DE19515950C2

DE19515950C2 - Sliding seal in a pneumatic multi-position valve

Info

Publication number: DE19515950C2
Application number: DE19515950A
Authority: DE
Inventors: Erik Hafner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2015-05-03
Also published as: DE29507257U1; DE19515950A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitdichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Eine solche als Außendichtung ausgebildete Gleitdichtung in einem pneumati schen Mehrstellungsventil ist beispielsweise aus der DE-A1 30 36 700 oder der DE-A1 30 36 639 bekannt.The invention relates to a sliding seal with the Features of the preamble of claim 1. Such as Outer seal designed sliding seal in a pneumati The multi-position valve is, for example, from the DE-A1 30 36 700 or DE-A1 30 36 639 are known.

Aus der Zeitschrift "Konstruktion", 1959, Heft 11, Seite 439 ist außerdem eine Gleitdichtung bekannt, bei der ein O-Ring in einer Ringnut gehalten ist. Die Nut weist dabei einen sich nach außen hin weitenden Querschnitt auf. Dies bewirkt, daß bei einem Betriebsdruck der Druckluft ungefähr der halbe An teil des anstehenden Drucks den O-Ring gegen den vor der Nut öffnung liegenden bewegten Teil der Gleitdichtung preßt. Bei einer Bewegung des einen Dichtungsteils muß somit eine hohe Reibungskraft überwunden werden, was zu einem hohen Abrieb des O-Rings führt. Diese bekannte Dichtung weist somit nur eine geringe Lebensdauer auf.From the magazine "Konstruktion", 1959, issue 11, page 439 a sliding seal is also known in which an O-ring in an annular groove is held. The groove shows one cross-section widening towards the outside. This causes at an operating pressure of the compressed air about half the An part of the pressure applied to the O-ring against the front of the groove opening moving part of the sliding seal presses. At a movement of the one sealing part must therefore be high Frictional force can be overcome, resulting in high abrasion of the O-Rings leads. This known seal therefore has only one short lifespan.

Aus der US-PS 2,314,683 ist eine Gleitdichtung mit O-Ring be kannt, bei der der O-Ring unverlierbar in einer Nut gehalten ist. Die Verteilung des Anpreßdrucks des Druckmediums bei dieser Dichtung ist vergleichbar mit derjenigen der Dichtung aus der Zeitschrift "Konstruktion", 1959, Heft 11, Seite 439. Auch hier entsteht also ein hoher Abrieb am O-Ring.From US-PS 2,314,683 is a sliding seal with an O-ring be knows, where the O-ring is held captive in a groove is. The distribution of the contact pressure of the print medium this seal is comparable to that of the seal from the magazine "Konstruktion", 1959, issue 11, page 439. Here too, there is high abrasion on the O-ring.

Aus den Druckschriften DE 32 33 182 A1, DE 20 52 474 A1 und DE 19 34 053 A1 sind jeweils Gleitdichtungen bekannt, die bereits ohne Betriebsdruck des Druckmediums gegen den bewegten Teil der Gleitdichtung vorgespannt sind. Teilweise weisen diese Dichtungen auch vom Kreisquerschnitt abweichende Quer schnittsformen auf. Bei allen diesen Dichtungen trägt der Betriebsdruck des Druckmediums dazu bei, den ohnehin schon herrschenden Anpreßdruck der Dichtung gegen den zu bewegenden Teil weiter zu erhöhen. Irgendwelche Maßnahmen zur Reduzierung dieses zusätzlichen Anpreßdrucks durch das Druckmedium sind bei diesen bekannten Dichtungen nicht vorgesehen. Bei diesen Dichtungen kann es daher während der Betriebspausen zu einem sogenannten "Festkleben" kommen. Außerdem ist der Abrieb die ser Dichtungen relativ groß und damit die Lebensdauer gering.From the publications DE 32 33 182 A1, DE 20 52 474 A1 and DE 19 34 053 A1 sliding seals are known in each case already without operating pressure of the pressure medium against the moving Part of the sliding seal are preloaded. Partially point these seals also cross from the circular cross section cut shapes. With all of these seals the Operating pressure of the pressure medium contributes to that already prevailing contact pressure of the seal against the one to be moved Increase part further. Any reduction measures of this additional contact pressure through the pressure medium not provided in these known seals. With these Seals can therefore become one during breaks so-called "sticking" come. The abrasion is also the These seals are relatively large and therefore the service life is short.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitdichtung gegen Druckluft zwischen Gehäusebohrung und Steuerschieber eines pneumatischen Mehrstellungsventils zu schaffen, die preisgünstig, leicht herstellbar und bei gerin gen Reibungsverlusten langlebig ist und dabei die erforderli chen guten Dichtungseigenschaften auch bei geringem Raumange bot gewährleistet.The invention has for its object a Sliding seal against compressed air between the housing bore and Control spool of a pneumatic multi-position valve create that inexpensive, easy to manufacture and at gerin against friction losses is long-lasting and the necessary Chen good sealing properties even in small spaces bot guaranteed.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention characterizing features of claim 1 solved.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Er kenntnis, daß der dem Fachmann von Anfang an bekannte konven tionelle O-Ring bei neuartiger Gestaltung der Gleitdichtung all die Vorteile vereinen kann, die man bisher durch Sonder geometrien des Dichtrings angestrebt hat, ohne sie in der Summe wie bei der Erfindung zu erreichen. Insbesondere bietet die Erfindung folgende zusammenfallende Vorteile:
The invention is based on the surprising knowledge that the conventional O-ring known to the expert from the beginning can combine all the advantages with a novel design of the sliding seal, which have been sought up to now by special geometries of the sealing ring, without them in the sum like to achieve in the invention. In particular, the invention offers the following coincident advantages:

