DE4028234C2 - Pneumatisches Ventil - Google Patents
Pneumatisches VentilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Ventil, mit einem
Ventilgehäuse, mit einem darin angeordneten Aufnahmeraum,
der mehrere axial aufeinanderfolgende Aufnahmeraum-Ab
schnitte aufweist, unter denen sich ein im Betrieb mit
einer Druckmittelquelle kommunizierender erster Aufnahme
raum-Abschnitt befindet, an den sich an einer Axialseite
ein im Betrieb mit einem Verbraucher kommunizierender
zweiter Aufnahmeraum-Abschnitt anschließt, auf den wieder
um ein im Betrieb belüfteter oder belüftbarer und insbe
sondere an eine Druckmittelsenke angeschlossener dritter
Aufnahmeraum-Abschnitt folgt, mit einem in dem Aufnahme
raum axial bewegbar angeordneten Ventilschieber, der die
Aufnahmeraum-Abschnitte in den möglichen Schaltstellungen
in unterschiedlichem Schema miteinander verbindet bzw.
voneinander abtrennt, und mit im Bereich zwischen dem
Ventilschieber und dem Ventilgehäuse axial aufeinander
folgend angeordneten und über eine Haltepartie jeweils an
einem der beiden Teile festgelegten Lippendichtungen, die
im Rahmen der Schaltbewegung des Ventilschiebers durch
Überfahren einer am jeweils anderen Teil vorgesehenen
Steuerkante in eine Dichtstellung gelangen, in der sie
durch Zusammenwirken eines an ihnen vorgesehenen, z. B.
als Dichtkante ausgestalteten Dichtbereiches mit dem
anderen Teil Aufnahmeraum-Abschnitte höheren Betriebs
druckes von Aufnahmeraum-Abschnitten niedrigeren Betriebs
druckes dichtend voneinander abtrennen, wobei die Lippen
dichtungen jeweils eine mindestens eine Dichtlippe ent
haltende, in Richtung zu ihrem der Haltepartie entgegen
gesetzten und der Dichtungsvorderseite zugeordneten freien
Ende oder Dichtbereich hin einen Verlauf mit axialer
Richtungskomponente besitzende Dichtlippenanordnung auf
weisen und ferner derart lageorientiert angeordnet sind,
daß die Dichtungsvorderseite in Dichtstellung gesehen
jeweils zu einem Aufnahmeraum-Abschnitt höheren Betriebs
druckes weist.
Ein derartiges Ventil geht aus der deutschen Patentanmel
dung W 10 828 V/68d hervor. Es verfügt über einen axial
bewegbaren Ventilschieber, der mit als Lippendichtungen
ausgebildeten Dichtungen zusammenarbeitet, die am Ventil
gehäuse fixiert sind. Lippendichtungen haben den Vorteil,
daß sie eine gute Dichtwirkung entfalten, wenn sie derart
lageorientiert eingebaut sind, daß sie mit ihrer Vorder
seite dem jeweiligen Hochdruckbereich zweier voneinander
abdichtender Bereiche zugewandt sind. Aus diesem Grunde
ist die Anordnung bei dem bekannten Ventil entsprechend
getroffen. Die die Einlaßseite von der Verbraucherseite
abtrennenden Lippendichtungen sind mit ihrer Vorderseite
der druckbeaufschlagten Einlaßseite zugewandt, und die
zwischen der Verbraucherseite und der Entlüftungsseite vor
gesehenen Lippendichtungen weisen mit ihrer Vorderseite
zur Verbraucherseite.
Beim Umschalten des Ventilschiebers überstreichen die
Dichtlippen der Lippendichtungen eine am Ventilschieber
vorgesehene Steuerkante, die eine Dichtfläche von einem
darauffolgenden eingeschnürten Ventilschieberabschnitt ab
grenzt. Dabei sind einige der Lippendichtungen einem be
trächtlichen Verschleiß ausgesetzt, da sie von der zuge
ordneten Steuerkante beim Übergang in die Dichtstellung
von der Vorderseite her überfahren werden. Die Dichtlippen
erhalten einen frontalen Stoß, der Beschädigungen der
Dichtkante hervorrufen kann. In ungünstigen Fällen ist
sogar ein Umstülpen der Dichtlippen nicht auszuschließen,
was zu irreparablen Schäden führen kann oder gar zu einem
Herausreißen der Lippendichtung aus ihrem gehäuseseitigen
Sitz.
