigkeiten, gegen Öl, Basen und Säuren, so daß seine Federcharakteristik auch unter ungünstigen bzw. rauhen Arbeitsbedingungen, wie sie beispielsweise bei für den Untertagebetrieb bestimmten hydraulischen Grubenstempeln gegeben sind, durch derartige Einflüsse praktisch keinerlei Ver-

,o änderung erfährt. Da bei einem solchen, aus einem besonders harten und strukturfesten Elastomer bestehenden Formkörper im Gegensatz zu den meist aus mehreren, übereinander angeordneten Tellerfedern bestehenden Schließfedern der bekannten Ventile lediglich eine gewisse innere Walkarbeit, jedoch praktisch keinerlei äußere Reibung eintritt, wird auch die bei den bekannten Ventilen unvermeidliche Veränderung der Öffnungscharakteristik des Ventils durch Korrosion und Abrieb der Fe^lerelemente vermieden, so daß sich eine über sehr lange Betriebszeiten praktisch gleichbleibende Öffnungscharakteristik und damit eine gegenüber den bekannten Ventilen urn ein Vielfaches längere Lebensdauer ergibt. Schließlich zeichnet sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ventil noch durch ein gegenüber den bekannten, durch metallische Schließfedern belasteten Überdruckventilen wesentlich geringeres Gewicht sowie durch erheblich kleinere Abmessungen aus. was vor allem für seine Verwendung bei transportab-

g₀ len Gegenständen, wie z. B. hydraulischen Grubenstempeln für den untertägigen Grubenbetrieb, von besonderer Bedeutung ist.

Für den FOrmkörper hat sich eine im wesentlichen zylindrische oder prismatische Grundform als besonders zweckmäßig erwiesen. Hierbei wird der Formkörper ferner im allgemeinen als homogener Vollkörper ausgebildet. Ein derartiger Formkörper läßt sich auf sehr einfache Weise und außerdem billig herstellen, beispielsweise durch Strangpressen, Gießen oder Spritzen, gegebenenfalls in Form eines endlosen Stranges, der anschließend dann durch einen einfachen Schneidvorgang unterteilt und auf die jeweils erforderliche Länge zurechtgeschnitten wird. Ferner empfiehlt sich im allgemeinen eine in bezug auf die Öffnungsrichtung des Ventils rotationssymmetrische Ausbildung des Formkörpers. Derart ausgebildete, insbesondere zylindrische Formkörper zeichnen.sich außer durch ihre einfache und billige Herstellung, ferner durch besonders günstige Federungseigenschaften sowie durch verhältnismäßig kleine Abmessungen auch bei hohen Federkräften aus, so daß sie mit zu einer besonders gedrängten und kompakten Bauweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventils beitragen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Formkörper in Öffnungsrichtung des Ventils größere Abmessungen als quer dazu auf. Als besonders zweckmäßig hat sich bei im wesentlichen zylindrischer Ausbildung des Formkörpers ein Verhältnis der Abmessungen in Ö'ffnungsrichtung des Ventils und quer dazu von etwa 7 :5 herausgestellt. Bei derartigen Formkörpern ergibt sich ein Formfaktor, d. h. ein Verhältnis der druckbelasteten Oberfläche zur freien, d. h, nicht druckbelasteten Oberfläche, von etwa 0,18, der sich vor allem für Druckmitteldrücke · von etwa 350 Atmosphären als besonders günstig herausgestellt hat. Es ist jedoch auch möglich, mit etwas kleineren bzw. etwas größeren Formfaktoren des Formkörpers in dem Bereich zwi-

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sehen etwa 0,15 und 0,20 zu arbeiten. Als druckbe- Fällen, in denen die mittelbar auf den Formkörper lastete Oberflächen ist bei einem zylindrischen Form- einwirkenden Kräfte nur auf einem Teil seines Querkörper — wie er bei der Erfindung in erster Linie ver- schnittes angreifen. Wird beispielsweise ein derarti-. wendet wird -- nur eine der beiden Grundflächen des ger, insbesondere plattenartiger Metallkörper auf der Körpers — obwohl beide Grundflächen druckbelastet 5 dem Ventilsitz zugekehrten Grundfläche des aus sind — in die Verhältnisgleichung für die Ermittlung Kunststoff bestehenden Formkörpers angeordnet, so des Formfaktors einzusetzen, während als freie Ober- läßt sich auch bei einem gegenüber dem Öffnungsfläche die Zyllndermantelfläche des Formkörpers ein- querschnitt des Ventils wesentlich größeren Querzusetzen ist. . schnitt des Formkörpers eine im wesentlichen gleich-Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungs- 10 mäßige Druckbeanspruchung desselben durch den form besteht der Formkörper aus einem kautschuk- Druckmitteldruck über seinen gesamten Querschnitt artigen Kunststoff mit einer Shore-Härte von etwa erreichen.

