CH689121A5 - Kolbenschieberventil. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Kolbenschieberventil, mit einem Ventilgehäuse, in dessen Innern eine sich axial erstreckende Schieberaufnahme vorgesehen ist, in der sich ein Kolbenschieber befindet, wobei das Ventilgehäuse unter Bildung mehrerer längsseitiger Gehäuseteile im Bereich der Schieberaufnahme längsgeteilt ist, und mit mehreren zur Vorgabe von Strömungswegen im Ventil in unmittelbarem Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber stehenden Dichtringen, die bezüglich dem Kolbenschieber koaxial und untereinander mit Abstand axial aufeinanderfolgend angeordnet sind. 



  Ein derartiges, aus der EP 0 122 247 B1 bekanntes Ventil verfügt über ein Ventilgehäuse, in dessen Innern eine Hülse angeordnet ist, die als Schieberaufnahme fungiert und einen Kolbenschieber längsbeweglich aufnimmt. Zum Einsetzen der Hülse und des Kolbenschiebers ist das Ventilgehäuse im Bereich der Schieberaufnahme hälftig längsgeteilt. Die Hülse verfügt über umfangsseitige Löcher, über die Ventilkanäle mit der Schieberaufnahme kommunizieren, so dass für das Druckmittel im Ventil abhängig von der Schieberstellung unterschiedliche Strömungswege vorgegeben werden können. Damit das Druckmittel nicht unkontrolliert zwischen der Hülse und dem Kolbenschieber längs hindurchtreten kann, trägt letzterer mehrere ringförmige Dichtungen, die am Innenumfang der Hülse unter dichter Anlage entlanggleiten können. 



  Indem die Schieberaufnahme von der Hülse gebildet ist, ergibt sich zwar eine gute Führung für den Kolbenschieber und es wird ferner die Anordnung und Ausbildung von Drosselöffnungen ermöglicht, die unter bestimmten Betriebsbedingungen eine schlagartige Druckentfaltung verhindern sollen. Nachteilig ist jedoch, dass die Hülse ihrerseits statisch bezüglich dem Ventilgehäuse abgedichtet werden muss, um eine Längsströmung von Druckmittel in dem radial zwischen den Gehäuseteilen und der Hülse liegenden Bereich zu verhindern. Die Abdichtung erfolgt mittels Dichtringen, die in Nuten der Gehäuseteile einsitzen und die Hülse an mehreren Stellen koaxial umschliessen.

   Die Montage der Hülse ist relativ kompliziert, da sie vor dem Einlegen in die Gehäusehälften mit den Dichtringen bestückt werden muss, was besonders schwierig ist, wenn diese wie vorgesehen einstückig mit einer zwischen den Gehäuseteilen arbeitenden Gehäusedichtung ausgebildet sind. Ausser dem durch die Hülse hervorgerufenen baulichen Mehraufwand erhöht sich ferner die Gefahr eventueller Undichtigkeiten, da die sowohl radial aussen als auch radial innen erforderliche Abdichtung der Hülse eine beträchtliche Anzahl von Dichtstellen hervorruft.

   Des weiteren sind die zur Vorgabe der Strömungswege erforderlichen, in unmittelbarem Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber stehenden Dichtringe in Nuten des Kolbenschiebers eingeknüpft, so dass bei ihrer Montage Beschädigungen dadurch hervorgerufen werden können, dass sie beim Aufziehen auf den Kolbenschieber überdehnt werden oder bis zum Erreichen der vorgesehenen schieberseitigen Aufnahmenut über vorgeschaltete Aufnahmenuten hinwegbewegt werden müssen, wobei sie mit scharfen Schieberkanten in Kontakt gelangen. 



  Um der geschilderten Problematik entgegenzuwirken, hat man im Falle der DE 4 027 520 C2 bereits vorgeschlagen, die Dichtringe als patronenartige Einheiten auszubilden, die einzeln in die Schieberaufnahme eines umfangsseitig geschlossenen Ventilgehäuses eingepresst werden. Dies erfordert jedoch relativ aufwendige Positioniermassnahmen und eine äusserst exakte Abstimmung der Bauteiltoleranzen. Eine weitere, aus der DE 3 641 383 A1 bekannte Alternativmöglichkeit sieht vor, ein  umfangsseitig geschlossenes Ventilgehäuse mit Querschlitzen zu versehen, in die Dichtringe eingesteckt werden, so dass sie im Bereich der Schieberaufnahme zu liegen kommen und mit dem in diesem Falle dichtungslosen Kolbenschieber zusammenarbeiten. Die \ffnungen der Einschubschlitze werden mittels einer Abdeckplatte abgedeckt, die aussen an das Ventilgehäuse angesetzt wird.

   Beim Einstekken des Kolbenschiebers können die Dichtringe Schaden nehmen, da sie in keiner Weise zugänglich sind. Auch hat man wie im Falle der vorgenannten DE 4 027 520 C2 insbesondere bei sehr klein bauenden Ventilen kaum eine Möglichkeit, die Bearbeitungsqualität der Schieberaufnahme zu kontrollieren. 



  Somit stellt sich ausgehend von dem Kolbenschieberventil der eingangs genannten Art die Aufgabe, ein Kolbenschieberventil zu schaffen, das bei kostengünstigem Aufbau und einer Verringerung der Beschädigungsgefahr für die Dichtringe eine einfache, rasche und präzise Montage ermöglicht. 



  Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die infolge der Längsteilung vorhandenen Gehäuseteile des Ventilgehäuses jeweils einen sich ein Stück weit in Umfangsrichtung des Kolbenschiebers erstreckenden Wandabschnitt der Schieberaufnahme bilden, und dass die zum unmittelbaren Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber vorgesehenen Dichtringe in unmittelbar am längsgeteilten Ventilgehäuse ausgebildeten ringförmigen Haltevertiefungen gehäusefest gehalten sind, die sich aus an den Wandabschnitten der von den einzelnen Gehäuseteilen gebildeten Schieberaufnahme ausgebildeten Umfangsabschnitten zusammensetzen. 



  Bei dem auf diese Weise vorgegebenen Kolbenschieberventil vereinfacht sich der Ventilaufbau bei gleichzeitiger Reduzierung der Herstellungskosten, indem auf eine separate, die Schieberaufnahme definierende Hülse verzichtet wird. Die Schieberaufnahme wird unmittelbar von den infolge der Längsteilung vorhandenen Gehäuseteilen gebildet, deren Wandabschnitte sich zu der Umfangswand der Schieberaufnahme ergän zen. Somit entfallen zusätzliche, ausschliesslich statisch wirkende Dichtringe in dem Bereich zwischen Kolbenschieber und Ventilgehäuse, so dass sich die Anzahl der eventuell Probleme verursachenden Dichtstellen reduziert. Die zum unmittelbaren Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber vorgesehenen Dichtringe sind in ringförmigen Haltevertiefungen aufgenommen, die Bestandteil des Ventilgehäuses sind, so dass sie mit dem Kolbenschieber in dynamischem Dichtkontakt stehen.

   Die Anordnung ist so getroffen, dass die die Schieberaufnahme begrenzenden Gehäuseteile jeweils einen Umfangsabschnitt einer betreffenden Haltevertiefung bilden, wobei sich die einander zugeordneten Umfangsabschnitte im zusammengesetzten Zustand des Ventilgehäuses zu der ringähnlichen Gestalt ergänzen. Man muss die Dichtringe somit nicht mehr in Nuten des Kolbenschiebers einknüpfen oder diesen in mehrteiliger Form ausbilden, so dass montagebedingte Dichtringbeschädigungen vermieden werden und ein Kolbenschieber mit relativ einfachem Aufbau verwendbar ist. Des weiteren ist gewährleistet, dass die Dichtringe in ihren dynamisch beanspruchten Dichtbereichen keinem überproportionalen Verschleiss ausgesetzt sind.

   Würde man die Dichtringe am Kolbenschieber belassen, so müsste die Schieberaufnahme nach dem Zusammensetzen der Gehäuseteile mechanisch nachbearbeitet werden, um im Bereich der dann von den Dichtringen überstrichenen Gehäusetrennstelle einen exakten Übergang zu schaffen, um die Abnutzung zu reduzieren. 



  Zwar wird in der EP 0 122 247 B1 erwähnt, dass man die bei dem dortigen Ventil vorhandene Hülse im Prinzip auch weglassen könnte. Da die zwischen dem Ventilgehäuse und der Hülse angeordneten Dichtringe nur dem einen Zweck dienen, die Hülse bezüglich dem Ventilgehäuse statisch abzudichten, wären besagte Dichtringe einschliesslich der sie aufnehmenden gehäuseseitigen Vertiefungen bei einem entsprechend modifizierten Ventil dann jedoch ebenfalls nicht vorhanden. Sie wären sogar zwingend zu entfernen, da ansonsten ein nicht zulässiger Kontakt mit den am Kolben festgelegten Dichtringen zustande käme. Aufgrund ihrer rein statischen Dichtwirkung sind sie zudem für einen dynamischen Dichtkontakt mit einem sich bewegenden  Kolbenschieber nicht ausgelegt. Insgesamt ergeben sich somit die Nachteile und Probleme, die bereits geschildert wurden.

   Es ist ferner zu erwähnen, dass die Hülse im Falle der EP 0 122 247 B1 auch den Zweck hat, Drosselöffnungen vorzugeben, die zum Zwecke eines sanften Druckaufbaues von den Dichtungen des Kolbenschiebers gesteuert werden, so dass es auch insofern nicht naheliegt, die Dichtringe bei dem betreffenden Ventil gehäuseseitig festzulegen. 



  Die EP 0 033 303 A1 offenbart ebenfalls ein Ventil mit längsgeteiltem Ventilgehäuse, wobei es sich offensichtlich um den gleichen Ventiltyp wie im Falle der EP 0 122 247 B1 handelt. Wie dort ist eine zylindrische Hülse vorgesehen, die radial innen mit am Kolben festgelegten Dichtringen und radial aussen mit einer gehäusefesten Dichtringanordnung zusammenarbeitet. 



  Die US 3 153 550 bezieht sich auf eine Rohrkupplung, bei der ausschliesslich statisch wirkende Dichtringe verwendet werden, die anders als Dichtringe in Ventilen keiner dynamischen Beanspruchung unterliegen. Es ist nicht zu erwarten, dass ein Fachmann im Zusammenhang mit der Modifikation eines Ventiles auf dem abseits liegenden Fachgebiet der Rohrkupplungen Umschau halten würde. 



  Aus der DE 8 607 094 U1 geht ein Ventil hervor, das sich auch schon durch ein geteiltes Ventilgehäuse auszeichnet. Allerdings handelt es sich um eine andere Ventilgattung in Gestalt eines piezo-elektrisch betätigbaren Ventiles, das weder einen Kolbenschieber, noch eine Schieberaufnahme und demzufolge auch keine zwischen den beiden Teilen arbeitenden Dichtringe aufweist. 



  Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. 



