WO2010037555A1 - Schieberventil - Google Patents

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WO2010037555A1
WO2010037555A1 PCT/EP2009/007078 EP2009007078W WO2010037555A1 WO 2010037555 A1 WO2010037555 A1 WO 2010037555A1 EP 2009007078 W EP2009007078 W EP 2009007078W WO 2010037555 A1 WO2010037555 A1 WO 2010037555A1
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WO
WIPO (PCT)
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spool
sealing element
valve housing
slide valve
valve according
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/007078
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Kattler
Jörg Fassian
Original Assignee
Hydac Electronic Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Electronic Gmbh filed Critical Hydac Electronic Gmbh
Publication of WO2010037555A1 publication Critical patent/WO2010037555A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0712—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides comprising particular spool-valve sealing means

Definitions

  • the invention relates to a slide valve having a slide piston and a valve housing having fluid connection points such as at least one pump connection and a tank connection, wherein on the outer circumference of the valve housing in the form of a seal guided slide piston located control edges in its displacement movements overflow opening edges of the fluid connection points of the valve housing, wherein on the outer circumference of the spool at least in the longitudinal regions thereof, which overflow these opening edges during displacement movements, at least one sealing element consisting of a rigid plastic material is provided, which is formed as an annular molded body seated in a respective circumferential groove of the spool.
  • Slide valves of this type are known, see for example DE 10 2004 017 088 AI, in which a slide valve in the form of a directional control valve with tank connections, Nutzan Whyn and pump connection is shown, in which the spool is displaceable by an actuating magnet.
  • the seal between the outer side of the spool and the spool piston leading inner wall of the valve housing is realized in such a way that the Schieberkol- ben is guided with a suitable, tight toleranced fit in the valve body.
  • this construction ensures good reliability over longer periods of operation, because the seal is less susceptible to wear, on the other hand, such valves are subject to leaks.
  • a generic slide valve with a spool and a valve housing is known, the fluid connection points, such as having at least a pump connection and a tank connection, wherein on the outer circumference of the guided in the valve housing to form a sealing spool control edges at the displacement movements opening edges
  • Fluid connection points of the valve housing overflow wherein on the outer circumference of the spool at least in its longitudinal regions overflow the opening edges at displacement movements, at least one of a rigid plastic material, in particular consisting of a polytetrafluoroethylene, existing sealing element is present as annular, in a respective assignable circumferential groove of the spool sitting moldings is formed.
  • a conventional O-ring made of an elastomeric material is used between the groove bottom of the circumferential annular groove in the spool and the facing underside of the sealing element of polytetrafluoroethylene, which exerts a radial, outwardly acting bias on the sealing element, so that the outer annular surface of the sealing element is pressed against the inner wall of the valve housing under radial prestressing.
  • the invention has the object to provide a slide valve available that ensures a safe leak-free operation even over longer periods of operation.
  • the essential feature of the invention is that for a leak-free formation of the seal designed as a molded body sealing element substantially completely fills the respective associated circumferential groove in the spool and that the molded body without further, by a additional sealing element or other third-party component applied Stress is smoothly guided with its outer annular surface on the inner wall of the valve housing adjacent thereto.
  • both a leak-free sealing is achieved as well as a high operational reliability over longer periods of operation of the valve, because instead of a pre-stress the edges overflowing sealing element, a sealing element is used, which formed as a massive molding the circumferential groove in the spool fills without bias with his outer surface smoothly overflows said edges, so far as the risk of peeling abrasion of the sealing element when overflowing these edges is effectively met.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyurethanes into consideration, which are closed-pore, at least in the outer areas, such as this is the case with rigid foam (PUR-H), integral foam (PUR-I) or solid PUR plastic (PUR-M).
  • a hydrolysis-resistant polyurethane having a hardness of 94 Shore A (DIN 53505), which is available from Hallite GmbH under the name PU37 (red), has proven to be very particularly suitable.
  • the at least one sealing element is an annular shaped body seated in a circumferential groove of the slide piston.
