AT390313B

AT390313B - Kolbenschieberventil

Info

Publication number: AT390313B
Application number: AT0360585A
Authority: AT
Inventors: Herbert Ing Frisch
Original assignee: Enfo Grundlagen Forschungs Ag
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1990-04-25
Also published as: ATA360585A; DE3641383C2; FR2591705A1; DE3641383A1

Description

Nr. 390 313

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolbenschieberventil, mit einem Schiebergehäuse, das zu einem Zylindenaum führende, axial versetzte Steueröffnungen aufweist, einem axial relativ zu den Steueröffnungen verschiebbaren Steuerkolben und mit relativ zum Schiebergehäuse fixierten Dichtungen zwischen den versetzten Steueröffnungen, die zwischen dem Steuerkolben und dem Schiebergehäuse gebildete Steuerräume gegeneinander äbschließen.

Derartige Ventile finden insbesondere als Mehrwege-Ventile in pneumatischen und hydraulischen Systemen vielfältige Anwendung, wobei die Betätigung des Steuerkolbens entweder manuell oder auf pneumatische, hydraulische, magnetische, elektromotorische oder ähnliche Weise erfolgen kann. Problematisch ist bei derartigen Ventilen zumeist die Anordnung und Fixierung der die Steuerräume zwischen den Steueröffnungen begrenzenden Dichtungen, da der beim Umsteuem zumeist rasch axial bewegte Steuerkolben mit diesen Dichtungen zusammenwirkende Steuerkanten zumeist in Form von Einschnürungen, Ausnehmungen oder Durchbrüchen, auf weist, womit insbesondere bei unterschiedlichen Drücken des auf die beiden Seiten der Dichtung einwirkenden Mediums ständig die Gefahr einer Beschädigung der Dichtung und damit einer Funktionsstörung des Ventils besteht.

Bei einer beispielsweise aus der AT-PS 233 908 bekannten Anordnung der eingangs genannten Art sind die Dichtungen der Steuerräume zwischen eigens in den Zylinderraum des Schiebergehäuses eingesetzten Stützteilen festgespannt, wobei diese Stützteile ebenso wie die Dichtungen selbst bei der Montage des Ventils in axialer Richtung ins Schiebergehäuse eingesetzt und dann durch axial wirkende Schraubdeckel gegenüber dem Schiebergehäuse verspannt werden, womit sich ein relativ vielteiliger Aufbau und damit eine aufwendige Herstellung, Montage und Wartung ergibt

Eine ähnliche Anordnung ist weiters beispielsweise aus der DE-OS 26 54 452 bekannt, welche ein Kolbenschieberventil behandelt, mit einem Schiebergehäuse, das zu einem Zylindenaum führende, axial versetzte Steueröffnungen aufweist, einem axial relativ zu den Steueröffnungen verschiebbaren Steuerkolben und mit relativ zum Schiebergehäuse fixierten Dichtungen zwischen den versetzten Steueröffnungen, die zwischen dem Steuerkolben und dem Schiebergehäuse gebildete Steuerräume gegeneinander abschließen. Die Dichtungen der Steuerräume sind zwischen eigens in den Zylinderraum des Schiebergehäuses eingesetzten Stützteilen festgespannt, wobei diese Stützteile ebenso wie die Dichtungen selbst bei der Montage des Ventils in axialer Richtung im Schiebergehäuse eingesetzt werden, womit sich wiederum ein vielteiliger Aufbau und damit eine aufwendige Herstellung, Montage und Wartung ergeben.