  Bevorzugt setzt sich das Ventilgehäuse aus genau zwei längsseitigen Gehäuseteilen zusammen, wobei die von diesen gebildeten Wandabschnitte der Schieberaufnahne zweckmässigerweise  jeweils die Hälfte des Umfanges einnehmen. Auf diese Weise ist das Einsetzen der Dichtringe besonders einfach, da der diesen zur Verfügung gestellte Einsetzquerschnitt bei den Teilräumen beider Gehäuseteile optimal ist. 



  Im Bereich ihrer Trennstellen können die Gehäuseteile unlösbar fest miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Kleben oder Verschweissen. Auch ist es möglich, die Gehäuseteile lösbar miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Verschrauben, Zusammenklammern oder Zusammenspannen. Insbesondere im Falle der lösbaren Verbindung ist es zweckmässig, im Bereich der Trennstellen Gehäusedichtungen vorzusehen. Diese sollten jedoch so angeordnet werden, dass die Gehäuseteile mit ihren Kontaktflächen fest gegeneinander pressbar sind, so dass sich ein exaktes reproduzierbares Montagemass ergibt. In diesem Zusammenhang ist es zweckmässig, die Kontaktflächen der Gehäuseteile auf höchste Genauigkeit zu bearbeiten, beispielsweise durch Läppen. 



  Bei einer besonders kostengünstigen Lösung bestehen die Gehäuseteile aus Kunststoffmaterial. Es kann sich um Gussteile handeln, wobei Spritzguss bevorzugt wird. Die Haltevertiefungen bzw. deren Umfangsabschnitte können beim Giessen unmittelbar mit angeformt werden, so dass sich eine aufwendige Nachbearbeitung erübrigt. 



  Insbesondere zugunsten grösserer Strömungsquerschnitte kann es zweckmässig sein, die seitlichen Begrenzungsflächen der Haltevertiefungen zumindest zum Teil an radial in die Schieberaufnahme hineinragenden und sich in Umfangsrichtung der Schieberaufnahme erstreckenden Radialvorsprüngen der Gehäuseteile vorzusehen, so dass sich zwischen den einander zugewandten Radialvorsprüngen axial benachbarter Haltevertiefungen Ringräume einstellen, die eine gute Durchströmung des Ventiles gewährleisten und sich optimal für den Anschluss der Ventilkanäle eignen, die bei Kolbenschieberventilen umfangsseitig mit axialem Abstand in die Schieberaufnahme münden. 



  In die Schieberaufnahme oder in mindestens einen sich stirnseitig koaxial an diese anschliessenden Gehäuseraum - der beispielsweise für die Aufnahme eines Steuerkolbens, einer Rückstellfeder oder eines sonstigen Steuerelementes vorgesehen ist - kann eine Zentrierscheibe koaxial eingesetzt sein, die zur Ausrichtung zwischen den zusammenzufügenden Gehäuseteilen dient. Bevorzugt bildet die mindestens eine Zentrierscheibe einen stirnseitigen Gehäusedeckel des Ventilgehäuses. 



  Das Ventilgehäuse kann insgesamt nur zwei Gehäuseteile aufweisen. Es ist aber auch möglich, an einer oder an beiden Stirnseiten einen separaten, insbesondere abnehmbaren Gehäusedeckel vorzusehen. Zwar ist es möglich, den Kolbenschieber bei voneinander getrennten Gehäuseteilen gleichzeitig mit den oder im Anschluss an die Dichtringe zu montieren. Eine nach dem Zusammenbau der Gehäuseteile vorhandene Zugangsmöglichkeit über eine stirnseitige Gehäuseöffnung kann sich jedoch als vorteilhaft erweisen. Im Falle eines lösbaren Verschliessens wird im Bedarfsfalle die Wartung begünstigt. 



  Der Kolbenschieber, der auch als Rundkolben bezeichnet werden könnte, besitzt zweckmässigerweise einen kreisförmigen Querschnitt. 



  Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: 
 
   Fig. 1 eine bevorzugte Bauform des Kolbenschieberventiles im Längsschnitt gemäss Schnittlinie I-I aus Fig. 2, wobei der Kolbenschieber und einige weitere Ventilbestandteile strichpunktiert angedeutet sind, und 
   Fig. 2 und 3 das Kolbenschieberventil aus Fig. 1 im Querschnitt gemäss Schnittlinie II-II, wobei ver schiedene Verbindungsmöglichkeiten für die beiden Gehäuseteile gezeigt sind. 
 



  Das beispielsgemässe Kolbenschieberventil 1 verfügt über ein Ventilgehäuse 2 mit insbesondere quaderförmiger äusserer Gestalt. Im Innern des Ventilgehäuses 2 befindet sich ein Hohlraum, die Schieberaufnahme 3, welche Längsgestalt hat und sich in Richtung der Längsachse 4 des Ventilgehäuses 2 erstreckt. In axialer Verlängerung schliesst sich beidseits an die Schieberaufnahme 3 jeweils ein zusätzlicher, koaxial angeordneter Gehäuseraum 5, 6 an. Auch die Gehäuseräume 5, 6 liegen im Innern des Ventilgehäuses 2, doch können sie bei konstruktiven Abwandlungen auch Bestandteile von stirnseitig an das Ventilgehäuse angesetzten Zusatzgehäusen sein. 