- Use of the cheapest available on the market conventional O-rings and thus avoidance of costs due to special tools for exotic Cross-sectional shapes of sealing rings;
- captive mounting of the O-ring in the cage also for the Case of compressed air cushions in the cage;
- Applicability of conventional materials for the O-ring;
- Distribution of the radial operating pressure component during the seal on the one hand on the sealing surface on the one concentric part of the axially ver relative to each other sliding concentric parts and on the other hand on the Sealing surface in the cage and therefore structurally adaptable opti sealing pressure on the one hand to the relative to the O- Ring sliding sealing surface and on the other hand on the Cage, especially with the aim of reducing friction between O-ring and sliding surface no higher than functio nell necessary to choose, thereby the life of the Maximize seal while maintaining the required Control forces for the reciprocation of the coaxial Minimize parts;
- Safe sealing of a possible bypass path within the cage;
- Self-adjustment of the abrasion without the need to form special sealing lips or sealing flaps;
- Operability only with very little pretension as in the case of the above-mentioned attempts by the applicant or without any pretension, even with some play between O-ring and sealing surface when not in operation standing compressed air, thus uninhibited commissioning of the pneumatic element without the pre-loaded one Sealing rings so-called otherwise common "Sticking" during the breaks;
- Operability even with oil-free or moist free compressed air.

Die erfindungsgemäße Gleitdichtung verzichtet aus drücklich auf die bisher übliche radiale Kompression oder Stauchung des O-Rings zwischen dem Käfiggrund und der Dicht fläche. Wie bei den Versuchen des Anmelders kann der lichte Querschnitt des O-Rings um ein geringes radiales Maß, wie etwa 5%, kleiner gewählt sein als das Außenmaß der Dichtflä che. Dann kommt der O-Ring auch dann, wenn kein pneumatischer Betriebsdruck ansteht, zu einem auf die Dichtfläche vorge spannten Sitz. Das bietet gewisse Montagevorteile und kann dazu ausgenutzt werden, daß bei Inbetriebnahme des pneumati schen Drucks ein anfänglicher Bypass-Strom zwischen O-Ring und Dichtfläche verhindert wird. Diese leichte Vorspannung trägt jedoch zur eigentlichen Dichtkraft nichts wesentliches bei, da O-Ringe üblicher Materialien leicht radial dehnbar sind und nicht mehr wie bei dem besprochenen Stand der Tech nik und auch den genannten Versuchen des Anmelders eine Ab stützung am Käfiggrund finden. Sobald der O-Ring am hinter schneidenden Kragen des Käfigs dichtend zur Anlage gekommen ist, übernimmt die anstehende Druckluft die volle Abdichtwir kung, wobei hier die Druckluft auch von der Seite des Käfig grundes auf den O-Ring einwirkt, der dort bisher mechanisch gestaucht wurde. Bei Fehlen der Vorspannung des O-Rings auf die Dichtfläche oder gar einem gewissen Restspalt zwischen O- Ring und Dichtfläche sind die Abdichtverhältnisse im eigent lichen Betriebszustand entsprechend, wobei lediglich beim Einsetzen des pneumatischen Drucks eine gewisse Leckage von Druckluft zwischen O-Ring und Dichtfläche bis zur dichtenden Anlage des O-Rings am Kragen hingenommen werden muß.The sliding seal according to the invention is dispensed with expressly to the usual radial compression or Compression of the O-ring between the bottom of the cage and the seal area. As with the applicant's attempts, the light Cross-section of the O-ring by a small radial dimension, such as about 5%, be chosen smaller than the outer dimension of the sealing surface che. Then the O-ring comes even if there is no pneumatic Operating pressure is applied to a pre-on the sealing surface tight seat. This offers certain assembly advantages and can to be exploited that when the pneumati an initial bypass flow between the O-ring and sealing surface is prevented. This slight bias does not contribute anything essential to the actual sealing force with, since O-rings of common materials are slightly radially stretchable are and no longer as in the discussed state of tech nik and also the attempts mentioned by the applicant an Ab find support at the bottom of the cage. As soon as the O-ring on the back cutting collar of the cage sealingly came to rest the compressed air is fully sealed kung, here the compressed air also from the side of the cage basically acts on the O-ring, which was previously mechanical there was compressed. In the absence of preload on the O-ring the sealing surface or even a certain residual gap between O- The ring and sealing surface are the actual sealing conditions Lichen operating state accordingly, only when Onset of pneumatic pressure a certain leakage of Compressed air between the O-ring and the sealing surface up to the sealing Installation of the O-ring on the collar must be accepted.

