DE102015003062A1

DE102015003062A1 - Mehrwegeventil

Info

Publication number: DE102015003062A1
Application number: DE102015003062.0A
Authority: DE
Inventors: Falk Räpke
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2035-03-11
Also published as: DE102015003062B4

Abstract

Es wird ein Mehrwegeventil (1) vorgeschlagen, das einen Ventilschieber (7) aufweist, der an wenigstens einer Stirnseite über ein scheibenförmiges Dichtelement (36) verfügt, das sich rückseitig an einer Abstützfläche (26) eines Schieberkörpers (15) des Ventilschiebers (7) abstützt. Das Dichtelement (36) hat einen scheibenförmigen Zentralabschnitt (54), an dem über einen ringförmigen elastischen Gelenkbereich (53) ein äußerer Ringabschnitt (55) verschwenkbar angeordnet ist, der eine Dichtlippe (38) und einen in Richtung zu der Abstützfläche (26) ragenden ringförmigen Stützvorsprung (56) aufweist. Der Stützvorsprung (56) ist mit radialem Abstand zu einer Innenumfangsfläche (23) eines Antriebsraumes (18) angeordnet, an der die Dichtlippe (38) anliegt. Bei einer von der Vorderseite her erfolgenden Druckbeaufschlagung des Dichtelementes (36) kann der äußere Ringabschnitt (55) verschwenkt werden, bis der ringförmige Stützvorsprung (56) an der Abstützfläche (26) anliegt. Dabei bleibt ein radialer Abstand zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung (56) und der Innenumfangsfläche (23) erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschieber in Achsrichtung seiner Längsachse linear verschiebbar angeordnet ist, der einen Schieberkörper mit einer an wenigstens einer seiner beiden Stirnseiten angeordneten, axial vom Schieberkörper wegweisenden Abstützfläche aufweist, wobei an der Abstützfläche ein in einem Antriebsraum des Ventilgehäuses angeordnetes, aus Material mit gummielastischen Eigenschaften bestehendes scheibenförmiges Dichtelement mit seiner Rückseite anliegen kann oder anliegt, das radial außen eine gleitverschieblich an der Innenumfangsfläche einer peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes anliegende, sich schräg nach radial außen und zugleich axial von der Rückseite weg erstreckende umlaufende Dichtlippe aufweist und das mit seiner der Rückseite axial entgegengesetzten Vorderseite eine zum Verschieben des Ventilschiebers mit einem Antriebsfluid beaufschlagbare Beaufschlagungskammer des Antriebsraumes begrenzt, wobei das Dichtelement an seiner Vorderseite eine axial offene und radial außen von der Dichtlippe begrenzte vordere Ringnut und an seiner Rückseite eine ebenfalls axial offene hintere Ringnut aufweist.
Ein aus der DE 10 2006 040 052 A1 bekanntes Mehrwegeventil dieser Art verfügt über einen linear verschiebbar in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilschieber, der durch Fluidbeaufschlagung mittels eines Antriebsfluides linear verschiebbar ist, um in unterschiedlichen Schaltstellungen positioniert zu werden. Die mit dem Antriebsfluid beaufschlagbare Komponente des Ventilschiebers ist ein stirnseitig am Ventilschieber angeordnetes scheibenförmiges Dichtelement, das sich mit seiner Rückseite an einer Abstützfläche abstützt, die an einem zu einem mehrteiligen Schieberkörper gehörenden Abstützteller ausgebildet ist. Das Dichtelement ist axial verschiebbar in einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Antriebsraum angeordnet, an dessen peripherer Begrenzungswand es mit einer ringförmigen Dichtlippe gleitverschieblich anliegt, sodass es eine seiner Vorderseite zugeordnete Beaufschlagungskammer begrenzt, die mit einem das Verschieben des Ventilschiebers hervorrufenden Antriebsfluid beaufschlagbar ist. Das Dichtelement fungiert somit gleichzeitig als ein Betätigungselement des Ventilschiebers, der folglich mit sehr kurzen Abmessungen realisiert werden kann. Allerdings besteht das Problem, dass das Dichtelement im unbetätigten Zustand des Mehrwegeventils aufgrund seiner geringen Dicke in dem Antriebsraum möglicherweise verkippen kann, was zu Funktionsbeeinträchtigungen führen kann. Deshalb ist das Dichtelement radial sehr eng in den Antriebsraum eingepasst. Dies wiederum führt dazu, dass sich das Dichtelement bei axialer Druckbeaufschlagung in dem Antriebsraum verklemmen kann, was das Ansprechverhalten beeinträchtigt und verlängerte Umschaltzeiten nach sich ziehen kann.
Aus der EP 1 795 786 B1 ist ein Ventil bekannt, dessen Ventilschieber stirnseitig mit einem ringförmigen Dichtelement ausgestattet ist, um eine zuverlässige Abdichtung der Beaufschlagungskammer zu erzielen. Allerdings besteht hier die Problematik, dass das Dichtelement nicht nur im Bereich seines Außenumfanges bezüglich des Ventilgehäuses abzudichten hat, sondern auch im Bereich seines Innenumfanges bezüglich des Schieberkörpers des Ventilschiebers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil zu schaffen, dessen Ventilschieber ohne Beeinträchtigung der Abdichtung der stirnseitigen Beaufschlagungskammer und unter Ermöglichung kurzer Umschaltzeiten mit geringer Baulänge ausgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die beiden Ringnuten gemeinsam einen ringförmigen, elastischen Gelenkbereich des Dichtelementes begrenzen, der einen äußeren Ringabschnitt verschwenkbar mit einem von dem äußeren Ringabschnitt umschlossenen scheibenförmigen Zentralabschnitt des Dichtelementes verbindet, wobei der äußere Ringabschnitt an seiner Vorderseite die Dichtlippe und an seiner Rückseite einen ringförmigen Stützvorsprung aufweist, wobei der ringförmige Stützvorsprung mit radialem Abstand zu der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes und mit axialem Abstand zu der Abstützfläche des Schieberkörpers angeordnet ist und rückseitig eine der Abstützfläche zugewandte äußere Gegenabstützfläche aufweist, die bei Druckbeaufschlagung der Beaufschlagungskammer infolge eines daraus resultierenden Verschwenkens des äußeren Ringabschnittes unter Beibehaltung eines radialen Abstandes zu der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand) und unter Verringerung des Querschnittes der hinteren Ringnut zusätzlich zu dem scheibenförmigen Zentralabschnitt an der Abstützfläche des Schieberkörpers zur Anlage gelangen kann.