  In der Schieberaufnahme 3 sind mehrere Dichtringe 7 axial aufeinanderfolgend und mit koaxialer Anordnung festgelegt. Das beispielsgemässe Kolbenschieberventil 1 ist ein Fünfwegeventil, so dass es von Vorteil ist, wenn insgesamt sechs Dichtringe 7 vorgesehen werden. Bei letzteren handelt es sich vorzugsweise um sogenannte Weichdichtungen, sie verfügen über einen einzigen ringförmigen Dichtkörper 8 aus weichelastischem Kunststoffmaterial, insbesondere ein Elastomer. 



  Ein auch als Rundkolben bezeichenbarer Kolbenschieber 9 - der besseren Übersichtlichkeit wegen nur strichpunktiert angedeutet - erstreckt sich koaxial in der Schieberaufnahme 3. Er geht zugleich durch alle Dichtringe 7 hindurch und lässt sich in Richtung der Längsachse 4 hin und her verschieben. Hierfür ist im Bereich seiner einen Stirnseite ein Betätigungskolben 10 vorgesehen, der in dem einen der oben erwähnten Gehäuseräume 6 axial verschiebbar aufgenommen ist. Anstelle des Betätigungskolbens 10 könnte auch ein anderes Steuerungselement verwendet werden, beispielsweise ein membranartiges Teil. Im entgegengesetzten Gehäuseraum 5 ist eine Rückstelleinrichtung 11 untergebracht, die beispielsgemäss aus einer sich zwischen  der zugeordneten Stirnseite des Kolbenschiebers 9 und dem Ventilgehäuse 2 abstützenden Druckfederanordnung besteht. 



  Um den Kolbenschieber 9 nach links zu verschieben, wird die rechts des Betätigungskolbens 10 liegende Steuerkammer 12 des Gehäuseraumes 6 über eine Steueröffnung 13 des Ventilgehäuses 2 mit Druckmittel, insbesondere Druckluft, beaufschlagt. Die Rückbewegung erfolgt aufgrund der Rückstellkraft der Rückstelleinrichtung 11, wenn die Steuerkammer 12 belüftet wird. Grundsätzlich kann die Schaltbewegung des Kolbenschiebers 9 auch auf beliebige andere Art und Weise verursacht werden. 



  In die zwischen axial aufeinanderfolgenden Dichtringen 7 liegenden Zwischenbereiche der Schieberaufnahme 3 münden umfangsseitig Ventilkanäle 14 aus. Sie führen andererseits zu einer äusseren Anschlussseite 15 des Ventilgehäuses 2, wo sich nicht näher dargestellte weiterführende Druckmittelleitungen oder -kanäle anschliessen können. Zweckmässigerweise wird das Kolbenschieberventil 1 unter Zwischenfügung einer geeigneten Dichtung auf einem fluidischen Anschluss- oder Verteilerblock montiert, der die erforderlichen fluidischen Kanäle enthält. Auch können elektrische Steuerleitungen vorgesehen sein, wenn beabsichtigt ist, die Bewegung des Kolbenschiebers mittels elektrisch betätigbarer Vorsteuerventile auszulösen. 



  Der Kolbenschieber 9 könnte auch als Rundkolben bezeichnet werden. Er verfügt beim Ausführungsbeispiel über eine kreiszylindrische Gestalt mit in axialen Abständen angeordneten umlaufenden Steuernuten 16. Bei entsprechender Positionierung des Kolbenschiebers 9 ermöglichen die Steuernuten 16 eine fluidische Verbindung zwischen axial nebeneinanderliegenden Ventilkanälen 14, während die neben den Steuernuten 16 liegenden Kolbenbereiche dichtend mit den Dichtringen 7 zusammenarbeiten und einen Fluiddurchgang unterbinden. Da der grundsätzliche Aufbau von Kolbenschieberventilen und deren Betriebsweise Stand der Technik und dem Fachmann bekannt ist, braucht an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden. 



  Die Dichtringe 7 sind in Haltevertiefungen 20 festgelegt, die unmittelbarer Bestandteil des Ventilgehäuses 2 sind. Die Haltevertiefungen 20 und das Ventilgehäuse 2 sind einstückig miteinander ausgebildet. Eine zusätzliche, zwischen das Ventilgehäuse 2 und den Kolbenschieber 9 zwischengefügte und als Dichtringträger fungierende Hülsenanordnung ist somit nicht vorhanden, was den Aufbau vereinfacht und die Herstellungskosten verringert. 



  Ein besonderer Vorteil des Kolbenschieberventiles 1 ergibt sich aus der vorhandenen Längsteilung des Ventilgehäuses 2. Dieses setzt sich aus mehreren Gehäuseteilen 21, 22 zusammen, die jeweils einen sich ein Stück weit in Umfangsrichtung (Doppelpfeil 29) erstreckenden Wandabschnitt 23, 24 einschliesslich der zugehörigen Umfangsabschnitte 25, 26 der Haltevertiefungen 20 bilden und sich ansonsten ohne Querteilung zumindest über die Länge der Schieberaufnahme, vorzugsweise jedoch über die gesamte Ventilgehäuselänge erstrecken. 



  Von Vorteil ist die gezeigte Anordnung, bei der das Ventilgehäuse 2 aus zwei Gehäuseteilen 21, 22 zusammengesetzt ist, so dass sich die von diesen gebildeten Wandabschnitte 23, 24 jeweils zur Hälfte entlang des Umfanges der Schieberaufnahme 3 erstrecken. Entsprechendes gilt auch für die Umfangsabschnitte 25, 26. Man könnte somit von einer Halbschalenbauweise sprechen. 



