DE102014118267A1

DE102014118267A1 - Valve with positive seal

Info

Publication number: DE102014118267A1
Application number: DE102014118267.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Hartl; Melanie Bock; Rainer Stromayr; Corneliu Popescu
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-16
Also published as: WO2016091974A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) zur Regulierung eines Fluidstroms, umfassend ein Gehäuse (2) zur Verbindung eines Fluideintrittskanals (3) mit einem Fluidaustrittskanal (5), das eine Ventilkolbenbohrung (6) zur Führung eines Ventilkolbens (7) aufweist, ein darin axial beweglich angeordneter zylindrischer Ventilkolben (7) mit einem an einem vorderen Ende (24) angeordneten Ventilteller (11), der durch ein Druckmittel (21) gegen einen zwischen Fluideintrittskanal (3) und Fluidaustrittskanal (5) angeordneten Ventilsitz (12) anpressbar ist, und der eine ringförmige, durch eine innere Flanke (18) und eine äußere Flanke (17) begrenzte, Dichtmittelaufnahmenut (16) mit zum Ventilsitz (12) weisender Öffnung (20) aufweist, sowie ein in der Dichtmittelaufnahmenut (16) formschlüssig angeordnetes und axial über deren Öffnung (20) hervorstehendes ringförmiges Dichtmittel (10), zur Abdichtung des Fluideintrittskanals (3) gegen den Fluidaustrittskanal (5) bei Anlage des Dichtmittels (10) am Ventilsitz (12), wobei die Breite der Öffnung (20) der Dichtmittelaufnahmenut (16) kleiner ist als die maximale Breite des darin angeordneten Teils des Dichtmittels (10).The invention relates to a valve (1) for regulating a fluid flow, comprising a housing (2) for connecting a fluid inlet channel (3) to a fluid outlet channel (5) having a valve piston bore (6) for guiding a valve piston (7) therein axially movably arranged cylindrical valve piston (7) with a at a front end (24) arranged valve plate (11) by a pressure means (21) against a between the fluid inlet channel (3) and fluid outlet channel (5) arranged valve seat (12) can be pressed and an annular, by an inner edge (18) and an outer edge (17) limited, Dichtmittelaufnahmenut (16) with the valve seat (12) facing opening (20), as well as in the Dichtmittelaufnahmenut (16) positively arranged and axially annular sealing means (10) protruding beyond its opening (20), for sealing the fluid inlet channel (3) against the fluid outlet channel (5) when the sealing means (10 ) on the valve seat (12), wherein the width of the opening (20) of the Dichtmittelaufnahmenut (16) is smaller than the maximum width of the disposed therein part of the sealant (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Regulierung eines Fluidstroms, umfassend ein Gehäuse zur Verbindung eines Fluideintrittskanals mit einem Fluidaustrittskanal, das eine Ventilkolbenbohrung zur Führung eines Ventilkolbens aufweist, ein darin axial beweglich angeordneter zylindrischer Ventilkolben mit einem an einem vorderen Ende angeordneten Ventilteller, der durch ein Druckmittel gegen einen zwischen Fluideintrittskanal und Fluidaustrittskanal angeordneten Ventilsitz anpressbar ist, und der eine ringförmige, durch eine innere Flanke und eine äußere Flanke begrenzte, Dichtmittelaufnahmenut mit zum Ventilsitz weisender Öffnung aufweist, sowie ein in der Dichtmittelaufnahmenut formschlüssig angeordnetes und axial über deren Öffnung hervorstehendes ringförmiges Dichtmittel, zur Abdichtung des Fluideintrittskanals gegen den Fluidaustrittskanal bei Anlage des Dichtmittels am Ventilsitz.The invention relates to a valve for regulating a fluid flow, comprising a housing for connecting a fluid inlet channel with a fluid outlet channel, which has a valve piston bore for guiding a valve piston, a cylindrical valve piston axially movably arranged therein with a valve plate arranged at a front end, by a pressure medium can be pressed against a valve seat arranged between the fluid inlet channel and the fluid outlet channel, and has an annular sealing means receiving groove with opening pointing towards the valve seat, and a ring-shaped sealing means arranged in a form-locking manner in the sealing agent receiving groove and projecting axially beyond the opening thereof; for sealing the fluid inlet channel against the fluid outlet channel upon contact of the sealant on the valve seat.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Druckluftanlagen, beispielsweise Drucklufterzeugungsanlagen von Schienenfahrzeugen, insbesondere auf Schraubenkompressoren, bei denen Rückschlagventile in einem Bereich zwischen einem Kompressor und einem Lufttrockner eingesetzt werden, wo sie gegebenenfalls mit Luft unter hohem Druck, hoher Temperatur und / oder hoher Luftfeuchtigkeit arbeiten. Solche Ventile verfügen typischerweise über ein Gehäuse mit einem darin unbeweglichen Ventilsitz und einen zur Anlage daran vorgesehenen, dazu beweglichen Ventilteller mit daran befestigtem Dichtmittel.The field of application of the invention extends to compressed air systems, for example compressed air systems of rail vehicles, in particular screw compressors in which check valves are used in a range between a compressor and an air dryer, where they work with air under high pressure, high temperature and / or high humidity if necessary , Such valves typically have a housing with a valve seat immovable therein and a valve seat provided therewith and movable with a sealant attached thereto.

