DE20006775U1

DE20006775U1 - Valve

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Publication number: DE20006775U1
Application number: DE20006775U
Authority: DE
Original assignee: Xomox International GmbH and Co OHG
Current assignee: Xomox International GmbH and Co OHG
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2010-04-13

Description

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* * · · · «·· i * * · i * * · Telefonphone Patente und MarkenPatents and trademarks RECHTSANWÄLTE · PATENTANWÄLTELAWYERS · PATENT ATTORNEYS Telefaxfax Postfach 12 15 19PO Box 12 15 19 PatentanwältePatent attorneys RechtsanwälteLawyers E-Maile-mail D-68066 MannheimD-68066 Mannheim DIPL.-PHYS. HANS KLOSEDIPL.-PHYS. HANS KLOSE DR. GERHARD REBLEDR. GERHARD REBLE 0621 -41977-50/-540621 -41977-50/-54 DIPL-ING. MEINRAD SCHMITTDIPL-ING. MEINRAD SCHMITT CHRISTIAN SCHULTZECHRISTIAN SCHULTZE 0621 - 41977-880621 - 41977-88 DR. JOHANN OSSINGDR. JOHANN OSSING rebleklose@regio-i nfo.derebleklose@regio-i nfo.de DR. HELMUT-THOMAS KILPPERDR. HELMUT-THOMAS KILPPER DR. RALF-DIETMAR HÄRERDR. RALF-DIETMAR HÄRER

Anmelderin: XOMOX International GmbH & Co. Von-Behring-Strasse 15Applicant: XOMOX International GmbH & Co. Von-Behring-Strasse 15

D-88131 Lindau/BodenseeD-88131 Lindau/Lake Constance

VentilValve

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere ein Regelventil, gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a valve, in particular a control valve, according to the features specified in the preamble of claim 1.

Derartige Ventile enthalten in einem Gehäuse einen bewegbar angeordneten sowie einen im Gehäuse fest installierten Sitzring. Falls der Sitzring vergleichsweise tief im Gehäuse anzuordnen ist, ist ein erheblicher Fertigungsaufwand erforderlich, welcher mit zunehmender Gehäusetiefe überproportional zunimmt. In tiefen Gehäusen ist es zudem oftmals nicht möglich, Sitze zu installieren, welche mit Sicherheit dicht sind und dicht bleiben, und zwar insbesondere bei einem Verhältnis des Gehäusedurchmessers zur Gehäusetiefe kleiner als 0,25 bzw. im Bereich zwischen 0,1 und 0,25. Die Bearbeitung im Inneren des Gehäuses für die Anordnung und Aufnahme des Sitzringes ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden, je größer die Gehäusetiefe und / oder die Tiefe der für die Aufnahme des Sitzringes im Gehäuse vorgesehenen Öffnung oder Ausnehmung des Gehäuses ist. Die Bearbeitung der vergleichsweise tief von der Außenseite des Gehäuses her angeordneten Flächen zur Aufnahme und / oder Befestigung des Sitzringes erfordert erhebliche Fertigungskosten.Such valves contain a movable seat ring and a seat ring that is permanently installed in the housing. If the seat ring is to be arranged relatively deep in the housing, considerable manufacturing effort is required, which increases disproportionately with increasing housing depth. In deep housings, it is also often not possible to install seats that are and will remain leak-proof, particularly when the ratio of the housing diameter to the housing depth is less than 0.25 or in the range between 0.1 and 0.25. The machining inside the housing for the arrangement and accommodation of the seat ring involves considerable effort, the greater the housing depth and/or the depth of the opening or recess in the housing intended for the accommodation of the seat ring. The machining of the surfaces arranged relatively deep from the outside of the housing for the accommodation and/or attachment of the seat ring requires considerable manufacturing costs.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem Konstruktions- und Fertigungsauf-Based on this, the invention is based on the object of developing a valve of the type mentioned in such a way that with little design and manufacturing effort

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wand eine funktionssichere Abdichtung selbst bei großen Gehäusetiefen gewährleistet ist. Dies soll vor allem bei Ventilen erreicht werden, bei welchen das Verhältnis des Gehäusedurchmessers zur Gehäusetiefe kleiner 0,5 ist und insbesondere im Bereich zwischen 0,1 bis 0,25 liegt. Des weiteren soll in einfacher Weise der Kostenaufwand dem jeweiligen Benutzungsgrad und / oder den im Hinblick auf das durch das Ventil strömbare Medium anpaßbar sein.wall, a functionally reliable seal is guaranteed even with large housing depths. This should be achieved above all with valves where the ratio of the housing diameter to the housing depth is less than 0.5 and in particular lies in the range between 0.1 and 0.25. Furthermore, the cost should be easily adaptable to the respective level of use and/or the medium that can flow through the valve.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the features specified in claim 1.