95 Shore A. Besonders vorteilhaft ist ferner die Ver- Das oder die Abstützelemente werden zweckmäßig wendung von kautschukartigen Kunststoffen mit mit der oder den Grundflächen des Formkörpers, beieinem Elastizitätsmodul (bei Zimmertemperatur) von 15 spielsweise durch Kleben, Vulkanisieren, Einpassen etwa 800 bis 1000 kg/cm². Die günstigsten Eigen- od. dgl. druck-, schub- und rorsionsfest verbunden, schäften weisen alterungsbeständige und abriebfeste Außerdem oder gegebenenfalls auch statt dessen Polyurethan-Kautschuke mit einer Shore-Härte von kann ferner das Abstützelement den Formkörper auf etwa 95 Shore A auf. Derart extrem harte Polyure- einem geringen Teil seiner Länge hülsenförmig umthan-Kautschuke zeichnen sich nicht nur durch einen ₂₀ schließen. Hierdurch wird ^nicht nur eine besonders besonders hohen und von Temperaturänderungen gleichmäßige Kraftübertragung von dem Abstützrelativ unabhängigen Elastizitätsmodul von etwa element auf den federelastischen Formkörper erlOOOkg'cm"-' aus, sondern haben darüber hinaus nach reicht, sondern außerdem die Möglichkeit geschaffen, der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorpressung den Formkörper durch derart ausgebildete hülsenbis weit über ihre im normalen Betrieb auftretende 25 förmige Metallkörper in dem Ventilgehäuse zu zen-Druckbeanspruchung den Vorteil einer sehr geringen trieren und zu führen. Andererseits sollte der Form-Hysteresis und sind außerdem außerordentlich be- körper auf dem überwiegenden Teil seiner Länge ständig gegen aggressive Medien, Öl, Benzin und umfangsseitig mit allseitigem radialen Spiel gelagert Sauerstoff. Schließlich zeichnen sich derartige extrem sein, so daß sich dieser beim Öffnen des Ventils ohne harte Polyurethan-Kautschuke auch durch eine sehr ₃₀ Behinderung in dem erforderlichen geringen Maße hohe Abriebfestigkeit und Strukturfestigkeit aus, wäh- tonnenförmig ausbauchen kann,
rend sie andererseits leicht im Preß-, Gieß- oder Der Formkörper kann mit einer seiner Grund-Schleudergußverfahren zu verarbeiten sind, flächen entweder unmittelbar oder aber unter

In aller Regel empfiehlt es sich, den Formkörper Zwischenschaltung eines an dieser vorgesehenen bis mindestens auf das Doppelte seiner beim An- ₃₅ Abstützelementes am Ventilsitz anliegen. Ein unsprechdruck auftretenden Druckbeanspruchung vor- mittelbares Anliegen des Ventilsitzes kommt inszupressen. Insbesondere bei Formkörpern, die in Öff- besondere bei mäßigen bzw. geringeren Druckmittelnungsrichtung des Ventils größere Abmessungen be- drücken in Frage, während bei mittleren und höhesitzen als quer dazu, erfolgt diese Vorpressung ^n der ren Drücken zumindest die dem Ventilsitz zugekehrte Weise, daß der Formkörper in Richtung der im Be- ₄₀ Grundfläche' des Formkörpers, vorzugsweise jedoch trieb auftretenden Druckbeanspruchung um etwa auch dessen gegenüberliegende Grundfläche, mit einem 20% gegenüber seiner Ausgangslänge in dieser Rieh- insbesondere plattenförmigen Abstützelement vertung zusamcngepreßt wird. Durch eine solche Vor- sehen wird. Das dem Ventilsitz zugekehrte Abstützpressung erhält man einen Formkörper, der keinerlei element kann hierbei ferner mindestens im Bereich Neigung zum »Kriechen« bzw. »Fließen« aufweist. ₄₅ seiner am Ventilsitz anliegenden Oberfläche aus einem der nahezu hysteresisfrei ist und bei einem auch bei kautschukartigen Kunststoff mit großer Shore-Härte längerer Einsatzdauer praktisch unveränderten und hohem Elastizitätsmodul bestehen. Dies läßt sich Druckmitteldruck öffnet und schließt. beispielsweise in der Form verwirklichen, daß das dem

Der Querschnitt des aus Kunststoff bestehenden Ventilsitz zugekehrte Abstützelement mit einem vor-Formkörpers wird im allgemeinen so gewählt, daß ₅₀ zugsweise aus demselben Kunststoff wie der Form-

dieser beim Ansprechen des Ventils mit einem < körper bestehenden, scheibenförmigen Einsatz ver-

Flächendruck von etwa 50 bis 60 kg/cm- belastet ist. sehen ist.

Ein derartiger Formkörper wird dann gemäß vor- Bei sämtlichen bislang bekanntgewordenen Überstehendem mit einer Flächenbelastung von minde- druckventilen für mittlere und höhere Druckmittelstens 100 bis 120 kg'cm- vorgepreßt, wodurch die ₅₅ drücke werden aus Metall, insbesondere aus Stahl. Restverformung eines derartigen Formkörpers mil hergestellte Absperrkörper und Ventilsitze verweneiner für den praktischen Betrieb ausreichenden det, die mit einer sehr hohen Genauigkeit bearbeitet Genauigkeit beseitigt wird. und insbesondere genau aufeinander eingeschliffen

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Er- werden müssen, was verhältnismäßig hohe Kosten findung ist der aus Kunststoff bestehende Formkörper 60 verursacht. Trotzdem weisen diese bekannten Venauf mindestens einer seiner quer zur Öffnungsrichtung tile den Nachteil auf, daß sie insbesondere unter des Ventils angeordneten Grundflächen mit einem rauhen und ungünstigen Einsatzbedingungen, wie starren Abstützelement, versehen, welches zweck- z.B. im untcrtägigen Grubenbetrieb, bereits nach mäßig als plattenarliger Metallkörper ausgebildet verhältnismäßig kurzer Benutzungsdauer nicht mehr wird. Ein derartiges, insbesondere plattenartiges Ab- 65 zuverlässig abdichten. Dies ist einmal darauf zurückstützelement gewährleistet eine gleichmäßige Kraft- zuführen, daß der Absperrkörper und der Ventilsitz übertragung aiii den gesamten Querschnitt des aus starken Korrosions- und Erosionsangrifl'en ausgesetzt Kunstsinn besU'heiuk'M Federkörpers auch in den sind, und zum zweiten dadurch bedingt, daß sich

zwischen Absperrkörper und Ventilsitz Verunreinigungen festsetzen können, die ein vollständiges Schließen des Ventils verhindern. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ventil zeichnet sich zunächst gegenüber den bekannten Bauarten dadurch aus, daß die Herstellung des Absperrkörpers und des Ventilsitzes wesentlich einfacher und um ein Vielfaches billiger ist, da bei einer Abdichtung eines metallischen Ventilsitzes gegenüber einem aus kautschukartigem Kunststoff bestehenden Abdichtelement mit erheblich geringeren Genauigkeiten gearbeitet werden kann als bei den bekannten Ventilen, bei denen der Absperrkörper jeweils auf den Ventilsitz eingeschliffen werden muß. Hinzu kommt, daß jegliche Korrosions- oder Erosionserscheinungen an dem aus kautschukartigem Kunststoff bestehenden Absperrelement fortfallen, während andererseits Verunreinigungen, die sich zwischen Absperrkörper und Ventilsitz festsetzen können, durch den Kunststoff vollständig eingebettet werden, so daß das Ventil auch bei Verunreinigungen des Druckmittels, wie sie z. B. bei hydraulischen Grubenstempeln nicht . zu vermeiden sind, zuverlässig abdichtet.

