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Die Erfindung betrifft Ventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse, in dem ein eine Kolbenstange umfassender Ventilschieber linearbeweglich aufgenommen ist, der zumindest ein in einer Dichtungsnut der Kolbenstange angeordnetes, bezüglich die Dichtungsnut beidseits begrenzenden Ringbunden in radialer Richtung nach außen abragendes und als O-Ring ausgebildetes, umlaufendes Dichtelement aufweist, das in einer Schließstellung eine abdichtende Verbindung mit zumindest einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Ringelement einnimmt und einen Strömungsquerschnitt sperrt und das in einer Öffnungsstellung den Strömungsquerschnitt freigibt, wobei das einstückig ausgebildete Ringelement mit einer radial außenliegenden Umfangsfläche abdichtend an einer im Ventilgehäuse ausgebildeten Aufnahmefläche anliegt und eine radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringelements zur abdichtenden Anlage des Dichtelements ausgebildet ist.
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Aus der
EP 0 472 910 A1 geht eine Ventileinrichtung hervor, die mehrere ringförmige Dichtungsanordnungen umfasst. Jede der Dichtungsanordnungen weist einen Dichtungsring auf, der als im Querschnitt im Wesentlichen U-förmiges Dichtungsgehäuse mit Ringgestalt ausgebildet ist. In dem Dichtungsgehäuse sind ein Innenring und ein Außenring angeordnet. Der Innenring ist elastisch federnd, während der Außenring als Dichtelement zur Anlage auf zylinderabschnittsförmigen Außenumfangsflächen des Ventilglieds ausgebildet ist.
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Aus der
DE 198 02 311 A1 geht eine als Wegeventil ausgebildete Ventileinrichtung der eingangs genannten Art hervor, die einen linearbeweglichen Schieber aufweist, der mehrere ringförmig ausgebildete Dichtelemente trägt. Für eine Dichtwirkung zwischen den Dichtelementen und dem Ventilgehäuse sind im Ventilgehäuse korrespondierend zu den Dichtelementen angeordnete, aus Vollmaterial bestehende hülsenförmige Ringelemente vorgesehen, die mit ihrem Außenumfang abdichtend im Ventilgehäuse aufgenommen sind und deren Innenumfang zur abdichtenden Anlage der als O-Ringe ausgebildeten Dichtelemente vorgesehen ist.
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Aus der
DE 1 272 658 A ist ein Mehrwegeventil bekannt, das einen in einem Ventilgehäuse verschiebbar angeordneten Ventilschieber aufweist, der eine Kolbenstange mit in Dichtungsnuten der Kolbenstange angeordneten, als Nutringe ausgebildeten Dichtelementen umfasst. Die Dichtelemente kooperieren mit den Innenumfangsflächen von im Gehäuse fixierten, jeweils einen L-förmigen Querschnitt aufweisenden Ringelementen. An dem Ventilgehäuse sind seinerseits als Nutringe ausgebildete Dichtelemente angeordnet, die den Ventilschieber umschließen und die abdichtend mit den Außenumfangsflächen von Ringbunden der Kolbenstange des Ventilschiebers zusammenwirken können.
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Die
US 2001/0052369 A1 offenbart einen Ventilschieber mit einem stangenförmigen Grundkörper, auf den zur Bildung von Ringbunden über einen U-förmigen Querschnitt verfügende Ringelemente aufgesetzt sind.
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Aus der
US 6 302 402 B1 ist ein statisch wirkender Dichtungsring bekannt, der einen U-förmigen Querschnitt hat und zur Abdichtung zwischen aus unterschiedlichem Material bestehenden Gehäuseteilen eingesetzt wird.