Im bekannten Stand der Technik kommen insbesondere in Schienenfahrzeugen Rückschlag- und Mindestdruckventile mit einvulkanisierten oder eingeklebten Dichtungen zum Einsatz. Hierbei besteht das Problem darin, dass die Feuchtigkeit der Druckluft die Verbindung zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Trägerwerkstoff dauerhaft schädigen kann. Elastomerablösungen sind daher ein häufiges Problem. Dies führt in der Folge zur Rückströmung verdichteter Luft zum Beispiel aus Luftbehältern zurück in den Kompressor und kann zu Ölausscheidungen oder Ventilschäden und ihn der Folge zum Ausfall der Luftversorgungsanlage und in Folge dessen zum Stillstand des Schienenfahrzeuges führen. In the known state of the art, non-return and minimum pressure valves with vulcanized or cemented seals are used in particular in rail vehicles. Here, the problem is that the moisture of the compressed air can permanently damage the connection between the sealing material and the carrier material. Elastomeric release is therefore a common problem. This results in the consequence of the return flow of compressed air, for example, from air tanks back into the compressor and can lead to oil spills or valve damage and him the consequence of failure of the air supply system and consequently to the stoppage of the rail vehicle.

Luftversorgungsanlagen in Schienenfahrzeugbau bestehen unter anderem aus einem Kompressor und einem Lufttrockner. Bei der Kompression von Luft fällt insbesondere bei Rückkühlung der verdichteten Luft Feuchtigkeit aus. Diese Feuchtigkeit wird zum einen als flüssige Phase in Vorabscheidern und als dampfförmige Phase im Lufttrockner abgeschieden und aus dem Druckluftversorgungsystem ausgestoßen. Zwischen Kompressor und feuchtigkeitsabscheidenden Gerätschaften wie zum Beispiel Vorabscheidern oder Lufttrocknern müssen je nach Fall Steuerungselemente eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind:

– Fremdeinspeisung von Werkstattluft in Betriebswerkstätten, wobei an abgestellten Fahrzeugen das Druckluftsystem durch eine externe Einspeisung mit Druckluft befüllt wird, und wo ein Rückschlagventil eingesetzt wird, welches verhindert, dass die Werkstattluft in den Kompressor gelangt, und
– insbesondere Schraubenkompressoren, welche ein sogenanntes Mindestdruckventil benötigen, welches am Kompressorauslass in der Regel in heißer, feuchter und öliger Atmosphäre arbeitet und sicherstellt, dass sich im Verdichter schnell Druck aufbaut, um zu gewährleisten, dass die Öldruckumlaufschmierung zum Beispiel des Schraubenblockes sofort in Gang kommt.

Air supply systems in rail vehicle construction include a compressor and an air dryer. In the compression of air falls in particular at re-cooling of the compressed air moisture. This moisture is deposited as a liquid phase in pre-separators and as a vapor phase in the air dryer and ejected from the compressed air supply system. Between compressor and moisture-separating equipment such as pre-separators or air dryers must be used depending on the case control elements. Examples for this are:

- External supply of shop floor air in company workshops, where at parked vehicles, the compressed air system is filled by an external feed with compressed air, and where a check valve is used, which prevents the workshop air enters the compressor, and
- In particular, screw compressors, which require a so-called minimum pressure valve, which operates at the compressor outlet usually in hot, humid and oily atmosphere and ensures that builds up pressure in the compressor quickly, to ensure that the oil pressure circulation lubrication, for example, the screw block immediately gets going ,

In der Vergangenheit wurden in solchen Ventilen in der Regel Gummidichtungen eingesetzt, die auf eine Trägermaterial oder in Nuten eines Trägermaterials aufgeklebt beziehungsweise eingeklebt oder aufvulkanisiert beziehungsweise einvulkanisiert wurden.In the past, rubber seals were usually used in such valves, which were glued or glued or vulcanized or vulcanized onto a carrier material or in grooves of a carrier material.