Diese Problematik tritt bei dem bekannten Ventil nicht bei
allen Lippendichtungen auf. Die äußeren Lippendichtungen
werden beim Übergang in die Dichtstellung von der Rück
seite her überfahren, so daß die Dichtlippe nicht ge
staucht wird. Eine vergleichbare Anordnung ist bei den in
der geschilderten Weise beeinträchtigen Lippendichtungen
nicht möglich, da sie sonst ihre Dichtwirkung verlieren
würden. Die Vorderseite der Dichtlippen wäre dem jeweiligen
Niederdruckraum zugewandt, so daß in der eigentlich ge
wünschten Sperrichtung ein praktisch uneingeschränkter
Druckmittelfluß gestattet wäre.
Eine Alternative zur Reduzierung des Verschleißes besteht
in der Verwendung sogenannter O-Ringe als Dichtungen, wie
es beispielsweise bei den in der DE 30 43 871 C2 oder in
der DE 32 04 112 C2 beschriebenen Ventilen der Fall ist.
Solche Dichtungen haben allerdings andere Nachteile. Ihre
Dichtwirkung hat nicht die Qualität von Lippendichtungen,
und auch das Kompensationsvermögen im Verschleißfalle ist
geringer.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen
Dichtungsverschleiß unter Beibehaltung der vorhandenen
hohen Dichtqualität und bei großen Verschleiß-Nachstell
reserven reduziert ist.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß die vorhandenen, zur Abtren
nung zwischen benachbarten Aufnahmeraum-Abschnitten
dienenden Lippendichtungen teilweise am Ventilgehäuse und
teilweise am Ventilschieber angeordnet sind, daß die
zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem
zweiten und dem dritten Aufnahmeraum-Abschnitt angeord
neten Lippendichtungen abwechselnd ventilschieberfest und
ventilgehäusefest angeordnet sind, und daß die Lippen
dichtungen in bezug zur jeweils zugehörigen Steuerkante
derart angeordnet sind, daß die Steuerkanten beim Übergang
in die Dichtstellung mit der axialen Dichtungsrückseite
bzw. der Rückseite der Dichtlippenanordnung voraus über
strichen werden.
Auf diese Weise werden sämtliche zur Abdichtung zwischen
Aufnahmeraum-Abschnitten eingesetzten Lippendichtungen des
Ventils beim Übergang in die Dichtstellung ausschließlich
von ihrer Rückseite her von der Steuerkante überfahren.
Möglich macht dies die Festlegung der Lippendichtungen
teils am Ventilgehäuse und teils am Ventilschieber, wobei
erkannt wurde, daß die zwischen Eingangsseite und Ver
braucherseite einerseits sowie zwischen Verbraucherseite
und Entlüftungsseite andererseits angeordneten Dichtungen
abwechselnd ventilgehäusefest und ventilschieberfest an
zuordnen sind. Somit ergibt sich eine derartige Zuordnung
für die am jeweils anderen Bauteil angeordneten Steuer
kanten, daß sowohl die hinsichtlich der Druckverhältnisse
erforderliche Lageorientierung gegeben ist, als auch, beim
Umschalten in die Dichtstellung, sämtliche Dichtungen je
weils nur von der Rückseite her den Belastungen der
Steuerkante ausgesetzt sind. Beim Übergang von einer un
wirksamen in eine wirksame Stellung werden die Dichtlippen
von der Steuerkante allmählich verformt, ohne daß die
Gefahr eines Umstülpens oder Einreißens besteht. Auch
ohne besondere Vorkehrungen ergibt sich stets ein sicherer
Halt der Lippendichtungen an dem sie tragenden Bauteil.
Aus der DE 80 32 347 U1 geht ein Ventil hervor, dessen
Aufbau ähnlich demjenigen des gattungsgemäßen Ventils ist.
Wiederum sind jedoch einige Lippendichtungen vorhanden,
deren Dichtlippen von der Vorderseite her überfahren
werden. Man hat zwar versucht, die Beschädigungsgefahr
durch eine relativ kurze Lippenlänge zu reduzieren. Dies
geht jedoch zu Lasten des im Verschleißfalle gewünschten
radialen Nachstellverhaltens.
