DE1650592B1

DE1650592B1 - Verfahren zur Herstellung einer zentrischen Lagerung eines axial verschiebbaren Steuerkolbens

Info

Publication number: DE1650592B1
Application number: DE19671650592D
Authority: DE
Inventors: Vatter Dipl-Ing Ernst
Original assignee: VATTER DIPL ING ERNST
Current assignee: VATTER DIPL ING ERNST
Priority date: 1967-12-23
Filing date: 1967-12-23
Publication date: 1970-12-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zentrischen Lagerung eines Steuerkanten tragenden Abschnittes eines axialverschiebbaren Steuerkolbens mit axialverschiebbaren Wälzlagern. Die ausschließlich mittels Gleitlagerung arbeitenden Steuerkolben bilden bekanntlich auf Grund des vorhandenen Passungsspiels in dem spielarmen Steuerbereich der Gehäusebohrung einen einseitigen Druckspalt, wodurch eine verhältnismäßig hohe Reibungskraft in Umlauf- und in axialer Richtung bedingt ist.
Man hat bis jetzt verschiedene Mittel angewandt, um den Druckspalt zu vermeiden und den Kolben im Betrieb so zentrisch zu halten, daß er ständig von einem Ringraum mit über den gesamten Umfang gleicher Stärke in der Größenordnung des vorhandenen Spiels umgeben ist. In einem Fall hat man vermittels des vorhandenen Druckmittels den Kolben in Drehrichtung unter Anwendung eines turbinenartigen Ansatzes od. dgl. mit hoher Drehzahl angetrieben, um dadurch wenigstens im Betrieb eine genaue Zentrierung und dadurch eine Reibungsverminderung zu erreichen. Hierdurch muß jedoch ein hoher Ölverbrauch und eine unerwünschte Wärmeerzeugung in Kauf genommen werden. Außerdem tritt eine Zentrierung erst bei Erreichen der entsprechenden hohen Drehzahl ein, während beim Anfahren die einseitige Druckspaltbildung und die damit verbundene Reibung noch vorhanden ist.
In einem anderen bekannten Fall wird die Umlaufbewegung des Kolbens durch einen besonders angebrachten Elektromotor erzeugt, was jedoch mit einem übermäßigen Aufwand verbunden ist.
Schließlich hat man den Kolben an beiden Enden in Membranen so aufgehängt, daß er eine genaue zentrische Lage in der Gehäusebohrung einnimmt. Hierzu wird eine übermäßig lange Zeit zum Justieren erforderlich, was in kurzen Zeitabständen immer wiederholt werden muß. Es kommt noch hinzu, daß die Membranen auf Grund ihrer Federungseigenschaft Kräfte auf den Kolben übertragen, durch welche, insbesondere bei Stellkolben, unerwünschte zusätzliche oder Störkräfte hervorgerufen werden, ganz abgesehen von den Formänderungskräften in der Membran, die sich in gleicher Weise auswirken, hauptsächlich bei Ventilen, deren Kolbenstößel ein Kräftegleichgewicht herstellen sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ohne besonderen Aufwand in jedem Betriebszustand eine genaue und bleibende Zentrierung des Kolbens in der Gehäusebohrung zu erreichen, ohne daß Einstellarbeit und zusätzliche Energie erforderlich wird.
Bei einem bekannten drehbaren, auf axial feststehenden Wälzlagern gelagertem Steuerschieber sollen Zentrierungsfehler dadurch beseitigt werden, daß wenigstens eine Wälzkörperlaufbahn durch einen Schieberteil selbst gebildet wird. Dies mag für einen Drehschieber möglich sein, für die Lagerung eines Steuerkanten tragenden, axiaiverschiebbaren Steuerkolbenabschnittes ist diese Lösung jedoch nicht anwendbar, da hierbei dieser Abschnitt nur durch eine Gleitbahn gebildet sein kann.
Weiterhin ist es bei einer Lagerung von umlaufenden Wellen in Hohlkörpern bekannt, durch die Wälzkörper eines Lagers. in die Hohlkörperinnenfläche '- üüilaüfende Rillen einzudrücken, um dadurch die Wälzlager in Axialrichtung festzulegen. Auch dieser Vorschlag ist bei der zentrischen Lagerung des Steuerabschnittes eines axialverschiebbaren Kolbens nicht anwendbar.