Unter Druck, Temperatur, Feuchtigkeit und Öleinfluss ist es in der Vergangenheit bei Dichtungen dieser Art regelmäßig zu Ablösungserscheinungen gekommen. Dies bedeutet, dass das Gummimaterial der Dichtung sich vom Trägermaterial abgelöst hat. Klebungen oder Vulkanisierungen konnten nur zeitfest ausgeführt werden. Qualitätsschwankungen im Fertigungsprozess führten zudem zu einen großen Streuung der Haftfestigkeit der Verbindungen und in der Folge zu unzuverlässigen Lebendauerprognosen. Ablösungen führen zu Funktionsausfällen. In der Folge kann zum Beispiel verschmutzte Werkstattluft bei Fremdeinspeisung in den Kompressor gelangen und dort Schädigungen auslösen. In anderen Fällen kann verdichtete Luft in den Kompressor zurückströmen und Öl über den Ansaugtrakt aus dem Kompressor in die Umwelt drücken. In der Folge kann es zu Mangelschmierung und Kompressorschäden beziehungsweise zum Ausfall der Luftversorgung in der Folge zum Stillstand des Fahrzeuges mit allen Konsequenzen kommen. Die Konsequenzen können Notbremsungen und Abschleppen von Zügen sein.Under pressure, temperature, humidity and oil in the past, seals of this type have regularly been subject to detachment phenomena. This means that the rubber material of the seal has detached from the carrier material. Bonding or vulcanization could only be carried out for a fixed period of time. Quality variations in the manufacturing process also led to a large dispersion of the bond strength of the compounds and consequently to unreliable life-time forecasts. Detachments lead to functional failures. As a result, contaminated workshop air, for example, can enter the compressor if it is externally fed in, causing damage there. In other cases, compressed air may flow back into the compressor and push oil into the environment via the intake tract from the compressor. As a result, lack of lubrication and compressor damage or failure of the air supply in the wake of the vehicle can come to a standstill with all the consequences. The consequences may be emergency braking and towing of trains.

Ein weiteres bei derartigen Ventilen häufig auftretendes Problem ist Ventilflattern. Vor dem Öffnen des Ventilkolbens baut sich Druck auf. Dieser drückt das Ventil gegen die Feder auf. Anschließend sinkt der Druck vor dem Ventilteller wieder geringfügig, so dass die Feder den Ventilteller wieder kurzzeitig zudrückt. Der Vorgang wiederholt sich in kurzen Zeitabständen und führt zu Ventilflattern welches begleitet sein kann von Lärmentwicklung und erhöhtem Bauteilverschleiß.Another common problem with such valves is valve flutter. Before opening the valve piston pressure builds up. This presses the valve against the spring. Subsequently, the pressure in front of the valve disk decreases again slightly, so that the spring briefly closes the valve disk again. The process is repeated at short intervals and leads to valve flutter which may be accompanied by noise and increased component wear.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil zu schaffen, welches in feuchter und öliger Atmosphäre unter Druck und erhöhter Temperatur betriebssicher arbeitet. It is the object of the present invention to provide a valve which operates reliably in a humid and oily atmosphere under pressure and elevated temperature.

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. The object is achieved on the basis of a valve according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Breite der Öffnung der Dichtmittelaufnahmenut kleiner ist als die maximale Breite des darin angeordneten Teils des Dichtmittels.The invention includes the technical teaching that the width of the opening of the Dichtmittelaufnahmenut is smaller than the maximum width of the disposed therein part of the sealant.

Ein Vorteil dieser technischen Lösung ist darin zu sehen, dass das Dichtmittel allein durch den Formschluss mit dem Ventilteller beziehungsweise mit den Flanken der Dichtmittelaufnahmenut medien- und temperaturbeständig fixiert wird. Insbesondere wenn die Öffnung der Dichtmittelaufnahmenut viel kleiner ist als die Breite des Dichtmittels, ist ein verschleißbedingtes Herauslösen des Dichtmittels aus dem Ventilteller nicht zu erwarten. An advantage of this technical solution is the fact that the sealant is fixed media and temperature resistant solely by the positive connection with the valve disk or with the flanks of the Dichtmittelaufnahmenut. In particular, if the opening of the Dichtmittelaufnahmenut is much smaller than the width of the sealant, a wear-related release of the sealant from the valve disc is not expected.

Mit der Breite der Öffnung ist dabei der radiale Abstand der inneren zur äußeren Flanke an deren äußeren Enden gemeint. Die maximale Breite des Dichtmittels ist die größte radiale Breite des Dichtmittels. Radial bezieht sich jeweils auf einen Radius der Rotationsachse des Ventilkolbens.With the width of the opening while the radial distance of the inner to the outer edge is meant at the outer ends. The maximum width of the sealant is the largest radial width of the sealant. Radial refers to a radius of the rotation axis of the valve piston.

Vorzugsweise wird das Dichtmittel dabei weder durch beispielsweise Klebstoffe noch durch Vulkanisieren an dem Ventilteller befestigt, sondern lediglich durch den Formschluss mit der inneren und der äußeren Flanke. Preferably, the sealant is fastened neither by, for example, adhesives nor by vulcanization on the valve disk, but only by the positive connection with the inner and the outer edge.

Vorteilhaft hieran ist vor allem die weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Belastungen durch Temperatur oder Druck oder Feuchtigkeit durch Öl, Wasser oder andere Chemikalien. Advantageous here is above all the substantial insensitivity to stresses caused by temperature or pressure or moisture by oil, water or other chemicals.

