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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluiddruckeinrichtung,
bspw. ein Fluidschaltventil, einen Fluiddruckzylinder oder dergleichen,
und insbesondere auf eine Fluiddruckeinrichtung, die eine gleitende
Dichtung mit geringem Gleitwiderstand aufweist.
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Bei
Fluiddruckeinrichtungen, wie einem Elektromagnetventil, einem Fluiddruckzylinder
oder dergleichen, ist an einem Außenumfang eines Gleitelements,
bspw. einem Steuerkolben, einem Kolben oder dergleichen, eine Dichtung
angebracht, so dass das Gleitelement über die Dichtung
in einer Fluiddurchgangsöffnung gleitet.
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Als
Dichtung werden verschiedene Arten vorgeschlagen, bspw. solche mit
einem kreisförmigen Querschnitt, wie ein O-Ring, solche
mit einer teilweise eingeschnürten, kürbisförmigen
Gestalt, Y-Form oder U-Form und dergleichen. Die Dichtung wird entsprechend
der Art, den Einsatzbedingungen und dergleichen der Fluiddruckeinrichtung
verwendet. Da eine Dichtung mit einem kürbisförmigen
Abschnitt große Streckmöglichkeiten in radialer
Richtung aufweist, ist ihr Gleitwiderstand geringer als der eines
O-Rings. Da ihre Dichteigenschaften ebenfalls exzellent sind, werden
derartige Dichtungen häufig bei Steuerkolben, Kolben und
dergleichen eingesetzt. Beispielsweise beschreibt das japanische
Gebrauchsmuster
JP 2537236
U ein Kolbenventil, das eine Fluiddruckeinrichtung ist,
bei der eine teilweise eingeschnürte, kürbisförmige
Dichtung an dem äußeren Umfang des Kolbens angebracht
ist, der als Gleitelement dient.
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Da
aber die herkömmliche, kürbisförmige Dichtung
eine große Streckbarkeit in radialer Richtung aufweist,
wenn ein Fluiddruck auf eine Seitenfläche wirkt und die
Dichtung an eine Seitenwand einer Dichtungsnut gepresst wird, wird
die Dichtung komprimiert und in der radialen Richtung gestreckt.
Hierbei werden Dichtflächen an dem inneren und äußeren
Umfang stark in Kontakt mit einem Zielabschnitt gepresst, wodurch
das Zusammenquetschen verstärkt wird. Die Verstärkung
des Zusammenquetschens erhöht den Gleitwiderstand der Dichtung,
was nicht nur zu einer Verschlechterung der Antwortgeschwindigkeit
des Kolbens, d. h. des Gleitelementes, führt sondern auch
zu einer Fixierung der Dichtung, wenn das Gleitelement still steht,
zu einer Verzögerung beim Start, wenn das Gleitelement
umgeschaltet wird, und dergleichen. Außerdem führt
dies zu einer Verschlechterung der Zuverlässigkeit der
Fluiddruckeinrichtung.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluiddruckeinrichtung
vorzuschlagen, bei der die obigen Probleme vermieden und die Antwortgeschwindigkeit
und Zuverlässigkeit verbessert werden, indem eine verbesserte
gleitende Dichtung verwendet wird, deren Gleitwiderstand weiter
reduziert ist. Hierdurch soll die herkömmliche kürbisförmige Dichtung
verbessert werden.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist die Fluiddruckeinrichtung zur Lösung
der oben genannten Aufgabe ein Gehäuse auf, in dem eine
Strömungsdurchgangsöffnung vorgesehen ist, durch
welche ein Druckfluid strömt, und ein Gleitelement, das in
der Strömungsdurchgangsöffnung in axialer Richtung
der Strömungsdurchgangsöffnung gleiten kann. Eine
Dichtungsnut ist an einem Außen umfang des Gleitelements
ausgebildet, und eine ringförmige Dichtung ist in der Dichtungsnut
aufgenommen.
