Die
Erfindung betrifft einen Ventilkolben für ein als 4/3-Wege-Ventil ausgebildetes
lineares Schieberventil, das zur Betriebssteuerung eines hydraulischen
Verbrauchers, z.B. eines doppelt wirkenden Linearzylinders oder
zur Ansteuerung eines Rotations-Hydromotors in alternativen Vorschub-
bzw. Drehrichtungen einsetzbar ist, und mit den weiteren, im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.The
The invention relates to a valve piston designed as a 4/3-way valve
Linear slide valve, used to control the operation of a hydraulic
Consumer, e.g. a double-acting linear cylinder or
for controlling a rotary hydraulic motor in alternative feed
or directions of rotation can be used, and with the other, in the preamble
of the patent claim 1, generic characteristics.
Derartige
Ventilkolben sind für
denjenigen häufig
benötigten
Typ von druckbetätigten
Schieberventilen vorgesehen, in deren funktionsneutraler Grundstellung
der Verbraucher stillgesetzt ist, beide Verbraucheranschlüsse des
Ventils gegen die P- und T-Versorgungsanschlüsse abgesperrt, diese jedoch miteinander
verbunden sind, so daß ein
lastfreier Umlaufbetrieb der Pumpe des Druckversorgungsaggregats
möglich
ist ( DE 3435969 A1 ).Such valve piston are provided for those frequently required type of pressure-operated slide valves, in the neutral position of the consumer is shut down, shut off both consumer ports of the valve against the P and T supply ports, but these are interconnected, so that a load-free circulation operation of the pump Pressure supply unit is possible ( DE 3435969 A1 ).
Kolben
der eingangs genannten Art sind in Verbindung mit dem erläuterten
Ventiltyp allgemein bekannt. Sie haben durch eine zentrale Trennwand des
Kolbens gegeneinander abgegrenzte axiale Kanäle, die über je einen Querkanal zum
einen mit einer zentralen PA- bzw. PB-Nut und zum anderen mit einer TA-bzw. einer TB-Nut
des Kolbens in kommunizierender Verbindung stehen, zwischen denen
A- und B-Steuernuten des Kolbens angeordnet sind, die in der Grundstellung
(0) des Kolbens gegen die Versorgungsanschlüsse des Ventils abgesperrt
sind.Pistons of the type mentioned are generally known in connection with the illustrated valve type. They have by a central partition wall of the piston against each other delimited axial channels, each having a transverse channel on the one hand with a central P A - or P B -Nut and on the other with a T A -bzw. a T B -Nut of the piston are in communicating communication, between which A- and B-control grooves of the piston are arranged, which are shut off in the normal position (0) of the piston against the supply ports of the valve.
Die
bekannten Ventilkolben der eingangs genannten Art sind, abgesehen
von Stopfen, mittels derer axiale Sackbohrungen die die axialen
Abschnitte der P-T-Verbindungskanäle bilden, einseitig dicht verschlossen
sind, einstückig
ausgeführt.The
known valve piston of the type mentioned above, apart
of stoppers, by means of which axial blind holes the axial
Form sections of the P-T connection channels, sealed on one side
are, in one piece
executed.
Die
bekannten Ventilkolben sind mit zumindest den folgenden Nachteilen
behaftet: Die Herstellung der detailreichen Kolben-Mittelstücke ist
entsprechend aufwendig und erfordert, da die einzelnen Konturenbereiche,
Kanäle
und Gewindegänge
für das
Einschrauben der Stopfen bei einem einstückigen Teil nur nacheinander
bearbeitet werden können, sehr
viel Maschinenzeit pro Kolben-Mittelstück, die insbesondere für das Fräsen der
paarweise einander diametral gegenüberliegend angeordneten Querkanäle sowie
das Einschneiden der Gewinde für
die Stopfen, das aus Genauigkeitsgründen durch Strehlen erfolgen
muß, bedingt
ist. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Gewinde
der Stopfen.The
known valve piston are with at least the following disadvantages
Afflicted: The production of the detailed piston centerpieces is
correspondingly expensive and requires, since the individual contour areas,
channels
and threads
for the
Screw the plugs in one piece only one after the other
can be edited, very much
a lot of machine time per piston center piece, especially for milling the
in pairs diametrically opposed cross channels and
cutting the threads for
the plugs, which are made for accuracy reasons by chasing
must, conditionally
is. The same applies mutatis mutandis to the thread
the stopper.
Werden
die Querkanäle
mittels eines Scheibenfräsers
ausgefräst,
dessen Drehachse parallel zur zentralen Längsachse des Kolbenmittelstücks verläuft, wobei
der Fräser
radial bewegt wird, so ergeben sich für die Querkanäle rechtwinklig
berandete innere und äußere Mündungsöffnungen,
deren in Umfangsrichtung gesehene – azimutale – Weite
von Innen nach Außen
zunimmt, wobei jedoch der effektive Durchflußquerschnitt durch die lichte
Querschnittsfläche
der inneren Mündungsöffnung des
jeweiligen Querkanals bestimmt ist. Es muß insoweit hingenommen werden,
daß die
sich zwischen den Mündungsöffnungen
erstreckenden Stege des Kolbens geschwächt werden, was aus Stabilitätsgründen unerwünscht ist.Become
the cross channels
by means of a disk cutter
milled,
whose axis of rotation is parallel to the central longitudinal axis of the piston center piece, wherein
the router
is moved radially, so arise for the transverse channels at right angles
bounded inner and outer orifices,
their circumferentially - azimuthal - width
from the inside to the outside
increases, but the effective flow area through the clear
Cross sectional area
the inner orifice of the
respective transverse channel is determined. It must be accepted insofar
that the
between the mouth openings
extending webs of the piston are weakened, which is undesirable for stability reasons.
Werden
andererseits die Querkanäle
mittels eines Schaftfräsers
mit radial zur zentralen Längsachse
des Kolbens verlaufender Drehachse ausgefräst, wobei der Fräser zur
Bildung von Langlöchern in
axialer Richtung verschoben wird, so daß sich parallele Längsbegrenzungsflächen der
Querkanäle
ergeben, so muß,
verglichen mit rechteckigen Öffnungs-Querschnitten,
in Kauf genommen werden, daß sich
an den Langlochenden querschnittsvermindernde Rundungen ergeben,
was strömungstechnisch
unerwünscht
ist. Dasselbe gilt sinngemäß, wenn
das Werkstück
azimutal relativ zum Fräser
bewegt wird, wobei auch noch den Querschnitt des verbleibenden Stegmaterials
reduzierende schräg
verlaufende Krümmungsbereiche
an den Schlitzenden in Kauf genommen werden müssen. Sollen derartige, einerseits
den Durchflußquerschnitt
der Querkanäle und
andererseits auch den Materialquerschnitt der zwischen diesen verbleibenden
Längsstege
des Kolbens vermindernde Formen vermieden werden, d.h. über die
gesamte radiale Ausdehnung der Querkanäle ein definierter rechteckiger Öffnungsquerschnitt
erzielt werden, sind zusätzliche
Räumarbeitsgänge erforderlich,
die erheblich zur Bearbeitungszeit beitragen. Damit die die stirnseitigen Enden
des fertigen Kolbens bildenden Stopfen, die in die Steuerkammern
des Ventils hineinragen und sowohl als Zentrierzapfen für die Ventilfedern
als auch als kolbenseitige Hubbegrenzungsanschläge wirken, die zentralen Kolbenkanäle hinreichend
dicht gegen die Steuerkammern abschließen, werden die Stopfen im
Eingriffsbereich ihrer Gewinde mit den Gewinden des Kolben-Mittelstücks mittels
eines aushärtbaren
Klebers verklebt. Diese Klebeverbindungen, deren Dichtigkeit unmittelbar
nach der Fertigstellung des Kolbens unterstellt werden kann, sind
jedoch hinsichtlich ihrer perfekten Ausbildung nicht überprüfbar und
stellen Schwachstellen des Kolbens dar, die bei hohen Druck- und
Temperaturbelastungen des Kolbens in nicht zu seltenen Fällen schadhaft
werden können und
in aller Regel die Lebensdauer der Kolben begrenzen.Become
on the other hand, the transverse channels
by means of an end mill
with radial to the central longitudinal axis
milled out of the piston axis of rotation, wherein the cutter for
Formation of oblong holes in
axial direction is shifted, so that parallel longitudinal boundary surfaces of the
transverse channels
arise, so must,
compared with rectangular opening cross-sections,
be accepted that
result in cross-section-reducing curves at the slot ends,
what fluidically
undesirable
is. The same applies mutatis mutandis, if
the workpiece
azimuthally relative to the cutter
is moved, and still the cross section of the remaining web material
reducing oblique
extending curvature areas
at the slit ends must be taken into account. Should such, on the one hand
the flow area
the cross channels and
on the other hand, the material cross section of the remaining between them
longitudinal webs
piston-reducing shapes are avoided, i. about the
entire radial extent of the transverse channels a defined rectangular opening cross-section
are achieved are additional
Clearing operations required,
which contribute significantly to the processing time. So that the front ends
of the finished piston forming plug, which in the control chambers
protrude the valve and both as a centering pin for the valve springs
act as a piston-side Hubbegrenzungsanschläge, the central piston channels sufficient
close tightly against the control chambers, the plugs are in
Engagement area of their threads with the threads of the piston centerpiece means
a curable
Glued glue. These adhesive joints, their tightness immediately
after the completion of the piston can be assumed are
however, in terms of their perfect training not verifiable and
represent weak points of the piston, which at high pressure and
Temperature loads on the piston are not infrequently damaged
can and can
usually limit the life of the piston.
