DE102016220857B4

DE102016220857B4 - Ventilschieber und damit ausgestattetes Ventil

Info

Publication number: DE102016220857B4
Application number: DE102016220857.8A
Authority: DE
Inventors: Heiko Kühbauch; Sarantis Pantazis
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2036-10-25
Also published as: DE102016220857A1; CN107975619A; CN107975619B

Abstract

Ventilschieber eines zur Steuerung einer Strömung eines Fluides dienenden Ventils, der zur axial verschieblichen Anordnung in einer Schieberaufnahme (3) des Ventils (1) vorgesehen ist, mit einer eine mittige Längsachse (25) aufweisenden starren Grundeinheit (24), die mindestens einen bezüglich eines Schaftkörpers (7) radial abstehenden Trägerabschnitt (26) aufweist, der zur Bildung einer Steuereinheit (8) des Ventilschiebers (5) einen über gummielastische Eigenschaften verfügenden ringförmigen Dichtungskörper (18) trägt, der partiell in einem zwischen zwei axial beabstandeten ersten und zweiten Abstützwänden (34, 35) des Trägerabschnittes (26) definierten, radial außen offenen ringförmigen Dichtungskörper-Aufnahmeraum (37) aufgenommen ist und die beiden Abstützwände (34, 35) mit einem zur Abdichtung gegenüber einer peripheren Begrenzungswand (13) der Schieberaufnahme (3) vorgesehenen ringförmigen Dichtabschnitt (22) radial überragt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abstützwände (34, 35) gesondert voneinander ausgebildet und durch Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (29) in ihrer gemeinsam den Dichtungskörper-Aufnahmeraum (37) begrenzenden Relativposition fixiert sind, wobei der Dichtungskörper (18) ein unmittelbar bei seiner Urformung fest an die erste Abstützwand (34) angeformter und durch diese Anformung unabhängig von der zweiten Abstützwand (35) an der ersten Abstützwand (34) fixierter Formkörper ist, der an der zweiten Abstützwand (35) ohne diesbezügliche Befestigung lediglich abgestützt oder abstützbar ist, und wobei der Dichtungskörper (18) an seiner der ersten Abstützwand (34) zugeordneten ersten axialen Stirnseite (55) mehrere in einer Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) um die mittige Längsachse (25) herum verteilte taschenartige Axialvertiefungen (47) aufweist, die jeweils mit einer von mehreren axialen Wanddurchbrechungen (34a) fluchten, die in der ersten Abstützwand (34) ebenfalls in der Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) verteilt ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilschieber eines zur Steuerung der Strömung eines Fluides dienenden Ventils, der zur axial verschieblichen Anordnung in einer Schieberaufnahme des Ventils vorgesehen ist, mit einer eine mittige Längsachse aufweisenden starren Grundeinheit, die mindestens einen bezüglich eines Schaftkörpers radial abstehenden Trägerabschnitt aufweist, der zur Bildung einer Steuereinheit des Ventilschiebers einen über gummielastische Eigenschaften verfügenden ringförmigen Dichtungskörper trägt, der partiell in einem zwischen zwei axial beabstandeten ersten und zweiten Abstützwänden des Trägerabschnittes definierten, radial außen offenen ringförmigen Dichtungskörper-Aufnahmeraum aufgenommen ist und die beiden Abstützwände mit einem zur Abdichtung gegenüber einer peripheren Begrenzungswand der Schieberaufnahme vorgesehenen ringförmigen Dichtabschnitt radial überragt. Die Erfindung betrifft ferner ein mit einem solchen Ventilschieber ausgestattetes Ventil zur Steuerung der Strömung eines Fluides, mit einem Ventilgehäuse, in dem eine Schieberaufnahme ausgebildet ist, in der der Ventilschieber axial verschiebbar angeordnet ist.
Die DE 10 2009 040 288 A1 beschreibt ein Ventil und einen Ventilschieber der vorgenannten Art, wobei der Ventilschieber in einer länglichen Schieberaufnahme eines Ventilgehäuses linear verschiebbar aufgenommen ist. Der Ventilschieber hat eine einstückige, sich aus einem Schaftkörper und mehreren axial beabstandet daran angeordneten und radial abstehenden Trägerabschnitten bestehende starre Grundeinheit, wobei jeder Trägerabschnitt mit einem lose in eine radial offene Ringnut eingelegten ringförmigen Dichtungskörper bestückt ist. Die Ringnut ist von zwei axial beabstandet zueinander angeordneten Abstützwänden flankiert, wobei der Dichtungskörper so dimensioniert ist, dass er die beiden Abstützwände mit einem ringförmigen Dichtabschnitt radial überragt. Dieser Dichtabschnitt ist in der Lage, abdichtend mit einer peripheren Begrenzungswand der Schieberaufnahme zu kooperieren, die bei dem bekannten Ventil teilweise von in die Schieberaufnahme eingesetzten metallischen Ringelementen definiert ist. Jeder Trägerabschnitt bildet zusammen mit dem von ihm getragenen Dichtungskörper eine Steuereinheit, die abhängig von der axialen Positionierung des Ventilschiebers in der Lage ist, Fluidverbindungen zwischen Ventilkanälen wahlweise freizugeben oder abzusperren.
Ein Nachteil des bekannten Ventilschiebers ist die aufwendige Montage der einzelnen, meist als O-Ringe ausgebildeten ringförmigen Dichtungskörper. Diese können zudem bei ungünstigen Strömungsverhältnissen aus der sie aufnehmenden Ringnut des Trägerabschnittes herausgezogen werden. Eine mit der Zeit eintretende Relaxation der Dichtungskörper kann ferner eine Vergrößerung des Ringdurchmessers zur Folge haben, was zu einem erhöhten Verschleiß führt, wenn der Dichtabschnitt über an der Begrenzungswand der Schieberaufnahme ausgebildete Steuerkanten hinweggleitet.
Aus der WO 2006/ 081 121 A1 gehen ein Ventil und ein Ventilschieber hervor, wobei der Ventilschieber in einer länglichen Schieberaufnahme eines Ventilgehäuses linear verschiebbar aufgenommen ist. Der Ventilschieber hat eine einstückige, sich aus einem Schaftkörper und mehreren axial beabstandet daran angeordneten, radial abstehenden Trägerabschnitten bestehende starre Grundeinheit. Jeder Trägerabschnitt weist eine radial offene Ringnut auf, die seitlich von zwei axial beabstandet zueinander angeordneten Abstützwänden flankiert ist und in der ein ringförmiger Dichtungskörper gehalten ist, der durch eine urformende Technik unmittelbar in der zugeordneten Ringnut erzeugt ist. Ein ringförmiger Dichtabschnitt des Dichtungskörpers ragt aus der Ringnut heraus und wirkt abdichtend mit einer peripheren Begrenzungswand der Schieberaufnahme zusammen.
Die DE 197 19 767 A1 offenbart ein Mehrwegeventil, das zwischen einem Ventilgehäuse und einem Ventilkolben angeordnete ringförmige Dichtmittel aufweist, die jeweils einen metallischen, starren Trägerring und ein an einem radialen Ringvorsprung des Trägerringes zum Beispiel durch Anvulkanisieren befestigtes Dichtelement aufweisen. Der Ringvorsprung kann über mehrere Durchbrechungen verfügen, die vom Material des Dichtelementes durchsetzt sind.
Aus der DE 41 37 805 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbenschiebers für ein Ventil bekannt, bei dem an einem Schieberkern durch Gießen mehrere jeweils eine Au-ßendichtfläche bildende, aus Kunststoffmaterial bestehende Steuerabschnitte angeformt werden.
In der US 2 782 801 A ist ein Ventil beschrieben, das einen Ventilschieber aufweist, der über einen Schieberkörper verfügt, an den mehrere aus einem flexiblen Material wie Gummi bestehende Dichtungskörper angeformt sind, die abdichtend mit der Wandung einer Bohrung eines Ventilgehäuses zusammenwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig herstellbaren, funktionssicher arbeitenden und verschleißarmen Ventilschieber sowie ein mit einem solchen Ventilschieber ausgestattetes Ventil bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Ventilschieber der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die beiden Abstützwände gesondert voneinander ausgebildet und durch Relativposition-Befestigungsmaßnahmen in ihrer gemeinsam den Dichtungskörper-Aufnahmeraum begrenzenden Relativposition fixiert sind, wobei der Dichtungskörper ein unmittelbar bei seiner Urformung fest an die erste Abstützwand angeformter und durch diese Anformung unabhängig von der zweiten Abstützwand an der ersten Abstützwand fixierter Formkörper ist, der an der zweiten Abstützwand ohne diesbezügliche Befestigung lediglich abgestützt oder abstützbar ist, und wobei der Dichtungskörper an seiner der ersten Abstützwand zugeordneten axialen Stirnseite mehrere in einer Grundkörper-Umfangsrichtung um die mittige Längsachse herum verteilte taschenartige Axialvertiefungen aufweist, die jeweils mit einer von mehreren axialen Wanddurchbrechungen fluchten, die in der ersten Abstützwand ebenfalls in der Grundkörper-Umfangsrichtung verteilt ausgebildet sind.
Die Aufgabe wird ferner mit einem Ventil der eingangs genannten Art gelöst, das mit einem in dem vorgenannten Sinne ausgebildeten Ventilschieber ausgestattet ist.