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Die
US 1 016 167 A offenbart ein Ventil, das einen insgesamt starr ausgebildeten Ventilschieber aufweist, wobei in das Ventilgehäuse eine den Ventilschieber umschließende hülsenartige Abdichtstruktur eingesetzt ist, die unter anderem mehrere halbkreisförmig gekrümmte Dichtungsringe aufweist, die einerseits statisch bezüglich dem Ventilgehäuse und andererseits dynamisch bezüglich dem Ventilschieber abdichten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventileinrichtung mit Ringelementen bereitzustellen, die einfach herstellbar und montierbar sind.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass das Ringelement einen U-förmigen Querschnitt mit einem radial außenliegenden Außenschenkel und einem radial innenliegenden Innenschenkel aufweist, die jeweils parallel zu einer linearen Bewegungsrichtung des Ventilschiebers ausgerichtet sind, wobei ein vom Außenschenkel bestimmter Außenring und ein vom Innenschenkel bestimmter Innenring des Ringelements zumindest abschnittsweise zylinderhülsenförmig ausgebildet sind und der Außenring mit dem Innenring mittels eines Verbindungsrings gekoppelt ist und ein Übergangsbereich zwischen Außenring und Verbindungsring und zwischen Verbindungsring und Innenring zumindest an einer Außenoberfläche abgerundet ausgebildet ist, wobei der Innenring an einem freien Endbereich des Innenschenkels in radialer Richtung nach außen gekrümmt oder abgewinkelt ausgebildet ist.
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Der radial außenliegende Außenschenkel bestimmt bei einem vorzugweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Ringelement einen Außenring. Der Außenring ist vorzugsweise kraftschlüssig in einer korrespondierenden Ausnehmung im Ventilgehäuse aufgenommen. Eine Abdichtwirkung für das Ringelement gegenüber dem Ventilgehäuse wird durch die flächige, insbesondere kraftschlüssige, Anlage der radial außenliegenden Umfangsfläche des Ringelements an der zugeordneten, im Ventilgehäuse ausgebildeten Aufnahmefläche gewährleistet. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, das Ringelement stoffschlüssig an der Aufnahmefläche zu befestigen, beispielsweise durch Verkleben. Der radial innenliegende Innenschenkel bestimmt bei einem vorzugweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Ringelement einen Innenring, der konzentrisch zum Außenring angeordnet ist. Innenring und Außenring sind mittels eines in radialer Richtung erstreckten Verbindungsrings gekoppelt. Der Außenring, der Innenring sowie der Verbindungsring begrenzen eine kreisringförmige Nut, deren Öffnung in die Bewegungsrichtung des Ventilschiebers weist. Aufgrund dieser Gestaltung weist das Ringelement gegenüber bekannten Ringelementen, die als Massivteile ausgebildet sind, den Vorteil eines geringeren Materialeinsatzes und damit den Vorteil eines geringeren Gewichts auf. Bei entsprechender Gestaltung kann das erfindungsgemäße Ringelement eine gewisse radiale Flexibilität aufweisen, die insbesondere bei der Montage des Ringelements von Vorteil sein kann. Desweiteren ist vorteilhaft, dass das Ringelement unabhängig vom Ventilgehäuse hergestellt werden kann und dass zur Herstellung des Ringelements kostengünstige Herstellungsverfahren eingesetzt werden können.
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Der Außenring ist mit dem Innenring mittels eines Verbindungsrings gekoppelt, wobei ein Übergangsbereich zwischen Außenring und Verbindungsring und zwischen Verbindungsring und Innenring zumindest an einer Außenoberfläche abgerundet ausgebildet ist. Mit dem Verbindungsring werden der Außenring und der Innenring fest miteinander verbunden, vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet. Für ein Vorteilhaftes Montieren des Ringelements in das Ventilgehäuse ist ein Übergangsbereich zwischen dem Außenring und dem Verbindungsring zumindest an einer Außenoberfläche abgerundet ausgebildet sein. Für eine verschleißarme Relativbewegung eines am Ventilschieber aufgenommenen Dichtelements gegenüber dem Ringelement ist ein Übergangsbereich zwischen dem Verbindungsring und dem Innenring zumindest an einer Außenoberfläche abgerundet, so dass ein sanftes Ein- oder Ausgleiten des Dichtelements in oder aus dem Innenring bei einer Linearbewegung des Ventilschiebers ermöglicht wird. Wenn das am Ventilschieber angeordnete Dichtelement aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung bewegt wird und hierbei in abdichtende Anlage mit der radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringelements kommt, tritt eine radiale Kompression des Dichtelements auf. Aufgrund der Abrundung des Übergangsbereichs erfolgt diese Kompression allmählich und über einen längeren Teil des Bewegungswegs des Ventilschiebers, wodurch am Dichtelement nur geringe Scherkräfte auftreten und ein niedriger Verschleiß des Dichtelements gewährleistet ist.