Bei dem aus der DE 74 42 273 U1 bekannten Ventil hat man
versucht, den Verschleiß der Dichtlippen dadurch zu redu
zieren, daß man die Lippendichtungen ausschließlich am
Ventilschieber anordnet. Ein Umstülpen der Dichtlippen
beim Überfahren der Steuerkanten wird hier auszuschließen
sein, da letztere an geringen Durchmesser aufweisenden
Kanalmündungen des Ventilgehäuses vorgesehen sind. Beim
Überfahren der Kanalmündungen ist jedoch gleichwohl mit
einem nicht unerheblichen Verschleiß der Dichtkanten zu
rechnen, was mit der Zeit zu Undichtigkeiten führen kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Nachfolgend schließt sich eine Beschreibung der Erfindung
anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungs
beispiele an. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Ventils im Längsschnitt als 2/3-Wegeventil,
wobei oberhalb und unterhalb der Längsmittel
linie mit nur hälftig eingezeichnetem Ventil
schieber beide möglichen Stellungen angedeutet
sind, und
Fig. 2 einen hinsichtlich der Darstellungsweise etwa
der unteren Bildhälfte aus Fig. 1
entsprechenden Längsabschnitt eines
5/2-Wegeventils in vereinfachter schematischer
Form.
Bei beiden abgebildeten Ventilvarianten handelt es sich
um Kolbenventile mit einem als Ventilkolben mit kreisförmigem
Querschnitt ausgebildeten Ventilschieber 1. Entsprechend
sind die zwischen dem Ventilschieber 1 und dem umgebenden
Ventilgehäuse 2 vorgesehenen Dichtungen ringförmig ausge
bildet. Der erfindungsgemäße Ventilaufbau ist allerdings
auch bei anderen Ventilarten möglich, insbesondere bei
Flachschieberventilen, dann allerdings mit parallel zur
Schieberebene verlaufender Dichtungsanordnung.
Im Ventilgehäuse 2 des erfindungsgemäßen Ventils befindet
sich ein Aufnahmeraum 3 in dem der Ventilschieber 1 axial,
d. h. in Längsrichtung 4 des Ventils hin und her bewegbar
angeordnet ist. Dabei besitzt der Aufnahmeraum 3 mehrere
axial aufeinanderfolgende Aufnahmeraumabschnitte 5, die
wie in Fig. 1 durch Gehäuseabstufungen gegeneinander
abgegrenzt sein oder wie in Fig. 2 sich unmittelbar
bündig aneinander anschließen können. Zumindest einige
der Aufnahmeraumabschnitte 5 stehen mit seitlich in den
Aufnahmeraum 3 einmündenden Ventilkanälen 6 in Verbindung,
die zum Beispiel zu einer gemeinsamen Gehäuseaußenseite führen,
wo über eine Verteilung oder Leitungen oder dergleichen
fluidische Bauteile oder Einrichtungen anschließbar sind.
Das Ventil der Fig. 1 ist ein 3/2-Wegeventil und es
besitzt einen ersten, im Betrieb mit einer Druckmittelquelle
kommunizierenden Aufnahmeraumabschnitt 5a, an den sich an
einer Axialseite ein im Betrieb mit einem Verbraucher
kommunizierender zweiter Aufnahmeraumabschnitt 5b anschließt,
auf den wiederum in Axialrichtung ein dritter Aufnahme
raumabschnitt 5c folgt, der zur Entlüftung dient und zum
Beispiel zur Umgebung oder zu einer Druckmittelsenke
geschaltet ist.
Das in Fig. 2 abgebildete 5/2-Wegeventil ist insoweit
entsprechend ausgestaltet, allerdings schließt sich auf
der dem zweiten Aufnahmeraumabschnitt 5b entgegengesetzten
Seite des mit der Druckmittelquelle kommunizierenden
Aufnahmeraumabschnittes 5a ein weiterer mit einem Verbraucher
verbindbarer vierter Aufnahmeraumabschnitt 5d an, auf den
noch ein weiterer zur Entlüftung dienender fünfter Aufnahme
raumabschnitt 5e folgt.