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Die
Dichtung wird erfindungsgemäß durch einen ringförmigen
inneren Dichtabschnitt gebildet, der eine bogenförmige
Dichtfläche an seinem inneren Umfang aufweist, die in Kontakt
mit einem Nutenboden der Dichtungsnut gebracht wird, einen ringförmigen äußeren
Dichtabschnitt, der eine bogenförmige Dichtfläche
an seinem äußeren Umfang aufweist, die in Gleitkontakt
mit einer Innenfläche der Strömungsdurchgangsöffnung
steht, und einen ringförmigen mittleren flexiblen Abschnitt,
der dadurch gebildet wird, dass eine ringförmige ausgesparte
Nut mit flachem Boden in einem Bereich zwischen dem inneren Dichtabschnitt
und dem äußeren Dichtabschnitt an beiden rechten
und linken Seitenflächen der Dichtung vorgesehen wird und
durch die Wirkung eines Fluiddruckes gekrümmt wird.
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An
dem inneren Dichtabschnitt und dem äußeren Dichtabschnitt
liegen die beiden rechten und linken flachen Seitenflächen
jeweils parallel zueinander. Die Dicke des inneren Dichtabschnitts
und des äußeren Dichtabschnitts ist gleich und
kleiner als die Nutenbreite der Dichtungsnut. Bei dem mittleren
flexiblen Abschnitts sind die beiden rechten und linken flachen
Seitenflächen parallel zueinander angeordnet und die Dicke
des mittleren flexiblen Abschnitts ist kleiner als die Dicke des
inneren Dichtabschnitts und des äußeren Dichtabschnitts.
Eine Ringbreite des mittleren flexiblen Abschnitts in der radialen Richtung
der Dichtung ist gleich oder größer als die Dicke
des mittleren flexiblen Abschnitts.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung sind die Krümmungsradien der Bögen
der inneren Dichtfläche und der äußeren
Dichtfläche der Dichtung vorzugsweise kleiner als eine
Hälfte der Breite der Dichtung in der radialen Richtung,
und der Krümmungsradius der äußeren Dichtfläche
ist kleiner als der Krümmungsradius der inneren Dichtfläche.
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Außerdem
ist in Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine Ringbreite
des mittleren flexiblen Abschnitts der Dichtung vorzugsweise größer
als eine Ringbreite des inneren Dichtabschnitts und des äußeren
Dichtabschnitts, und der mittlere flexible Abschnitt der Dichtung
wird vorzugsweise in Kontakt mit einer Nutenseitenwand der Dichtungsnut
gebracht, wenn sie durch die Wirkung eines Fluiddrucks gebogen wird.
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Wenn
kein Fluiddruck auf die rechten und linken Seitenflächen
der Dichtung wirkt, oder wenn der Druck gleichmäßig
auf sie wirkt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
der mittlere flexible Abschnitt der Dichtung weder zur rechten noch
zur linken Seite gebogen, und die Dichtung behält ihre
symmetrische Ausrichtung und erstreckt sich gerade in der radialen Richtung.
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Wenn
das Gleitelement geschaltet wird und ein Fluiddruck auf eine Seitenfläche
der Dichtung wirkt, wird der mittlere flexible Abschnitt durch den Fluiddruck
in der Richtung der anderen Seitenfläche gebogen und die
Dichtung wird zu einer C-Form deformiert. Diese Deformation wird
sanft und zuverlässig durchgeführt, da bei dem
mittleren flexiblen Abschnitt die rechten und linken flachen Seitenflächen parallel
zueinander liegen, die Dicke des mittleren flexiblen Abschnitts
kleiner ist als der innere Dichtabschnitt und der äußere
Dichtabschnitt, und die Ringbreite des mittleren flexiblen Abschnitts
in der radialen Richtung der Dichtung gleich oder größer
ist als die Dicke des mittleren flexiblen Abschnitts. Da der Abstand
zwischen der inneren Dichtfläche und der äußeren
Dichtfläche der Dichtung durch die Deformation verringert
wird, wird die Quetschmenge der Dichtung verringert und der Gleitwiderstand
wird reduziert.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfin dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnitt, der eine Ausführungsform darstellt, bei der
die vorliegende Erfindung bei einem Kolbenventil eingesetzt wird.
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2 ist
ein vergrößerter Ausschnitt aus 1.