  • Such a shaped body is preferably designed as an annular body having a sealing surface as an outer annular surface, which is smoothly guided without preload on the inner wall of the valve housing to this.
  • This design ensures a long-lasting safe, leak-free sealing, at the same time a particularly good smoothness of the displacement movements of the valve piston is ensured.
  • the arrangement is such that the respective annular body has a bevel at the ends of the outer annular surface. This design leads to a minimization of wear.
  • To assemble the ring body in question in the groove of the spool can proceed so that within the elasticity limits of Plastic material is carried out widening of the annular body, after which you can snap it into the groove.
  • the groove is used as a mold in which the ring body is formed by injecting the plastic material in the plastic state in the groove of the slider body, wherein the play in the groove is formed by the fact that the plastic during Cooling disappears.
  • Fig. 1 is a longitudinal section of an embodiment of the invention in the form of a 3/2 way valve
  • FIGS. 2 and 3 are longitudinal sections of a second embodiment in the form of a check valve, wherein the closed position and open position are shown.
  • valve housing 3 which is substantially cylindrical A and a tank connection T.
  • Pump connection P and useful connections A are formed by bores, which, relative to the longitudinal axis 6, extend radially in the valve housing 3 and open into the interior of the coaxial guide bore 5.
  • a valve piston 7 is guided in a longitudinally movable manner 5 has in the on the Actuating magnet 1 adjacent end portion an extension 9, in the usual way, a return spring 11 is arranged such that when not energized actuating magnet 1, the valve piston 7 normally assumes the setting position shown in the figure. Against the force of the return spring 1 1 is displaced during energization of the magnet 1 via an actuating rod 13 of the spool 7 from the position shown in the figure to the left.
  • the outer circumference of the spool 7 has in a longitudinal section a recess 17 which is bounded on both sides by control edges 19. Further control edges 21 are located at the outer mouth of a passage 23 which extends from the inner channel 15 of the spool 7.
  • the relevant sealing element 25, 27 is received in a groove located in the outer circumference of the spool 7, it may be advantageous if the relevant annular body is received with slight play in the groove.
  • an existing within the groove clearance form a pressure chamber, which generates a force increasing the sealing force component on the relevant ring body.
  • the introduction of serving as a sealing element 25, 27 ring body in the relevant groove can be done by mechanical expansion of the ring body within its elasticity range, after which the ring body can snap into the groove.
  • the groove may serve as a mold for an injection or foaming process in which the plastic material is injected into the groove in a moldable form. Due to the shrinkage of the molding in the mold during cooling, in this case the desired clearance within the groove can be formed.
  • FIGS. 2 and 3 show a further embodiment, wherein the invention is used in a check valve in slide construction.
  • Parts which functionally correspond to those of the exemplary embodiment of FIG. 1 are designated in FIGS. 2 and 3 with the same reference numbers as in FIG.
  • the directional control valve of Fig. 1 and the check valve is gem. 2 and 3 designed in the manner of a cartridge valve, ie in the form of a not shown in a hydraulic receiving component, such as a valve block, usable cartridge formed, the valve housing 3 on the outer peripheral side Dichtein- directions 31, 33 of conventional type for sealing against having the valve block (not shown).
  • the pressure-side connection or pump connection P is located at the free, axial end of the valve housing 3.
  • the slide piston 7 guided in the bore 5 of the valve housing 3 is moved to the right by a closing spring 35 supported on its inner end for a displacement movement in the direction of the FIG biased in its closed position, which is shown in Fig. 2, where the spool 7 bears against a stop ring 37.
  • a tank connection T the valve housing 3 on radial bores 39, of which the pump port P nearest radial bores 39 with the
  • Control edge 19 at the front end of the spool 7 cooperate.
  • the opening edges of the radial bores 39 are overflowed both by the control edge 19 and by the spool sealing element 25, which is located between the control edge 19 and an axial recess 17 forming an annular space in the circumference of the spool 7 , Offset from the recess 17 to the inside is located on the piston circumference another sealing element 27 for sealing the spool 7 relative to the inner, closed end portion of the bore 5, in which the compression spring 35 is located.

