DE19603719C2 - Ringförmige Dichtungseinheit für ein Mehrwegeventil sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Ringförmige Dichtungseinheit für ein Mehrwegeventil sowie Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine ringförmige Dichtungseinheit für
ein Mehrwegeventil, zur Abdichtung des axial bewegbaren Ven
tilkolbens gegenüber dem Ventilgehäuse.
Aus der EP 0 472 910 B1 geht eine Dichtungseinheit dieser Art
hervor, die einen Gehäusering und ein darin verankertes,
ringförmiges Dichtelement aufweist, so daß ein einheitlich
handhabbares Bauteil gebildet ist. Die Dichtungseinheit ist
bei der Herstellung des Ventils in eine den Ventilkolben auf
nehmende Ausnehmung des Ventilgehäuses einpreßbar. Um eine
vereinfachte Herstellung der Dichtungseinheit zu erreichen,
ist der Gehäusering überwiegend mehrteilig aufgebaut. Bei
sehr kleinen Baugrößen ist die Handhabung mehrerer Bestand
teile des Gehäuseringes kaum mehr möglich, so daß sich ein
einstückige Bauform anbietet. Der in der EP 0 472 910 B1 vor
geschlagene einstückige Gehäusering bereitet jedoch bei der
Formgebung und insbesondere beim Einpressen in die Ausnehmung
des Ventilgehäuses Probleme.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Dichtungseinheit für ein Mehrwegeventil zu schaffen, die sich
bei einfacher Herstellung sicher im Ventilgehäuse montieren
läßt und eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine ringför
mige Dichtungseinheit für ein Mehrwegeventil, zur Abdichtung
des axial bewegbaren Ventilkolbens gegenüber dem Ventilgehäu
se,
- - mit einem einstückigen Gehäusering, der eine radial außen angeordnete, zur gehäuseseitigen Preßsitzbefestigung geeigne te zylindrische Haltewand und zwei ausgehend von dieser mit Abstand zueinander nach radial innen ragende ringförmige er ste und zweite Seitenwände aufweist, wobei die Wände des Ge häuseringes einen über eine umlaufende Ringöffnung nach radi al innen hin offenen Ringraum begrenzen,
- - wobei die erste Seitenwand des Gehäuseringes im Quer schnitt gesehen einen bogenförmigen Verlauf mit einem von der zweiten Seitenwand axial weggewölbten Bogenabschnitt aufweist,
- - und wobei die zweite Seitenwand im Querschnitt gesehen
über einen abgestuften Verlauf verfügt und einen im An
schluß an die Haltewand im wesentlichen radial nach innen
verlaufenden geraden äußeren Seitenwandabschnitt auf
weist, an den sich über eine Abstufung ein axial in Rich
tung zur ersten Seitenwand versetzter und ebenfalls nach
radial innen verlaufender innerer Seitenwandabschnitt an
schließt, dem der Endbereich der bogenförmigen ersten
Seitenwand gegenüberliegt,
- - derart, daß der äußere Seitenwandabschnitt der zweiten Seitenwand und der diesem gegenüberliegende Bogenab schnitt der ersten Seitenwand im Innern des Ringraumes einen Verankerungsbereich begrenzen, dessen Breite grö ßer ist als die Breite der sich anschließenden, seit lich vom inneren seitenwandabschnitt der zweiten Sei tenwand und dem diesem gegenüberliegenden Endbereich der bogenförmigen ersten Seitenwand begrenzten Ringöff nung,
- - wobei in dem Verankerungsbereich wenigstens ein ringförmi ges, elastisch nachgiebiges Dichtelement verankert ist, das mit einer zur Zusammenarbeit mit dem Ventilkolben vorgesehe nen Dichtpartie mit axialem Bewegungsspiel nach radial innen durch die Ringöffnung hindurchragt.