Im allgemeinen empfiehlt es sich, abströmseitig des Formkörpers ein verstellbares Widerlager vorzusehen, durch welches der Formkörper auf die jeweils gewünschte Federspannung bzw. den jeweils gewünschten öffnungsdruck des Ventils vorspannbar ist. Das verstellbare Widerlager kann hierbei durch eine Differential-Schraubverbindung gebildet sein, die eine feinfühlige Einstellung auf den jeweils gewünschten Ansprechdruck ermöglicht. Um eine gleichmäßige Druckübertragung auch auf der dem verstellbaren Widerlager zugekehrten Grundfläche des Formkörpers zu gewährleisten, wird dieser zweckmäßig durch ein an diesem abströmseitig vorgesehenes Abstützelement von platten- oder hülsenförmiger Grundform gegen das verstellbare Widerlager abgestützt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Ventilsitz durch eine Stirnseite eines im Ventilkörper um ein begrenztes Maß längsverschieblich und dichtend geführten Hohlzylinders gebildet ist, dessen entgegengesetzte Stirnseite durch den Druckmitteldruck belastet ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß bis zur Erreichung des Ansprechdruckes der durch die Stirnseite des Hohlzylinders gebildete Ventilsitz durch den Druckmitteldruck gegen den mit dem aus Kunststoff bestehenden Formkörper verbundenen Absperrkörper angepreßt wird, so daß bis kurz unterhalb des Ansprechdruckes das Ventil mit einer verhältnismäßig großen Kraft geschlossen gehalten wird. Nach Erreichen des Ansprechdruckes wird die bislang nur teilweise durch den Druckmitteldruck belastete, als Ventilsitz dienende Stirnseite des Hohlzylinders auf ganzer Fläche durch den Druckmitteldruck beaufschlagt sowie außerdem durch den hohen Strömungsdruck des austretenden Druckmittels belastet, so daß der Hohlzylinder in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt wird und das Austreten des Druckmittels nicht behindert. Dieser Hohlzylinder bewirkt somit bis zum Ansprechen des Ventils eine Vergrößerung der wirksamen Schließkraft, die im Augenblick des öffnens schlagartig fortfällt, so daß ein Flattern des Ventils im Bereich des Ansprechdruckes mit Sicherheit vermieden wird.

Bei einer derartigen Ausbildung des Ventilsitzes wird der Absperrkörper zweckmäßig durch einen den Ventilsitz allseitig in radialer Richtung überkragenden, scheibenförmigen Kunststoffkörper gebildet, der an dem ventilsitzseitig des Formkörpers vorgesehenen Abstützelement derart befestigt ist, daß er mindestens in seinem äußeren Bereich biegeverformbar ist. Hierzu kann der scheibenförmige Kunststoffkörper beispielsweise an einem zapfenförmigen Vorsprung des ventilsitzseitigen Abstützelementes be-

festigt werden, der einen gegenüber dem Durchgangsquerschnitt des Ventilsitzes wesentlich kleineren Querschnitt besitzt. Bei Erreichen des Ansprechdrukkes wird der in dieser Weise ausgebildete Absperrkörper in seinem äußeren Querschnittsbereich elastisch verformt und gibt einen Ringspalt für den Durchtritt des Druckmittels frei. ,

Obwohl das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ventil für zahlreiche Anwendungszwecke zur Steuerung von flüssigen und gasförmigen Druckmedien geeignet ist, ist es mit besonderem Vorteil als Überdruckventil für hydraulische Grubenstempel und sonstige hydraulische Ausbauelemente für den untertägigen Grubenbetrieb oder aber für andere hydraulische Stempel, Stützen od. dgl anwendbar. Bei einer der-

a5 artigen Anwendung wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Überdruckventil aufnehmende Ventilgehäuse durch eine im Stempel vorgesehene, mit dem Ventilsitz versehene Bohrung zu bilden, in der der vorzugsweise beidseitig

₃„ mit Abstützelementen versehene Formkörper leicht auswechselbar sowie gegen den Ventilsitz verspannbar gelagert ist. Hierdurch werden sämtliche inneren Teile des Ventils zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt, die sich mit wenigen Handgriffen in das durch eine Bohrung des Stempels bzw. eines Stempelteiles gebildete Ventilgehäuse ein- und ausbauen läßt. Das von Zeit zu Zeit erforderliche Reinigen des Ventils bzw. auch ein etwaiges Auswechseln des aus Kunststoff bestehenden Federelementes läßt sich besonders einfach durchführen, da sämtliche inneren Teile des Ventils miteinander verbunden sind und keine leicht verlierbaren Teile vorhanden sind. Vielmehr läßt sich bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventil nach Lösen des verstellbaren Widerlagers für die Vorspannung des aus Kunststoff bestehenden Federelementes der gesamte Ventileinsatz herausnehmen und mit wenigen Handgriffen im Bedarfsfall gegen einen neuen ersetzen. Dies ist insbesondere für die Verwendung des erfindungsgemäß

vorgeschlagenen Ventils als Überdruckventil für hydraulische Grubenstempel im untertägigen Grubenbetrieb von Bedeutung, bei denen das Reinigen bzw. etwaige Ausbauen des Ventils bei schlechter Beleuchtung sowie vielfach in unbequemer Arbeitshaltung vorgenommen werden muß und wo es bei den bekannten Ventilen häufig zu einem Verlust einzelner Ventilteile kommt.