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Abstract

Ein Schieberventil, mit einem Schieberkolben (7) und einem Ventilgehäuse (3), das Fluidanschlußstellen wie zumindest einen Pumpenanschluß (P) und einen Tankanschluß (T) aufweist, wobei am Außenumfang des im Ventilgehäuse (3) unter Bildung einer Abdichtung geführten Schieberkolbens (7) befindliche Steuerkanten (19, 21) bei dessen Verschiebebewegungen Öffnungskanten der Fluidanschlußstellen (T, P) des Ventilgehäuses (3) überlaufen, wobei am Außenumfang des Schieberkolbens (7) zumindest in Längenbereichen desselben, die bei Verschiebebewegungen Öffnungskanten überlaufen, mindestens ein aus einem formstarren Kunststoffwerkstoff bestehendes Dichtelement (25, 27) vorhanden ist, das als ringförmiger, in einer jeweils zuordenbaren umfänglichen Nut des Schieberkolbens (7) sitzender Formkörper ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass für eine leckagefreie Ausbildung der Abdichtung das als Formkörper ausgebildete Dichtelement (25, 27) die jeweils zugeordnete umfängliche Nut im Schieberkolben (7) im wesentlichen vollständig ausfüllt und dass der Formkörper ohne weitere, durch ein zusätzliches Dichtelement oder sonstiges Drittbauteil aufgebrachte Vorspannung mit seiner äußeren Ringfläche glattflächig an der Innenwand des Ventilgehäuses (3) anliegend an dieser geführt ist.

Description

Schieberventil
Die Erfindung betrifft ein Schieberventil, mit einem Schieberkolben und einem Ventilgehäuse, das Fluidanschlußstellen wie zumindest einen Pumpenanschluß und einen Tankanschluß aufweist, wobei am Außenumfang des im Ventilgehäuse unter Bildung einer Abdichtung geführten Schieber- kolbens befindliche Steuerkanten bei dessen Verschiebebewegungen Öffnungskanten der Fluidanschlußstellen des Ventilgehäuses überlaufen, wobei am Außenumfang des Schieberkolbens zumindest in Längenbereichen desselben, die bei Verschiebebewegungen diese Öffnungskanten überlaufen, mindestens ein aus einem formstarren Kunststoffwerkstoff bestehendes Dichtelement vorhanden ist, das als ringförmiger, in einer jeweils zuorden- baren umfänglichen Nut des Schieberkolbens sitzender Formkörper ausgebildet ist.
Schieberventile dieser Art sind bekannt, siehe beispielsweise DE 10 2004 017 088 AI, in der ein Schieberventil in Form eines Wegeventils mit Tankanschlüssen, Nutzanschlüssen und Pumpenanschluß gezeigt ist, bei dem der Schieberkolben durch einen Betätigungsmagneten verschiebbar ist. Bei Lösungen, wie sie in dem genannten Dokument gezeigt sind, oder bei Schieberventilen anderer Bauweise, ist die Abdichtung zwischen der Au- ßenseite des Schieberkolbens und der den Schieberkolben führenden inneren Wand des Ventilgehäuses in der Weise realisiert, dass der Schieberkol- ben mit einer geeigneten, eng tolerierten Passung im Ventilgehäuse geführt ist. Einerseits gewährleistet diese Bauweise eine gute Betriebssicherheit über längere Betriebszeiträume hinweg, weil die Abdichtung wenig verschleißanfällig ist, andererseits sind derartige Ventile leckagebehaftet. Da dieses Verhalten bei bestimmten Einsatzzwecken ungeeignet ist, ist es auch Stand der Technik (DE 41 01 059 C2), O-Ringe aus elastomerem Werkstoff wie synthetischem Kautschukmaterial zwischen Außenumfang des Schieberkolbens und Ventilgehäuse zu positionieren. Bei derartigen Materialien ist die Dichtwirkung abhängig von der Vorspannung, unter der das nachgiebige, elastomere Material an der zugeordneten Dichtfläche anliegt. Diese Vorspannung führt jedoch bei Schieberventilen, bei denen es betriebsbedingt im Zuge von Verschiebebewegungen des Schieberkolbens zu einem Überlaufen von Öffnungsrändern der Fluidanschlußstellen durch betreffende O- Ringe kommt, zu einem Verschleiß der O-Ringe, wenn diese unter Vor- Spannung entsprechende Kanten überlaufen. Mit anderen Worten gesagt muss daher der Vorteil der leckagefreien Bauweise mit dem Nachteil geringerer Betriebssicherheit und/oder geringerer Funktionslebensdauer erkauft werden.
