DE4131830C3 - Stößel für Schieberventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel für Schieberventi­ le, insbesondere für pneumatische Wegeventile, mit zwi­ schen den Steuerabschnitten einer zylindrischen Grund­ form angeordneten Abschnitten geringeren Durchmes­ sers, wobei an deren Übergängen Steuerkanten gebildet sind.

Ein Stößel dieser Art ist durch die DE 31 49 306 A1 bekannt. Er ist durch Rollen eines Metallrohrs als Hohl­ körper ausgebildet, derart, daß seine Wandung wenig­ stens im Bereich der Erhöhungen bzw. Vertiefungen eine konstante oder nahezu konstante Dicke aufweist.

Durch DE 34 22 073 A1 ist es grundsätzlich bekannt, Kunststoffe für die Herstellung von Ventilen zu verwen­ den, jedoch lediglich für das Ventilgehäuse, das im Spritzverfahren erzeugt wird, wobei das Kunststoffma­ terial an die verschiedenen Anwendungsfälle angepaßt werden kann.

Aus der DE-Z: Fluid, 1988, Heft 3, S. 38 und 43 geht ganz allgemein die Verwendung von thermoplastischem Kunststoff für komplexe Bauteile von Pneumatikventi­ len hervor, die zu einer geringeren Anzahl von Teilen und mehr Servicefreundlichkeit führt.

Schließlich ist aus der CH-Z: Technika, 10/1987, S. 63, ein Kugelventil bekannt, bei dem alle Oberflächen, die mit Flüssigkeiten in Berührung kommen mit Teflon aus­ gekleidet oder ummantelt sind.

Zum allgemeinen Stand der Technik, der hier nicht im einzelnen belegt werden kann, aber dem Praktiker durchaus bekannt ist, gehören Schieberventile mit Stö­ ßeln aus Stahl oder Aluminium oder Messing mit Nic­ kelschicht. Metallstößel bedürfen aufgrund ihrer Masse erheblicher Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte und demzufolge starker Antriebe. Außerdem müssen Metallstößel nach dem Herstellen durch Drehen und Einstechen der Abschnitte verringerten Durchmessers überschliffen werden, um eine gewisse Oberflächengüte zu erzielen, trotz der sie reibungs- und damit verschleiß­ behaftet bleiben, wodurch ihre Lebensdauer beschränkt ist.

Sofern Metallstößel mit aggressiven Medien zusam­ menwirken, ist es erforderlich, relativ teuere Metallegie­ rungen einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leichten und wirtschaftlich herstellbaren Stößel vorzu­ schlagen, der eine hohe Lebensdauer besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkma­ len des Patentanspruchs 1.

Die Vorteile des Erfindung sind ein leichterer Stößel gegenüber Metallen, Werkstoffersparnis und die Mög­ lichkeit der Spritzgieß-Herstellung sowie durch die Zu­ sammensetzung des Werkstoffs eine hohe Oberflächen­ festigkeit eine hohe Oberflächengüte mit geringem Verschleiß und somit mit hoher Lebensdauer.

Die Spritzgießherstellung kann aufgrund der Wand­ dicken-Verhältnisse nahezu gratfrei erfolgen. Wegen ei­ nes sonst herstelltechnisch bedingten Grates wäre die Anwendung eines Kunststoff-Stößels nicht möglich ge­ wesen.

Außerdem sind die Reibungseigenschaften des Stö­ ßels als gleitendes Element bei Kunststoffen leichter zu beeinflussen als bei Stahl.

Eine andere Maßnahme, die Herstellung eines Kunst­ stoff-Stößels zu unterstützen, besteht darin, daß die für die Herstellung im Spritzgießwerkzeug erforderlichen Anspritzpunkte im Bereich des gerundeten Verlaufs im hohlen Innenraum vorgesehen sind.

Gewicht, Festigkeit Oberflächengüte, Oberflächen­ härte, Gratfreiheit u. dgl. werden außerdem dadurch be­ einflußt, daß die zusammen mit Polyoxymethylen oder Polyamid verwendeten Füllstoffe aus Silicon, Teflon und/oder Molybdänsulfid bestehen.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß dem Polyoxymethylen entweder 0 bis 15% Silicon oder 0 bis 50% Teflon zuge­ setzt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Kunst­ stoff-Stößel,

Fig. 2 eine Einzelheit (den inneren Rundungsverlauf) gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 eine Einzelheit (die Steuerkantenausführung) gemäß Fig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab.

