DE19946848A1 - Druckbegrenzungsventil mit Dämpfung - Google Patents
Druckbegrenzungsventil mit DämpfungInfo
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Abstract
Ein für den Schutz des hydraulischen Strebausbaus im untertägigen Bergbau vorgesehenes Druckbegrenzungsventil 1 verfügt zur Dämpfung der beweglichen Teile des Druckbegrenzungsventils 1 über eine zwischen Ventilkolben 6 und Federteller 29 bzw. Ventilfeder 32 ausgebildete Dämpfungskammer 20. Diese Dämpfungskammer 20 beeinflusst den Bewegungsablauf von Federteller 29 und Ventilkolben 6, sodass nachteilige Beeinflussungen des Systems nicht auftreten können.
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil zum Schutz des hydrauli
schen Strebausbaus untertägiger Betriebe gegen Gebirgsschlag oder ähnliche Überla
sten, mit einem Ventilgehäuse, dessen Eingangs- und Ausgangsseite durch einen über
eine Ventilfeder belasteten und in der der Eingangsseite zugeordneten Kolbenbohrung
verschieblichen Ventilkolben getrennt und bei auftretender Überlast verbunden sind,
wobei der Ventilkolben über einen Federteller von der Ventilfeder belastet ist.
Derartige Druckbegrenzungsventile sind beispielsweise aus der DE-PS 35 08 986
bekannt. Sie werden eingesetzt, um den untertägigen Ausbau, insbesondere den
Strebausbau vor Überlastungen zu schützen. Solche Überlastungen treten vor allem auf,
wenn der Ausbau aufgrund der auftretenden Konvergenz zusammengeschoben wird,
sodass der Druck in den einzelnen Stempeln steigt oder eine plötzliche Überlastung
aufgrund eines Gebirgsschlages oder einer kurzzeitig auftretenden Konvergenzsteige
rung zu einem Anstieg des Druckes im Stempel führt. Um dann Überlastungen zu ver
meiden, wird ein Teil der in dem Stempel anstehenden Druckflüssigkeit durch die
Druckbegrenzungsventile genau dann abgeführt, wenn ein kritischer Druck von bei
spielsweise über 400 bar auftritt. Hierzu sind diese Druckbegrenzungsventile mit einer
Ventilfeder ausgerüstet, die im Ventilgehäuse zwischen dem auf den Ventilkolben auf
gesetzten Federteller einerseits und der Stellschraube andererseits angeordnet ist. Über
den Ventilkolben und den Federteller wird die Ventilfeder dann bei auftretender Über
last zusammengedrückt, sodass der Ventilkolben in der Ventilbohrung verschoben wer
den kann, wobei er einen O-Ring überfährt, sodass dann das Druckmedium aus dem
Stempel durch entsprechende Austrittsbohrungen ausströmen kann. Die Ventilfeder
wird durch Drehen der Stellschraube so eingestellt, dass das Ventil entsprechend bei
einem bestimmten Druck öffnet. Sobald der Druck im Stempel dann abgebaut ist,
drückt die Ventilfeder den Federteller und damit den Ventilkolben in seine Ausgangs
lage zurück, sodass weiteres Druckmedium nicht mehr austreten kann. Aufgrund des
Aufbaus dieser Druckbegrenzungsventile und des Verfahrens gegen eine zylinderische
Feder kann es insbesondere bei kurzzeitigem Öffnen des Druckbegrenzungsventils
durch Verschieben des Ventilkolbens, zu einem ungleichmäßigen Öffnungs- und
Schließvorgang kommen, insbesondere dann, wenn der Druck im Stempel sehr schnell
abgefallen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckbegrenzungsventil
mit einem weitgehend gleichförmigen Öffnungs- und Schließverhalten zu schaffen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen Ventil
kolben und einem Druckausgleichsraum, der den die Ausgangsseite bildenden Austritts
bohrungen vorgeordnet ist, sowie dem über die Ventilfeder belasteten Federteller eine
eine Bewegungsdämpfung des Federtellers bewirkende Dämpfungskammer ausgebildet
ist.
