DE2412652A1

DE2412652A1 - Kolbenschieber

Info

Publication number: DE2412652A1
Application number: DE2412652A
Authority: DE
Inventors: Alan Donald Bunyard; Ronald Leslie Cahill
Original assignee: NORBRO PNEUMATICS Ltd
Current assignee: NORBRO PNEUMATICS Ltd
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1974-10-03
Also published as: AU6646974A; BR7402078D0; CH571669A5; GB1459764A; NL7403299A; FR2222590A1; IT1009334B; JPS5026122A; IL44381A0

Description

ITorbro Pneumatics Limited, Burrell Road, Haywards Heath (Sussex, Grossbritannien)

"Kolbenschieber"

Die Erfindung betrifft einen Kolbenschieber mit einem Gehäuse mit zylindrischer Bohrung, in welche radial mehrere im Gehäuse ausgebildete.Steueröffnungen münden, sowie mit einem in der Bohrung axial beweglichen Kolben, wobei zwischen dem Kolben und der Bohrung im Gehäuse ringförmige Dichtungen vorgesehen! sind _r die durch mit Öffnungen versehene Distanzringe in Abstand voneinander gehalten werden, und die Enden des Gehäuses in geeigneter Weise abgeschlossen sind.

Eine große Anzahl von auf dem Markt befindlichen Kolbenschiebern enthält als Dichtungen O-Ringe, welche zwischen den Steuerflächen des Kolbens und der Bohrung des Gehäuses zusammengedrückt sind. Die O-Ringe bestehen aus einem elastomeren Material, wobei durch das Zusammendrücken des Materiales nicht nur die Dichtwirkung verbessert wird, sondern gleichzeitig auch der Bewegungswiderstand des Kolbens steigt. Es entsteht nämlich einer erhöhte Reibung, welche bei einer axialen Bewegung des Kolbens im Gehäuse überwunden werden muß. Dieser Widerstand kann teilweise dadurch vermindert werden, daß das elastomere Material mit einem

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festen Schmiermittel wie z.B. mit Molybdändisulfid gefüllt wird. Wenn jedoch zu viel Schmiermittel dem elastomeren Material beigefügt wird, verliert es seine natürliche Nachgiebigkeit und Deformierbarkeit. Es wird zunehmend härter und weniger deformierbar. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Menge von Schmiermittel beigefügt wird, welche zur Erzielung der erforderlichen Schmierwirkung notwendig ist, das Material eine Härte in der Grössenordnung von 90° Shore aufweist.

Es besteht somit ein Problem mit entgegengesetzten Anforderungen an das Material des O-Ringes, da dieses opimal zwischen den Steuerflächen des Kolbens und der Bohrung des Gehäuses deformierbar sein soll, wobei eine Reibung entsteht, die eine Schmierung erforderlich macht, und andererseits die erforderliche Menge des Schmiermittels zur Überwindung der Reibung einen Verlust eben der Eigenschaft zur Folge hat, nämlich der Deformierbarkeit, die zu dessen Verwendung führte.

Es wurde bisher angenommen, daß Manschettendichtungen bei Eolbenschiebern nicht verwendbar sind, da die innere Lippe der Manschette eine Tendenz hat, sich radial nach innen zu bewegen, sobald bei einer Bewegung des Kolbens die Lippe in einen Bereich einer im Kolben ausgebildeten Steuernut gelangt, die sich zwischen zwei benachbarten Steuerflächen befindet. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß Manschettendichtungen bei Kolbenschiebern verwendet werden können und dabei zur Beseitigung der erwähnten Schwierigkeiten führen.