Beiden abgebildeten Ventilen ist gemeinsam, daß die
vorhandenen Aufnahmeraumabschnitte 5 in den beiden möglichen
Schaltstellungen in unterschiedlichem Schema miteinander
verbunden bzw. voneinander abgetrennt werden. So werden beim
Ventil der Fig. 1 in der oben abgebildeten linken Schalt
stellung des Ventilschiebers 1 der erste und zweite Aufnahme
raumabschnitt 5, 5a, 5b miteinander verbunden, während
der dritte (5c) abgetrennt ist, und in der unten abgebildeten
zweiten Schaltstellung ist der erste druckbeaufschlagte
Abschnitt 5a von den beiden nun miteinander verbundenen
zweiten und dritten Abschnitten 5b, 5c abgetrennt.
Bei dem 5/2-Wegeventil der Fig. 2 werden in den beiden
Schaltstellungen abwechselnd der mit der Druckmittelquelle
kommunizierende Abschnitt 5a mit den beiden benachbarten,
zu Verbrauchern führenden Abschnitten 5b, 5d verbunden,
wobei gleichzeitig der jeweils andere dieser beiden Abschnitte
5b, 5d mit dem angrenzenden, zur Entlüftung dienenden
Abschnitt 5c, 5e verbunden wird.
Die fluiddichte Abtrennung zwischen einzelnen der Aufnahme
raumabschnitte wird in den Schaltstellungen durch Dichtungen
gewährleistet, die als Lippendichtungen 7 ausgebildet
sind und sich im Bereich zwischen dem Ventilschieber 1
und dem Ventilgehäuse bzw. der Umfangswand des Aufnahme
raumes 3 in axial aufeinanderfolgender Anordnung befinden.
Wie schon erwähnt, sind diese Lippendichtungen 7 als
koaxial zum Ventilschieber 1 angeordnete Dichtringe ausge
bildet, und es handelt sich um Dichtungen, die dichtrichtungs
abhängig zu montieren sind, um den gewünschten Dichteffekt
zu erzielen.
Die vorhandenen Lippendichtungen 7 sind zum Teil ventilge
häusefest und zum Teil ventilschieberfest angeordnet. Sie
verfügen über eine umlaufende Haltepartie 8, mit der sie
am jeweiligen Teil 1, 2 festgelegt sind, wobei sie beispiels
weise in am Außenumfang des Ventilschiebers 1 bzw. am
Umfang des Aufnahmeraumes 3 vorgesehenen ringförmigen
Aufnahmevertiefungen 9 einsitzen und zum Beispiel einge
knüpft sind. Jede Lippendichtung 7 besitzt eine Dichtlippen
anordnung 10, die bei den Ausführungsbeispielen aus einer
einzigen Dichtlippe besteht. Diese Dichtlippe bzw. Dichtlippen
anordnung 10 schließt sich radial an die Haltepartie 8
an und hat in Richtung zu ihrem der Haltepartie entgegenge
setzten freien Ende 12, das beim Ausführungsbeispiel von
einer umlaufenden Lippenkante gebildet ist, einen Verlauf
mit axialer unidirektionaler Richtungskomponente. Das
freie Ende 12 ist der axialen Dichtungsvorderseite zugeordnet,
die Dichtlippenanordnung 10 weist also im Bereich der
Dichtungsvorderseite 13 mit dem freien Ende 12 axial vom
Dichtring weg. Dabei kann natürlich und zweckmäßigerweise
eine zusätzliche radiale Neigungskomponente vorhanden
sein.
Beispielhaft sind bei den Ventilen der Fig. 1 und 2
verschiedene Typen der Lippendichtungen 7 verwendet. Die in
Fig. 2 abgebildeten Lippendichtungen 7 sind mit einer
Dichtlippenanordnung von im Querschnitt gesehen in Richtung
zur Dichtringvorderseite hin gebogenem Verlauf ausgestattet,
während der Dichtlippenverlauf der Lippendichtungen 7 der
Fig. 1 in Richtung zur Dichtringvorderseite 13 eher abge
knickt ist. Gemeinsam ist beiden Varianten, daß sich
im Querschnitt an einer Stelle des Ringumfanges gesehen
eine jeweils in etwa U-förmige Dichtungsgestalt ergibt,
wobei die dem einen U-Schenkel entsprechende Partie zur
Haltepartie 8 und die dem anderen U-Schenkel entsprechende
Partie zur Dichtlippenanordnung 10 gehört.