Das erfmdungsgemäße Ventil zeichnet sich durch eine einfache und kostengünstige Konstruktion aus und gewährleistet vor allem bei großen Gehäusetiefen eine funktionssichere Abdichtung. Der Sitzring und / oder die den Sitzring integral enthaltende Buchse sind durch ein flexibles Dichtungsverhalten sowohl zum Gehäuse als auch zum Kolbensitz hin ausgezeichnet. Vor allem kann die Gehäuseoberfläche im Bereich der Öffnung zur Aufnahme des Sitzringes vergleichsweise grob bearbeitet hergestellt werden. Die Bearbeitungsqualität kann in Abhängigkeit der Mediumsensibilität vorgegeben werden, wobei eine Bearbeitungsqualität Ra sich im Bereich von 1,6 bis 3,2 &mgr;&iacgr;&tgr;&igr;, bevorzugt von im wesentlichen 2,5 ^m, als besonders zweckmäßig erwiesen hat. Die Toleranz des Gehäuses und / oder der den Sitzring enthaltenden Gehäuseausnehmung kann in vorteilhafter Weise derart vorgegeben werden, daß eine Anpassung an das Medium erfolgt. Hierbei werden für empfindliche Medien feinere Toleranzen vorgegeben als für weniger empfindliche Medien, so daß ein Anpassung der Kosten an den jeweiligen Benutzungsgrad erreicht wird. Insoweit kann ferner der gewünschte Durchfluß des Mediums bei geöffnetem Ventilkolben berücksichtigt werden. Es sei festgehalten, daß je grober die Toleranz, desto kostengünstiger die Bearbeitung und Herstellung ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Toleranz im Bereich von 0,01 bis 0,2 mm, bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 mm vorzugeben, und zwar insbesondere in Abhängigkeit des Benutzungsgrades und / oder des durch das Ventil strömbaren Mediums. Das Gehäuse enthält eine erste Dichtfläche, an welcher der Sitzring mit einer zweiten Dichtfläche anliegt. Die erste Gehäusedichtfläche ist die einzige und / oder wesentliche kritische Bearbeitungsstelle und wird in besonders zweckmäßiger Weise sauber geschliffen gefertigt. Die Bearbeitungsqualität Ra liegt erfindungsgemäß im Bereich von 0,025 bis 0,4 ^m₁ und bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 ^m. Die der Gehäusedichtfläche zugewandte Dichtfläche des Sitzringes, welche nachfolgend auch als zweite Dichtfläche bezeichnet wird, ist eine außen, separat bearbeitete Fläche und ist somit in einfacher Weise herstellbar. Diese zweite Dichtfläche besitzt zur einfachen Montage undThe valve according to the invention is characterized by a simple and cost-effective construction and ensures a functionally reliable seal, especially with large housing depths. The seat ring and/or the bushing integrally containing the seat ring are characterized by a flexible sealing behavior both towards the housing and the piston seat. Above all, the housing surface in the area of the opening for receiving the seat ring can be manufactured with a relatively coarse finish. The machining quality can be specified depending on the medium sensitivity, with a machining quality Ra in the range of 1.6 to 3.2 μm, preferably of essentially 2.5 μm, having proven to be particularly useful. The tolerance of the housing and/or the housing recess containing the seat ring can advantageously be specified in such a way that an adaptation to the medium takes place. In this case, finer tolerances are specified for sensitive media than for less sensitive media, so that the costs are adapted to the respective level of use. In this respect, the desired flow of the medium when the valve piston is open can also be taken into account. It should be noted that the coarser the tolerance, the more cost-effective the machining and production. It has proven to be expedient to specify the tolerance in the range from 0.01 to 0.2 mm, preferably in the order of 0.05 mm, in particular depending on the degree of use and/or the medium that can flow through the valve. The housing contains a first sealing surface, against which the seat ring rests with a second sealing surface. The first housing sealing surface is the only and/or essential critical machining point and is manufactured in a particularly expedient manner with a clean grind. The machining quality Ra according to the invention is in the range from 0.025 to 0.4 ^m ₁ and preferably in the order of 0.05 ^m. The sealing surface of the seat ring facing the housing sealing surface, which is also referred to below as the second sealing surface, is an external, separately machined surface and can therefore be manufactured in a simple manner. This second sealing surface has for easy installation and

Herstellung der ersten Gehäusedichtfläche insbesondere radial außen angeordnete Kantenbrechungen. Die Bearbeitungsqualität der zweiten Dichtfläche liegt insbesondere im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&pgr;), und zwar bevorzugt zumindest näherungsweise bei 0,05 &mgr;&idiagr;&pgr;. Infolge der Flexibilität des Sitzringes und / oder der Buchse wird die Dichtkraft vom Kolben über dessen Sitzfläche und den Sitzring auf die zweite Dichtfläche des Sitzringes und die erste Dichtfläche des Gehäuses übertragen, und zwar im wesentlichen in axialer Richtung, wobei die genannte Dichtkraft nur dann erzeugt wird, wenn der Kolben geschlossen ist. Der Sitzring weist eine der Sitzfläche des Kolbens zugeordnete Dichtfläche auf, welche nachfolgend auch als dritte Dichtfläche bezeichnet wird. Diese dritte Dichtfläche des Sitzringes ist aufgrund der kleinen Sitzringlänge in einfacher Weise zu bearbeiten, wodurch eine kostengünstige Fertigung ermöglicht wird. Diese dritte Sitzfläche dient nicht nur zur Abdichtung, sondern gleichzeitig zur Mediumführung. Für sensible Medien, die durch Temperatur und Zeit zum Abbauen neigen, wird in bevorzugter Weise eine besonders flache Neigung vorgegeben. So ist bei sensiblen Medien, wobei hier insbesondere auf Polymere verwiesen sei, die Dichtflächenneigung mit maximal 60° vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 40°. Des weiteren wird in bevorzugter Weise die Bearbeitungsqualität Ra der dritten Dichtfläche im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&ngr;&eegr; vorgegeben, bevorzugt in der Größenordnung von 0,05 &mgr;&eegr;&eegr;. Über die genannte dritte Dichtfläche des Sitzringes wird die vom Kolben einwirkende Kraft über dessen Sitzfläche und den Sitzring aufgrund der genannten Flexibilität auf die erwähnte zweite Dichtfläche des Sitzringes und die erste Sitzfläche des Gehäuses übertragen.Production of the first housing sealing surface, in particular edge breaks arranged radially on the outside. The machining quality of the second sealing surface is in particular in the range from 0.025 to 0.4 μπα), preferably at least approximately 0.05 μπα. Due to the flexibility of the seat ring and/or the bushing, the sealing force is transferred from the piston via its seat surface and the seat ring to the second sealing surface of the seat ring and the first sealing surface of the housing, essentially in the axial direction, with the sealing force only being generated when the piston is closed. The seat ring has a sealing surface assigned to the seat surface of the piston, which is also referred to below as the third sealing surface. This third sealing surface of the seat ring is easy to machine due to the short seat ring length, which enables cost-effective production. This third seat surface serves not only for sealing, but also for medium guidance. For sensitive media which tend to degrade over time and temperature, a particularly flat inclination is preferably specified. For sensitive media, in particular polymers, the sealing surface inclination is specified at a maximum of 60°, preferably in the range from 30° to 40°. Furthermore, the machining quality Ra of the third sealing surface is preferably specified in the range from 0.025 to 0.4 μνη , preferably in the order of 0.05 μνηη. The force exerted by the piston is transferred via the third sealing surface of the seat ring via its seat surface and the seat ring to the second sealing surface of the seat ring and the first seat surface of the housing due to the flexibility mentioned.