Mit dem Öffnen des Ventils strömt bei einer derartigen Ausbildung Druckflüs
sigkeit nicht nur durch die Austrittsbohrungen, sondern auch in die Dämpfungskammer
ein, wodurch die Bewegung der Ventilfeder und damit auch des Federtellers leicht
gedämpft wird. Will das Druckbegrenzungsventil nun wieder schließen, muss gleich
zeitig die in der Dämpfungskammer anstehende Druckflüssigkeit mit zurück und zwar
in Richtung Austrittsbohrungen gefördert werden, sodass wiederum eine Bewegungs
dämpfung auftritt und zwar beim Schließvorgang in der Hinsicht, dass Federteller und
Feder sich langsam bewegen und entlasten und dementsprechend auch der davon bela
stete Ventilkolben sich gleichförmig in der Ventilbohrung bewegen kann. Durch diese
gezielte Dämpfung wird somit sowohl der Öffnungs- wie auch der Schließvorgang des
Druckbegenzungsventils gezielt beeinflusst und gedämpft, sodass Schläge im nachge
ordneten System vermieden und dabei gleichzeitig auch die Einzelteile des Druckbe
grenzungsventils geschont werden. Es werden höhere Standzeiten erreicht.
Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwi
schen Ventilkolben und dem Federteller ein Stufenkolben in einer Verbindungsbohrung
verschieblich angeordnet ist, die am dem Federteller zugewandten Ende der im Durch
messer größeren Stufenbohrung abgedichtet, an der im Durchmesser kleineren Stufen
bohrung einen schmalen Strömungsringspalt vorgebend ausgebildet und im Bereich der
größeren Stufenbohrung länger als der Teilkolben bemessen und somit die Dämpfungs
kammer in Form eines Ringraumes vorgebend ausgeführt ist. Bei dieser besonders
vorteilhaften Ausbildung wird somit der Ventilkolben nicht direkt über den Federteller,
sondern durch den zwischengeschalteten Stufenkolben belastet, was für dessen Funk
tionsweise und Funktionstüchtigkeit unbeachtlich ist. Aber in der Verbindungsbohrung,
die entsprechend dem Stufenkolben ausgeführt ist, kann auf einfache und zweckmäßige
Weise eine Dämpfungskammer geschaffen werden, in die von dem Druckausgleichs
raum aus Druckmedium während des Öffnen des Ventils einströmen kann. Der größere
Teilkolben wird dann auf seiner Unterseite entsprechend vom Druckmedium beein
flusst, d. h. er muss dieses Druckmedium aus der Dämpfungskammer beim Schließen
des Druckbegrenzungsventils herauspressen und zwar durch den vorgegebenen schma
len Strömungsringspalt, der im Bereich des kleineren Stufenkolbens vorgegeben ist und
eine Art Drossel bildet. Da die größere Stufenbohrung in Richtung Federteller und
Federraum abgedichtet ist, kann die Druckflüssigkeit nur durch den schmalen Strö
mungsringspalt hindurchgedrückt werden, sodass die gezielte Dämpfung sicher erreicht
ist. Der Federteller, der Stufenkolben und damit auch der Ventilkolben fahren gedämpft
in die Schließposition. Es versteht sich, dass ein vergleichbarer Dämpfungseffekt auch
dann eintritt, wenn das Druckbegrenzungsventil öffnet und das Druckmedium in die
Dämpfungskammer hineingepresst, letztlich sogar hineingesaugt wird, sodass auch
dieser Vorgang gedämpft abläuft.
Die im Bereich der größeren Stufenbohrung geschaffene Dämpfungskammer
entfaltet ihre Wirkung besonders gleichmäßig, wenn der größere Teilkolben des Stufen
kolbens einen größeren Durchmesser als der Ventilkolben aufweist. Insbesondere ist
sichergestellt, dass die Druckflüssigkeit beim Schließen des Druckbegrenzungsventils
aus der Dämpfungskammer herausgedrückt wird. Zweckmäßigerweise weist der größe
re Teilkolben einen um rund 30% größeren Durchmesser als der Ventilkolben auf.
Ein Verkanten des Stufenkolbens in der Verbindungsbohrung ist ausgeschlossen,
insbesondere dann, wenn der Stufenkolben am oder im Federteller geführt ausgebildet
ist. Er weist hierzu einen in eine entsprechende Bohrung des Federtellers hineinreichen
den Aufsatz auf, der falls notwendig über eine Art Sprengring in der Innenbohrung des
Federtellers festgelegt ist.