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3 ist
ein anderer vergrößerter Ausschnitt aus 1.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Dichtung.
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5 ist
ein vergrößerter Schnitt durch die Dichtung.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Der
Fluiddruckeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. 1 zeigt
ein 5-Wege-Kolbenventil als Beispiel einer Fluiddruckeinrichtung.
Dieses Kolbenventil (Spulenventil) hat ein Gehäuse 1 mit
einem rechteckigen Querschnitt, das in einer Richtung länglich
ausgestaltet ist. Innerhalb des Gehäuses 1 ist
ein kreisförmiger Strömungsdurchgang (Strömungsdurchgangsöffnung) 2 ausgebildet,
der sich in einer Längsrichtung des Gehäuses 1 erstreckt.
Fünf Anschlüsse P, A, B, EA, EB, die mit dem Strömungsdurchgang 2 in
Verbindung stehen, sind in der Bodenfläche des Gehäuses 1 ausgebildet.
Ein Kolben (Spule) 3 als Gleitelement zum Schalten des
Strömungsdurchgangs zwischen den fünf Anschlüssen ist
gleitend in den Strömungsdurchgang 2 in der Richtung
einer Achse L des Strömungsdurchgangs 2 eingesetzt.
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Der
Kolben 3 wird durch geeignete Antriebsmittel mittels elektromagnetischer
Kraft, Fluiddruck oder dergleichen in dem Strömungsdurchgang 2 vorwärts
oder rückwärts verschoben. Die Antriebsmittel sind
nicht dargestellt.
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Die
fünf Anschlüsse umfassen einen zentralen Zufuhranschluss
P, erste und zweite Ausgangsanschlüsse A und B, die an
beiden Seiten des Zufuhranschlusses P angeordnet sind, und erste
und zweite Ablassanschlüsse EA und EB die an beiden Seiten
der Ausgangsanschlüsse A und B angeordnet sind. Bei der
oben genannten Anordnung stehen diese Anschlüsse mit dem
Strömungsdurchgang 2 in Verbindung.
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Der
Kolben 3 weist vier Dichtungen 5 auf, die einen Öffnungsabschnitt
zwischen den benachbarten Anschlüssen in dem Strömungsdurchgang 2 öffnen bzw.
schließen. Um diese Dichtungen 5 anzubringen, ist
eine Mehrzahl von Dichtungsbefestigungsabschnitten 6, die
flanschartig ausgestaltet sind, an dem Kolben 3 ausgebildet.
An dem äußeren Umfang des Dichtungsbefestigungsabschnitts 6 ist
eine ringförmige Dichtungsnut 7 mit einer festgelegten
Nutenbreite und -tiefe so ausgebildet, dass sie den Kolben 3 umgibt.
In der Dichtungsnut 7 sind die ringförmigen Dichtungen 5 so
aufgenommen, dass ein Teil des Außenumfangs der Dichtung 5 nach
außen aus der Dichtungsnut 7 vorsteht.
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An
beiden Enden des Kolbens 3 sind außerdem ein Führungsring 8 zur
Führung der Bewegung des Kolbens 3 und ein Dichtelement 9 zur
Abdichtung zwischen den Auslassanschlüssen EA, EB und der Umgebung
des Strömungsdurchgangs 2 vorgesehen.
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Die
Dichtung 5 ist in ähnlicher Weise wie übliche
Dichtungen aus einem künstlichen Gummi (Kunststoff) hergestellt.
Wie sich aus den 2 bis 5 ergibt,
wird die Dichtung durch einen ringförmigen inneren Dichtabschnitt 5A mit
einer inne ren Dichtfläche 11, die in Kontakt mit
einem flachen Nutenboden 7a der Dichtungsnut 7 gebracht
wird, einen ringförmigen äußeren Dichtabschnitt 5B mit
einer äußeren Dichtungsfläche 12 die
in Gleitkontakt mit einer inneren Fläche des Strömungsdurchgangs 2 steht, und
einen ringförmigen mittleren flexiblen Abschnittes 5C gebildet,
der zwischen dem inneren Dichtabschnitt 5A und dem äußeren
Dichtabschnitt 5B angeordnet ist und durch die Wirkung
eines Fluiddrucks gebogen wird. Die Dichtung ist symmetrisch zu
einer virtuellen Ebene S senkrecht zu der Achse L ausgebildet, die
auch die Mittelachse der Dichtung 5 ist.