Auch die DE-OS 14 50 617 zeigt und beschreibt eine Anordnung, bei der das Schiebergehäuse in axialer Richtung geteilt ist, wobei die zur gegenseitigen Abdichtung der Steuerräume vorgesehenen Dichtungen unmittelbar an den Trennfugen der einzelnen Gehäuseteile angeordnet sind und aus starren Ringscheiben bestehen. Zur Abdichtung des verbleibenden äußeren Spalts zwischen den jeweils zusammenwirkenden Gehäuseteilen ist eine separate Weichdichtung eingelegt, die im zusammengespannten Zustand des gesamten Gehäuses auch an der Außenseite des harten Dichtringes abdichtet. Von der allgemeinen Bauart her ist damit im wesentlichen wiederum die gleiche Anordnung wie oben besprochen gegeben; auch hier werden die einzelnen Dichtungen durch separate, in axialer Richtung bei der Montage zusammengespannte Bauteile fixiert, wobei hier nur auf separate Stützteile verzichtet wurde und das Gehäuse unmittelbar geteilt ausgeführt ist

Aufgabe der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden, und insbesondere ein Kolbenverschieberventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf einfache und kostengünstige Weise eine sichere Abdichtung der Steuerräume und verbesserte Bedingungen für die Montage und Wartung erzielt worden.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Schiebergehäuse seitlich von außen zugängliche Einschubschlitze aufweist, in die die Dichtungen eingeschoben und in denen sie axial unverschiebbar gehalten sind, wobei auch die Einschubschlitze durch die eingeschobenen Dichtungen abgedichtet sind. Damit sind für die erforderliche Lagefixierung der Dichtungen relativ zum Schiebergehäuse keinerlei zusätzliche Stützteile oder dergleichen erforderlich, weil diese Funktion unmittelbar vom Schiebergehäuse selbst übernommen wird. Zufolge der seitlichen Zugänglichkeit der Einschubschlitze von außen ist die Montage und Wartung djes Ventils sehr vereinfacht, da jede einzelne Dichtung für sich und unabhängig von den anderen Dichtungen von außen ein- und ausbaubar ist, wozu lediglich vorher der Steuerkolben entfernt werden muß. Eine exakte Zentrierung der einzelnen Dichtungen gegenüber dem Steuerkolben, um die optimale Dichtfunktion sicherzustellen, kann in vorteilhafter Weise unmittelbar durch den die Dichtungen durchsetzenden Steuerkolben selbst erfolgen. Zweckmäßig kann hiezu eine gewisse Verschieblichkeit bzw. Elastizität der eingeschobenen Dichtungen in den Einschubschlitzen zugelassen werden.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind zur Abdichtung der Einschubschlitze an den Seiten der Dichtungen ringförmig verlaufende Dichtwülste angeordnet, die am Schiebergehäuse anliegen und vorzugsweise die in den Dichtungen für den Durchtritt des Steuerkolbens vorgesehenen Ringöffnungen konzentrisch umgeben. Die Einschubschlitze ragen dabei ringnutartig über die Zylinderbohrung im Schiebergehäuse radial hinaus.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung der von außen zugängliche Bereich der Einschubschlitze in Umfangsrichtung gegen die Steueröffnungen versetzt angeordnet sein. Dadurch wird eine gegenseitige räumliche Behinderung zwischen den Einbauschlitzen mit den zugehörigen Dichtungen und den Steueröffnungen vermieden. -2-

Nr. 390 313

Die axialen Abmessungen des Ventils bleiben in vorteilhafter Weise durch die Anschlüsse an den Steueröffhungen selbst bestimmt, ohne daß Rücksicht auf die Zugänglichkeit der Einschubschlitze zwischen den Steueröffnungen genommen werden muß.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß bei Anordnung aller Steueröffnungen auf einer gemeinsamen Mantellinie des Zylinderraumes das Schiebergehäuse einen an der Außenseite abgeflachten Montagebereich auf weist, an dem alle von außen zugänglichen Bereiche der Einschubschlitze liegen und der durch eine Abdeckplatte überdeckt ist Diese Abdeckplatte kann z. B. von einem Typenschild des Ventils oder dergleichen gebildet sein und ermöglicht die gleichzeitige Sicherung aller eingeschobenen Dichtungen, was die Montage- und Wartungsarbeiten vereinfacht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Dichtungen an der dem Montagebereich zugewandten Seite eine von der Ringform abweichende Außenkontur aufweisen, vorzugsweise den Einschubschlitzen angepaßt sein. Damit können z. B. über Zangen, mit anderen Werkzeugen oder auch mit den Fingern greifbare Handhaben am von außen zugänglichen Rand der Dichtungen vorgesehen sein, was die Montage bzw. den Austausch der Dichtungen erleichtert.