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Da das Ringelement einstückig ausgebildet ist, werden Dichtungsprobleme zwischen Außenring, Innenring und Verbindungsring vermieden. Darüber hinaus ist dadurch eine besonders kostengünstige Herstellung möglich.
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Ein vom Außenschenkel bestimmter Außenring und ein vom Innenschenkel bestimmter Innenring des Ringelements ist zumindest abschnittsweise zylinderhülsenförmig ausgebildet. Der zylinderhülsenförmige Abschnitt des Außenrings dient zur abdichtenden Anlage an der Aufnahmefläche des Ventilgehäuses. Diese Aufnahmefläche kann beispielsweise als zylindrische Bohrung ausgebildet sein, die kostengünstig herstellbar ist. Der zylinderhülsenförmig ausgebildete Abschnitt des Innenrings dient für die abdichtende Anlage des Dichtelements. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Erstreckung des zylinderhülsenförmigen Abschnitts des Innenrings längs der Bewegungsrichtung des Ventilschiebers wenigstens der axialen Erstreckung des Dichtelements entspricht, um eine vorteilhafte Dichtwirkung gewährleisten zu können.
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Der Innenring ist an einem freien Endbereich des Innenschenkels in radialer Richtung nach außen gekrümmt oder abgewinkelt ausgebildet. Hierdurch wird bei einer linearen Relativbewegung des Dichtelements gegenüber dem Ringelement ein schonendes Einfahren des Dichtelements in den zylinderhülsenförmigen Abschnitt des Innenrings gewährleistet. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Dichtelement auch bei schnellen Bewegungen des Ventilschiebers langfristig zuverlässig funktioniert. Durch die Krümmung weist der Innenring am freien Endbereich beispielsweise eine konushülsenabschnittsförmige oder torusabschnittsförmige Gestalt auf.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Ringelement als Blechbiegeteil, insbesondere als Stanzbiegeteil ausgebildet ist. Hierdurch wird eine kostengünstige und präzise Fertigung des Ringelements ermöglicht. Vorteilhaft ist es, wenn das Ringelement aus einem federelastischen Werkstoff, insbesondere aus Federstahl, hergestellt ist. Bei einer Ausführung als Stanzbiegeteil wird das Ringelement in mehreren unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen aus einer Blechtafel ausgeschnitten und umgeformt. Hierdurch wird eine kostengünstige Massenproduktion von derartigen Ringelementen ermöglicht.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Ringelement als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, Hiermit können insbesondere Ringelemente mit kleinen Durchmessern vorteilhaft hergestellt werden, bei denen eine Ausführung als Stanzbiegeteil aufgrund des hohen Umformgrades für das Blechmaterial kritisch wäre.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere im Ventilgehäuse ausgebildete Aufnahmeflächen den gleichen Innendurchmesser aufweisen und mit gleichartigen, insbesondere identischen, Ringelementen versehen sind. Hierdurch kann für das Ventilgehäuse eine kostengünstige Herstellungsweise vorgegeben werden. Ein Teil oder sämtliche der Aufnahmeflächen, die für die Festlegung der Ringelemente vorgesehen sind, werden beispielsweise durch einen spanenden Bearbeitungsvorgang wie Bohren oder im Rahmen einer Herstellung des Ventilgehäuses im Urformverfahren, beispielsweise im Zinkdruckguß, unmittelbar hergestellt. Gegebenenfalls kann eine Nacharbeitung der Aufnahmeflächen, beispielsweise durch Reiben oder Räumen vorgesehen sein, um die exakte Geometrie und den exakten Durchmesser für die Aufnahmeflächen vorgeben zu können. Aufgrund der Elastizität der erfindungsgemäßen Ringelemente können diese auch über mehrere Aufnahmeflächen hinweg in das Ventilgehäuse eingepresst werden, ohne die hierbei passierten Aufnahmeflächen zu beschädigen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sämtliche im Ventilgehäuse vorgesehenen Ringelemente identisch ausgebildet sind, da hierdurch sowohl die Bearbeitung des Ventilgehäuses wie auch die Lagerhaltung für die entsprechenden Einzelteile erheblich vereinfacht werden kann.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Innendurchmesser des Innenrings im ausgebauten Zustand und/oder im eingebauten Zustand mittels eine Kalibriervorrichtung, insbesondere mittels eines Kalibrierdorns, festgelegt ist. Die Aufgabe der Kalibriervorrichtung, die insbesondere als Kalibrierdorn ausgeführt sein kann, besteht darin, die Geometrie des Innenrings innerhalb eines engen Toleranzbereichs festzulegen und somit eine optimale Dichtwirkung sowie ein günstiges Reibungsverhalten gegenüber dem am Ventilschieber angebrachten Dichtelement zu gewährleisten.