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Ventilkolben der eingangs genannten
Art anzugeben, der unbeschadet hoher mechanischer Belastbarkeit und
strömungstechnisch
günstiger
Gestaltung seiner Querkanäle
mit großen Öffnungsweiten
besonders einfach und entsprechend kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is therefore to provide a valve piston of the type mentioned, the undamaged high mechanical strength and aerodynamically favorable design of its transverse channels with large opening widths is particularly simple and correspondingly inexpensive to produce.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These
The object is achieved by the
characterizing features of claim 1 solved.
Durch
den hiernach vorgesehenen Segmentaufbau des Kolbens aus fünf "axialen" Segmenten, die je
für sich
gesehen in einfachen rasch durchführbaren Arbeitsgängen gefertigt
werden können
und in einem einzigen Lötprozeß stoffschlüssig fest
zusammengefügt
werden können,
wird eine drastische Vereinfachung der Herstellung erzielt, mit
der eine etwa 30- bis 40-prozentige Verkürzung der maschinellen Bearbeitungszeiten
mit entsprechender Kostensenkung einhergeht.By
the hereafter provided segment structure of the piston of five "axial" segments, depending
for themselves
Seen in simple quickly made operations
can be
and firmly bonded in a single soldering process
together
can be
a drastic simplification of the production is achieved with
this is about 30 to 40 percent reduction in machining times
associated with corresponding cost reduction.
Gestaltungen
der Querkanäle
als Schlitze mit ebenen Längsbegrenzungsflächen, die
rechtwinklig an ihre jeweils flanschseitigen, ihrerseits ebenen
Querbegrenzungen anschließen,
sind durch eine fräsende
Bearbeitung des P-Segments sowie der Endsegmente sowohl unter Verwendung
eines Schaftfräsers
oder auch eines Scheibenfräsers
möglich,
wobei einander paarweise diametral gegenüberliegend und azimutal äquidistant
angeordnete Schlitze in einem einzigen Fräsarbeitsgang gefräst werden können, ohne
daß das
Werkstück
umgesetzt werden muß,
wobei die Bahn des Fräsers
zweckmäßigerweise
so gewählt
wird, daß die
Längsbegrenzungsflächen der
Schlitze des P-Segments und/oder der Endsegmente parallel zu einer
die zentrale Längsachse des
Kolbens enthaltenden Radialebene verlaufen, die gleichzeitig Mittelebene
der Schlitze ist.designs
the cross channels
as slots with flat longitudinal boundary surfaces, the
at right angles to their respective flange-side, in turn flat
Connect cross borders,
are through a milling
Processing of the P segment as well as the end segments using both
an end mill
or a disc milling cutter
possible,
where diametrically opposite each other in pairs and azimuthal equidistant
arranged slots can be milled in a single milling operation, without
that this
workpiece
must be implemented,
being the path of the milling cutter
expediently
so chosen
will that the
Longitudinal boundary surfaces of
Slots of the P-segment and / or the end segments parallel to one
the central longitudinal axis of the
Piston-containing radial plane run, the same center plane
the slots is.
Bei
der genannten Frässchnittführung ergibt sich
in radialer Richtung eine dem Betrage nach gleichbleibende lichte
Querschnittsfläche
der Querkanäle
mit der Folge, daß im
radial äußeren Bereich der
sektorförmigen
Mantelelemente, die die Kanäle in
Längsrichtung
begrenzen, mehr materialerfüllte Querschnittsfläche verbleibt,
die als Lötfläche ausnutzbar
ist. Eine vorteilhafte Vergrößerung der
zur stoffschlüssigen
Lötverbindung
der Kolbensegmente untereinander nutzbaren Lötfläche wird des weiteren dadurch
erzielt, daß die "freien" Endabschnitte der Mantelelemente
von erweiterten Bohrungsstufen der A- und B-Segmente aufgenommen
werden, so daß auch
Endabschnitte der äußeren Mantelflächen der sektorförmigen Mantelelemente
als Lötfläche ausnutzbar
sind. Die Festigkeit des solchermaßen aus Segmenten bestehenden
Verbundkolbens entspricht mindestens derjenigen eines einstückigen Kolbens derselben
Form. Es kommt hinzu, daß die
die zentralen Kanäle
axial abschließenden
Kolbenelemente einschließlich
die Ventilfedern zentrierender Endzapfen einstückig mit den Endsegmenten ausführbar sind,
so daß an
den Kolbenenden keinerlei Dichtigkeits- oder Verschleißprobleme
auftreten können.
Ein nach dem Zusammenlöten
der Kolbensegmente erforderliches Abschleifen der Kolbenflansche
auf Sollmaß kann
wie bei einem konventionellen Kolben durchgeführt werden.at
the mentioned Frässchnittführung results
in the radial direction, a magnitude consistent with the amount of light
Cross sectional area
the cross channels
with the result that in the
radially outer region of the
sectorial
Sheath elements covering the channels in
longitudinal direction
limit, more material-filled cross-sectional area remains,
exploitable as a soldering surface
is. An advantageous enlargement of
for cohesive
solder
the piston segments mutually usable soldering surface is further characterized
achieved that the "free" end portions of the jacket elements
recorded by extended hole levels of the A and B segments
so that too
End portions of the outer lateral surfaces of the sector-shaped jacket elements
exploitable as a soldering surface
are. The strength of the thus consisting of segments
Composite piston at least equal to that of a one-piece piston of the same
Shape. It should be added that the
the central channels
axially terminating
Including piston elements
the valve springs centering end pin are integrally executable with the end segments,
so that on
the piston ends no leaks or wear problems
may occur.
One after soldering together
the piston segments required grinding of the piston flanges
on nominal size can
as in a conventional piston.