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Der
innere Dichtabschnitt 5A wird durch die bogenförmige
innere Dichtfläche 11 und die beiden rechten und
linken flachen Seitenflächen 13, die parallel
zueinander liegen, umgeben, während der äußere
Dichtabschnitt 5B durch die bogenförmige äußere
Dichtfläche 12 und die beiden rechten und linken
flachen Seitenflächen 14, die parallel zueinander liegen,
umgeben wird. Die Seitenflächen 13 und 14 des
inneren Dichtabschnitts 5A des äußeren
Dichtabschnitts 5B sind in derselben Ebene senkrecht zu der
Achse L angeordnet. Daher sind die Dicken T in der Richtung der
Achse L des inneren Dichtabschnitts 5A und des äußeren
Dichtabschnitts 5B einander gleich und konstant. Außerdem
sind sie kleiner als die Nutenbreite der Dichtungsnut 7.
Somit ist zwischen der Nutenseitenwand 7b der Dichtungsnut 7 und
der Seitenfläche der Dichtung 5 eine Lücke 15 ausgebildet,
in welcher die Dichtung 5 gebogen werden kann. Die Dicken
T des inneren Dichtabschnitts 5A und des äußeren
Dichtabschnitts 5B entsprechen der Dicke der Dichtung 5.
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Außerdem
ist eine Ringbreite Wb des äußeren Dichtungsabschnitts 5B in
der radialen Richtung der Dichtung gleich oder kleiner als eine
Ringbreite Wa des inneren Dichtabschnitts 5A.
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Die
innere Dichtfläche 11 und die äußere Dichtfläche 12 weisen
eine Bogenform auf, die nach oben vorsteht. Ein Krümmungsradius
des Bogens ist kleiner als eine Hälfte der Breite W in
der radialen Richtung der Dichtung 5. In diesem Fall können
die Krümmungsradien der inneren Dichtfläche 11 und der äußeren
Dichtfläche 12 gleich sein. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist aber der Krümmungsradius der äußeren
Dichtfläche 12, die auf der Innenfläche
des Strömungsdurchgangs 2 gleitet, kleiner als
der Krümmungsradius der inneren Dichtfläche 11, die
in Kontakt mit dem Nutenboden 7a der Dichtungsnut 7 steht
und nicht gleitet. Der Krümmungsradius der inneren Dichtfläche 11 kann
aber auch kleiner ausgestaltet sein als der Krümmungsradius
der äußeren Dichtfläche 12.
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Außerdem
ist die innere Dichtfläche 11 so ausgebildet,
dass sie die gesamte Dicke der Dichtung 5 abdeckt, während
die äußere Dichtfläche 12 teilweise
in einem inneren Bereich ausgebildet ist, der einen Teil beider
Enden der Dichtung 5 in der Dickenrichtung nicht umfasst.
Im Gegensatz dazu kann die innere Dichtfläche 11 teilweise
in dem oben genanten inneren Bereich ausgebildet sein, während die äußere
Dichtfläche 12 so ausgebildet sein kann, dass
sie die gesamte Dicke der Dichtung 5 abdeckt. Alternativ
können sowohl die innere Dichte 11 als auch die äußere
Dichtfläche 12 so gestaltet sein, dass sie die
gesamte Dicke der Dichtung 5 abdecken, oder sie können
teilweise in dem inneren Bereich bis auf einen Teil der beiden Enden
der Dichtung 5 in der Dickenrichtung ausgebildet sein.