Auf diese Weise bewirkt das scheibenförmige Dichtelement durch den dynamischen Dichtkontakt zwischen seiner Dichtlippe und der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes eine zuverlässige Abdichtung des für das Umschalten mit einem Antriebsfluid zu beaufschlagenden Beaufschlagungskaumes. Der radiale Abstand des Stützvorsprunges zur Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes verhindert einen großflächigen radialen Kontakt zwischen dem Dichtelement und der besagten Begrenzungswand, selbst wenn das Dichtelement, um dem Problem eines Verkippens innerhalb des Antriebsraumes entgegenzuwirken, über eine relativ große axiale Dicke verfügt. Der durch die beiden Ringnuten definierte elastische Gelenkbereich sorgt dafür, dass der äußere Ringabschnitt des Dichtelementes bei axialer Druckbeaufschlagung von der Seite der Beaufschlagungskammer her verschwenken kann, wodurch sich der radiale Abstand zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung und der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes vergrößert. Gleichzeitig kann der Stützvorsprung dabei mit seiner äußeren Gegenabstützfläche an die ihm zugewandte Abstützfläche des Schieberkörpers angedrückt werden, sodass eine Druckkraftübertragung auf den Schieberkörper stattfindet, um den Umschaltvorgang des Ventilschiebers zu unterstützen. Durch das Andrücken des Stützvorsprunges an die Abstützfläche wird der Stützvorsprung zwar axial gestaucht und erfährt eine radiale Aufweitung, was sich jedoch nicht in einem Verklemmen innerhalb des Antriebsraumes äußert, weil der Stützvorsprung aufgrund des überlagerten Schwenkvorganges nach radial innen von der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes weggeschwenkt wurde. Das Dichtelement ist also im unbetätigten Zustand des Mehrwegeventils, wenn die Beaufschlagungskammer drucklos ist, wirksam gegen ein Verkippen innerhalb des Antriebsraumes gesichert, ohne dass dadurch bei anschließender Druckbeaufschlagung eine zusätzliche Radialkraft auf das Dichtelement einwirken würde, die die axiale Beweglichkeit des Dichtelementes innerhalb des Antriebsraumes beeinträchtigen könnte. Aufgrund seiner dennoch einfachen Außenkontur kann das Dichtelement bei Bedarf sehr einfach durch Spritzgießen aus einem Elastomermaterial einstückig hergestellt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die der Beaufschlagungskammer zugewandte vordere Ringnut einen größeren Durchmesser hat als die in der Rückseite des Dichtelementes ausgebildete hintere Ringnut. Bevorzugt sind die beiden Ringnuten so gestaltet, dass der Durchmesser der vorderen Ringnut im Bereich ihres Nutgrundes größer ist als der Durchmesser der hinteren Ringnut im Bereich deren Nutgrundes.
Bevorzugt sind die beiden Ringnuten ohne eine gegenseitige axiale Überlappung in dem Dichtelement ausgebildet. Zweckmäßigerweise sind sie mit einem axialen Abstand zueinander angeordnet, was ungeachtet einer leichten Verschwenkbarkeit des äußeren Ringabschnittes eine relativ große Struktursteifigkeit gewährleistet.
Die vordere Ringnut hat zweckmäßigerweise einen V-förmigen Querschnitt. Die hintere Ringnut ist bevorzugt ebenfalls mit V-förmigem Querschnitt oder aber mit einem U-förmigen Querschnitt versehen. Die Nutflanken der vorderen Ringnut divergieren zur Nutöffnung hin zweckmäßigerweise stärker, als dies bei der hinteren Ringnut der Fall ist.
Beide Ringnuten sind zweckmäßigerweise materialmäßig ungefüllt, was die Biegeflexibilität der Dichtlippe und vor allem auch des ringförmigen Stützvorsprunges begünstigt. In keiner der beiden Ringnuten befindet sich Material eines Festkörpers. Die die Abstützfläche definierende Komponente des Schieberkörpers ragt zweckmäßigerweise nicht in die hintere Ringnut hinein.
Die an dem ringförmigen Stützvorsprung ausgebildete äußere Gegenabstützfläche kann prinzipiell in der Umfangsrichtung des Dichtelementes segmentiert sein. Es wird jedoch als vorteilhafter angesehen, wenn diese äußere Gegenabstützfläche ringförmig in sich geschlossen ausgebildet ist.
Vorzugsweise hat die an dem ringförmigen Stützvorsprung rückseitig ausgebildete äußere Gegenabstützfläche einen schrägen Verlauf bezüglich der Längsachse des Ventilschiebers. Sie verläuft schräg nach radial außen und zugleich in Richtung zur Vorderseite des Dichtelementes. Die Gegenabstützfläche liegt somit vorzugsweise auf einer sich zur Vorderseite des Dichtelementes hin erweiternden Kegelmantelfläche, deren Kegelwinkel allerdings relativ gering ist.
Die Schrägstellung der äußeren Gegenabstützfläche ist insbesondere so gewählt, dass sich der ringförmige Stützvorsprung im aufgrund axialer Druckbeaufschlagung des äußeren Ringabschnittes verschwenkten Zustand mit seiner äußeren Gegenabstützfläche vollflächig an der Abstützfläche des Schieberkörpers abstützen kann. Der Kegelwinkel der kegeligen äußeren Gegenabstützfläche entspricht daher zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen dem möglichen Schwenkwinkel des äußeren Ringabschnittes.
Die Abstützfläche ist zweckmäßigerweise an einem als Abstützteller bezeichneten tellerartigen Bestandteil des Schieberkörpers ausgebildet. Bevorzugt hat der Schieberkörper einen länglichen, beispielsweise kolbenartig ausgebildeten Steuerabschnitt, an dem mehrere Dichtflächen mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, die durch Kooperation mit gehäuseseitigen Gegendichtflächen in Abhängigkeit von der momentanen Schaltstellung des Ventilschiebers dafür sorgen, Fluidströmungswege eines zu verteilenden Druckmediums abzusperren oder freizugeben. An mindestens einer Stirnseite dieses Schieberkörpers befindet sich der Abstützteller, der einstückig mit dem Schieberkörper ausgebildet sein kann, der aber auch durch geeignete Befestigungsmittel als separate Komponente an dem Schieberkörper befestigt sein kann. Insbesondere kann der Abstützteller mittels einer Befestigungsschraube axial an den Steuerabschnitt des Schieberkörpers angeschraubt sein. Wenn der Schraubenkopf oder ein anderes Befestigungsmittel axial über den Abstützteller vorsteht, weist das Dichtelement in seinem scheibenförmigen Zentralabschnitt zweckmäßigerweise eine Vertiefung auf, in die der Schraubenkopf oder das alternativ vorhandene Befestigungselement eintaucht. Dabei bildet dann der Schraubenkopf beziehungsweise das alternativ vorhandene Befestigungselement einen zentralen Bestandteil der Abstützfläche.
