WO2002010626A1 - Ventilkolben für mehrwegeventile - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a valve piston for multi-way valves with at least one outer diameter, at least one recess having a smaller diameter than the outer diameter being provided at at least one predetermined point such that different valve channels of the multi-way valve can be connected to one another.
- valve piston can be seen, for example, from DE 197 19 767 AI.
- Valve pistons of this type are usually produced by machining processes from metallic, non-metallic or semi-finished plastic products. For the surface quality required for the sealing function, the parts have to be reworked in one or more subsequent production processes after machining.
- Injection-molded pistons are also known, which are removed from the mold in the radial direction. This creates a separating burr in the axial direction, which has to be ground or turned after the demolding in order to produce the surface required for the sealing effect.
- An axially running separating burr would damage the seals arranged on the outside diameter within a very short time, so that tightness would no longer be guaranteed.
- the invention has for its object to eliminate the problems mentioned above and to develop a valve piston for multi-way valves so that it can be produced as cost-effectively as possible with simplified production, in particular without extensive post-processing processes.
- valve piston for multi-way valves of the type described above in that the valve piston detects at least two parts which are produced in a master molding process, preferably can be fastened to one another in the area of the cutout and that the parting ridges of the parts do not run in the area of sealing surfaces.
- the individual parts Due to the multi-part nature of the valve piston produced in a master molding process, the individual parts can be produced in a particularly simple manner. In this way, for example in the case of production as a molded part, no undercuts are required, which necessitate complex demolding. Due to the fastening of the parts in the area of the recess and the fact that the separating burrs do not run in the area of sealing surfaces, the sealing surface, that is to say the outer surface on which the ring seals are arranged, can be formed in one piece, which is particularly important with regard to the tightness of The advantage is, as will be explained further below.
- valve piston and the recess itself can have a wide variety of shapes, for example a cylindrical shape of any base area.
- An advantageous embodiment provides that the valve piston has a preferably circular cylindrical shape.
- the parts which form the valve piston are preferably plastic injection molded parts demolded in the axial direction. Demolding in the axial direction creates a burr in the axial direction, which is placed so that it is in the area of the recess and not in the area of sealing surfaces, that is to say runs in the area in which the ring seals are arranged.
- the parts are ceramic parts that have been demolded, sintered or pressed in the axial direction.
- the parts can also be die-cast parts demolded in the axial direction.
- the detachable or non-detachable fastening of the parts to one another can be detachable or non-detachable in the most varied of ways.
- a very advantageous embodiment which is particularly advantageous in particular with regard to simple production of the parts, for example as plastic injection molded parts, provides that the parts can be connected to one another by means of a plug connection.
- This plug-in connection can be secured, for example, by welding, in particular ultrasound welding, gluing, locking or a threaded connection, and can thus be designed to be non-detachable.
- the valve piston itself can have parts of different outside diameters, so that it is designed, for example, as a stepped piston.
- Fig. 1 is a partially sectioned side view of a valve piston according to the invention and its parts and
- Fig. 2 shows a valve piston making use of the invention before and after assembly.
- FIGS. 1 and 2 An embodiment of a valve piston designated as a whole as 10, shown in FIGS. 1 and 2, comprises three parts, two outer parts 20, 30 and a central part 40.
- the two outer parts 20, 30 produced in an original molding process, for example by injection molding, are connected to the middle part 40 by plug connections 50.
- a pin 51 is provided on each of the two outer parts 20, 30, which is inserted into a plug-in hole 52 provided in the central part 40, the pin 51 having a slightly larger diameter than the plug-in holes 52, so that there is a firm connection ,
- the plug-in connections can also be secured in a non-detachable manner, for example by ultrasonic welding or gluing, but they can also be detachable, for example by detents or a screw connection, so that the piston can be dismantled at any time. for example, to replace a single part.
- the plug connections are arranged in the area of the cutouts 11, 12 with a smaller diameter than the outside diameter of the parts 20, 30, 40. In this way, a connection is made in the region of the larger diameters of the parts 20, 30, 40, on which ring seals resulting from the operation of the valve piston in a manner known per se and for example from DE 197 19 767 A1 are arranged. This completely prevents leaks that could occur in connections.