Die angesprochene Langlebigkeit ist dabei minde stens vergleichbar mit der maximalen Langlebigkeit anderer bekannter elastisch-nachgiebiger Ringdichtungen und liegt in der Größenordnung von 50 bis 100 Millionen Schalthüben (oder unter Umständen gar mehr).The longevity mentioned is minimal most comparable to the maximum longevity of others known elastic-resilient ring seals and is in of the order of 50 to 100 million switching strokes (or possibly even more).

Es wurde bisher nicht ausgeschlossen, daß die inne ren Dichtflächen im Käfig zum Teil auch noch Bereiche ein schließen, die wie bei reinen Axialdichtungen nur radial zur Achse der Relativverschiebung der konzentrischen Teile ver laufen. Bevorzugt ist jedoch, daß die inneren Dichtflächen nur an den beiden umlaufenden Krägen des Käfigs vorgesehen sind. Dann erhält man sozusagen eine reine Zwei-Punkt-Abstüt zung des kreisförmigen Querschnitts des O-Rings einerseits an dem einen konzentrischen Teil, gegen das der O-Ring abdichten soll, und andererseits am Käfig, wobei an beiden Abstütz- bzw. Dichtpunkten bzw. -flächen jeweils eine radial zur axia len Verschiebeachse wirksame Druckkomponente auftritt.It has not yet been ruled out that the some of the sealing surfaces in the cage close, which, as with pure axial seals, is only radial Ver axis of relative displacement of the concentric parts to run. However, it is preferred that the inner sealing surfaces only provided on the two circumferential collars of the cage are. Then you get, so to speak, a pure two-point tax tion of the circular cross section of the O-ring on the one hand the one concentric part against which the O-ring seals and on the other hand on the cage, whereby on both support or sealing points or surfaces one radial to the axia len displacement axis effective pressure component occurs.

Die winkelmäßige Hintergreifung des O-Rings, d. h. der Winkel der Verbindungslinie des Anlagepunktes und des Mittelpunktes des O-Ring-Querschnitts zu der Axialrichtung, beträgt dabei vorzugsweise 40 bis 60°, insbesondere 50°.The angular engagement behind the O-ring, i.e. H. the angle of the connecting line of the contact point and the Center of the O-ring cross-section to the axial direction, is preferably 40 to 60 °, in particular 50 °.

Aus Gründen der leichten Herstellbarkeit und einfa chen Montage empfiehlt es sich, daß der Käfig axial in zwei Käfigteile aufgeteilt ist. Dies schließt nicht aus, in Son derfällen den Käfig einteilig herzustellen und den O-Ring in den offenen Ringspalt des Käfigs bei der Montage einzu drücken.For reasons of easy manufacture and simple Chen assembly, it is recommended that the cage axially in two Cage parts is divided. This does not rule out in Son if the cage is made in one piece and the O-ring in to insert the open annular gap of the cage during assembly to press.

Für die Hin- und Herbewegung einer Stange genügt im Normalfall, daß die Dichtwirkung unabhängig von der Hubrich tung gleich ist. In einem solchen Fall kann man den Aufbau der Gleitdichtung weiter vereinfachen, indem man zwei gleiche Käfigteile verwendet, die man spiegelbildlich zueinander an ordnet. For the back and forth movement of a rod in the Normal case that the sealing effect is independent of the stroke tion is the same. In such a case you can build further simplify the sliding seal by making two of the same Cage parts used, which are mirror images of each other arranges.

Die Montage wird erleichtert, wenn die beiden Kä figteile mit Anlage aneinander angeordnet werden. Manchmal ist es jedoch erwünscht, daß die Anlagekraft an der Dichtflä che im Käfig ohne Änderung seiner Geometrie modifiziert wird. In einem solchen Fall kann es sinnvoll sein, die beiden Kä figteile mit etwas Abstand anzuordnen, eventuell auch unter Verwendung eines zwischengeschalteten Distanzstücks.Installation is easier if the two boxes parts with system are arranged next to each other. Sometimes However, it is desirable that the contact force on the sealing surface surface in the cage is modified without changing its geometry. In such a case, it may make sense to use the two cheeses Arrange the parts with some space, possibly also under Use of an intermediate spacer.

Besonders wesentlich im Rahmen der Erfindung ist die Anordnung der Dichtflächen im Käfig derart, daß auf diese die schon erwähnte radiale Teilkomponente des Betriebsdrucks wichtig wird. Dies läßt jedoch Freiraum für die Gestaltung des Käfigs in den Bereichen, wo der O-Ring vom anstehenden Druckmedium frei beaufschlagt wird. Andererseits hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die für die Stabilität des Käfigs maßgebliche Masse nicht zu weit zu reduzieren. Ein Op timum in dieser Hinsicht erhält man, wenn nicht nur, was all gemein bevorzugt wird, die innere Dichtfläche im Käfig in An näherung an die umlaufende Kontur des Querschnitts des O- Rings bogenförmig gestaltet ist. Im Sinne von Anspruch 6 hat dann der Querschnitt des O-Rings einen kleineren Radius als die kreisbogenförmige Begrenzung der die inneren Dichtflächen bildenden umlaufenden Aussparung im Käfig.Is particularly essential in the context of the invention the arrangement of the sealing surfaces in the cage such that on this the radial component of the operating pressure already mentioned becomes important. However, this leaves scope for the design of the cage in the areas where the O-ring from the upcoming Pressurized media is free. On the other hand, it did however, proved to be useful for the stability of the Do not reduce cage's relevant mass too much. An op timum in this regard you get, if not just what all is generally preferred, the inner sealing surface in the cage in An approach to the circumferential contour of the cross section of the O- Is designed in the shape of an arc. Within the meaning of claim 6 then the cross section of the O-ring is a smaller radius than the circular arc-shaped boundary of the inner sealing surfaces forming circumferential recess in the cage.