Das Dichtelement ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sein im Bereich der Dichtlippe gemessener Außendurchmesser im nicht in den Antriebsraum eingesetzten Zustand größer ist als der Durchmesser des Antriebsraumes und zudem größer ist als der maximale Außendurchmesser des ringförmigen Stützvorsprunges, der seinerseits kleiner ist als der Durchmesser des Antriebsraumes. Beim Einsetzen des Dichtelementes in den Antriebsraum wird die Dichtlippe elastisch radial umgebogen, sodass sich ihr Außendurchmesser an den Durchmesser des Antriebsraumes anpasst. Der maximale Außendurchmesser des ringförmigen Stützvorsprunges ist dabei nach wie vor kleiner als der Durchmesser des Antriebsraumes.
Bei dem Dichtelement handelt es sich vorzugsweise um ein bezüglich des Schieberkörpers separates Bauteil, das ohne eine feste Verbindung nur lose axial an der Abstützfläche des Schieberkörpers anliegt. Mithin ist das Dichtelement prinzipiell von der Abstützfläche des Schieberkörpers abhebbar. Im drucklosen Zustand der Beaufschlagungskammer und bei gleichzeitigen Erschütterungen des Mehrwegeventils kann sich das Dichtelement von der Abstützfläche des Schieberkörpers entfernen. Aufgrund des ringförmigen Stützvorsprunges ist gleichwohl ein Verkippen des Dichtelementes in dem Antriebsraum verhindert. Dieser ringförmige Stützvorsprung kann mit ausreichender axialer Länge versehen sein, um ein Verkippen des Dichtelementes im Antriebsraum zu verhindern. Dabei besteht die Möglichkeit, den radialen Abstand zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung und der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand sehr gering auszubilden, was wiederum den Vorteil hat, dass die axiale Länge des ringförmigen Stützvorsprunges gering gehalten werden kann. Die Schwenkbeweglichkeit des äußeren Ringabschnittes infolge des elastischen Gelenkbereiches sorgt dafür, dass bei einer von der Vorderseite her erfolgenden axialen Druckbeaufschlagung des Dichtelementes der ringförmige Stützvorsprung zwar eventuell an die gegenüberliegende Abstützfläche angedrückt wird, dies allerdings erst nach einem geringfügigen Verschwenken, wobei der Stützvorsprung radial von der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand abrückt. Eine durch den Kontakt zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung und der Abstützfläche hervorgerufene axiale Stauchung und damit verbundene radiale Aufweitung des Stützvorsprunges kann die axiale Beweglichkeit des Dichtelementes im Antriebsraum nicht beeinträchtigen, weil der Stützvorsprung im verschwenkten Zustand trotz axialer Stauchung nicht so weit radial aufgeweitet wird, dass er mit der Innenumfangsfläche der peripheren Begrenzungswand des Antriebsraumes in Kontakt tritt.
Das Dichtelement besteht insgesamt aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften und weist daher in dem Gelenkbereich die das Verschwenken des äußeren Ringabschnittes gewährleistende Gummielastizität auf. Zweckmäßigerweise besteht das Dichtelement ausschließlich aus einem Elastomermaterial und ist nicht als Verbundteil ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Mehrwegeventil, in dem die erfindungsgemäßen Maßnahmen verwirklicht sind,
2 den in 1 umrahmten Ausschnitt II in einer vergrößerten Darstellung,
3 einen nochmals vergrößerten Ausschnitt der in 2 illustrierten Anordnung, wobei oberhalb der Längsachse liegende Abschnitte des Dichtelementes und des Schieberkörpers im unbetätigten Zustand bei druckloser Beaufschlagungskammer gezeigt sind, und
4 die Anordnung aus 3 bei betätigtem Mehrwegeventil im mit einem Antriebsfluid druckbeaufschlagten Zustand der Beaufschlagungskammer.
Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Mehrwegeventil 1 verfügt über ein Ventilgehäuse 2, das in seinem Innern eine längliche Schieberaufnahme 3 mit Längsachse 4 definiert. In die Schieberaufnahme 3 münden an axial zueinander beabstandeten Stellen mehrere das Ventilgehäuse 2 durchsetzende Ventilkanäle 5 ein, die andererseits jeweils zu einer Außenfläche des Ventilgehäuses 2 ausmünden.
In der Schieberaufnahme 3 erstreckt sich ein eine Längserstreckung mit Längsachse 6 aufweisender Ventilschieber 7, der relativ zum Ventilgehäuse 2 unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Umschaltbewegung 8 verschiebbar ist. Die Umschaltbewegung 8 fällt mit der Achsrichtung der Längsachse 6 zusammen, die wiederum zweckmäßigerweise mit der Längsachse 4 der Schieberaufnahme 3 zusammenfällt.
Im Rahmen der Umschaltbewegung 8 kann der Ventilschieber 7 in mehreren Schaltstellungen positioniert werden, in denen er die Ventilkanäle 5 nach einem vorbestimmten Muster voneinander abtrennt und/oder fluidisch miteinander verbindet.
Das Mehrwegeventil 1 des Ausführungsbeispiels ist ein 5/2-Wegeventil und enthält insgesamt fünf Ventilkanäle 5, von denen ein mittlerer Ventilkanal 5 ein mit einer nicht abgebildeten externen Druckfluidquelle verbindbarer Speisekanal 5a ist. Axial beidseits des Speisekanals 5a mündet je ein als Arbeitskanal 5b, 5c fungierender Ventilkanal 5 ein, der mit einem anzusteuernden Verbraucher, insbesondere einem fluidbetätigten Antrieb, verbindbar ist. Auf diese beiden Arbeitskanäle 5b, 5c folgt nach axial außen hin je ein als Entlastungskanal 5d, 5e fungierender Ventilkanal 5, der im Betrieb des Mehrwegeventils 1 mit einer Drucksenke und insbesondere mit der Atmosphäre verbunden ist.
An dem Ventilschieber 7 an axial zueinander beabstandeten Stellen angeordnete Dichtflächen 12 sind in der Lage, mit ortsfest am Ventilgehäuse 2 angeordneten Gegendichtflächen 13 derart zusammenzuwirken, dass in einer ersten von zwei Schaltstellungen des Ventilschiebers 7 der eine Arbeitskanal 5b mit dem Speisekanal 5a verbunden und gleichzeitig vom benachbarten Entlastungskanal 5d abgetrennt ist, wobei zur gleichen Zeit der andere Arbeitskanal 5c vom Speisekanal 5a abgetrennt und mit dem benachbarten Entlastungskanal 5e verbunden ist. In der zweiten Schaltstellung liegen vertauschte Verhältnisse vor. Auf diese Weise können die beiden Arbeitskanäle 5b, 5c abwechselnd mit dem Speisekanal 5a und einem der Entlastungskanäle 5d, 5e verbunden werden.