Hinsichtlich der Einbaulage der Lippendichtungen 7 im
Ventil ist wichtig, daß die Dichtungsvorderseite 13 jeweils
dem Aufnahmeraumabschnitt höheren Betriebsdruckes zugewandt
ist. Entsprechend weist in der korrekten Einbaulage die
im Querschnitt gesehene, der U-Ausnehmung entsprechende
Dichtungsvertiefung 17 in Richtung zu demjenigen der
beiden jeweils angrenzenden Aufnahmeräume, der im Betrieb
normalerweise dem höheren Fluiddruck ausgesetzt ist.
Zumindest dann, wenn eine jeweilige Lippendichtung 7
momentan außer Dichtfunktion ist, hat eine jeweilige
Dichtlippenanordnung 10 auch eine radiale Richtungskomponente,
so daß sich insgesamt mit Blickrichtung ausgehend von der
Haltepartie 8 ein sowohl in Richtung zum relativ bewegbaren
Teil und dabei gleichzeitig axial zur Dichtungsvorderseite
13 hin gerichteter Verlauf ergibt. Die Dichtlippenanordnung
10 ist hierbei elastisch, insbesondere mit gummielastischen
Eigenschaften, so daß sie unter Aufweitung des innen
begrenzten Durchmessers radial aufweitbar ist. Ein zumindest
geringfügiger Aufweitungsprozeß stellt sich nämlich immer
dann ein, wenn eine Lippendichtung 7 im Rahmen einer
axialen Schaltbewegung des Ventilschiebers 1 unter über
streichen einer am relativ bewegten Teil vorgesehenen
Steuerkante 18 in eine Dichtstellung gelangt. In dieser
Dichtstellung, die in den Figuren bei 19 eingenommen
wird, liegt die entsprechende Lippendichtung 7 mit einem
zum Beispiel als Dichtkante gestalteten und beim Ausführungs
beispiel vom freien Ende 12 gebildeten Dichtbereich 20
ringsum an einer zur Achse in Längsrichtung 4 konzentrischen Dichtfläche
21 an, die sich axial unmittelbar an einer Seite der
einer jeweiligen Lippendichtung 7 zugeordneten Steuerkante
18 anschließt. Es versteht sich, daß der Dichtbereich 20
von Fall zu Fall auch flächig ausfallen kann. Bei Einnahme
einer Dichtstellung 19 befindet sich die entsprechende
Lippendichtung 7 axial zwischen zwei aneinander angrenzenden
Aufnahmeraumabschnitten 5, die sie auf diese Weise dichtend
voneinander abtrennt. Die Anbringung der Lippendichtungen 7
am Ventilschieber 1 oder Ventilgehäuse 2 erfolgt dabei
unter Berücksichtigung der Tatsache, daß in einer jeweiligen
Dichtstellung 19 gesehen die axiale Dichtungsvorderseite 13
demjenigen Aufnahmeraumabschnitt 5 zugewandt ist, der im
Betrieb den höheren Druck aufweist. Die sich dann im
Betrieb einstellende axiale Druckdifferenz bewirkt, daß
der Dichtbereich 20 mit radialer Kraftkomponente gegen
die zugeordnete Dichtfläche 21 gedrückt wird, so daß sich
eine Dichtkraft in etwa proportional zur Druckdifferenz
einstellt. Der Anpreßdruck ist damit insgesamt vom Betriebs
druck des Ventils abhängig, womit vorteilhafterweise auch
die Betätigungskraft für die Schaltbewegung automatisch
entsprechend beeinflußt wird.
Als weitere Bedingung für die Einbaulage der Lippendichtungen
7, die auch vorgibt, ob ein Lippendichtring am Ventilschieber
1 oder am Ventilgehäuse 2 zu haltern ist, ist noch vorgegeben,
daß die einer jeweiligen Lippendichtung 7 am anderen Teil
1, 2 zugeordnete Steuerkante 18 beim Übergang in die Dichtstellung
19 mit der axialen Dichtungsrückseite 22 voraus, d. h.
von der Rückseite der Dichtlippenanordnung her, überstrichen
wird.