Bei einer derartigen Ausbildung und Anordnung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventils wird das Ventilgehäuse zweckmäßig durch die Bohrung eines zwischen Stempelkopf und Stempelkolben angeordneten Bauteiles des Innenstempels gebildet, wobei dieses Gehäusebauteil in der Regel zwischen zwei rohrförmigen Teilen des Innenstempels, d. h. im Abstand vom Stempelkopf und vom Stempelkolben, an geordnet wird. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht hierbei darin, daß das Gehäusebauteil als im . wesentlichen zylindrischer Baukörper ausgebildet

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wird, welcher mindestens mit einer Radialbohrung für die Aufnahme des aus Kunststoff bestehenden Formkörpers versehen und mit den rohrförmigen Teilen des Innenstempels, vorzugsweise durch eine Schraubverbindung, lösbar verbunden wird. Diesel zylindrische Baukörper wird jedoch vorzugsweise auch mit den Bohrungen für die Aufnahme der übrigen dem Druckraum des Stempels zugeordneten Ventile versehen, so daß diese zu einem einheitlichen Bauteil zusammengefaßt sind, welcher als Ganzes aus dem Innenstempel ein- und ausgebaut werden kann. Dadurch, daß die beiden rohrförmigen Teile des Innenstempels mit dem Ventilgehäuse durch eine Schraubverbindung verbunden sind, ergibt sich die Möglichkeit, zumindest den mit dem Stempelkopf verbundenen Innenstempelteil auszuwechseln und zur Anpassung des Stempels an unterschiedliche Flözmächtigkeiten gegen ein Rohrstück anderer Länge auszutauschen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen hydraulischen Grubenstempel teilweise im Schnitt, mit einem eingebauten Ventil nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung, im Schnitt,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform, ebenfalls im Schnitt,

F i g. 5 abermals eine andere Ausführungsform, wiederum im Schnitt,

F i g. 6 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls im Schnitt.

Die F i g. 1 und 2 veranschaulichen einen Anwendungsfall der Erfindung, bei dem das erfindungsgemäße Überdruckventil in einen hydraulischen Grubenstempel eingebaut ist. Der hydraulische Grubenstempel weist die übliche Ausbildung auf, die in der Zeichnung nur schematisch angedeutet ist, und besteht im wesentlichen aus einem Außenstempel 1, einem Innenstempel 2, einer als Führung für den Innenstempel 2 dienenden, am inneren Ende des Außenstempels vorgesehenen Abschlußkappe 3 sowie einer Kopfplatte 4 und einer Fußplatte 5. Der Innenstempel ist in dem Außenstempel mittels eines Stempelkolbens 6 längsverschieblich und. dichtend geführt. Der Stempelkolben 6 weist eine Durchgangsbohrung 7 auf, die die Innenräume 8 und 9 des Außen- bzw. Innenstempels 1, 2 druckmittelleitend miteinander verbindet, so daß nicht nur der Innenraum des Außenstempels, sondern auch der größere Teil des Innenraumes des Innenstempels als Druckraum dient.

Die den Druckräumen 8,9 zugeordneten Ventile sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Grubenstempel . in einem Ventilgehäuse 10 von im wesentlichen zylindrischer Grundform zusammengefaßt. Das Ventilgehäuse 10 ist zwischen der Kopfplatte 4 und dem Stempelkolben 6 in den Innenstempel eingeschaltet und mit den beiden rohrförmigen Teilen des Innenstempels 2 durch eine Schraubverbindung 11 lösbar verbunden.

Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, sind innerhalb des Ventilgehäuses 10 sämtliche dem Stempeldruckraum zugeordneten Ventile angeordnet, und zwar in radialer Anordnung sowie um etwa 120° sternförmig versetzt. Diese Ventile bestehen aus einem Überdruckventil 12, einem Einfüllventil 13 und einem Raubventil 14. Die Ventile 12,13,14 stehen über Kanäle 15,16,17 mit der Druckmittelzu- und -ableitung 18 der Druckräume 8, 9 in Verbindung. Die in der Zeichnung nur schematisch angedeutete Vorrichtung für die Betätigung des Raubventils 14 ist mit 23 bezeichnet.

Im Gegensatz zu den Ventilen 13 bzw. 14 ist das Federelement des Überdruckventils 12 als aus einem kautschukartigen Kunststoff mit großer Shore-Härte und hohem Elastizitätsmodul bestehender Formkörper ausgebildet, der in sämtlichen Ausführungsbeispielen mit 24 bezeichnet ist. Als Werkstoff kommen kautschukartige extrem harte Kunststoffe, aad zwar vorzugsweise Kunststoffe aus der Gruppe der vernetzten Polyurethane, z. B. Vulkollane oder Phoenolane (eingetragene Warenzeichen), mit einer Shore-Härte A von etwa 95° und einem Elastizitätsmodul von etwa 1000 kg/cm² in Frage. Der Kunst-

_ao stofformkörper 24 weist bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen eine im wesentlichen zylindrische Grundform mit einer gegenüber seinem Durchmesser größeren Höhe auf, wobei sich das Verhältnis zwischen Höhe und Durchmesser

a₅ etwa auf 7 : 5 beläuft. Der Kunststofformkörper 24 ist in einer radialen Bohrung 25 des Ventilgehäuses 10 mit verhältnismäßig großem radialem Spiel sowie mit anstellbarer Vorspannung gelagert. Die Vorspannung des Formkörpers 24 kann durch ein einstell-

bares Widerlager 26, das bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Schraub-' verbindung ausgebildet ist, geändert bzw. eingestellt werden. Die Schraubverbindung 26 besteht aus einei Schraubenmutter 27 großen Querschnitts für die Grobeinstellung und einer mittig zu dieser gelagerten kleineren Einstellmutter 28 für die Feineinstellung der Vorspannung.