Das erfindungsgemäße Konzept eines Ventilschiebers nimmt bei der Ausgestaltung der mindestens einen Steuereinheit Abkehr von einem separat gefertigten und nachträglich lose in eine Ringnut eingelegten Dichtungsring, indem stattdessen der ringförmige Dichtungskörper unmittelbar bei seiner Urformung, das heißt direkt bei seiner formgebenden Herstellung so an die eine, erste Abstützwand des Trägerabschnitt angeformt wird, dass er unabhängig von der zweiten Abstützwand daran fixiert ist. Es ist also die Urformung des Dichtungskörpers unmittelbar mit der Fixierung des Dichtungskörpers an der ersten Abstützwand kombiniert. Insbesondere abhängig vom Formgebungsverfahren, von der Materialwahl und vom strukturellen Aufbau lassen sich dabei zwischen dem Dichtungskörper und der ersten Abstützwand eine Haftverbindung und/oder eine Formschlussverbindung realisieren. Die zweite Abstützwand ist bezüglich der ersten Abstützwand separat ausgebildet und bietet während der Nutzung des Ventilschiebers bezüglich des Dichtungskörpers eine axiale Abstützfunktion. Vor dem Einbau des Ventilschiebers in eine Schieberaufnahme eines Ventils liegt der Dichtungskörper mit oder ohne Vorspannung nur lose an der zweiten Abstützwand an. Zur gegenseitigen axialen Fixierung der beiden Abstützwände, das heißt zur Fixierung der axialen Relativposition der beiden Abstützwände, sind geeignete Befestigungsmaßnahmen vorhanden, die zur besseren Unterscheidung von anderen gegebenenfalls vorhandenen Befestigungsmaßnahmen als Relativposition-Befestigungsmaßnahmen bezeichnet seien.
Bei der Herstellung des Ventilschiebers lässt sich der Dichtungskörper sehr einfach und gut zugänglich an die erste Abstützwand anformen, wobei durch nachfolgende Anbringung der zweiten Abstützwand der Trägerabschnitt vervollständigt wird. Aufgrund der Fixierung des Dichtungskörpers an der ersten Abstützwand besteht im Betrieb des mit dem Ventilschieber ausgestatteten Ventils nicht die Gefahr, dass der Dichtungskörper durch an ihm angreifende Strömungskräfte aus dem Trägerabschnitt herausgezogen wird. Ferner ist die Relaxationsproblematik minimiert, da die Befestigung des Dichtungskörpers am Trägerabschnitt einer relaxationsbedingten Verformung des Dichtungskörpers entgegenwirkt. Die an der der ersten Abstützwand zugeordneten axialen Stirnseite in den Dichtungskörper eingebrachten taschenartigen Axialvertiefungen begünstigen das radiale Verformungsvermögen des ringförmigen Dichtabschnittes und gewährleisten bei montiertem Ventilschieber ein dichtes Anliegen an der Begrenzungswand der Schieberaufnahme mit aufgrund der Nachgiebigkeit gleichzeitigem Toleranzausgleich. Die mit den taschenartigen Axialvertiefungen des Dichtungskörpers fluchtenden axialen Wanddurchbrechungen der ersten Abstützwand ermöglichen bei der formgebenden Herstellung des Dichtungskörpers das Einführen von für die Ausbildung der Axialvertiefungen verantwortlichen Formgebungswerkzeugen, insbesondere Formgebungskernen, was eine rationelle Fertigung des Ventilschiebers gestattet. Das unmittelbare Anformen des Dichtungskörpers an die erste Abstützwand, das insbesondere durch Spritzgießen oder Anvulkanisieren erfolgt, bietet die Möglichkeit, den Dichtungskörper den individuellen Anforderungen entsprechend zu gestalten. Durch die taschenartigen Axialvertiefungen kann abhängig von der für sie gewählten Querschnittsform und/oder Querschnittsgröße insbesondere die radiale Nachgiebigkeit des Dichtabschnittes eingestellt werden, sodass ein sicherer Dichtkontakt zur Begrenzungswand der Schieberaufnahme mit einer nur geringen radialen Pressung gepaart ist, wobei Letzteres für eine reibungsarme und leichtgängige Linearbewegung des Ventilschiebers beim Umschalten zwischen verschiedenen Schaltstellungen des zusammengebauten Ventils sorgt.
Die taschenartigen Axialvertiefungen erstrecken sich insbesondere nach Art von Sacklöchern in den Dichtungskörper hinein und können peripher jede beliebige Kontur haben. Sie können beispielsweise rund oder auch mehreckig konturiert sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Prinzipiell kann der Dichtungskörper lediglich an seiner der ersten Abstützwand zugeordneten Stirnseite mit einem Kranz von taschenartigen Axialvertiefungen versehen sein und an der entgegengesetzten Stirnseite keinerlei Axialvertiefung(en) aufweisen. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn der Dichtungskörper an seiner der zweiten Abstützwand zugewandten axialen Stirnseite ebenfalls eine sich in der Grundeinheit-Umfangsrichtung um die mittige Längsachse der Grundeinheit herum erstreckende Axialvertiefungsstruktur aufweist. Dadurch kann ein besonders gleichmäßiges Verformungsverhalten des Dichtungskörpers und insbesondere des Dichtabschnittes des Dichtungskörpers gewährleistet werden.
Bevorzugt besteht die der zweiten Abstützwand zugewandte Axialvertiefungsstruktur aus einer zur mittigen Längsachse der Grundeinheit konzentrischen, an der der zweiten Abstützwand zugewandten axialen Seite offenen Ringnut. Diese Ringnut ist von der zweiten Abstützwand bevorzugt zumindest teilweise abgedeckt und erstreckt sich zweckmäßigerweise ununterbrochen in der Grundeinheit-Umfangsrichtung rings um die mittige Längsachse der Grundeinheit herum. Da der Dichtungskörper vor der Montage der zweiten Abstützwand an seiner der ersten Abstützwand entgegengesetzten Stirnseite frei zugänglich ist, kann dort die Axialvertiefungsstruktur bei der Herstellung des Dichtungskörpers mit der als optimal angesehenen Form einer Ringnut problemlos eingeformt werden.
Prinzipiell wäre es allerdings ohne weiteres möglich, die der zweiten Abstützwand zugeordnete Axialvertiefungsstruktur ebenfalls mittels in der Grundeinheit-Umfangsrichtung verteilten taschenförmigen Axialvertiefungen zu realisieren.
Auch die zweite Abstützwand ist zweckmäßigerweise von mehreren in der Grundeinheit-Umfangsrichtung verteilt angeordneten axialen Wanddurchbrechungen durchsetzt, wobei die umfangsmäßige Verteilung dieser axialen Wanddurchbrechungen zweckmäßigerweise derjenigen der in der ersten Abstützwand ausgebildeten axialen Wanddurchbrechungen entspricht. Dies bietet den kostenreduzierenden Vorteil, baugleiche Komponenten für die beiden Abstützwände unabhängig davon verwenden zu können, ob der Dichtungskörper an seiner der zweiten Abstützwand zugewandten Stirnseite über eine Axialvertiefungsstruktur verfügt oder nicht.
Die zweite Abstützwand kann alternativ auch durchbrechungslos ausgebildet sein, sodass sie nicht von axialen Wanddurchbrechungen durchsetzt und insbesondere vollständig geschlossen ist.
Die axialen Wanddurchbrechungen der ersten Abstützwand und gegebenenfalls auch der zweiten Abstützwand sind bevorzugt als peripher ringsum geschlossene Durchgangsöffnungen ausgebildet, insbesondere als bogenförmig gestaltete Langlöcher. Dies gewährleistet trotz der durchbrochenen Struktur eine hohe Steifigkeit der Abstützwände.
Eine alternative Bauform sieht vor, dass die mit Wanddurchbrechungen versehene Abstützwand des Trägerabschnittes in der Grundeinheit-Umfangsrichtung segmentiert ist, sodass die Abstützwand von einer Mehrzahl von jeweils insbesondere fingerartig nach radial außen ragenden Wandsegmenten gebildet ist. Der zwischen jeweils benachbarten Wandsegmenten befindliche Zwischenraum definiert dann jeweils eine der Wanddurchbrechungen, die in diesem Fall radial außen offen sind.
Der Dichtungskörper kann so geformt sein, dass er auch in die Wanddurchbrechungen der ersten Abstützwand und diese insbesondere auskleidet. Dadurch ergibt sich quasi eine axiale Überlappung zwischen den Axialvertiefungen des Dichtungskörpers und der mit jeder Axialvertiefung fluchtenden Wanddurchbrechung der ersten Abstützwand. Die Axialvertiefungen des Dichtungskörpers können sich auf diese Weise vollständig durch die jeweils zugeordnete Wanddurchbrechung der ersten Abstützwand hindurch erstrecken. Bevorzugt wird allerdings eine dahingehende Realisierung, dass das Material des Dichtungskörpers nicht in die Wanddurchbrechungen eingreift.
Der Dichtungskörper kann so gestaltet sein, dass er die erste Abstützwand des Trägerabschnittes umhüllt. Durch eine solche Umhüllung lässt sich eine besonders strömungsgünstige Kontur der Steuereinheit realisieren. Besonders materialsparend und dementsprechend kostengünstig ist jedoch eine bevorzugte Ausgestaltung, bei der der Dichtungskörper seitens der ersten Abstützwand lediglich an deren dem Dichtungskörper-Aufnahmeraum zugewandte axiale Innenfläche angeformt ist und daran bevorzugt ausschließlich durch eine Haftverbindung befestigt ist. Die dem Dichtungskörper-Aufnahmeraum abgewandte axiale Außenfläche der ersten Abstützwand ist in diesem Fall bevorzugt vom Dichtungskörper unbedeckt.
Der sich zwischen den beiden Abstützwänden des Trägerabschnittes befindende, radial außen offene ringförmige Dichtungskörper-Aufnahmeraum erstreckt sich bevorzugt ununterbrochen vollständig rings um die mittige Längsachse der Grundeinheit herum erstreckt. Der darin befindliche Dichtungskörper füllt den Dichtungskörper-Aufnahmeraum zweckmäßigerweise vollständig aus, selbstverständlich abgesehen von denjenigen Bereichen, in denen sich die Axialvertiefungen bzw. eine Axialvertiefungsstruktur befinden. Die Axialvertiefungen und die optionale Axialvertiefungsstruktur ragen axial in den ringförmigen Dichtungskörper-Aufnahmeraum hinein.