Der Bewegungsvorgang des Druckbegrenzungsventils oder genauer gesagt der
beweglichen Teile des Druckbegrenzungsventils wird weiter dadurch vergleichmäßigt,
dass der Federteller auf der dem Stufenkolben abgewandten Seite einen als Massedämp
fer wirkenden Ansatz aufweist. Dieser Ansatz besteht aus dem gleichen Material wie
der Federteller, erhöht somit dessen Masse, wobei er sich in die zylinderförmige Ven
tilfeder hineinerstreckt und auch so ausgebildet sein kann, dass er gleichzeitig als
Blocksicherung dient.
Einmal zur Vergrößerung des Druckausgleichsraums und zum anderen um das
Einströmen in die Dämpfungskammer gezielt zu bewirken ist vorgesehen, dass der
Druckausgleichsraum in Richtung Dämpfungskammer trichterförmig auslaufend ausge
bildet ist. Durch diese Ausbildung ist es weiter möglich, die Länge des Strömungs
ringspaltes genau so vorzugeben, wie es für den Betrieb am optimalsten ist.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht unter Ersatz des Stufenkolbens und
der entsprechenden Stufenbohrung vor, dass der Federteller ein auf dem Ventilkolben
aufsitzendes, kolbenförmiges Verlängerungsstück aufweist, das mit einer durchgehen
den Axialbohrung versehen und gegen die Wandung der zum Federraum führenden
Verbindungsbohrung abgedichtet ist und jenseits des eigentlichen Federtellers in einen
Ansatz mit die Dämpfungskammer vorgebender Sackbohrung übergeht, in der ein über
eine Feder belasteter und sich an der Ventilfederstellschraube abstützender Federkolben
angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung ist die sogenannte Dämpfungskammer innerhalb
des Federraums ausgebildet, was für ihre Wirkungsweise und Funktion unbeachtlich ist.
Allerdings ist von Vorteil, dass die Größe der Dämpfungskammer den jeweiligen Ver
hältnissen günstig angepasst werden kann, ohne dass es erforderlich ist, die Größe des
Stufenkolbens und der Stufenbohrung zu verändern. Auch hier strömt das Druckmedi
um durch das Verlängerungsstück, weil in der Verbindungsbohrung Dichtungen das
Druckmedium blockieren. Nach Passieren der Axialbohrung gelangt das Druckmedium
in die Dämpfungskammer deren Volumen durch die Bewegung des Federkolbens ent
sprechend verändert wird. Beim Einströmen muss der Ventilkolben mit Passieren des
O-Rings und dann erfolgendem Einströmen des Druckmediums in die Dämpfungskam
mer zusätzlich gegen den über die Feder vorgespannten Federkolben arbeiten, weil das
in die Dämpfungskammer einströmende Druckmedium durch die Bewegung des Feder
kolbens wieder herausgedrückt wird. Beim Schließen des Druckbegrenzungsventils
erfolgt die Bewegung des Federtellers und damit der Ventilfeder gegen das in der
Dämpfungskammer anstehende Druckmedium.
Ein gleichmäßiges Einströmen des Druckmediums in die Dämpfungskammer
wird sichergestellt, indem die den Federkolben aufnehmende Sackbohrung einen Durch
messer aufweist, der ein mehrfaches des Durchmessers der einmündenden Axialboh
rung aufweist.
Ein gleichmäßiger Druck innerhalb der Dämpfungskammer, insbesondere beim
Öffnen des Druckbegrenzungsventils wird dadurch gesichert, dass der Federkolben
gegenüber der Innenwand der Sackbohrung nicht abgedichtet ist und dass in der Ventil
federstellschraube Austrittsbohrungen vorgesehen sind. An der Wandung des Federkol
bens und der Sackbohrung entlanggeführtes Druckmedium kann somit in den Feder
raum einströmen, wird aber dann problemlos durch die in der Ventilfederstellschraube
vorgesehenen Austrittsbohrungen nach außen geführt. Eine Beeinflussung des Öffnungs-
und Schließvorgangs des Druckbegrenzungsventils durch in dem Federraum anstehen
des Druckmedium ist nicht gegeben.