Durch die DE 2 108 705 A ist ein gattungsgemäßes Schieberventil mit einem Schieberkolben und einem Ventilgehäuse bekannt, das Fluidanschlußstellen, wie zumindest einen Pumpenanschluß und einen Tankanschluß aufweist, wobei am Außenumfang des im Ventilgehäuse unter Bildung einer Abdichtung geführten Schieberkolbens befindliche Steuerkanten bei dessen Verschiebebewegungen Öffnungskanten der Fluidanschlußstellen des Ventilgehäuses überlaufen, wobei am Außenumfang des Schieberkolbens zumindest in Längenbereichen desselben die bei Verschiebebewegungen diese Öffnungskanten überlaufen, mindestens ein aus einem formstarren Kunststoffwerkstoff, insbesondere bestehend aus einem Polyte- trafluorethylenmaterial, bestehendes Dichtelement vorhanden ist, das als ringförmiger, in einer jeweils zuordenbaren umfänglichen Nut des Schieberkolbens sitzender Formkörper ausgebildet ist.
Bei der bekannten Lösung ist zwischen dem Nutboden der umfänglichen Ringnut im Schieberkolben und der zugewandten Unterseite des Dichtelementes aus Polytetrafluorethylen Werkstoff ein üblicher O-Ring aus einem Elastomermaterial eingesetzt, der auf das Dichtelement eine radiale, nach außen wirkende Vorspannung ausübt, so dass die äußere Ringfläche des Dichtelementes unter radialer Vorspannung gegen die Innenwand des Ven- tilgehäuses angepreßt ist. Aufgrund der ausgeübten radialen Vorspannung kommt es insbesondere beim Überlaufen des Dichtelementes mit seiner außenumfangsseitigen Dichtfläche im Bereich der Öffnungskanten der Fluidanschlußstellen des Ventilgehäuses zu einem Verschleiß der derart vorgespannten Dichtelemente, was wiederum, wie bei dem eingangs er- wähnten Stand der Technik, mit dem Nachteil geringerer Betriebssicherheit und/oder einer geringeren Funktionslebensdauer verbunden ist.
Im Hinblick auf die vorstehend erläuterte Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schieberventil zur Verfügung zu stellen, das ei- nen sicheren leckagefreien Betrieb auch über längere Betriebszeiträume gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Schieberventil gelöst, das die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Danach besteht gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass für eine leckagefreie Ausbildung der Abdichtung das als Formkörper ausgebildete Dichtelement die jeweils zugeordnete umfängliche Nut im Schieberkolben im wesentli- chen vollständig ausfüllt und dass der Formkörper ohne weitere, durch ein zusätzliches Dichtelement oder sonstiges Drittbauteil aufgebrachte Vor- Spannung mit seiner äußeren Ringfläche glattflächig an der Innenwand des Ventilgehäuses anliegend an dieser geführt ist. Hierdurch ist sowohl eine leckagefreie Abdichtung erreicht als auch eine hohe Betriebssicherheit über längere Betriebszeiträume des Ventils hinweg, weil anstelle eines mit Vor- Spannung die Kanten überlaufendes Dichtelement ein Dichtelement eingesetzt ist, das als massiver Formkörper ausgebildet die umfängliche Nut im Schieberkolben ausfüllend ohne Vorspannung mit seiner äußeren Ringfläche glattflächig die genannten Kanten überläuft, so dass insoweit der Gefahr eines schälenden Abriebes des Dichtelementes beim Überlaufen dieser Kanten wirksam begegnet ist.