Der erfindungsmäßige Kolbenschieber ist daher dadurch gekennezeichnet, daß die in axialen Abständen voneinander gehaltenen ringförmigen Dichtungen Manschettendichtungen

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sind· Vorzugsweise kann dabei mindestens das freie Ende des in radialer Richtung, inneren Schenkels ;jeder Manschettendichtung durch einen Teil des Kolbens abgestützt sein. Dabei kann vorzugsweise das freie Ende der inneren Lippe der Dichtung nicht nur abgestützt sein, wenn sich der Kolben in einer seiner Steuerstellungen befindet, sondern auch im wesentlichen während des ganzen Zeitraumes einer Bewegung des Kolbens aus einer Stellung in eine andere. Es hat sich erwiesen, daß diese Abstützung des inneren Schenkels der Manschettendichtungen jede Tendenz zur Bewegung der Schenkel radial nach innen verhindert, wenn sich die betreffende Steuerfläche des Kolbens außer Berührung mit. diesem freien Schenkel bewegt hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit drei St euer öffnungen enthält der Kolben zwei Steuerflächen, deren in axialer Richtung innere Enden von einem Zwischenteil entfernt sind,, mit welchem sie so verbunden sind, daß eine Einheit entsteht, die in axialer Richtung in Abstand voneinander angeordnete Umfangsnuten aufweist, die durch einen Kanal miteinander verbunden sind, der sich in axialer Richtung des Kolbens erstreckt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit fünf Steueröffnungen kann der Kolben drei Steuerflächen enthalten, von denen je zwei voneinander durch einen Zwischenteil entfernt sind, wobei die drei Steuerflächen und die zwei Zwischenteile so miteinander verbunden sind, daß sie eine Einheit mit zwei Paaren von umfangsnuten bilden, wobei die Nuten jeweils, eines Paares miteinander durch einen Kanal verbunden sind, der sich in axialer Richtung des Kolbens erstreckt und vom anderen Kanal getrennt ist, welcher die Nuten des anderen Paares verbindet.

Bei einer großen Anzahl der auf dem Markt befindlichen Kolbenschieber ist mindestens ein O-Ring so angeordnet, daß er nicht durch eine Steuerfläche des Kolbens abgestützt wird,

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wenn sich dieser in einer Steuerstellung befindet· Der nicht abgestützte Dichtungsring befindet sich in radialer Sichtung im Bereich einer Mit im Kolben bzw. einer Stelle mit kleinerem Durchmesser. In einer solchen Stellung strömt das Medium (z.B. Luft), dessen Strömung durch den Kolbenschieber gesteuert werden soll-, durch eine Steueröffnung in das Gehäuse, entlang des Teiles des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und darauf durch eine andere Steueröffnung aus dem Gehäuse. Dabei bewegt sich das Medium entlang des O-Einges bzw. zwischen dem äußeren Umfang des Dichtungsringes und der Innenfläche der Bohrung des Gehäuses. Wenn das Medium entlang des O-Ringes strömt, entsteht eine Erosion des elastomeren Materiales, aus welchem der Ring besteht. Besonders kritisch ist dies, wenn das Medium korrosive Stoffe enthält, z.B. wenn Luft mit Schwefeldioxid verunreinigt ist. Im V_erlauf der Zeit kann eine derartige Erosion oder Korrosion des elastomeren Materiales zu einer Zerstörung der Dichtung führen. Wenn andererseits das Druckmedium zwischen dem Gehäuse und dem O-Ring strömt, kann dieses den O-Ring aus seiner Lage zwischen benachbarten Distanzringen verschieben. In einem solchen !Fall entsteht unmittelbar eine Beschädigung des Ventiles.

Der Kolbenschieber kann daher so ausgebildet sein, daß bei jeder Steuerstellung des Kolbens das Medium, dessen Strömungsrichtung beeinflußt werden soll, in Gegenrichtung über einen Teil des Kolbens strömt, derart, daß die Umfangsflache des Teiles zum Abstützen des inneren Schenkels der Dichtung dient. Auf diese Weise wird nicht nur die Dichtung durch den Teil abgestützt und somit an einer Bewegung aus ihrer richtigen Stellung zwischen zwei benachbarten Distanzringen gehindert, sondern es wird auch die Strömung durch den Teil des Kolbens geführt und nicht über die Dichtung. Der Teil kann dabei aus einem Material ausgebildet sein, welches gegen Erosion und/ oder Korrosion widerstandsfähiger ist als das elastomere Material der Manschettendichtung.