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Bei einer ersten Ausführungsform wird der Innenring im ausgebauten Zustand, also vor der Montage in das Ventilgehäuse, mittels der Kalibriervorichtung derart eingestellt, dass gewährleistet werden kann, dass nach dem Einbau in das Ventilgehäuse die gewünschte Geometrie für den Innenring vorliegt.
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Bei einer zweiten Ausführungsform wird der Innenring nach Einbau in das Ventilgehäuse mittels der Kalibriereinrichtung in seine endgültige Form und Geometrie gebracht. Dies kann beispielsweise mittels eines kombinierten Einpreß- und Kalibrierwerkzeugs geschehen. Dieses weist eine Anlagefläche für den Innenring und/oder den Außenring aufweist, um beim Einpressvorgang auf einen oder beiden der Ringe die notwendige Anpreßkraft übertragen zu können. Außerdem ist ein Kalibrierdorn vorgesehen, der während des Einpressvorgangs durch den Innenring hindurchragt und beim anschließenden Ausziehen des Werkzeugs im gleichen Arbeitsgang die Kalibrierung des Innenrings vornimmt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilschieber mehrere in Bewegungsrichtung voneinander beabstandete Dichtelemente aufweist und im Ventilgehäuse korrespondierende Ringelemente vorgesehen sind, wobei Öffnungen benachbarter Ringelemente in die gleiche Richtung weisen. Beispielsweise sind ein Einpressen und ein gegebenenfalls vorgesehenes Kalibrieren sämtlicher Ringelemente von einer einzigen Stirnseite des Ventilgehäuses vorgesehen. Dies führt zu einer kostengünstigen Gestaltung des Ventilgehäuses sowie zu einem vorteilhaften Montagevorgang für die Ringelemente.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung, die anhand der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt:
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1 einen Querschnitt durch eine Ventileinrichtung, die mit den erfindungsgemäßen Ringelementen ausgestattet ist,
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2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ringelements,
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3 eine ebene Querschnittsdarstellung des Ringelements, und
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4 eine Ausschnittvergrößerung aus der 1 mit dem Ringelement in Einbaulage.
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Eine in der 1 dargestellte Ventileinrichtung 1 ist exemplarisch als 5/2-Wegeventil ausgebildet. Die Ventileinrichtung 1 umfasst einen Ventilschieber 2, der linearbeweglich in einem Ventilgehäuse 3 aufgenommen ist und aus einer in der 1 dargestellten ersten Schaltstellung in eine nicht dargestellte zweite Schaltstellung gebracht werden kann. An einer Stirnseite des Ventilgehäuses 3 ist ein Magnetventil 4 angeordnet, das beispielsweise als Vorsteuerventil zur Einleitung einer Bewegung des Ventilschiebers 2 ausgebildet sein kann.
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Das Ventilgehäuse 3 umfasst fünf Anschlüsse, die für die Bereitstellung von Druckluft sowie für die Weiterleitung der Druckluft an eine nicht dargestellte pneumatische Arbeitseinrichtung und für die Entlüftung dieser Arbeitseinrichtung ausgebildet sind. Beispielsweise sind an dem Ventilgehäuse 3 ein Druckluftanschluss 5, ein erster und ein zweiter Arbeitsausgang 6, 7 sowie ein erster und ein zweiter Entlüftungsausgang 8 und 9 vorgesehen. Jeder der Anschlüsse 5 bis 9 kann beispielsweise mit einem nicht dargestellten Steckverbinder ausgerüstet werden, an dem ein Druckluftschlauch oder eine Druckluft-Rohrleitung befestigbar ist.