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In
einem Teil des inneren Dichtabschnitts 5A und des äußeren
Dichtabschnitts 5B ist eine Vielzahl kleiner Nuten 17 ausgebildet,
welche die beiden Abschnitte 5A und 5B in der
radialen Richtung kreuzen. Die kleinen Nuten 17 verhindern
die Ausbildung eines abgedichteten Raumes zwischen der Dichtung 5 und
der Nutenseitenwand 7b und der Nutenseitenwand 7a,
wenn die Seitenflächen der Dichtung 5, d. h. die
Seitenflächen 13 und 14 des inneren Dichtabschnitts 5A und
des äußeren Dichtabschnitts 5B, in Kontakt
mit der Nutenseitenwand 7b der Dichtungsnut 7 gebracht
werden, und verhindern ein Ansaugen der Dichtung 5 durch
den abgedichteten Raum.
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Der
mittlere flexible Abschnitt 5C verringert den Gleitwiderstand,
indem die Dichtung 5 durch den mittleren flexiblen Abschnitt 5C gebogen
wird, wenn ein Fluiddruck auf die Dichtung 5 wirkt, und
ist so gestaltet, dass die Dichtung durch die Wirkung des Fluiddruckes
zu einer gleichmäßig gekrümmten Fläche gebogen
werden kann, wobei die für die Krümmung erforderliche
Flexibilität beibehalten wird.
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Das
bedeutet, dass der mittlere flexible Abschnitt 5C dadurch
gebildet wird, dass eine symmetrische, ringförmige zurückgesetzte
Nut 18 mit einem flachen Boden in einem Bereich zwischen
dem inneren Dichtabschnitt 5A und dem äußeren
Dichtabschnitt 5B der beiden rechten und linken Seitenflächen
der Dichtung 5 vorgesehen wird. Dadurch sind beide rechten
und linken Seitenflächen 19 des mittleren flexiblen
Abschnitts 5C flach und parallel zueinander und sie sind
Flächen senkrecht zu der Achse L. Eine Dicke Tc des mittleren
flexiblen Abschnitts 5C ist kleiner als die Dicke T des
inneren Dichtabschnitts 5A und des äußeren
Dichtabschnitts 5B und ist konstant über den gesamten
mittleren flexiblen Abschnitt 5C. Ein bevorzugter Bereich
des Verhältnisses Tc/T zwischen den Dicken T und Tc liegt
bei 0,6 bis 0,65.
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Außerdem
ist die Ringbreite Wc des mittleren flexiblen Abschnitts 5C in
der radialen Richtung der Dichtung so gewählt, dass sie
gleich der Dicke Tc des mittleren flexiblen Abschnitts 5C oder
größer als die Dicke Tc ist. Vorzugsweise ist
die Ringbreite Wc des mittleren flexiblen Abschnitts 5C größer
als die Ringbreiten Wa und Wb des inneren Dichtabschnitts 5A und
des äußeren Dichtabschnitts 5B.
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Wenn
kein Fluiddruck auf eine der Seitenflächen der Dichtung 5 wirkt
oder wenn auf beide Seiten ein gleicher Fluiddruck wirkt, wenn der
Strömungsdurchgang 2 geöffnet ist, wird
der mittlere flexible Abschnitt 5C nicht zu der rechten
oder linken Seite gebogen, wie es in 2 gezeigt
ist, und die Dichtung 5 behält ihre symmetrische
Gestalt, in der sie sich linear in der radialen Richtung erstreckt.
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Wenn
andererseits ein Fluiddruck auf eine der Seitenflächen
der Dichtung 5 wirkt, indem der Strömungsdurchgang
durch die Dichtung 5 geschlossen wird, wie es in 3 gezeigt
ist, wird der mittlere flexible Abschnitt 5C der Dichtung 5 durch
die Kraft des Fluiddrucks, die auf die eine Seitenfläche 19 wirkt,
sanft zu der Seite der anderen Seitenfläche 19 gebogen.
Als Folge hiervon wird die Dichtung 5 zu einer C-Form deformiert.
Da ein Abstand zwischen der inneren Dichtfläche 11 und
der äußeren Dichtfläche 12 der
Dichtung 5 durch die Deformation verringert wird, wird
eine Kraft, mit welcher die Dichtflächen 11 und 12 in
Kontakt mit dem Nutenboden 7a der Dichtungsnut 7 und
der inneren Fläche des Strömungsdurchgangs 2 gepresst
werden, verringert, und die Quetschmenge der Dichtung 5 wird
reduziert. Dadurch wird der Gleitwiderstand der Dichtung 5,
d. h. der Gleitwiderstand der äußeren Dichtfläche 12,
verringert.