Der Formkörper 24 ist an beiden quer zur Öffnungsrichtung des Ventils angeordneten Grundflächen mit je einem Abstützelement 29 bzw. 30 verbunden, das bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als in ihrem mittleren Bereich verstärkt ausgebildete metallische Platte ausgebildet ist, welche den Formkörper 24 mit um ein geringes Maß vorspringenden, hülsenförmigen Ansätzen auf einem geringen Teil seiner Länge umschließen. Die Stützplatten 29. und 30 sind mit den diesen zugekehrten Grundflächen des Formkörpers 24 beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren druck-, torsions- und schubfest verbunden und dienen außer zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Druckübertragung über den gesamten Querschnitt des Formkörpers 24 auch zu dessen Führung und Zentrierung innerhalb der Bohrung 25 des Ventilgehäuses 10.

Das einstellbare Widerlager 27, 28 stützt sich gegen die Außenseite des Abstützelementes 29 ab, während das dem Ventilsitz 32 zugekehrte Abstützelement 30 mindestens im Bereich des Ventilsitzes 32 mit einem scheibenförmigen Einsatz 31 versehen ist, der aus demselben Kunststoff besteht wie der Federkörper 24. Somit besteht der Absperrkörper des Überdruckventils 12 mindestens in seinem an dem aus Metall bestehenden Ventilsitz 32 anliegenden Oberflächenbereich aus einem kautschukartigen Kunststoff von hoher Shore-Härte und hohem Elastizitätsmodul.
Beim Überschreiten des Ansprechdruckes des

Überdruckventils 12 innerhalb der Druckräume 8, 9 hebt sich der Abspefrkörper 30, 31 des Überdruckventils von dem ringförmigen Ventilsitz 32 unter zunehmender Zusammenpressung des Formkörpers 24 ab, wobei letzterer außer einer axialen Zusammenpressung auch eine geringfügige tonnenförmige Ausbauchung in seinem mittleren Bereich erfährt. Nach Absinken des Druckmitteldruckes innerhalb der Druckräume 8, 9 unter den Ansprechdruck des Überdruckventils wird der Absperrkörper 30,31 durch den Federkörper 24 wieder dichtend gegen den Ventilsitz 32 gedrückt, wobei sich der Formkörper 24 wieder elastisch in seine ursprüngliche Form zurückverformt.

Um jegliche bleibende Verformung des Formkörpers 24 auch nach einem sehr häufigen Ansprechen des Überdruckventils zu vermeiden, wird dieser Formkörper 24, und zwar nicht nur bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, sondern auch bei den Ausführungsformen nach F i g. 3 bis 6, vor dem Einbau bis weit über seine im normalen Betrieb auftretende maximale Druckbeanspruchung in Richtung dieser Druckbeanspruchung vorgepreßt. Man belastet bei diesem Vorpressen den Formkörper im allgemeinen bis mindestens auf das Doppelte seiner beim Ansprechdruck auftretenden Druckbeanspruchung, wodurch die Restverformung des Formkörpers mit einer für die Praxis ausreichenden Genauigkeit beseitigt und somit eine auch bei längerer Einsatzdauer praktisch gleichbleibende Federcharakteristik des Formkörpers 24 gewährleistet wird.

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Formkörper 24, der aus einem besonders abriebfesten strukturfesten Polyurethan-Kautschuk mit einer Shore-Härte von etwa 95° Shore A und einem Elastizitäts-. modul von etwa 1000 kg/cm² besteht, ist für einen Ansprechdruck des Ventils von etwa 350 Atmosphären bestimmt. Dieser Formkörper ist als zylindrischer Vollkörper ausgebildet, der vor dem Vorpressen einen Durchmesser von 25 mm und eine Höhe von 35 mm aufweist. Dieser Formkörper wird dann zur Beseitigung seiner Restverformung in axialer Richtung um 20 °/o seiner Ausgangslänge, das ist um 7 mm, zusammengepreßt. Hierzu ist eine Kraft von etwa 590 kg erforderlich, was bei den vorstehend angegebenen Abmessungen des Formkörpers einen Flächendruck von etwa 120 kg/cm² zur Folge hat. Unter dieser weit oberhalb der im Betrieb auftretenden Druckbeanspruchung liegenden Belastung baucht sich die Zylindermantelfläche des Formkörpers tonnenförmig aus und erreicht in dessen mittleren Bereich einen größten Durchmesser von 26,1 mm, was einer Durchmesservergrößerung von 4,4% entspricht.

Nach Wegnahme der Belastung behält der Formkörper in seinem mittleren Längenbereich einen größten Durchmesser von etwa 25,1 mm, während seine Länge sich gegenüber der Ursprungslänge von 35 mm auf 43,2 mm verkürzt hat. Er hat somit in axialer Richtung durch die Vorpressung eine bleibende Verformung von etwa 2,3 °/o erfahren, durch die jedoch erreicht wird, daß bei den erheblich niedriger liegenden im Betrieb auftretenden Druckbeanspruchungen des Formkörpers 24 keine weiteren bleibenden Verformungen desselben eintreten. So treten beispielsweise bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel — sofern der Formkörper 24 auf eine einem Ansprechdruck von 350 atü entsprechende Vorspannung gebracht ist — beim ■ öffnen des Ventils innerhalb des Formkörpers 24 Druckbeanspruchungen von nur etwa 55 kg/cm² auf, die um mehr als die Hälfte niedriger liegen als die Druckbeanspruchungen, denen der Formkörper 24 beim Vorpressen ausgesetzt worden ist

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitz im Gegensatz zu den Fig. 1 und 2 nicht fest im Ventilgehäuse angeordnet, sondern durch die eine Stirnseite 33 eines Hohlzylinders 36 gebildet, der im Ventilgehäuse 34 um ein begrenztes Maß längsverschieblich gelagert und mittels einer Dichtung 35 gegenüber dem Ventilgehäuse 34 abgedichtet ist. Die dem Ventilsitz 33 ab-

J. gekehrte Stirnseite 37 dieses Hohlzylinders ist durch den innerhalb der Bohrung 38 herrschenden Druckmitteldruck belastet, während die Sitzfläche 33 nur in ihrem inneren Querschnittsbereich, und zwar in entgegengesetzter Richtung, druckbeaufschlagt ist.