Bei einem Kolbenschieberventil der eingangs angesprochenen Art, bei dem das Schiebergehäuse zumindest einen Längskanal aufweist, in welchem beispielsweise das Steuermedium geführt werden kann, ist nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß in den Dichtungen gegen die Einschubschlitze abgedichtete Durchgangsöffnungen für den Längskanal angeordnet sind, was geringe Außenabmessungen des gesamten Ventils unter Beibehaltung der vorteilhaften Konzeption ermöglicht

Die Dichtungen selbst können schließlich im Rahmen der Erfindung einen tragenden, vorzugsweise metallischen Kem aufweisen, der von elastischer Dichtmasse, vorzugsweise aufvulkanisiertem Gummi, umgeben ist. Auf diese an sich aus der eingangs angeführten DE-OS 26 54 452 bekannte Weise ist genügend Festigkeit für das Einschieben der Dichtungen in die Einschubschlitze bei gleichzeitig über die elastische Dichtmasse sichergestellter ausreichender Dichtwirkung sowie auch eine einfache Herstellbarkeit der Dichtungen gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kolbenschieberventil, Fig. 2 zeigt eine Ansicht entlang des Pfeiles (Π) in Fig. 1 bei abgenommener Abdeckplatte, Fig. 3 zeigt eine einzelne Dichtung aus dem Kolbenschieberventil nach den Figuren 1 und 2 in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie (IV-IV) in Fig. 3 und Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie (V-V) in Fig. 3.

Das Kolbenschieberventil nach Fig. 1 ist als 5/2-Wegeventil ausgeführt und besteht im wesentlichen aus einem axial versetzte Steueröffnungen (1) bis (5) zu einem Zylinderraum (6) aufweisenden Schiebergehäuse (7), einem in Richtung der Achse (8) relativ zu den Steueröffhungen (1) bis (5) verschiebbaren Steuerkolben (9) , sowie relativ zum Schiebergehäuse (7) in Einschubschlitzen (10) fixierten Dichtungen (11), die zwischen Steuerkolben (9) und Schiebergehäuse (7) Steuerräume (12) bis (16) im Zylinderraum (6) definieren. Der Steuerkolben (9) ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren hohl ausgebildet und an seiner linken Seite mit einem an einem Stützring (17) anliegenden Dichtring (21) versehen. Am gegenüberliegenden Ende ist der Steuerkolben offen und über eine an einer Schulter (18) anliegende und an einem Deckelzapfen (19) abgestützte Feder (20) axial belastet. Über in einem Deckel (25) bzw. im Schiebergehäuse (7) selbst verlaufende Druckleitungen (23) bzw. (24) kann die linke Stirnseite (22) des Steuerkolbens (9) mit Steuerdruck beaufschlagt werden, was eine Axialverstellung gegen die Wirkung der Feder (20) erlaubt Die Verbindungen des Deckels (25) bzw. auch des den Deckelzapfen (19) tragenden Deckels (26) auf der anderen Seite des Schiebergehäuses (7) mit diesem sind ebenso wie allenfalls an den Verbindungsstellen noch vorgesehene Dichtungen hier nicht dargestellt