Betrachtet man demnach eine sich vor einer Schaltbewegung
in einer Stellung 24 ohne Dichtwirkung befindliche Lippen
dichtung 7′, dann befindet sich deren Dichtlippenanordnung
10 axial beabstandet auf der der zugeordneten Dichtfläche 21
entgegengesetzten Axialseite vor der zugehörigen Steuerkante 18.
Bei der sich dann anschließenden Schaltbewegung gleitet
die Lippendichtung 7, 7′ mit ihrer zum Beispiel abgerundeten
oder schräg verlaufenden Dichtungsrückseite 22 über die Steuerkante
18 hinweg, wobei die Dichtlippenanordnung 10 radial in
Richtung zur Haltepartie 8 elastisch verformt wird. Ist
die Steuerkante 18 vom Dichtbereich 20 passiert, liegt
die Dichtstellung vor. Auf diese Weise ist verhindert,
daß die radial aufgespreizte Dichtlippenanordnung 10 mit
ihrer Kante am freien Ende 12 auf eine Steuerkante 18 aufläuft und von
dieser beschädigt wird. Bei der Schaltbewegung entgegen
gesetzter Richtung ist ein Anecken oder Verhaken der
Dichtlippenanordnung 10 ausgeschlossen, weil der Übergang
zwischen Dichtfläche 21 und Steuerkante 18 fließend und
insbesondere geradlinig ist. Bei alledem ist natürlich
darauf zu achten, daß die Länge der Schaltbewegungen und
der Dichtflächen 21 bzw. die Positionen der Lippendichtungen
7 derart aufeinander abgestimmt sind, daß eine Dichtlippen
anordnung 10 mit ihrem Dichtbereich 20 nicht an der der
Steuerkante 18 entgegengesetzten Seite über die zugeordnete
Dichtfläche 21 zum Beispiel über eine Stufe hinweg hinaus
laufen kann.
Unter Berücksichtigung des obigen ist bei den Ventilen
der Fig. 1 und 2 jeweils eine erste Lippendichtung 7,
7a gehäusefest im Bereich zwischen dem ersten und zweiten
Aufnahmeraumabschnitt 5a, 5b angeordnet, wobei die Dicht
lippenanordnung 10 in Richtung zum ersten Aufnahmeraum
abschnitt 5a gerichtet ist, da dieser im vom zweiten
Abschnitt 5b abgedichtet abgetrennten Zustand mit höherem
Druck beaufschlagt ist, als der gleichzeitig belüftete
darauffolgende zweite Abschnitt 5b. Eine zweite ventil
schieberfeste Lippendichtung 7, 7b ist dem Bereich zwischen
zweitem und drittem Aufnahmeraum 5b, 5c zugeordnet, wobei
in Dichtstellung gesehen die Dichtungsvorderseite 13 dem
verbraucherseitigen Aufnahmeraumabschnitt 5b zugewandt
ist. Beim Ventil der Fig. 2 ergibt sich mit Bezug zu
einer radial durch den ersten Aufnahmeraumabschnitt 5a
gelegten Ebene auf der entgegengesetzten Seite eine ent
sprechende symmetrische Anordnung. Jedenfalls sind dabei
die Lippendichtungen 7 in Längsrichtung 4 aufeinander
folgend abwechselnd einmal am Ventilschieber 1 und das
andere Mal am Ventilgehäuse 2 festgelegt.
Die bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2
vorgesehenen Lippendichtungen 7 besitzen also eine lediglich
in eine axiale Richtung weisende Dichtlippenanordnung 10.
Eine weitere, eventuell entgegengesetzt gerichtete Dicht
lippenanordnung, die in der Lage wäre, eine Steuerkante
18 bei der Schaltbewegung zu berühren, ist nicht vorhanden.
Der rückseitige Dichtungsbereich ist lippenlos. Bei dem
in Fig. 1 links abgebildeten Dichtring kreuzförmigen
Querschnitts ist die Verwendung axial entgegengesetzt
gerichteter Dichtlippen unschädlich, da eine Steuerkante
nicht zu überlaufen ist. Dieser Dichtring 26 dient lediglich
zur Abdichtung zwischen einem mit dem Ventilschieber 1
verbundenen Betätigungskolben 27 und einem diesen aufnehmenden
Kolbenraum 28, welche Anordnung in üblicher Weise eine
Betätigungseinrichtung zur pneumatischen Verstellung des
Ventilschiebers 1 bildet. Da derartige Betätigungseinrich
tungen dem Fachmanne bekannt sind, wird auf eine detaillierte
Beschreibung verzichtet.