Durch
die Merkmale der Ansprüche
5 und 6 sind für
alternative Gestaltungen des Kolbens günstige Relationen von Schlitzweiten
und Kolbenradien angegeben, die bei gleichwohl großen Überströmquerschnitten
der Querkanäle
hinreichende Festigkeit des Kolbens ergeben.By
the features of the claims
5 and 6 are for
alternative designs of the piston favorable relations of slot widths
and piston radii given in the case of large overflow cross sections
the cross channels
give sufficient strength of the piston.
Zum
Verlöten
der Kolbensegmente benötigtes
Hartlot kann als Lötpaste,
die das Lotmaterial in feinkörniger
Verteilung enthält,
in ringstreifenförmiger Vertei lung
im Bereich der durch die A- und B-Kolbensegmente markierten Fugenränder angeordnet
werden.To the
Solder
the piston segments needed
Braze can be used as solder paste,
the the solder material in fine-grained
Contains distribution
in ring-shaped distribution distribution
arranged in the region of the joint edges marked by the A and B piston segments
become.
Alternativ
oder ergänzend
hierzu können auch,
wie gemäß Anspruch
7 vorgesehen, die Mantelelemente des zentralen P-Segments des Kolbens und/oder
dessen Endsegmente mit von ihren Endstirnflächen her eingebrachten Sackbohrungen
für die
Aufnahme von Festlotstücken
versehen sein.alternative
or in addition
this can also be
as claimed
7, the jacket elements of the central P-segment of the piston and / or
the end segments with introduced from their end faces ago blind holes
for the
Recording of fixed pieces
be provided.
Weitere
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Ventilkolbens
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen
Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigenFurther
Details of the valve piston according to the invention
result from the following description of a special
embodiment
based on the drawing. Show it
1 ein
mit einem erfindungsgemäßen Ventilkolben
bestücktes
4/3-Wege-Ventil in schematisch vereinfachter Längsschnittdarstellung; 1 a equipped with a valve piston according to the invention 4/3-way valve in a schematically simplified longitudinal sectional view;
2 ein
hydraulisches Schaltbild zur Erläuterung
der Funktion des Ventils gemäß 1; 2 a hydraulic circuit diagram for explaining the function of the valve according to 1 ;
3 die
Gestaltung von Kolbensegmenten, aus denen der Ventilkolben zusammengesetzt
ist, in entlang seiner zentralen Längsachse auseinandergezogener
Darstellung der einzelnen Kolbensegmente, teilweise im Schnitt längs einer
die zentrale Längsachse
enthaltenden Radialebene des Kolbens; 3 the design of piston segments, of which the valve piston is composed, in exploded along its central longitudinal axis representation of the individual piston segments, partially in section along a central longitudinal axis containing radial plane of the piston;
3a einen
Schnitt längs
der Ebene IIIa-IIIa der 3; 3a a section along the plane IIIa-IIIa of 3 ;
3b einen
Schnitt längs
der Ebene IIIb-IIIb der 3; 3b a section along the plane IIIb-IIIb of 3 ;
3c einen
Schnitt längs
der Ebene IIIc-IIIc der 3 und 3c a section along the plane IIIc-IIIc of 3 and
4 eine
abgewandelte Gestaltung in einer der 3c entsprechenden
Schnittdarstellung 4 a modified design in one of the 3c corresponding sectional view
Das
in der 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Drei-Stellungs-Ventil
ist in für
sich bekannter Gestaltung seines Gehäuses 11 und Konfiguration seines
insgesamt mit 12 bezeichneten Ventilkolbens als lineares
Schieberventil ausgebildet, das die Funktion eines 4/3-Wege-Ventils vermittelt,
mittels dessen z.B. Vorschub- und Rückzugs-Bewegungen des Kolbens 13 eines
in der 2 insgesamt mit 14 bezeichneten, doppelt
wirkenden linearen Hydrozylinders sowie dessen Stillstandsphasen
steuerbar sind. Das Ventil 10 ist als hydraulisch betätigbares
Ventil vorausgesetzt, das eine durch Ventilfedern 16 und 17 zentrierte
Grundstellung 0, der die Mittelstellung seines Kolbens 12 entspricht,
hat und durch alternative Druckbeaufschlagung und -entlastung einer
A-Steuerkammer 18 und einer B-Steuerkammer 19 in
alternative Funktionsstellungen I und II steuerbar ist, die alternativen
Bewegungsrichtungen des Kolbens 13 des Hydrozylinders 14 zugeordnet
sind, die in der 2 durch die Richtungspfeile 21 und 22 angedeutet
sind.That in the 1 in total with 10 designated three-position valve is in per se known design of its housing 11 and configuration of his total with 12 Designated valve piston formed as a linear slide valve, which mediates the function of a 4/3-way valve, by means of which, for example, advancing and retracting movements of the piston 13 one in the 2 in total with 14 designated, double-acting linear hydraulic cylinder and its stoppage phases are controllable. The valve 10 is assumed as a hydraulically actuated valve, the one by valve springs 16 and 17 centered home position 0, which is the center position of his piston 12 equivalent, has and by alternative pressurization and relief of an A control chamber 18 and a B control chamber 19 in alternative functional positions I and II is controllable, the alternative directions of movement of the piston 13 of the hydraulic cylinder 14 are assigned in the 2 through the directional arrows 21 and 22 are indicated.
Das
Ventil 10 hat einen mit dem Hochdruckausgang 23 eines
insgesamt mit 24 bezeichneten Druckversorgungsaggregats
verbundenen P-Versorgungsanschluß 26 und einen mit
dem drucklosen Vorratsbehälter 27 des
Druckversorgungsaggregats verbundenen T-Versorgungsanschluß 28,
sowie einen A-Verbraucheranschluß 29, der bei dem
in der 2 dargestellten Einsatzbeispiel mit dem einen – linken – Antriebsdruckraum 31 des
Hydrozylinders 14 verbunden ist, sowie einen B-Verbraucheranschluß 32,
der mit dem anderen – rechten – Antriebsdruckraum 33 des
Hydrozylinders 14 verbunden ist.The valve 10 has one with the high pressure outlet 23 a total with 24 designated pressure supply unit connected P supply connection 26 and one with the non-pressurized reservoir 27 the pressure supply unit connected T-supply connection 28 , as well as an A consumer outlet 29 who in that in the 2 shown application example with the one - left - drive pressure chamber 31 of the hydraulic cylinder 14 as well as a B-consumer outlet 32 that with the other - right - drive pressure chamber 33 of the hydraulic cylinder 14 connected is.
In
der Grundstellung 0 des Ventils 10, d.h. der Mittelstellung
seines Kolbens 12, sind die Verbraucheranschlüsse 29 und 32 gegen
die Versorgungsanschlüsse 26 und 28 abgesperrt,
diese jedoch über
einen Umlauf-Strömungspfad 34 miteinander
verbunden, so daß die
Pumpe 36 des Druckversorgungsaggregats 34 im Umlaufbetrieb
arbeiten kann.In the basic position 0 of the valve 10 , ie the middle position of its piston 12 , are the consumer connections 29 and 32 against the supply connections 26 and 28 shut off, but this via a circulation flow path 34 connected together so that the pump 36 of the pressure supply unit 34 can work in circulation mode.