  Jeder Gehäuseteil 21, 22 begrenzt also einen Teilraum der Schieberaufnahme 3, wobei sich die beiden Teilräume in zusammengesetztem Zustand der Gehäuseteile 21, 22 zu der Schieberaufnahme 3 ergänzen. Die Bogenlänge der Wandabschnitte 23, 24 wie auch der Umfangsabschnitte 25, 26 entspricht dabei einem Winkel von jeweils 180 DEG . Die zwischen den Gehäuseteilen 21, 22 verlaufenden Trennstellen 27 liegen zweckmässigerweise in einer sich sowohl in Richtung der Längsachse 4 als auch radial erstreckenden Trennebene 28. Das Ventilgehäuse 2 ist damit praktisch in zwei Gehäusehälften unterteilt, wobei die  Ventilkanäle 14 in lediglich einer der Gehäusehälften (Gehäuseteil 22) vorgesehen sind, so dass das andere Gehäuseteil 21 kanallos ausgestaltet sein kann. 



  Die Haltevertiefungen 20 können nach Art von Nuten in die Innenfläche der Wandabschnitte 23, 24 eingebracht sein, so dass die dazwischen angeordneten Zwischenabschnitte der Schieberaufnahme 3 über die gesamte axiale Länge konstanten Durchmesser haben. Für das Strömungsverhalten ist es jedoch günstiger, vor allem bei relativ klein bauenden Ventilen, wenn die seitlichen Begrenzungsflächen 32, 33 der einzelnen Haltevertiefungen 20 an radial in die Schieberaufnahme 3 hineinragenden Radialvorsprüngen 34, 35 vorgesehen sind, die sich in Umfangsrichtung 29 der Schieberaufnahme 3 erstrecken, und die sich im zusammengesetzten Zustand der Gehäuseteile 21, 22 zu ringartigen Gebilden ergänzen, die die Schieberaufnahme 3 lokal konzentrisch verengen.

   Letzteres ist beim Ausführungsbeispiel der Fall, so dass sich zwischen einander jeweils unmittelbar axial benachbarten Radialvorsprüngen 34, 35 aufeinanderfolgender Haltevertiefungen 20 ringförmige Radialeinschnitte ergeben, in die die Ventilkanäle 14 einmünden und die eine optimale Durchströmung des Ventils gewährleisten. 



  Die Gehäuseteile 21, 22 des Ausführungsbeispiels bestehen aus Kunststoffmaterial und sind durch Giessen, insbesondere Spritzgiessen, hergestellt. Die Haltevertiefungen 20 bzw. die Radialvorsprünge 34, 35 sind beim Giessen unmittelbar einstückig eingeformt worden. Im Vergleich zu einem nachträglichen mechanischen Einbringen der Haltevertiefungen und/oder der prinzipiell ebenfalls möglichen metallischen Ausgestaltung der Gehäuseteile 21, 22 hat diese spanlose Fertigung beträchtliche Einsparungen seitens der Herstellungskosten und des Werkzeugaufwandes zur Folge. 



  Beim Zusammenbau des Kolbenschieberventiles liegen zunächst die beiden Gehäuseteile 21, 22 getrennt vor. Dadurch ist die Schieberaufnahme 3 umfangsseitig offen und man kann die Dichtringe 7 in die Umfangsabschnitte 25 bzw. 26 am einen  oder anderen Gehäuseteil 21, 22 einsetzen. Dies hat den Vorteil einer offenen, d.h. einsehbaren Montage. Die Einsetzrichtung verläuft dabei quer und insbesondere rechtwinklig zur Längsachse 4. Es ergibt sich dann ein Zwischenzustand, bei dem die Dichtringe 7 über die Hälfte ihres Umfanges in den Umfangsabschnitten 25 oder 26 des einen Gehäuseteiles 21 oder 22 einsitzen, während die verbleibenden Dichtringhälften über das entsprechende Gehäuseteil vorstehen.

   Nun wird das andere Gehäuseteil mit der offenen Seite des zugeordneten Teilraumes voraus an das die Dichtringe 7 haltende Gehäuseteil angesetzt, wobei die Dichtringe 7 nun auch in die am angesetzten Gehäuseteil vorgesehenen Umfangsabschnitte der Haltevertiefungen eintauchen. Ersichtlich lassen sich die Dichtringe 7 auf diese Weise ohne nennenswerte Verformung rasch und präzise und ohne Presssitze an den entsprechenden Stellen positionieren. Man muss somit nur noch sehr wenige enge Toleranzen einhalten und auch die Anforderungen an die einzuhaltenden Rauhtiefen sind reduziert. 



  Es ist zu gewährleisten, dass die beiden Gehäuseteile 21, 22 im Bereich der vorhandenen Trennstellen 27 dichtend miteinander verbunden sind. Hierzu ist es von Vorteil, wenn zwischen die Gehäuseteile 21, 22 im Bereich der Trennstellen 27 Gehäusedichtungen 36 zwischengefügt sind, wie dies in der linken Bildhälfte der Fig. 2 beispielhaft gezeigt ist. Damit nach dem Zusammenbau die radialen Abmessungen und die Rundheit der Schieberaufnahme 3 in gewünschter Weise gewährleistet sind, sollten die Gehäusedichtungen 36 so angeordnet werden, dass sie noch einen unmittelbaren Kontakt zwischen den beiden Gehäuseteilen 21, 22 ermöglichen. Zweckmässigerweise sitzen die Gehäusedichtungen 36 dabei in Gehäusenuten 37 ein, die entlang der Trennstellen 27 in einem oder beiden Gehäuseteilen 21, 22 ausgenommen sind.