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Insbesondere
dann, wenn die Dichtung 5 gebogen wird, ändern
sich Kontaktpositionen der bogenförmigen inneren Dichtfläche 11 und
der äußeren Dichtfläche 12 mit
den Nutenboden 7a der Dichtungsnut 7 und dem Strömungsdurchgang 2 von
den mittleren Abschnitten der jeweiligen Dichtflächen zu Positionen
nahe deren Endabschnitt. Sind aber die Krümmungsradien
der inneren Dichtfläche 11 und der äußeren
Dichtfläche 12 kleiner ausgebildet als eine Hälfte
der Breite der Dichtung 5 in radialer Richtung, so wird
der Grad einer Verringerung des Abstandes zwischen den Kontaktpositionen
der beiden Dichtflächen 11 und 12 mit
der Änderung der Kontaktpositionen erhöht, und
der Gleitwiderstand zuverlässig und wirksam verringert.
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Wie
oben beschrieben wurde, gleitet die Dichtung 5 in dem Strömungsdurchgang 2 in
einem Zustand, in dem der Gleitwiderstand verringert ist, und erreicht
eine Schaltposition.
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Der
mittlere flexible Abschnitt 5C der Dichtung 5 kann
so gestaltet sein, dass dann, wenn der Abschnitt durch die Wirkung
eines Fluiddruckes gebogen wird, wie es in 3 gezeigt
ist, ein Teil der Seitenfläche 19, insbesondere
deren mittlerer Abschnitt, in Kontakt mit der einen Nutenwand 7b der Dichtungsnut 7 gebracht
wird. Da die Dichtung 5 an drei Punkten in Kontakt mit
der Nutenwand 7b gebracht wird, nämlich dem inneren
Dichtabschnitt 5A, dem äußeren Dichtabschnitt 5B und
dem mittleren flexiblen Abschnitt 5C, wird auf diese Weise
die Ausrichtung der Dichtung 5 während der Krümmung
stabilisiert und eine Einstellung des Abstandes zwischen der inneren
Dichtfläche 11 und der äußeren Dichtfläche 12,
d. h. eine Einstellung des Gleitwiderstandes, wird erleichtert.
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Hierbei
kann die Dichtung 5 zu einer gleichmäßigen
C-Form gebogen werden, weil bei dem mittleren flexiblen Abschnitt 5C die
rechten und linken flachen Seitenflächen 19 parallel
zueinander liegen und der Abschnitt eine festgelegte Dicke Tc aufweist. Wenn
die beiden Seitenflächen 19 des mittleren flexiblen
Abschnitts 5C zu einer bogenförmigen Kurve geformt
sind, wie bspw. die herkömmliche, kürbisförmige
Dichtung, wird die Dichtung in der Mitte durchbrechen, weil der
mittlere, flexible Abschnitt plötzlich an einem Abschnitt
mit der geringsten Dicke gebrochen wird. Damit kann der gewünschte
Zweck nicht erreicht werden.
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Ist
bei dem Kolben- oder Spulenventil gemäß 1 der
Kolben (Spule) 3 wie dargestellt an einer Schaltposition
auf der linken Seite angeordnet, verschließen die zweiten
und vierten Dichtungen 5 von links in dem Kolben 3 den
Strömungsdurchgang 2, während die ersten
und dritten Dichtungen 5 den Strömungsdurchgang 2 öffnen.
Somit stehen der Zufuhranschluss P und der zweite Ausgangsanschluss B
in Verbindung miteinander, und der erste Ausgangsanschluss A und
der erste Ablassanschluss EA stehen in Verbindung miteinander. Da
zu dieser Zeit die ersten und dritten Dichtungen 5 der
Wirkung eines Fluiddruckes nicht ausgesetzt sind oder der Fluiddruck
gleichmäßig auf beiden Seitenflächen
wirkt, ist der mittlere flexible Abschnitt 5C in einem
Zustand, in dem er weder nach rechts noch nach links gebogen ist,
wie es in 2 gezeigt ist. Daher behält die
Dichtung 5 ihre symmetrische Ausrichtung, in welcher sie
sich linear in der radialen Richtung erstreckt.