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Um den Ventilschieber 2 definiert in der in 1 dargestellten ersten Schaltstellung zu halten, ist ein erster Arbeitskolben 12 vorgesehen. Der erste Arbeitskolben 12 ist linearbeweglich in einem ersten Zylinderraum 10 aufgenommen, der über einen ersten Versorgungskanal 13 kommunizierend mit einem Druckraum 14 verbunden ist, der sich ausgehend vom Druckluftanschluss 5 in das Ventilgehäuse 3 erstreckt. Bei Bereitstellung von Druckluft am Druckluftanschluss 5 ist stets eine Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens 12 gewährleistet. Dieser übt permanent eine Kraft auf den Ventilschieber 2 aus, die den Ventilschieber 2 zumindest dann, wenn keine weiteren Kräfte vorliegen, in der ersten Schaltstellung hält.
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An einem dem ersten Zylinderraum 10 entgegengesetzten Endbereich des Ventilgehäuses 3 ist ein zweiter Zylinderraum 11 ausgebildet, in dem ein zweiter linearbeweglicher Arbeitskolben 15 aufgenommen ist. Der zweite Arbeitskolben 15 kann wie der erste Arbeitskolben 12 eine Druckkraft auf den Ventilschieber 2 ausüben. Der zweite Arbeitskolben 15 weist verglichen mit dem ersten Arbeitskolben 12 eine größere Oberfläche auf. Somit wirkt bei gleichartiger Druckbeaufschlagung des ersten und des zweiten Zylinderraums 10, 11 angesichts der größeren Oberfläche des zweiten Arbeitskolbens 15 eine resultierende Kraft in Richtung des ersten Arbeitskolbens 12 auf den Ventilschieber 2. Der Ventilschieber 2 wird somit durch die resultierende Kraft linear in Richtung des ersten Arbeitskolbens 12 verschoben.
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Für die zumindest zeitweilige Druckluftversorgung des zweiten Zylinderraums 11 ist ein zweiter Versorgungskanal 23 vorgesehen, der kommunizierend mit dem ersten Versorgungskanal 13 und dem Druckraum 14 verbunden ist. Der zweite Versorgungskanal 23 mündet in einem Druckluftkanal 24, der in einer ersten Schaltstellung des Magnetventils 4, wie sie in der 1 dargestellt ist, von einem Dichtstopfen 25 verschlossen ist. In einer zweiten, nicht dargestellten Schaltstellung ist der Dichtstopfen 25 von einem endseitig am Druckluftkanal 24 ausgebildeten Dichtsitz abgehoben und ermöglicht somit ein Einströmen von Druckluft in eine Ventilkammer 28 des Magnetventils 4. Ausgehend von der Ventilkammer 28 erstreckt sich ein Speisekanal 29 in den zweiten Zylinderraum 11, der hierdurch in der zweiten Schaltstellung des Magnetventils 4 mit Druck luft beaufschlagt werden kann, um den Ventilschieber 2 aus der ersten Schaltstellung in die nicht dargestellte zweite Schaltstellung zu bewegen.
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Der Ventilschieber 2 umfasst eine beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildete Kolbenstange 16. Die Kolbenstange 16 weist jeweils kreisrunde Stirnseiten auf, die zur Anlage an dem ersten Arbeitskolben 12 bzw. an dem zweiten Arbeitskolben 15 vorgesehen sind. Längs ihrer Haupterstreckungsrichtung sind an der Kolbenstange 16 mehrere Einschnürungen vorgesehen, die teilweise zur Aufnahme von Dichtelementen 17 genutzt werden können. Die Dichtelemente 17 sind beispielsweise als endlos umlaufende O-Ringe ausgebildet und liegen in Dichtungsnuten 19, die jeweils beidseitig von einem Ringbund 18 begrenzt werden. Die radiale Erstreckung des Ringbunds 18 ist jeweils so gewählt, dass das Dichtelement 17 den jeweiligen Ringbund 18 in radialer Richtung überragt.