Bevorzugt sind die Dichtflächen 12 von Dichtringen 14, insbesondere von O-Ringen, gebildet, die ein Bestandteil des Ventilschiebers 7 sind und die bevorzugt in Ringnuten 11 Ventilschiebers 7 gehalten sind. Die Gegendichtflächen 13 sind in diesem Fall zweckmäßigerweise unmittelbar von harten Flächenabschnitten des Ventilgehäuses 2 gebildet. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die Dichtflächen 12 bildende elastische Dichtringe 14 am Ventilgehäuse 2 und kooperieren mit harten Dichtflächen am Ventilschieber 7.
Der Ventilschieber 7 verfügt zweckmäßigerweise über einen länglichen Schieberkörper 15, der die gleiche Längsachse 4 wie der Ventilschieber 7 aufweist. Dieser Schieberkörper 15 enthält zweckmäßigerweise einen kolben- oder stangenförmigen Steuerabschnitt 16, der beim Ausführungsbeispiel die Dichtflächen 12 und dabei insbesondere die Dichtringe 14 trägt.
An mindestens einer der beiden axialen Stirnseiten verfügt der Ventilschieber 7 über einen Antriebsabschnitt 17, wobei er beim Ausführungsbeispiel an beiden axialen Endbereichen einen solchen Antriebsabschnitt 17 aufweist. Mindestens einer und bevorzugt jeder dieser Antriebsabschnitte 17 ist ausgebildet, um durch Fluidbeaufschlagung mittels eines Antriebsfluides eine Betätigungskraft zu erfahren, die eine Umschaltbewegung 8 hervorruft. Alternativ kann einer dieser für eine aktive Betätigung ausgelegten Antriebsabschnitte 17 auch entfallen und insbesondere durch Komponenten einer mit Federmitteln ausgestatteten Rückstelleinrichtung ersetzt sein, die den Ventilschieber 7 in eine Grundstellung vorspannen. Man spricht in diesem Fall von einem monostabilen Ventil. Die Federmittel der Rückstelleinrichtung können mechanische Federmittel oder eine Luftfeder sein.
Anhand der 2 bis 4 wird im Folgenden eine vorteilhafte Ausgestaltung des Antriebsabschnittes 17 erläutert. Verfügt der Ventilschieber 7 an beiden axialen Endbereichen über einen zur Fluidbeaufschlagung ausgebildeten Antriebsabschnitt 17, sind vorzugsweise beide Antriebsabschnitte 17 in der im Folgenden geschilderten Weise ausgebildet.
Die 2 bis 4 zeigen nur einen Ausschnitt des Ventilgehäuses 2, das einen hülsenartigen Einsatz 2a aufweist, der in einen nicht weiter illustrierten Hüllabschnitt des Ventilgehäuses 2 eingesetzt ist. Dieser hülsenartige Einsatz 2a begrenzt peripher zumindest einen Längenabschnitt der Schieberaufnahme 3. Alternativ kann die Schieberaufnahme 3 aber auch direkt zumindest partiell ohne einen hülsenartigen Einsatz 2a in einem einstückigen Bestandteil des Ventilgehäuses 2 ausgebildet sein.
Der Antriebsabschnitt 17 befindet sich in einem Antriebsraum 18 des Mehrwegeventils 1, der vom axialen Endabschnitt der Schieberaufnahme 3 gebildet ist. Der Antriebsraum 18 ist peripher von einer Begrenzungswand 22 des Ventilgehäuses 2 umschlossen, die über eine zu der Längsachse 4 koaxiale, zylindrische Innenumfangsfläche 23 verfügt. Der Antriebsraum 18 ist axial außen von einem Gehäusedeckel 24 des Ventilgehäuses 2 verschlossen und ist axial innen dadurch fluiddicht verschlossen, dass die dem Antriebsabschnitt 17 benachbarte Dichtfläche 12 mit einer am Ventilgehäuse 2 angeordneten Gegendichtfläche 13 dichtend zusammenwirkt.
Der Schieberkörper 15 weist einen in dem Antriebsraum 18 angeordneten und zweckmäßigerweise an dem Steuerabschnitt 16 angebrachten Abstützteller 25 auf, dessen vom Schieberkörper 15 axial wegweisende Stirnfläche eine hinsichtlich ihrer Funktion noch zu erläuternde axiale Abstützfläche 26 bildet. Der Abstützteller 25 kann einstückig mit dem Steuerabschnitt 16 verbunden sein oder ist, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft, ein bezüglich des Steuerabschnittes 16 separates Bauteil. Exemplarisch ist der Abstützteller 25 durch Befestigungsmittel 27 axial unbeweglich mit dem Steuerabschnitt 16 verbunden. Als Befestigungsmittel ist insbesondere eine Befestigungsschraube 28 vorgesehen, die von einer Stirnseite her koaxial in den Steuerabschnitt 16 eingeschraubt ist, wobei sie durch ein zentrales Befestigungsloch 33 des bevorzugt ringscheibenförmig gestalteten Abstütztellers 25 hindurchgreift.
Der Abstützteller 25 ist mit einer axial offenen Zentrierausnehmung 34 auf den bevorzugt zylindrischen Endabschnitt des Steuerabschnittes 16 aufgesteckt und wird durch den Schraubenkopf 35 mit der Stirnfläche des Steuerabschnittes 16 verspannt. Dieser Schraubenkopf 35 steht beim Ausführungsbeispiel an der dem Steuerabschnitt 16 axial entgegengesetzten Seite über den Abstützteller 25 vor, wobei er zweckmäßigerweise ein Stückweit in den Abstützteller 25 eintaucht. Die vom Schieberkörper 12 axial abgewandte Stirnfläche des Schraubenkopfes 35 ist auch ein Bestandteil der schon angesprochenen Abstützfläche 26, die infolge des axial vorstehenden Schraubenkopfes 35 in radialer Richtung abgestuft ist.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abstützfläche 26 stufenlos ausgebildet und verläuft zweckmäßigerweise in einer zu der Längsachse 6 rechtwinkeligen Ebene.