   Man kann dadurch die Gehäuseteile 21, 22 bei der Montage fest quer zusammenpressen, ohne dass nachgiebige Gehäusedichtungen die quer zur Trennebene 28 gemessene Bauhöhe des zusammengesetzten Ventilgehäuses 2 beeinflussen. 



  Zur festen Verbindung untereinander können die Gehäuseteile 21, 22 miteinander verschraubt sein. Exemplarisch ist in der linken Bildhälfte der Fig. 2 gestrichelt eine entsprechende Montageschraube 38 angedeutet. In Draufsicht auf die den Ventilkanälen 14 entgegengesetzte Oberseite des Ventilgehäuses 1 gesehen, empfiehlt es sich, zumindest in allen vier Eckenbereichen eine Montageschraube 38 vorzusehen, die sich quer zur Trennebene 28 in beiden Gehäuseteilen 21, 22 erstreckt. 



  Eine weitere Möglichkeit, die Gehäuseteile 21, 22 fest miteinander zu verspannen, besteht darin, sie zusammenzuklammern. Bei dieser in Fig. 3 dargestellten Verbindungsart sind eine oder mehrere aus insbesondere federelastischem Material bestehende Klammern 49 vorgesehen, die jeweils einerseits am einen (21) und andererseits am anderen (22) Gehäuseteil verankert sind. Zweckmässigerweise besitzt dabei ein jeweiliges Gehäuseteil 21, 22 im Nachbarbereich der Trennstelle 27 eine oder mehrere Haltepartien 50, die von Klemmpartien 51 der Klammern 49 hintergriffen werden. Beispielsgemäss sind die Haltepartien 50 von der Trennstelle 27 zugewandten Wandabschnitten von Längsvertiefungen 52 gebildet, die in die Aussenfläche der Gehäuseteile 21, 22 eingebracht sind.

   Beispielsgemäss erstrecken sich die Längsvertiefungen 52 über die gesamte Länge des Ventilgehäuses 2, so dass auf jeder der beiden die Trennstellen aufweisenden Aussenseiten des Ventilgehäuses 2 jeweils eine einzige Klammer 49 anordenbar ist, die sich insbesondere ebenfalls über die gesamte Gehäuselänge erstreckt. Bei Bedarf kann auf im Bereich der Gehäusestirnseite angeordnete Klammern verzichtet werden. Es ist möglich, die Klammerverbindung wie auch die oben erwähnte Schraubverbindung lösbar auszubilden. 



  Es ist auch durchaus möglich, die Gehäuseteile 21, 22 fest und unlösbar miteinander zu verbinden. In diesem Falle werden sie im Bereich der Trennstellen 27 beispielsweise miteinander verklebt oder verschweisst. Eine Schweissverbindung ist in der rechten Bildhälfte der Fig. 2 angedeutet, wo die Schweissnaht 43 ersichtlich ist. Bevorzugt kommt eine Laserschweissung zum  Einsatz. Die Schweissnaht 43 erstreckt sich zweckmässigerweise entlang des gesamten Umfanges der Trennstellen 27, so dass sie auch eine Dichtfunktion ausüben kann. 



  Um die Gehäuseteile 21, 22 exakt zusammenfügen zu können, sollten die im zusammengebautem Zustand im Bereich der Trennstellen 27 aneinander anliegenden beiderseitigen Kontaktflächen 39, 40 sehr exakt bearbeitet sein, bevorzugt handelt es sich um geläppte Kontaktflächen. 



  Es versteht sich, dass an einem Kolbenschieberventil normalerweise nur eine Verbindungsart zwischen den Gehäuseteilen 21, 22 zur Anwendung kommt, die Fig. 2 und 3 sollen nur die verschiedenen Möglichkeiten verdeutlichen. 



  Den äusseren stirnseitigen Abschluss der beiden Gehäuseräume 5, 6 bilden beim Ausführungsbeispiel Gehäusedeckel 44, 45, die einstückiger Bestandteil der Gehäuseteile 21, 22 sind. Auch die Gehäusedeckel 44, 45 sind von der Längsteilung betroffen, so dass sie jeweils zur Hälfte an den beiden Gehäuseteilen 21, 22 angeformt sind. Es liegen somit in getrenntem Zustand zwei kastenähnliche Gehäuseteile 21, 22 vor, die eine Bodenwand und jeweils zwei längsseitige und zwei schmalseitige Seitenwände besitzten, und die mit ihrer der Bodenwand entgegengesetzten offenen Seite zusammengesetzt werden. Die Kontaktflächen 39, 40 werden hierbei von den umlaufenden Rändern der Seitenwände gebildet. 



  Ein jeweiliger Gehäusedeckel kann auch von einem Zusatzgehäuse 55 gebildet sein, das in dem gestrichelt angedeuteten Bereich 54 stirnseitig an das Ventilgehäuse angesetzt ist und eines der Steuerungselemente 10, 11 aufnimmt. 



  Es ist allerdings auch möglich, mindestens einen der stirnseitigen Gehäusedeckel 44, 45 als separates Bauteil auszubilden. Während beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Kolbenschieber 9 und auch die übrigen zu seiner Betätigung erforderlichen Bauteile vor dem Zusammenbau der beiden Gehäuse teile 21, 22 zu installieren sind, kann bei mindestens einem separaten Gehäusedeckel 44, 45 das Einsetzen der genannten Teile auch noch nach dem Zusammenbau der Gehäuseteile 21, 22 durch stirnseitiges Einsetzen erfolgen. Bei lösbarer Anbringung der Gehäusedeckel 44, 45 wären überdies auch nachträglich noch Wartungsarbeiten möglich. 