Aufgrund des einstückigen Gehäuseringes ist auch dann eine
einfache Herstellung und Montage der Dichtungseinheit mög
lich, wenn diese eine sehr kleine Baugröße aufweist. Das Ein
pressen der Dichtungseinheit in die Ausnehmung des Ventilge
häuses erfolgt mit der bogenförmig konturierten ersten Sei
tenwand voraus, die aufgrund ihres kantenlos gekrümmten Über
gangs zur Haltewand keine Angriffspunkte für ein eventuelles
Verklemmen in der Ausnehmung des Ventilgehäuses bietet. Ins
besondere ist ein Hinwegschieben über die Kanten in der Aus
nehmung des Ventilgehäuses, die beispielsweise von Einmündun
gen von Ventilkanälen gebildet sind, problemlos und ohne Ver
kanten möglich. Desweiteren stellt der radial weit außen lie
gende, äußere Seitenwandabschnitt der zweiten Seitenwand eine
sehr gut geeignete Angriffsfläche für ein entsprechendes
Preßwerkzeug zum Einpressen der Dichtungsanordnung in die
Ausnehmung des Ventilgehäuses dar. Aufgrund der radial weit
außen angreifenden Einpreßkraft ist ein versehentliches Ver
biegen oder Verformen des Gehäuserings, insbesondere im Be
reich der Ringöffnung vermieden. Das axiale Bewegungsspiel
des Dichtelementes verhindert außerdem den sogenannten
"Stick-Slip"-Effekt, bei dem das Dichtelement aufgrund länge
ren Stillstandes des Ventilkolbens an diesem anhaftet. Im Mo
ment des ersten Wiederanlaufs bewegt sich das Dichtelement
aufgrund des axialen Bewegungsspieles ein Stück weit mit dem
Ventilkolben mit und wird dann schlagartig durch eine der
Seitenwände abgebremst, wodurch ein Ablösen des Dichtelemen
tes vom Ventilkolben erreicht ist.
Zwar geht aus der DE 43 24 529 C1 eine von einem Wellendich
tring gebildete Dichtungseinheit mit einem einstückigen Ge
häusering hervor, wobei das Dichtelement jedoch zwischen den
beiden Seitenwänden eingeklemmt ist, so daß kein axiales Be
wegungsspiel vorliegt. Die eine Seitenwand des Gehäuserings
hat einen abgerundeten Verlauf, jedoch ist diese Form zum
Zwecke einer optimierten Klemmung vorgesehen.
Aus der DE 32 21 526 A1 ist ein Wellendichtring bekannt, des
sen eine Seitenwand zwar ebenfalls einen abgestuften Verlauf
besitzt, wobei dieser jedoch zum Zwecke einer einfacheren
Montage der Dichtungseinheit bzw. einer besseren Klemmung des
Dichtelementes zwischen den Seitenwänden vorgesehen ist. Auf
grund der Klemmung des Dichtelementes ist kein axiales Bewe
gungsspiel vorhanden.
Zweckmäßigerweise wird die Dichtungseinheit dadurch herge
stellt, daß man die Bodenwand eines napfähnlichen Gehäuse
ring-Rohteils in eine der abgestuften zweiten Seitenwand ent
sprechenden Gestalt umformt, wobei man zuvor, gleichzeitig
oder anschließend eine zentrale Durchbrechung in der Boden
wand hergestellt hat bzw. herstellt, daß man anschließend von
der der umgeformten Bodenwand entgegengesetzten Axialseite
her ein Dichtelement in das Gehäusering-Rohteil einlegt, und
daß man schließlich den über das Dichtelement hinausragenden
Endabschnitt der Umfangswand des napfähnlichen Gehäusering-
Rohteils beispielsweise durch Prägen oder Rollieren in eine
der ersten Seitenwand entsprechende bogenförmige Gestalt um
formt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen aufgeführt.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, einen tangentialen
Übergang zwischen der Haltewand und zumindest der bogenförmig
konturierten ersten Seitenwand des Gehäuseringes vorzusehen.
Auf diese Weise liegt ein sanfter Übergang vor, der selbst bei
einem versehentlichen Verkanten der Dichtungseinheit im Laufe
der Montage zu keinerlei Schäden an der Wand der Ventilgehäuse-
Ausnehmung führt.
Ist die radial nach außen weisende Außenfläche der Haltewand
als dichtelementlose Preßsitzfläche ausgebildet, ergibt sich
eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Gehäusering und dem
Ventilgehäuse ohne zusätzliche Abdichtmaßnahmen.
Bei dem Gehäusering handelt es sich zweckmäßigerweise um ein
Metallteil, das durch Umformung aus einem Gehäusering-Rohteil
hergestellt wurde, insbesondere durch biegende Verformung, so
daß es als Formteil bezeichenbar ist.