In
der Funktionsstellung I des Ventils 10, in die dieses bei
Druckbeaufschlagung der A-Steuerkammer 18 und Druckentlastung
der B-Steuerkammer 19 gelangt, ist der A-Verbraucheranschluß 29 des
Ventils 10 über
einen Durchflußpfad 37 desselben
mit dem P-Versorgungsanschluß 26 verbunden, während der
B-Verbraucheranschluß 32 über einen Entlastungspfad 38 mit
dem T-Versorgungsanschluß 28 des
Ventils verbunden ist. In dieser Funktionsstellung I bewegt sich
der Kolben 13 des Hydrozylinders 14 in Richtung
des Pfeils 21 – nach
rechts. Durch Druckbeaufschlagung der B-Steuerkammer 19 und Druckentlastung
der A-Steuerkammer 18 des Ventils 10 gelangt dieses
in seine Funktionsstellung II, in der der B-Verbraucheranschluß 32 über einen
Durchflußpfad 39 mit
dem P-Versorgungsanschluß 26 verbunden
ist, während
der A-Verbraucheranschluß 29 über einen
Entlastungspfad 41 des Ventils 10 mit dessen T-Versorgungsanschluß 28 verbunden
ist. In dieser Funktionsstellung II bewegt sich der Kolben 13 des Hydrozylinders 14 in
Richtung des Pfeils 27 – nach links.In the functional position I of the valve 10 into this when pressurizing the A-control chamber 18 and pressure relief of the B control chamber 19 is the A consumer outlet 29 of the valve 10 via a flow path 37 the same with the P supply connection 26 connected while the B consumer outlet 32 via a relief path 38 with the T-supply connection 28 the valve is connected. In this functional position I, the piston moves 13 of the hydraulic cylinder 14 in the direction of the arrow 21 - to the right. By pressurizing the B control chamber 19 and pressure relief of the A-control chamber 18 of the valve 10 this gets into its functional position II, where the B consumer outlet 32 via a flow path 39 with the P supply connection 26 while the A consumer outlet is connected 29 via a relief path 41 of the valve 10 with its T-supply connection 28 connected is. In this functional position II, the piston moves 13 of the hydraulic cylinder 14 in the direction of the arrow 27 - to the left.
Zur
diesbezüglichen
Druck-Ansteuerung des als Hauptsteuerventil eingesetzten Ventils 10 ist
beim dargestellten Einsatzbeispiel ein 4/3-Wege-Magnetventil 42 als
Pilotventil vorgesehen, das in seiner Funktionsstellung I die Druckbeaufschlagung
der A-Steuerkammer 18 des Hauptsteuerventils 10 sowie
die Druckentlastung der B-Steuerkammer 19 desselben vermittelt,
alternativ dazu in der Funktionsstellung II die Druckbeaufschlagung
der B-Steuerkammer 19 und die Druckentlastung der A-Steuerkammer 18 des
Hauptsteuerventils vermittelt und in seiner Grundstellung 0 seinen
P-Versorgungsanschluß 26' gegen die Verbraucheranschlüsse 29' und 32' absperrt, diese
jedoch mit dem T-Versorgungsanschluß 28' verbindet, wodurch beide Steuerkammern 18 und 19 des
Hauptsteuerventils 10 zum Vorratsbehälter 27 des Druckversorgungsaggregats 24 druckentlastet
werden.For related pressure control of the valve used as the main control valve 10 is a 4/3-way solenoid valve in the illustrated application example 42 provided as a pilot valve, which in its functional position I, the pressurization of the A-control chamber 18 of the main control valve 10 as well as the pressure relief of the B control chamber 19 the same mediates, alternatively in the functional position II, the pressurization of the B control chamber 19 and the pressure relief of the A-control chamber 18 of the main control valve and in its basic position 0 its P supply connection 26 ' against the consumer connections 29 ' and 32 ' shuts off, but this with the T-supply connection 28 ' connects, creating both control chambers 18 and 19 of the main control valve 10 to the reservoir 27 of the pressure supply unit 24 relieved of pressure.
Die
zur Implementierung der – für sich bekannten – Funktionen
des druckgesteuerten 4/3-Wege-Ventils 10 geeigneten Gestaltungen
seines Gehäuses 11 und
seines Kolbens 12 sind mehr im einzelnen die folgenden:
Der
seiner Grundform nach langestreckt-zylindrische Kolben 12 ist
in einer zentralen axial durchgehenden Bohrung 43 des Gehäuses 11 hin-
und herverschiebbar angeordnet, die zentral mit einer querschnittserweiternden,
als Ringnut ausgebildeten P-Anschlußnut 44 versehen ist,
die mit dem P-Versorgungsanschluß 26 des Gehäuses 11 über einen
Anschlußkanal
in ständig
kommunizierender Verbindung steht.The implementation of the - well-known - functions of the pressure-controlled 4/3-way valve 10 suitable designs of his housing 11 and his butt 12 more in detail are the following:
The basic shape of its elongated-cylindrical piston 12 is in a central axially continuous bore 43 of the housing 11 arranged back and forth, the centrally with a querschnittserweiternden, designed as an annular groove P-connecting groove 44 provided with the P supply connection 26 of the housing 11 is via a connection channel in constantly communicating connection.
Die
P-Anschlußnut
ist zwischen einer A-Ringnut, die über einen weiteren Gehäusekanal mit
dem A-Verbraucheranschluß des
Gehäuses 11 in ständig kommunizierender
Verbindung steht und einer B-Ringnut 47, die ebenfalls über einen
Gehäusekanal
mit dem B-Verbraucheranschluß 32 des
Ventils 10 in kommunizierender Verbindung steht, angeordnet.The P-connection groove is between an A-ring groove, which via a further housing channel with the A-consumer terminal of the housing 11 in constantly communicating connection stands and a B-ring groove 47 , which also has a housing channel with the B consumer connection 32 of the valve 10 is in communicative connection, arranged.
Die
die A-Nut 46, die zentrale P-Anschlußnut 44 und die B-Ringnut 47 umfassende
Nutanordnung des Gehäuses 11 ist
zwischen einer TA-Ringnut 48 und
einer TB-Ringnut 49 angeordnet,
die beide mit dem T-Versorgungsanschluß 28 des Ventils 10 in kommunizierender
Verbindung stehen.The the A-groove 46 , the central P-connection groove 44 and the B-ring groove 47 comprehensive groove arrangement of the housing 11 is between a T A ring groove 48 and a T B ring groove 49 arranged, both with the T-supply connection 28 of the valve 10 be in a communicative relationship.
Der
Ventilkolben 12 ist mit äußeren, seinen Querschnitt abschnittsweise
reduzierenden Ringnuten versehen, wobei eine zentrale P-Nutanordnung 51, 52 des
Kolbens 12 zwi schen einer A-Nut 53 und einer B-Ringnut 54 des
Kolbens 12 angeordnet ist und eine seiner A-Nut 53 benachbarte
PA-Nut 51 sowie eine der B-Nut 54 des
Kolbens benachbarte PB-Nut 52 umfaßt, wobei
diese PA-Nut und die PB-Nut durch einen zentralen
Kolbenflansch 56 gegeneinander. abgegrenzt sind, dessen
axiale Dicke signifikant kleiner ist als die axiale Weite der P-Anschlußnut 44 des
Ventilgehäuses 11.The valve piston 12 is with outer, its cross-section partially reducing Ringnu provided, wherein a central P-groove arrangement 51 . 52 of the piston 12 between an A-groove 53 and a B-ring groove 54 of the piston 12 is arranged and one of its A-groove 53 adjacent P A -ut 51 as well as one of the B-grooves 54 of the piston adjacent P B groove 52 comprising, this P A groove and the P B groove through a central piston flange 56 up to today. are delimited, the axial thickness is significantly smaller than the axial width of the P-connection groove 44 of the valve housing 11 ,
Die
die A-Nut 53, die PA-Nut 51,
die PB-Nut 52 und die B-Nut 54 des
Ventilkolbens 12 umfassende Nutanordnung ist zwischen Endflanschen 57 und 58 des
Kolbens 12 angeordnet, die zum einen die axial bewegliche
Begrenzung je einer der Steuerkammern 18 und 19 des
Ventils 10 und zum anderen die jeweils axial äußere, radiale
Begrenzung einer der A-Nut 46 des Kolbens benachbarten
TA-Nut 59 des Kolbens 12 bzw.
einer der B-Nut 54 des Kolbens 12 benachbarten
TB-Nut 61 bilden.The the A-groove 53 , the P A -ut 51 , the P B nut 52 and the B-groove 54 of the valve piston 12 comprehensive groove arrangement is between end flanges 57 and 58 of the piston 12 arranged on the one hand, the axially movable boundary each one of the control chambers 18 and 19 of the valve 10 and on the other hand, the respective axially outer, radial boundary of one of the A-groove 46 of the piston adjacent T A -ut 59 of the piston 12 or one of the B-slot 54 of the piston 12 adjacent T B -ut 61 form.