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Der. Teil des Kolbens kann dabei durch einen Teil gebildet sein, welcher sich zwischen ben_achbarten Enden zweier Steuerflächen befindet, wobei die Steuerflächen und der zwischen ihnen befindliche Teil miteinander derart verbunden sind, daß zwei axial voneinander entfernte ringförmige Umfangsnuten entstehen^ die durch einen Kanal miteinander verbunden sind, der axial im Kolben verläuft.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Es. zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Kolbenschieber mit fünf Steueröffnungen,

Eigο 2 einen axialen Teilschnitt durch einen Kolbenschieber mit drei Steueröffnungen und

Fig. J einen axialen Teilschnitt durch einen Kolben mit drei Steuerflächen, der beim Kolbenschieber nach der Fig. 1 verwendet wird.

In der Figur 1 der Zeichnung ist ein Kolbenschieber dargestellt, welcher ein zylindrisches Gehäuse 1 mit fünf Steueröffnungen 2» 3» 4·» 5 und 6 aufweist. Bas zylindrische Gehäuse hat offene Enden und eine glatte durchgehende Bohrung. In der Bohrung befinden sich fünf Distanzringe 7, die in bekannter Weise Öffnungen aufweisen, welche die Durchströmung eines Druckmediums durch die Ringe gestatten. Die Distanzringe 7 halten in axialem Abstand voneinander sechs Manschettendichtungen 8, 9» 10, 11, 12 und 13· Diese sind in zwei Sätzen derart angeordnet, daß die Schenkel der Dichtungen jedes Satzes zur Mittellinie 14-des Gehäuses gerichtet sind. Im Gehäuse befindet sich ein Kolben 15 mit drei Steuerflächen 16, 17 und 18. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, berühren jeweils zwei der sechs Manschettendichtungen in der mittleren Stellung des Kolbens je eine der drei Steuerflächen.

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Zwischen zwei benachbarten Steuerflächen 16, 17 und 18 befindet sich jeweils ein Zwischenteil. So befindet sich zwischen den Steuerflächen 16 und I7 ein Zwischenteil I9 und zwischen den Steuerflächen I7 und 18 ein Zwischenteil 20. Die Steuerflächen 16, I7 und 18 sowie die zwei Zwischenteile 19 und 20 sind gemeinsam aus einem Stück ausgebildet, wobei die Zwischenteile 19_t 20 von den Steuerflächen 16, I7, 18 durch Umfangsnuten 21, 22 und 23, 24 getrennt sind.

Der Kolben 15 ist mit axialen Bohrungen 30, 31 versehen, die von seinen beiden Enden bis in den Bereich der mittleren Steuerfläche 17 führen. Diese Bohrungen dürfen nicht miteinander verbunden sein und sind daher durch eine mittlere Trennwand voneinander getrennt. Es kann jedoch auch eine durchgehende Bohrung durch den Kolben 15 vorgesehen sein, wobei jedoch im Bereich der mittleren Steuerfläche 17 ein Verschlußzapfen angeordnet sein muß. In jedem Fall müssen sich die Bohrungen 30, 31 bis zur inneren Nut der beiden Paare von Nuten erstrecken. So muß sich die Bohrung 30 bis zur Nut 22 und die Bohrung 3I bis zur Nut 23 erstrecken..

Die Bohrungen 30, 31 sind mit ringförmigen Schultern 32, 33 versehen, welche zum Abstützen von Abschlußzapfen 34» 35 dienen. Die Abschlußzapfen 34, 35 können in Gewinde in den Bohrungen 30, 31 eingeschraubt sein. Es können jedoch auch sogenannte Lee-Zapfen sein, die von der Firma Lee Campany, Westbrook, Connecticut, USA vertrieben werden. Diese Zapfen bestehen im wesentlichen aus einem becherförmigen und einem zapfenförmigen Teil. Der becherförmige Teil wird in die betreffende Bohrung eingeführt, woauf der zapfenförmige Teil in den becherförmigen Teil eingetrieben wird, wodurch dieser radial ausgedehnt wird und sich in der Bohrung festklemmt. Derart befestigte Zapfen sind für Drücke bis zu 210 at geeignet. Die Zapfen 34, 35 dienen unabhängig davon, wie sie. ausgebildet sind, zur Bildung zweier Kammern 36 und 37·

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In den Nuten 21, 22 sowie 25, 24- des Kolbens sind radiale Bonrungen 40 vorgesehen, welche gegenseitig die Nuten 21, 22 durch die Kammer 36 und die Nuten 23, 24· durch die Kammer 37 verbinden.