Die einstückige Ausgestaltung des Gehäuseringes als durch Um
formung hergestelltes Formteil ermöglicht die Verwirklichung
sehr geringer Wandstärken für den Gehäusering, so daß in Radi
alrichtung gesehen verhältnismäßig viel Platz zur Aufnahme des
beispielsweise als Elastomerteil ausgebildeten Dichtelementes
zur Verfügung steht. Dadurch kann ein Dichtelement mit verhält
nismäßig großen radialen Dickenabmessungen verwendet werden,
was den Vorteil hat, daß das radiale Verformungsvermögen größer
ist, das für eine zuverlässige Abdichtung gegenüber dem Ventil
kolben und/oder zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen benötigt
wird.
Aus Gründen der Kompaktheit ist in dem Gehäusering zweckmäßi
gerweise lediglich ein einziges Dichtelement gehalten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemä
ßen Dichtungseinheit im Querschnitt längs
einer sich axial und radial erstreckenden
Ebene, wobei ein die Dichtungseinheit auf
nehmendes Ventilgehäuse sowie ein die Dich
tungseinheit durchsetzender Ventilkolben
lediglich schematisch strichpunktiert ange
deutet sind,
Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1 in einer axialen
Ansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II
aus Fig. 1, und
Fig. 3 bis 6 verschiedene Verfahrensschritte eines be
vorzugten Verfahrens zur Herstellung der
ringförmigen Dichtungseinheit, wobei die
Formgebungswerkzeuge lediglich strichpunk
tiert angedeutet sind.
In Fig. 1 und 2 ist strichpunktiert ein Ausschnitt eines
Ventilgehäuses 1 abgebildet, das in an sich bekannter Weise
eine beispielsgemäß zylindrische Ausnehmung 2 aufweist, in der
ein ebenfalls nur strichpunktiert angedeuteter Ventilkolben 3
gemäß Doppelpfeil 4 axial beweglich angeordnet ist.
In die Ausnehmung 2 des Ventilgehäuses 1 münden umfangsseitig
mehrere in Axialrichtung mit Abstand zueinander angeordnete
Ventilkanäle 5, unter denen sich regelmäßig ein Speisekanal,
mindestens ein Arbeitskanal und mindestens ein Entlüftungskanal
befindet.
In der Ausnehmung 2 des Ventilgehäuses 1 sind vorzugsweise meh
rere ringförmige Dichtungseinheiten 6 angeordnet, von denen in
Fig. 1 lediglich eine abgebildet ist. Die Dichtungseinheiten 5
sind axial mit Abstand zueinander angeordnet und unterteilen
die Ausnehmung 2 in einzelne Ausnehmungsabschnitte 7, in die
jeweils einer der Ventilkanäle 5 einmündet.
Der beispielsgemäße Ventilkolben 3, der auch als Ventilschieber
bezeichnet werden könnte, hat eine in Axialrichtung mehrfach
abgestufte zylindrische Gestalt und ist vollständig dichtungs
los ausgebildet. Durch die Abstufung verfügt er über Längenab
schnitte größeren Durchmessers 8 und Längenabschnitte geringe
ren Durchmessers 9. In einer Stellung vergleichbar der in Fig.
1 gezeigten, bei der ein Längenabschnitt 9 geringeren Durchmes
sers innerhalb der ringförmigen Dichtungseinheit 6 zu liegen
kommt, liegt eine fluidische Verbindung zwischen den beidseits
der Dichtungseinheit 6 liegenden Ausnehmungsabschnitten 7 vor,
so daß Druckmedium, insbesondere Druckluft, hindurchströmen
kann. Befindet sich hingegen ein Längenabschnitt größeren
Durchmessers 8 innerhalb der Dichtungseinheit 6, so ist infolge
des Zusammenwirkens zwischen der Dichtungseinheit 6 und dem
Ventilkolben 3 die fluidische Verbindung zwischen den Aus
nehmungsabschnitten 7 bzw. deren Ventilkanälen 5 unterbrochen.
Da die grundsätzliche Wirkungsweise von Mehrwegeventilen dem
Fachmann bekannt ist, braucht an dieser Stelle nicht näher auf
das Funktionsprinzip eingegangen werden. Nähere Ausführungen
finden sich beispielsweise in der EP 0 472 910 B1 oder der
EP 0 475 070 B1.