Beim Ventil der Fig. 1 wird der erste Aufnahmeraumabschnitt
5a auf der den anderen Abschnitten abgewandten Seite
ebenfalls mittels einer Lippendichtung 7 der erfindungsge
mäßen Art abgedichtet, obwohl hier, weil keine Steuerkanten
zu überfahren sind, auch ein üblicher Dichtring oder ein
Kreuz-Dichtring verwendbar wäre.
Insbesondere in Fig. 2 ist der Abstand zwischen dem mit
Radialspiel im Ventilgehäuse 2 aufgenommenen Schieberkörper
und der Wand des Aufnahmeraumes zur Verdeutlichung der
konstruktiven Gegebenheiten vergrößert abgebildet. Dennoch
haben die Lippenringe den Vorteil, daß sie je nach Lippen
länge sehr elastisch sind bzw. hinsichtlich der Elastizität
festlegbar sind und damit große Nachstellreserven beim
Verschleiß aufweisen. Zudem ermöglichen sie größere
Durchmessertoleranzen. Da durch die erfindungsgemäße
Anordnung gewährleistet ist, daß die Lippenringe nicht
"gegen die Lippe" in ihre Dichtstellung gefahren werden,
sondern von der Rückseite her, ist gleichwohl die Gefahr
des Aufstellens der Dichtlippe infolge Anstoßens an einer
Steuerkante ausgeschlossen. Um gleichzeitig bei Differenz
druck zwischen angrenzenden Aufnahmeraumabschnitten optimale
Dichtheit zu gewährleisten, bedarf es der getrennten
Befestigung der Lippenringe zum einen auf dem Ventilkolben
und zum anderen gehäusefest.
Das Ventilgehäuse des Ventils der Fig. 1 zeichnet sich
noch durch ein mehrteiliges Ventilgehäuse 2 aus. Es besitzt
außen einen etwa kastenförmigen Gehäusedeckel 29 von ins
besondere quaderförmiger Außengestalt, in den von einer
längsseitigen Deckelöffnung 34 her axial aufeinanderfolgend
angeordnete Gehäuseinnenteile 30, 31, 32 eingesetzt sind,
die durch entsprechende Ausnehmungen den Aufnahmeraum 3
und die Ventilkanäle 6 bilden. Zweckmäßigerweise sind im
Bereich der Trennstelle jeweils zweier aufeinanderfolgender
Gehäuseteile die gehäuseseitigen Aufnahmevertiefungen 9
ausgebildet, die mithin bei getrennten Gehäuseinnenteilen 30,
31, 32 in einer Radialebene geteilt sind, so daß die
gehäusefest anzuordnenden Lippendichtungen 7 vor der
Montage problemlos eingelegt werden können. Auf diese
Weise ist es auch möglich, die Aufnahmevertiefung 9 im Bereich
des Vertiefungsgrundes problemlos erweitert auszuführen,
um eine sichere Verankerung für die Haltepartie 8 zu
gewährleisten und außerdem im Bereich des sich an den
Vertiefungsgrund in Richtung zum Aufnahmeraum 3 anschließen
den Vertiefungshalses eine axial beidseitige Abstützung
des darin befindlichen Dichtungsabschnitts zu erhalten.
Ergänzend ist noch festzuhalten, daß die vorhandenen
Steuerkanten 18 zweckmäßigerweise im Übergangsbereich
axial aufeinanderfolgender Schieber- bzw. Gehäuseabschnitte
unterschiedlichen Durchmessers bzw. Querschnitts liegen.
Insbesondere die gehäuseseitigen Steuerkanten können aber
auch, wie aus Fig. 2 ersichtlich, von den Rändern in den
Aufnahmeraum 3 mündender Ventilkanäle gebildet sein, die
sich dann nur über einen Teil des Umfanges des Aufnahme
raums 3 zu erstrecken brauchen.