Die
der A-Nut 53 des Kolbens 12 benachbarte PA-Nut 51 desselben ist über einen
mit der A-Nut koaxialen, zentralen Kolbenkanal 62, in den
mindestens ein von der PA-Ringnut 51 des
Kolbens 12 ausgehender Querkanal 63 und mindestens
ein von der TA-Ringnut 59 des Kolbens 12 ausgehender
Querkanal 64 münden,
kommunizierend verbunden. Desgleichen ist die der B-Nut 54 des
Kolbens 12 benachbarte PB-Nut desselben
mit der seiner B-Nut 54 benachbarten TB-Nut 61 über einen
mit der B-Nut 54 koaxialen, zentralen Kolbenkanal 66,
in den mindestens ein von der PB-Nut 52 des
Kolbens ausgehender Querkanal 67 und mindestens ein von
der TB-Nut 61 des Kolbens ausgehender
Querkanal 68 münden, kommunizierend
verbunden.The A-groove 53 of the piston 12 adjacent P A -ut 51 the same is via a coaxial with the A-groove, central piston channel 62 , in at least one of the P A ring groove 51 of the piston 12 outgoing cross channel 63 and at least one of the T A ring groove 59 of the piston 12 outgoing cross channel 64 open, communicatively connected. The same is the B-groove 54 of the piston 12 adjacent P B groove of the same with its B groove 54 adjacent T B -ut 61 over one with the B-groove 54 coaxial, central piston channel 66 , in at least one of the P B- nut 52 the piston outgoing transverse channel 67 and at least one of the T B nut 61 the piston outgoing transverse channel 68 open, communicatively connected.
Die
axialen Weiten der A-Nut 46 des Gehäuses 11 sowie der
A-Nut 53 des Kolbens 12, einerseits sowie die
axialen Weiten der B-Nut 47 des Gehäuses 11 und der B-Nut 54 des
Gehäuses 11,
andererseits, sind dahingehend aufeinander abgestimmt, daß die A-Nuten 47 und 53 und
die B-Nuten 49 und 54 innerhalb des möglichen
Auslenkungsbereiches des Kolbens 12 in ständig kommunizierender
Verbindung stehen.The axial widths of the A-groove 46 of the housing 11 as well as the A-groove 53 of the piston 12 , on the one hand, and the axial widths of the B-groove 47 of the housing 11 and the B-groove 54 of the housing 11 , on the other hand, are coordinated so that the A-grooves 47 and 53 and the B-grooves 49 and 54 within the possible range of deflection of the piston 12 be in constant communication.
Entsprechend
der 4/3-Wege-Ventilfunktion des Schieberventils 10 sind
in den dessen verschiedenen Funktionsstellungen 0, I und II entsprechenden
Kolbenpositionen die folgenden hydraulisch-kommunikativen Verbindungen
gegeben:
In der Grundstellung 0 des Schieberventils 10,
d.h. in der federzentrierten Mittelstellung seines Kolbens 12 sind
die A-Nut 46 und die B-Nut 47 des Kolbens 12 sowohl
gegen dessen P-Nut 44 als auch gegen die TA-Nut 48 und
die TB-Nut 49 des Gehäuses 11 und die
im genannten Fall mit diesen jeweils einzeln kommunizierenden TA- und
TB-Nuten 59 und 61 des
Kolbens 12 abgesperrt, wogegen die PA-Nut 51 und
die PB-Nut 52 des Kolbens 12 mit
der TA-Nut 48 und der TB-Nut 49 des Gehäuses 11 kommunizierend
verbunden sind.According to the 4/3-way valve function of the slide valve 10 in the piston positions corresponding to its different functional positions 0, I and II, the following hydraulic-communicative connections are given:
In the basic position 0 of the slide valve 10 , ie in the spring-centered position of its piston 12 are the A-groove 46 and the B-groove 47 of the piston 12 both against its P-groove 44 as well as against the T A -ut 48 and the T B nut 49 of the housing 11 and in the said case with these individually communicating T A and T B grooves 59 and 61 of the piston 12 locked, whereas the P A -ut 51 and the P B nut 52 of the piston 12 with the T A -ut 48 and the T B nut 49 of the housing 11 communicatively connected.
In
der Funktionsstellung I des Schieberventils 10 sind die
A-Nut 46 des Gehäuses 11 und
die A-Nut 53 des Kolbens 12 gegen die TA-Nut 59 des Kolbens 12 abgesperrt
und mit der PA-Nut des Kolbens 12 sowie
dem P-Versorgungsanschluß 26 verbunden
und gegen die PB-Nut 52 des Kolbens 12 abgesperrt,
die ihrerseits mit der B-Nut 49 des Gehäuses 11 und über diese
mit dem T-Versorgungsanschluß 28 kommunizierend
verbunden ist;
in der Funktionsstellung II des Schieberventils
sind die B-Nut 47 des Gehäuses 11 und die B-Nut 54 des Kolbens 12 gegen
die TB-Nut 61 des Kolbens abgesperrt
und mit der PB-Nut 52 sowie dem
P-Versorgungsanschluß 26 verbunden
und gegen die PA-Nut 51 des Kolbens
abgesperrt, die ihrerseits mit der A-Nut 46 und über diese
mit dem T-Versorgungsanschluß 28 des
Gehäuses 11 kommunizierend
verbunden ist.In the functional position I of the slide valve 10 are the A-groove 46 of the housing 11 and the A-groove 53 of the piston 12 against the T A -ut 59 of the piston 12 shut off and with the P A -ut of the piston 12 and the P supply connection 26 connected and against the P B -ut 52 of the piston 12 shut off, in turn, with the B-groove 49 of the housing 11 and about this with the T-supply connection 28 communicatively connected;
in the functional position II of the slide valve are the B-groove 47 of the housing 11 and the B-groove 54 of the piston 12 against the T B -ut 61 shut off the piston and with the P B -Nut 52 and the P supply connection 26 connected and against the P A -ut 51 shut off the piston, in turn, with the A-groove 46 and about this with the T-supply connection 28 of the housing 11 is communicatively connected.
Abweichend
von der schematisch vereinfachten Darstellung der 1 ist
der Kolben 12 aus insgesamt fünf entlang einer gemeinsamen
Längsachse 69 angeordneten
Kolbensegmenten 71 bis 75, deren Gestaltung am
besten der auseinandergezogenen Darstellung der 3 sowie
den Schnittdarstellungen gemäß den 3a, 3b und 3c entnehmbar
ist, auf deren Einzelheiten Bezug genommen wird, zusammengesetzt.