- the individual parts 20, 30, 40 of the valve piston 10 are, for example, plastic injection molded parts, which can be hollow-cylindrical. These plastic injection molded parts are manufactured in such a way that demolding in the axial direction is possible. This creates a ridge in the radial direction. The ridge is placed so that it is arranged in the area of the recesses 11, 12 of the valve piston 10, for example in the case of the bottle-shaped outer parts 20, 30 in the area of the bottle necks. In this way, the burr, which inevitably arises during the production of the parts as plastic injection molded parts, does not interfere with the sealing effect of the ring seals arranged in the area of the outer diameters 21, 31, which serve as sealing surfaces. In a corresponding manner, the middle part 40 as a plastic injection molded part is not produced in such a way that the degree is arranged in the area of the outer diameter 41, but in the area of the cutouts 11, 12.
- valve piston 10 lies in the simple manufacture.
- the parts 20, 30, 40 can also be manufactured as plastic injection molded parts, for example as sintered or pressed ceramic parts or as die cast parts.
- the easy assembly of the parts to the valve piston should be emphasized, which is done for example by the plug connections described above.
- valve piston 10 An advantage of the valve piston 10 is that no expensive post-processing is required in its manufacture. In particular, no longitudinal, i.e. burrs running in the axial direction and arranged on the surface can be removed by turning or grinding, as is the case with known valve pistons.
- valve pistons 10 can be produced by a few individual parts.
- step-shaped valve pistons 10 can also be easily produced, in which the outside diameters of the parts 20, 30, 40 forming the valve piston vary.
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Abstract
Ein Ventilkolben (10) für Mehrwegeventile mit wenigstens einem Aussendurchmesser (21, 31, 41), wobei an wenigstens einer vorgegebenen Stelle wenigstens eine Aussparung (11, 12) geringeren Durchmessers als der Aussendurchmesser (21, 31, 41) so vorgesehen ist, dass verschiedene Ventilkanäle des Mehrwegeventils miteinander verbindbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (10) wenigstens zwei in einem Urformverfahren hergestellte Teile (20, 30, 40) umfasst, die vorzugsweise im Bereich der Aussparung (11, 12) aneinander befestigbar sind und dass die Trenngrate der Teile (20, 30, 40) nicht im Bereich von Dichtflächen verlaufen.
Description
Ventilkolben für Mehrweσeventile
Die Erfindung betrifft einen Ventilkolben für Mehrwegeventile mit wenigstens einem Aussendurchmesser, wobei an wenigstens einer vorgegebenen Stelle wenigstens eine Aussparung geringeren Durchmesser als der Aussendurchmesser so vorgesehen ist, dass verschiedene Ventilkanäle des Mehrwegeventils miteinander verbindbar sind.
Ein solcher Ventilkolben geht beispielsweise aus der DE 197 19 767 AI hervor.
An seinem Aussendurchmesser sind in einem Ringraum zwischen einer Ventilgehäuseausnehmung einerseits und dem Ventilkolben andererseits mehrere Ringdichtungen angeordnet, wobei je nach Stellung des Ventilkolbens die verschiedenen Ventilkanäle des Mehrwegeventils flui-
disch miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Üblicherweise werden derartige Ventilkolben durch spanende Verfahren aus metallischen, nichtmetallischen oder Kunststoffhalbzeugen hergestellt. Für die für die Dichtfunktion erforderliche Oberflächengüte müssen die Teile nach der spanenden Bearbeitung in einem bzw. mehreren Folgefertigungsverfahren nachbearbeitet werden.
Bekannt sind auch gespritzte Kolben, welche in Radialrichtung entformt werden. Dabei entsteht ein in Axial- richtung verlaufender Trennungsgrat, der im Anschluss an die Entformung überschliffen bzw. überdreht werden muss, um so eine für die Dichtwirkung erforderliche Oberfläche herzustellen. Ein axial verlaufender Trennungsgrat würde nämlich die auf dem Aussendurchmesser angeordneten Dichtungen innerhalb kürzester Zeit erheblich beschädigen, so dass Dichtheit nicht mehr gewährleistet wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Probleme zu beseitigen und einen Ventilkolben für Mehrwegeventile so weiterzubilden, dass er bei vereinfachter Fertigung, insbesondere ohne umfangreiche Nachbearbeitungsprozesse, möglichst kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Ventilkolben für Mehrwegeventile der oben beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Ventilkolben wenigstens zwei in einem Urformverfahren hergestellte Teile erfasst, die vorzugsweise
im Bereich der Aussparung aneinander befestigbar sind und dass die Trenngrate der Teile nicht im Bereich von Dichtflächen verlaufen.