Claims (7)
1. Pneumatisches Ventil, mit einem Ventilgehäuse, mit einem
darin angeordneten Aufnahmeraum, der mehrere axial aufeinander
folgende Aufnahmeraum-Abschnitte aufweist, unter denen sich ein
im Betrieb mit einer Druckmittelquelle kommunizierender erster
Aufnahmeraum-Abschnitt (5, 5a) befindet, an den sich an einer
Axialseite ein im Betrieb mit einem Verbraucher kommunizierender
zweiter Aufnahmeraum-Abschnitt (5, 5b) anschließt, auf den
wiederum ein im Betrieb belüfteter oder belüftbarer und ins
besondere an eine Druckmittelsenke angeschlossener dritter
Aufnahmeraum-Abschnitt (5, 5c) folgt, mit einem in dem Aufnahme
raum axial bewegbar angeordneten Ventilschieber, der die
Aufnahmeraum-Abschnitte in den möglichen Schaltstellungen
in unterschiedlichem Schema miteinander verbindet bzw. von
einander abtrennt, und mit im Bereich zwischen dem Ventil
schieber und dem Ventilgehäuse axial aufeinanderfolgend
axialen Dichtungsrückseite (22) bzw. der Rückseite der Dichtlippen
anordnung (10) voraus überstrichen werden.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lippendichtungen (7) im Querschnitt gesehen im Bereich der
Dichtlippenanordnung (10) einen in Richtung zur Dichtringvor
derseite (13) gebogenen oder abgeknickten Verlauf aufweisen.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lippendichtungen (7) im Querschnitt in etwa U-förmig gestaltet
sind, wobei die dem einen U-Schenkel entsprechende Partie zur
Haltepartie (8) und die dem anderen U-Schenkel entsprechende
Partie zur Dichtlippenanordnung (10) gehört und wobei die der
U-Ausnehmung entsprechende Dichtungsvertiefung (17) in Dichtstellung
(19) gesehen dem Aufnahmeraum-Abschnitt (5) höheren Betriebsdruckes
zugewandt ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeich
net, daß jeder Lippendichtung (7) eine einzige Steuerkante (18)
zugeordnet ist an die sich axial an einer Seite eine Dichtfläche
(21) anschließt, wobei die Dichtlippenanordnung (10) der Lippendichtung
(7) in einer ersten Schaltstellung ohne Dichtwirkung auf der
einen und in der zweiten Schaltstellung mit Dichtkontakt zur
Dichtfläche (21) auf der anderen Axialseite der Steuerkante (18)
angeordnet ist, und wobei die Steuerkante (18) bei der zur
Dichtstellung (19) führenden Schaltbewegung mit der Dichtungsrückseite
(22) voraus und bei der zur Stellung ohne Dichtwirkung führenden
entgegengesetzten Schaltbewegung mit der Dichtungsvorderseite
(13) voraus überfahren wird.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzei
chnet, daß eine erste Lippendichtung (7) gehäusefest im Bereich
zwischen dem ersten (5a) und zweiten (5b) Aufnahmeraum-Abschnitt
(5) angeordnet ist und eine zweite ventilschieberfeste Lippendichtung
(7) dem Bereich zwischen zweitem (5b) und drittem (5c) Aufnahmeraum
(5) zugeordnet ist, derart, daß die Dichtringvorderseite (13) der ersten
Lippendichtung (7) dem ersten (5a) und die Dichtringvorderseite (13) der
zweiten Lippendichtung (7) dem zweiten (5b) Aufnahmeraum-Abschnitt
zugewandt ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß sich an einer zweiten Axialseite des ersten Aufnahmeraum-Abschnittes
(5a) ein im Betrieb mit einem Verbraucher kommunizierender
vierter Aufnahmeraum-Abschnitt (5d) anschließt, auf den ein be
lüfteter oder belüftbarer fünfter Aufnahmeraum-Abschnitt (5e)
folgt, wobei in entsprechender Weise Lippendichtungen (7) zwischengefügt
sind.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilschieber (1) als Ventilkolben mit rundem, insbe
sondere kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist, der in
einem Aufnahmeraum ebenfalls runden Querschnitts aufgenommen
ist, wobei die Lippendichtungen (7) als im Bereich zwischen
Ventilgehäuse (2) und Ventilkolben koaxial zu letzterem ange
ordnete Lippendichtringe ausgebildet sind.
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