Der Stößel als pneumatisches oder hydraulisches Schaltelement für Schieberventile ist insbesondere für pneumatische Wegeventile bestimmt. Ein Stößelkörper 1 weist zylindrische Steuerabschnitte 2 auf, die auf einer zylindrischen Grundform 3 liegen. Die Steuerabschnitte 2 könnten jedoch auch unterschiedliche Durchmesser, z. B. Durchmesser-Stufen, aufweisen. Zwischen den Steuerabschnitten 2 liegen Abschnitte 4 mit geringerem Durchmesser. Sowohl äußere Steuerabschnitte 2 als auch die dazwischen liegenden Abschnitte 4 weisen je­ weils für sich gleichdicke Wandungen 5 bzw. 6 auf. Vor­ teilhafterweise und zur Vereinfachung der Herstellung ist ein mittlerer Steuerabschnitt 7 mit der Dicke der Wandungen 5 und 6 zusammen vorgesehen, um einen glatt durchgehenden hohlen Innenraum 8 zu erzeugen. Eine mittlere Wandung 9 ist daher etwa doppelt so dick wie jeweils die Wandungen 5 und 6.

Wie Fig. 2 (Einzelheit X) zeigt, ist in dem hohlen In­ nenraum 8 der Übergang zwischen der Wandung 5 und der Wandung 6 mit einem gerundeten Verlauf 10 zwecks Begünstigung des Werkstoff-Flusses versehen.

Ferner sind die für die Herstellung im Spritzgieß­ werkzeug erforderlichen Anspritzpunkte 11 im Bereich des gerundeten Verlaufs 10 im hohlen Innenraum 8 an­ geordnet (Fig. 1). Der aus Polyoxymethylen oder Polya­ mid mit Füllstoffen aus Silicon, Teflon und/oder Molyb­ dänsulfid bestehende Kunststoff fließt strömungstech­ nisch günstig in die dem Stößelkörper 1 entsprechende Form.

Gemäß Fig. 3 sind alle Steuerkanten 12 unter einer Schräge 13, wie z. B. 50 Grad, ausgebildet, wobei auch hier von der Schräge 13 über einen Bogen 14 auf die zylindrische Grundform übergegangen ist. Auch hier zeigt sich ein günstiger Werkstoffverlauf der Schräge 13 zusammen mit dem Bogen 14 einerseits und dem gerun­ deten Verlauf 10 im hohlen Innenraum 8.

Um ein leichtes Einführen des Stößelkörpers 1 zwi­ schen die Dichtringe eines Schieberventils zu gestatten, sind Anfasungen 15 mit einer Breite 16 an den Enden des Stößelkörpers 1 angebracht.

Claims (3)

1. Stößel für Schieberventile, insbesondere für pneumatische Wegeventile, mit zwischen den Steuerabschnitten einer zylindrischen Grundform angeordneten Abschnitten geringeren Durchmessers, wobei an deren Übergängen Steuerkanten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kunststoff gefertigte Stößelkörper (1) durchgehend hohl ist, daß äußere Steuerabschnitte (2) und die dazwischenliegenden Abschnitte (4) geringeren Durchmessers jeweils unter sich gleichdicke Wandungen (5, 6) aufweisen und daß der Kunststoff aus Polyoximethylen oder Polyamid mit einem Anteil an Füllstoffen besteht, wobei der Übergang zwischen den Wandungen (5, 6) der Steuerabschnitte (2) und der dazwischenliegenden Abschnitte (4) geringeren Durchmessers im hohlen Innenraum (8) mit gerundetem Verlauf (10) versehen sind, in dessen Bereich die für die Herstellung im Spritzgußwerkzeug erforderlichen Anspritzpunkte (11) vorgesehen sind.

2. Stößel nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die zusammen mit Poly­ oxymethylen oder Polyamid verwendeten Füllstof­ fe aus Silicon, Teflon und/oder Molybdänsulfid be­ stehen.

3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Polyoxymethylen entweder 0 bis 15% Silicon oder 0 bis 50% Teflon zugesetzt sind.