  Separate Gehäusedeckel 44, 45 werden zweckmässigerweise, wie dies strichpunktiert bei 46 in  Fig. 1 angedeutet ist, zumindest teilweise ins Innere des zugeordneten Gehäuseraumes 5, 6 koaxial eingesetzt. Auf diese Weise fungieren sie zugleich als Zentrierteile 47, die eine exakte Relativlage zwischen den zusammenzufügenden Gehäuseteilen 21, 22 vorgeben. Es erübrigen sich dadurch sonstige Zentriermittel oder Zentriermassnahmen, sei es durch irgendwelche Zentrierstifte oder durch spezielle Montagevorrichtungen. Es versteht sich, dass die Zentrierteile 47 nicht notwendigerweise zugleich Gehäusedeckel 44, 45 sein müssen, es kann sich auch um Zusatzteile handeln, die an geeigneter Stelle in einem Gehäuseraum 5, 6 und/oder in der Schieberaufnahme 3 angeordnet werden.

   Derartige Zentrierteile, die vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet sind - je nach Montageort mit oder ohne zentraler Durchbrechung - können entsprechend den Dichtringen 7 auch vor dem Zusammenfügen der Gehäuseteile 21, 22 seitwärts eingesetzt werden. Verwendet man Dichtringe mit eigenem starren Gehäuse, können diese unter Umständen selbst die Zentrierteile darstellen. 

 

  Beim Ausführungsbeispiel dichten die einzeln und unzusammenhängend ausgebildeten Dichtringe 7 sowohl gegenüber dem Ventilgehäuse 2 als auch gegenüber dem Kolbenschieber 9, wodurch eine nur geringe Anzahl von Dichtringen benötigt wird. Als Dichtringe sind beim Ausführungsbeispiel sogenannte O-Ringe vorgesehen, die einen insbesondere kreisförmigen Dichtkörperquerschnitt besitzen. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Typen von ein- oder mehrteiligen Dichtringen verwendet werden können, beispielsweise Dichtringe mit mehreren konzentrisch angeordneten Dichtkörpern oder Lippendichtringe.

   Be sonders vorteilhaft ist die Verwendung einzelner Dichtringe 7 min , die jeweils einen ringförmigen Dichtkörper 18 aus elastischem Material aufweisen, der vorzugsweise in dem Bereich, der nach der Montage in einer Haltevertiefung 20 liegt, mit einem z.B. aus Metall bestehenden und koaxial angeordneten Stützring 19 versehen ist. Dieser ist in den Dichtkörper 18 zweckmässigerweise eingebettet oder zumindest teilweise eingelassen, so dass er vom Dichtkörper 18 ganz oder teilweise umschlossen ist. Er sorgt für eine gewisse Struktursteifigkeit des einzelnen Dichtringes 7 min , was sowohl dessen Handhabung bei der Montage vereinfacht als auch seinen Halt in der Haltevertiefung 20 verbessert.

   Eine entsprechende Ausgestaltung ist in Fig. 1 bei 7 min  angedeutet, wobei der zur Verbesserung der Übersichtlichkeit unschraffiert gezeichnete Dichtkörper 18 hier einen etwa kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der Dichtkörper 18 könnte vorzugsweise aber auch einen länglichen Querschnitt aufweisen, wobei er mit einem radial aussen liegenden, den Stützring 19 aufweisenden Halterungsabschnitt in der Haltevertiefung 20 einsitzt und mit einer sich insbesondere verjüngenden Dichtpartie nach radial innen ragt, die mit dem Kolbenschieber 9 zusammenarbeitet. 



  Die Anzahl der pro Kolbenschieberventil verwendeten Dichtringe und entsprechender Haltevertiefungen hängt vom Typ des jeweiligen Ventiles ab und kann problemlos variiert werden. Das Ausführungsbeispiel wartet für ein Fünfwegeventil mit einer sehr geringen Anzahl von Bauteilen auf; sieht man von den Betätigungsmitteln ab, sind lediglich zwei Gehäusehälften, ein Kolbenschieber und sechs Dichtringe vorhanden. 



  Wie eingangs schon erwähnt, könnten die zur Betätigung und/oder Rückstellung erforderlichen Mittel 10, 11 durchaus auch in separaten Gehäuseteilen vorgesehen sein, die nicht notwendigerweise längsgeteilt sind. Wesentlich erscheint, dass sich die Längsteilung zumindest auf den Gehäusebestandteil erstreckt, der die mit dem Kolbenschieber 9 zusammenarbeitenden Dichtringe 7 aufnimmt, deren Montage durch die Längsteilung erheblich vereinfacht ist. 



  Das beispielsgemässe Ventil eignet sich sehr gut für die automatische Montage bei geringem Personaleinsatz. Im Vergleich zum Stand der Technik der eingangs genannten Art lässt sich eine um ca. 40% kürzere Montagezeit erzielen. Es ist eine erheblich geringere Anzahl von Teilen handzuhaben. Auch die Investitionen für Montageeinrichtungen sind um ca. 70% geringer. Die Werkstoffauswahl für die Gehäuseteile lässt vielfältige Möglichkeiten offen, auch abhängig vom Einsatzzweck. Neben Kunststoff könnte sich auch eine Metallausführung, beispielsweise aus einer Zinklegierung, empfehlen. Da sich eine Nachbearbeitung von Nuten und Bohrungen erübrigt, ergibt sich eine sehr hohe Funktionssicherheit. 