Der Steuerkolben (9) weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Einbuchtungen bzw. Steuemuten (27), (28) auf, die in Zusammenwirkung mit den mittleren vier Dichtungen (11) eine bestimmte Zusammenschaltung bzw. Trennung der Steueröffhungen (1) bis (5) erlauben. In der gezeichneten Stellung des Steuerkolbens sind die Steuerräume (12), (13) - und damit die Steueröffnungen (1), (2) - verbunden; gleiches gilt für die Steuerräume (14), (15) bzw. die Steueröffnungen (3), (4); der Steuerraum (16) bzw. die Steueröffnung (5) ist abgeschlossen. Bei Anlegen eines entsprechenden Steuerdruckes über die Leitungen (23), (24) wird der Steuerkolben (9) gegen die Kraft der Feder (20) nach rechts bewegt, womit der Steuerraum (12) abgeschlossen und die Steuerräume (13), (14) bzw. (15), (16) verbunden werden.

Die Dichtungen (11) - deren spezielle Ausgestaltung aus den Figuren 3 bis 5 näher ersichtlich ist und nachstehend auch noch im Detail bestochen wird - sind in die seitlich von außen zugänglichen Einschubschlitze (10) , die senkrecht zur Achse (8) ausgerichtet sind, eingeschoben und dichten an ihrer Ringöffnung (29) gegen die Oberfläche des Steuerkolbens (9) ab, sofeme sie nicht gerade mit den Steuemuten (27), (28) Zusammenwirken. Davon abgesehen werden auch die Einschubschlitze (10) jeweils durch die eingeschobenen Dichtungen (11) abgedichtet, sodaß ein Austreten von Druckmedium über die Einschubschlitze (10) unterbunden wird.

An der in der Darstellung der Fig. 1 oberen Seite des Kolbenschieberventils, bei dem alle Steueröffnungen (1) bis (5) auf einer gemeinsamen Mantellinie des Zylinderraums (6) des Schiebergehäuses (7) liegen, ist ein an der Außenseite abgeflachter Montagebereich (30) vorgesehen, an dem alle von außen zugänglichen Bereiche der -3-