_ao Infolgedessen wird der Hohlzylinder 36 durch den Druckmitteldruck gegen den ihm zugeordneten Absperrkörper angedrückt, der bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform aus einem scheibenförmigen Kunststoffkörper 44 und bei der in Fig. 4

_a5 dargestellten Ausführungsform aus der dem Ventilsitz 33 zugekehrten Stirnfläche des Kunststofformkörpers 24 besteht. Das Ventilgehäuse 34 ist bei beiden Ausführungsformen mittels eines schraubenförmigen Ansatzes 39 mit dem zu überwachenden Gerät — beispielsweise einem hydraulischen Grubenstempel, einem Preßzylinder, einer hydraulischen Presse oder einem Druckmittelspeicher — lösbar verbunden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Formkörper 24, der aus dem gleichen Kunststoff besteht wie der Formkörper 24 der F i g. 1 und 2, ebenfalls eine im wesentlichen zylindrische Grundform auf, jedoch ist seine Höhe im Gegensatz zu den F i g. 1 und 2 wesentlich kleiner als sein Durchmesser. Das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser beläuft sich etwa auf 3:5. Dieser Fremdkörper ist ebenfalls vor seinem Einbau in axialer Richtung zur Beseitigung von Restverformungen vorgepreßt worden, wobei wiederum die Vorpressung bei einer Druckbeanspruchung erfolgt ist, die mindestens doppelt so hoch liegt wie die beim öffnungsdruck des Ventils auftretende Druckbeanspruchung des Formkörpers 24. Da die in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen für mittlere Druckmitteldrücke von z. B. etwa 100 Atmosphären bestimmt sind, kann hierbei bei der Vorpressung mit geringeren Flächendrücken gearbeitet werden als bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2.

Der Formkörper 24 stützt sich bei der in Fi g. 3 dargestellten Ausführungsform auf der dem Ventilsitz 33 abgekehrten Seite unter Zwischenschaltung eines als metallische Platte ausgebildeten Abstützelementes 41 gegen ein verstellbares Widerlager 42 ab, durch welches der Formkörper 24 auf den gewünschten öffnungsdruck des Ventils vorgespannt werden kann. Während das Abstützelement 41 den Formkörper 24 mit einem ringbundartigen Ansatz auf einem kleinen Teil seiner Länge hülsenförmig umschließt, ist auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Formkörpers 24 ein weiteres Abstützelement 43 vorgesehen, das einen derartigen Ansatz nicht aufweist, sondern lediglich durch Kleben, Vulkanisieren od. dgl. mit der ventilsitzseitigen Grundfläche des

Formkörpers 24 fest verbunden ist. Dieses Abstützelcment 43 weist einen zapfenförmigen Vorsprung 45 auf, an dem der scheibenförmige Absperrkörper 44 befestigt ist, der ebenso wie der Formkörper 24 aus einem kautschukartigen Kunststoff hoher Shore-Härte und hohen Elastizitätsmodul besteht.

Der zapf enförmige Vorsprung 45 des Abstützeleinentes 43 ist zentrisch zu der Durchtrittsöffnung 40 des Ventils angeordnet und weist einen wesentlich kleineren Querschnitt als diese auf. Der Absperrkörper 44 ist als kreisförmige Platte ausgebildet und mgfrragt sowohl den zapfenförmigen Vorsprung 45 als auch die ringförmige Sitzfläche 33 allseitig um ein wesentliches Maß.

Bei einer Zunahme des Druckmitteldruckes innerhalb des zu überwachenden' Druckraumes wi?d der Absperrkörper 44 durch den sich bis zur Ventilöffnuflg 40 fortpflanzenden Druckmitteldruck im Öffnuögssinn belastet, während andererseits der Absperrkörper 44 durch den vorgespannten Kunststoffformkörper 24 im Schließsinn belastet ist. Gleichzeitig wird jedoch auch der Hohlzylinder 36 infolge der unterschiedlichen Größe seiner in entgegengesetzter Richtung druckbeaufschlagten Stirnflächen gegen den Absperrkörper 44 angepreßt, wodurch dieser in seinem Randbereich elastisch verformt wird. Diese elastische Verformung wird noch vergrößert durch den Absperrkörper 24 in dem zwischen dem Zapfen 45 und dem Ventilsitz 33 belastenden Druckmitteldruck.

Sobald der durch die Vorspannung des Formkörpers 24 eingestellte öffnungsdruck des Ventils erreicht ist, wird die Vorspannung des Formkörpers 24 durch den Druckmitteldruck überwunden, so daß der Absperrkörper 44 sich von dem Ventilsitz 33 abhebt und das Druckmittel durch den Ringspalt zwischen Absperrkörper 44 und Ventilsitz 33 austreten kann. In diesem Augenblick erfährt die Sitzfläche 33 des Hohlzylinders 36 durch den statischen und den Strömungsdruck des austretenden Druckmittels eine größere Druckbelastung als die entgegengesetzte Stirnfläche 37, so daß der Hohlzylinder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird und ein verhältnismäßig großer Ringquerschnitt für das Austreten des Druckmittels zur Verfügung steht.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform, die ebenfalls für mäßige bis mittlere Druckmitteldrücke bestimmt ist, ist der aus einem kautschukartigen Künststoff mit hoher Shore-Härte und hohem Elastizitätsmodul bestehende Formkörper 24 unmittelbar gegen das verstellbare Widerlager 42 und die als Sitzfläche dienende Stirnseite 33 des Hohlzylinders 36 abgestützt. Das Widerlager 42 weist auf seiner dem Formkörper 24 zugekehrten Seite einen zapfenförmigen Vorsprung 43 auf, der in seinen Querschnittsabmessungen wesentlich kleiner bemessen ist als der freie Durchströmquefschnitt 40 des Ventils. Der Formkörper 24, der zur Beseitigung seiner Restverformung in axialer Richtung vorgepreßt ist, wird mittels des verstellbaren Widerlagers 42 auf die dem jeweils gewünschten Ansprechdruck des Ventils entsprechende Vorspannung gebracht. Nach Überschreiten dieses Ansprechdruckes wird der Formkörper 24 derart verformt, daß er einen Ringspalt für den Durchtritt des Druckmittels freigibt.