Die ringförmige Dichtungseinheit 6 des Ausführungsbeispiels ist
ein zweiteiliges Element, das sich aus einem einstückigen Ge
häusering 12 und einem ebenfalls einstückigen, von dem Gehäu
sering 12 gehaltenen ringförmigen Dichtelement 13 zusammen
setzt. Das Dichtelement 13 besteht aus Material mit gummiela
stischen Eigenschaften und ist vorzugsweise ein Elastomerteil.
Bei dem Gehäusering 12 handelt es sich vorzugsweise um ein Me
tallteil mit einer besonderen Formgebung, die beispielsweise
durch Biegeformung erhalten wird. Es könnte sich auch um ein
Kunststoffteil handeln.
Der Gehäusering 12 hat im Querschnitt eine aus Fig. 1 ersicht
liche, im wesentlichen U-ähnliche Gestalt, wobei die U-Öffnung
radial nach innen weist. Er verfügt über eine radial außen an
geordnete zylindrische Haltewand 14, deren radial nach außen
weisende zylindrische Außenfläche eine Preßsitzfläche 15 bil
det.
Die ringförmige Dichtungseinheit 6 ist innerhalb der Ausnehmung
2 an der betreffenden Stelle ihres Wirkens mit Preßsitz festge
legt. Hierzu wird die Dichtungseinheit 6 mit geringfügigem ra
dialem Übermaß axial in die Ausnehmung 2 eingepreßt, so daß sie
mit ihrer Preßsitzfläche 15 fest gegen die Umfangsfläche 16 der
Ausnehmung 2 gepreßt ist. Weitere Maßnahmen zur Fixierung der
Dichtungseinheit 6 der Ausnehmung 2 sind nicht erforderlich,
insbesondere keine axialseitig wirkenden Abstützelemente. Dar
überhinaus erübrigt sich die Verwendung eines Dichtelementes
zur Abdichtung des Zwischenbereiches zwischen der Umfangswand
16 der Ausnehmung 2 und der Preßsitzfläche 15, da der Preßsitz
für eine ausreichende und zuverlässige fluiddichte Verbindung
sorgt.
An den beiden axial gerichteten Endbereichen der Haltewand 14
ist jeweils eine radial nach innen ragende ringförmige Seiten
wand 17, 18 angeformt. Diese beiden Seitenwände 17, 18 begren
zen zusammen mit der Haltewand 14 einen Ringraum 22 des Gehäu
seringes 12. Dieser Ringraum 22 ist über eine von den radial
innen liegenden Endbereichen 23, 24 der Seitenwände 17, 18 be
grenzte Ringöffnung 25 nach radial innen zum Ventilkolben 3 hin
offen.
Das Dichtelement 13 ist im Innern des Ringraumes 22 verankert
und ragt mit einer beim Ausführungsbeispiel im Querschnitt ge
sehen etwa wulstähnlichen Dichtpartie 26 durch die Ringöffnung
25 hindurch nach radial innen in den Bereich der axialen Durch
brechung der Dichtungseinheit 6. Befindet sich ein größeren
Durchmesser aufweisender Längenabschnitt 8 des Ventilkolbens 3
innerhalb der Dichtungseinheit 6, so wird er von der ringförmi
gen Dichtpartie 26 mit Dichtkontakt umschlossen.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die sich an die Haltewand 14
anschließende erste Seitenwand 17 des Gehäuseringes 12, im
Querschnitt gemäß Fig. 1 gesehen, bogenförmig gestaltet. Die
Ausrichtung ist so getroffen, daß ihr konvexer Teil, also die
Auswölbung 30, axial von der zweiten Seitenwand 18 weg weist.
Ausgehend von der Haltewand 14 bis hin zu ihrem entgegengesetz
ten freien Endbereich 23 hat die erste Seitenwand 17 zweckmäßi
gerweise eine konstante Krümmung. Zur Haltewand 14 liegt ein
tangentialer Übergang vor, so daß sich die Haltewand 14 prak
tisch in tangentialer Verlängerung an die bogenförmige erste
Seitenwand 17 anschließt, zumindest im Bereich der Außenflä
chen.