Die Abstützfläche 26 ist ein Bestandteil des Antriebsabschnittes 17, zu dem außerdem ein scheibenförmiges Dichtelement 36 gehört, das der Abstützfläche 26 axial gegenüberliegt. Das über gummielastische Eigenschaften verfügende Dichtelement 36 hat eine der Abstützfläche 26 zugewandte Rückseite 39, mit der es abhängig vom Betriebszustand des Mehrwegeventils 1 in einem mehr oder weniger großen Ausmaß an der Abstützfläche 26 anliegt.
Das scheibenförmige Dichtelement 36 ist einstückig ausgebildet und besteht zweckmäßigerweise aus einem Elastomermaterial. Es ist durchweg geschlossen und an keiner Stelle axial durchbrochen.
Das scheibenförmige Dichtelement 36 hat eine runde und bevorzugt kreisrunde Außenkontur. Es verfügt über eine Längsachse 37, die bevorzugt koaxial zu der Längsachse 6 ausgerichtet ist. Im Bereich seines radialen Außenumfanges verfügt das Dichtelement 36 über eine zu der Längsachse 37 konzentrische Dichtlippe 38, die unter Abdichtung gleitverschieblich an der Innenumfangsfläche 23 der Begrenzungswand 22 anliegt.
Das Dichtelement 36 hat eine der Rückseite 39 axial entgegengesetzte Vorderseite 42. Die Vorderseite 42 ist von dem Schieberkörper 15 axial wegweisend ausgerichtet. Durch den Dichtkontakt zwischen der Dichtlippe 38 und der Innenumfangsfläche 23 der Begrenzungswand 22 wird der Antriebsraum 18 in eine der Rückseite 39 vorgelagerte und im Folgenden als Beaufschlagungskammer 44 bezeichnete vordere Teilkammer und eine diesbezüglich entgegengesetzte, die Abstützfläche 26 und exemplarisch auch den Abstützteller 25 aufnehmende hintere Teilkammer 43 fluiddicht unterteilt. In die Beaufschlagungskammer 44 mündet ein das Ventilgehäuse 2 durchsetzender Steuerkanal 45, durch den hindurch die Beaufschlagungskammer 44 wahlweise mit einem Antriebsfluid beaufschlagbar oder druckmäßig entlastbar ist. Die Zufuhr des Antriebsfluides ist durch nicht weiter abgebildete Vorsteuerventilmittel steuerbar, die ein Bestandteil des Mehrwegeventils 1 sind oder auch diesbezüglich unabhängig ausgebildet sein können.
Eine Fluidbeaufschlagung der Beaufschlagungskammer 44 mit Antriebsfluid hat zur Folge, dass das Antriebsfluid gemäß Pfeilen 46 auf die Vorderseite 42 des Dichtelementes 36 axial einwirkt und dadurch das Dichtelement 36 mit seiner Rückseite 39 an die Abstützfläche 26 andrückt, sodass der gesamte Ventilschieber 7 eine Umschaltbewegung 8 ausführt, bei der sich das Volumen der Beaufschlagungskammer 44 vergrößert. In der Zeichnung bewegt sich der Ventilschieber 7 dabei nach links.
An seiner Vorderseite 42 weist das Dichtelement 36 eine zu der Längsachse 37 konzentrische und axial nach vorne hin offene vordere Ringnut 47 auf. Diese vordere Ringnut 47 hat einen Nutgrund 48, von dem aus sie sich in Richtung zu der Vorderseite 42 in ihrem Querschnitt insbesondere kontinuierlich erweitert. Die vordere Ringnut 47 ist von einer nach radial innen orientierten äußeren Nutflanke 48a und einer nach radial außen orientierten inneren Nutflanke 48b begrenzt, die in Richtung zu der Vorderseite 42 divergieren, wobei die äußere Nutflanke 48a unmittelbar von der Dichtlippe 38 gebildet ist.
Vorzugsweise hat die vordere Ringnut 47 einen V-förmigen Querschnitt.
Aufgrund der vorderen Ringnut 47 besitzt die Dichtlippe 38 ein radiales Verformungsvermögen. Im nicht in den Antriebsraum 18 eingebauten Zustand ist der im Bereich der Dichtlippe 38 gemessene Außendurchmesser ”D2” des Dichtelementes 36 größer als der Innendurchmesser ”D1” des Antriebsraumes 18, sodass die Dichtlippe 38 im in den Antriebsraum 18 eingesetzten Zustand des Dichtelementes 36 unter Ausbildung einer elastischen Rückstellkraft nach radial innen verformt ist und ihr Außendurchmesser in diesem eingebauten Zustand dem Innendurchmesser ”D1” des Antriebsraums 18 entspricht.
In 2 ist gestrichelt die unverformte Dichtlippe 38 mit ihrem Außendurchmesser ”D2” kenntlich gemacht.
Das in die Beaufschlagungskammer 44 einströmende Antriebsfluid dringt auch in die vordere Ringnut 47 ein und drückt somit die Dichtlippe 38 verstärkt nach radial außen gegen die Innenumfangsfläche 22. Auf diese Weise wird ein besonders intensiver Dichtkontakt hergestellt.
Eine Besonderheit des scheibenförmigen Dichtelementes 36 besteht darin, dass es auch an seiner Rückseite 39 über eine nicht von einem Festkörper gefüllte freie Ringnut verfügt, die im Folgenden als hintere Ringnut 52 bezeichnet wird und die axial, zu der Rückseite 39 hin, offen ist.
Die hintere Ringnut 52 befindet sich bezogen auf die radialen Abmessungen des Dichtelementes 36 in der Nachbarschaft der vorderen Ringnut 47, zu der sie allerdings beabstandet ist. Auf diese Weise sind die beiden Ringnuten 47, 52 von einem im Querschnitt stegartigen Abschnitt des Dichtelementes 36 voneinander getrennt, der aufgrund der Gummielastizität des Materials des Dichtelementes 36 einen elastischen Gelenkbereich 53 definiert, der ringförmig ausgebildet und koaxial zu den beiden Ringnuten 47, 52 angeordnet ist.
Durch diesen ringförmigen Gelenkbereich 53 wird das Dichtelement 36 radial in einen innen angeordneten scheibenförmigen Zentralabschnitt 54 und einen diesen scheibenförmigen Zentralabschnitt 54 koaxial umschließenden äußeren Ringabschnitt 55 unterteilt. Der Gelenkbereich 53 bildet einen elastischen Verbindungsbereich zwischen dem scheibenförmigen Zentralabschnitt 54 und dem äußeren Ringabschnitt 55.
