DE1947117B2 - Verfahren zum herstellen eines ventilschiebers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ventilschiebers für ein Steuerventil, das ein Ventilgehäuse umfaßt mit einer Bohrung zur Aufnahme des Ventilschiebers, der mit Vorsprüngen versehen ist und wenigstens an einem Stirnbereich mit einer Fluiddichtung abgedichtet durch die Wand des Ventilgehäuses hindurchgeführt ist, welches Fluiddurchgänge aufweist, die mit den Vorsprüngen des Ventilschiebers zusammenwirken.

Bei derartigen Steuerventilen, etwa gemäß der FR-PS 77 167, müssen die zusammenwirkenden Bauteile, nämlich die Ventilbohrung mit den darin mündenden Fluiddurchgängen sowie die Vorsprünge zum richtigen Funktionieren des Steuerventils auf sehr enge Toleranzen gebracht werden. Es ist praktischer und wirtschaftlieher, den Ventilschieber und das Ventilgehäuse aneinander anzupassen als beide Teile mit genauen Toleranzen herzustellen. Zunächst werden dabei diese beiden Bauteile mit weniger genauen Toleranzen hergestellt, dann die kritische Größe eines dieser Bauteile abgemessen, danach das zweite Bauteil auf diese Größe gebracht und sodann ein Paar der Bauteile, die innerhalb der erforderlichen Toleranz liegen, angepaßt. Der Ventilschieber wird also zunächst in Übergröße hergestellt und erst nach Bestimmung der hi Bohrungsgröße des Ventilgehäuses auf seinen endgültigen Durchmesser gebracht, der an den der Bohrung angepaßt ist. Es hat sich als günstiger erwiesen, die letzte Anpassung an dem Ventilschieber und nicht an der Gehäusebohrung vorzunehmen.

Bei dieser Endanpassung besteht jedoch die Schwierigkeit, daß der Schutzüberzug des Ventilschiebers, etwa eine Chromschicht, entfernt wird.

Es ist bereits versucht worden, den Ventilschieber erst nach der Endanpassung zu verchromen. Dies verzögert jedoch die Herstellung und den Zusammenbau der Ventile oder erfordert einen großen Bestand an fertigen verchromten Ventilschiebern in allen Größen zur Anpassung an die vorhandenen Ventilgehäuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einfach durchzuführen ist und eine Beschädigung des Schutzüberzuges des Ventilschiebers vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß der Stirnbereich auf einen kleineren Durchmesser als den der Vorsprünge gebracht wird, daß der Übergang zum nächstgelegenen Vorsprung kegelförmig bearbeitet wird, daß der Stirnbereich mit einem korrosionsbeständigen Überzug versehen wird und daß die Vorsprünge nach der Bearbeitung des Stirnbereiches und des kegelförmigen Überganges und dem Aufbringen des korrosionsbeständigen Überzuges auf einen Durchmesser bearbeitet werden, der zwischen dem Durchmesser der Bohrung des Ventilgehäuses und dem verringerten Durchmesser des Stirnbereiches des Ventilschiebers liegt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Fig. 1 ist ein Teillängsschnitt eines gemäß der Erfindung gebauten Strömungsreglers mit zusätzlicher schematischer Darstellung eines typischen Hydrauliksystems;

Fig.2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Endes des Ventilschiebers nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Steuerventil 10, das in eine hydraulische Taumelscheibenmaschine eingebaut ist und eine Fluidquelle 11 umfaßt, Fluidrtickführleitungen 12 und 13, die zu einem Behälter 14 führen sowie einen doppeltwirkenden linearen Zylindermotor 15. Das Ventil 10 lenkt den Fluidstrom über Leitungen 16 und 17 zwischen Pumpen und Behälter und den Enden des Zylinders 15.