Den Manschettendichtungen 8 und 13 sind mit ihren Rücken zwei weitere Maschettendichtungen 45, 46 zugewandt, deren Schenkel somit von der Mittellinie 14 weg gerichtet sind. Die Dichtungen 45, 46 werden durch zwei Endkappen 47, 48 über Endringe 49, 50 in ihrer Stellung gehalten. Zwischen den äusseren Enden der Endringe 49, 50 und den Endkappen 47, 48 befinden sich O-Einge 5% 52· Die Endkappen sind am Gehäuse 1 der Schrauben 53 befestigt, die im Gehäuse eingeschraubt sind..

Im Betrieb wird durch die Steueröffnung 3 ä-äs Druckmedium zugeführt, z.B. Druckluft in einen Luftzylinder. Durch den Kolbenschieber kann die Druckluft in eine der Öffnungen 5 oder 6 geleitet werden, wobei die Öffnungen 2 und 4 als: Ausströmöffnungen dienen.

Es sei angenommen, daß der Kolben aus seiner mittleren Stellung, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind, nach rechts, bewegt wird. Wenn die Bewegung nach rechts durch Steuerluft erfolgt, welche dem linken Ende des Gehäuses 1 zugeführt wird, so wird diese durch die Dichtung 45 zurückgehalten. In der so erhaltenen ersten Steuerstellung berühren die Dichtungen 8, 9 die Steuerfläche 16. Die Dichtung 10 wird durch den Zwischenteil 19 abgestützt, die Dichtung 11 berührt die Steuerfläche 17» die Dichtung 12 wird durch den Zwischenteil 20 abgestützt, und die Dichtung 13 berührt die Steuerfläche 18.

Die der Steueröffnung 3 zugeführte Druckluft kann nun frei durch die Öffnungen im Distanzring 7 in die Bohrung des. Gehäuses, strömen. Sie wird durch die Dichtung 11 zurückgehalten

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und strömt; daher in die Nut 22 und durch die Bohrungen 40 in der Nut in die Kammer 36 und aus dieser durch die Bohrungen 4-0 in die Nut 21. Die Luft kann nicht an der Dichtung 9 vorbei strömen und gelangt daher durch die öffnung 6 zu der Vorrichtung, deren i*unktion durch den Kolbenschieber gesteuert wird.

Die aus der Vorrichtung ausströmende verbrauchte Luft strömt in den Kolbenschieber durch die Steueröffnung 5 sowie durch die Öffnungen des Distanzringes 7· Die verbrauchte Luft gelangt in den Raum zwischen den beiden Dichtungen 11 und 12, kann jedoch nicht an ihnen vorbeiströmen, da auf der anderen Seite der Dichtung 12 ein höherer Druck wirkt, welcher sie anpresst. Die verbrauchte Luft muß daher durch die Öffnungen 4-0 der Nut 23 in die Kammer 37 und aus dieser durch die öffnungen 40 in die Nut 24 strömen. Da sie nicht durch die Dichtung 13 strömen kann, fließt sie durch die Öffnung 4 nach außen in die Atmosphäre.

Wenn der Kolben 15 in die andere Steuerstellung bewegt wurde, die sich in seiner linken. Endlage befindet, verläuft die Strömung derart, daß die verbrauchte Luft aus. der Vorrichtung durch die öffnungen 6 und 2 in die Atmosphäre geleitet wird und daß der Vorrichtung Druckluft durch die Öffnungen 3 und 5 zugeführt wird.

Es ist dabei ersichtlich, daß der in radialer Richtung innere Schenkel der Dichtung 45 immer die Steuerfläche 16 berührt und daß andererseits die Dichtung 46 immer mit der Steuerfläche 18 zusammenwirkt.