Die der ersten Seitenwand 17 axial mit Abstand gegenüberlie
gende zweite Seitenwand 18 hat eine von der ersten Seitenwand
17 abweichende Formgebung. Sie verfügt im Querschnitt gesehen,
über einen abgestuften Verlauf. Sie hat einen sich an die Hal
tewand 14 anschließenden, radial nach innen verlaufenden gerad
linigen äußeren Seitenwandabschnitt 27, an den sich, über eine
Abstufung 28, ein ebenfalls zweckmäßigerweise geradliniger in
nerer Seitenwandabschnitt 29 radial nach innen verlaufend an
schließt. Die Abstufung 28 ist so gestaltet, daß der innere
Seitenwandabschnitt 29 in Richtung zur ersten Seitenwand 17
versetzt ist, also an diese im Vergleich zum radial weiter au
ßen liegenden äußeren Seitenwandabschnitt 27 weiter angenähert
ist.
Im Bereich der Abstufung 28 erstreckt sich zwischen dem äußeren
und dem inneren Seitenwandabschnitt 27, 29 zweckmäßigerweise
ein im Querschnitt gesehen einen Schrägverlauf aufweisender
Verbindungsabschnitt 32, der ausgehend vom äußeren Seitenwand
abschnitt sowohl eine nach radial innen, als auch eine axial in
Richtung zur ersten Seitenwand 17 gerichtete Erstreckungskompo
nente hat.
Zweckmäßigerweise ist der äußere Seitenwandabschnitt 17, im
Querschnitt gesehen, rechtwinkelig zur Haltewand 14 ausgerich
tet. Der dazwischen liegende Übergangsbereich 33 ist abgerun
det, vorzugsweise derart, daß sowohl zur Haltewand 14 als auch
zu dem äußeren Seitenwandabschnitt 27 ein tangentialer Übergang
vorliegt, sich also die vorgenannten Bestandteile des Gehäu
seringes 12 in tangentialer Verlängerung an den gekrümmten bzw.
abgebogenen Übergangsbereich 33 anschließen.
Da der Gehäusering 12 vorzugsweise durchgehend zumindest im we
sentlichen die gleiche Wandstärke aufweist, ergibt sich außen
wie innen eine ähnliche Formgebung. Daraus resultiert, daß der
Ringraum 22 einen sich an die Haltewand 14 anschließenden Ver
ankerungsbereich 34 aufweist, der seitlich zum einen von dem
äußeren Seitenwandabschnitt 27 der zweiten Seitenwand 18 und
andererseits von dem diesem gegenüberliegenden Bogenabschnitt
35 der ersten Seitenwand 17 begrenzt wird. Die axial gemessene
Breite dieses Verankerungsbereiches 34 ist größer als die ent
sprechend gemessene Breite der Ringöffnung 25, die vorzugsweise
auf der einen Axialseite von dem inneren Seitenwandabschnitt 29
der zweiten Seitenwand 18 und auf der anderen Seite vom gegen
überliegenden Endbereich 23 der bogenförmigen ersten Seitenwand
17 begrenzt ist.
Die Verengung des Ringraumes 22 nach radial innen hin ist eine
Folge der Krümmung der ersten Seitenwand 17 und der Abstufung
der zweiten Seitenwand 18.
Der Verankerungsbereich 34 dient zur zuverlässigen Verankerung
des Dichtelementes 13 innerhalb des Ringraumes 22. Selbst wenn
infolge eines Anhaftens des Ventilkolbens 3 nach längerem
Stillstand des Ventils eine größere, radial nach innen gerich
tete Zugkraft an dem Dichtelement 13 angreifen sollte, ist ein
Herausziehen des Dichtelementes 13 aus dem Ringraum 22 ausge
schlossen. Zur sicheren Verankerung trägt bei, daß das einzige
Dichtelement 13 über eine im Verankerungsbereich 34 liegende
Verankerungspartie 36 verfügt, deren Breite größer ist als die
Breite der Ringöffnung 25, so daß das Dichtelement 13 durch
Formschluß im Gehäusering 12 gehalten ist.
Die erforderliche Breite der Verankerungspartie 36 kann dadurch
erhalten werden, daß ein Dichtelement 13 geringerer Breite ver
wendet wird, an dem seitlich an wenigstens einer Seite axiale
Vorsprünge angeformt sind, wobei es sich an beiden Axialseiten
des Dichtelementes 13 jeweils beispielsweise um ringförmig um
laufende Vorsprünge oder einzelne, auf einer Kreislinie ange
ordnete Erhebungen handeln kann.