Es ist für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Dichtungstechnologie überraschend, dass er ohne radiale, nach außen in Richtung der Innenseite des Ventilgehäuses wirkende Vorspannung, aufgebracht durch ein Drittbauteil, wie ein zusätzliches Dichtelement in Form eines O-Ringes aus Elastomermaterial od.dgl., zu besseren Dichtergebnissen kommt und dabei gleichzeitig schädigenden Abriebeinflüssen wirksam begegnet, wenn er das Dichtelement als Formblockkörper ausgestaltet in die zuordenbare Aufnahmenut im bewegbaren Schieberkolben diese im wesentlichen ausfül- lend einsetzt. Dieser Lösungsansatz hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.
Die Benutzung von Polytetrafluorethylen (PTFE) als Dichtungswerkstoff hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Dieser Werkstoff stellt bei gleitender Anlage an der Innenwand des Ventilgehäuses nicht nur eine leckagefreie Abdichtung sicher, sondern hat sich auch hinsichtlich der Verschleißfestigkeit als besonders geeignet erwiesen.
Als geeignete Alternative kommen formstabile Polyurethane in Betracht, die zumindest in außenseitig gelegenen Bereichen geschlossenporig sind, wie dies bei Hartschaumstoff (PUR-H), Integralschaumstoff (PUR-I) oder massivem PUR-Kunststoff (PUR-M) der Fall ist.
Als ganz besonders geeignet hat sich ein hydrolysebeständiges Polyurethan mit einer Härte von 94 Shore A(DIN 53505) erwiesen, das von der Firma Hallite GmbH unter der Bezeichnung PU37 (rot) erhältlich ist.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das zumindest eine Dichtelement ein ringförmiger, in einer umfänglichen Nut des Schieberkol- bens sitzender Formkörper.
Ein derartiger Formkörper ist vorzugsweise als Ringkörper gestaltet, der als Dichtfläche eine äußere Ringfläche besitzt, die ohne Vorspannung glattflächig an der Innenwand des Ventilgehäuses anliegend an dieser geführt ist. Diese Bauweise gewährleistet eine langlebige sichere, leckagefrei Abdichtung, wobei gleichzeitig eine besonders gute Leichtgängigkeit der Verschiebebewegungen des Ventilkolbens sichergestellt ist.
Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, dass der jeweilige Ringkörper an den Enden der äußeren Ringfläche eine Abschrägung aufweist. Diese Gestaltung führt zu einer Minimierung des Verschleißes.
Hinsichtlich der Bildung der Abdichtung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der jeweilige Ringkörper mit Spiel in der Nut des Schieberkolbens aufgenommen ist. Die dem Nutgrund zugewandte Innenseite des Ringkörpers wirkt hierbei als Kolbenfläche, die bei herrschendem Fluiddruck, der sich aufgrund des Spielraumes in der Nut aufbaut, die Dichtkraft verstärkt.