Demgemäß umfaßt der Kolben
ein zentrales P-Segment 71, das symmetrisch bezüglich seiner
zur zentralen Längsachse 69 rechtwinklig
verlaufenden Quermittelebene 77 ausgebildet ist. Es bildet
mit dem radial äußeren Bereich
eines ringscheibenförmigen zentralen
Abschnitts 78 den zentralen Kolbenflansch 56,
der die PA-Nut 51 des Kolbens 12 gegen
dessen PB-Nut 52 jeweils innenseitig
abgrenzt. Bei dem Kolben 12 gemäß 3 ist das
zentrale P-Segment 71 auch, wie in der 3c dargestellt,
symmetrisch zu einer radialen, die zentrale Längsachse 69 des Kolbens 12 enthaltenden
Längsmittelebene 79 ausgebildet.Deviating from the schematically simplified representation of 1 is the piston 12 out of a total of five along a common longitudinal axis 69 arranged piston segments 71 to 75 whose design best reflects the exploded representation of 3 and the sectional views according to the 3a . 3b and 3c is removed, to the details of which reference is made composed. Accordingly, the piston comprises a central P-segment 71 which is symmetrical with respect to its central longitudinal axis 69 right-angled transverse median plane 77 is trained. It forms with the radially outer region of an annular disc-shaped central portion 78 the central piston flange 56 who is the P A- nut 51 of the piston 12 against its P B nut 52 each delimited on the inside. At the piston 12 according to 3 is the central P segment 71 also, as in the 3c shown symmetrical to a radial, the central longitudinal axis 69 of the piston 12 containing longitudinal center plane 79 educated.
Beidseits
der Symmetrieebenen 77 und 79 des zentralen P-Segments 71 gehen
von dessen zentralem, ringscheibenförmigen Abschnitt 78 mit der
zentralen Längsachse 69 koaxiale,
sektorförmige Mantelelemente 81 aus,
die durch Querschlitze 82 gegeneinander abgesetzt sind.On both sides of the symmetry planes 77 and 79 of the central P-segment 71 go from its central, ring-shaped section 78 with the central longitudinal axis 69 coaxial, sector-shaped shell elements 81 out through transverse slots 82 are offset against each other.
Diese
Mantelelemente 81 haben über ihre gesamte axiale Ausdehnung
hinweg denselben Innenradius ri, auf Abschnitten 81' und 81'' jedoch, die über eine radiale Schulter 86 aneinander
anschließen,
unterschiedliche Außenradien
rA bzw. ra haben, wobei
der unmittelbar an den ringscheibenförmigen zentralen Abschnitt 78 des
P-Segments 71 anschließende, innere Abschnitt 81' des jeweiligen Mantelelements 81 den
größeren Außenradius
(rA) hat als der axial äußere Abschnitt 81'', der den Außenradius ra hat.
Die freien Endstirnflächen 87 der äußeren Mantelabschnitte 81'' verlaufen, beim dargestellten,
speziellen Ausführungsbeispiel
paarweise – koplanar
in zur Quermittelebene 77 des P-Segments 71 parallelen
Ebenen 87'.
Der Radius R des ringscheibenförmigen
zentralen Abschnitts 78 des P-Segments entspricht, abgesehen
von einem im Bereich einiger μm liegenden
Unter maßes,
das für
eine leichtgängige Verschiebbarkeit
des Kolbens 12 in der Bohrung 43 des Ventilgehäuses 11 erforderlich
ist, deren Bohrungsradius. Entsprechend verlaufen die radialen Schultern 86 der
Mantelelemente 81 paarweise koplanar in der zur zentralen
Quermittelebene 77 parallelen Ebenen 86'.These jacket elements 81 have over their entire axial extent the same inner radius r i , on sections 81 ' and 81 '' however, over a radial shoulder 86 connect to each other, have different external radii r A and r a , wherein the directly on the annular disk-shaped central portion 78 of the P-segment 71 subsequently flaring, inner section 81 ' of the respective jacket element 81 has the larger outer radius (r A ) than the axially outer portion 81 '' which has the outer radius r a . The free end faces 87 the outer shell sections 81 '' in the illustrated, special embodiment in pairs - coplanar in the transverse center plane 77 of the P-segment 71 parallel levels 87 ' , The radius R of the annular disc-shaped central portion 78 of the P-segment corresponds, apart from a lying in the range of a few microns undersize, that for a smooth displacement of the piston 12 in the hole 43 of the valve housing 11 is required, whose bore radius. Accordingly, the radial shoulders run 86 the jacket elements 81 in pairs coplanar in the central transverse median plane 77 parallel levels 86 ' ,
An
das zentrale P-Segment 12 ist von der einen – gemäß 3 linken – Seite
her das A-Kolbensegment 72 und von der anderen Seite das
B-Kolbensegment 73 ansetzbar.To the central P-segment 12 is one of - according to 3 left - side ago the A piston segment 72 and from the other side the B-piston segment 73 attachable.
Das
A-Segment 72 und das B-Segment 73 sind hinsichtlich
ihrer Form und ihrer Abmessungen identisch. Sie sind als Rohrstücke mit
radialen Endflanschen 88 und 89 ausgebildet, die
denselben Außendurchmesser
D haben, der dem Durchmesser D (D = 2R) des ringscheibenförmigen zentralen
Abschnitts 78 des P-Segments 71 anspricht. Sie
haben eine axial durchgehende, insgesamt mit 91 bezeichnete
Stufenbohrung mit von den radialen Endflanschen 88 und 89 jeweils
koaxial umgebenen Bohrungsstufen 92 und 93, zwischen
denen sich eine mittlere Bohrungsstufe 94 erstreckt, deren
Durchmesser di gleich dem doppelten Wert
des Innenradius ri der Mantelelemente 81 des
P-Segments 71 ist. Der Durchmesser da der
jeweils dem zentralen P-Segment 71 zugewandten Bohrungsstufen 92 entspricht,
abgesehen von einem kleinen, für
das Anfügen
der A- und B-Segmente 72 und 73 an das zentrale
P-Segment erforderlichen Übermaß, dem doppelten
Wert des Außenradius
ra der jeweils äußeren Abschnitte 81'' der Mantelelemente 81 des
P-Segments 71. Die äuße re Mantelfläche des
sich zwischen den Endflanschen 88 und 89 des A-Segments 72 bzw.
des B-Segments 73 erstreckenden Rohrmantels 96 hat
einen zylindrischen Abschnitt 97 der von dem dem zentralen
P-Segment zugewandten Endflansch 88 ausgeht und sich über etwas
mehr als die Hälfte
des axialen Abstandes der Endflansche 88 und 89 des
jeweiligen A- bzw. B-Segments 72 bzw. 73 erstreckt
und einen an diesen zylindrischen Abschnitt 97 anschließenden,
flach-konischen Abschnitt 98, dessen Radius bis zu dem
Endflansch 89 hin geringfügig zunimmt, wobei der größte Durchmesser des
konischen Abschnitts 98 noch signifikant kleiner ist als
der Durchmesser D des anschließenden
Endflansches 89 ist.The A segment 72 and the B segment 73 are identical in terms of their shape and dimensions. They are as pipe sections with radial end flanges 88 and 89 formed having the same outer diameter D, the diameter D (D = 2R) of the annular disk-shaped central portion 78 of the P-segment 71 responds. They have an axially continuous, total with 91 designated stepped bore with from the radial end flanges 88 and 89 each coaxially surrounded bore stages 92 and 93 , between which there is a mean hole level 94 whose diameter d i is equal to twice the internal radius r i of the jacket elements 81 of the P-segment 71 is. The diameter d a of each of the central P-segment 71 facing bore stages 92 matches, except for a small one, for attaching the A and B segments 72 and 73 to the central P-segment required oversize, twice the value of the outer radius r a of each outer sections 81 '' the jacket elements 81 of the P-segment 71 , The outer surface of the outer flanges 88 and 89 of the A segment 72 or the B-segment 73 extending tubular jacket 96 has a cylindrical section 97 that of the central P-segment facing end flange 88 goes out and about slightly more than half the axial distance of the end flanges 88 and 89 of the respective A- or B-segment 72 respectively. 73 extends and one to this cylindrical portion 97 subsequent, flat-conical section 98 whose radius is up to the end flange 89 slightly increases, with the largest diameter of the conical section 98 is still significantly smaller than the diameter D of the subsequent end flange 89 is.