Zu dem äußeren Ringabschnitt 55 gehören zum einen die schon erwähnte Dichtlippe 38, die sich ausgehend von dem elastischen Gelenkbereich 53 schräg nach radial außen und gleichzeitig in Richtung der Vorderseite 42 des Dichtelementes 36 erstreckt. Darüber hinaus enthält der äußere Ringabschnitt 55 als weiteren Bestandteil einen der Rückseite 39 zugeordneten ringförmigen Stützvorsprung 56, der die hintere Ringnut 52 radial außen begrenzt. Die Dichtlippe 38 und der Ringvorsprung 56 gehen unmittelbar ineinander über und ragen, im Querschnitt gemäß 2 bis 4 betrachtet, von dem stegförmigen Gelenkbereich 53 in entgegengesetzte Richtungen axial weg.
Der Ringvorsprung 56 ist bevorzugt von hohlzylindrischer Gestalt. Sein maximaler Außendurchmesser ”D3” ist sowohl im nicht eingebauten als auch im eingebauten Zustand des Dichtelementes 36 kleiner als der Innendurchmesser ”D1” des Antriebsraums 18. Auf diese Weise ist der ringförmige Stützvorsprung 56 unter allen Umständen mit einem radialen Abstand zu der Innenumfangsfläche 23 der Begrenzungswand 22 angeordnet und es befindet sich radial zwischen dem Stützvorsprung 56 und der genannten Innenumfangsfläche 23 ein axial zu Rückseite 39 hin offener freier Ringspalt 57.
Der scheibenförmige Zentralabschnitt 54 weist an der Rückseite 39 eine innere Gegenabstützfläche 58 auf, mit der das Dichtelement 36 an der Abstützfläche 26 anliegt. Der ringförmige Stützvorsprung 56 hat eine ebenfalls der Abstützfläche 26 zugewandte ringförmige hintere Stirnfläche 62, die mit axialem Abstand zu der ihr axial gegenüberliegenden Abstützfläche 26 angeordnet ist, wenn der scheibenförmige Zentralabschnitt 54 mit seiner inneren Gegenabstützfläche 58 an der Abstützfläche 26 anliegt und die Beaufschlagungskammer 44 drucklos ist. Dieser Zustand ist aus den 2 und 3 ersichtlich. In diesem unbetätigten Betriebszustand erstreckt sich also axial zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung 56 und der Abstützfläche 26 ein nach radial außen und nach radial innen offener rückseitiger Ringspalt 63.
Der elastische Gelenkbereich 53 ermöglicht eine relative Schwenkbewegung des äußeren Ringabschnittes 55 relativ zu dem scheibenförmigen Zentralabschnitt 54. Aktiv verschwenkt wird der äußere Ringabschnitt 55, wenn die Beaufschlagungskammer 44 mit dem Antriebsfluid beaufschlagt wird, das dann auch an der Vorderseite 42 auf den äußeren Ringabschnitt 55 einwirkt. Die Folge hiervon ist ein durch Pfeil 64 illustriertes Verschwenken des äußeren Ringabschnittes 55, wobei sich der ringförmige Stützvorsprung 56 unter gleichzeitiger Verengung der hinteren Ringnut 52 an die Abstützfläche 26 annähert. Die mit dem Verschwenken einhergehende elastische Verformung des Gelenkbereiches 53 kann letztlich dazu führen, dass der ringförmige Stützvorsprung 56 mit seiner hinteren Stirnfläche 62 an der Abstützfläche 26 zur Anlage gelangt, sodass die hintere Stirnfläche 62 eine äußere Gegenabstützfläche 58 bildet, mit der sich der ringförmige Stützvorsprung 56 axial an der Abstützfläche 26 abstützt. Dieser Betriebszustand ist in 4 illustriert.
Folglich stützt sich das Dichtelement 36 im fluidbeaufschlagten Zustand der Beaufschlagungskammer 44 sowohl mit der inneren Gegenabstützfläche 58 des scheibenförmigen Zentralabschnittes 54 als auch mit der äußeren Gegenabstützfläche 65 des äußeren Ringabschnittes 55 beziehungsweise des ringförmigen Stützvorsprungs 56 an der Abstützfläche 26 ab, wodurch die Druckkraft des Antriebsfluides großflächig verteilt in den Schieberkörper 15 eingeleitet wird.
Gleichzeitig sorgt die Abstützung des äußeren Ringabschnittes 55 dafür, dass sich die Dichtlippe 38 unter keinen Umständen umstülpen kann.
Insbesondere bei relativ geringem Druck des Antriebsfluides und geringem Widerstand des Ventilschiebers 7 kann die elastische Verformung des äußeren Ringabschnittes 55 auch geringer ausfallen, sodass der ringförmige Stützvorsprung 56 bei Betätigung des Ventilschiebers 7 mit seiner äußeren Gegenabstützfläche nicht in Kontakt mit der Abstützfläche 26 gelangt.
Das bei Druckbeaufschlagung auftretende Verschwenken des äußeren Ringabschnittes 55 hat auch den vorteilhaften Effekt, dass sich der ringförmige Stützvorsprung 56 radial von der Innenumfangsfläche 23 entfernt und die radiale Breite des Ringspaltes 57 größer wird. Liegt der Stützvorsprung 56 mit der äußeren Gegenabstützfläche 65 an der Abstützfläche 26 an, wird zwar der Stützvorsprung 56 durch die axiale Druckbeaufschlagung 46 axial gestaucht, was mit einer radialen Aufweitung einhergeht, die dem Effekt der Vergrößerung der Spaltbreite des Ringspaltes 57 entgegenwirkt. Allerdings ist dieser Effekt nicht von gleicher Intensität wie der Schwenkvorgang, sodass letztlich trotz des axialen Anpressens des Stützvorsprunges 56 an die Abstützfläche 26 ein Ringspalt 57 radial zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung 56 und der Innenumfangsfläche 23 verbleibt, was ein radiales Verklemmen oder Verspannen des Dichtelementes 36 in dem Antriebsraum 18 verhindert.