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Im Ventilgehäuse 3 ist zur Aufnahme des Ventilschiebers 2 eine Ventilausnehmung 20 ausgebildet, die exemplarisch mehrere zylindrische Bohrungsabschnitte mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern umfasst.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform des Ventilgehäuses 3 dienen die Bohrungsabschnitte mit dem geringsten Innendurchmesser als Aufnahmeflächen 21, die für eine kraftschlüssige Aufnahme von Ringelementen 22 vorgesehen sind. Die Ringelemente 22 gewährleisten eine abdichtende Verbindung zwischen den Aufnahmeflächen 21 des Ventilgehäuses 3 und den Dichtelementen 17 am Ventilschieber 2, sofern das jeweilige Dichtelement 17 an einer radial innenliegenden Umfangsfläche 30 des Ringelements 22 anliegt, wie dies insbesondere in der 4 näher dargestellt ist. In diesem Fall ist ein von der radial innenliegenden Umfangsfläche 30 bestimmter freier Strömungsquerschnitt durch den Ventilschieber 2 verschlossen, wodurch kommunizierende Verbindungen zwischen dem Anschluss 5 und den Arbeitsausgängen 6, 7 und kommunizierende Verbindungen zwischen den Arbeitsausgängen 6, 7 und den Entlüftungsausgängen 8, 9 wechselweise geschaltet werden können.
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Aus der 4 ist auch erkennbar, dass die radial außenliegende Umfangsfläche 31 des Ringelements 22 wie auch die radial innenliegende Umfangsfläche 30 des Ringelements 22 zumindest abschnittsweise zylinderhülsenförmig ausgebildet sind. Dabei bestimmt die radial außenliegende Umfangsfläche 31 in der Querschnittsdarstellung der 3 und 4 einen radial außenliegenden Außenschenkel 26. Die radial innenliegende Umfangsfläche 30 bildet einen radial innenliegenden Innenschenkel 27 des mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildeten Ringelements 22. Ein Verbindungsring 32, der bei der vorliegenden Ausführungsform des Ringelements 22 beispielsweise kreisringabschnittsförmig ausgebildet ist, verbindet die radial innenliegenden Umfangsfläche 30 mit der radial außenliegende Umfangsfläche 31. Der von den konzentrisch zueinander angeordneten Umfangsflächen 30, 31 und dem Verbindungsring begrenzte U-förmige Querschnitt des Ringelements 22 bestimmt eine nutförmige Vertiefung, die in axialer Richtung offen ist. Hierdurch ist eine gewisse Flexibilität des Ringelements 22 in radialer Richtung gewährleistet, wodurch insbesondere der Montagevorgang für das Ringelement 22 in das Ventilgehäuse 3 profitiert.
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Exemplarisch weist das Ringelement 22 an seiner Außenoberfläche abgerundete Übergangsbereiche zwischen einem vom radial außenliegenden Außenschenkel gebildeten Außenring 33 und einem vom radial innenliegenden Innenschenkel gebildeten Innenring 34 auf.
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Der Innenring 34 ist an einem freien Ende, das dem Verbindungsring 32 abgewandt ist, in radialer Richtung nach außen gekrümmt, wodurch bei der vorliegenden Ausführungsform eine konusförmig verjüngte Einlauffläche 35 ausgebildet wird. Eine derartige Einlauffläche 35 erleichtert eine lineare Relativbewegung des Dichtelements 17 gegenüber dem Ringelement 22. Das Dichtelement 17 trifft zunächst auf die trichterartig ausgebildete Einlauffläche 35 und wird auf einer gewissen Länge entlang des linearen Bewegungswegs des Ventilschiebers 2 in radialer Richtung auf den Innendurchmesser des Ringelements 22 komprimiert. Hierdurch wird ein Einklemmen des Dichtelements 17 zwischen Ventilschieber 2 und Ringelement 22 zuverlässig vermieden und die Scherkräfte auf das Dichtelement 17 werden gering gehalten. In ähnlicher Weise wirkt auch der die Verrundung zwischen dem Verbindungsring 32 und dem Innenring 34, wobei dieser Einlaufbereich des Ringelements 22 torusabschnittsförmig ausgebildet ist.