Der Bewegungsvorgang des Federtellers, insbesondere auch durch das kolben
förmige Verlängerungsstück ist nicht gegeben, wenn das kolbenförmige Verlängerungs
stück einen größeren, vorzugsweise dreimal größeren Durchmesser wie der Ventilkol
ben aufweist. Damit ist eine entsprechend große Fläche vorhanden, gegen die der in
der Druckausgleichskammer anstehende Druckmedienstrom einwirkt, sodass auch unter
Berücksichtigung der Axialbohrungen im Verlängerungsstück, insbesondere der Öff
nungsvorgang des Druckbegrenzungsventils gleichmäßig und sicher abläuft.
Das Einströmen des Druckmediums in die Axialbohrung, die möglichst mittig
angeordnet sein soll, wird durch das Aufliegen auf den Ventilkolben nicht beeinträch
tigt, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen, das kolbenförmige Verlängerungsstück ein
auf dem Ventilkolben aufliegendes Stützteil mit einer in die Axialbohrung übergehenden
Querbohrung aufweist.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, das ein weitgehend
gleichförmiges und schnelles Öffnungs- und Schließverhalten gewährleistet ist und zwar
vor allem dadurch, dass eine Dämpfungskammer geschaffen ist, in die Druckmedium
einströmt und auch so wieder ausströmt, dass jeweils Druckmedium den Bewegungs
ablauf des Ventilteiles und der anderen sich bewegenden Teile vergleichmäßigt und
insbesondere Schläge sicher vermeidet. Vorteilhaft sind die für diese Funktion benötig
ten Teile in das Druckbegrenzungsventil integriert, können von außerhalb des Druck
begrenzungsventils in keiner Weise beeinflusst werden und sichern somit auch nach
langen Standzeiten immer noch eine Funktionstüchtigkeit des gesamten Druckbegren
zungsventils. Vorteilhaft dabei ist, dass durch die Vergleichmäßigung des Bewegungs
ablaufes ein deutlich verringerter Verschleiss zu verzeichnen ist, sodass die Standzeiten
sich erhöhen. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass durch den vergleichmäßigten
Ablauf des Schließ- und Öffnungsvorganges des Druckbegrenzungsventils auch vor
allem die nachgeordneten Funktionsteile, wie Schläuche und Ventile, geschützt und
vorteilhaft beeinflusst werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevor
zugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen
dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Druckbegrenzungsventil mit Doppelkolben und
Dämpfungskammer im Längsschnitt,
Fig. 2 ein Druckbegrenzungsventil mit Dämpfungskammer im
Bereich des Federraums und Verlängerungsstück und
Fig. 3 den mit dem Schnitt der Fig. 2 vergleichbaren Längs
schnitt eines Druckbegrenzungsventils mit vergrößertem
Verlängerungsstück.
Das in Fig. 1 gezeigte Druckbegrenzungsventil 1 weist ein mehrteiliges Ventil
gehäuse 2 auf, wobei zunächst an der Eingangsseite 3 ein Anschlussstück 4 mit Kolben
bohrung 5 erkennbar ist. In dieser Kolbenbohrung 5 ist ein Ventilkolben 6 verschieblich
angeordnet. Zum Verschieben in Längsrichtung strömt das hier nicht wiedergegebene
Druckmedium zunächst in die Sackbohrung 7, die im Ventilkolben 6 ausgebildet ist, ein
und sorgt für das Verschieben in Längsrichtung, wobei das Druckmedium dann aus
strömen kann, wenn die Radialbohrungen 8 den Dichtring 9 überfahren haben.
Das Druckmedium verläßt das Druckbegrenzungsventil 1 bei entsprechend in
Längsrichtung verfahrenem Ventilkolben 6 auf der Ausgangsseite 12 durch die Aus
trittsbohrungen 13, die rechtwinklig an den Druckausgleichsraum 14 angesetzt sind.
Der Druckausgleichsraum 14 und Austrittsbohrungen 13 sind im Mittelstück 15 an
geordnet, in das das Anschlussstück 4 eingeschraubt ist. Der Dichtring 9 ist als O-Ring
ausgebildet und sorgt dafür, dass bei anstehendem Druckmedium, dieses erst bei Über
fahren des Dichtringes 9 in den Druckausgleichsraum 14 gelangen kann.