Allgemein wird bei dem O-Ring, wie er bei der Er findung eingesetzt wird, von dem schon mehrfach angesproche nen kreisförmigen Querschnitt der sogenannten Schnur des O- Rings ausgegangen. Dies schließt nicht aus, daß der O-Ring selbst mit seiner Schnur nicht nur, wie meist der Fall, kreisförmig umläuft, sondern er kann beispielsweise auch in Anpassung an elliptische koaxiale Bauelemente elliptisch ge formt oder gezogen sein.In general, the O-ring, as in the Er is used, which has already been addressed several times NEN circular cross-section of the so-called cord of the O- Run out. This does not preclude the o-ring not only with its cord, as is usually the case, rotates in a circle, but it can also, for example, in Adaptation to elliptical coaxial components shaped or drawn.

Die inneren Dichtflächen im Käfig schließen zweck mäßig an den freien Rand der jeweiligen Krägen an oder bezie hen diesen freien Rand bereits mit ein. Im erstgenannten Fall kann es nützlich sein, wenn die inneren Dichtflächen tangen tial zur noch unverformten Anlagefläche des jeweiligen O- Rings ausgerichtet sind. The inner sealing surfaces in the cage close purpose moderately to the free edge of the respective collars already include this free margin. In the former case it can be useful if the inner sealing surfaces are tangled tial to the still undeformed contact surface of the respective O- Rings are aligned.

Die erfindungsgemäße Gleitdichtung kann sowohl eine Innendichtung, - die meist bevorzugte Anordnung -, als auch eine Außendichtung sein. Unter einer Innendichtung versteht man dabei eine solche Gleitdichtung, bei der die Innenfläche des O-Rings mit dem innen liegenden der beiden koaxialen Teile zusammenwirkt, also im Falle eines pneumatischen Ven tils beispielsweise mit dem Ventilschieber. Bei einer Außen dichtung wäre stattdessen der Käfig der Gleitdichtung fest an dem innen liegenden der beiden konzentrischen Teile angeord net und der O-Ring würde mit der Innenfläche der Gehäuseboh rung zusammenwirken. Die Anordnung als Innendichtung bietet den Vorteil, den Steuerschieber von dem zusätzlichen Aufwand des Einbaus der Käfige mit den O-Ringen frei halten zu kön nen, so daß beispielsweise schmale Steuerschieber ohne Schwä chungszonen Anwendung finden können, während im allgemeinen das Ventilgehäuse genug Masse und Raum für die Einbeziehung der Käfige mit den O-Ringen bietet, und zwar ganz unabhängig davon, ob nun die Gehäusebohrung von dem Grundmaterial des Gehäuses oder einem Einsatz in diesem gebildet ist. In Son derfällen (vgl. Ansprüche 12 und 13) kommt aber auch die An ordnung als Außendichtung nach dem diesbezüglichen Vorbild des Stands der Technik in Frage, von dem die Erfindung aus geht.The sliding seal according to the invention can both Inner seal, - the most preferred arrangement - as well be an outer seal. Under an inner seal such a sliding seal, in which the inner surface of the O-ring with the inside of the two coaxial Parts interacts, so in the case of a pneumatic Ven tils for example with the valve spool. With an outside seal would instead be the cage of the sliding seal the inner of the two concentric parts net and the o-ring would bore with the inner surface of the housing work together. The arrangement as an inner seal offers the advantage of the spool from the additional effort of the installation of the cages with the O-rings NEN, so that, for example, narrow spool valves without Schwä Zones can be used, while in general the valve body has enough mass and space for inclusion offers the cages with the O-rings, and quite independently whether the housing bore of the base material of the Housing or an insert is formed in this. In Son in such cases (cf. claims 12 and 13), however, also arrives order as an external seal based on the relevant model of the prior art from which the invention goes.

In vielen Fällen reicht es bei pneumatischen Bau elementen mit Betriebsdrucken nicht über 6 bar aus, den Käfig an dem konzentrischen Teil mit Preßsitz fest anzuordnen, an dem der O-Ring nicht dichtend zur Anlage kommt. Man kann aber, insbesondere bei Außendichtungen, den Käfig auch in den Aufbau des einen konzentrischen Teils, im Fall der Außendich tung des innen liegenden Teils, mit einbeziehen und dabei entweder an dem betreffenden Teil direkt ausbilden oder in sandwichartiger Einschaltung in den Aufbau als jeweils eige nes Bauteil mit einbeziehen.In many cases, pneumatic construction is enough elements with an operating pressure of not more than 6 bar, the cage to be fixed to the concentric part with a press fit which the O-ring does not come into sealing contact. One can but, especially with external seals, the cage also in the Structure of one concentric part, in the case of the outside the inner part, and include it either train directly on the part in question or in sandwich-like involvement in the structure as its own Include a component.

Die erfindungsgemäße Gleitdichtung ist besonders für den Fall konzipiert, daß eines der konzentrischen Teile eine Gehäusebohrung und das andere der konzentrischen Teile der Steuerschieber eines pneumatischen Mehrstellungsventils ist. Die unverlierbare Anordnung des O-Rings im Käfig stellt dabei sicher, daß der O-Ring auch dann, wenn dem O-Ring ein Rücksprung des Steuerschiebers gegenüberliegt, nicht unter Restdruckeinflüssen aus dem Käfig heraus und in das Ventilge häuse hinein springen kann. Letzteres würde in Anbetracht des integralen Zusammenbaus von pneumatischen Mehrstellungsventi len, wie er jetzt meist gewählt wird, das ganze Ventil un brauchbar machen.The sliding seal according to the invention is special designed for the case that one of the concentric parts one housing bore and the other of the concentric parts the control spool of a pneumatic multi-position valve is. The captive arrangement of the O-ring in the cage provides make sure that the O-ring is also when the O-ring is on Return of the spool is opposite, not below Residual pressure influences out of the cage and into the valve body can jump into the house. In view of the integral assembly of pneumatic multi-position valves len, as he is now mostly chosen, the whole valve make usable.

Die erfindungsgemäße Gleitdichtung kann dabei z. B. für Gehäusebohrungen von 10 bis 20 mm angewandt werden. Bei einer Gehäusebohrung von z. B. 12 mm werden typischerweise O- Ringe mit Innendurchmesser von 8 mm und Außendurchmesser von 11 mm verwendet.The sliding seal according to the invention can, for. B. for housing bores from 10 to 20 mm. At a housing bore of z. B. 12 mm are typically O- Rings with an inner diameter of 8 mm and an outer diameter of 11 mm used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati scher Zeichnungen an deren Ausführungsbeispiel noch näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on schemati he shear drawings of their embodiment even closer purifies. Show it:

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt in einer radialen Halbebene eines pneumatischen Mehrstellungsventils mit einer Gleitdichtung gemäß der Erfindung; Figure 1 is a partial axial section in a radial half-plane of a pneumatic multi-position valve with a sliding seal according to the invention.

Fig. 2 eine Teilansicht von Fig. 1 (ohne Steuer schieber) einer ersten Variante von Fig. 1; Fig. 2 is a partial view of Figure 1 (without control slide) of a first variant of Fig. 1.

Fig. 3 eine der Teilansicht von Fig. 2 entspre chende Teilansicht von Fig. 1 (ohne Steuerschieber) einer zweiten Variante von Fig. 1; sowie Fig. 3 is a partial view of Figure 2 corre sponding partial view of Figure 1 (without spool) of a second variant of Fig. 1. such as

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine Ausfüh rungsform, bei der die Gleitdichtung in einem Steuerkolben eines pneumatischen Mehrstellungsventils mit ausgebildet ist. Fig. 4 is an axial section through a Ausfüh approximate shape, in which the sliding seal is formed in a control piston of a pneumatic multi-position valve.

Die Fig. 1 bis 3 beschreiben drei Varianten ei ner Innendichtung, während Fig. 4 eine Außendichtung be schreibt. Figs. 1 through 3 illustrate three variants ei ner inner seal, while Fig. 4 writes an outer seal be.

Alle Ausführungsformen werden anhand eines pneuma tischen Hauelements in Gestalt eines pneumatischen Mehrstel lungsventils beschrieben, welches einen Steuerschieber 2 auf weist, der längs seiner Achse 4 hin- und herbewegbar ist und dabei Öffnungen (nicht dargestellt) in einer Gehäusebohrung 6 steuert.All embodiments are described using a pneumatic table element in the form of a pneumatic multi-position valve which has a control slide 2 , which can be moved back and forth along its axis 4 and thereby controls openings (not shown) in a housing bore 6 .

Für die Steuerung hat der Steuerschieber 2 abwech selnd radial ausgedehnte Steuerabschnitte 8 und radial zu rückgesetzte Steuerabschnitte 10, die jeweils über eine Ring schulter ineinander übergehen.For the control, the control slide 2 has alternating radially extended control sections 8 and radially recessed control sections 10 , each of which merges into one another via an annular shoulder.

Ein O-Ring 14 wirkt während eines Teils der Hin- und Herbewegung des Steuerschiebers 2 mit der Umfangsfläche 16 des Steuerabschnitts 8 zusammen. In anderen Stellungen des Steuerschiebers 2 liegt der O-Ring 14 dem zurückgesetzten Steuerabschnitt 10 gegenüber. Dann erfolgt axialer Kurzschluß ohne Dichtwirkung.An O-ring 14 cooperates with the peripheral surface 16 of the control section 8 during part of the reciprocating movement of the control slide 2 . In other positions of the control slide 2 , the O-ring 14 is opposite the reset control section 10 . Then there is an axial short circuit without a sealing effect.

Der O-Ring 14 ist bei allen drei Varianten der Fig. 1 bis 3 in einer umlaufenden Aussparung 18 eines sonst massiv ausgebildeten Käfigs 20 angeordnet, dessen äußere Umfangsflä che 22 mit Preßsitz in der Gehäusebohrung 6 befestigt ist.The O-ring 14 is arranged in all three variants of FIGS. 1 to 3 in a circumferential recess 18 of an otherwise solid cage 20 , the outer peripheral surface 22 is attached with a press fit in the housing bore 6 .

Der Käfig hat radial innen an seinen beiden axialen Enden je eine konische Anschrägung 24, um in solchen Stellun gen, in denen der Abschnitt 8 nicht in Zusammenwirken mit dem O-Ring 14 dichtet, den axialen Durchflußquerschnitt zu ver größern. Ansonsten hat der Käfig 20 in Nachbarschaft des O- Rings 14 einen nur geringen Abstand von beispielsweise 0,1 mm in radialer Richtung zum Steuerabschnitt 8.The cage has radially inside at its two axial ends each a conical bevel 24 , in order to position in such positions in which the section 8 does not seal in cooperation with the O-ring 14 to enlarge the axial flow cross section. Otherwise, the cage 20 in the vicinity of the O-ring 14 is only a small distance of, for example, 0.1 mm in the radial direction from the control section 8 .

Der Käfig 20 hintergreift den O-Ring 14 mit je ei nem um die Verschiebeachse 4 umlaufenden Kragen 26 derart, daß der O-Ring 14 unverlierbar im Käfig 20 gehalten ist. An dem Kragen 26 ist radial innen eine Bohrungsfläche 28 ausge bildet, welche die geringe Toleranz von beispielsweise 0,1 mm gegenüber dem Steuerabschnitt 8 hat und in die erwähnte koni sche Anschrägung 24 übergeht.The cage 20 engages behind the O-ring 14 , each with a egg 26 around the displacement axis 4 surrounding collar 26 such that the O-ring 14 is captively held in the cage 20 . On the collar 26 , a bore surface 28 is formed radially on the inside, which has the low tolerance of, for example, 0.1 mm with respect to the control section 8 and merges into the mentioned conical bevel 24 .

Der freie Rand 30 des jeweiligen Kragens 26 ver läuft unter Bildung einer gewissen Wandstärke des Kragens ra dial und geht dann in die umlaufende Aussparung 18 innerhalb des Käfigs 20 über. Die beiden freien Ränder 30 bilden einen umlaufenden Ringspalt im Käfig 20, durch den der O-Ring 14 radial nach innen bis in die Dichtstellung geringfügig her vortritt.The free edge 30 of the respective collar 26 ver runs to form a certain wall thickness of the collar ra dial and then merges into the circumferential recess 18 within the cage 20 . The two free edges 30 form a circumferential annular gap in the cage 20 , through which the O-ring 14 protrudes slightly radially inwards into the sealing position.

Anschließend an den jeweiligen freien Rand 30 des Käfigs 20 ist an der Innenwandfläche von dessen umlaufender Aussparung 18 jeweils eine innere Dichtfläche 32 ausgebildet, von denen jeweils eine in einer betriebsmäßigen Endstellung der Hin- und Herbewegung mit dem O-Ring 14 dichtend zusammen wirkt, und zwar in den Fig. 1 bis 3 die jeweils links einge zeichnete Dichtfläche 32.Subsequent to the respective free edge 30 of the cage 20 , an inner sealing surface 32 is formed on the inner wall surface of the circumferential recess 18 thereof, one of which in each case acts in a sealing manner in an operational end position of the back and forth movement with the O-ring 14 , and Although in FIGS. 1 to 3, the left been recorded each sealing surface 32.

Die innere Dichtfläche ist bei allen drei Ausfüh rungsformen der Fig. 1 bis 3 jeweils ausschließlich an der Innenfläche des jeweiligen hintergreifenden Kragens 26 und nicht auch noch in solchen Bereichen angeordnet, an denen die Aussparung 18 mit ihrer Innenwandfläche radial zur Achse 4 verläuft.The inner sealing surface is in all three exporting 1 approximate shape of Fig. To 3 in each case exclusively on the inner surface of the respective engaging behind the collar 26 and not also in such areas arranged on which runs the recess 18 with its inner wall surface radially to the axis 4.

Der Spalt zwischen den freien Rändern 30 der Kragen 26 und die Überweite der umlaufenden Aussparung 18 im Käfig 20 sind so bemessen, daß bei der Anlage des O-Rings 14 an ei ner inneren Dichtfläche 32 die von dar anderen Achsseite her anstehende Druckluft frei den Umfang des Querschnitts des O- Rings 14 zwischen der Dichtfläche 34 gegenüber dem Steuerab schnitt 8 einerseits und, gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 1 gesehen, bis zur inneren Dichtfläche 32 im Käfig 20 beauf schlagen kann. Dadurch wird der O-Ring 14 unter dem Betriebs druck nicht nur radial gegen den Steuerschieber 2, sondern auch mit einer relativ großen radialen Komponente gegen die innere Dichtfläche 32 des Käfigs 20 gepreßt.The gap between the free edges 30 of the collar 26 and the excess width of the circumferential recess 18 in the cage 20 are dimensioned such that when the O-ring 14 is in contact with an inner sealing surface 32, the compressed air which is present from the other axial side freely surrounds the circumference of the cross section of the O-ring 14 between the sealing surface 34 with respect to the Steuerab section 8 on the one hand and, viewed counterclockwise in Fig. 1, up to the inner sealing surface 32 in the cage 20 can beat. Characterized the O-ring 14 is pressed under the operating pressure not only radially against the spool 2 , but also with a relatively large radial component against the inner sealing surface 32 of the cage 20 .

Die Varianten der Fig. 1 und 3 unterscheiden sich hierbei nur in folgendem:
Nach Fig. 1 ist die umlaufende Aussparung im Körper 36 des Käfigs 20 einschließlich der inneren Dichtflächen 32 als umlaufende kreisbogenförmige Begrenzung 38 ausgebildet, deren Radius etwas größer als der Radius des Querschnitts des O-Rings ist. The variants of FIGS. 1 and 3 differ only in the following:
According to Fig. 1, the circumferential recess including the inner sealing surfaces 32 formed in the body 36 of the cage 20 and circumferential circular arc-shaped boundary 38, the radius of which is slightly larger than the radius of the cross section of the O-ring.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die kreis bogenförmige Begrenzung mit demselben Radius wie in Fig. 1 nur vom Bereich der inneren Dichtungsfläche 32 bis in eine Ebene geführt, die jeweils radial zur Achse 4 verläuft, von wo aus die Aussparung 18 radial zur Achse 4 mit zwei paralle len Grenzflächen 40 weitergeführt ist.In the embodiment according to FIG. 2, the circular arc-shaped boundary with the same radius as in FIG. 1 is only guided from the area of the inner sealing surface 32 to a plane that runs radially to the axis 4 , from where the recess 18 is radial to the axis 4 with two parallel len interfaces 40 is continued.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 bildet die Variante nach Fig. 2 noch bei sonst gleicher Form dahin weiter, daß die Innenfläche des jeweiligen Kragens 26 jeweils als gerade Schrägfläche ausgebildet ist, in die jeweils die innere Dichtfläche 32 integriert ist.The embodiment according to FIG. 3 further develops the variant according to FIG. 2 with otherwise the same shape in that the inner surface of the respective collar 26 is in each case formed as a straight inclined surface, into which the inner sealing surface 32 is integrated.

Bei allen drei Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 ist der Käfig 20 seinerseits aus zwei gleichen Bauteilen 42 ausgebildet, die unter Ausbildung der Aussparung 18 und unter Umfassung des jeweiligen O-Rings 14 spiegelbildlich zueinan der angeordnet sind. Bei den beiden Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 haben dabei die beiden Bauteile 42 axialen Ab stand voneinander, während sie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 längs der radialen Grenzfläche 44 in Nachbarschaft ih res Preßsitzes in der Gehäusebohrung 6 aneinanderstoßen.In all three embodiments of FIGS. 1 to 3, the cage 20 is in turn formed from two identical components 42 , which are arranged in a mirror image of one another while forming the recess 18 and enclosing the respective O-ring 14 . In the two embodiments of FIGS. 2 and 3, the two components 42 have axial spacing from each other, while in the embodiment of FIG. 1 they abut along the radial interface 44 in the vicinity of their press fit in the housing bore 6 .

Bei allen Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 ist erkennbar, daß der O-Ring 14 nur an der Innenwandfläche des jeweiligen Kragens 26 abdichtend zur Anlage kommt, jedoch in dem Bereich, wo die Innenwandfläche des Käfigs 20 in einen radial zur Achse 4 verlaufenden Abschnitt übergeht, zu diesem Abschnitt axialen Abstand bei voller dichtender Kompression hat.In all of the embodiments of FIGS. 1 to 3 it can be seen that the O-ring 14 only comes into sealing contact with the inner wall surface of the respective collar 26 , but in the region where the inner wall surface of the cage 20 extends into a section running radially to the axis 4 passes to this section has axial clearance with full sealing compression.

Fig. 4 zeigt, daß die erfindungsgemäße Gleitdich tung alternativ auch als Außendichtung in den Kolbenschieber selbst mit einbezogen sein kann, und zwar entweder unter Aus bildung des Käfigs an axial aufeinander folgenden Bauteilen 46 des Steuerschiebers oder unter sandwichhafter Einschachte lung eigener Bauteile 48, welche den jeweiligen Käfig 20 bil den. Die Gehäusebohrung ist in Fig. 4 nicht eingezeichnet. Fig. 4 shows that the sliding seal device according to the invention can alternatively also be included as an outer seal in the piston slide itself, either by forming the cage on axially successive components 46 of the control slide or under sandwich-like development of own components 48 , which the respective cage 20 bil. The housing bore is not shown in Fig. 4.