Der
Durchmesser da' der äußeren Bohrungs-Endstufe 93 der
A- und B-Segmente 72 und 73 ist etwas größer als
der Durchmesser da der dem zentralen P-Segment 71 zugewandten
Bohrungs-Endstufe 92 der Stufenbohrung 91 des
jeweiligen A- oder B-Kolbensegments 72 bzw. 73.The diameter d a 'of the outer bore power amplifier 93 the A and B segments 72 and 73 is slightly larger than the diameter d a of the central P-segment 71 facing bore amplifier 92 the stepped bore 91 of the respective A or B piston segment 72 respectively. 73 ,
Die
axiale Tiefe der dem zentralen P-Segment 71 zugewandten
Bohrungsstufen 92 der A- und B-Segmente 72 und 73 entsprechen
den axialen Ausdehnungen der äußeren Abschnitte 81'' der Mantelelemente 81 des
P-Segments 71, so daß dieses mit
den koplanaren Endstirnflächen 87 der
Mantelelemente 81 an den inneren Ringschultern 99 abstützbar ist,
die die dem zentralen P-Segment 71 zugewandten Bohrungsstufen 92 der
A- und B-Segmente 72 und 73 gegen deren mittlere
Bohrungsstufen 94 absetzen.The axial depth of the central P-segment 71 facing bore stages 92 the A and B segments 72 and 73 correspond to the axial dimensions of the outer sections 81 '' the jacket elements 81 of the P-segment 71 so that this with the coplanar end faces 87 the jacket elements 81 on the inner ring shoulders 99 is supportable, which is the central P-segment 71 facing bore stages 92 the A and B segments 72 and 73 against their mean hole levels 94 drop.
Die
an die A- und B-Segmente 72 und 73 jeweils als
Endstücke
des Kolbens 12 ansetzbaren Endsegmente 74 und 75 bilden
mit einem kreiszylindrischen Grundkörper jeweils einen der Endflansche 57 und 58 des
Ventilkolbens 12, die die A-Steuerkammer 18 bzw.
die B-Steuerkammer 19 des Schieberventils 10 gegen
dessen TA-Ringnut 48 bzw. dessen
TB-Ringnut 49 abgrenzen. Von dem
Grundkörper des
jeweiligen Endsegments 74 bzw. 75 gehen, zum benachbarten
A- oder B-Segment 72 bzw. 73 hinweisend, Mantelelemente 101 aus,
deren geometrische Form derjenigen der Mantelelemente 81 des
zentralen P-Segments 71 analog ist. Ein Unterschied gegenüber diesem
besteht lediglich insoweit als der Außenradius ra' ihrer dem jeweils
benachbarten A-Segment 72 bzw. dem B-Segment 73 zugewandten äußeren Abschnitte 101'', die gegenüber den inneren Abschnitten 101' durch eine
radiale Ringschulter 102 abgesetzt sind, dem halben Wert
des Durchmessers da' der jeweils zugewandten Bohrungsstufe 93 des benachbarten
A- bzw. B-Segments 72 bzw. 73 entspricht.The to the A and B segments 72 and 73 each as end pieces of the piston 12 attachable end segments 74 and 75 Form each with a circular cylindrical body one of the end flanges 57 and 58 of the valve piston 12 holding the A control chamber 18 or the B control chamber 19 the slide valve 10 against the T A ring groove 48 or its T B groove 49 delimit. From the main body of the respective end segment 74 respectively. 75 go to the adjacent A or B segment 72 respectively. 73 indicative, shell elements 101 whose geometric shape is that of the jacket elements 81 of the central P-segment 71 is analog. A difference from this exists only insofar as the outer radius r a 'of their respective adjacent A-segment 72 or the B-segment 73 facing outer sections 101 '' facing the inner sections 101 ' through a radial annular shoulder 102 are discontinued, the half value of the diameter d a 'of each facing hole stage 93 of the adjacent A or B segment 72 respectively. 73 equivalent.
Die
axiale Ausdehnung der äußeren Abschnitte 101'' der Mantelelemente 101 entspricht
der axialen Tiefe der äußeren Bohrungsstufe 93 des
benachbarten A- bzw. B-Segments 72 bzw. 73,
die durch eine radiale Ringschulter 103 gegen die mittlere
Bohrungsstufe 94 abgesetzt ist. Der Außenradius rA der
inneren Abschnitte 101'' der Mantelelemente 101,
die durch eine in radialer Richtung schmale Ringschulter 104 gegen
den Endflansch 57 bzw. 58 des jeweiligen Endsegments 74 bzw. 75 abgesetzt sind,
entspricht dem Außenradius
rA der inneren Abschnitte 81' der Mantelelemente 81 des
zentralen P- Segments 71.The axial extent of the outer sections 101 '' the jacket elements 101 corresponds to the axial depth of the outer bore stage 93 of the adjacent A or B segment 72 respectively. 73 passing through a radial annular shoulder 103 against the middle hole level 94 is discontinued. The outer radius r A of the inner sections 101 '' the jacket elements 101 passing through a radially narrow annular shoulder 104 against the end flange 57 respectively. 58 of the respective end segment 74 respectively. 75 are offset corresponds to the outer radius r A of the inner sections 81 ' the jacket elements 81 of the central P segment 71 ,
Den
Querschlitzen 82 des zentralen P-Segments 71 entsprechende
Querschlitze 106, die sich, in axialer Richtung gesehen,
zwischen den koplanaren Endstirnflächen 107 und der Ebene
der schmalen Ringschulter 104 erstrecken, die den jeweiligen
Kolbenflansch 57 bzw. 58 gegen die Mantelelemente 101 der
Endsegmente 74 bzw. 75 absetzt, haben dieselbe
Gestaltung und lichten Dimensionen wie die Querschlitze 82 des
zentralen P-Segments 71.The transverse slots 82 of the central P-segment 71 corresponding transverse slots 106 , which, viewed in the axial direction, between the coplanar end faces 107 and the level of the narrow annular shoulder 104 extend that the respective piston flange 57 respectively. 58 against the jacket elements 101 the end segments 74 respectively. 75 have the same design and clear dimensions as the transverse slots 82 of the central P-segment 71 ,
Der
Innenradius ri, der die Querschlitze 106 der
Endsegmente 74 und 75 sektorförmig umgebenden Mantelelemente 101 ist
durch den Radius einer der Sackbohrung 108 des jeweiligen
Endsegments 74 bzw. 75 bestimmt, deren Bohrungsgrund 109 innerhalb
des Endflansches 57 bzw. 58 des jeweiligen Endsegments 74 bzw. 75 liegt,
was herstellungstechnisch vorteilhaft ist.The inner radius r i , which is the transverse slots 106 the end segments 74 and 75 sector-shaped surrounding jacket elements 101 is by the radius of the blind hole 108 of the respective end segment 74 respectively. 75 determines whose bottom hole 109 inside the end flange 57 respectively. 58 of the respective end segment 74 respectively. 75 lies, which is manufacturing technology advantageous.
Bei
der Herstellung der Endsegmente 74 wird von zylindrischen
Stahl-Rohlingen ausgegangen, deren Durchmesser geringfügig größer ist
als der größte Durchmesser
D der Kolbensegmente 74 und 75. Auch in axialer
Richtung ist ein kleines Längen-Übermaß vorhanden,
damit die axiale Ausdehnung der äußeren Abschnitte 101'' der sektorförmigen Mantelelemente 101 abschließend exakt
auf die axiale Tiefe der dem Endsegment 74 oder 75 jeweils zugewandten
Bohrungsstufe 92 des benachbarten A- oder B-Segments 72 bzw. 73 durch
Abdrehen und/oder Überfräsen oder
Abschleifen eingestellt werden kann.In the production of end segments 74 is assumed by cylindrical steel blanks whose diameter is slightly larger than the largest diameter D of the piston segments 74 and 75 , Also in the axial direction is a small length oversize available, so that the axial extent of the outer sections 101 '' the sector-shaped shell elements 101 finally exactly to the axial depth of the end segment 74 or 75 each facing hole stage 92 of the adjacent A or B segment 72 respectively. 73 can be adjusted by twisting and / or over-milling or grinding.