Claims

Nr. 390 313 Einschubschlitze (10) liegen und welcher durch eine Abdeckplatte (31), die auch beispielsweise unmittelbar als Typenschild oder dergleichen ausgeführt sein kann, überdeckt ist. Diese Abdeckplatte (31) ist auf hier nicht weiter dargestellte Weise, z. B. über die in Fig. 2 ersichtlichen Bohrungen (32), am Schiebergehäuse (7) befestigt und hält damit alle Dichtungen (11) sicher in den Einschubschlitzen (10) fest. Damit gestaltet sich etwa der Austausch einer einzelnen Dichtung (11) sehr einfach, weil nur der Steuerkolben (9) nach Abnahme des Deckels (25) nach links aus dem Schiebergehäuse herausgenommen und danach nach Abnahme der Abdeckplatte (31) die entsprechende Dichtung getauscht zu werden braucht, wobei die anderen Dichtungen eingebaut bleiben. Zur Wiedermontage braucht nur der Steuerkolben (9) wiederum in das Schiebergehäuse (7) eingeschoben und über den Deckel (25) fixiert zu werden, wobei die gegenseitige Zentrierung von Steuerkolben (9) und Dichtungen (11) selbsttätig über die in gewissem Maße gegebene Elastizität der Dichtungen (11) erfolgt. Nach Befestigung der Abdeckplatte (31) ist das Kolbenschieberventil wieder einsatzbereit Der Aufbau einer einzelnen Dichtung (11) ist aus den Figuren 3 bis 5 ersichtlich. Ein tragender metallischer Kern (33), z. B. aus gestanztem Stahlblech, ist von elastischer Dichtmasse (34), beispielsweise aufvulkanisiertem Gummi, umgeben, womit die erforderliche Festigkeit zum Einschieben der Dichtung (11) in den zugehörigen Einschubschlitz (10) (siehe Fig. 1, 2) bei gleichzeitiger Sicherstellung einer optimalen Dichtwirkung gegeben ist. Die Ringöffhung (29) der Dichtung (11) ist hier mit zwei abgerundeten Dichtlippen (35) versehen, welche einerseits eine gute Abdichtung gegen die Oberfläche des Steuerkolbens (9) sicherstellen und anderseits gegen eine Abscherung durch die seitlichen Kanten der Steuemuten (27), (28) (siehe Fig. 1) weitgehend unempfindlich sind. An den Seiten der Dichtung (11) ist diese mit Dichtwülsten (37) versehen, die konzentrisch zur Ringöffnung (29) angeordnet sind. Diese ringförmigen Dichtwülste (37) liegen an den in Fig. 1 mit (36) bezeichneten Rändern der Einschubschlitze (10) an, die ringnutartig radial über die Zylinderbohrung im Schiebergehäuse (7) hinausragen, wodurch auch die Einschubschlitze (10) von den Dichtungen (11) abgedichtet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Dichtungen (11) an der im eingebauten Zustand dem Montagebereich (30) des Schiebergehäuses zugewandten Seite eine von der Ringform abweichende Außenkontur und sind der Form der Einschubschlitze (10) angepaßt, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. In den Fig. 3 und 5 ist eine Durchgangsöffnung (38) in dem im eingebauten Zustand der Abdeckplatte zugewandten oberen Bereich der Dichtung (11) ersichtlich, die auf nicht dargestellte Weise mit einem an der den Steueröffnungen (1) bis (5) gegenüberliegenden Seite des Schiebergehäuses (7) angebrachten Längskanal, beispielsweise zur Führung von Steuermedium od. dgl., zusammenwirkt, wobei hier wiederum Lichtwülste (39) zur Abdichtung gegen den zugehörigen Einschubschlitz (10) vorgesehen sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Kolbenschieberventil, mit einem Schiebergehäuse, das zu einem Zylinderraum führende, axial versetzte Steueröffnungen aufweist, einem axial relativ zu den Steueröffnungen verschiebbaren Steuerkolben und mit relativ zum Schiebergehäuse fixierten Dichtungen zwischen den versetzten Steueröffnungen, die zwischen dem Steuerkolben und dem Schiebergehäuse gebildete Steuerräume gegeneinander abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebergehäuse (7) seitlich von außen zugängliche Einschubschlitze (10) aufweist, in die die Dichtungen (11) eingeschoben und in denen sie axial unverschiebbar gehalten sind, wobei auch die Einschubschlitze (10) durch die eingeschobenen Dichtungen (11) abgedichtet sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Einschubschlitze (10) an den Seiten der Dichtungen (11) ringförmig verlaufende Dichtwülste (37) angeordnet sind, die am Schiebergehäuse (7) anliegen und vorzugsweise die in den Dichtungen (11) für den Durchtritt des Steuerkolbens (9) vorgesehenen Ringöffnungen (29) konzentrisch umgeben.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von außen zugängliche Bereich der Einschubschlitze (10) in Umfangsrichtung gegen die Steueröffnungen (1 bis 5) versetzt angeordnet ist.
4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung aller Steueröffnungen (1 bis 5) auf einer gemeinsamen Mantellinie des Zylinderraumes (6) das Schiebergehäuse (7) einen an der Außenseite abgeflachten Montagebereich (30) aufweist, an dem alle von außen zugänglichen Bereiche der Einschubschlitze (10) liegen und der durch seine Abdeckplatte (31) überdeckt ist. -4- Nr. 390 313
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (11) an der dem Montagebereich (30) zugewandten Seite eine von der Ringform abweichende Außenkontur aufweisen, vorzugsweise den Einschubschlitzen (10) angepaßt sind.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis S, wobei das Schiebergehäuse zumindest einen Längskanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dichtungen (11) gegen die Einschubschlitze (10) abgedichtete Durchgangsöffnungen (38) für den Längskanal angeordnet sind.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (11) in an sich 10 bekannter Weise einen tragenden, vorzugsweise metallischen Kern (33) aufweisen, der von elastischer Dichtmasse (34), vorzugsweise aufvulkanisiertem Gummi, umgeben ist. 15 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-