Bei dein in Γ ig. 4 dargestellten Ausführungsbei spiel weist dir Kunststofformkörper 24 die Form eines flachen Zylinders auf, dessen Durchmesser sich etwa auf das Doppelte seiner Höhe beläuft. Diese Ausführungsform ist für Druckmitteldrücke von weniger als 100 atü bestimmt.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform weist der gleichfalls aus einem 'kautschukartigen Kunststoff mit hohem Elastizitätsmodul und hoher Shore-Härte bestehende Formkörper 24 eine etwa tonnenförmige Ausbildung auf, die allerdings sich

ίο von einer zylindrischen Form nur wenig unterscheidet. Der Durchmesser dieses Formkörpers beträgt hierbei mehr als das Doppelte seiner Höhe. Auf seiner oberen Seite stützt sich der Formkörper 24 unmittelbar gegen die konkave Ausnehmung 53 eines verstellbaren Widerlagers 42 ab, während er auf der entgegengesetzten Seite unmittelbar gegen einen mit dem Ventilgehäuse 34 einstückig ausgebildeten Ventilsitz 54 abgestützt ist. Beim Überschreiten des mittels des Widerlagers 42 einstellbaren Ansprechdrukkes wird der Formkörper 24 durch den sich durch den Kanal 38 fortpflanzenden Druckmitteldruck derart in axialer Richtung zusammengepreßt bzw. in die konkave Ausnehmung 53 des Widerlagers 42 hineinverformt, daß er sich von dem Ventilsitz 54 abhebt und einen Ringspalt für den Durchtritt des Druckmittels freigibt.

Bei dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Formkörper 24 wiederum ähnliche Form und Abmessungen wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 auf, d. h. eine zylindrische Grundform, deren in Öffnungsrichtung gemessene Höhe größer ist als der quer dazu gemessene Durchmesser des Zylinders. Das Ventilgehäuse besteht bei dieser Ausführungsform aus zwei Teilen 46 und 47, die durch eine Schraubverbindung 48 miteinander verbunden sind. Der Formkörper 24 ist innerhalb des Gehäuseteiles 47 gelagert und mittels eines einstellbaren Widerlagers 42 vorspannbar. Das Widerlager 42 stützt sich mit einem zapfenartigen Vorsprung 49 unter Zwischenschaltung eines Abstützelementes eines plattenförmig ausgebildeten Abstützelementes 50 gegen den Formkörper ab, das mit einem ringbundartigen Ansatz geringer Höhe den Formkörper 24 auf einem sehr geringen Teil seiner axialen Länge umschließt.

Mit seiner dem Widerlager 42 gegenüberliegenden Grundfläche ist der Formkörper 24 gegen eine als Ventilsitz dienende Abdichtfläche Sl abgestützt. Beim Überschreiten des durch das verstellbare Widerlager 42 eingestellten Ansprechdruckes wird der Formkörper 24 in axialer Richtung durch den auf ihn stirnseitig einwirkenden Druckmitteldruck zusammengepreßt und von der Ventilsitzfläche 51 abgehoben, so daß ein Teil des Druckmittels durch den Ringspalt zwischen Absperrkörper und Ventilsitz und die Austrittsbohrungen, die bei sämtlichen Ausführungsformen mit 52 bezeichnet sind, abfließen kann. Das in F i g. 6 dargestellte Überdruckventil ist in erster Linie für geringere Druckmittel-

6» drücke von z. B. etwa 10 bis 20 atü bestimmt.

Das erfindungsgemäße Ventil läßt sich nicht nur bei hydraulischen Grubenstempeln, Stützen oder sonstigen hydraulischen Ausbauelementen für den untertägigen Grubenbetrieb anwenden, sondern überall da, wo bei hydraulischen oder pneumatischen Einrichtungen, Anlagen und Geräten Überdruckbzw. Sicherheitsventile benötigt weiden bzw. eine Überwachung von Druckmitteldrikken erforderlich

ist. Beispielsweise läßt es sich daher unter anderem als Überdruck- oder Sicherheitsventil für hydraulische Arbeitsmaschinen der verschiedensten Art, beispielsweise hydraulische Rieht- und Biegepressen, verwenden oder aber für hydraulische Vorschub- oder Hebevorrichtungen verschiedenster Art.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überdruckventil, insbesondere für hohe Drücke, dessen Absperrkörper vom Druckmitteldruck im Öffnungssinn und durch mindestens ein Federelement im Schließsinn belastet ist, welches als aus einem kautschukartigen Werkstoff bestehender Formkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) aus einem extrem harten und besonders strukturfesten Elastomer besteht, welches eine Shore-Härte A von mindestens 80° und einen Elastizitätsmodul (bei Zimmertemperatur) von mindestens 100 kg/cm² besitzt, und daß der Formkörper (24) zur möglichst weitgehenden Verringerung bzw. Vorwegnähme seiner Restverformung bis weit über seine, im normalen Betrieb auftretende Druckbeanspruchung vorgepreßt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao zeichnet, daß der Formkörper (24) eine im wesentlichen zylindrische oder prismatische Grundform aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) als homogener Vollkörper ausgebildet ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) in bezug auf die öffnungsrichtung des Ventils (12) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) in Öffnungsrichtung des Ventils (12) größere Abmessungen besitzt als quer dazu.