Bevorzugt besteht der Trägerabschnitt aus zwei axial aneinander angesetzten, jeweils einstückig ausgebildeten scheibenförmigen ersten und zweiten Trägermodulen, die durch die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen in ihrer Relativposition fixiert sind. Dabei ist die erste Abstützwand ein Bestandteil des ersten Trägermoduls und die zweite Abstützwand ist ein Bestandteil des zweiten Trägermoduls. Jedes Trägermodul ist insbesondere aus einem starren und optional verstärkten Kunststoffmaterial gefertigt.
Der an die erste Abstützwand angeformte Dichtungskörper ist zweckmäßigerweise auch noch an andere Abschnitte des ersten Trägermoduls angeformt. Der axial beidseits von den Abstützwänden begrenzte Dichtungskörper-Aufnahmeraum hat eine radial nach außen orientierte Grundfläche, die bevorzugt ganz oder teilweise von dem ersten Trägermodul definiert ist, wobei der Dichtungskörper insbesondere auch an diese Grundfläche angeformt ist.
Bevorzugt bildet das erste Trägermodul zusammen mit dem an die erste Abstützwand dieses ersten Trägermoduls angeformten Dichtungskörper eine vor dem Zusammenbau des Ventilschiebers einheitlich handhabbare Baueinheit, die als Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit bezeichnet sei.
Wenn die Trägermodule jeweils eine mittige, axial durchgehende Montageöffnung aufweisen, können sie beim Zusammenbau des Ventilschiebers sehr einfach koaxial auf den in diesem Fall stangenförmigen ausgebildeten Schaftkörper der Grundeinheit aufgesteckt werden. An der gewünschten Sollposition sind sie dann lediglich noch durch geeignete Befestigungsmaßnahmen axial unbeweglich zu fixieren. Die Montageöffnungen der beiden Trägermodule fluchten miteinander und definieren zusammen eine den Trägerabschnitt zentral durchsetzende Durchgangsöffnung.
Zweckmäßigerweise sind die beiden Trägermodule jedes Trägerabschnittes zur Fixierung ihrer Relativposition und somit der Relativposition der beiden Abstützwände durch Befestigungsmaßnahmen an dem Schaftkörper axial unbeweglich befestigt. Diese Befestigungsmaßnahmen bilden somit zum einen die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen und dienen zum anderen gleichzeitig auch zur Fixierung der betreffenden Steuereinheit am Schaftkörper.
Die Befestigung der Trägermodule am Schaftkörper erfolgt insbesondere unabhängig voneinander. Sind die beiden Trägermodule durch geeignete Relativposition-Befestigungsmaßnahmen bereits direkt aneinander befestigt, sodass bereits dadurch ihre Relativposition vorgegeben ist, können sich die zur Fixierung am Schaftkörper dienenden Befestigungsmaßnahmen auf eines der Trägermodule beschränken.
Die gegebenenfalls auch als Relativposition-Befestigungsmaßnahmen wirkenden Befestigungsmaßnahmen sind zweckmäßigerweise als Laserdurchstrahl-Schweißverbindung oder als eine andere Stoffschlussverbindung zwischen mindestens einem Trägermodul und dem bevorzugt stangenförmigen Schaftkörper ausgeführt.
Die beiden Trägermodule verfügen an ihren einander zugewandten Axialseiten zweckmäßigerweise über axial ineinander eingreifende und eine gegenseitige radiale Abstützung bewirkende Zentriermittel. Dadurch sind sie zum Bilden einer Steuereinheit besonders exakt gegenseitig ausrichtbar.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist jede Steuereinheit als ein vor der Anbringung am Schaftkörper einheitlich handhabbares individuelles Steuermodul ausgebildet, dessen beide Trägermodule direkt aneinander befestigt sind, zweckmäßigerweise durch eine Rastverbindung. In diesem Fall bildet die Rastverbindung oder sonstige Direktverbindung die oben erwähnten Relativposition-Befestigungsmaßnahmen. Das Steuermodul ist über seinen mehrteiligen Trägerabschnitt an dem Schaftkörper befestigt.
Durch die Bereitstellung mehrerer Steuereinheiten und deren entsprechende Kombination mit einem Schaftkörper lässt sich ein Ventilschieber einfach und kostengünstig modular aufbauen. Man kann folglich bei der Herstellung eines Ventilschiebers auf eine große Anzahl von Gleichteilen zurückgreifen, die lediglich in der gewünschten Anzahl und gegenseitigen Beabstandung miteinander kombiniert werden müssen, um unterschiedliche Bauarten von Ventilen zu realisieren.
Die Steuereinheiten sind insbesondere ringförmig ausgebildet. Dies ist insbesondere dann empfehlenswert, wenn der Schaftkörper als ein einstückiges, stangenförmiges Bauteil ausgeführt ist, wobei die Steuereinheiten koaxial auf den Schaftkörper aufgesteckt sind. Jede Steuereinheit ist an der gewünschten Stelle des Schaftkörpers durch geeignete Befestigungsmaßnahmen fixiert, beispielsweise durch eine Schweißverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung und dabei bevorzugt eine Laserdurchstrahl-Schweißverbindung. Sind die beiden Abstützwände bzw. die die Abstützwände bildenden Trägermodule nicht direkt axial fest miteinander verbunden, übernehmen die zur Fixierung am Schaftkörper verwendeten Befestigungsmaßnamen auch die Funktion der oben erläuterten Relativposition-Befestigungsmaßnahmen.
Bei einer alternativen Ausführungsform hat der Schaftkörper mindestens einen individuellen Schaftlängenabschnitt, der sich zwischen zwei axial benachbarten Steuereinheiten erstreckt, wobei Schaftkörper und Steuereinheiten so ausgeführt sind, dass sie beispielsweise im Rahmen einer axialen Steckverbindung miteinander verbindbar sind. So kann jeweils eine Steuereinheit stirnseitig beispielsweise in einen rohrförmig ausgebildeten Schaftlängenabschnitt eingesteckt oder auf einen aus Vollmaterial bestehenden, stangenförmigen Schaftlängenabschnitt aufgesteckt sein. Der Schaftkörper kann sich aus mehreren individuellen Schaftlängenabschnitten zusammensetzen, die abwechselnd mit den Steuereinheiten aneinander angesetzt sind, um den Ventilschieber modular zu realisieren.
Der Ventilschieber enthält zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von axial beabstandet zueinander angeordneten Steuereinheiten, die jeweils einen die beiden Abstützwände umfassenden Trägerabschnitt und einen daran angeformten Dichtungskörper enthalten. Axial zueinander benachbarte Steuereinheiten sind über einen sich zwischen ihnen erstreckenden Schaftlängenabschnitt eines Schaftkörpers der Grundeinheit miteinander verbunden, dessen Außendurchmesser geringer ist als derjenige der Steuereinheiten. Mit diesem Konzept lassen sich äußerst variabel Mehrwegeventile unterschiedlicher Funktionalität realisieren, wobei sich die Funktionalität des Ventils durch die Anzahl und den gegenseitigen Abstand der vorhandenen Steuereinheiten beeinflussen lässt.
Zur Fixierung jeder Steuereinheit am Schaftkörper kommt zweckmäßigerweise eine Stoffschlussverbindung zur Anwendung, beispielsweise eine Klebeverbindung oder bevorzugt eine Schweißverbindung. Als besonders vorteilhaft wird eine Laserdurchstrahl-Schweißverbindung angesehen. Der Trägerabschnitt hat in diesem Zusammenhang bevorzugt an mindestens einer Stirnseite einen hülsenförmigen Befestigungsfortsatz, der laserstrahldurchlässig ist, während der Schaftkörper auf Laserstrahlung absorbierend wirkt, sodass im radialen Übergangsbereich zwischen den beiden Komponenten eine Laserschweißung stattfindet, wenn der Laserstrahl zur Fixierung des Steuermoduls durch einen hülsenförmigen Befestigungsfortsatz hindurchgeleitet wird.
Setzt sich der Trägerabschnitt aus zwei axial aneinander angesetzten Trägermodulen zusammen, verfügt zweckmäßigerweise jedes dieser Trägermodule an der vom anderen Trägermodul abgewandten Axialseite über einen zur Befestigung am Schaftkörper genutzten hülsenförmigen Befestigungsfortsatz.
Bei dem Dichtungskörper handelt es sich zweckmäßigerweise um einen vor dem Anbringen der zweiten Abstützwand unmittelbar durch Urformen mittels Spritzgießen oder Vulkanisieren an der ersten Abstützwand des Trägerabschnittes ausgebildeten und befestigten Formkörper. Eine Spritzgießherstellung ist dabei besonders kostengünstig. Bei beiden Ausführungsformen wird als Material für den Dichtungskörper insbesondere ein Elastomermaterial verwendet, bei dem es sich im Falle des Spritzgießens um ein thermoplastisches Elastomermaterial handelt. Als Material für den Trägerabschnitt wird insbesondere ein thermoplastisches Kunststoffmaterial verwendet, das eine hohe Steifigkeit bietet und das durchaus verstärkt sein kann.
Bevorzugt erfolgt eine derartige Materialwahl, dass der Dichtungskörper an der ersten Abstützwand des Trägerabschnittes haftet. Sofern die Haftung dadurch begünstigt wird, kann zusätzlich ein Haftvermittler appliziert werden. Durch die Haftung resultiert ein besonders sicherer Halt des Dichtungskörpers. Es ist aber durchaus auch möglich, die Materialien so zu wählen, dass keine gegenseitige Materialhaftung auftritt und die Fixierung des Dichtungskörpers allein auf einer physikalischen Verbindung beruht, insbesondere auf einem formschlüssigen Eingriff des Dichtungskörpers in ein die erste Abstützwand bildendes Trägermodul und/oder auf einem Umgriff des Dichtungskörpers um dieses Trägerabschnitt herum. Eine Haftverbindung kann auch mit einer physikalischen Verbindung kombiniert sein.