Die sich an die Verankerungspartie 36 anschließende Dichtpartie
26 des Dichtelementes 13 ist schmäler als die Verankerungspar
tie 36, so daß sie durch die Ringöffnung 25 hindurchpaßt und
ein Stück weit weiter nach radial innen ragt als die beiden
Endbereiche 23, 24 der Seitenwände 17, 18.
An der radial nach außen weisenden Außenfläche des Dichtelemen
tes 13 ist zweckmäßigerweise ein konzentrisch umlaufender
Dichtvorsprung 37 angeformt, der durch Zusammenwirken mit der
Innenfläche der Haltewand 14 verhindert, daß das Dichtelement
13 im Innern des Gehäuseringes 12 von Druckmittel umströmt
wird.
Bei der Einpreßmontage der Dichtungseinheit 6 wird selbige mit
der abgerundeten ersten Seitenwand 17 voraus gemäß Pfeil 42 in
die ventilgehäuseseitige Ausnehmung 2 eingepreßt. Der verhält
nismäßig große Radius im Übergangsbereich zwischen der ersten
Seitenwand 17 und der Haltewand 14 bewirkt hierbei ein verkan
tungsfreies axiales Verlagern selbst beim Hinwegschieben über
einer der Mündungen 43 der Ventilkanäle 5.
Die zum Einpressen erforderliche Druckkraft läßt sich sehr gut
gemäß Pfeilen 44 über den ringförmigen äußeren Seitenwandab
schnitt 27 der zweiten Seitenwand 18 aufbringen. Dieser im we
sentlichen in einer rechtwinkelig zur Längsachse 44 der Dich
tungseinheit 6 verlaufenden Ebene angeordnete Wandabschnitt
bietet eine sehr gute Angriffsmöglichkeit für das Einpreßwerk
zeug, wobei die Angriffsstelle relativ weit radial außen liegt,
so daß ein versehentliches Verbiegen der zweiten Seitenwand 18
ausgeschlossen ist. Durch die Abstufung 28 liegt der die Ring
öffnung 25 auf der einen Seite begrenzende innere Seitenwandab
schnitt 29 axial versetzt zum äußeren Seitenwandabschnitt 27,
so daß eine versehentliche Beaufschlagung durch das Einpreß
werkzeug verhindert ist und die Breite der Ringöffnung 25 bei
der Montage keinen verformungsbedingten Änderungen unterliegt.
Letzteres ist vor allem dann besonders wichtig, wenn wie beim
Ausführungsbeispiel die Dichtpartie 26 mit einem gewissen axia
len Spiel durch die Ringöffnung 25 hindurchgreift. Dieses
axiale Spiel ermöglicht der Dichtpartie 26 geringfügige Axial
bewegungen und trägt zur Reduzierung des sogenannten Stick-
Slip-Effektes bei. Nach längerem Stillstand neigt die Dichtpar
tie 26 häufig zu einem Anhaften an der von ihr umschlossenen
Partie des Ventilkolbens 3. Dadurch läßt sich der Ventilkolben
3 bei erneuter Inbetriebnahme nicht oder nur schwer bewegen.
Durch das axiale Spiel ist jedoch eine gewisse Bewegungsmög
lichkeit gegeben, wobei sich die Dichtpartie 26 über eine kurze
Wegstrecke mitbewegt, um schließlich auf einen der beiden End
bereiche 23, 24 aufzuprallen, so daß sich der Ventilkolben 3
losreißen kann.
Die Herstellung der Dichtungseinheit 6 kann vorzugsweise unter
Anwendung des in Fig. 3 bis 6 illustrierten Verfahrens er
folgen.
Gemäß diesem zweckmäßigen Verfahrensablauf wird zunächst aus
einer dünnen, kreisförmigen Umriß aufweisenden Ronde 45 (Fig.
3) ein napfförmiges Gehäusering-Rohteil 46 (Fig. 4) herge
stellt. Die zweckmäßigerweise aus Metallblech bestehende Ronde
45 ist vorzugsweise ein scheibenförmiges Stanzteil.