Bei dem Dichtelement 36 handelt es sich vorzugsweise um ein bezüglich des Schieberkörpers 15 separates Bauteil, das mit seiner Rückseite 39 nur lose an der Abstützfläche 26 des Schieberkörpers 15 anliegt. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage des Ventilschiebers 7. Auch können die axialen Abmessungen des Antriebsabschnittes 17 auf diese Weise sehr klein gehalten werden. Eine Konsequenz dieses Aufbaus ist allerdings, dass das Dichtelement 36 im drucklosen Zustand der Beaufschlagungskammer 44 axial von dem Schieberkörper 15 abheben kann. Entfernt sich das Dichtelement 36 axial vom Schieberkörper 15, besteht grundsätzlich die Gefahr eines Verkippens des Dichtelementes 36 im Antriebsraum 18. Dieser Verkippungsgefahr wird bei dem erfindungsgemäßen Dichtelement 36 durch den ringförmigen Stützvorsprung 56 entgegengewirkt, der zum einen ausreichend lang bemessen ist und zum anderen einen nur geringen radialen Abstand zu der Begrenzungswand 22 aufweist. Durch die gelenkige Aufhängung über den elastischen Gelenkbereich 53 wird dabei in der oben beschriebenen Weise vermieden, dass der Stützvorsprung 56 bei seiner aufgrund der Druckbeaufschlagung erfolgenden axialen Stauchung so weit radial aufgeweitet wird, dass er eine Klemmung des Dichtelementes 36 in dem Antriebsraum 18 hervorruft.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die vordere Ringnut 47 im Vergleich zu der diesbezüglich koaxialen hinteren Ringnut 52 mit einem größeren Durchmesser zu versehen. Die vordere Ringnut 47 liegt also radial näher bei der Innenumfangsfläche 23 als die hintere Ringnut 52. Vorzugsweise ist der Durchmesser der vorderen Ringnut 47 im Bereich ihres Nutgrundes 48 größer als der Durchmesser der hinteren Ringnut 52 im Bereich deren Nutgrundes 66. Dadurch weist der elastische Gelenkbereich 53 eine Neigung bezüglich der Längsachse 37 auf, was den angestrebten Schwenkvorgang begünstigt.
Was die Querschnittsform der beiden Ringnuten 47, 52 anbelangt, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Nutflanken 48a, 48b der vorderen Ringnut 47 zur Nutöffnung hin stärker divergieren, als dies bei der hinteren Ringnut 52 der Fall ist.
Die äußere Gegenabstützfläche 65 ist zweckmäßigerweise ringförmig in sich geschlossen ausgebildet. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist sie in der Umfangsrichtung rings um die Längsachse 37 herum segmentiert und in einzelne, zueinander beabstandete Flächenabschnitte unterteilt.
Die in Achsrichtung der Längsachse 37 gemessene Länge der beiden Ringnuten 47, 52 ist vorzugsweise so bemessen, dass sich die beiden Ringnuten 47, 52 in der axialen Richtung des Dichtelementes 36 nicht überlappen. Als besonders zweckmäßig wird es erachtet, wenn zwischen den beiden Ringnuten 47, 52 ein axialer Abstand vorliegt, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
Die 2 und 3 illustrieren eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung des Dichtelementes 36, bei der die an dem ringförmigen Stützvorsprung 56 ausgebildete äußere Gegenabstützfläche 65 im drucklosen Zustand der Beaufschlagungskammer 44 bezüglich der Längsachse 37 des Dichtelementes 36 schräg verläuft. Bevorzugt hat die äußere Gegenabstützfläche 65 eine kegelige Formgebung, sodass sich der rückseitige Ringspalt 63 nach radial außen hin erweitert. Der der schrägen äußeren Gegenabstützfläche 65 axial gegenüberliegende Abschnitt der Abstützfläche 26 erstreckt sich vorzugsweise in einer zu der Längsachse 6 des Ventilschiebers 7 rechtwinkeligen Ebene.
Die Neigung der äußeren Gegenabstützfläche 65 ist insbesondere so gewählt, dass die äußere Gegenabstützfläche 65 im durch die Druckbeaufschlagung hervorgerufenen verschwenkten Zustand mit der gesamten hinteren Stirnfläche 62 als äußere Gegenabstützfläche 65 an der Abstützfläche 26 anliegt.
Die rückseitig an dem scheibenförmigen Zentralabschnitt 54 ausgebildete innere Gegenabstützfläche 58 ist bevorzugt komplementär zur axial gegenüberliegenden Abstützfläche 26 konturiert, um durchweg eine axiale Anlage an dieser Abstützfläche 26 zu ermöglichen. Beim Ausführungsbeispiel ist die innere Gegenabstützfläche 58 daher ebenfalls in radialer Richtung abgestuft. Die Abstufung resultiert daher, dass der scheibenförmige Zentralabschnitt 54 an der Rückseite 39 über eine mittige Vertiefung 67 verfügt, die entsprechend des axial über den Abstützteller 25 vorstehenden Bestandteils des Schraubenkopfes 35 konturiert ist. Der Schraubenkopf 35 taucht daher in die mittige Vertiefung 67 ein. Die innere Gegenabstützfläche 58 setzt sich aus der Grundfläche der mittigen Vertiefung 67 und aus der die mittige Vertiefung 67 umrahmenden rückseitigen Ringfläche des scheibenförmigen Zentralabschnittes 54 zusammen.
Wird die Beaufschlagungskammer 44 zum Umschalten des Ventilschiebers 7 mit Antriebsfluid beaufschlagt, so wird der scheibenförmige Zentralabschnitt 54 des Dichtelementes 36 zum einen an die Stirnfläche des in die mittige Vertiefung 67 eintauchenden Schraubenkopfes 35 angedrückt und zum anderen auch an den den Schraubenkopf 35 umschließenden ringförmigen Flächenabschnitt des Abstütztellers 25. Zusätzlich wird dann zweckmäßigerweise auch der um den elastischen Gelenkbereich 53 verschwenkte und verformte ringförmige Stützvorsprung 56 mit der an ihm ausgebildeten äußeren Gegenabstützfläche 65 an den Abstützteller 25 angedrückt.
Bei einer anschließenden Druckentlastung der Beaufschlagungskammer 44 schwenkt der äußere Ringabschnitt 55 aufgrund der Elastizität des Gelenkbereiches 53 wieder in die aus 2 und 3 ersichtliche Ausgangsstellung zurück, in der die äußere Gegenabstützfläche 65 vom Abstützteller 25 entfernt ist und nach wie vor ein radialer Ringspalt 57 zwischen dem ringförmigen Stützvorsprung 56 und der Innenumfangsfläche 23 der Begrenzungswand 22 vorliegt. Der scheibenförmige Zentralabschnitt 54 kann dabei nach wie vor an der Abstützfläche 26 anliegen.
Wird der Ventilschieber 7 durch entsprechende Beaufschlagung des dem entgegengesetzten axialen Endbereich zugeordneten Antriebsabschnittes 17 im Sinne einer Verringerung des Volumens der Beaufschlagungskammer 44 verschoben, so schiebt dabei der Schieberkörper 15 das nicht mehr druckbeaufschlagte Dichtelement 36 vor sich her.