Das erfindungsgemäße Ventil dient zur Steuerung der Strömung eines Fluides und verfügt über ein Ventilgehäuse, in dem eine sich axial erstreckende Schieberaufnahme ausgebildet ist, in der ein in dem oben erläuterten Sinne ausgebildeter Ventilschieber axial verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilschieber kann durch Stellkräfte, die beispielsweise elektrisch oder fluidisch erzeugt werden, zwischen unterschiedlichen Schaltstellungen umgeschaltet werden, in denen er in die Schieberaufnahme einmündende Ventilkanäle in unterschiedlichem Muster miteinander verbindet und voneinander abtrennt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 in einem Längsschnitt eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Ventils, das mit einer bevorzugten Bauart des erfindungsgemäßen Ventilschiebers ausgestattet ist, wobei eine Steuereinheit des Ventilschiebers zusätzlich in vergrößertem Maßstab separat abgebildet ist und wobei die Schnittebene entsprechend Schnittlinie I-I aus 2 verläuft,
2 eine perspektivische Einzeldarstellung des bei dem Ventil der 1 vorhandenen Ventilschiebers,
3 eine perspektivische Einzeldarstellung einer beispielsweise als Steuermodul konzipierten Steuereinheit des Ventilschiebers vor der Montage am Ventilschieber,
4 die Steuereinheit aus 3 aus einem entgegengesetzten Blickwinkel,
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer der Steuereinheiten des in 1 und 2 illustrierten Ventilschiebers, wobei der Dichtungskörper zur Verdeutlichung seiner Gestalt im bereits geformten Zustand als von der ersten Abstützwand entfernte Komponente gezeigt ist,
6 wiederum eine perspektivische Explosionsdarstellung einer der Steuereinheiten des in 1 und 2 illustrierten Ventilschiebers, wobei zwei noch nicht axial aneinander angesetzte Trägermodule ersichtlich sind, von denen das eine Trägermodul den bereits angeformten Dichtungskörper trägt und somit gemeinsam mit diesem Dichtungskörper eine Baueinheit bildet,
7 die Steuereinheit aus 6 aus einem entgegengesetzten Blickwinkel.

Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Ventil umfasst unter anderem ein ein- oder mehrteiliges Ventilgehäuse 2, in dem sich ein länglicher, als Schieberaufnahme 3 bezeichneter Hohlraum befindet, der eine Längsachse 4 hat und in dem sich in koaxialer Anordnung ein ebenfalls eine längliche Gestalt aufweisender Ventilschieber 5 erstreckt. Der Ventilschieber 5 hat eine mit der Längsachse 4 der Schieberaufnahme 3 zusammenfallende Längsachse 6.
Der Ventilschieber 5 verfügt über einen sich entlang der Längsachse 6 erstreckenden Schaftkörper 7 und mehrere mit axialem Abstand zueinander an dem Schaftkörper 7 befestigte Steuereinheiten 8. Der Außendurchmesser der Steuereinheiten 8 ist größer als derjenige des Schaftkörpers 7. Zwischen axial benachbarten Steuereinheiten 8 erstreckt sich jeweils ein eine geringere Länge als der gesamte Schaftkörper 7 aufweisender Schaftlängenabschnitt 12 des Schaftkörpers 7.
Die Schieberaufnahme 3 ist an ihrem radialen Außenumfang von einer peripheren Begrenzungswand 13 begrenzt, die bevorzugt eine runde und insbesondere kreisförmige Querschnittskontur hat. Im Bereich dieser peripheren Begrenzungswand 13 münden an axial zueinander beabstandeten Stellen mehrere das Ventilgehäuse 2 durchsetzende Ventilkanäle 14 ein. Dadurch ergeben sich innerhalb der Schieberaufnahme 3 mehrere jeweils unmittelbar mit einem Ventilkanal 14 kommunizierende Längenabschnitte der Schieberaufnahme 3, die als Öffnungs-Längenabschnitte 15 bezeichnet seien. Zwischen axial benachbarten Öffnungs-Längenabschnitten 15 erstreckt sich jeweils ein weiterer Längenabschnitt der Schieberaufnahme 3, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der Öffnungs-Längenabschnitte 15 und der als Absperr-Längenabschnitt 16 bezeichnet sei.
Der Ventilschieber 5 ist in der Schieberaufnahme 3 unter Ausführung einer in der Achsrichtung der Längsachse 6 orientierten, durch einen Doppelpfeil angedeuteten Arbeitsbewegung 17 linear verschiebbar und dadurch relativ zum Ventilgehäuse 2 in unterschiedlichen Schaltstellungen positionierbar. Für die Erzeugung der Arbeitsbewegung 17 verwendbare Antriebsmittel des Ventils 1 sind in der Zeichnung nicht weiter illustriert. Sie enthalten beispielsweise eine Vorsteuerventileinrichtung, die elektrisch betätigbar ist und in der Lage ist, den Ventilschieber 5 gesteuert mit einem die erforderliche Umschaltkraft bereitstellenden Antriebsfluid zu beaufschlagen.
Die Antriebsmittel können auch für eine direkte elektromechanische oder elektromagnetische Betätigung des Ventilschiebers 5 ausgebildet sein.
Die Steuereinheiten 8 sind mit einer derartigen axialen Verteilung an dem Schaftkörper 7 angeordnet, dass sie sich abhängig von der Schaltstellung des Ventilschiebers 5 im Bereich eines Öffnungs-Längenabschnittes 15 oder eines AbsperrLängenabschnittes 16 befinden. Jede Steuereinheit 8 umfasst einen zu der Längsachse 6 konzentrischen, aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften bestehenden Dichtungskörper 18, der im Bereich seines radialen Außenumfanges in einen nach radial außen orientierten, zu der Längsachse 6 konzentrischen Dichtabschnitt 22 definiert. Im nicht in die Schieberaufnahme 3 eingesetzten Zustand des Ventilschiebers 5 ist der Außendurchmesser der Steuereinheiten 8, genauer gesagt der Außendurchmesser jedes Dichtabschnittes 22, geringfügig größer als der Innendurchmesser der Schieberaufnahme 3 im Bereich der Absperr-Längenabschnitte 16. Befindet sich bei einer entsprechenden Schaltstellung eine Steuereinheit 8 innerhalb eines Absperrlängenabschnittes 16, liegt somit ihr Dichtungskörper 18 mit dem Dichtabschnitt 22 unter einer radialen Vorspannung an dem den Absperr-Längenabschnitt 16 begrenzenden Längenabschnitt der peripheren Begrenzungswand 13 der Schieberaufnahme 3 an. Dies hat zur Folge, dass die axial beidseits der betreffenden Steuereinheit 8 liegenden Längenabschnitte der Schieberaufnahme 3 unter Abdichtung voneinander abgesperrt sind.
Der Durchmesser der Schieberaufnahme 3 ist in den Öffnungs-Längenabschnitten 15 größer als im Bereich der Absperr-Längenabschnitte 16 und insbesondere auch größer als der Außendurchmesser der Steuereinheiten 8. Nimmt eine Steuereinheit 8 bei einer entsprechenden Schaltstellung des Ventilschiebers 5 eine Position innerhalb eines Öffnungs-Längenabschnittes 15 ein, liegt somit eine offene Fluidverbindung zwischen den axial beidseits der betreffenden Steuereinheit 8 befindlichen Längenabschnitten der Schieberaufnahme 3 vor.
Somit wird in an sich bekannter Weise erreicht, dass die Ventilkanäle 14 abhängig von der Schaltstellung des Ventilschiebers 5 innerhalb der Schieberaufnahme 3 in unterschiedlichem Muster fluidisch miteinander verbunden oder fluiddicht voneinander abgesperrt sind.
Exemplarisch sind die Steuereinheiten 8 so angeordnet, dass das Ventil 1 eine 5/2-Wegefunktion hat. Der Ventilschieber 5 kann zwei Schaltstellungen einnehmen, in denen ein im Betrieb des Ventils 1 mit einer Druckquelle verbundener und als Speisekanal bezeichenbarer Ventilkanal 14 wahlweise mit jeweils einem von zwei als Arbeitskanäle bezeichenbaren Ventilkanälen 14 verbindbar ist, wobei jeder Arbeitskanal 14 zu einem Verbraucher führt, insbesondere zu einem mit Fluidkraft zu betätigenden Verbraucher. Außerdem sind zwei Ventilkanäle 14 als Druckentlastungskanäle ausgebildet, von denen in den beiden Schaltstellungen des Ventilschiebers jeweils einer mit dem momentan nicht mit dem Speisekanal verbundenen Arbeitskanal kommuniziert und der mit einer Drucksenke, insbesondere mit der Atmosphäre, verbunden ist. Somit kann ein an die Arbeitskanäle angeschlossener Verbraucher jeweils abwechselnd mit Druckmedium beaufschlagt oder druckmäßig entlastet werden.
Das auf diese Weise durch das Ventil 1 steuerbare fluidische Druckmedium ist insbesondere Druckluft, kann aber auch eine Druckflüssigkeit sein.
Der Übergangsbereich zwischen einem Öffnungs-Längenabschnitt 15 und dem sich daran anschließenden, im Durchmesser kleineren Absperr-Längenabschnitt 16 kann als Steuerkante 23 bezeichnet werden. Bei der Absperrbewegung 17 fahren die Steuereinheiten 8 mit ihrem Dichtabschnitt 22 über jeweils eine dieser Steuerkanten 23 hinweg. Die besondere Ausgestaltung der Steuereinheiten 8 führt dazu, dass dieser Vorgang äußerst verschleißarm abläuft und dass die sich beim Übergang zwischen einem Absperr-Längenabschnitt 16 und einem Öffnungs-Längenabschnitt 15 einstellenden Strömungsbedingungen nicht in der Lage sind, den Dichtungskörper 18 vom Ventilschieber 5 abzulösen, was Undichtigkeiten oder gar Fehlfunktionen des Ventils 1 zur Folge haben könnte.