Zur Montage des betreffenden Ringkörpers in der Nut des Schieberkolbens kann so vorgegangen werden, dass innerhalb der Elastizitätsgrenzen des Kunststoffwerkstoffes ein Aufweiten des Ringkörpers durchgeführt wird, wonach man diesen in die Nut einschnappen lässt. Alternativ kann so vorgegangen werden, dass die Nut als Form benutzt wird, in der der Ringkörper durch Injizieren des im plastischen Zustand befindlichen Kunststoff- Werkstoffes in die Nut des Schieberkörpers geformt wird, wobei das Spiel in der Nut dadurch gebildet wird, dass der Kunststoff beim Abkühlen schwindet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in Form eines 3/2 -Wegeventils und
Fig. 2 und 3 Längsschnitte eines zweiten Ausführungsbeispieles in Form eines Rückschlagventils, wobei Schließstellung bzw. Offenstellung gezeigt sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist die Erfindung anhand eines 3/2- Wegeventils beispielhaft erläutert. Das im Längsschnitt dargestellte Ventil weist in Blickrichtung auf die Figur gesehen rechts einen als Ganzes mit 1 bezeichneten Betätigungsmagneten auf. Dieser Betätigungsmagnet 1 in Form eines „drückenden" Schaltmagneten ist in üblicher und daher nicht näher beschriebener Art und Weise mit einem Ventilgehäuse 3 verbindbar, das im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. In dem Ventilgehäuse 3 sind Fluidanschlußstellen eingebracht in Form mindestens eines Pumpenanschlusses P, zweier Nutzanschlüsse A sowie eines Tankanschlusses T. Pumpenanschluß P und Nutzanschlüsse A sind durch Bohrungen gebildet, die, bezogen auf die Längsachse 6, im Ventilgehäuse 3 radial verlaufen und ins Innere der koaxialen Führungsbohrung 5 münden. In dieser ist ein Ventilkolben 7 längs verfahrbar geführt. Die Bohrung 5 weist in dem an den Betätigungsmagneten 1 angrenzenden Endabschnitt eine Erweiterung 9 auf, in der in üblicher Weise eine Rückstellfeder 11 derart angeordnet ist, dass bei nicht bestromtem Betätigungsmagnet 1 der Ventil kolben 7 normalerweise die in der Figur dargestellte Einstellposition einnimmt. Gegen die Kraft der Rückstellfeder 1 1 wird bei Bestromen des Magneten 1 über eine Betätigungsstange 13 der Schieberkolben 7 aus der gezeigten Position in der Figur nach links verschoben.
Über einen zentralen Kanal 15 im Schieberkolben 7 ist die Erweiterung 9 im Ventilgehäuse 3 bei sämtlichen Einstellpositionen des Schieberkolbens 7 mit dem Tankanschluß T in Verbindung, der durch das in der Figur linksseitig liegende axiale Ende der Führungsbohrung 5 gebildet ist. Der Außenumfang des Schieberkolbens 7 weist in einem Längenabschnitt eine Vertiefung 17 auf, die beidseits durch Steuerkanten 19 begrenzt ist. Weitere Steuerkan- ten 21 befinden sich an der äußeren Mündung eines Durchganges 23, der vom inneren Kanal 15 des Schieberkolbens 7 ausgeht.
Im Betrieb werden im Zuge der Verschiebebewegungen des Schieberkolbens 7 innere Öffnungskanten der Bohrungen überlaufen, die im Ventilge- häuse 3 den Pumpenanschluß P und die die Nutzanschlüsse A bilden. Wie aus der Figur ersichtlich ist, befinden sich zu beiden Seiten der Steuerkanten 19 sowie zu beiden Seiten der Steuerkanten 21 am Durchgang 23 jeweils Dichtelemente 25. Ebenso befindet sich ein weiteres Dichtelement 27 am in der Figur linksseitig gelegenen Endabschnitt des Schieberkolbens 7, wobei diese Dichtelemente 25, 27 jeweils die leckagefreie Abdichtung zwischen Schieberkolben 7 und Ventilgehäuse 3 sicherstellen.
Bei der Verschiebebewegung des Schieberkolbens 7 kommt es zwangsläufig zu einem Überlaufen von Dichtelementen 25 und Öffnungskanten an der inneren Mündung der Fluidanschlüsse P und A. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies der Fall bei dem in der Figur rechtsseitig neben dem Pumpenanschluß P liegenden Dichtelement 25, das die Öffnungskanten am Pumpenanschluß überläuft, sowie bei dem in der Figur linksseitig vom Durchgang 23 gelegenen Dichtelement 25, dass die Öffnungskanten am linksseitigen Nutzanschluß A überläuft.