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Wenn
andererseits die zweiten und vierten Dichtungen 5 den Strömungsdurchgang 2 verschließen,
wird der mittlere, flexible Abschnitt 5C durch die Kraft
des Fluiddruckes in der Richtung der anderen Seitenfläche
gebogen, weil ein Fluiddruck nur auf eine der Seitenflächen
der Dichtung 5 wirkt, wie es in 3 gezeigt
ist. Dadurch wird Dichtung 5 zu einer C-Form deformiert.
Durch die Deformation ist die Dichtung 5 in einem Zustand,
in dem der Gleichwiderstand verringert ist.
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3 zeigt
einen gebogenen Zustand der zweiten Dichtung 5, wobei eine
Biegungsrichtung der vierten Dichtung 5 dieser Richtung
entgegengesetzt ist.
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Wird
der Kolben 3 aus der oben beschriebenen Schaltposition
in eine Schaltposition auf der rechten Seite bewegt, werden die
zweiten und vierten Dichtungen 5 aus dem Strömungsdurchgang 2 entfernt.
Ein Strömungsdurchgang zwischen dem Zufuhranschluss P und
dem ersten Ausgangsanschluss A und ein Strömungsdurchgang
zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss B und dem zweiten Ablassanschluss
EB werden geöffnet. Die ersten und dritten Dichtungen 5 werden
in den Strömungsdurchgang 2 eingesetzt. Ein Strömungsdurchgang
zwischen dem ersten Ausgangsanschluss A und dem ersten Ablassanschluss
EA und der Strömungsdurchgang zwischen dem Zufuhranschluss
P und dem zweiten Ausgangsanschluss B werden verschlossen. Daher
stehen der Zufuhr anschluss P und der erste Ausgangsanschluss A in
Verbindung miteinander, und der zweite Ausgangsanschluss B und der
zweite Ablassanschluss EB stehen in Verbindung miteinander.
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Da
hierbei die zweiten und vierten Dichtungen 5 der Wirkung
des Fluiddruckes kontinuierlich ausgesetzt sind, bis sie aus dem
Fluiddurchgang 2 entfernt sind, gleiten sie in dem Fluiddurchgang 2, wobei
sie ihre gebogene Ausrichtung wie in 3 beibehalten
und der Gleitwiderstand klein ist.
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Wenn
der Kolben 3 gestartet wird, wirkt außerdem eine
Kraft in einer Richtung, in welcher die Dichtung angehoben wird,
durch den Gleitwiderstand der äußeren Dichtfläche 12 auf
die zweiten und vierten Dichtungen 5. Die Dichtungen 5 beginnen
mit der Bewegung zu gleiten, so dass die äußere
Dichtfläche 12 von der Innenfläche des
Strömungsdurchgangs 2 abgestreift wird. Als Folge
hiervon wird auch das Problem einer Fixierung der Dichtung 5 gelöst.
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Wenn
die zweiten und vierten Dichtungen 5 auch aus dem Strömungsdurchgang 2 entfernt
sind, wirkt der Fluiddruck nicht länger und die Dichtungen 5 kehren
zu der in 3 gezeigten linearen Ausrichtung
zurück.
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Andererseits
behalten die ersten und dritten Dichtungen 5 die gradlinige
Ausrichtung bis sie in den Strömungsdurchgang 2 eingesetzt
werden und den Strömungsdurchgang 2 blockieren.
Sobald sie den Strömungsdurchgang blockieren, werden sie
durch die Wirkung des Fluiddruckes zu einer C-Form deformiert, wie
es in 3 gezeigt ist, und gleiten in dem Strömungsdurchgang 2 zu
der Schaltposition mit geringem Gleitwiderstand, wobei sie ihre
Ausrichtung beibehalten.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf ein
Kolbenventil. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei einem
Fluiddruckzylinder oder einer anderen Fluiddruckvorrichtung eingesetzt werden,
bei welcher ein Gleitelement, bspw. ein Kolben, eine Dichtung aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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