Zu jeder Steuereinheit 8 gehört außer dem schon angesprochenen Dichtungskörper 18 ein über eine starre Struktur verfügender, insbesondere scheibenförmiger Trägerabschnitt 26, der den zugeordneten Dichtungskörper 18 trägt.
Der Ventilschieber 5 hat als einen Kernbestandteil eine eine Längserstreckung aufweisende starre Grundeinheit 24, die über eine mittige Längsachse 25 verfügt, die mit der Längsachse 4 der Schieberaufnahme 3 zusammenfällt und gleichzeitig die Längsachse 6 des Ventilschiebers 5 definiert. Zu dieser Grundeinheit 24 gehören der Schaftkörper 7 und der Trägerabschnitt 26 jeder Steuereinheit 8. Jede Steuereinheit 8 ist über ihren Trägerabschnitt 26 am Schaftkörper 7 befestigt. Die Trägerabschnitte 26 stehen zweckmäßigerweise jeweils nach Art eines ringförmigen Bundes radial vom Schaftkörper 7 ab, haben also im Vergleich zum Schaftkörper 7 einen größeren Außendurchmesser.
Es ist vorteilhaft, wenn es sich entsprechend des Ausführungsbeispiels bei den Trägerabschnitten 26 um bezüglich des Schaftkörpers 7 gesonderte Komponenten handelt, die durch geeignete Befestigungsmaßnahmen 27 an dem Schaftkörper 7 befestigt sind, insbesondere in unlösbarer Weise. Dies ermöglicht einen vorteilhaften modularen Aufbau des Ventilschiebers 5, weil die Trägerabschnitte 26 äußerst variabel selektiv an unterschiedlichen Längspositionen des Schaftkörpers 7 montiert werden können.
Bevorzugt sind die Trägerabschnitte 26 und folglich die gesamten Steuereinheiten 8 ringförmig ausgebildet. Jeder Trägerabschnitt 26 hat hier eine zentrale Durchgangsöffnung 32, die axial beidseits offen ist. Jeder Trägerabschnitt 26 hat einen Zentralabschnitt 33, der bevorzugt hülsenförmig ausgebildet ist und die zentrale Durchgangsöffnung 32 peripher begrenzt.
Jeder Trägerabschnitt 26 hat zwei axial beabstandet zueinander angeordnete erste und zweite Abstützwände 34, 35. Die Abstützwände 34, 35 sind ringförmig strukturiert und koaxial zur mittigen Längsachse 36 der Steuereinheit 8 angeordnet, die bei fertiggestelltem Ventilschieber 5 mit der mittigen Längsachse 25 der Grundeinheit 24 zusammenfällt. Jede Abstützwand 34, 35 ist radial innen mit dem Zentralabschnitt 33 verbunden und ragt ausgehend von dort radial nach außen. Axial zwischen den beiden Abstützwänden 34, 35 befindet sich ein Freiraum, in dem der Dichtungskörper 18 partiell aufgenommen ist und der deshalb als Dichtkörper-Aufnahmeraum 37 bezeichnet sei.
Der Dichtkörper-Aufnahmeraum 37 ist ein Ringraum, der sich insbesondere ununterbrochen um die mittige Längsachse 36 der Steuereinheit 8 und dementsprechend auch um die mittige Längsachse 25 der Grundeinheit 24 herum erstreckt. Zur Vereinfachung sei im Folgenden die Richtung rings um die mittige Längsachse 25 oder die mittige Längsachse 36 als Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 bezeichnet. Sie ist zur Verdeutlichung in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil illustriert.
Bei einem nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel setzt sich der Dichtungskörper-Aufnahmeraum 37 aus mehreren Aufnahmeraumabschnitten 37a zusammen, die in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verteilt aufeinanderfolgend angeordnet und durch Querwände voneinander abgetrennt sind.
Die beiden Abstützwände 34, 35 des Trägerabschnittes sind gesondert voneinander ausgebildet und durch geeignete Befestigungsmaßnahmen, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung als Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 bezeichnet seien, in ihrer den Dichtungskörper-Aufnahmeraum definierenden Relativposition fixiert.
Zweckmäßigerweise setzt sich der Trägerabschnitt 26 aus zwei separat voneinander ausgebildeten und jeweils insbesondere einstückigen ersten und zweiten Trägermodulen 68, 69 zusammen, die in koaxialer Anordnung axial aneinander angesetzt sind. Dabei ist die erste Abstützwand 34 ein integraler Bestandteil des ersten Trägermoduls 68 und die zweite Abstützwand 35 ist ein integraler Bestandteil des zweiten Trägermoduls 69. Im axial aneinander angesetzten Zustand liegen die beiden Trägermodule 68, 69 in einem Fügebereich 70 axial aneinander an. Die beiden Abstützwände 34, 35 sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie im aneinander angesetzten Zustand der beiden Trägermodule 68, 69 einen die Breite des Dichtungskörper-Aufnahmeraums 37 definierenden axialen Abstand zueinander aufweisen.
Jedes Trägermodul 68, 69 hat zentral einen ringförmigen oder hülsenförmigen Befestigungsabschnitt 71, an dem radial außen die zugeordnete Abstützwand 34, 35 einstückig angeformt ist. Jeder dieser Befestigungsabschnitte 71 umrahmt eine axial durchgehende Montageöffnung 72. Im axial aneinander angesetzten Zustand der Trägermodule 68, 69 ergänzen sich die beiden Befestigungsabschnitte 71 zu dem oben erwähnten Zentralabschnitt 33 des Trägerabschnittes 26, und die Montageöffnungen 72 der beiden Trägermodule 68, 69 ergänzen sich zu der zentralen Durchgangsöffnung 32 des Trägerabschnittes 26.
Der Befestigungsabschnitt 71 jedes Trägermoduls 68, 69 hat an der dem jeweils anderen Trägermodul 69, 68 zugewandten axialen Stirnseite eine Abstützfläche 73, wobei sich die beiden Trägermodule 68, 69 im axial aneinander angesetzten Zustand in dem Fügebereich 70 mit ihren Abstützflächen 73 axial aneinander abstützen.
Die zur Fixierung der zwischen den beiden Abstützwänden 34, 35 genutzten Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 sind bevorzugt identisch mit den weiter oben beschriebenen Befestigungsmaßnahmen 27, die zur axial unbeweglichen Fixierung der Steuereinheiten 8 bezüglich des Schaftkörpers 7 vorhanden sind. Die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 sind bevorzugt zwischen jedem Trägermodul 68 und dem Schaftkörper 7 ausgebildet. Dadurch, dass jedes Trägermodul 68, 69 im sich im Fügebereich 70 am anderen Trägermodul 69, 68 abstützenden Zustand durch Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 am Schaftkörper 7 befestigt ist, ist zugleich der gesamte Trägerabschnitt 26 und folglich die gesamte Steuereinheit 8 axial unbeweglich am Schaftkörper 7 fixiert.
Zwischen den beiden zur gleichen Steuereinheit 8 gehörenden Trägermodulen 68, 69 sind somit keine einen axialen Zusammenhang hervorrufenden Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 erforderlich. Gleichwohl können auch zwischen den beiden Trägermodulen 68, 69 Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 vorgesehen sein, insbesondere die in 6 und 7 verdeutlichten Rastverbindungsmaßnahmen 74. Zu den Rastverbindungsmaßnahmen 74 gehören beispielsweise am jeweils einen Trägermodul 68, 69 angeordnete Rastvorsprünge 74a und damit verrastend kooperierende, am jeweils anderen Trägermodul 69, 68 vorgesehene Rastvertiefungen 74b.
Mittels dieser Rastverbindungsmaßnahme 74 besteht die vorteilhafte Möglichkeit, jede Steuereinheit 8 als ein vor der Anbringung am Schaftkörper 7 einheitlich handhabbares individuelles Steuermodul 28 zu realisieren, in dem somit jeweils ein Trägerabschnitt 26 und ein Dichtungskörper 18 zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Als Steuermodule 28 ausgebildete Steuereinheiten 8 können sehr einfach in einer gewünschten Anzahl und Anordnung mit dem Schaftkörper 7 zur Verwirklichung eines Ventilschiebers 5 kombiniert werden. Im zusammengebauten Zustand des Ventilschiebers 5 ist dabei jedes Steuermodul 28 ausschließlich über seinen Trägerabschnitt 26 mit dem Schaftkörper 7 verbunden, der Dichtungskörper 18 leistet dabei keinen Befestigungsbeitrag.
Sind die beiden Trägermodule 68, 69 direkt aneinander befestigt, kann sich die bezüglich dem Schaftkörper 7 erforderliche Befestigungsmaßnahme 27 auf eines der beiden Trägermodule 68, 69 beschränken. Es fungiert dann ausschließlich die zwischen den beiden Trägermodulen 68, 69 vorhandene, beispielsweise als Rastverbindungsmaßnahme 74 ausgebildete Befestigungsmaßnahme als Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29.
Der Dichtungskörper 18 ist ein unmittelbar bei seiner Urformung fest an die erste Abstützwand 34 angeformter und durch diese Anformung unabhängig von der zweiten Abstützwand 35 an der ersten Abstützwand 18 fixierter Formkörper. An der zweiten Abstützwand 35 liegt der Dichtungskörper 18 ohne diesbezügliche Befestigung nur lose an. Die zweiten Abstützwand 35 hat lediglich den Zweck, den Dichtungskörper 18 axial abzustützen.
Als besonders zweckmäßig wird eine Ausführung des Dichtungskörpers 18 als Spritzgusskörper angesehen, wobei das den Dichtungskörper 18 bildende Material in fließfähiger Form an die erste Abstützwand 34 angespritzt wird, sodass es eine innige Verbindung mit der ersten Abstützwand 34 und folglich dem ersten Trägermodul 68 eingeht. In einem solchen Fall wird als Material für den Dichtungskörper 18 bevorzugt ein thermoplastisches Elastomermaterial verwendet. Die Steuereinheit 8 ist insbesondere mittels eines sogenannten ZweiKomponenten-Spritzgießverfahrens herstellbar.