Der Sitzring ist erfindungsgemäß Bestandteil einer in die Ausnehmung des Gehäuses eingesetzten Buchse, deren Außenfläche insbesondere zylindrisch ausgebildet ist und deren im wesentlichen axiale Stirnfläche als die zweite Dichtfläche des Sitzringes ausgebildet ist. Diese Buchse weist an ihrem der zweiten Dichtfläche abgewandten Ende einen Endbereich auf, welcher in besonders zweckmäßiger Weise im Bereich der Gehäuseöffnung und / oder nahe derselben angeordnet ist. Der Endbereich enthält einen insbesondere ringförmigen Steg, welcher bevorzugt als Anschweißsteg zur Verbindung mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Die Dicke bzw. radiale Breite des genannten Steges ist in Abhängigkeit der Mediumsensibilität gegenüber der Temperatur und der Verweilzeit vorgegeben. Je sensibler das Medium ist, desto dünner ist der Steg ausgeführt. Die Breite des Steges wird insbesondere im Bereich von 0,1 bis 3 mm vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm. In bevorzugter Weise dient der Steg zur Fixierung der Buchse und / oder des Sitzringes im Gehäuse bzw. dessen Ausnehmung, und zwar insbesondere durch Schweissen, insbesondere Punktschweissen. Bei Öffnen des Ventils wird die Abdichtung zwischen der ersten Dichtfläche des Gehäuses und der zweiten Dichtfläche des Sitzringes undicht,According to the invention, the seat ring is part of a bushing inserted into the recess of the housing, the outer surface of which is in particular cylindrical and the essentially axial end face of which is designed as the second sealing surface of the seat ring. This bushing has an end region at its end facing away from the second sealing surface, which is arranged in a particularly expedient manner in the region of the housing opening and/or close to it. The end region contains a particularly annular web, which is preferably designed as a weld-on web for connection to the housing. The thickness or radial width of the said web is specified depending on the medium's sensitivity to temperature and residence time. The more sensitive the medium, the thinner the web is designed. The width of the web is specified in particular in the range from 0.1 to 3 mm, preferably in the range from 0.3 to 0.8 mm. The web is preferably used to fix the bushing and/or the seat ring in the housing or its recess, in particular by welding, in particular spot welding. When the valve is opened, the seal between the first sealing surface of the housing and the second sealing surface of the seat ring becomes leaky,

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wobei Medium eindringen kann und durch den insbesondere zylindrischen Spalt zwischen der Außenfläche des Sitzringes und / oder der Buchse und der korrespondierenden Innenfläche des Gehäuses abfließen kann. Somit ist der Sitzring druckentlastet und knickkraftfrei. Die verschweißte Fläche der bevorzugten Punktschweißung ist in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit vom Durchmesser, dem Innendruck und der Festigkeit der verwendeten Werkstoffe vorgegeben. Die verschweißte Fläche liegt zweckmäßig zwischen 20 bis 80 % des Umfangs, vorzugsweise in der Größenordnung von 50 %. Hierdurch wird ein Staudruck vermieden, welcher eine Knickkraft erzeugen könnte, infolge welcher die Verbindung, insbesondere Schweißung, ermüden oder die Buchse und / oder der Ring bzw. die Buchse einknicken könnten.whereby medium can penetrate and can flow out through the particularly cylindrical gap between the outer surface of the seat ring and/or the bushing and the corresponding inner surface of the housing. The seat ring is thus relieved of pressure and free of buckling forces. The welded area of the preferred spot weld is advantageously specified depending on the diameter, the internal pressure and the strength of the materials used. The welded area is expediently between 20 and 80% of the circumference, preferably in the order of 50%. This avoids a dynamic pressure which could generate a buckling force as a result of which the connection, in particular the weld, could fatigue or the bushing and/or the ring or the bushing could buckle.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele angegeben.Further developments and special embodiments of the invention are specified in the subclaims and the further description of preferred embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne daß insoweit eine Einschränkung erfolgt. Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the specific embodiments shown in the drawing, without any limitation being imposed. It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Ventil in einer axialen Schnittebene,Fig. 1 a section through the valve in an axial section plane,

Fig. 2 eine Ansicht in Blickrichtung A gemäß Fig. 1,Fig. 2 is a view in the direction of view A according to Fig. 1,

Fig. 3, 4 axiale Schnitte weiterer Ausführungsbeispiele.Fig. 3, 4 axial sections of further embodiments.

Fig. 1 zeigt teilweise einen axialen Schnitt durch das Ventil, enthaltend einen in Richtung einer Längsachse 2 bewegbaren Kolben 4 sowie ein Gehäuse 6. Der Kolben 4 ist in einer Ausnehmung oder Bohrung 8 des Gehäuses 6 angeordnet, welches anschließend an die insbesondere zylindrische Bohrung 8 eine zylindrische Kolbendurchführung 10 mit einem bezogen auf den Durchmesser der Bohrung 8 reduzierten Durchmesser enthält. In dem sich ergebenden Spalt der zylindrischen Kolbendurchführung 10 gegenüber der Außenfläche des Kolbens steht in der Schließstellung desselben Medium. Das Medium befindet sich in einem Totraum. Falls das Medium sensibel gegen Temperatur und Standzeit ist, kann es dort zu einem Abbau des Mediums kommen. Um einen Abbau zu verhindern, ist daher im Rahmen der Erfindung die Spaltweite möglichst klein vorgegeben. Diese Toleranz steht in Abhängigkeit von der Toleranz der zylindrischen Kolbenführung, welche nachfolgend noch zu erläutern sein wird. Im Bereich der Kolbendurchführung 10 ist in bevorzugter Weise dasFig. 1 shows a partial axial section through the valve, containing a piston 4 that can be moved in the direction of a longitudinal axis 2 and a housing 6. The piston 4 is arranged in a recess or bore 8 of the housing 6, which contains a cylindrical piston passage 10 with a diameter that is reduced in relation to the diameter of the bore 8, adjacent to the particularly cylindrical bore 8. In the resulting gap of the cylindrical piston passage 10 opposite the outer surface of the piston, in the closed position of the same, there is medium. The medium is located in a dead space. If the medium is sensitive to temperature and service life, the medium can degrade there. In order to prevent degradation, the gap width is therefore specified as small as possible within the scope of the invention. This tolerance depends on the tolerance of the cylindrical piston guide, which will be explained below. In the area of the piston passage 10, the

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Spiel im Bereich zwischen 0,1 bis 2 mm vorgegeben, bevorzugt in der Größenordnung von 0,5 mm. Im Übergangsbereich der Bohrung 8 und der Kolbendurchführung 10 enthält das Gehäuse 6 eine erste Dichtfläche 12, welche bevorzugt in einer zur Längsachse 2 orthogonalen Ebene liegt. Die Ausnehmung oder Bohrung 8 besitzt eine zur Längsachse 2 insbesondere koaxiale und / oder zylindrische Innenfläche 14 mit einem Durchmesser 16. Die Bohrung 8 besitzt eine axiale Länge 18 zwischen der ersten Dichtfläche 12 und einer Gehäuseöffnung 20. Es sei angemerkt, daß die Zeichnung keine maßstabgerechte Darstellung des erfindungsgemäßen Ventils zeigt, wobei gemäß der strichpunktierten Linie 22 die axiale Erstreckung und somit die axiale Länge 18 erheblich länger sein kann. So ist die Tiefe des Gehäuses 6, welche als Verhältnis des Durchmessers 16 zur Gehäusetiefe 18 definiert ist, bei einem erfindungsgemäßen Ventil maximal 0,5 und liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 0,25.Play in the range between 0.1 and 2 mm is specified, preferably in the order of magnitude of 0.5 mm. In the transition region of the bore 8 and the piston passage 10, the housing 6 contains a first sealing surface 12, which preferably lies in a plane orthogonal to the longitudinal axis 2. The recess or bore 8 has an inner surface 14, which is in particular coaxial and/or cylindrical to the longitudinal axis 2 and has a diameter 16. The bore 8 has an axial length 18 between the first sealing surface 12 and a housing opening 20. It should be noted that the drawing does not show a scale representation of the valve according to the invention, whereby according to the dash-dotted line 22 the axial extent and thus the axial length 18 can be considerably longer. For example, the depth of the housing 6, which is defined as the ratio of the diameter 16 to the housing depth 18, is a maximum of 0.5 in a valve according to the invention and is preferably between 0.1 and 0.25.

In der Ausnehmung oder Bohrung 8 ist ein Sitzring 24 vorgesehen, welcher eine der ersten Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 zugeordnete zweite Dichtfläche 26 aufweist. Der Sitzring 24 ist integraler Bestandteil einer Buchse 28 mit einer Außenfläche 30, welche der Innenfläche 14 der Bohrung 8 bzw. des Gehäuses 6 zugeordnet ist, wobei die Buchse 28 eine axiale Länge 32 und der Sitzring 24 eine axiale Länge 34 aufweisen. Die Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 besitzt insbesondere aufgrund der vergleichsweise großen axialen Länge 32 eine erhebliche Flexibilität, aufgrund welcher in der geschlossenen Position des Kolbens 4 gewährleistet ist, daß der Sitzring 24 mit seiner zweiten Dichtfläche 26 dicht an der ersten Gehäusedichtfläche 12 anliegt, und zwar aufgrund der vom Kolben 4 axial auf den Sitzring 24 einwirkenden Kraft. Die axiale Länge 34 des Sitzringes 24 ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner als die axiale Gesamtlänge 32 der Buchse 28. Wie ersichtlich, ist die radiale Breite des Sitzringes wesentlich größer als die radiale Breite der übrigen Buchsen, und zwar entsprechend der Geometrie der Sitzfläche des Kolbens 4. Aufgrund der somit vergleichsweise geringen Breite des übrigen Bereiches der Buchse 28, weist diese somit eine erhebliche Flexibilität auf.A seat ring 24 is provided in the recess or bore 8, which has a second sealing surface 26 assigned to the first sealing surface 12 of the housing 6. The seat ring 24 is an integral component of a bushing 28 with an outer surface 30, which is assigned to the inner surface 14 of the bore 8 or the housing 6, the bushing 28 having an axial length 32 and the seat ring 24 having an axial length 34. The bushing 28 with the integrated seat ring 24 has considerable flexibility, particularly due to the comparatively large axial length 32, due to which it is ensured in the closed position of the piston 4 that the seat ring 24 with its second sealing surface 26 lies tightly against the first housing sealing surface 12, namely due to the force acting axially on the seat ring 24 from the piston 4. According to the invention, the axial length 34 of the seat ring 24 is substantially smaller than the total axial length 32 of the bushing 28. As can be seen, the radial width of the seat ring is substantially larger than the radial width of the other bushings, corresponding to the geometry of the seat surface of the piston 4. Due to the comparatively small width of the remaining area of the bushing 28, the latter thus has considerable flexibility.

Die Buchse 28 enthält einen der Gehäuseöffnung 20 zugeordneten und / oder benachbart angeordneten Endbereich 36, wobei über diesen Endbereich 36 eine axiale Fixierung in der Bohrung 8 und / oder dem Gehäuse 6 vorgesehen ist. Die Mittel zur Fixierung bzw. Befestigung der Buchse 8 und somit des Sitzringes 24 und / oder des genannten Endbereiches 36 sind in einem vorgegebenen Abstand 38 zur Gehäuseöffnung 20 vorgesehen. Dieser Abstand 38 ist erfindungsgemäß wesentlich kleiner als die Gehäusetiefe 18 und / oder die Buchsenlänge 32. Die Befestigungsmittel der Buchse 38 in der Bohrung 8 sind in bevorzugter Weise als Punktschweißung 40 ausgebildet. Der Endbereich 36 der Buchse 28The bushing 28 contains an end region 36 associated with the housing opening 20 and/or arranged adjacent to it, wherein an axial fixation in the bore 8 and/or the housing 6 is provided via this end region 36. The means for fixing or fastening the bushing 8 and thus the seat ring 24 and/or the said end region 36 are provided at a predetermined distance 38 from the housing opening 20. According to the invention, this distance 38 is significantly smaller than the housing depth 18 and/or the bushing length 32. The fastening means of the bushing 38 in the bore 8 are preferably designed as a spot weld 40. The end region 36 of the bushing 28

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ist in bevorzugter Weise als ein ringförmiger Steg ausgebildet und / oder besitzt eine radiale Breite 42. Der Endbereich bzw. der Steg 36 ist in vorteilhafter Weise als Anschweißsteg ausgebildet. Die radiale Breite 42 wird in Abhängigkeit der Mediumsensibilität gegenüber der Temperatur und der Verweilzeit vorgegeben, und zwar je sensibler das Medium desto dünner. Die Stegbreite 42 wird vorteilhaft im Bereich zwischen 0,1 bis 3 mm vorgegeben, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,3 bis 0,8 mm.is preferably designed as an annular web and/or has a radial width 42. The end region or the web 36 is advantageously designed as a weld-on web. The radial width 42 is specified depending on the medium's sensitivity to temperature and residence time, and the more sensitive the medium, the thinner it is. The web width 42 is advantageously specified in the range between 0.1 and 3 mm, preferably in the range between 0.3 and 0.8 mm.

Die erfindungsgemäße Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 bildet einen flexiblen Sitz für den Kolben 4, welcher mit einer Sitzfläche 48 an einer dritten Dichtfläche 44 des Sitzringes 24 zur Anlage bringbar ist. Die dritte Dichtfläche 44 ist zu einer zur Längsachse 2 orthogonalen Radialebene in einem Winkel 46 geneigt angeordnet. Die dritte Dichtfläche 44 des Sitzringes 24 ist aufgrund der erfindungsgemäß kleinen Sitzringlänge 34 in einfacher Weise zu bearbeiten, wodurch eine günstige Fertigung mit geringem Aufwand ermöglicht wird. Die dritte Dichtfläche 24 dient nicht nur zur Abdichtung im geschlossenen Zustand des Ventils, sondern dient gleichermaßen zur Mediumführung. In bevorzugter Weise wird für sensible Medien, welche durch Temperatur und Zeit zum Abbauen neigen, eine besonders flache Neigung bzw. ein geringer Neigungswinkel 46 vorgegeben. So wird in vorteilhafter Weise der Neigungswinkel 46 für sensible Medien, wobei hier nur beispielshaft auf Polymere verwiesen sei, bis maximal 60° vorgegeben, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 40°. Ferner wird erfindungsgemäß die Bearbeitungsqualität Ra der dritten Dichtfläche 44 zweckmäßig im Bereich von 0,025 bis 0,4 &mgr;&iacgr;&tgr;&igr; vorgegeben, bevorzugt näherungsweise bei 0,05 &mgr;&eegr;&tgr;&igr;. Die erfindungsgemäße Flexibilität der Buchse 28 und / oder des Sitzringes 24 wird primär durch dessen Federelastizität vorgegeben. Darüber hinaus ist aber von besonderer Bedeutung, daß aufgrund der vergleichsweise großen Buchsenlänge 28 und / oder der Fixierung, insbesondere mittels der Punktschweißung 40 in einem erheblichen Abstand zur dritten Dichtfläche 44 im geschlossen Zustand des Ventils über den Kolben 4 über die dritte Dichtfläche 44 auf den Sitzring 24 zwischen dessen zweiter Dichtfläche 26 und der ersten Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 eine Dichtkraft wirksam ist. Infolge dieser nur bei geschlossenem Kolben 4 erzeugten Dichtkraft wird in Kombination mit der flexiblen Ausbildung der Buchse 28 und / oder des Sitzringes 24 die zweite Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 gegen die erste Dichtfläche 12 der Bohrung 8 bzw. des Gehäuses 6 gepreßt, so daß auch in diesem Bereich eine funktionssichere Abdichtung gewährleistet ist und selbst geringste Leckagen vermieden werden, welche ansonsten zwischen der Buchse 28 mit dem integrierten Sitzring 24 und der Bohrung 8 entstehen könnten. Infolge der Flexibilität des Sitzringes 24 und / oder der Buchse 28 wird die Kraft des Kolbens 4 von dessen Sitzfläche 48 auf die dritte Dichtfläche 44 über den Sitzring 24 und dessen zweite Dichtfläche 26 auf die erste Dichtfläche 12 des Gehäuses 6 funktionssicher übertragen.The bushing 28 according to the invention with the integrated seat ring 24 forms a flexible seat for the piston 4, which can be brought into contact with a seat surface 48 on a third sealing surface 44 of the seat ring 24. The third sealing surface 44 is arranged at an angle 46 to a radial plane orthogonal to the longitudinal axis 2. The third sealing surface 44 of the seat ring 24 can be machined in a simple manner due to the small seat ring length 34 according to the invention, which enables inexpensive production with little effort. The third sealing surface 24 not only serves to seal when the valve is closed, but also serves to guide the medium. Preferably, a particularly flat inclination or a small inclination angle 46 is specified for sensitive media that tend to degrade due to temperature and time. Thus, the inclination angle 46 for sensitive media, with reference here only to polymers as an example, is advantageously specified up to a maximum of 60°, preferably in the range of 30 to 40°. Furthermore, according to the invention, the machining quality Ra of the third sealing surface 44 is expediently specified in the range from 0.025 to 0.4 μm, preferably approximately at 0.05 μm. The flexibility of the bushing 28 and/or the seat ring 24 according to the invention is primarily specified by its spring elasticity. In addition, however, it is of particular importance that due to the comparatively large length of the bushing 28 and/or the fixation, in particular by means of the spot weld 40 at a considerable distance from the third sealing surface 44, in the closed state of the valve, a sealing force is effective via the piston 4 via the third sealing surface 44 onto the seat ring 24 between its second sealing surface 26 and the first sealing surface 12 of the housing 6. As a result of this sealing force, which is only generated when the piston 4 is closed, in combination with the flexible design of the bushing 28 and/or the seat ring 24, the second sealing surface 26 of the seat ring 24 is pressed against the first sealing surface 12 of the bore 8 or the housing 6, so that a functionally reliable seal is also guaranteed in this area and even the smallest leaks are avoided, which could otherwise arise between the bushing 28 with the integrated seat ring 24 and the bore 8. As a result of the flexibility of the seat ring 24 and/or the bushing 28, the force of the piston 4 is reliably transmitted from its seat surface 48 to the third sealing surface 44 via the seat ring 24 and its second sealing surface 26 to the first sealing surface 12 of the housing 6.

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Axial an die dritte Dichtfläche 44 in Richtung zum Endbereich 36 anschließend enthält die Buchse 28 innen eine zylindrische Kolbenführung 50, deren Innendurchmesser 52 auf den Außendurchmesser 54 des Kolbens 4 abgestimmt ist, und zwar unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen gleich oder größer als der Kolbendurchmesser 54. Die zylindrische Kolbenführung 50 nimmt mit ihrer Länge 56 und Toleranz zum Kolben Einfluß auf die Regelcharakteristik des in bevorzugter Weise als Regelventil ausgebildeten Ventils und führt den Kolben 4 in definierter Weise zu dem Sitzring 24 bzw. dessen dritter Dichtfläche 44. Je exakter die Führung des Kolbens mittels der Kolbenführung 50 ausgebildet ist, desto enger kann die Toleranz im Bereich der Kolbenführung 10 des Kolbens 4 bezüglich des Gehäuses 6 vorgegeben werden, und / oder desto besser ist die Abdichtung zwischen der dritten Dichtfläche 44 und der Sitzfläche 48 des Kolbens 4. Die erfindungsgemäß in die Buchse 28 integrierte zylindrische Kolbenführung 50 besitzt die axiale Länge 56, welche in Abhängigkeit vom Kolbendurchmesser 54 in bevorzugter Weise im Bereich zwischen 5 bis 15 mm vorgegeben ist, bevorzugt zwischen 8 bis 12 mm. Des weiteren wird in zweckmäßiger Weise das radiale Spiel zwischen der Kolbenführung 50 und der Außenfläche des Kolbens 4 im Bereich zwischen 0,1 bis 2 mm vorgegeben, bevorzugt zumindest näherungsweise 0,5 mm.Axially adjacent to the third sealing surface 44 in the direction of the end region 36, the bushing 28 contains a cylindrical piston guide 50 on the inside, the inner diameter 52 of which is matched to the outer diameter 54 of the piston 4, taking into account manufacturing tolerances equal to or greater than the piston diameter 54. The cylindrical piston guide 50, with its length 56 and tolerance to the piston, influences the control characteristics of the valve, which is preferably designed as a control valve, and guides the piston 4 in a defined manner to the seat ring 24 or its third sealing surface 44. The more precisely the piston is guided by means of the piston guide 50, the narrower the tolerance in the area of the piston guide 10 of the piston 4 with respect to the housing 6 can be specified, and / or the better the seal between the third sealing surface 44 and the seat surface 48 of the piston 4. The cylindrical piston guide 50 integrated into the bushing 28 according to the invention has the axial length 56, which, depending on the piston diameter 54, is preferably specified in the range between 5 and 15 mm, preferably between 8 and 12 mm. Furthermore, the radial play between the piston guide 50 and the outer surface of the piston 4 is expediently specified in the range between 0.1 and 2 mm, preferably at least approximately 0.5 mm.

Ferner enthält die erfindungsgemäße Buchse 28 im Anschluß an die Kolbenführung 50 in Richtung zum Endbereich 36 eine sich zum Endbereich 36 erweiternde Innenfläche 58, mittels welcher die Regelcharakteristik des erfindungsgemäßen Regelventils beim Öffnen und Schließen vorgebbar ist. Die erhebliche axiale Länge der Innenfläche 58 ermöglicht es, das Ventil langsam zu öffnen und somit Einfluß auf die Regelcharakteristik zu nehmen. In vorteilhafter Weise ist die Innenfläche 58 zumindest näherungsweise konisch und / oder als Auslaufkonus ausgebildet. Die axiale Länge der bevorzugt konischen Innenfläche 58 sowie der Öffnungswinkel sind entsprechend den Erfordernissen und / oder der gewünschten Regelcharakteristik vorgegeben.Furthermore, the bushing 28 according to the invention contains an inner surface 58 which widens towards the end region 36 following the piston guide 50 and by means of which the control characteristics of the control valve according to the invention can be specified when opening and closing. The considerable axial length of the inner surface 58 makes it possible to open the valve slowly and thus influence the control characteristics. The inner surface 58 is advantageously at least approximately conical and/or designed as an outlet cone. The axial length of the preferably conical inner surface 58 and the opening angle are specified according to the requirements and/or the desired control characteristics.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf das Ventil, und zwar gemäß Fig. 1 von oben, wobei hier die Punktschweißungen 40 zur Fixierung der Buchse über den Anschweißsteg 36 im Gehäuse 6 erfindungsgemäß vorgesehen sind. Wie in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, wird nämlich beim Öffnen des Ventils die Abdichtung zwischen der ersten Dichtfläche 12 und der zweiten Dichtfläche 26 undicht, so daß in diesen Bereich Medium eintreten und durch den, insbesondere aufgrund von Toleranzen vorhandenen Ringspalt zwischen der Außenfläche 30 der Buchse 28 und der Innenfläche 14 der Bohrung 8 abfließen kann. Hierdurch ist die Buchse 28 druckentlastet und knickkraftfrei. Über den Umfang betrachtet, ist die gesamte verschweißte Fläche der gemäß Fig. 2 vier Punktschweißungen 40 abhängig vom Durch-Fig. 2 shows a view of the valve, specifically from above as shown in Fig. 1, whereby the spot welds 40 for fixing the bushing via the weld-on web 36 in the housing 6 are provided according to the invention. As can be seen in connection with Fig. 1, when the valve is opened, the seal between the first sealing surface 12 and the second sealing surface 26 becomes leaky, so that medium can enter this area and flow out through the annular gap, which is present, in particular, due to tolerances, between the outer surface 30 of the bushing 28 and the inner surface 14 of the bore 8. As a result, the bushing 28 is relieved of pressure and free of buckling forces. Viewed over the circumference, the entire welded area of the four spot welds 40 shown in Fig. 2 is dependent on the diameter.

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messer des Ventils, dem Innendruck sowie der Festigkeit der verwendeten Werkstoffe. Die verschweißte Gesamtfläche aller Punktschweißungen 40 liegt erfindungsgemäß zwischen 20 und 80 % der Umfangs, vorzugsweise bei näherungsweise 50 %. Hierdurch wird ein Staudruck vermieden, welcher Knickkraft erzeugen könnte, infolge welcher die Schweißung ermüden oder gar die Buchse 28 selbst einknicken könnte.diameter of the valve, the internal pressure and the strength of the materials used. The total welded area of all spot welds 40 is, according to the invention, between 20 and 80% of the circumference, preferably approximately 50%. This avoids a back pressure which could generate buckling force, as a result of which the weld could fatigue or even the bushing 28 itself could buckle.

Fig. 3 zeigt einen axialen Schnitt durch ein besonderes Ausführungsbeispiel des Ventils, dessen Buchse 28 und / oder Sitzring 24 eine radial außenliegende, bevorzugt ringförmige Ausnehmung 60 enthält. Diese Ausnehmung 60, welche als Umfangsnut, Freistich, Schlitz oder dergleichen ausgebildet ist, ergibt in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Flexibilität. Im Rahmen der Erfindung können auch mehrere derartige Ausnehmungen in geeigneter Weise axial beabstandet zueinander zur Erhöhung der Flexibilität vorgesehen sein. Infolge der Erhöhung der Flexibilität der Buchse 28 und / oder des Sitzrings 24 kann in bevorzugter Weise die über die Sitzfläche 48 des Kolbens 4 eingeleitete und über die dritte Dichtfläche 44 auf die erste Gehäusedichtfläche 12 einwirkende Anpresskraft erhöht werden, wodurch insgesamt die Abdichtung im geschlossenen Zustand des Ventils erheblich verbessert wird. Des weiteren weist in bevorzugter Weise der Sitzring 24 an seinem der Gehäusedichtfläche 12 zugewandten unteren Ende einen bevorzugt radial außenliegenden Freistich 62 auf. Infolge des Freistiches 62 wird in vorteilhafterweise die Flächenpressung im Dichtbereich zwischen der Gehäusedichtfläche 12 und der zweiten Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 erhöht. Die Fertigung der ersten Gehäusedichtfläche 12 wird somit vereinfacht, wodurch eine erhebliche Kostenreduzierung erreicht wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Buchse 28 mittels Punktschweißung 40 mit dem Gehäuse 6 verbunden.Fig. 3 shows an axial section through a special embodiment of the valve, the bushing 28 and/or seat ring 24 of which contains a radially outer, preferably annular recess 60. This recess 60, which is designed as a circumferential groove, undercut, slot or the like, advantageously results in an increase in flexibility. Within the scope of the invention, several such recesses can also be provided at a suitable axial distance from one another to increase flexibility. As a result of the increase in the flexibility of the bushing 28 and/or the seat ring 24, the contact force introduced via the seat surface 48 of the piston 4 and acting on the first housing sealing surface 12 via the third sealing surface 44 can preferably be increased, whereby the overall seal in the closed state of the valve is significantly improved. Furthermore, the seat ring 24 preferably has a preferably radially outer undercut 62 at its lower end facing the housing sealing surface 12. As a result of the undercut 62, the surface pressure in the sealing area between the housing sealing surface 12 and the second sealing surface 26 of the seat ring 24 is advantageously increased. The manufacture of the first housing sealing surface 12 is thus simplified, thereby achieving a considerable reduction in costs. In this embodiment, the bushing 28 is also connected to the housing 6 by means of spot welding 40.

Schließlich zeigt Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, dergemäß die zweite Dichtfläche 26 des Sitzringes 24 einen Dichtring 64 enthält. Der Dichtring 64 ist in bevorzugter Weise als ein Metall-0-Ring ausgebildet. Des weiteren kann im Rahmen der Erfindung die zweite Dichtfläche 26 ballig oder doppelkonisch ausgebildet sein, wodurch in vorteilhafter Weise die Flächenpressung zwischen dem Dichtring und dem Gehäuse bzw. der Gehäusedichtfläche 6 erhöht und infolgedessen die Dichtheit wesentlich verbessert wird.Finally, Fig. 4 shows a further embodiment of the invention, according to which the second sealing surface 26 of the seat ring 24 contains a sealing ring 64. The sealing ring 64 is preferably designed as a metal O-ring. Furthermore, within the scope of the invention, the second sealing surface 26 can be spherical or double-conical, whereby the surface pressure between the sealing ring and the housing or the housing sealing surface 6 is advantageously increased and the tightness is consequently significantly improved.

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BezugszeichenReference symbol

22 LängsacheLongitudinal axis 44 KolbenPistons 66 GehäuseHousing 88th Ausnehmung / BohrungRecess / hole 1010 KolbendurchführungPiston feedthrough 1212 erste Dichtfläche von 6first sealing surface of 6 1414 Innenfläche von 8Interior surface of 8 1616 Durchmesser von 8Diameter of 8 1818 axiale Länge von 8axial length of 8 2020 GehäuseöffnungHousing opening 2222 strichpunktierte Liniedotted line 2424 SitzringSeat ring 2626 zweite Dichtfläche von 24second sealing surface of 24 2727 axiale Länge von 24axial length of 24 2828 BuchseRifle 3030 Außenfläche von 28Outside area of 28 3232 axiale Länge von 28axial length of 28 3434 axiale Länge von 24axial length of 24 3636 Endbereich / Steg von 28End area / bridge of 28 3838 Abstand zwischen 20 und 36Distance between 20 and 36 4040 PunktschweißungSpot welding 4242 radiale Breite von 36radial width of 36 4444 dritte Dichtfläche von 24third sealing surface of 24 4646 Neigungswinkel von 44Tilt angle of 44 4848 Sitzfläche von 4Seating area of 4 5050 KolbenführungPiston guide 5252 Innendurchmesser von 50Inner diameter of 50 5454 KolbendurchmesserPiston diameter 5656 axiale Länge von 50axial length of 50 5858 Innenfläche / AuslaufkonusInner surface / outlet cone 6060 AusnehmungRecess 6262 FreistichFreeway 6464 DichtringSealing ring • * ··· · · · · · · · ··· · · ··· · · ·• * ··· · · · · · · ··· · · ··· · · ·
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Claims

1. Valve, in particular a control valve, containing a housing ( 6 ) and a piston ( 4 ) which can be moved in a recess or bore ( 8 ) in the direction of a longitudinal axis ( 2 ) and has a seat surface ( 48 ) which can be brought into sealing contact with a seat ring ( 24 ) assigned to the housing ( 6 ), characterized in that the housing ( 6 ) and/or the recess ( 8 ) contain a first sealing surface ( 12 ) against which the seat ring ( 24 ) can be brought into sealing contact via a second sealing surface ( 26 ), that the seat ring ( 24 ) is connected to the housing ( 6 ) via an end region ( 36 ) facing the housing opening ( 20 ), and that the seat ring ( 24 ) has a flexibility such that in the closed position by means of the piston ( 4 ) the second sealing surface ( 26 ) can be brought into sealing contact with the first sealing surface ( 12 ) of the housing ( 6 ) is pressed.

2. Valve, in particular according to claim 1, characterized in that the seat ring ( 24 ) is a component of a bushing ( 28 ) arranged in the recess or bore ( 8 ) of the housing ( 6 ), and/or that the axial length ( 32 ) of the bushing ( 28 ) is substantially greater than the axial length ( 34 ) of the seat ring ( 24 ).

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the end region ( 36 ), in particular of the bushing ( 28 ), is designed as a web, and/or that the end region ( 36 ) has a small radial width ( 42 ), and/or that the end region ( 36 ) is designed as a weld-on web, the connection to the housing ( 6 ) and/or the inner surface ( 14 ) of the recess or bore ( 8 ) being made by means of spot welding ( 40 ).

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the area of the end region ( 36 ) welded by spot welding is between 20 and 80% of the entire circumference, in particular approximately 50%.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end region ( 36 ) is arranged at a distance ( 38 ) from the housing opening ( 20 ) which is substantially smaller than the axial length ( 18 ) of the recess or bore ( 8 ).

6. Valve, in particular according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bushing ( 28 ) has a preferably cylindrical piston guide ( 50 ), and 1 or that the piston guide ( 50 ) is arranged axially adjacent to the seat ring ( 24 ) or its third sealing surface ( 44 ) in the direction of the end region ( 36 ), the piston ( 4 ) being guided with its outer surface in the piston guide ( 50 ).

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bushing ( 28 ) has an inner surface ( 58 ) opening towards the end region ( 36 ), which is in particular conical, and / or that the inner surface ( 58 ) is provided axially adjacent to the piston guide ( 50 ) in the direction of the end region ( 36 ).

8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the seat ring ( 24 ) and I or the bushing ( 28 ) contain at least one recess ( 60 ) in their outer surface, and I or that the at least one recess ( 60 ) is annular, and/or that the at least one recess ( 60 ) is designed as an annular groove, as an undercut or as a slot.

9. Valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the second sealing surface ( 26 ) of the seat ring ( 24 ) contains a preferably radially outer undercut ( 62 ) and/or a sealing ring ( 64 ), which is designed in particular as a metal O-ring, and/or that the second sealing surface ( 26 ) is spherical or double-conical.