Der Ventilkolben 6 ist über den Federteller 29 und die Ventilfeder 32, die in der
Ventilhülse 10 angeordnet ist, belastet. Der Federraum 35 in der Ventilhülse 10 ist
über den Dichtring 19 abgedichtet, sodass das Druckmedium zwangsweise nach Verlas
sen des Druckausgleichsraums 14 durch die Austrittsbohrungen 13 abströmen muss.
In der Verbindungsbohrung 16 ist ein Stufenkolben 25 angeordnet, der die Be
wegung des Ventilkolbens 6 auf den Federteller 29 überträgt und somit als eine Art
Zwischenkolben bezeichnet werden könnte. Der Stufenkolben 25 mit dem größeren
Teilkolben 26 und dem kleineren Teilkolben 27 ist in der als Stufenbohrung ausgebilde
ten Verbindungsbohrung 16 so angeordnet, dass sich eine Dämpfungskammer 20 bildet.
Hierzu ist die größere Stufenbohrung 17 zunächst einmal größer oder besser gesagt
länger als der größere Teilkolben 26. Außerdem ist diese größere Stufenbohrung am
zum Federteller weisenden Ende 18 mit dem Dichtring 19 abgedichtet und schließlich
ist die kleinere Stufenbohrung 21 so bemessen und ausgeformt, dass ein Strömungs
ringspalt 22 entsteht, der ein bedingtes Durchströmen des Druckmediums in die Dämp
fungskammer 20 zulässt. Der Strömungsringspalt 22 ist so schmal ausgebildet, dass das
Druckmedium nur unter entsprechendem Druck ihn passieren kann. Indem dem Druck
ausgleichsraum 14 eine trichterförmige Erweiterung 36 zugeordnet ist, kann auch die
Länge der Strömungsringspalte 22 den Gegebenheiten entsprechend eingestellt und
gewählt werden.
Der Stufenkolben 25 bzw. der größere Teilkolben 26 ist an den Federteller 29
angekoppelt. Hierzu weist er ein Ansatzstück 37 auf, das in eine entsprechende Boh
rung in den Federteller 29 hineinreicht. Auf der abgewandten Seite 31 ist ein als Mas
sedämpfer wirkender Ansatz 30 vorgesehen, der gleichzeitig auch als Blocksicherung
dienend ausgebildet sein kann.
Die Ventilfeder 32 stützt sich einmal am Federteller 29 und zum anderen an der
Ventilfederstellschraube 33 ab, die über ein Gewinde 34 in ihrer Position zum Federtel
ler 29 so verändert werden kann, dass damit der Öffnungsdruck bzw. der Öffnungswert
des Ventilkolbens 6 bzw. des Druckbegrenzungsventils 1 eingestellt werden kann.
Beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils 1 strömt das Druckmedium von der
Eingangsseite 3 in den Ventilkolben 6 ein. Der Ventilkolben 6 drückt den Stufenkolben
25 gegen den Federteller 29 und damit gegen die Ventilfeder 32 so lange an, bis der
Öffnungswert erreicht ist. Dann kann sich der Ventilkolben 6 in der Kolbenbohrung 5
entsprechend verschieben, bis die Radialbohrungen 8 den Dichtring 9 überfahren ha
ben. Das Druckmedium füllt zunächst einmal den Druckausgleichsraum 14 aus, um
dann über die Austrittsbohrungen 13 das Druckbegrenzungsventil 1 zu verlassen.
Gleichzeitig aber gelangt das Druckmedium auch über den Strömungsringspalt 22 in die
Dämpfungskammer 20, wobei das Füllen der Dämpfungskammer 20 dadurch begünstigt
ist, dass sich der größere Teilkolben 26 innerhalb der größeren Stufenbohrung 17 be
wegt und damit begünstigt durch den Dichtring 19 eine Art Saugeffekt bewirkt. Die
Dämpfungskammer 20 füllt sich dementsprechend mit Druckmedium und beeinflusst
dann das Schließverhalten des Druckbegrenzungsventils 1 ebenso wie vorher den Öff
nungsvorgang dämpfend, weil nun das in der Dämpfungskammer 20 anstehende Druck
medium durch den größeren Teilkolben 26 wieder am Strömungsringspalt 22 vorbei in
die Druckausgleichskammer 14 hineindrücken muss.
Der Dämpfungsvorgang wird zusätzlich begünstigt durch den als Massedämpfer
30 wirkenden Ansatz, der Teil des Federtellers 29 ist. Wie schon erwähnt, kann dabei
dieser Ansatz 30 so ausgebildet werden, dass er unter Verhinderung eines Blocksitzes
der Ventilfeder sich rechtzeitig an die Ventilfederstellschraube 33 annähert und sich
dort abstützt.
Die Druckbegrenzungsventile 1 gemäß Fig. 2 und 3 entsprechen vom Grund
aufbau her dem in Fig. 1 dargestellten Druckbegrenzungsventil 1. Sie sind daher auch
mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Unterschiedlich ist die Anordnung der
Dämpfungskammer 20, die in beiden Fällen dem Federteller 29 nicht vorgeordnet ist,
sondern praktisch innerhalb des Federtellers ausgeführt wird.
Der Federteller 29 weist zunächst einmal ein Verlängerungsstück 38 auf, das
quasi die Funktion des Stufenkolbens übernimmt, indem es das Verbindungsteil zwi
schen Federteller 29 und Ventilkolben 6 darstellt. Das Verlängerungsstück 38 ist über
einen Dichtring 19 abgedichtet, sodass entlang dieser Wandung und damit quasi der
Verbindungsbohrung 16 Druckmedium nicht an den Federteller 29 und nicht in den
Federraum 35 einströmen kann.
Mittig des Verlängerungsstücks 38 ist eine Axialbohrung 39 vorgesehen, durch
die das Druckmedium ohne Drosselwirkung das Verlängerungsstück 38 passieren kann,
wobei dies in gewisser Weise solche begünstigent ist, dass die Wandung 40 den Dicht
ring 19 aufweist.
Zur Bildung der Dämpfungskammer 20 weist der Federteller 29 auf der Seite 31
einen Ansatz 41 auf, der hohl ausgebildet ist, d. h. der eine Sackbohrung 42 aufweist.
In der Sackbohrung 42 ist ein Federkolben 43 gegen eine Feder 44 verschieblich an
geordnet, die sich am Federteller 29 abstützt. Die Innenwand 45 im Bereich der Sack
bohrung 42 ist nicht abgedichtet. Druckmedium kann somit hier bedingt entlanggepresst
werden, um dann in den Federraum 35 zu gelangen. Die Funktion der Ventilfeder 32
wird aber dadurch nicht beeinträchtigt, weil in der Ventilfederstellschraube 33 Aus
trittsbohrungen 46 axial ausgeführt sind. Das Druckmedium kann somit den Federraum
35 durch die Axialbohrungen 46 verlassen.
Ein einwandfreies Aufsitzen des Ventilkolbens 6 auf dem Verlängerungsstück 38
ist dadurch gewährleistet, dass das untere oder korrespondierende Ende 49 als Stützteil
47 ausgebildet ist, in dem eine Querbohrung oder mehrere Querbohrungen 48 dafür
sorgen, dass das Druckmedium aus dem Druckausgleichsraum 14 in die Axialbohrung
39 einströmen kann.
Beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils 1 wird zunächst einmal der Ventil
kolben 6 dann verschoben, wenn der Öffnungsdruck erreicht ist und die Ventilfeder 32
zusammengedrückt wird. Das Druckmedium strömt durch die Sackbohrung 7 und die
Radialbohrungen 8 am Dichtring 9 vorbei in die Austrittsbohrungen 13 bzw. vorher in
den Druckausgleichsraum 14. Gleichzeitig strömt das Druckmedium auch durch die
Querbohrungen 48 und die Axialbohrung 39 in die Dämpfungskammer 20 ein und füllt
diese aus, wobei mit Verschieben des Federtellers 29 das Volumen der Dämpfungs
kammer 20 verkleinert wird; allerdings muss dabei die Feder 44 zusammengeschoben
und der Federkolben 43 entsprechend bewegt bzw. verschoben werden. Es erfolgt so
mit eine Dämpfung des Öffnungsvorgangs des Druckbegrenzungsventils 1.