Eine ebenfalls vorteilhafte alternative Ausführungsform sieht die Verwendung eines vulkanisierbaren Elastomermaterials vor, wobei der Dichtungskörper 18 bei seiner Urformung als Vulkanisationsteil direkt an die erste Abstützwand 34 angeformt wird bzw. angeformt worden ist.
Der Dichtungskörper-Aufnahmeraum 37 hat eine nach radial au-ßen orientierte radiale, bevorzugt zylindrische Grundfläche 48, die sich zwischen den beiden Abstützwänden 34, 35 erstreckt. Von dieser Grundfläche 48 befindet sich ein erster Grundflächenabschnitt 48a an dem ersten Trägermodul 68 und ein zweiter Grundflächenabschnitt 48b an dem zweiten Trägermodul 69. Der an die erste Abstützwand 34 angeformte Dichtungskörper 18 ist bevorzugt auch an den ersten Grundflächenabschnitt 48a angeformt, sodass eine sehr große Kontaktfläche zwischen ihm und dem ersten Trägermodul 68 vorliegt.
Seitens der ersten Abstützwand 34 ist der Dichtungskörper 18 bevorzugt ausschließlich an die dem Dichtungskörper-Aufnahmeraum 37 zugewandte axiale Innenfläche 52 dieser ersten Abstützwand 34 angeformt. Der axialen Innenfläche 52 der ersten Abstützwand 34 liegt axial eine axiale Innenfläche 53 der zum zweiten Trägermodul 69 gehörenden zweiten Abstützwand 35 gegenüber.
Durch eine entsprechend aufeinander abgestimmte Materialwahl kann erreicht werden, dass der angeformte Dichtungskörper 18 mit dem ersten Trägermodul 68 eine Haftverbindung eingeht. Beim Ausführungsbeispiel liegt zwischen diesen beiden Komponenten ausschließlich eine Haftverbindung vor.
Es besteht allerdings die Möglichkeit, das erste Trägermodul 68 und den Dichtungskörper 18 so zu gestalten, dass sie zusätzlich oder alternativ zu einer Haftverbindung eine formschlüssige Verbindung miteinander eingehen. Die Formschlussmaßnahmen sind insbesondere so getroffen, dass sie in bezüglich der Längsachse 25, 36 radialer Richtung wirksam sind und den Dichtungskörper 18 partiell gegen eine nach radial außen gerichtete Bewegung abstützen.
Zur Bildung einer Steuereinheit 8 wird zunächst der Dichtungskörper 18 an das erste Trägermodul 68 fest angeformt, sodass das erste Trägermodul 68 zusammen mit dem Dichtungskörper 18 eine einheitlich handhabbare Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit 75 bildet, wie sie aus den 6 und 7 ersichtlich ist. An diese Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit 75 wird anschließend das zweite Trägermodul 69 axial angesetzt, sodass der den Dichtungskörper 18 axial beidseits und radial innen abstützende Dichtungskörper-Aufnahmeraum 37 vervollständigt wird. Bei diesem Ansetzen gelangt die axiale Innenfläche 53 der zweiten Abstützwand 35 in Kontakt mit der zugewandten Stirnfläche des Dichtungskörpers 18, sodass der Dichtungskörper 18 auch von ihr abgestützt wird.
Das gummielastische Material des Dichtungskörpers 18 füllt den Dichtungskörper-Aufnahmeraum 37 abgesehen von solchen Bereichen, in denen sich noch zu erläuternde, axial vertiefte Strukturen des Dichtungskörpers 18 befinden, vollständig aus. Das Material schmiegt sich also an die einander axial zugewandten Innenflächen 52, 53 der Abstützwände 34, 35 ebenso an wie an die radiale Grundfläche 48 des Dichtungskörper-Aufnahmeraumes 37 an. Insgesamt ergibt sich dadurch eine optimale seitliche und radiale Abstützung des gesamten innerhalb des Dichtungskörper-Aufnahmeraumes 37 befindlichen Abschnittes des Dichtungskörpers 18.
In radialer Richtung hat der Dichtungskörper 18 eine derartige Dicke, dass sein Dichtabschnitt 22 die Abstützwände 34, 35 an ihren radialen Außenflächen 44 radial überragt. Dieser Dichtabschnitt 22 ist in einem aus der 1 ersichtlichen Querschnitt betrachtet nach radial außen gewölbt, sodass sich eine abgerundete, insbesondere wulstartige Form einstellt, die ein verschleißarmes Überfahren der Steuerkante 23 begünstigt.
Der Dichtungskörper 18 kann so gestaltet sein, dass er die erste Abstützwand 34 vollständig umhüllt. Dies insbesondere derart, dass die erste Abstützwand 34 bei fertiggestellter Steuereinheit 8 nicht sichtbar ist. Bevorzugt ist die erste Abstützwand 34 jedoch weder an ihrer radialen Außenfläche 44 noch an ihrer axialen Außenfläche 50 von dem Dichtungskörper 18 bedeckt.
Obgleich sich der Dichtungskörper 18 innerhalb des Dichtungskörper-Aufnahmeraumes 37 großflächig an den beiden Abstützwänden 34, 35 und auch an der radialen Grundfläche 48 abstützt, verfügt er über eine ausreichende elastische Nachgiebigkeit, um sich durch entsprechende radiale Verformung an den Innendurchmesser der Absperr-Längenabschnitte 16 der Schieberaufnahme 3 anzupassen und dort mit einer ausreichend großen, gleichwohl aber eine leichte Verschieblichkeit gewährleistenden Kraft radial an die periphere Begrenzungswand 13 angedrückt zu werden.
Verantwortlich für diese elastische Nachgiebigkeit sind im Bereich der der ersten Abstützwand 34 zugewandten ersten axialen Stirnseite 55 des Dichtungskörpers 18 im Dichtungskörper 18 ausgebildete taschenartige Axialvertiefungen 47. Jede dieser taschenartigen Axialvertiefungen 47 mündet mit einer Vertiefungsöffnung 57 an der ersten axialen Stirnseite 55 aus und erstreckt sich sacklochartig axial in den Dichtungskörper 18 hinein.
Die taschenartigen Axialvertiefungen 47 sind in einer Mehrfachanordnung vorhanden und in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verteilt zueinander angeordnet, insbesondere mit einer gleichmäßigen Verteilung. Bevorzugt handelt es sich um mindestens vier oder fünf Axialvertiefungen 47, wobei die Anzahl ausweislich des Ausführungsbeispiels, das über neun Axialvertiefungen 47 verfügt, durchaus auch erheblich größer sein kann.
An seiner der ersten axialen Stirnseite 55 entgegengesetzten zweiten axialen Stirnseite 56 kann der Dichtungskörper 18 prinzipiell vertiefungslos ausgebildet sein. Allerdings ist es vorteilhaft, wenn er auch dort eine das radiale Verformungsvermögen des Dichtungskörpers 18 unterstützende Axialvertiefungsstruktur 49 aufweist, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
Die an der zweiten axialen Stirnseite 56 ausgebildete Axialvertiefungsstruktur 49 des Dichtungskörpers 18 erstreckt sich in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 rings um die mittige Längsachse der Grundeinheit herum. Bevorzugt ist sie von einer zur mittigen Längsachse 25 der Grundeinheit 24 konzentrischen, an der der zweiten Abstützwand 35 zugewandten axialen Seite offenen Ringnut 49a gebildet.
Zumindest die erste Abstützwand 34 und aus Kostengründen bevorzugt auch die zweite Abstützwand 35 ist axial von mehreren Wanddurchbrechungen 34a, 35a durchsetzt, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung bei der ersten Abstützwand 34 auch als erste Wanddurchbrechungen 34a und bei der zweiten Abstützwand 35 auch als zweite Wanddurchbrechungen 35a bezeichnet seien. Sowohl die ersten Wanddurchbrechungen 34a als auch die zweiten Wanddurchbrechungen 35a sind in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verteilt zueinander angeordnet.
Die Wanddurchbrechungen 34a, 35a sind bevorzugt als Durchgangsöffnungen bzw. Löcher ausgeführt, die peripher ringsum geschlossen sind. Dies trifft auf das Ausführungsbeispiel zu. Die Querschnittsform der Wanddurchbrechungen 34a, 35a ist prinzipiell beliebig. Bevorzugt wird eine Gestaltung als Langlöcher, die zweckmäßigerweise gekrümmt sind und deren Krümmungsradius auf der mittigen Längsachse 36 liegt.
Alternativ können die Wanddurchbrechungen 34a, 35a radial au-ßen offen sein. Um dies zu realisieren, kann jede mit Wanddurchbrechungen 34a, 35a versehene Abstützwand 34, 35 unter Bildung einer Mehrzahl ausgehend von dem Befestigungsabschnitt 71 nach radial außen ragender Wandsegmente in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 segmentiert sein. Jede Abstützwand 34, 35 setzt sich dann aus einer Mehrzahl solcher Wandsegmente zusammen, wobei der zwischen in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 benachbarten Wandsegmenten befindliche Zwischenraum jeweils eine der Wanddurchbrechungen 34a, 35a bildet.
Eine Besonderheit besteht darin, dass jede taschenartige Axialvertiefung 47 der ersten axialen Stirnseite 55 des Dichtkörpers 18 mit einer Wanddurchbrechung 34a der ersten Abstützwand 34 fluchtet. Dementsprechend sind die Axialvertiefungen 47 an der ersten Stirnseite 55 im gleichen Muster verteilt wie die in der zugeordneten ersten Abstützwand 34 ausgebildeten Wanddurchbrechungen 34a.