Bei den bekannten, leckagefrei arbeitenden Schieberventilen führt das Überlaufen von Kanten durch elastomere Dichtungsanordnungen, wie O- Ringe, die lediglich unter Vorspannung abdichtend wirken, zu schnellem Verschleiß durch schabende Einwirkung der Kanten auf unter Vorspannung stehende Elastomere. Dank der erfindungsgemäß vorgesehenen Bauweise der Dichtelemente 25, 27 ist diese Gefahr vermieden. Die Benutzung von PTFE oder einem Polyurethan ausreichender Härte, insbesondere PU37 (rot), wobei das Dichtelement als Formkörper, vorzugsweise in Gestalt eines Ringkörpers mit glattflächiger äußerer Ringfläche gestaltet ist, ermög- licht eine leckagefreie Abdichtung, die beim Überlaufen von Kanten im
Wesentlich völlig verschleißfrei bleibt. Bei derartigen Materialien ergibt sich die gewünschte Abdichtung im Wesentlichen ohne Vorspannung, so dass auch die Leichtgängigkeit der Verschiebebewegung des Schieberkolbens 7 gewährleistet ist. Besonders günstige Eigenschaften ergeben sich, wenn die Enden der glattflächigen Ringfläche der Elemente 25, 27 eine leichte Abschrägung besitzt.
Wenn das betreffende Dichtelement 25, 27 in einer im Außenumfang des Schieberkolbens 7 befindlichen Nut aufgenommen ist, kann es von Vorteil sein, wenn der betreffende Ringkörper mit leichtem Spiel in der Nut aufgenommen ist. Durch am Außenumfang des Schieberkolbens 7 im Betrieb anstehenden Fluiddruck kann ein innerhalb der Nut vorhandener Spielraum einen Druckraum bilden, der am betreffenden Ringkörper eine die Dichtkraft erhöhende Kraftkomponente erzeugt. Das Einbringen des als Dichtelement 25, 27 dienenden Ringkörpers in die betreffende Nut kann durch mechanisches Aufweiten des Ringkörpers innerhalb dessen Elastizitätsbereich erfolgen, wonach der Ringkörper in die Nut einschnappen kann. Alternativ kann die Nut als Form für einen Spritz- oder Schäumvorgang dienen, bei dem das Kunststoffmaterial in gießbarer Form in die Nut injiziert wird. Durch das Schwinden des Formlinges in der Form beim Abkühlen kann hierbei der gewünschte Spielraum innerhalb der Nut gebildet werden.
Vorstehend ist die Erfindung unter Bezug auf Fig. 1 am Beispiels eines 3/2- Wegeventils erläutert. Die Fig. 2 und 3 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die Erfindung bei einem Rückschlagventil in Schieberbauweise zum Einsatz kommt. Teile, die funktionsmäßig solchen des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 entsprechen, sind in Fig. 2 und 3 mit den gleichen Be- zugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Ebenso wie das Wegeventil von Fig. 1 ist auch das Rückschlagventil gem. Fig. 2 und 3 in der Art eines Cartridge- Ventils gestaltet, also in der Form einer in eine nicht gezeigte hydraulische Aufnahmekomponente, beispielsweise einen Ventilblock, einsetzbaren Patrone ausgebildet, wobei das Ventilgehäuse 3 außenumfangsseitig Dichtein- richtungen 31, 33 üblicher Art zur Abdichtung gegenüber dem (nicht gezeigten) Ventilblock aufweist.