Die Umformung der Ronde 45 in das Gehäusering-Rohteil 46 er
folgt zweckmäßigerweise durch einen Verfahrens schritt ver
gleichbar dem Tiefziehen, wobei die Ronde 45 mittels eines
Stempels 47 in eine Gegenform 48 hineingedrückt wird. Das ent
standene Gehäusering-Rohteil 46 hat eine Bodenwand 52 und eine
ausgehend von deren Umfangsrand hochragende zylindrische Um
fangswand 53.
Anschließend wird das hergestellte Gehäusering-Rohteil 46 in
eine weitere Gegenform 54 eingesetzt, die eine der abgestuften
zweiten Seitenwand 18 entsprechende Formpartie 55 aufweist.
Durch Eindrücken eines vorzugsweise ringförmigen Stempels 56
wird die Bodenwand 52 an die Formpartie 55 angelegt und erhält
dadurch die der zweiten Seitenwand 18 entsprechende abgestufte
Gestalt.
Vor, während oder nach dem Verfahrensschritt der Formgebung der
zweiten Seitenwand 18 wird die Bodenwand 52 mittels eines wei
teren Stempels 57 zentral gelocht, so daß eine Durchbrechung 58
entsteht und die zweite Seitenwand 18 auf das erforderliche Ra
dialmaß zugeschnitten wird.
Es versteht sich, daß die Durchbrechung 58 auch schon in der
Ronde 45 vorgesehen sein kann, so daß bereits das napfähnliche
Gehäusering-Rohteil 46 über eine zentral gelochte Bodenwand 52
verfügt.
Das nunmehr vorliegende, einer weiteren Verformung unterzogene
Gehäusering-Rohteil 46 wird gemäß der linken Hälfte der Fig. 6
in eine weitere Gegenform 59 eingelegt. Die Tiefe deren Werk
stückaufnahme 60 ist geringer als bei den anderen Gegenformen,
so daß die Umfangswand 53 mit ihrem noch unverformten, der
Bodenwand 52 entgegengesetzten Endbereich 63 herausragt. Durch
Ansetzen eines weiteren Stempels 64 wird dieser Endbereich 63
in die aus der rechten Hälfte der Fig. 6 ersichtliche, der bo
genförmig gekrümmten ersten Seitenwand 17 entsprechende Form
gebracht. Zuvor wird allerdings noch bei unverformtem End
bereich 63 das separat, zum Beispiel durch Spritzgießen ge
fertigte Dichtelement 13 in das Gehäusering-Rohteil 46 einge
legt. Somit wird der Endbereich 63 durch den Stempel 64 um
einen Teil des Dichtelementes 13 herumgebogen, bis die Endform
der auch als Dichtpatrone bezeichenbaren ringförmigen Dich
tungseinheit 6 vorliegt.
Bei dem weiteren Stempel 64 zur Umformung des Endbereiches 63
kann es sich beispielsweise um ein Rollierwerkzeug oder ein
Prägewerkzeug handeln.
Es versteht sich, daß man bereits beim Zuschneiden der Ronde 45
die Abmessungen so wählt, daß im Anschluß an die Umformung des
Endbereiches 63 keine weiteren Nacharbeiten mehr erforderlich
sind und insbesondere der radiale Abstand zwischen den Endbe
reichen 23, 24 und der Haltewand 14 dem gewünschten gleichen
Maß entspricht.
Durch das geschilderte Verfahren ist eine kostengünstige span
lose Fertigung der Dichtungseinheit mit großer Genauigkeit mög
lich.