Das Ventil 10 besteht aus einem gegossenen Gehäuse 18 mit einer Längsbohrung 19 und fünf die Bohrung 19 an bestimmten Stellen durchkreuzenden Querdurchgängen 20, 21, 22, 23 und 24. Die Durchgänge 20 und 24 stehen in Verbindung mit Niederdruck-Rückführleitungen 12 und 13, während die Arbeitsdurchgänge 21 und 23 über Leitungen 16 und 17 mit den Enden 25 bzw. 26 des Zylinders 15 in Verbindung stehen. Die hydraulische Taumelscheibenmaschine 11 beliefert den Durchgang 22 im Gehäuse 18 mit Antriebsfluid. Nahe an beiden Enden der Bohrung 19 befinden sich im Gehäuse 18 Nuten, in welchen federnde Dichtungsringe 27 und 28 gelagert sind.

Der Ventilschieber 29 ist verschiebbar und genau passend in der Bohrung 19 angeordnet und weist aus dem Gehäuse 18 herausragende Endbereiche 30 und 31 auf. Die Vorsprünge 32,33 und 34 des Ventilschiebers 29 wirken mit den zwischen den Durchgängen im Gehäuse 18 gebildeten Gehäusevorsprüngen zusammen, um die Fluiddurchgänge 20 bis 24 voneinander zu trennen, wenn der Ventilschieber in seiner dargestellten neutralen Stellung ist Ein Nutenpaar 35 und 36 von

beträchtlicher Länge verbindet die Gehäusefluiddurch-(jänge in einer bestimmten Weise untereinander, wenn der Ventilschieber manuell zu die Zylinder betätigenden Positionen verschoben wird, wie noch weiter unten erläutert wird. Steuerkerben 37 auf dem Ventilschieber 29 sorgen für genaue Steuerung des Fluidflusses zum und vom Zylinder 15 sowie für die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Zylinderstange und des Zylinderkolbens.

Die äußeren Enden 30 und 31 des Ventiischiebers haben einen etwas kleineren Durchmesser als die Vorsprünge 32, 33 und 34. Die äußeren Bereiche des Ventilschiebers, darunter die Abschnitte 30 und 31, sind verchromt, um eine Rostbildung an den aus dem Gehäuse 18 hervorragenden Bereichen des Ventilschiebers zu verhindern. Der zwischen dem Bereich 30 und dem äußersten Vorsprung 32 gelegene Bereich 38 des Veniilschiebers ist leicht kegelförmig vom Durchmesser des Endbereiches zu dem des Vorsprunges. Zwischen dem äußeren Vorsprung 34 und dem Endbereich 31 befindet sich ein gleicher kegelförmiger Bereich 39. Wird der Ventilschieber in der Bohrung 19 bewegt, so können die Dichtungen 27 und 28 sowohl gegen die Endbereiche mit kleinerem Durchmesser als auch gegen die kegelförmigen Bereiche des Schiebers 29 drücken, wodurch ein Fluiddurchlaß vom Gehäuse 18 durch die Bohrung in allen Schieberpositionen verhindert wird. Die kegelförmigen Bereiche verhindern, daß scharfe Kanten an dem Ventilschieber unter den Dichtungsringen 27, 28 hindurchgleiten und diese beschädigen und daß der Ventilschieber in der Bohrung 19 stecken bleibt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung der rechten Seite des Ventilschiebers 29 und zeigt in weiteren Einzelheiten den kegelförmigen Bereich 39. Die ebenfalls in übertriebener Proportion dargestellte Verchromung 40 ist gestrichelt eingezeichnet und bedeckt die gesamte Oberfläche des Ventilschieberendes, das in verschiedenen Stellungen aus dem Gehäuse hervorragen kann. Obwohl die Verchromung 40 in der Figur etwa bei Beginn des Kegels 39 zu enden scheint, kann sie bei Bedarf noch den Kegel oder sogar den gesamten Ventilschieber bedecken. Der Durchmesser des Endbereiches 31 ist gegenüber dem Vorsprung 34 genügend verringert, damit die nachfolgende Herstellung der Vorsprünge nicht mit der Verchromung 40 auf dem Endbereich 31 in Berührung kommt. Der Kegel 39 kann verschieden lang sein, es hat sich jedoch als erstrebenswert erwiesen, den Kegel 39 so anzuordnen, daß er den Durchgang 24 nicht mit dem Durchgang 23 verbinden kann und bei Bewegung des Ventilschiebers 29 in der Bohrung 19 ein Lecken zwischen beiden Durchgängen nicht möglich wird. Wenn also der Ventilschieber 29 nach links in die mit »nein« bezeichnete Stellung gebracht wird, so erstreckt sich der kegelförmige Bereich 39 nicht bis in den Durchgang 23. In gleicher Weise ist der Kegel 38 so angeordnet, daß er bei Bewegung des Ventilschiebers nach rechts in die »aus«-Ste!lung ein Lecken zwischen den Durchgängen 20 und 21 verhindert.