Der druckseitige Anschluß oder Pumpenanschluß P befindet sich am freien, axialen Ende des Ventilgehäuses 3. Der in der Bohrung 5 des Ventilgehäu- ses 3 geführte Schieberkolben 7 ist durch eine an seinem inneren Ende abgestützte Schließfeder 35 für eine Verschiebebewegung in Blickrichtung der Fig. nach rechts in seine Schließstellung vorgespannt, die in Fig. 2 gezeigt ist, wo der Schieberkolben 7 an einem Anschlagring 37 anliegt. Als Tankanschluß T weist das Ventilgehäuse 3 Radialbohrungen 39 auf, von denen die dem Pumpenanschluß P nächst gelegenen Radialbohrungen 39 mit der
Steuerkante 19 am vorderen Ende des Schieberkolbens 7 zusammenwirken. Bei der Verschiebebewegung zwischen Schließstellung (Fig. 2) und Offenstellung werden die Öffnungsränder der Radialbohrungen 39 sowohl von der Steuerkante 19 überlaufen als auch vom Schieberkolben-Dichtelement 25, das sich zwischen Steuerkante 19 und einen Ringraum bildender axialer Vertiefung 17 im Umfang des Schieberkolbens 7 befindet. Von der Vertiefung 17 nach innen versetzt befindet sich am Kolbenumfang ein weiteres Dichtelement 27 zur Abdichtung des Schieberkolbens 7 gegenüber dem inneren, geschlossenen Endbereich der Bohrung 5, in dem sich die Druckfeder 35 befindet. Von der Vertiefung 17 führen Radialbohrungen 43 in eine Innenbohrung 45 des Schieberkolbens 7, über die der an den Schieberkolben 7 angrenzende Rückraum über die Vertiefung 17 mit den vom Pumpenanschluß P entfernten Radialbohrungen 39 des Tankanschlusses T verbunden ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schieberventil, mit einem Schieberkolben (7) und einem Ventilgehäuse (3), das Fluidanschlußstellen wie zumindest einen Pumpenanschluß (P) und einen Tankanschluß (T) aufweist, wobei am Außenumfang des im Ventilgehäuse (3) unter Bildung einer Abdichtung geführten Schieberkolbens (7) befindliche Steuerkanten (19, 21) bei dessen Verschiebebewegungen Öffnungskanten der Fluidanschlußstellen (T, P) des Ventilgehäuses (3) überlaufen, wobei am Außenumfang des Schieber- kolbens (7) zumindest in Längenbereichen desselben, die bei Verschiebebewegungen Öffnungskanten überlaufen, mindestens ein aus einem formstarren Kunststoffwerkstoff bestehendes Dichtelement (25, 27) vorhanden ist, das als ringförmiger, in einer jeweils zuordenbaren umfänglichen Nut des Schieberkolbens (7) sitzender Formkörper aus- gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für eine leckagefreie Ausbildung der Abdichtung das als Formkörper ausgebildete Dichtelement (25,27) die jeweils zugeordnete umfängliche Nut im Schieberkolben (7) im wesentlichen vollständig ausfüllt und dass der Formkörper ohne weitere, durch ein zusätzliches Dichtelement oder sonstiges Drittbauteil aufgebrachte Vorspannung mit seiner äußeren Ringfläche glattflächig an der Innenwand des Ventilgehäuses (3) anliegend an dieser geführt ist.
2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtelement (25, 27) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist.
3. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Dichtelement (25, 27) aus einem Polyurethan gebildet ist.
4. Schieberventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydrolysebeständiges Polyurethan der Härte 94 Shore A (PU37 rot) als Werkstoff vorgesehen ist.
5. Schieberventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Hartschaumstoff (PUR-H), Integralschaumstoff (PUR-I) oder massiver PUR- Kunststoff (PUR-M) als Werkstoff vorgesehen ist
6. Schieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass der jeweilige Formkörper ein in sich geschlossener
Ringkörper (25, 27) ist.
7. Schieberventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (25,17) als Dichtfläche eine äußere Ringfläche besitzt, die ohne Vorspannung glattflächig an der Innenwand des Ventilgehäuses
(3) anliegend an dieser geführt ist.
8. Schieberventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Ringkörper (25, 27) an den Enden der äußeren Ringfläche eine Abschrägung aufweist.
9. Schieberventil nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Ringkörper (25, 27) mit axialem Spiel in der Nut des Schieberkolbens (7) aufgenommen ist.
10. Schieberventil nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (25, 27) durch Injizieren des im plastischen Zustand befindlichen Kunststoffes in die Nut des Schieberkolbens (7) gebildet ist und dass das Spiel in der Nut durch Schwinden des Kunststoffes beim Abkühlen erzeugt ist.
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