Beim Schließen des Druckbegrenzungsventils 1 füllt sich die Dämpfungskammer
20 wieder mit Druckmedium, weil ihr Volumen vergrößert wird und dementsprechend
Druckmedium leicht einfließen kann. Beim wieder Öffnen des Druckbegrenzungsventils
1 ist dann die Dämpfungswirkung sofort wieder vorhanden.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden,
werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
Claims (12)
1. Druckbegrenzungsventil zum Schutz des hydraulischen Strebausbaus
untertägiger Betriebe gegen Gebirgsschlag oder ähnliche Überlasten, mit einem Ventil
gehäuse (2), dessen Eingangs- und Ausgangsseite (3, 12) durch einen über eine Ventil
feder (32) belasteten und in der der Eingangsseite (3) zugeordneten Kolbenbohrung (5)
verschieblichen Ventilkolben (6) getrennt und bei auftretender Überlast verbunden sind,
wobei der Ventilkolben (6) über einen Federteller (29) von der Ventilfeder (32) belastet
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Ventilkolben (6) und einem Druckausgleichsraum (14), der den die Aus
gangsseite (12) bildenden Austrittsbohrungen (13) vorgeordnet ist, sowie dem über die
Ventilfeder (32) belasteten Federteller (29) eine eine Bewegungsdämpfung des Feder
tellers (29) bewirkende Dämpfungskammer (20) ausgebildet ist.
2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Ventilkolben (6) und dem Federteller (29) ein Stufenkolben (25) in einer
Verbindungsbohrung (16) verschieblich angeordnet ist, die am dem Federteller (29)
zugewandten Ende (18) der im Durchmesser größeren Stufenbohrung (17) abgedichtet,
an der im Durchmesser kleineren Stufenbohrung (21) einen schmalen Strömungsring
spalt (22) vorgebend ausgebildet und im Bereich der größeren Stufenbohrung (17) län
ger als der Teilkolben (26) bemessen und somit die Dämpfungskammer (20) in Form
eines Ringraumes vorgebend ausgeführt ist.
3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der größere Teilkolben (26) des Stufenkolbens (25) einen größeren Durchmesser
als der Ventilkolben (6) aufweist.
4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der größere Teilkolben (26) einen um rund 30% größeren Durchmesser als der
Ventilkolben (6) aufweist.
5. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stufenkolben (25) am oder im Federteller (29) geführt ausgebildet ist.
6. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federteller (29) auf der dem Stufenkolben (25) abgewandten Seite (31) einen
als Massedämpfer wirkenden Ansatz (30) aufweist.
7. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckausgleichsraum (14) in Richtung Dämpfungskammer (20) trichterförmig
auslaufend ausgebildet ist.
8. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federteller (29) ein auf dem Ventilkolben (6) aufsitzendes, kolbenförmiges
Verlängerungsstück (38) aufweist, das mit einer durchgehenden Axialbohrung (39)
versehen und gegen die Wandung (40) der zum Federraum (35) führenden Verbin
dungsbohrung (16) abgedichtet ist und jenseits des eigentlichen Federtellers (29) in
einen Ansatz (41) mit die Dämpfungskammer (20) vorgebender Sackbohrung (42) über
geht, in der ein über eine Feder (44) belasteter und sich an der Ventilfederstellschraube
(33) abstützender Federkolben (43) angeordnet ist.
9. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die den Federkolben (43) aufnehmende Sackbohrung (42) einen Durchmesser auf
weist, der ein mehrfaches des Durchmessers der einmündenden Axialbohrung (39)
aufweist.
10. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federkolben (43) gegenüber der Innenwand (45) der Sackbohrung (42) nicht
abgedichtet ist und dass in der Ventilfederstellschraube (33) Austrittsbohrungen (46)
vorgesehen sind.
11. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das kolbenförmige Verlängerungsstück (38) einen größeren, vorzugsweise dreimal
größeren Durchmesser wie der Ventilkolben (6) aufweist.
12. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das kolbenförmige Verlängerungsstück (38) ein auf dem Ventilkolben (6) auflie
gendes Stützteil (47) mit einer in die Axialbohrung (39) übergehenden Querbohrung
(48) aufweist.
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