Eine in einer mit dem Gehäuse 18 verschraubte Kappe 41 enthaltene Zentrierung ist an das linke Ende des Ventiischiebers 29 angebracht, um diesen in seine neutrale Stellung vorzuspannen. Die Feder 42 drückt auf ein Paar topfförmiger Scheiben 43 und 44 zu beiden Seiten gegen die Kappe 41 und gegen eine Einsatzscheibe 45, welche in einer Aussparung in dem Gehäuse 18 angeordnet ist, Die Scheibe 43 drückt gegen den Kopf eines mit dem linken Ende des Ventilschiebers verschraubten Bolzens 46, während die Scheibe 44 direkt auf das linke Ende des Ventiischiebers drückt. Ein hohler, zylinderförmiger Zwischenraum 47, durch welchen sich der Bolzen 46 erstreckt, trennt den Kopf des Bolzens 46 vom linken Ende des Ventilschiebers. Dieser Zwischenraum paßt lose in zentrale öffnungen in den Scheiben 43 und 44 und kann bei Bewegung des Ventilschiebers 29 leicht hindurchgleiltn. In einer Druckminderungs-F.ntlüftungsöffnung in der Kappe 41 befindet sich metallisches Filtermaterial 48, wodurch das Innere der Kappe und der Bereich 30 des Ventiischiebers 29 der das Gehäuse 18 umgebenden korrosionsgefährdenden Umgebung ausgesetzt sind.

Die Bewegung des Ventilschiebers 29 in einer der beiden Richtungen von der mittleren neutralen Stelle aus drückt die Zentrierfeder 42 durch die Bewegung einer der Scheiben 42 und 43 zusammen. Bei nachfolgender Freigabe des Ventilschiebers bringt die Feder 42 diesen wieder in seine neutrale Stellung zurück.

Bei Betrieb des Ventils lenkt die Rechtsbewegung des Ventilschiebers 29 das Fluid in die Kammer 25 des Zylinders 15 durch Verbindung des Eingangdurchganges 22 mit dem zylindrischen Arbeitsdurchgang 21 über die Nut 35. Die Scheibe 43 wird von dem Bolzen 46 gezwungen, sich mit dem Ventilschieber 29 in Richtung der Scheibe 44 zu bewegen und die Feder 42 zusammenzudrücken. Die folgende Rechtsbewegung des Zylinderkolbens und der Zylinderstange verdrängt das Fluid aus der Kammer 26 in die Leitung 17 und den zylindrischen Arbeitsdurchgang 23, von wo es durch die Nut 36 in den Fluidabflußdurchgang 24 gelenkt wird. Bei Freigabe des Ventilschiebers 29 drückt die Feder 42 die Scheibe 43 nach links und den Ventilschieber 29 in seine neutrale Stellung, in der die Arbeitsdurchgänge 21 und 23 isoliert werden und der Kolben des Zylinders 15 hydraulisch in der Stellung festgehalten wird. In gleicher Weise lenkt eine Linksbewegung des Ventilschiebers das Fluid von der Pumpe 11 durch die Nut 36 in die Zylinderkammer 36 und lenkt das verdrängte Fluid von der Kammer 26 und dem Durchgang 21 durch die Nut 35 in den Abzugsdurchgang 20.

Herstellung

Die Herstellung eines Ventilschiebers 29 erfordert eine genaue Endanpassung des Durchmessers der Vorsprünge 32, 33, 34 an eine gewünschte Größe. Zur Erleichterung einer schnellen und wirtschaftlichen Herstellung des Steuerventils und zur Verringerung der Bearbeitung und möglicher Schäden ist es erstrebenswert, daß diese Endabstimmung und Größeneinteilung der letzte Schritt bei der Herstellung ist vor dem Zusammensetzen von Gehäuse, Ventilschieber und anderen Elementen des Ventils 10. Wenn also zeitraubende Schritte — wie Verchromung des Ventilschiebers — gemäß der Erfindung vor der Endanpassung ausgeführt werden, so wird das End-Dimensionierungsverfahren für die Massenproduktion von Ventilschiebern brauchbar.