Es versteht sich, dass die innere Gegenabstützfläche 58 als eine unabgestufte ebene Fläche ausgeführt wird, wenn auch der ihr gegenüberliegende Bereich der Abstützfläche 26 eben ist. Die mittige Vertiefung 67 ist in diesem Falle nicht vorhanden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006040052 A1 [0002]
EP 1795786 B1 [0003]

Claims

Mehrwegeventil, mit einem Ventilgehäuse (2), in dem ein Ventilschieber (7) in Achsrichtung seiner Längsachse (6) linear verschiebbar angeordnet ist, der einen Schieberkörper (15) mit einer an wenigstens einer seiner beiden Stirnseiten angeordneten, axial vom Schieberkörper (15) wegweisenden Abstützfläche (26) aufweist, wobei an der Abstützfläche (26) ein in einem Antriebsraum (18) des Ventilgehäuses (2) angeordnetes, aus Material mit gummielastischen Eigenschaften bestehendes scheibenförmiges Dichtelement (36) mit seiner Rückseite (39) anliegen kann oder anliegt, das radial außen eine gleitverschieblich an der Innenumfangsfläche (23) einer peripheren Begrenzungswand (22) des Antriebsraumes (18) anliegende, sich schräg nach radial außen und zugleich axial von der Rückseite (39) weg erstreckende umlaufende Dichtlippe (38) aufweist und das mit seiner der Rückseite (39) axial entgegengesetzten Vorderseite (42) eine zum Verschieben des Ventilschiebers (7) mit einem Antriebsfluid beaufschlagbare Beaufschlagungskammer (44) des Antriebsraumes (18) begrenzt, wobei das Dichtelement (36) an seiner Vorderseite (42) eine axial offene und radial außen von der Dichtlippe (38) begrenzte vordere Ringnut (47) und an seiner Rückseite (39) eine ebenfalls axial offene hintere Ringnut (52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringnuten (47, 52) gemeinsam einen ringförmigen, elastischen Gelenkbereich (53) des Dichtelementes (36) begrenzen, der einen äußeren Ringabschnitt (55) verschwenkbar mit einem von dem äußeren Ringabschnitt (55) umschlossenen scheibenförmigen Zentralabschnitt (54) des Dichtelementes (36) verbindet, wobei der äußere Ringabschnitt (55) an seiner Vorderseite die Dichtlippe (38) und an seiner Rückseite einen ringförmigen Stützvorsprung (56) aufweist, wobei der ringförmige Stützvorsprung (56) mit radialem Abstand zu der Innenumfangsfläche (23) der peripheren Begrenzungswand (22) des Antriebsraumes (18) und mit axialem Abstand zu der Abstützfläche (26) des Schieberkörpers (15) angeordnet ist und rückseitig eine der Abstützfläche (26) zugewandte äußere Gegenabstützfläche (65) aufweist, die bei Druckbeaufschlagung der Beaufschlagungskammer (44) infolge eines daraus resultierenden Verschwenkens des äußeren Ringabschnittes (55) unter Beibehaltung eines radialen Abstandes zu der Innenumfangsfläche (23) der peripheren Begrenzungswand (22) und unter Verringerung des Querschnittes der hinteren Ringnut (52) zusätzlich zu dem scheibenförmigen Zentralabschnitt (54) an der Abstützfläche (26) des Schieberkörpers (15) zur Anlage gelangen kann.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Ringnut (47) einen größeren Durchmesser als die zu der vorderen Ringnut (47) koaxiale hintere Ringnut (52) aufweist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der vorderen Ringnut (47) im Bereich ihres Nutgrundes (48) größer ist als der Durchmesser der hinteren Ringnut (52) im Bereich deren Nutgrundes (66).
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringnuten (47, 52) ohne axiale Überlappung und zweckmäßigerweise mit axialem Abstand zueinander in dem Dichtelement (36) ausgebildet sind.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Ringnut (47) einen V-förmigen Querschnitt hat, wobei ihre Nutflanken (48a, 48b) zur Nutöffnung hin stärker divergieren, als dies bei der hinteren Ringnut (52) der Fall ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ringförmigen Stützvorsprung (56) ausgebildete äußere Gegenabstützfläche (65) ringförmig ausgebildet ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ringförmigen Stützvorsprung (56) ausgebildete äußere Gegenabstützfläche (65) schräg bezüglich der Längsachse (37) des Dichtelementes (36) verläuft und sich nach radial außen hin zunehmend von der Abstützfläche (26) entfernt, sodass im drucklosen Zustand der Beaufschlagungskammer (44) zwischen der Abstützfläche (26) und der äußeren Gegenabstützfläche (65) ein sich nach radial außen hin erweiternder Ringspalt (63) ausgebildet ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Gegenabstützfläche (65) in einem bezüglich des scheibenförmigen Zentralabschnittes (54) verschwenkten Zustand des ringförmigen Stützvorsprunges (56) plan an der Abstützfläche (26) des Schieberkörpers (15) anliegt.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (26) an einem Abstützteller (25) des Schieberkörpers (15) ausgebildet ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Zentralabschnitt (54) rückseitig eine mittige Vertiefung (65) aufweist, in die ein Vorsprung des Schieberkörpers (15) eintaucht, insbesondere der Schraubenkopf (35) einer Befestigungsschraube (28), mit der ein die Abstützfläche (26) aufweisender Abstützteller (25) an einem bezüglich des Abstütztellers (25) gesonderten Steuerabschnitt (16) des Schieberkörpers (15) befestigt ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im nicht in den Antriebsraum (18) eingesetzten Zustand des Dichtelementes (36) der im Bereich der Dichtlippe (38) gemessene Außendurchmesser (”D2”) größer ist als der Durchmesser (”D1”) des Antriebsraumes (18), der seinerseits größer ist als der maximale Außendurchmesser (”D3”) des ringförmigen Stützvorsprunges (56).
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Dichtelement (36) ein bezüglich des Schieberkörpers (15) separates Bauteil ist, das mit seiner Rückseite (39) lose an der Abstützfläche (26) des Schieberkörpers (15) anliegt und in seiner Gesamtheit axial von dem Schieberkörper (15) abhebbar ist.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberkörper (15) einen kolbenförmigen Steuerabschnitt (16) aufweist, an dem mehrere mit axialem Abstand zueinander angeordnete ringförmige Dichtflächen (12) angeordnet sind, die zur Steuerung einer Fluidströmung mit am Ventilgehäuse (2) angeordneten Gegendichtflächen (13) zusammenarbeiten können.
Mehrwegeventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Dichtflächen (12) an Dichtungsringen (14) ausgebildet sind, die in Ringnuten (11) des Steuerabschnittes (16) gehalten sind.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Dichtelement (36) ein einstückiges, aus Elastomermaterial bestehendes Bauteil ist.