Die paarweise fluchtende Anordnung von Axialvertiefungen 47 und Wanddurchbrechungen 34a ermöglicht eine einfache und kostengünstige Urformung des Dichtungskörpers 18 direkt an der ersten Abstützwand 34 bzw. am ersten Trägermodul 68. Bei der Herstellung der Steuereinheit 8 kann vor dem Applizieren des Dichtungskörper-Rohmaterials durch die Wanddurchbrechungen 34a hindurch jeweils ein Formkern eines Formwerkzeuges eingebführt werden, der die Negativkontur einer herzustellenden Axialvertiefung 47 repräsentiert und um den herum das bei der Herstellung auszuhärtende Dichtungskörper-Rohmaterial applizierbar ist. Nach der Aushärtung beziehungsweise Verfestigung des Dichtungskörpers 18 können die Formkerne wieder entfernt werden, sodass die taschenartigen Axialvertiefungen 47 als Hohlräume zurückbleiben.
Wenn der Dichtungskörper 18 gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel auch in die Wanddurchbrechungen 34a der ersten Abstützwand 34 eingreift und somit diese Wanddurchbrechungen 34a peripher quasi auskleidet, erstrecken sich die Axialvertiefungen 47 jeweils axial durch die zugeordnete Wanddurchbrechung 34a hindurch.
Die an der zweiten axialen Stirnseite 56 des Dichtungskörpers 18 vorhandene Axialvertiefungsstruktur 49 lässt sich bei der Urformung des Dichtungskörpers 18 problemlos direkt ausbilden, weil die zweite axiale Stirnseite 56 des Dichtungskörpers 18 zu diesem Zeitpunkt noch nicht von der zweiten Abstützwand 35 abgedeckt ist. Das die zweite Abstützwand 35 aufweisende zweite Trägermodul 69 wird wie erwähnt erst nachträglich an die zuvor gefertigte Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit 75 angesetzt. Somit bestehen für die Gestaltung der Axialvertiefungsstruktur 49 keine besonderen herstellungstechnischen Einschränkungen. Es ist daher vorteilhaft, diese Axialvertiefungsstruktur 49 als axial offene Ringnut 49a auszubilden, die konzentrisch zu der mittigen Längsachse 36 der Steuereinheit 8 angeordnet ist und die folglich dem sie umschließenden ringförmigen Dichtabschnitt 22 ein besonders gleichmäßiges radiales Verformungsverhalten verleiht.
Da für die Fertigung der Axialvertiefungsstruktur 49 kein Durchgriff durch die zweite Abstützwand 35 hindurch erforderlich ist, kann diese prinzipiell durchbrechungslos ausgebildet sein. In diesem Fall sind in der zweiten Abstützwand 35 keine axialen Wanddurchbrechungen 35a ausgebildet und die zweite Abstützwand 35 ist bevorzugt durchgängig geschlossen. Dies ist in dem vergrößerten Ausschnitt der 1 dadurch angedeutet, dass die axialen Wanddurchbrechungen 35a mit einer mit 35' bezeichneten gestrichelten Schraffur versehen sind.
Beim Ausführungsbeispiel weist allerdings auch die zweite Abstützwand 35 eine Vielzahl von in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verteilten zweiten Wanddurchbrechungen 35a auf, die insbesondere eine identische Gestaltung und Verteilung haben wie die an der ersten Abstützwand 34 ausgebildeten ersten Wanddurchbrechungen 34a. Dies bietet den sich positiv auf die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten auswirkenden Vorteil, das zweite Trägermodul 69 identisch wie das erste Trägermodul 68 ausbilden zu können. Mit anderen Worten lässt sich der Trägerabschnitt 26 mit zwei identisch ausgebildeten Trägermodulen 68, 69 realisieren.
Grundsätzlich wäre es ohne Weiteres möglich, die der zweiten Abstützwand 35 zugeordnete Axialvertiefungsstruktur 49 in gleicher Weise als taschenartige Axialvertiefungen 47 auszubilden wie dies auf der entgegengesetzten ersten axialen Stirnseite 55 des Dichtungskörpers 18 der Fall ist.
Durch die Axialvertiefungen 47 und/oder die Axialvertiefungsstruktur 49 ist der Dichtungskörper 18 ringsum mit einem oder mehreren Hohlräumen versehen, die die elastische Nachgiebigkeit des Dichtungskörpers 18 insbesondere im Bereich des Dichtabschnittes 22 begünstigen. Da das gummielastische Material des Dichtungskörpers 18 als solches inkompressibel ist, bieten die Axialvertiefungen 47 und/oder die Axialvertiefungsstruktur 49 bei einer radialen Verformung des Dichtabschnittes 22 dem verdrängten Material eine Ausweichmöglichkeit im Innern des Dichtungskörpers 18.
Über die Wahl der Anzahl, Verteilung und Formgebung der Axialvertiefungen 47 und/oder der Axialvertiefungsstruktur 49 kann auf das Verformungsverhalten des Dichtungskörpers 18 optimal Einfluss genommen werden. Dieser kann also so ausgelegt werden, dass der Dichtabschnitt 22 mit ausreichender Dichtkraft an der peripheren Begrenzungswand 13 der Schieberaufnahme 3 anliegt und dennoch mit einer geringen Betätigungskraft verschiebbar ist.
Durch die beschriebene Gestaltung der Steuereinheiten 8 ergibt sich insbesondere eine dahingehende Wirkung, dass die von der peripheren Begrenzungswand 13 eines AbsperrLängenabschnittes 16 auf den Dichtabschnitt 22 ausgeübte radiale Pressung eine radial in Richtung zu der mittigen Längsachse 36 gerichtete Deformation verursacht. Der sich direkt radial über einer Axialvertiefung 47 und/oder Axialvertiefungsstruktur 49 befindende Teilabschnitt des Dichtabschnittes 22 verschiebt sich dabei am meisten nach radial innen, was eine entgegengesetzte Reaktionskraft der Abstützwände 34, 35 und der anderen Axialvertiefungen 47 zur Folge hat. Diese Reaktionskräfte sind schräg orientiert und haben eine axiale und eine radiale Komponente. Durch eine entsprechende Formgebung der Axialvertiefungen 47 und der Abstützwände 34, 35 lässt sich die Wirkrichtung der Reaktionskräfte so beeinflussen, dass der Dichtabschnitt 22 bei ausreichender Nachgiebigkeit die gewünschte Abstützung erfährt.
Sofern, was vorteilhaft ist, eine Materialhaftung zwischen dem Dichtungskörper 18 und den Abstützwänden 34, 35 vorliegt, werden die die Abstützung des Dichtabschnittes 22 hervorrufenden Reaktionskräfte verstärkt.
Durch die Haftung des Dichtungskörpers 18 an der ersten Abstützwand 34 bzw. an dem ersten Trägermodul 68 ergibt sich auch eine statische Abdichtung zwischen diesen beiden Komponenten.
Die weiter oben schon angesprochenen, zugleich auch als Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 fungierenden Befestigungsmaßnahmen 27 zur Fixierung der einzelnen Steuereinheiten 8 am Schaftkörper 7 sind zweckmäßigerweise jeweils unter Anwendung einer Stoffschlussverbindung 27a realisiert. Diese Stoffschlussverbindung 27a ist bevorzugt eine Schweißverbindung und dabei insbesondere eine Laserdurchstrahl-Schweißverbindung. Letzteres ist beim Ausführungsbeispiel der Fall.
Der Schaftkörper 7 ist bevorzugt als ein einstückiges, stangenförmiges Bauteil ausgeführt. Jede Steuereinheit 8 ist ringförmig ausgebildet und mit ihrer sich aus den beiden miteinander fluchtenden Montageöffnungen 72 zusammensetzenden zentralen Durchgangsöffnung 32 koaxial auf den Schaftkörper 7 aufgesteckt. Das Aufstecken geschieht bevorzugt im bereits aneinander angesetzten, gegebenenfalls durch die Rastverbindungsmittel 74 oder andere Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 aneinander fixierten Zustand der Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit 75 und des zweiten Trägermoduls 69. Alternativ können die Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit 75 und das zweiten Trägermodul 69 auch separat voneinander und nacheinander auf den Schaftkörper 7 aufgeschoben werden, sodass sie erst im auf dem Schaftkörper 7 sitzenden Zustand axial in Kontakt miteinander gebracht werden.
Bevorzugt verfügen die beiden Trägermodule 68, 69 an ihren einander zugewandten Axialseiten über zueinander komplementäre Zentriermittel 76, die axial ineinander eingreifen und die beiden Trägermodule 68, 69 gegenseitig radial abstützen, wenn diese Trägermodule 68, 69 in dem Fügebereich 70 aneinander anliegen. Dies begünstigt das Zusammensetzen der Steuereinheit 8 vor der Montage an einem Schaftkörper 7. Bei den Zentriermitteln 76 handelt es sich beispielsweise um zueinander komplementäre Vorsprünge und Vertiefungen. Die Zentriermittel 76 können in Baueinheit mit den eine direkte axiale Verbindung zwischen den beiden Trägermodulen 68, 69 bewirkenden Relativposition-Befestigungsmaßnahmen 29 ausgeführt sein, die beim Ausführungsbeispiel in Form von Rastverbindungsmaßnahmen 74 realisiert sind.
Bei der Herstellung des Ventilschiebers werden die Steuereinheiten 8 an der gewünschten Sollposition auf dem Schaftkörper 7 positioniert und dann durch eine zwischen dem Trägerabschnitt 26 und dem Schaftkörper 7 hergestellte Stoffschlussverbindung 27a sowohl befestigt als auch rings um den Schaftkörper 7 herum gegenüber dem Schaftkörper 7 abgedichtet. Somit ist ein Fluiddurchtritt durch die zentrale Durchgangsöffnung 32 hindurch auch ohne separate Dichtmittel ausgeschlossen.