Claims (10)
1. Ringförmige Dichtungseinheit für ein Mehrwegeventil, zur
Abdichtung des axial bewegbaren Ventilkolbens (3) gegenüber
dem Ventilgehäuse (1),
- - mit einem einstückigen Gehäusering (12), der eine radial
außen angeordnete, zur gehäuseseitigen Preßsitzbefestigung
geeignete zylindrische Haltewand (14) und zwei ausgehend von
dieser mit Abstand zueinander nach radial innen ragende ring
förmige erste und zweite Seitenwände (17, 18) aufweist, wobei
die Wände (14, 17, 18) des Gehäuseringes (12) einen über eine
umlaufende Ringöffnung (25) nach radial innen hin offenen
Ringraum (22) begrenzen,
- - wobei die erste Seitenwand (17) des Gehäuseringes (12) im Querschnitt gesehen einen bogenförmigen Verlauf mit einem von der zweiten Seitenwand (18) axial weggewölbten Bogenabschnitt (35) aufweist,
- - und wobei die zweite Seitenwand (18) im Querschnitt ge sehen über einen abgestuften Verlauf verfügt und einen im Anschluß an die Haltewand (14) im wesentlichen radial nach innen verlaufenden geraden äußeren Seitenwandab schnitt (27) aufweist, an den sich über eine Abstufung (28) ein axial in Richtung zur ersten Seitenwand (17) versetzter und ebenfalls nach radial innen verlaufender innerer Seitenwandabschnitt (29) anschließt, dem der Endbereich (23) der bogenförmigen ersten Seitenwand (17) gegenüberliegt,
- - derart, daß der äußere Seitenwandabschnitt (27) der zweiten Seitenwand (18) und der diesem gegenüberlie gende Bogenabschnitt (35) der ersten Seitenwand (17) im Innern des Ringraumes (22) einen Verankerungsbe reich (34) begrenzen, dessen Breite größer ist als die Breite der sich anschließenden, seitlich vom in neren Seitenwandabschnitt (29) der zweiten Seitenwand (18) und dem diesem gegenüberliegenden Endbereich (23) der bogenförmigen ersten Seitenwand (17) be grenzten Ringöffnung (25),
- - wobei in dem Verankerungsbereich (34) wenigstens ein ring förmiges, elastisch nachgiebiges Dichtelement (13) verankert ist, das mit einer zur Zusammenarbeit mit dem Ventilkolben (3) vorgesehenen Dichtpartie (26) mit axialem Bewegungsspiel nach radial innen durch die Ringöffnung (25) hindurchragt.
2. Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Haltewand (14), im Querschnitt gesehen, in tangen
tialer Verlängerung an die bogenförmige erste Seitenwand (17)
anschließt.
3. Dichtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen der Haltewand (14) und dem äußeren Sei
tenwandabschnitt (27) der zweiten Seitenwand (18) ein abgerun
deter Übergangsbereich (33) vorliegt, wobei die Haltewand (14)
und der äußere Seitenwandabschnitt (27), im Querschnitt gese
hen, in jeweils tangentialer Verlängerung an den Übergangsbe
reich (33) anschließen.
4. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die nach radial außen weisende Außenfläche
der Haltewand (14) eine dichtelementlose Preßsitzfläche (15)
ist.
5. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß der
Gehäusering (12) ein Metallteil ist.
6. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (22) des Gehäuseringes (12)
ein einziges Dichtelement (13) gehalten ist, das über eine im
Verankerungsbereich (34) des Ringraumes (22) angeordnete Veran
kerungspartie (36) verfügt, deren Breite größer ist als die
Breite der Ringöffnung (25).
7. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der äußere Seitenwandabschnitt (27) der
zweiten Seitenwand (18) eine Angriffspartie für ein Preßwerk
zeug beim Einpressen der Dichtungseinheit (6) in eine ventilge
häuseseitige Ausnehmung (2) bildet.
8. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gehäusering (12) ein durch spanlose
Verformung in seine Endform gebrachtes Formteil ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungseinheit nach ei
nem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Bodenwand (52) eines napfähnlichen Gehäusering-Rohteils (46) in
eine der abgestuften zweiten Seitenwand (18) entsprechende Ge
stalt umformt, wobei man zuvor, gleichzeitig oder anschließend
eine zentrale Durchbrechung (58) in der Bodenwand (52) herge
stellt hat bzw. herstellt, daß man anschließend von der der um
geformten Bodenwand (52) entgegengesetzten Axialseite her ein
Dichtelement (13) in das Gehäusering-Rohteil (46) einlegt, und
daß man schließlich den über das Dichtelement (13) hinausragen
den Endabschnitt (63) der Umfangswand (53) des napfähnlichen
Gehäusering-Rohteils (46) in eine der ersten Seitenwand (1)
entsprechende bogenförmige Gestalt umformt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das
napfähnliche Gehäusering-Rohteil (46) durch Umformung einer
kreisförmig konturierten, beispielsweise von einem Stanzteil
gebildeten Ronde (45) herstellt.
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