6. Ventil nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei im wesentlichen zylindrischer Ausbildung des Formkörpers (24) das Verhältnis seiner Abmessungen in Öffnungsrichtung des Ventils (12) und quer dazu sich auf etwa 7 : 5 beläuft.

7. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß der Formkörper (24) einen Formfaktor (Verhältnis der druckbelasteten zur freien Oberfläche) von etwa 0,15 bis 0,20, vorzugsweise von etwa 0,18, aufweist.

8. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines kautschukartigen Kunststoffes mit einer Shore-Härte A von etwa 95° Shore A.

9. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines kautschukartigen Kunststoffes mit einem Elastizitätsmodul (bei Zimmertemperatur) von etwa 800 bis 1000 kg/cm*.

10. Ventil nach Ansprüche oder 9, gekennzeichnet durch die Verwendung eines alterungsbeständigen und abriebfesten Polyurethan-Kautschuks mit einer Shore-Härte von etwa 95° Shore A.

11. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) bis mindestens auf das Doppelte seiner beim Ansprechdruck auftretenden Druckbeanspruchung vorgepreßt ist.

12. Ventil nach Anspruch 11 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine derartige Vorpressung des Formkörpers (24), daß dieser in Richtung der im Betrieb auftretenden Druckbeanspruchung um etwa 20% gegenüber seiner Ausgangslänge in dieser Richtung zusammengepreßt wird.

13. Ventil nach Anspruch 11 oder 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Formkörpers (24) so gewählt ist, daß dieser beim Ansprechdruck des Ventils mit einem Flächendruck von etwa 50 bis 60 kg/cm² belastet ist.

14. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) auf mindestens einer seiner quer zur Öffnungsrichtung angeordneten Grundflächen mit einem starren Abstützelement (30) versehen ist.

15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (30) als plattenartiger Metallkörper ausgebildet ist.

16. Ventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Abstützelemente (29,30) mit der oder den Grundflächen des Formkörpers (24) beispielsweise durch Kleben, Vulkanisieren, Einpassen od. dgl. druck-, schub- und torsionsfest verbunden sind.

17. Ventil nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (30) den Formkörper (24) auf einem geringen Teil seiner Länge hülsenförmig umschließt. .

18. Ventil nach Anspruch 1 oder einem dei folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) auf dem überwiegenden Teil seiner Länge umfangseitig mit allseitigem radialem Spiel gelagert ist.

19. Ventil nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) mit einer seiner Grundflächen unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines an dieser vorgesehenen Abstützelementes (30) am Ventilsitz (32) anliegt.

20. Ventil nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilsitz (32) zugekehrte Abstützelement (30) mindestens im Bereich seiner am Ventilsitz anliegenden Oberfläche aus einem kautschukartigen kunststoff (31) mit großer Shore-Härte und hohem Elastizitätsmodul besteht.

21. Ventil nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilsitz (32) zugekehrte Abstützelement (30) mit einem vorzugsweise aus demselben Kunststoff wie der Formkörper bestehenden, scheibenförmigen Einsatz (31) versehen ist. . '

22. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) mittels eines abströmseitig vorgesehenen verstellbaren Widerlagers (26) vorspannbar ist.

23. Ventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Widerlager durch eine Schraubverbindung (27, 28) gebildet ist.

24. Ventil nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (24) durch das an diesem abströmseitig vorgesehene Abstützelement (29) gegen das verstellbare Widerlager (26) abgestützt ist. ■ ' 1

25. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (33) durch eine Stirnseite eines im Ventilkörper (34) um ein begrenztes Maß längsverschieblich und dichtend geführten Hohlzylinders (36) gebildet ist, dessen entgegengesetzte Stirnseite (37) durch den Druckmitteldruck belastet ist.

26. Ventil nach Anspruch .25, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrkörper (44) durch einen den Ventilsitz (33) allseitig in radialer Richtung überkragenden, scheibenförmigen Kunststoffkörper gebildet ist.

27. Ventil nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Kunststoffkörper (44) an dem ventilsitzseitig des Formkörpers (24) vorgesehenen Abstützelement (43) derart befestigt ist, daß er mindestens in seinem äußeren Ber.eich biegeverformbar ist.

28. Ventil nach Anspruch 25 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Kunststoff körper (44) an einem zapfenförmigen Vorsprung (45) des ventilsitzseitigen Abstützelementes (43) befestigt ist, der einen gegenüber dem Durchgangsquerschnitt (40) des Ventilsitzes (33) wesentlich kleineren Querschnitt aufweist.

29. Ventil nach Anspruch 1. oder einem dei folgendes, welches als Überdruckventil eines hydraulischen Stempels, Stütze od. dgl., insbesondere eines hydraulischen Grubenstempels, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (25) durch eine im Stempel vorgesehene, mit dem Ventilsitz (32) versehene Bohrung gebildet ist, in der der vorzugsweise beidseitig mit Abstützelementen (29, 30) versehene Formkörper (24) auswechselbar sowie gegen den Ventilsitz (32) verspannbar gelagert ist. ■

30. Ventil nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse durch die Bohrung (25) eines zwischen Stempelkopf (4) und Stempelkolben (6) angeordneten Bauteiles (10) des Innenstempels (2) gebildet ist.

31. Ventil nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusebauteil (10) zwischen zwei rohrförmigen Teilen des Innenstempels (2) angeordnet ist.

32. Ventil nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusebauteil (10) als im wesentlichen zylindrischer Baukörper ausgebildet ist, welcher mindestens mit einer radialen Bohrung (25) für die Aufnahme des aus Kunststoff bestehenden Formkörpers (24) versehen und mit den rohrförmigen Teilen des Innenstempels (2), . vorzugsweise durch eine Schraubverbindung (11), lösbar verbunden ist.