Bei der Erfindung kommt es nicht auf die Lagerung des Kolbens an sich an, sondern es soll die Aufgabe gelöst werden, ohne besonderen Aufwand für den die Steuerkanten des axialverschiebbaren Steuerkolbens tragenden Abschnitt in jedem Betriebszustand eine genaue und vor allem bleibende Zentrierung in der Gehäusebohrung zu erreichen, ohne daß Einstellarbeit und zusätzliche Energie erforderlich wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Abschnitte des Kolbens und der Gehäusebohrung, zwischen denen sich an sich bekannte Kugellagerlängsführungen befinden, eine unterschiedliche Härte erhalten und der Abschnitt etwas geringerer Härte eine durch Rollen vermittels der Lagerwälzkörper oder gleichgroßer Ersatzkörper, deren Durchmesser etwas größer als der Abstand der Abschnitte ist, verdichtete Oberfläche erhält, indem der Kolben in dem zu zentrierenden Abschnitt bei eingebauten Lagerwälz- oder Ersatzkörpern sowohl in eine genaue zentrische Umlaufbewegung als auch in eine hin- und hergehende Axialbewegung versetzt wird. Es ist hierdurch möglich geworden, den die Steuerkanten tragenden Abschnitt mit einer hohen Präzision in einer solchen Weise zentrisch in dem entsprechenden Bohrungsabschnitt des Gehäuses so anzuordnen, daß er gewissermaßen unter Berücksichtigung des erforderlichen Spiels in dieser Bohrung schwimmt. Eine genaue Zentrizität der die Laufbahn enthaltenden Lagerzapfen braucht an sich nicht vorhanden zu sein.
Durch das neue Verfahren entsteht in der gesamten Fläche wenigstens einer Laufbahn eine verdichtete Oberfläche, die hierbei eine Gestaltung in Umlauf- und Axialrichtung erhält, durch welche die zentrische Lage mit der Genauigkeit, mit der sie beim Einrollen erreicht wird, fixiert wird, ohne daß in Zeitabständen Justierarbeiten vorgenommen oder der Kolben im Betrieb im ständigen Umlauf gehalten werden muß. Die Zentrierung während des Einrollens kann auf beliebige Weise und mit beliebigen geeigneten Mitteln vorgenommen werden.
An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
In einem lediglich schematisch dargestellten Gehäuse 1 befindet sich eine Gehäusebohrung 2, in welcher ein Steuerkolben 3 axial verschieblich gelagert ist, um die Durchflußkanäle 4 zu steuern, die sich in dem spielarmen Bereich 5 der Gehäusebohrung 2 bzw. 5 a des Steuerkolbens 3 befinden. An beiden Enden des Steuerkolbens bzw. beidseitig des spielarmen Bereiches 5a sind an dem Kolben Aussparungen 6 vorgesehen, wodurch Laufbahnen 7 gebildet sind, denen Laufbahnen 8 der Gehäusebohrung 2 gegenüberliegen. In den Aussparungen 6 sind die Kugellagerlängsführungen 9 in der beschriebenen Weise angeordnet. Andererseits können die Aussparungen auch in den Gehäusebohrungen sitzen, die dann die entsprechenden Laufbahnen bilden. Der Durchmesser 10 der als Kugel ausgebildeten Wälzkörper ist etwas größer als der Abstand 11 der Laufbahnen. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Härte des Materials der Laufbahnen 7 etwas geringer als die des Materials der Laufbahnen B. Zum Erzeugen einer genau zentrischen Laufbahn 7 wird der Kolben 3 um seine Längsachse in der Umlaufrichtung 12 bei eingesetzten Wälzkörpern angetrieben und dabei in axialer Richtung hin- und herbewegt, so daß die Laufbahnen 7 durch den dabei entstehenden Rollvorgang in ihrer genau zentrischen Lage gebildet werden.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung einer zentrischen Lagerung eines Steuerkanten tragenden Abschnittes eines axialverschiebbaren Steuerkolbens mit axialverschiebbaren Wälzlagern, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte (7) des Kolbens(3) und (8) der Gehäusebohrung (2), zwischen denen sich bekannte Kugellagerlängsführungen (9) befinden, eine unterschiedliche Hä erhalten und der Abschnitt (7) etwas geringe Härte eine durch Rollen vermittels der Lag Wälzkörper oder gleichgroßer Ersatzkörper, dei Durchmesser (10) etwas größer als der Absta (11) der Abschnitte (7 und 8) ist, verdicht Oberfläche erhält, indem der Kolben in dem zentrierenden Abschnitt (5) bei eingebauten 1 gerwälz- oder Ersatzkörpern sowohl in eine ; naue zentrische Umlaufbewegung (12) als au in eine hin- und hergehende Axialbewegung v setzt wird.