Durch die Mehrteiligkeit des in einem Urformverfahren hergestellten Ventilkolbens können die Einzelteile auf besonders einfache Weise hergestellt werden. Es sind auf diese Weise beispielsweise bei einer Herstellung als Spritzteil keinerlei Hinterschnitte, welche eine aufwendige Entformung notwendig machen, erforderlich. Durch die Befestigung der Teile im Bereich der Aussparung und dadurch, dass die Trenngrate nicht im Bereich von Dichtflächen verlaufen, kann die Dichtfläche, das heisst äussere Oberfläche, auf der die Ringdichtungen angeordnet sind, einstückig ausgebildet sein, was insbesondere im Hinblick auf die Dichtigkeit von Vorteil ist, wie weiter unten noch erläutert wird.
Der Ventilkolben und die Aussparung selbst können die unterschiedlichste Gestalt aufweisen, beispielsweise eine zylindrische Gestalt beliebiger Grundfläche. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Ventilkolben eine vorzugsweise kreiszylindrische Gestalt aufweist.
Vorzugsweise sind die Teile, welche den Ventilkolben bilden, in Axialrichtung entformte Kunststoffspritz- gussteile. Durch die Entformung in Axialrichtung entsteht ein Grat in Axialrichtung, der so gelegt wird, dass er im Bereich der Aussparung und nicht im Bereich
von Dichtflächen, das heisst in dem Bereich verläuft, in dem die Ringdichtungen angeordnet sind.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Teile in Axialrichtung entformte, gesinterte oder gepresste Keramikteile sind.
Darüber hinaus können die Teile auch in Axialrichtung entformte Druckgussteile sein.
Die lösbare oder unlösbare Befestigung der Teile aneinander kann auf die unterschiedlichste Art und Weise lösbar oder unlösbar erfolgen.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere auch hinsichtlich einer einfachen Herstellung der Teile, beispielsweise als Kunststoffspritzgussteile von besonderem Vorteil ist, sieht vor, dass die Teile durch eine Steckverbindung miteinander verbindbar sind.
Diese Steckverbindung kann beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, Kleben, Rasten oder eine Gewindeverbindung gesichert und damit unlösbar ausgebildet werden.
Der Ventilkolben selbst kann Teile unterschiedlichen Aussendurchmessers aufweisen, so dass er beispielsweise als Stufenkolben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne-
rischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilkolbens und seiner Teile und
Fig. 2 schaubildlich einen von der Erfindung Gebrauch machenden Ventilkolben vor und nach der Montage.
Ein Ausführungsbeispiel eines als Ganzer mit 10 bezeichneter Ventilkolben, dargestellt in Fig. 1 und 2, umfasst drei Teile, zwei äussere Teile 20, 30 sowie ein mittleres Teil 40.
Die beiden äusseren, in einem Urformungsverfahren, beispielsweise durch Spritzgießen hergestellten Teile 20, 30 sind mit dem mittleren Teil 40 durch Steckverbindungen 50 miteinander verbunden. Hierzu ist an jedem der beiden äusseren Teile 20, 30 ein Zapfen 51 vorgesehen, der in ein in dem Mittelteil 40 vorgesehenes Steckloch 52 gesteckt wird, wobei die Zapfen 51 einen geringfügig größeren Durchmesser aufweisen als die Stecklöcher 52, so dass sich eine feste Verbindung ergibt.
Die Steckverbindungen können auch durch beispielsweise Ultraschallschweißen oder Kleben unlösbar gesichert werden, sie können aber beispielsweise durch Rasten oder eine Schraubverbindung auch lösbar ausgebildet sein, so dass jederzeit eine Demontage des Kolbens,
beispielsweise um ein einzelnes Teil auszuwechseln, möglich ist.
Die Steckverbindungen sind im Bereich der Aussparungen 11, 12 mit kleinerem Durchmesser als der Aussendurchmesser der Teile 20, 30, 40 angeordnet. Auf diese Weise wird eine Verbindung im Bereich der größeren Durchmesser der Teile 20, 30, 40, auf denen im Betrieb des Ventilkolbens auf an sich bekannte Weise und beispielsweise aus der DE 197 19 767 AI hervorgehende Ringdichtungen angeordnet werden. Hierdurch werden Undichtigkeiten, die bei Verbindungen entstehen könnten, vollständig vermieden.