Eine als Laserdurchstrahl-Schweißverbindung ausgebildete Stoffschlussverbindung 27a lässt sich besonders einfach realisieren, wenn der Zentralabschnitt 33 des Trägerabschnittes 26 an einer oder beiden Stirnseiten über einen hülsenförmigen Befestigungsfortsatz 63 verfügt. Die Trägerabschnitte 26 des Ausführungsbeispiels verfügen an jedem der beiden Trägermodule 68, 69 über einen solchen Befestigungsfortsatz 63.
Jeder Befestigungsfortsatz 63 besteht aus einem laserstrahltransparenten Kunststoffmaterial, während der Schaftkörper 7 aus einem die Laserstrahlen absorbierenden Kunststoffmaterial besteht. Somit kann bei der Herstellung der Laserstrahl von radial außen her durch den hülsenförmigen Befestigungsfortsatz 63 hindurchgeleitet werden, um im radialen Übergangsbereich zwischen dem Befestigungsfortsatz 63 und dem Schaftkörper 7 eine Laserschweißnaht auszubilden, die in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verläuft und die insbesondere ringförmig und ununterbrochen ausgebildet und koaxial zu der mittigen Längsachse 25 angeordnet ist.
Auf diese Weise lassen sich die beiden Trägermodule 68, 69 jedes Trägerabschnittes 26 unabhängig voneinander an dem stangenförmigen Schaftkörper 7 befestigen.
Bei der Herstellung des Ventilschiebers 5 kann jede Steuereinheit 28 in der axialen Richtung des Schaftkörpers 7 beliebig positioniert und dort durch die erwähnten Befestigungsmaßnahmen 27, 29 befestigt werden. Man kann somit unter Einsparung von Werkzeugkosten unterschiedlich aufgebaute Ventilschieber 5 für verschiedenste Ventiltypen herstellen.
Wenn die beiden Trägermodule 68, 69 aneinander befestigt sind, kann sich die Befestigungsmaßnahme 27 auf einen einzigen Befestigungsfortsatz 63 beschränken. Man kann dann an einem der Trägermodule 68, 69 auf den Befestigungsfortsatz 63 verzichten.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann die Modularität des Ventilschiebers 5 unter anderem auch dadurch realisiert werden, dass auch der Schaftkörper 7 modular aufgebaut ist und sich aus mehreren axial aneinandergereihten individuellen Schaftlängenabschnitten 12 zusammensetzt. Zwischen jeweils unmittelbar axial benachbarten Steuereinheiten 8 ist dann ein solcher individueller Schaftlängenabschnitt 12 eingegliedert, dessen Länge entsprechend dem zwischen betreffenden Steuermodulen 28 gewünschten Abstand gewählt ist.
Verfügt der Trägerabschnitt 26 über eine zentrale Durchgangsöffnung 32, ist es vorteilhaft, wenn an deren Innenumfang in der Grundeinheit-Umfangsrichtung 38 verteilt mehrere sich axial erstreckende, in der Zeichnung nicht illustrierte Riefen ausgebildet sind, durch die die Kontaktfläche zwischen dem Innenumfang jedes Trägermoduls 68,, 69 und dem Außenumfang des Schaftkörpers 7 minimiert wird, was ein reibungsarmes Aufschieben der Steuereinheiten 8 auf den Schaftkörper 7 begünstigt.

Claims

Ventilschieber eines zur Steuerung einer Strömung eines Fluides dienenden Ventils, der zur axial verschieblichen Anordnung in einer Schieberaufnahme (3) des Ventils (1) vorgesehen ist, mit einer eine mittige Längsachse (25) aufweisenden starren Grundeinheit (24), die mindestens einen bezüglich eines Schaftkörpers (7) radial abstehenden Trägerabschnitt (26) aufweist, der zur Bildung einer Steuereinheit (8) des Ventilschiebers (5) einen über gummielastische Eigenschaften verfügenden ringförmigen Dichtungskörper (18) trägt, der partiell in einem zwischen zwei axial beabstandeten ersten und zweiten Abstützwänden (34, 35) des Trägerabschnittes (26) definierten, radial außen offenen ringförmigen Dichtungskörper-Aufnahmeraum (37) aufgenommen ist und die beiden Abstützwände (34, 35) mit einem zur Abdichtung gegenüber einer peripheren Begrenzungswand (13) der Schieberaufnahme (3) vorgesehenen ringförmigen Dichtabschnitt (22) radial überragt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abstützwände (34, 35) gesondert voneinander ausgebildet und durch Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (29) in ihrer gemeinsam den Dichtungskörper-Aufnahmeraum (37) begrenzenden Relativposition fixiert sind, wobei der Dichtungskörper (18) ein unmittelbar bei seiner Urformung fest an die erste Abstützwand (34) angeformter und durch diese Anformung unabhängig von der zweiten Abstützwand (35) an der ersten Abstützwand (34) fixierter Formkörper ist, der an der zweiten Abstützwand (35) ohne diesbezügliche Befestigung lediglich abgestützt oder abstützbar ist, und wobei der Dichtungskörper (18) an seiner der ersten Abstützwand (34) zugeordneten ersten axialen Stirnseite (55) mehrere in einer Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) um die mittige Längsachse (25) herum verteilte taschenartige Axialvertiefungen (47) aufweist, die jeweils mit einer von mehreren axialen Wanddurchbrechungen (34a) fluchten, die in der ersten Abstützwand (34) ebenfalls in der Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) verteilt ausgebildet sind.
Ventilschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (18) an seiner der zweiten Abstützwand (35) zugeordneten zweiten axialen Stirnseite (56) eine sich in der Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) um die mittige Längsachse (25) der Grundeinheit (24) herum erstreckende Axialvertiefungsstruktur (49) aufweist.
Ventilschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialvertiefungsstruktur (49) von einer zur mittigen Längsachse (25) der Grundeinheit (24) konzentrischen, an der der zweiten Abstützwand (35) zugewandten axialen Seite offenen Ringnut (49a) gebildet ist, die von der zweiten Abstützwand (35) zumindest teilweise abgedeckt ist.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abstützwand (35) durchbrechungslos ausgebildet ist.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abstützwand (35) von mehreren in der Grundeinheit-Umfangsrichtung (38) verteilt angeordneten axialen Wanddurchbrechungen (35a) durchsetzt ist, wobei die umfangsmäßige Verteilung dieser axialen Wanddurchbrechungen (35a) zweckmäßigerweise derjenigen der in der ersten Abstützwand (34) ausgebildeten axialen Wanddurchbrechungen (34a) entspricht.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Wanddurchbrechungen (34a, 35a) als peripher ringsum geschlossene Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, insbesondere als bogenförmig gestaltete Langlöcher.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerabschnitt (26) aus zwei axial aneinander angesetzten, jeweils einstückig ausgebildeten ersten und zweiten Trägermodulen (68, 69) besteht, die durch die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (27, 29, 74) in ihrer Relativposition fixiert sind, wobei die erste Abstützwand (34) ein Bestandteil des ersten Trägermoduls (68) und die zweite Abstützwand (35) ein Bestandteil des zweiten Trägermoduls (69) ist.
Ventilschieber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägermodul (68) zusammen mit dem an die erste Abstützwand (34) angeformten Dichtungskörper (18) eine vor einem Zusammenbau des Ventilschiebers (5) einheitlich handhabbare Trägermodul-Dichtungskörper-Baueinheit (75) bildet.
Ventilschieber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermodule (68, 69) jeweils eine mittige, axial durchgehende Montageöffnung (72) aufweisen, mit der sie koaxial auf einen stangenförmigen Schaftkörper (7) der Grundeinheit (24) aufgesteckt sind.
Ventilschieber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägermodule (68, 69) jedes Trägerabschnittes (26) zur Fixierung ihrer Relativposition durch die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (29) an dem stangenförmigen Schaftkörper (7) axial unbeweglich befestigt sind, wobei die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (29) zweckmäßigerweise als Laserdurchstrahl-Schweißverbindung oder als eine andere Stoffschlussverbindung (27a) zwischen mindestens einem Trägermodul (68, 69) und dem Schaftkörper (7) ausgeführt sind.
Ventilschieber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägermodule (68, 69) jedes Trägerabschnittes (26) unabhängig voneinander an dem stangenförmigen Schaftkörper (7) befestigt sind.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Trägermodule (68, 69) an ihren einander zugewandten Axialseiten über axial ineinander eingreifende, eine gegenseitige radiale Abstützung bewirkende Zentriermittel (76) verfügen.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Steuereinheit (8) als ein vor einer Anbringung am Schaftkörper (7) einheitlich handhabbares individuelles Steuermodul (28) ausgebildet ist, dessen beide Trägermodule (68, 69) durch die Relativposition-Befestigungsmaßnahmen (29) direkt aneinander befestigt sind, zweckmäßigerweise durch eine Rastverbindung (74).
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er über eine Mehrzahl von axial beabstandet zueinander angeordneten Steuereinheiten (8) verfügt, wobei axial benachbarte Steuereinheiten (8) jeweils über einen sich zwischen ihnen erstreckenden, einen geringeren Außendurchmesser als die Steuereinheiten (8) aufweisenden Schaftlängenabschnitt (12) des Schaftkörpers (7) miteinander verbunden sind.
Ventilschieber nach Anspruch 14 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftkörper (7) stangenförmig ausgebildet ist und die Steuereinheiten (8) beim Zusammenbau des Ventilschiebers (5) auf dem Schaftkörper (7) variabel axial positionierbar und durch Befestigung ihrer Trägermodule (68, 69) in der gewünschten Axialposition am Schaftkörper (7) befestigbar sind.
Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (18) ein unmittelbar durch Spritzgießen oder Vulkanisieren an der ersten Abstützwand ausgebildeter und befestigter Formkörper ist. 17. Ventil zur Steuerung einer Strömung eines Fluides, mit einem Ventilgehäuse (2), in dem eine Schieberaufnahme (3) ausgebildet ist, in der ein Ventilschieber (5) axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist.