DE19706059C2

DE19706059C2 - Slide valve

Info

Publication number: DE19706059C2
Application number: DE1997106059
Authority: DE
Inventors: Ernst-August Meyer; Raimund Dipl Ing Buschmann; Andreas Dipl Ing Dalle; Dirk Starke
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: FR2759139B1; FR2759139A1; ITMI980166A1; DE19706059A1; IT1298512B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schieberventil, insbesondere ein pneumatisches Schieberventil großer Nennweite, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a slide valve, in particular a pneumatic valve Gate valve of large nominal size, according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Schieberventil ist aus dem Produktkatalog "Know-how in Pneumatik" (11/93, Seite 6.134) der Firma Mannesmann Rexroth Pneumatik GmbH bekannt und im wesentlichen aus einem Ventilkörper und einem innenliegenden Schieber aufgebaut. Der Schieber ist in seiner Längsrichtung bewegbar und wird durch einen von außen zuführbaren Steuerdruck über eine ebenfalls innenliegende Kolben- Zylinder-Einrichtung betätigt. Dabei verbindet der Schieber wahlweise Druckmittelanschlüsse, die am Ventilkörper angeordnet sind. Zu diesem Zweck weist der im Querschnitt kreisförmige Schieber Abschnitte kleineren und größeren Durchmessers auf, wobei ein Abschnitt größeren Durchmessers über einen Dichtring am Ventilkörper dichtend zur Anlage kommt. Der Dichtring wird mittels einer Nut im Schieber gehalten. Um den rauhen Betriebsbedingungen standzuhalten, besteht der Dichtring vorzugsweise aus verschleißarmen Polyurethan.Such a slide valve is from the product catalog "Know-how in pneumatics" (11/93, page 6.134) from Mannesmann Rexroth Pneumatik GmbH and essentially of a valve body and an internal slide built up. The slide is movable in its longitudinal direction and is by a control pressure that can be supplied from the outside via an internal piston Cylinder device actuated. The slider connects either Pressure medium connections, which are arranged on the valve body. For this purpose points the slider sections, which are circular in cross section, are smaller and larger Diameter, with a section of larger diameter via a sealing ring comes into contact with the valve body. The sealing ring is by means of a groove in the Slider held. In order to withstand the harsh operating conditions, the Sealing ring preferably made of low-wear polyurethane.

In der Praxis kommt es insbesondere bei einem langsamen Umschalten des Ventils unter maximaler Luftströmung vor, daß beim Auftreffen des Dichtrings auf die Dichtkante der mit dem Druckmittelanschluß verbundenen Druckmittelkammer dieser aus der Nut gedrückt und bei der weiteren Bewegung des Schiebers abgequetscht wird. Das Herausdrücken wird hervorgerufen durch ein plötzliches Abdichten des Strömungsquerschnitts, das eine schlagartige Druckerhöhung in der Nutflanke bewirkt. In practice, this occurs particularly when the valve switches slowly under maximum air flow that when the sealing ring hits the Sealing edge of the pressure medium chamber connected to the pressure medium connection pressed out of the groove and squeezed off as the slide moves becomes. The pushing out is caused by a sudden sealing of the Flow cross section, which is an abrupt pressure increase in the groove flank causes.

Zur Lösung dieses Problems ist bereits versucht worden, mit zusätzlichen Elementen den Dichtring derart zu umfangen, daß ein Herausdrücken vermieden wird. Diese Lösung verursacht jedoch einen höheren Aufwand an Material und einen damit verbundenen erhöhten Montageaufwand.To solve this problem, attempts have already been made with additional elements to enclose the sealing ring in such a way that pressing out is avoided. This However, the solution causes a higher outlay in material and therefore one associated increased assembly effort.

Eine andere Lösung sieht keinen separaten elastischen Dichtring vor. Die Dichtwirkung wird hierbei über eine gasdichte Spielpassung zwischen Schieber und Ventilkörper an den zu dichtenden Stellen erzielt. Der Nachteil dieser Lösung liegt in der Einhaltung von damit erforderlichen geringen Fertigungstoleranzen der Passung, was einen erhöhten fertigungstechnischen Aufwand zur Folge hat.Another solution does not provide a separate elastic sealing ring. The The sealing effect is achieved via a gas-tight clearance between the slide and Valve body achieved at the points to be sealed. The disadvantage of this solution lies in compliance with the necessary small manufacturing tolerances of the fit, which results in increased manufacturing costs.

Eine weitere Lösung besteht darin, einen an den Seiten profiliert ausgeführten Dichtring über komplementär dazu gestaltete Nutflanken im Schieber zu halten. Dazu ist der Schieber mehrteilig aufgebaut und im Bereich der Nut geteilt, so daß ein Zusammenfügen der Teile eine formschlüssige Verbindung zwischen Nut und Dichtring gewährleistet. Durch die mehrteilige Ausführung des Schiebers, ist auch diese Lösung als recht aufwendig zu betrachten.Another solution is to have one profiled on the sides To keep the sealing ring in the slide via complementary groove flanks. To the slide is constructed in several parts and divided in the area of the groove, so that a Assembling the parts a positive connection between the groove and Sealing ring guaranteed. Due to the multi-part design of the slider, too to consider this solution as quite complex.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Schieberventil - insbesondere großer Nennweite - zu schaffen, das einen zuverlässigen Betrieb zuläßt, ohne zusätzliche abstützende oder führende Maßnahmen bzw. Elemente für den Dichtring vorsehen zu müssen.The invention is therefore based on the object of a slide valve - in particular large nominal size - to create that allows reliable operation without additional supporting or guiding measures or elements for the sealing ring to have to provide.

Diese Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1, durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Die Unteransprüche 2 und 3 kennzeichnen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.This task is, starting from the preamble of claim 1, by the characteristic features solved. Characterize subclaims 2 and 3 advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß ein Herausdrücken durch eine spezielle Gestaltung des Dichtrings vermieden werden kann. Dazu trägt der Dichtring zumindest an einer seiner beiden Seiten mindestens eine nutförmige Ausnehmung, die sich mit geringem Abstand vom Außenradius kommend schräg in Richtung der Seite des Dichtrings und von da aus radial in Richtung des Innenradius erstreckt. Insbesondere der erstgenannte - schräg verlaufende - Teil der nutförmigen Ausnehmung erfüllt die Funktion, daß nach dem Auftreffen des Dichtrings auf die Dichtkante des Ventilkörpers noch ein Restströmungsquerschnitt zur Verfügung steht. The invention includes the technical teaching that a pushing out by a special design of the sealing ring can be avoided. In addition, the sealing ring carries at least on one of its two sides at least one groove-shaped recess, which come at a short distance from the outer radius diagonally in the direction of Side of the sealing ring and from there extends radially in the direction of the inner radius. In particular, the former - sloping - part of the groove-shaped The recess fulfills the function that after the sealing ring hits the Sealing edge of the valve body is still a residual flow cross section available.

Es wird durch diese Drosselstelle ein plötzliches Abdichten des Strömungsquerschnitts vermieden. Vorzugsweise sind mehrere Ausnehmungen auf dem Umfang des Dichtrings in äquidistanten Abständen angeordnet. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Ausnehmungen hält das Druckgefälle in der Nut niedrig, so daß sich der Schieber mit dem Dichtring noch etwas mehr in Richtung der Dichtkante bewegen kann, bevor es zum vollständigen Abdichten und somit zum Druckanstieg kommt. Durch dieses weitere Eintauchen wird der Dichtring im kritischen Zustand vor dem Druckanstieg besser gehalten, so daß ein Herausdrücken verhindert wird. Durch die erfindungsgemäße einstückige Gestaltung des Dichtrings ohne zusätzliche abstützende Teile wird eine einfache Montierbarkeit des Dichtrings am Schieber und damit des gesamten Schieberventils erzielt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß vorzugsweise mehrere nutförmige Ausnehmungen beidseitig und gegeneinander versetzt auf dem Umfang des Dichtrings angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß der Dichtring damit beidseitig einsetzbar ist und damit auch der Gefahr einer fehlerhaften Montage wirkungsvoll begegnet werden kann.This throttling point causes a sudden sealing of the Avoid flow cross section. Preferably, there are several recesses the circumference of the sealing ring in equidistant distances. The high flow rate in the Recesses keep the pressure drop in the groove low, so that the slide with the sealing ring can move a little more towards the sealing edge before it to complete sealing and thus to an increase in pressure. Because of this The sealing ring is further immersed in the critical state before the pressure increases held better so that it is prevented from being pushed out. Through the one-piece design of the sealing ring according to the invention without additional supporting parts becomes an easy assembly of the sealing ring on the slide and thus achieved the entire slide valve. According to the invention it is provided that preferably several groove-shaped recesses on both sides and against each other are arranged offset on the circumference of the sealing ring. This has the advantage that the sealing ring can therefore be used on both sides and thus also the risk of incorrect assembly can be effectively countered.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Other advantageous developments of the invention are summarized below with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Schieberventils, Fig. 1 is a sectional view of the slide valve,

Fig. 2 ein Profilschnitt des Dichtrings, Fig. 2 is a profile section of the sealing ring,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Dichtrings, Fig. 3 is a side view of the sealing ring,

Fig. 4 eine Detailvergrößerung im Bereich des Außenradius des Dichtrings und Fig. 4 is an enlarged detail in the area of the outer radius of the sealing ring and

Fig. 5 eine Detailvergrößerung an der Dichtkante zwischen dem Dichtring und dem Ventilkörper. Fig. 5 shows an enlarged detail at the sealing edge between the sealing ring and the valve body.

Das Schieberventil nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus dem Ventilkörper 4, dem Schieber 3 sowie der Kolben-Zylinder-Einheit 10 als Stellantrieb. Durch die Bewegung des Schiebers 3 werden wahlweise Druckmittelanschlüsse 5 miteinander verbunden. Das in Fig. 1 dargestellte Schieberventil ist als 5/2-Wege-Ventil ausgeführt. Der Dichtring 1 ist außenradial am Schieber 3 in einer Nut 2 gehalten. Der Dichtring 1 kommt in definierten Stellungen des Schiebers 3 am Ventilkörper 4 zur Anlage.The gate valve according to Fig. 1 consists essentially of the valve body 4, the slide 3 and the piston-cylinder unit 10 as an actuator. The movement of the slide 3 selectively connects pressure medium connections 5 to one another. The slide valve shown in Fig. 1 is designed as a 5/2-way valve. The sealing ring 1 is held radially on the slide 3 in a groove 2 . The sealing ring 1 comes to rest in defined positions of the slide 3 on the valve body 4 .

Der Profilschnitt des Dichtrings 1 nach Fig. 2 zeigt die Anordnung einer Ausnehmung 6 an einer Seite 7 des Dichtrings 1. Das Profil weist an seinem Außenradius 9 eine nach außen gerichtete Wölbung auf, die als Dichtfläche des Dichtrings 1 am Ventilkörper 4 zur Anlage kommt. Der Dichtring 1 besitzt zur Erhöhung seiner Elastizität einen bezüglich des Profilschnitts mittig angeordneten schmalen Steg. Der Innenradius 8 des Dichtrings 1 liegt auf dem Boden der Nut 2 auf. Das Profil des Dichtrings 1 besitzt eine längliche Grundgestalt, um einen günstigen Halt in der Nut 2 zu gewährleisten.The profile section of the sealing ring 1 according to FIG. 2 shows the arrangement of a recess 6 on one side 7 of the sealing ring 1 . The profile has an outward curvature on its outer radius 9 , which comes into contact with the valve body 4 as the sealing surface of the sealing ring 1 . To increase its elasticity, the sealing ring 1 has a narrow web arranged centrally with respect to the profile cut. The inner radius 8 of the sealing ring 1 lies on the bottom of the groove 2 . The profile of the sealing ring 1 has an elongated basic shape in order to ensure a favorable hold in the groove 2 .

Die Detailvergrößerung im Bereich des Außenradius 9 nach Fig. 4 zeigt den Verlauf einer Ausnehmung 6 auf der Seite 7 des Dichtrings 1. Die Ausnehmung 6 beginnt in einem geringen Abstand vom Außenradius 9, verläuft bereits über dessen Wölbung hinweg schräg in Richtung der Seite 7 des Dichtrings 1 und setzt sich an der Seite 7 in Richtung des Innenradius 8 fort. Diese Ausnehmung 6 verhindet ein Heraussaugen des Dichtringes 1 aus der Nut 2 infolge einer ansonsten herrschenden Druckdifferenz zwischen dem inneren Nutbereich und der Umgebung bei Druckwechsel. Die Ausnehmung 6 sollte sich nicht direkt bis an den Außenradius 9 des Dichtrings 1 erstrecken, da ansonsten die Dichtwirkung beeinträchtigt werden kann. Die idealerweise gleichmäßige Verteilung von nutförmigen Ausnehmungen 6 entlang des Umfangs des Dichtrings 1 nach Fig. 3 gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad der allmählichen Drosselung, bevor das Ventil infolge der Schieberbewegung gänzlich schließt.The enlarged detail in the area of the outer radius 9 according to FIG. 4 shows the course of a recess 6 on the side 7 of the sealing ring 1 . The recess 6 begins at a short distance from the outer radius 9 , already runs obliquely over its curvature in the direction of the side 7 of the sealing ring 1 and continues on the side 7 in the direction of the inner radius 8 . This recess 6 prevents the sealing ring 1 from being sucked out of the groove 2 as a result of an otherwise prevailing pressure difference between the inner groove region and the surroundings when the pressure changes. The recess 6 should not extend directly to the outer radius 9 of the sealing ring 1 , since otherwise the sealing effect can be impaired. The ideally uniform distribution of groove-shaped recesses 6 along the circumference of the sealing ring 1 according to FIG. 3 ensures a high degree of efficiency of the gradual throttling before the valve closes entirely as a result of the slide movement.

Die Schieberstellung zwischen Dichtring 1 und Ventilkörper 4 zum Zeitpunkt des Erreichens des Druckabschlusses ist aus Fig. 5 ersichtlich. In dieser Position ist ein Herausdrücken des Dichtrings 1 aus der Nut 2 nicht mehr möglich. Das Ventil kann somit vollständig schließen, ohne daß der Dichtring durch Abquetschung beschädigt werden kann.The slide position between the sealing ring 1 and the valve body 4 at the time the pressure closure is reached can be seen in FIG. 5. In this position, it is no longer possible to push the sealing ring 1 out of the groove 2 . The valve can thus close completely without the sealing ring being damaged by being pinched.

Reference list

11

Dichtring
Sealing ring

22nd

Nut
Groove

33rd

Schieber
Slider

44th

Ventilkörper
Valve body

55

Druckmittelanschluß
Pressure fluid connection

66

Ausnehmung
Recess

77

Seite
page

88th

Innenradius
Inner radius

99

Außenradius
Outside radius

1010th

Kolben-Zylinder-Einheit
Piston-cylinder unit

Claims

1. Slide valve, in particular pneumatic slide valve of large nominal size, with a valve body ( 4 ) including pressure medium connections ( 5 ), which has an internal slide ( 3 ) which can be moved in its longitudinal direction and which has at least one annular groove ( 2 ) which has a sealing ring ( 1 ), which comes into contact with the valve body ( 4 ) in a sealing manner in defined slide positions, characterized in that at least one groove-shaped recess ( 6 ) is arranged on at least one of the two sides ( 7 ) of the sealing ring ( 1 ) Coming a short distance from the outer radius ( 9 ), extends over the curvature of the outer radius ( 9 ) in the direction of the side ( 7 ) and then radially in the direction of the inner radius ( 8 ).

2. Slide valve according to claim 1, characterized in that a plurality of recesses ( 6 ) on the circumference of the sealing ring ( 1 ) are arranged at equidistant intervals.

3. Slider valve according to claim 1 and 2, characterized in that a plurality of recesses ( 6 ) on both sides ( 7 ) and mutually offset on the circumference of the sealing ring ( 1 ) are arranged.