Im einzelnen ist der Steuerschieber folgendermaßen aufgebaut:
Auf einem zentralen Schaft 50 mit einem Endflansch 52 sind nacheinander verschiedene Bauteile aufgesteckt oder aufgeschraubt und von einer Gegenschraube 54 oder einer ent sprechenden sonstigen Sicherungsscheibe, z. B. einem Spreng ring, axial gesichert.The control spool is structured as follows:
On a central shaft 50 with an end flange 52 , various components are successively attached or screwed on and by a counter screw 54 or a corresponding other locking washer, for. B. an explosive ring, axially secured.

Dabei sind mindestens Bauteile 46 vorgesehen, wel che die axial vorspringenden oder axial zurückspringenden Steuerabschnitte 8 bzw. 10 in wechselnder Reihenfolge aufwei sen.At least components 46 are provided, which che the axially projecting or axially recessed control sections 8 and 10 in alternating order.

Die Bauteile 46 können komplementär auch selbst zur Bildung des jeweiligen Käfigs 20 für den O-Ring 14 mit ver wendet werden. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, wo je zwei komplementär mit ihrem Körper den jeweiligen Käfig 20 für je einen O-Ring 14 bildende Bauteile 48 sandwichartig zwischen den Bauteilen 45 zwischengespannt sind.The components 46 can also complement itself to form the respective cage 20 for the O-ring 14 with ver used. An embodiment is shown in FIG. 4, where two complementary cages 20 with their respective bodies 48 for components 48 forming an O-ring 14 are sandwiched between the components 45 .

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungs form, in der die Gleitdichtung als Innendichtung funktio niert, sind das Gehäuse aus Aluminium und die Käfige aus Mes sing gebildet. Der O-Ring ist aus einem handelsüblichen Kunststoff gebildet, z. B. einem Nitrilkautschuk (NBR) oder einem vulkanisierbaren Fluorelastomer.In the embodiment shown in FIGS . 1 to 3, in which the sliding seal functions as an inner seal, the housing is made of aluminum and the cages are made of brass. The O-ring is formed from a commercially available plastic, e.g. B. a nitrile rubber (NBR) or a vulcanizable fluoroelastomer.

Claims

1. Sliding seal against compressed air between a housing bore ( 6 ) and a concentric control slide ( 2 ) of a pneumatic multi-position valve, in which these concentric parts ( 2 , 6 ) can be moved coaxially back and forth with one another, with an O-ring ( 14 ) with a circumferential surface ( 16 ) on one of the concentric parts you tend to come to rest, and with a cage ( 20 ) which is fixedly arranged on the other of the concentric parts, the O-ring ( 14 ) in the cage ( 20 ) can be moved axially between two end positions, in which the O-ring ( 14 ) lies sealingly against an inner sealing surface ( 32 ) in the cage ( 20 ), and the cage ( 20 ) holds the O-ring ( 14 ) a are captive on both sides with the displacement Beach se (4) encircling collar (26) engages behind and in the cage fig (20) inner sealing surfaces (32) at the two rotate the collars (26) are formed, characterized in that the inner sealing surfaces ( 32 ) are provided only on the two collars ( 26 ) running around and the cage ( 20 ) has a circumferential recess ( 18 ) for receiving the O-ring ( 14 ), the gap between the free edges ( 30 ) of the collars ( 26 ) and the excess width of the umlau fenden recess ( 18 ) in the cage ( 20 ) are dimensioned such that when the O-ring ( 14 ) is applied to one of the inner sealing surfaces ( 32 ), the compressed air from the other axis side covers the circumference of the Cross section of the O-ring ( 14 ) between the inner sealing surface ( 32 ) in the cage ( 20 ) and a sealing surface ( 34 ) of the O-ring ( 14 ) with respect to the one concentric part ( 2 , 6 ) can act freely.

2. Sliding seal according to claim 1, characterized in that the cage ( 20 ) is axially divided into two cage parts ( 42 ).

3. A sliding seal according to claim 2, characterized in that two identical cage parts ( 42 ) are arranged mirror-symmetrically to one another.

4. A sliding seal according to claim 2 or 3, characterized in that the two cage parts ( 42 ) are arranged with one another in contact.

5. Sliding seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner sealing surfaces ( 32 ) connect to the free edges ( 30 ) of the collars ( 26 ).

6. Sliding seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner sealing surfaces ( 32 ) are aligned tangentially to the still undeformed contact surface of the O-ring ( 14 ).

7. Sliding seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner sealing surfaces ( 32 ) include the free edges ( 30 ) of the collars ( 26 ).

8. Sliding seal according to one of claims 1 to 7, characterized characterized that it is an inner seal.

9. A sliding seal according to claim 8, characterized in that the cage ( 20 ) is attached with a press fit in the outer concentric part.

10. Sliding seal according to one of claims 1 to 7, characterized characterized that it is an outer seal.

11. A sliding seal according to claim 10, characterized in that the cage ( 20 ) in the inner, concentric part between axially successive components ( 46 ) the same ben formed at their interfaces or preferably sandwiched as a separate component ( 46 ).