Die Erfindung löst das Problem also dadurch, dass Ventile oder Steuerungsgeräte in Anwendung kommen, bei welchen die Dichtungselemente nicht mehr mit ihren Stützköpern verklebt oder vulkanisiert werden. Die Verbindung der Dichtung mit dem Stützkörper erfolgt formschlüssig. Der Formschluss wird so ausgeführt, dass die Dichtung montierbar und demontierbar befestigt wird. Auf die Qualität von Klebungen oder Vulkanisierungen muss bei dieser konstruktiven Ausführung wegen der Formschlüssigkeit keine Rücksicht genommen werden.The invention thus solves the problem in that valves or control devices are used in which the sealing elements are no longer glued or vulcanized with their Stützköpern. The compound of the seal with the support body is positively. The positive connection is carried out so that the seal is mounted mountable and disassembled. On the quality of bonds or vulcanization must be taken in this structural design due to the form-fitting no consideration.

Das Steuerventil mit der beschriebenen Dichtung befindet sich beispielsweise zwischen Kompressor und Lufttrockner und arbeitet also in feuchter Umgebung. Es besteht aus einem Gehäuse, einem Kolben und einem Ventilsitz und einer Feder wobei der Kolben eine Dichtung beinhaltet und das Ventil so ausgeführt ist, dass der Kolben von rückströmender Luft auf den Ventilsitz gedrückt wird. Die Dichtung ist formschlüssig mit der Trägerstruktur des Kolbens verbunden. Die Dichtung kann sowohl durch spanende Bearbeitung als auch über ein formendes Fertigungsverfahren wie zum Beispiel Spritzguss oder Vulkanisierung hergestellt werden.The control valve with the seal described is located for example between the compressor and air dryer and thus operates in a humid environment. It consists of a housing, a piston and a valve seat and a spring, wherein the piston includes a seal and the valve is designed so that the piston is pressed by back-flowing air on the valve seat. The seal is positively connected to the support structure of the piston. The gasket can be made by machining as well as a forming manufacturing process such as injection molding or vulcanization.

Da der Ventilsitz in feuchter Umgebung arbeitet, kann es unter ungünstigen Bedingungen zu Einfrieren bei Kälte kommen. In solchen Fällen ist es sinnvoll, den Ventilsitz zu beheizen. In einer vorteilhaften Ausführung ist ein Heizstab auf Höhe der Ventilsitzes vorzugsweise in der Ebene der Dichtung im Gehäuse des Ventil eingebracht.Since the valve seat works in a humid environment, under unfavorable conditions it may freeze in cold weather. In such cases, it makes sense to heat the valve seat. In an advantageous embodiment, a heating rod at the level of the valve seat is preferably introduced in the plane of the seal in the housing of the valve.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtmittel im Querschnitt als ein mit einer Spitze über die Öffnung der Dichtmittelaufnahmenut ragendes Dreieck ausgebildet. Bevorzugterweise beträgt dabei der Winkel zwischen den beiden an den Flanken der Dichtmittelaufnahmenut anliegenden Schenkeln des Dichtmittels zwischen 10° und 70°. Dadurch wird gleichzeitig eine mechanisch stabile Befestigung durch Formschluss gewährleistet, und eine geringe Auflagefläche des Dichtmittels auf dem Ventilsitz, was einen höheren Druck und dadurch eine höhere Dichtwirkung zur Folge hat. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung beträgt der Überstand der Spitze über der Öffnung zwischen 5 % bis 30 % der axialen Höhe des Dichtmittels.According to a preferred embodiment of the invention, the sealing means is formed in cross-section as a projecting with a tip over the opening of the Dichtmittelaufnahmeut projecting triangle. Preferably, the angle between the two adjacent to the flanks of the Dichtmittelaufnahmenut legs of the sealant is between 10 ° and 70 °. As a result, a mechanically stable attachment is guaranteed by positive engagement, and a small contact surface of the sealant on the valve seat, which has a higher pressure and thus a higher sealing effect at the same time. In an advantageous embodiment of the invention, the projection of the tip over the opening is between 5% to 30% of the axial height of the sealant.

Bevorzugterweise ist dabei die Spitze des Dreiecks, die über die Öffnung hinausragt, abgerundet. Dadurch ist das Dichtmittel selbst unempfindlicher gegen mechanische Verformungen, wie beispielsweise Risse oder Brüche. Preferably, the tip of the triangle, which projects beyond the opening, rounded off. As a result, the sealant itself is less sensitive to mechanical deformation, such as cracks or fractures.

Eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Dichtmittel im Querschnitt L- oder T-förmig ausgebildet ist. Dadurch entsteht eine Ausführungsform des Dichtmittels, die innerhalb der Dichtmittelaufnahmenut einen oder zwei Sockel besitzt, wobei der Sockel entweder in Richtung der Zylinderkolbenachse weisend ausgebildet kann, oder davon weg weisend ausgebildet kann, oder in beide Richtungen weisend ausgebildet sein kann, und wobei der Teil des Dichtmittels, der über die Öffnung hinausragt, schmaler ist als der Sockel. Vorteilhaft hieran ist, dass durch Wahl der Breite des Sockels, also der Ausdehnung des Dichtmittels innerhalb der Dichtmittelaufnahmenut senkrecht zur Achse des Ventilkolbens, die mechanische Stabilität den Erfordernissen des jeweiligen Ventils angepasst werden kann. A preferred embodiment of the invention provides that the sealing means in cross-section L- or T-shaped. This results in an embodiment of the sealant which has one or two sockets within the sealant receiving groove, wherein the socket may be formed pointing in the direction of the cylinder piston axis, or pointing away therefrom, or may be formed pointing in both directions, and wherein the part of Sealant, which projects beyond the opening, is narrower than the base. The advantage of this is that by selecting the width of the base, so the extent of the sealant within the Dichtmittelaufnahmenut perpendicular to the axis of the valve piston, the mechanical stability can be adapted to the requirements of the respective valve.

Bevorzugterweise ist das Dichtmittel zumindest teilweise aus einem Elastomer, beispielsweise aus einem Werkstoff wie Viton, hergestellt. Dadurch erhöht sich dessen Dichtwirkung bei Anpressen an den Ventilsitz, und die Dichtwirkung ist weitgehend unabhängig von kleineren Unebenheiten auf dem Dichtmittel oder auf dem Ventilsitz. Preferably, the sealing means is at least partially made of an elastomer, for example of a material such as Viton. This increases its sealing effect when pressed against the valve seat, and the sealing effect is largely independent of minor bumps on the sealant or on the valve seat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die innere Flanke der Dichtmittelaufnahmenut als Rand einer lösbar befestigten Ventiltellerscheibe, welche Teil des Ventiltellers ist, ausgebildet. Somit lässt sich, indem diese Ventiltellerscheibe von dem restlichen Ventilteller entfernt wird, das Dichtmittel besonders einfach in gegen die äußere Flanke der Dichtmittelaufnahmenut anlegen, und durch anschließendes Einsetzen der Ventiltellerscheibe in der Dichtmittelaufnahmenut fest fixieren. According to a preferred embodiment of the invention, the inner edge of the Dichtmittelaufnahmenut is designed as an edge of a releasably mounted valve disc, which is part of the valve disc formed. Thus, by this valve disc is removed from the remaining valve plate, the sealant particularly easy to invest in against the outer edge of the Dichtmittelaufnahmenut, and fixed by subsequent insertion of the valve disc in the Dichtmittelaufnahmenut.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da erfindungsgemäß die Breite des Dichtmittels innerhalb der Dichtmittelaufnahmenut größer ist als die Breite von deren Öffnung, was ein Einsetzen eines Dichtmittels ohne eine solche lösbare Vorrichtung erschweren könnte. This is particularly advantageous because according to the invention, the width of the sealant within the Dichtmittelaufnahmenut is greater than the width of the opening, which could make it difficult to insert a sealant without such a detachable device.

Möglich ist auch, dass zumindest eine Ventiltellerscheibe mit Flanke in den Kolben eingepresst wird. Der Flankenwinkel am Kolben kann auch nach Einlegen der Dichtung durch Einrollen erzeugt werden. Möglich ist auch, dass die Dichtung in eine vorgefertigte Nut mit Flanken eingedrückt wird. Auch hier können nicht genannte Befestigungsverfahren in Frage kommen, wie Nieten, Kleben oder Schweißen.It is also possible that at least one valve disk disc is pressed with flank in the piston. The flank angle on the piston can also be generated by inserting the seal by rolling. It is also possible that the seal is pressed into a prefabricated groove with flanks. Again, not mentioned fastening methods can come into question, such as riveting, gluing or welding.