Claims (17)

1. Kolbenschieberventil, mit einem Ventilgehäuse (2), in dessen Innern eine sich axial erstreckende Schieberaufnahme (3) vorgesehen ist, in der sich ein Kolbenschieber (9) befindet, wobei das Ventilgehäuse unter Bildung mehrerer längsseitiger Gehäuseteile (21, 22) im Bereich der Schieberaufnahme (3) längsgeteilt ist, und mit mehreren zur Vorgabe von Strömungswegen im Ventil in unmittelbarem Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber (9) stehenden Dichtringen (7), die bezüglich dem Kolbenschieber (9) koaxial und untereinander mit Abstand axial aufeinanderfolgend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die infolge der Längsteilung vorhandenen Gehäuseteile (21, 22) des Ventilgehäuses (2) jeweils einen sich ein Stück weit in Umfangsrichtung (29) des Kolbenschiebers (9) erstreckenden Wandabschnitt (23, 24) der Schieberaufnahme (3) bilden,

und dass die zum unmittelbaren Dichtkontakt mit dem Kolbenschieber (9) vorgesehenen Dichtringe (7) in unmittelbar am längsgeteilten Ventilgehäuse (2) ausgebildeten ringförmigen Haltevertiefungen (20) gehäusefest gehalten sind, die sich aus an den Wandabschnitten (23, 24) der von den einzelnen Gehäuseteilen (21, 22) gebildeten Schieberaufnahme (3) ausgebildeten Umfangsabschnitten (25, 26) zusammensetzen.

2. Kolbenschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) aus zwei längsseitigen Gehäuseteilen (21, 22) zusammengesetzt ist.

3. Kolbenschieberventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden von den Gehäuseteilen (21, 22) gebildeten Wandabschnitte (25, 26) jeweils eine Hälfte der Umfangserstreckung der Schieberaufnahme (3) und der Haltevertiefungen (20) bilden.

4.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (21, 22) im Bereich der Trennstellen (27) unlösbar verbunden und insbesondere miteinander verschweisst oder verklebt sind.

5. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (21, 22) zusammengeklammert oder miteinander verschraubt oder zusammengespannt sind.

6. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Gehäuseteile (21, 22) im Bereich der Trennstellen (27) Gehäusedichtungen (36) zwischengefügt sind.

7. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Trennstellen (27) aneinander anliegenden Kontaktflächen (39, 40) der Gehäuseteile (21, 22) zum Beispiel durch Läppen feinbearbeitet sind.

8.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (21, 22) aus Kunststoffmaterial bestehen, insbesondere aus einem Duroplast.

9. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungsflächen (32, 33) der Haltevertiefungen (20) zumindest teilweise an radial in die Schieberaufnahme (3) hineinragenden und sich in Umfangsrichtung (29) der Schieberaufnahme (3) erstreckenden Radialvorsprüngen (34, 35) vorgesehen sind, die sich im zusammengesetzten Zustand der Gehäuseteile (21, 22) zu ringartigen Gebilden ergänzen, wobei zwischen axial unmittelbar aufeinanderfolgenden Begrenzungsflächen mindestens zweier benachbarter Haltevertiefungen (20) ein ringförmiger Radialeinschnitt vorliegt, in den ein im Ventilgehäuse (2) verlaufender Ventilkanal (14) einmündet.

10.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Dichtring (7) aus einem ringförmigen Dichtkörper (8) aus insbesondere Elastomermaterial besteht.

11. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schieberaufnahme (3) oder in mindestens einen sich stirnseitig koaxial an die Schieberaufnahme (3) anschliessenden Gehäuseraum (5, 6) mindestens ein insbesondere scheibenförmiges Zentrierteil (47) koaxial eingesetzt ist, das für die Ausrichtung zwischen den Gehäuseteilen (21, 22) vorgesehen ist und zugleich einen stirnseitigen Gehäusedeckel (44, 45) des Ventilgehäuses (2) bilden kann.

12.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (21, 22) Gussteile sind, insbesondere Spritzgussteile, wobei die Haltevertiefungen (20) als beim Giessen unmittelbar eingeformte Vertiefungen ausgebildet sind.

13. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (2) aus zwei Gehäuseteilen (21, 22) besteht und an beiden Stirnseiten jeweils einen Gehäusedeckel (44, 45) aufweist, von denen sich mindestens einer aus einstückig mit den Gehäuseteilen (21, 22) ausgebildeten Bestandteilen zusammensetzen kann.

14.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich axial beidseits an die Schieberaufnahme (3) jeweils ein Gehäuseraum (5, 6) zur Aufnahme eines zur Ventilbetätigung dienenden Steuerungselementes (10, 11) anschliesst, der sich im Innern des längsgeteilten Ventilgehäuses (2) befindet oder Bestandteil eines stirnseitig an das Ventilgehäuse (2) angesetzten Zusatzgehäuses ist.

15. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Schieberaufnahme (3) mündenden Ventilkanäle (14) in lediglich einem der Gehäuseteile (22) verlaufen.

16.

Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stirnseite des Ventilgehäuses (2) eine nach dem Zusammenbau der längsseitigen Gehäuseteile (21, 22) einen Zugang zur Schieberaufnahme (3) ermöglichende und mittels eines Gehäusedeckels (44, 45) verschlossene Gehäuseöffnung vorgesehen ist, wobei der Gehäusedeckel auch von einem Zusatzgehäuse (55) gebildet sein kann, das zur Ventilbetätigung dienende Steuerungselemente (10, 11) aufnimmt.

17. Kolbenschieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dichtringe (7) jeweils einen Dichtkörper (18) aus elastischem Material aufweisen, der mit einem Stützring (19) verbunden ist.