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Eine Montage der Ringelemente 22 ist jeweils von den Stirnseiten des Ventilgehäuses 3 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Ventilgehäuse 3 wird jeweils zuerst das unmittelbar am Druckraum 14 angrenzende Ringelement 22 mit einem nicht dargestellten Einpressdorn eingepresst. Hierbei überstreicht der Außenring 33 des entsprechenden Ringelements die 22 erste Aufnahmefläche 21, an der zu einem späteren Zeitpunkt ein weiteres Ringelement 22 kraftschlüssig aufgenommen wird und kommt an der zweiten Aufnahmefläche 21 kraftschlüssig abdichtend zu liegen.
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Nach der Beendigung des Einpreßvorgangs für das jeweilige Ringelement 22 kann vorgesehen sein, das Ringelement 22 mittels eines nicht näher dargestellten Kalibrierdorns zu kalibrieren. Dies geschieht insbesondere im Hinblick auf den vom Innenring 34 bestimmten Innendurchmesser, um die für eine vorteilhafte Abdichtwirkung des Dichtelements 17 notwendige Zylindrizität des Innenrings 34 sowie dessen exakten Innendurchmesser festzulegen. Im Zuge des Kalibriervorgangs findet gegebenenfalls eine Kaltumformung des beispielsweise als Stanzbiegeteil hergestellten Ringelements 22 statt.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Ringelemente 22 jeweils paarweise in gleicher Richtung ausgerichtet, so dass deren Öffnungen bezogen auf den Druckraum 14 in voneinander abweisende Richtungen weisen. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass alle Öffnungen der U-förmig ausgebildeten Ringelemente 22 in die gleiche Richtung weisen. Hierdurch kann, insbesondere bei einer Ventileinrichtung, die beispielsweise drei Ringelemente 22 aufweist, eine einheitliche Einpreßrichtung für alle Ringelemente vorgegeben werden.
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Bei einer linearen Relativbewegung des Ventilschiebers 2 gegenüber dem Ventilgehäuse 3 gleitet das in der Dichtungsnut 19 der Kolbenstange 16 aufgenommene Dichtelement 17 mit seiner radial außenliegenden Oberfläche an der radial innenliegenden Umfangsfläche 30 des Ringelements 22 entlang. Dabei ist über den gesamten zylinderhülsenabschnittsförmigen Bereich des Innenrings 34 eine Abdichtwirkung zwischen Ringelement 22 und Dichtelement 17 gewährleistet. Sobald das Dichtelement 17 durch die Linearbewegung des Ventilschiebers 2 in den Bereich der Einlauffläche 35 kommt, wird die Dichtwirkung zwischen dem Dichtelement 17 und der radial innenliegenden Umfangsfläche 30 bedingt durch die in diesem Bereich vorliegende konusabschnittsförmige Geometrie des Ringelements 22 aufgehoben, so dass Druckluft zwischen Dichtelement 17 und Ringelement 22 hindurchströmen kann. In gleicher Weise gilt dies, wenn das Dichtelement 17 in Längsrichtung über den torusabschnittsförmigen Bereich des Verbindungsrings 32 hinausgleitet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform der Ventileinrichtung 1 sind jeweils endseitig an dem Ventilgehäuse 3 je ein erstes Abschlusselement 36 bzw. ein zweites Abschlusselement 37 abdichtend angesetzt, in denen der erste Zylinderraum 10 bzw. der zweite Zylinderraum 11 ausgebildet sind. An das zweite Abschlusselement 37 schließt sich das Magnetventil 4 an, das einen linearbeweglichen Läufer 40 umfasst, der zur Bewegung des Dichtstopfens 25 zwischen der in 1 dargestellten Abdichtstellung und einer nicht dargestellten Öffnungsstellung für den Speisekanal 29 beweglich ist. Für die Bewegung des Läufers 40 ist eine nicht näher dargestellte Magnetspulenanordnung vorgesehen, die durch Ausübung von Magnetkräften eine Linearbewegung des Läufers 40 gegen die Druckkraft einer Druckfeder 41 bewirken kann.