Bevorzugterweise ist dabei die Ventiltellerscheibe durch ein lösbares Befestigungsmittel, wie beispielsweise eine Senkkopfschraube in einem Gewinde, das konzentrisch in dem Ventilkolben ausgebildet ist, befestigt. Somit ist es möglich, beispielsweise ein verschlissenes Dichtmittel zu Wartungszwecken mit geringem Aufwand auszutauschen. Preferably, the valve disc is fastened by a releasable attachment means, such as a countersunk screw in a thread which is concentrically formed in the valve piston. Thus, it is possible, for example, to replace a worn sealant for maintenance with little effort.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilteller konkav geformt, zur Erzeugung eines als Staudruckraum wirkenden Hohlraums in der somit erzeugten konkaven Wölbung. Wenn nun der Ventilteller mit genug Druckluft beaufschlagt ist, so dass das Druckmittel der dadurch erzeugten Kraft nachgibt und der Ventilteller sich von dem Ventilsitz abhebt, so strömt die Luft nicht unmittelbar an dem Ventilteller vorbei in Richtung des Fluidauslasskanals, was einen Druckabfall und ein Rückführen des Ventiltellers auf den Ventilsitz zur Folge hätte, sondern wird durch den durch die konkave Wölbung erzeugten Staudruckraum, ähnlich der Funktion eines Fallschirms, aufgefangen, so dass das Ventil über längere Zeiten offen bleibt. Somit wird der im allgemeinen Stand der Technik als Ventilflattern bekannte Effekt eines schnell oszillierenden Ventilsitzes vermieden. Bevorzugterweise beträgt der Hinterschnitt, also die Tiefe des Hohlraums, 1 mm bis 5 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the valve disk is concave-shaped, for generating a cavity acting as a dynamic pressure space in the thus produced concave curvature. Now, if the valve plate is acted upon with enough compressed air, so that the pressure medium gives way to the force generated thereby and the valve disc lifts from the valve seat, the air does not flow directly past the valve disc in the direction of the Fluidauslasskanals, causing a pressure drop and a return of the Valve plate on the valve seat would result, but is captured by the generated by the concave camber accumulation space, similar to the function of a parachute, so that the valve remains open for long periods. Thus, the well-known in the general state of the art as a valve flutter effect of a fast-oscillating valve seat is avoided. Preferably, the undercut, so the depth of the cavity, 1 mm to 5 mm.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung sieht vor, dass eine Heizelementaufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines elektrothermischen Heizelementes in dem Gehäuse ausgebildet ist, zur Erwärmung des Dichtmittels. Somit sollen gegebenenfalls auftretendem Frost und dadurch erhöhtem Verschleiß und verringerter Dichtwirkung des Dichtmittels entgegengewirkt werden. A further improvement of the invention provides that a Heizelementaufnahmevorrichtung is formed for receiving an electrothermal heating element in the housing, for heating the sealant. Thus, if necessary occurring frost and thus increased wear and reduced sealing effect of the sealant should be counteracted.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Ventil, 1 a perspective view of a valve according to the invention,

2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, und 2 a cross section through a valve according to the invention, and

3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil in einem Schraubenkompressor, und 3 a cross section through a valve according to the invention in a screw compressor, and

4 einen vertikalen Querschnitt durch einen Schraubenkompressor mit einem erfindungsgemäßen Ventil, und 4 a vertical cross section through a screw compressor with a valve according to the invention, and

5 einen horizontalen Querschnitt durch diesen Schraubenkompressor. 5 a horizontal cross section through this screw compressor.

Gemäß 1 umfasst ein Ventil 1 ein Gehäuse 2, in dem ein Fluideinlasskanal 3 mit einem Fluidauslasskanal 5 verbunden ist. In eine Ventilkolbenbohrung 6 ist ein Ventilkolben 7 mit einer Achse 4 eingesetzt, und senkrecht dazu in einer Heizelementaufnahmevorrichtung 8 ein elektrothermisches Heizelement 9 zur Erwärmung eines nicht dargestellten Dichtmittels 10 auf einem Ventilteller 11 des Ventilkolbens 7. According to 1 includes a valve 1 a housing 2 in which a fluid inlet channel 3 with a fluid outlet channel 5 connected is. In a valve piston bore 6 is a valve piston 7 with an axis 4 used, and perpendicular thereto in a Heizelementaufnahmevorrichtung 8th an electrothermal heating element 9 for heating a sealant, not shown 10 on a valve plate 11 of the valve piston 7 ,

In 2 erkennbar presst ein Druckmittel 21 in Form einer Druckfeder den Ventilteller 11 gegen einen Ventilsitz 12, wodurch die Verbindung von Fluideinlasskanal 3 und Fluidauslasskanal 5 unterbrochen wird. Dabei führt der Lufteinlasskanal 3 bis zu dem Ventilsitz 12, welcher in dem dargestellten Zustand durch den Ventilteller 11 mit dem darin eingesetzten Dichtmittel 10 abgedichtet ist. Der Ventilteller 11 ist in einem axialen Ende des Ventilkolbens 7 angeordnet, und besteht aus einer einstückig mit dem Ventilkolben 7 ausgebildeten Trägerstruktur 13 und einem darauf lösbar durch ein lösbares Befestigungsmittel 14 in Form einer Senkkopfschraube befestigten Ventiltellerscheibe 15. Der Bereich zwischen der Trägerstruktur 13 und der Ventiltellerscheibe 15 bildet dabei eine Dichtmittelaufnahmenut 16 mit einer äußeren Flanke 17 und einer inneren Flanke 18.In 2 recognizable presses a pressure medium 21 in the form of a compression spring the valve plate 11 against a valve seat 12 , whereby the connection of fluid inlet channel 3 and fluid outlet channel 5 is interrupted. The air inlet duct leads 3 to the valve seat 12 , which in the illustrated state through the valve plate 11 with the sealant used therein 10 is sealed. The valve plate 11 is in an axial end of the valve piston 7 arranged, and consists of a one-piece with the valve piston 7 trained carrier structure 13 and a detachable thereto by a releasable fastening means 14 in the form of a countersunk screw mounted valve disc 15 , The area between the support structure 13 and the valve disc 15 forms a Dichtmittelaufnahmenut 16 with an outer flank 17 and an inner flank 18 ,