Die einzelnen Teile 20, 30, 40 des Ventilkolbens 10 sind beispielsweise Kunststoffspritzgussteile, die hohlzylindrisch ausgebildet sein können. Diese Kunststoffspritzgussteile werden so hergestellt, dass eine Entformung in Axialrichtung möglich ist. Hierdurch entsteht ein Grat in Radialrichtung. Der Grat wird dabei so gelegt, dass er im Bereich der Aussparungen 11, 12 des Ventilkolbens 10 angeordnet ist, beispielsweise im Falle der flaschenförmigen äusseren Teilen 20, 30 im Bereich der Flaschenhälse. Auf diese Weise stört der Grat, der unweigerlich bei der Herstellung der Teile als Kunststoffspritzgussteile entsteht, nicht die Dichtwirkung der im Bereich der Aussendurchmesser 21, 31, die als Dichtflächen dienen, angeordneten Ringdichtungen. In entsprechender Weise wird das Mittelteil 40 als Kunststoffspritzgussteil nicht so hergestellt, dass
der Grad im Bereich des Aussendurchmessers 41 angeordnet ist, sondern im Bereich der Aussparungen 11, 12.
Der Vorteil des oben beschriebenen Ventilkolbens 10 liegt zum einen in der einfachen Herstellbarkeit. Die Teile 20, 30, 40 können als Kunststoffspritzgussteile aber auch beispielsweise als gesinterte oder gepresste Keramikteile oder als Druckgussteile hergestellt werden. Neben der einfachen Herstellung dieser einzelnen Teile, ist die leichte Montage der Teile zum Ventilkolben hervorzuheben, die beispielsweise durch die oben beschriebenen Steckverbindungen erfolgt .
Ein Vorteil des Ventilkolbens 10 ist, dass bei seiner Herstellung keine aufwendigen Nachbearbeitungen erforderlich sind. Insbesondere müssen keine in Längsrichtung, d.h. in Axialrichtung verlaufende, an der Oberfläche angeordnete Grate durch Abdrehen oder Abschleifen beseitigt werden, wie dies bei bekannten Ventilkolben der Fall ist.
Ein weiterer entscheidender Vorteil ist, dass durch einige wenige Einzelteile eine Vielzahl von unterschiedlichen Ventilkolben 10 hergestellt werden können.
Es versteht sich dass auch stufenförmige Ventilkolben 10 leicht hergestellt werden können, bei denen die Aussendurchmesser der den Ventilkolben bildenden Teile 20, 30, 40 variieren.
Claims
1. Ventilkolben (10) für Mehrwegeventile mit wenigstens einem Aussendurchmesser (21, 31, 41) , wobei an wenigstens einer vorgegebenen Stelle wenigstens eine Aussparung (11, 12) geringeren Durchmessers als der Aussendurchmesser (21, 31, 41) so vorgesehen ist, dass verschiedene Ventilkanäle des Mehrwegeventils miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (10) wenigstens zwei in einem Urformverfahren hergestellte Teile (20, 30, 40) umfasst, die vorzugsweise im Bereich der Aussparung (11, 12) aneinander befestigbar sind, und dass die Trenngrate der Teile (20, 30, 40) nicht im Bereich von Dichtflächen verlaufen.
2. Ventilkolben (10) für Mehrwegeventile, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben und die Aussparung vorzugsweise kreiszylinderförmig ausgebildet sind.
3. Ventilkolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (20, 30, 40) in Axialrichtung entformte Kunststoffspritzgussteile sind, deren Entformungsgrat im Bereich der Aussparung in radialer Richtung am Umfang verläuft.
4. Ventilkolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (20, 30, 40) in Axialrichtung entformte gesinterte oder gepresste Keramikteile sind, deren Entformungsgrat im Bereich der Aussparung in radialer Richtung am Umfang verläuft .
5. Ventilkolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (20, 30, 40) in Axialrichtung entformte Druckgussteile sind, deren Entformungsgrat im Bereich der Aussparung in radialer Richtung am Umfang verläuft.
6. Ventilkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile durch eine Steckverbindung miteinander verbindbar sind.
7. Ventilkolben nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung durch Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, Kleben, Rasten oder eine Gewindeverbindung gesichert ist.
8. Ventilkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussendurchmesser (21, 31, 41) mehrerer einen Ventilkolben bildenden Teile ein unterschiedliches Maß aufweisen.
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