Das hier »Selektivanpassung von Ventilschiebern und Gehäusen« genannte Ventilherstellungsverfahren ist ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren, das die Dimensionierung am Ende der Herstellung verwendet. Aus einem einzigen Vorrat an Ventilschiebern mit geringer Übergröße werden diese mit verschiedenen Durchmessern — abhängig von den jeweils vorhandenen Gehäuses — hergestellt, wodurch ein großer Vorrat an Ventilschiebern mit iedem für das Ventilgehäuse

erforderlichen Durchmesser nicht mehr erforderlich ist.

Der Ventilschieber 29 wird aus einem zylindrischen Stabmatcrial in die gewünschte Form gebracht, wobei der Durchmesser größer als die Bohrung des Gehäuses 18 bleibt, Die Endbereiche 30 und 31 werden auf einen kleineren Durchmesser außerhalb des Toleranzbereiches des Durchmessers der Ventilgehäusebohrung 19 gebracht. Die kegelförmigen Oberflächen 38 und 39 werden gleichzeitig hergestellt.

Ein Chrombelag von gewünschter Dicke wird elektrolytisch auf die Endbereiche 30 und 31 aufgebracht, wonach der Ventilschicber 29 gelagert werden kann.

Das Gehäuse 18 einschließlich der Bohrung 19 ist vollständig mit den gewünschten Dimensionen hergestellt, und der tatsächliche Bohrungsdurchmesser wird festgestellt, wenn es verzeichnet und gelagert wird.

Wenn verschiedene Steuerventile 10 zusammeng baut werden sollen, so wird jeder Ventilschieber 29 mi einem Felddurchmesser hergestellt, der eng an de Bohrungsdurchmesser eines der erhältlichen Gehäusi angepaßt ist. Um beispielsweise einen Ventilschiebe innerhalb 0,0025 mm an eine mit einer Toleranz vor 0,0375 mm hergestellten Gehäusebohtung anzupasse wird der Ventilschieber von einem ringförmige;

ίο Außenschleifer auf 15 verschiedene Größen hergestell Die Endgrößen der Vorsprünge werden aufgeschriebe und sodann werden Ventilschieber und Gehäusi paarweise zusammengefügt, so daß die Ventilschiebe 29 den Bohrungen 19 so angepaßt sind, wie es für einei richtigen Ventilbetrieb erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Ventilschiebers für ein Steuerventil, das ein Ventilgehäuse umfaßt mit einer Bohrung zur Aufnahme des Ventilschiebers, der mit Vorsprüngen versehen ist und wenigstens an einem Stirnbereich mit einer Fluiddichtung abgedichtet durch die Wand des Ventilgehäuses hindurchgeführt wird, welches Fluiddurchgänge aufweist, die mit den Vorsprüngen des Ventilschiebers zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stirnbereich (30, 31) auf einen kleineren Durchmesser als den der Vorsprünge (32, 33, 34) gebracht wird, daß der Übergang (38, 39) zum nächstgelegenen Vorsprung (32, 34) kegelförmig bearbeitet wird, daß der Stirnbereich (30, 31) mit einem korrosionsbeständigen Überzug (40) versehen wird und daß die Vorsprünge (32, 33, 34) nach der Bearbeitung des Stirnbereichs (30, 3t) und des kegelförmigen to Überganges (38, 39) und dem Aufbringen des korrosionsbeständigen Überzuges (40) auf einen Durchmesser bearbeitet werden, der zwischen dem Durchmesser der Bohrung (19) des Ventilgehäuses (18) und dem verringerten Durchmesser des Stirnbereichs (30,31) des Ventilschiebers (29) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnbereiche (30, 31) und die kegelförmigen Übergänge (38,39) in einem Arbeitsgang hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als korrosionsbeständiger Überzug ein Metall verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall elektrolytisch aufgebracht J5 wird.