In diese Dichtmittelaufnahmenut 16 ist ein im Querschnitt im Wesentlichen L-förmiges Dichtmittel 10 eingesetzt. Die L-Form entsteht dadurch, dass eine abgerundete Spitze 19 des Dichtmittels 10 axial über die Öffnung 20 der Dichtmittelaufnahmenut 16 hinausragt während ein Sockel 23 senkrecht dazu in Richtung der Achse 4 des Ventilkolbens 7 orientiert ist. Die abgerundete Spitze 19 des Dichtmittels 10 ragt über die Öffnung 20 der Dichtmittelaufnahmenut 16 hinaus und liegt auf dem Ventilsitz 12 auf. Die Breite des Dichtmittels 10 ist dadurch zum einen durch die L-förmige Abstufung innerhalb der Dichtmittelaufnahmenut 16 und zum anderen durch die einer dreieckigen Form entsprechenden kontinuierlichen Verjüngung zum vorderen Ende des Ventilkolbens hin innerhalb der Dichtmittelaufnahmenut 16 breiter als deren Öffnung 20. Somit ist das Dichtmittel 10 ohne die Verwendung von Klebstoffen oder ohne Vulkanisierung durch Formschluss fest fixiert.In this Dichtmittelaufnahmenut 16 is a substantially L-shaped in cross-section sealant 10 used. The L shape is created by having a rounded tip 19 of the sealant 10 axially over the opening 20 the Dichtmittelaufnahmenut 16 protrudes while a pedestal 23 perpendicular to it in the direction of the axis 4 of the valve piston 7 is oriented. The rounded tip 19 of the sealant 10 protrudes over the opening 20 the Dichtmittelaufnahmenut 16 out and lies on the valve seat 12 on. The width of the sealant 10 is characterized on the one hand by the L-shaped gradation within the Dichtmittelaufnahmenut 16 and second, by the continuous taper, corresponding to a triangular shape, to the front end of the valve piston within the sealant receiving groove 16 wider than the opening 20 , Thus, the sealant 10 firmly fixed without the use of adhesives or without vulcanization.

Der Ventilteller 11 wird durch ein Druckmittel 21 in Form einer Druckfeder auf den Ventilsitz 12 gepresst wodurch, ein Rückströmen aus dem dahinter angeordneten Fluidaustrittskanal 5 in den Fluideintrittskanal 3 verhindert wird. Die Funktionsweise des Ventils 1 besteht nun darin, dass, wenn ein Luftdruck seitens des Fluideintrittskanals 3 anliegt, der multipliziert mit der Fläche des Ventiltellers 11 größer ist als die Kraft des Druckmittels 21, sich der Ventilteller 11 von dem Ventilsitz 12 abhebt, wodurch Luft von dem Fluideintrittskanal 3 zum Fluidaustrittskanal 5 strömen kann. Ein Ventilflattern wird dadurch verhindert, dass der Ventilteller 11 beziehungsweise die Ventiltellerscheibe 15 konkav geformt ist, das sie also eine Vertiefung besitzt, durch die ein Hohlraum 22 erzeugt wird, der als Staudruckraum wirken kann. The valve plate 11 is by a pressure medium 21 in the form of a compression spring on the valve seat 12 thereby pressing, a return flow from the fluid outlet channel arranged behind it 5 in the fluid inlet channel 3 is prevented. The functioning of the valve 1 is now that if an air pressure from the fluid inlet channel 3 is applied, which multiplied by the area of the valve disk 11 greater than the force of the pressure medium 21 , the valve plate 11 from the valve seat 12 lifts, whereby air from the fluid inlet channel 3 to the fluid outlet channel 5 can flow. Valve flutter is prevented by the valve disk 11 or the valve disc 15 is concave, so that it has a recess through which a cavity 22 is generated, which can act as a back pressure chamber.

In 3 dargestellt ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, welches in einen, hier nicht weiter dargestellten, Schraubenkompressor eingesetzt ist. Die Bauweise des Ventils ist darüber hinaus leicht modifiziert, so ist zwischen dem Ventilkolben 7 und der Kolbenbohrung 6 eine Hülse angeordnet. Außerdem stützt das Druckmittel 21 sich nicht wie im vorigen Ausführungsbeispiel gegen den Ventilteller 11 sondern gegen die Stirnseite einer koaxialen Bohrung des Ventilkolbens 7 ab.In 3 a cross-section through a valve according to the invention is shown, which is inserted into a screw compressor, not shown here. The design of the valve is also slightly modified, so is between the valve piston 7 and the piston bore 6 a sleeve arranged. In addition, the pressure medium supports 21 not against the valve plate as in the previous embodiment 11 but against the front side of a coaxial bore of the valve piston 7 from.