Die in axialer Richtung des Kolbens 15 gemessene Dimension der Nuten 21, 22 sowie 23, 24 kann vorzugsweise so groß sein, daß die freien Enden der inneren Schenkel der betreffenden Dichtungen 9» 10, 11, 12 während der axialen Bewegung des

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Kolbens 15 nicht nach innen absacken können. Die Steifigkeit der inneren Schenkel der Dichtungen verhindert ein so rasches Absacken, daß die Dichtung durch den Kolben 15 beschädigt werden könnte, Gleichzeitig wird das freie Ende rasch wieder durch eine Steuerfläche oder, einen Zwischenteil abgestützt, da die Bewegung des. Kolbens 15 im Gehäuse 1 rasch erfolgt. Einer geringfügigen Tendenz der Schenkel zu einer Bewegung nach innen wird durch eine Abschrägung oder Abrun— dung der Kanten der Zwischenteile 19» 20 entgegengewirkt. Die freien Enden der Schenkel können dann entlang der Kanten nach oben gleiten.

Die Tatsache, daß jede Manschettendichtung durch eine Steuerfläche oder einen Zwischenteil abgestützt ist, hat zur Folge, daß Druckluft, welche durch den Kolbenschieber von der Steueröffnung 3 strömt, nicht die betreffende Dichtung 10 oder 11 aus ihrer Stellung zwischen dem betreffenden Distanzring 7 bewegen kann. Außerdem ist jede Manschettendichtung durch einen axialen ringförmigen Vorsprung. 60 des betreffenden Distanzringes abgestützt, welcher sich zwischen die Schenkel der Manschettendichtung erstreckt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß eine derartige Abstützung der Manschettendichtung zusammen mit der Nähe eines weiteren Vorsprunges 60 an der anderen Seite bei den Dichtungen 9, 10, 11, 12 bzw. die Nähe einer anderen Manschettendichtung im Falle der Dichtungen 45, 8, 13» 46 eine Stabilisierung der Schenkel der Dichtungen in ihrer Stellung gewährleistet.

Dadurch, daß die Druckluft durch die Kanäle 4-0 in den Nuten 21, 22, 23 und 24 in die Kammern 36, 37 und aus ihnen strömt, anstatt entlang der Schenkel der Dichtungen 10 und 11, wird . erreicht,- daß die Mansehettendichtungen im Verlauf der Zeit durch den Luftstrom nicht erodiert und/oder korrodiert nerden können. Zumindest: wird die Intensität einer derartigen Erosion gegenüber den bekannten Kolbenschiebern, wesentlich vermindert ·

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Durch, die Verwendung von Manschettendichtungen wird bedeutend der Druck vermindert, welcher zur Bewegung dea Kolbens 15 in axialer Sichtung im Gehäuse 1 erforderlich, ist. Die Manschettendichtungen erhalten ihre Dichtwirkung durch eine Deformation der beiden Schenkel dea TJ-f örmigen Querschnittes der Dicntung und nicht durch, ein Zusammendrücken des elastomeren Materiales der Dichtung, wie es bei O-Ringen der EaIl ist. Die Schenkel der Manschettendichtungen können daher mit einem festen Schmiermittel, z.B. mit Molybdändisulfid imprägniert werden, wodurch eine Schmierwirkung erhalten wird. Die daraus sich ergebende Erhärtung des elastomeren Materiales, aus welchem dLe Manschettendichtungen bestehen, hat keinen nachteiligen Einfluß auf ihre Dichtwirkung. Im Gegenteil kann die Erhärtung als vorteilhaft betrachtet werden, da dadurch die Tendenz des freien Endes des inneren Schenkels der Manschettendichtung sich in der beschriebenen Weise nach, innen zu bewegen vermieden oder mindestens wesentlich vermindert wird·

Wenn Druckluft als Steuerluft zur Bewegung des Schieberkolbens, verwendet wird, genügt es,-wenn diese auf die Stirnfläche der äußeren Enden der Steuerflächen 16, 18 einwirkt. Es sind keine Kolben erforderlich, wie sie normalerweise in Zylindern verwendet werden, die Endkappen bilden, welche an den Enden des Gehäuses 1 angeordnet sind und die in axialer Richtung äußeren Enden des Kolbens 15 berühren. Dabei kann Steuerluft mit kleinem Druck verwendet werden, z.B. im Grössenbereich von 1,4 bia 2,1 atü. Die Verwendung dieser kleinen Drücke wird dadurch ermöglicht, daß die zu überwindende Reibung des. Kolbens 15 wesentlich vermindert ist. Diese Verminderung ergibt sich aus der Verwendung von Manschettendichtungen an der Stelle von O-Eingen, welche bisher verwendet wurden. Es werden dabei bedeutende Verminderungen der Kosten erhalten, da bei federn Kolbenschieber zwei zusätzliche Kolben entfallen können.

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Wenn trotzdem derartige Betätigungskolben für den Kolbenschieber verwendet werden, wie es an sich bekannt ist, kann der Kolbenschieber mit äußerst kleinen Steuerdrücken der Druckluft betätigt werden, und zwar im Größenbereich von z. B. 0,35 atü.

Jeder Distanzring 7 ist so ausgebildet, daß eine diametrale Ebene, welche alle Stellen am Umfang des Ringes enthält, die von den Enden des Ringes gleich entfernt sind, die Symmetrieebene des Ringes ist. So ist die Ebene 14 (Figur 1) die Symmetrieebene des mittleren Distanzringes 7· Der Teil des Ringes, der sich links von der Ebene 14 befindet, ist ein Spiegelbild des Teiles des Ringes an der rechten Seite der Ebene. Das gleiche gilt auch für die beiden Distanzringe 49 und 50 an den Enden.

Die Bohrungen 30, 31 in welchen sich die Zapfen 34, 35 befinden, können auch zur Aufnahme von nicht dargestellten Druckfedern dienen, wenn eine federnde Rückbewegung des Kolbens in einer oder in beiden axialen Richtungen erwünscht ist.

In der Figur 2 ist eine Ausführungsform eines Kolbenschiebers mit drei Steueröffnungen dargestellt, dessen Teile den Teilen des Sghiebers aus der Figur 1 sehr ähnlich sind. Der Kolbenschieber nach der Figur 2 enthält einen Kolben 100 mit zwei Steuerflächen 101, 102 und einem Zwischenteil 103. Diese sind durch zwei Nuten 104 und 105 in axialer Richtung voneinander getrennt. Der Kolben ist mit einer axialen Bohrung versehen, deren innerer Teil einen kleineren Durchmesser hat als ihr äußerer Teil. Am übergang dieser beiden Teile befindet sich eine ringförmige Schulter 107, auf welcher ein Lee-Zapfen oder ein anderer Zapfen 108 abgestützt ist. Der Zapfen umschließt eine Kammer 109. In den Nuten des Kolbens sind radiale Bohrungen 110 ausgebildet. Die Nuten stehen dauernd mit der Hilfe der Bohrung 106 miteinander in Verbindung.

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Das zylindrische Gehäuse 115 hat eine Ausgangsöffnung 116, eine Eingangsöffnung 116, eine Eingangsöffnung 117 sowie eine öffnung 118, die zum Anschluß einer Vorrichtung dient, welche pneumatisch durch Luft betätigt werden soll, die der Eingangsöffnung 116 zugeführt wird. Es sind vier Manschettendichtungen 119, 120, 121, 122 vorgesehen, welche voneinander durch Distanzringe 123 in Abstand gehalten werden. Die Distanzringe 123 sind in der bereits beschriebenen Weise mit Öffnungen versehen. Die Manschettendichtungen 119 und 122 sind mit Dichtungen 124 und 125 Rücken an Rücken angeordnet, wobei die Dichtungen 124 und 125 durch Distanzringe I30 und Endkappen I3I in ihrer Stellung gehalten werden.

Die Schenkel der Dichtungen 119, 120 und 122 sind zur Mittellinie 135 des Kolbenschiebers gerichtet, während die Schenkel der Dichtung 121 von dieser weg gerichtet sind. Die Schenkel der Dichtungen 121 und 122 sind gegeneinander gerichtet.

In der Figur 2 ist der Kolben 100 in seiner mittleren Stellung dargestellt, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind. Die Dichtungen 119 und 120 bilden zusammen mit der Steuerfläche 101 einen dichtenden Abschluß. Die Dichtungen 121 und 122 wirken in der gleichen Weise mit der Steuerfläche 102 zusammen.

Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 100 in der Figur 2 nach rechts, derart, daß der Zwischenteil 103 die Manschettendichtung 121 berührt, strömt Druckluft in die Nut I05 und durch die Bohrungen 110 in der Wut IO5 in die Kammer I09. Aus dieser Kammer gelangt die Luft durch die Bohrungen 110 in der Nut 104 zur Steueröffnung 118, welche an die zu betätigende Vorrichtung angeschlossen ist. Die Luft kann nicht an der Dichtung 120 vorbeiströmen und strömt nicht direkt entlang der Dichtung 121. Die Dichtung 121 wird daher durch die Luft nicht erodiert und/oder korrodiert. Außerdem kann

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die Luft nicht die Dichtung aus. ihrer Stellung zwischen benachbarten Distanzringen 123 bewegen, da die Dichtung durch die erwähnten Teile abgestützt ist, wie es bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurde.

Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 100 aus der beschriebenen Stellung in die andere Stellung, bei welcher sich der Zwischenteil 10$ gegenüber der Dichtung 120 befindet, wird durch die beiden Dichtungen 121, 122, welche mit der Steuerfläche 102 zusammenwirken, die Zufuhr von Druckluft aus der Steueröffnung 117 unterbrochen. Die verbrauchte Luft aus der Vorrichtung, welche betätigt wurde, kann nun in den Kolbenschieber durch die Steueröffnung einströmen. Sie gelangt in die Hut 105, durch die Bohrungen 110 in der Nut 105 in die Kammer 109, aus der Kammer 109 durch die Bohrungen 110 in die Nut 104- und aus der Nut 104 in die Ausgangsöffnung 116. Die verbrauchte Luft kann nicht durch die Dichtung 119 gelangen und hat auch keine Tendenz zum Passieren der Dichtung 121, da ihr ein Weg in die Atmosphäre mit kleinerem Widerstand offen steht.

Die Aussagen, welche im Zusammenhang mit der Figur 1 bezüglich der Distanzringe 123 und 130 gemacht wurden, nämlich daß sie mit ringförmigen axialen Vorsprüngen versehen werden können, damit mindestens die äußeren Schenkel der einzelnen Dichtungen abgestützt werden können, gelten auch für den Schieber nach der Figur 2. In ähnlicher Weise gilt auch das, was über die Befestigung der Endkappen ausgesagt wurde. Es kann auch eine Druckfeder zwischen dem Zapfen 108 und der linken Endkappe 131 angeordnet werden, wie es im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach der Figur 1 beschrieben wurde.

Die Erfindung wurde anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert, bei welchen eine pneumatische Bewegung der einzelnen Kolben 15 bzw. 100 möglich ist. Die Erfindung ist jedoch auch

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bei vielen anderen !Typen von Kolbensehiebern verwendbar, wie z.B. mechanisch betätigbaren Kolbenschiebern (manuell oder zur Fußbetätigung) sowie bei Kolbenschiebern, welche direkt durch Elektromagneten betätigbar sind. Außerdem wurden die beschriebenen Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1,2 und 5 so gewählt, daß sie eine Mittelstellung aufweisen, in welcher alle Steueröffnungen geschlossen sind. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei Steuerschiebern anwendbar ist, welche verschiedene andere Anforderungen erfüllen. So können die Steuerschieber eine mittlere Stellung haben, bei welcher alle Steueröffnungen offen sind oder bei welcher einig© Steueröffnungen offen und andere geschlossen sind.

Die anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Kolbenschieber sind besonders gut zur Befestigung an einer Grundplatte geeignet.

Ergänzend sei noch erwähnt, daß die Imprägnierung einer Manschettendichtung mit einem festen Schmiermittel zur Druckerhärtung des Materials führt. Bei einem O-Ring, der ständig unter Druck steht und dessen Materia}, zu einem quadratischen Querschnitt zusammengedrückt ist, kann die Druckerhärtung nachteilig sein, wenn sie zu bleibender Materialdeformation führt, weil dann die Dichtwirkung des O-Binges verloren geht.

Bei der Manschettendichtung ist die Druckerhärtung weniger schwerwiegend als beim O-Ring, weil erstere nicht ständig unter Druck steht. Die Dichtwirkung der Manschettendichtung wird erreicht durch radiale Biegung des entsprechenden freien Schenkels durch die Kontaktoberfläche.

- Patentansprüche -

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Claims

DIPL. ING. WALTER MEISSNER /$Γ DIPL. ING. HERBERT TISCHER

DIPL. ING. PETER E. MEISSNER MÖNCHEN

DIPL. ING. H.-JOACHIM PRESTING

. UMSL

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den * HERBERTSTRASSE 22

Patentansprüche:

M.j Kolbenschieber mit einem Gehäuse mit zylindrischer Bohrung, in welche radial mehrere im Gehäuse ausgebildete Steueröffnungen münden, sowie mit einem in der Bohrung · axial beweglichen Kolben, wobei zwischen dem Kolben und der Bohrung im Gehäuse ringförmige Dichtungen vorgesehen sind, die durch mit Öffnungen versehene Distanzringe in Abstand voneinander gehalten werden, und die Enden des Gehäuses in geeigneter Weise abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialen Abständen voneinander gehaltenen ringförmigen Dichtungen Manschettendichtungen (8 bis, 13, 45, 46, 119 bis-122, 124,25) sind.
2. Kolbenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das freie Ende des inneren Sghenkels jeder Manschettendichtung durch einen Teil (19, 20, 103) des Kolbens (15, 100) abgestützt ist.
3. Kolbenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das freie Ende des inneren Schenkels jeder Manschettendichtung nicht nur in den Enstellungen des Kolbens (15, 100) abgestützt ist, sondern auch während im wesentlichen der ganzen Bewegung des Kolbens (15, 100) aus einer Steuerstellung in eine andere.
4. Kolbenschieber nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß er drei Steueröffnungen (116, 117, 118) aufweist, und daß der Kolben (100) zwei Steuerflächen

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(101, 102) aufweist, zwischen deren inneren Enden sich ein Zwischenteil (103) befindet, wobei zwischen dem Zwischenteil (103) und den Steuerflächen (101, 102) Umfangsnuten (104, 105) ausgebildet sind, welche miteinander durch eine Kammer (109) verbunden sind, die sich in axialer Richtung des Kolbens (100) erstreckt.
5. Kolbenschieber nach den Ansprüchen 1 und 3 gekennzeichnet durch fünf Steueröffnungen (2,3,4,5,6) sowie durch einen Kolben (15) mit drei Steuerflächen (16,17,18), von denen jeweils zwei benachbarte durch einen Zwischenteil (19,20) voneinander getrennt sind, wobei jedem Zwischenteil (19,20) zwei an dessen Seiten befindliche Umfangsnuten (21,22 bzw. 23,24) zugeordnet sind, und jeweils die beiden Nuten eines Zwischenteiles miteinander durch eine Kammer (36, 37) verbunden sind, die sich in axialer Richtung des Kolbens (15) erstreckt, wobei jedoch die beiden Kammern (36,37) voneinander getrennt sind.
6. Kolbenschieber nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß sein Kolben (15) derart ausgebildet ist, daß die Strömung des zu steuernden Mediums durch den Kolben (15) in Gegenrichtung um einen Teil (19, 20, 103) des Kolbens (15) strömt, derart, daß die Außenfläche dieses Teiles zum Abstützen des inneren Sghenkels einer der Manschettendichtungen dient·
7. Kolbenscnieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) mindestens einen Zwischenteil (19,20, 103) aufweist, der sich zwischen den benachbarten Enden zweier Steuerflächen (16,17,18,101,102) befindet, wobei sich zwischen den Steuerflächen und dem Zwischenteil jeweils zwei ringförmige umfangsnuten (21,22,23,£4,104,105) ausgebildet sind, die miteinander durch eine Kammer (36,37» 109) in Verbindung stehen, die sich in axialer Richtung des Kolbens (15) erstreckt.

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