Gemäß 4 ist das Ventil 1 in einem oberen Teil eines Schraubenkompressors angeordnet. Durch Bewegung des Ventilkolbens 7 entgegen der Kraftrichtung des Druckmittels 21 kann Luft durch den Fluideinlasskanal 3 und zu dem hier nur teilweise sichtbaren Fluidauslasskanal 5 geleitet werden.According to 4 is the valve 1 arranged in an upper part of a screw compressor. By movement of the valve piston 7 against the direction of force of the pressure medium 21 can air through the fluid inlet duct 3 and to the only partially visible fluid outlet channel 5 be directed.

In 5 ist eine Ansicht von oben auf den gleichen Schraubenkompressor gezeigt, mit einem Querschnitt im Bereich des Ventils 1. Hier ist deutlicher zu erkennen, wie Luft aus dem Fluideinlasskanal 3 durch Druckbeaufschlagung das Ventil 1 öffnen und anschließend zu dem Fluidauslasskanal 5 weitergeleitet werden kann.In 5 is a top view of the same screw compressor shown, with a cross section in the area of the valve 1 , Here it is clearer to see how air from the fluid inlet channel 3 by pressurizing the valve 1 open and then to the Fluidauslasskanal 5 can be forwarded.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass der Sockel nicht zur Achse des Ventilkolbens hin orientiert ist sondern davon weg weist, oder dass der Sockel sich in beide Richtungen erstreckt. Auch ist denkbar, dass das Dichtmittel im Querschnitt eine beispielsweise ovale oder kreisrunde Form besitzt. The invention is not limited to the embodiment described above, but it is also possible modifications thereof, which are included within the scope of the following claims. For example, it is also possible that the pedestal is not oriented towards the axis of the valve piston but points away from it, or that the pedestal extends in both directions. It is also conceivable that the sealing means has a cross-section, for example, an oval or circular shape.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Ventil Valve
22: Gehäuse casing
33: Fluideinlasskanal Fluid inlet channel
44: Achse axis
55: Fluidauslasskanal fluid outlet
66: Ventilkolbenbohrung Valve piston bore
77: Ventilkolben plunger
88th: Heizmittelaufnahmevorrichtung Heizmittelaufnahmevorrichtung
99: Heizelement heating element
1010: Dichtmittel sealant
1111: Ventilteller valve disc
1212: Ventilsitz valve seat
1313: Trägerstruktur support structure
1414: Befestigungsmittel fastener
1515: Ventiltellerscheibe Valve disc disc
1616: Dichtmittelaufnahmenut Dichtmittelaufnahmenut
1717: äußere Flanke outer flank
1818: innere Flanke inner flank
1919: Spitze top
2020: Öffnung opening
2121: Druckmittel lever
2222: Hohraum Hohraum
2323: Sockel base

Claims

Valve ( 1 ) for regulating a fluid flow, comprising a housing ( 2 ) for connecting a fluid inlet channel ( 3 ) with a fluid outlet channel ( 5 ), which has a valve piston bore ( 6 ) for guiding a valve piston ( 7 ), a therein axially movably arranged cylindrical valve piston ( 7 ) with one at a front end ( 24 ) arranged valve disc ( 11 ), which by a pressure medium ( 21 ) against a between fluid inlet channel ( 3 ) and fluid outlet channel ( 5 ) arranged valve seat ( 12 ) is anpressbar, and the one annular, by an inner edge ( 18 ) and an outer flank ( 17 ) limited, Sealant receiving groove ( 16 ) with the valve seat ( 12 ) pointing opening ( 20 ), and a in the Dichtmittelaufnahmenut ( 16 ) arranged in a form-fitting manner and axially over the opening ( 20 ) projecting annular sealant ( 10 ), for sealing the fluid inlet channel ( 3 ) against the fluid outlet channel ( 5 ) when applying the sealant ( 10 ) on the valve seat ( 12 ), Characterized in that the width of the opening ( 20 ) the Dichtmittelaufnahmenut ( 16 ) is smaller than the maximum width of the part of the sealant disposed therein ( 10 ).

Valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sealing means ( 10 ) free of compound in the sealant receiving groove ( 16 ) is arranged.

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means ( 10 ) in cross-section to the front end ( 24 ) of the valve piston ( 7 ) and over the opening ( 20 ) is continuously tapered.

Valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that one over the opening ( 20 ) projecting tip ( 19 ) of the sealant ( 10 ) is rounded.

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means ( 10 ) is formed in cross-section L- or T-shaped.

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing means ( 10 ) consists at least partially of an elastomer.

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner flank ( 18 ) the Dichtmittelaufnahmenut ( 16 ) as the edge of a releasably secured valve disc ( 15 ), the part of the valve disk ( 11 ) is formed.

Valve ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the valve disc ( 15 ) by a releasable fastening means ( 14 ) on the valve piston ( 7 ) is attached.

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve disc ( 11 ) is concave, for generating a space acting as a dynamic pressure cavity ( 22 ).

Valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a heating element receiving device ( 8th ) for receiving an electrothermal heating element ( 9 ) in the housing ( 2 ) is formed, for heating the sealant ( 10 ).