Der
Rohling des jeweiligen Endsegments 74 oder 75 wird
zunächst
auf einem Abschnitt seiner Länge
auf den Durchmesser eines Zentrierzapfens 111 für die jeweilige
Ventilfeder 16 bzw. 17 abgedreht, die sich gehäuseseitig
an einem Stopfen 112 abstützt, der die gehäuseseitige
axiale druckdichte Begrenzung der jeweiligen Steuerkammer 18 bzw. 20 bildet.
Nach dem Andrehen des Zentrierzapfens 111 wird von der
diesem gegenüberliegenden
Stirnseite des Rohlings her die axiale Sackbohrung 108 eingebracht,
die mit einem kurzen axialen Abschnitt ihres zylindrischen Bereichs
noch in den Endflansch 57 des Kolbensegments 74 bzw. 75 hineinragt.
Sodann wird der zur Bildung der sektorförmigen Mantelelemente 101 vorgesehene – noch – ringzylindrische Abschnitt
des insoweit bearbeiteten Endsegments 74 bzw. 75 außenseitig
auf Abschnitte der Durchmesser DA (DA = 2rA) und zum
anderen des Durchmessers da' abgedreht, wobei
auch die Ringschultern 104 und 102 gebildet werden,
die diese Abschnitte 101' und 101'' gegen den Kolbenflansch 57 bzw.
den mittleren Mantelabschnitt 101' absetzen. Anschließend werden
mittels eines Scheibenfräsers
mit parallel zur zentralen Längsachse 69 verlaufender
Rotationsachse oder mittels eines Schaftfräsers mit rechtwinklig zur zentralen
Längsachse 69 verlaufender
Rotationsachse die Querschlitze 106 gefräst, deren
Schlitzwangen 106' parallel
zueinander verlaufen und paarweise miteinander fluchten. Hiernach
erfolgt die Feinbearbeitung der freien Enden der verbleibenden sektorförmigen Mantelelemente 101,
durch die die möglichst
exakte Koplanarität
ihrer Endstirnflächen 107 und
die Sollänge
der äußeren Abschnitte 101'' der Mantelemente 101 erreicht
wird.The blank of the respective end segment 74 or 75 is initially on a section of its length to the diameter of a centering pin 111 for the respective valve spring 16 respectively. 17 turned off, the housing side of a stopper 112 supports, the housing-side axial pressure-tight boundary of the respective control chamber 18 respectively. 20 forms. After turning the centering pin 111 is from the opposite end face of the blank forth the axial blind hole 108 inserted, with a short axial portion of its cylindrical portion still in the end flange 57 of the piston segment 74 respectively. 75 protrudes. Then, the formation of the sector-shaped shell elements 101 provided - still - ring cylindrical portion of the extent processed end segment 74 respectively. 75 on the outside on portions of the diameter D A (D A = 2r A ) and on the other hand of the diameter d a 'turned off, whereby the annular shoulders 104 and 102 be formed, these sections 101 ' and 101 '' against the piston flange 57 or the middle shell section 101 ' drop. Subsequently, by means of a disc milling cutter with parallel to the central longitudinal axis 69 extending axis of rotation or by means of an end mill with perpendicular to the central longitudinal axis 69 extending axis of rotation, the transverse slots 106 Milled, the slit cheeks 106 ' parallel to each other and aligned in pairs. After that, the fine machining of the free ends of the remaining sector-shaped shell elements takes place 101 , through which the most exact coplanarity of their Endstirnflächen 107 and the desired length of the outer sections 101 '' the mantle elements 101 is reached.
Auf
analoge Weise erfolgt die Fertigung des zentralen P-Segments 71,
das beidseits seines zentralen, kreisscheibenförmigen Flansches 56 mit
der Form nach den Mantelelementen 101 entsprechenden Mantelelementen 81 gefertigt
wird.In an analogous way, the production of the central P-segment takes place 71 , on both sides of its central, circular disc-shaped flange 56 with the shape after the jacket elements 101 corresponding jacket elements 81 is manufactured.
Da
hierbei den Sackbohrungen 108 der Endsegmente 74 und 75 analoge
Sackbohrungen 108' des
P-Segments 71 nicht so tief eingebracht werden können, wie
dies bei den Endsegmenten 74 und 75 möglich ist,
können
außerhalb
der Querschlitze 82 in der 3 gestrichelt
eingezeichnete konische Stufenbereiche 113 verbleiben,
die erforderlichenfalls durch Einsenken der Bohrungen 108' bis auf die
Ebenen entfernt werden, die durch die radial äußeren Ringstirnflächen 114 und 116 des
zentralen Flansches 56 des P-Segments 71 markiert
sind.Since this the blind holes 108 the end segments 74 and 75 analog blind holes 108 ' of the P-segment 71 can not be introduced as deeply as in the end segments 74 and 75 is possible, outside the transverse slots 82 in the 3 Dashed conical stepped areas 113 if necessary, by countersinking the holes 108 ' are removed to the levels passing through the radially outer annular end faces 114 and 116 of the central flange 56 of the P-segment 71 are marked.
Die
Fertigung der A- und B-Segmente 72 und 73 des
Kolbens 12 aus kreiszylindrischen Rohlingen erfordert lediglich
das Einbringen einer axial durchgehenden Bohrung 94 des
Durchmessers di, das Ausdrehen der Endabschnitte 92 und 93 dieser
Bohrung auf die Durchmesser da bzw. da' und
die radial äußere Drehbearbeitung
für die
Formgebung der Segmentflansche 88 und 89 und des
sich dazwischen erstreckenden Außenmantels 97,98 des Segments 72 bzw. 73.The production of the A and B segments 72 and 73 of the piston 12 From circular cylindrical blanks only requires the introduction of an axially continuous bore 94 the diameter d i , the turning out of the end portions 92 and 93 this bore on the diameter d a and d a 'and the radially outer turning for the shaping of the segment flanges 88 and 89 and the outer sheath extending therebetween 97 . 98 of the segment 72 respectively. 73 ,
Zur
festen Verbindung der Kolbensegmente 71 bis 75 werden
diese in eine Konfiguration zusammengesteckt, in der die freien
Endstirnflächen 107 der
sektorförmigen äußeren Mantelsegmentabschnitte 101'' der Endsegmente 74 und 75 an
den ihnen zugewandten, inneren Ringschultern 103 der A- und
B-Segmente 72 und 73 anliegen und die den Endsegmenten
zugewandten Endflansche 89 die radialen Ringschultern 102 der
Endsegmente 74 und 75 berühren und ebenso die freien
Endstirnflächen 87 der
sektorförmigen
Mantelelemente 81 des P-Segments 71 die radialen
Ringschultern 99 der benachbarten A- und B-Segmente 72 und 73 berühren und
die radialen Ringschultern 86 der Mantelelemente 81 des
P-Segments an den zugewandten Endflanschen 88 der benachbarten
A- und B-Segmente 72 und 73 anliegen,
und sodann die Kolbensegmente 71 bis 75 in dieser
Konfiguration hart miteinander verlötet. Hierbei wird eine stoffschlüssig-feste
Lötverbindung
im Bereich der freien Endstirnflächen 107 und der
radialen Schulterflächen 102 sowie
der sich zwischen diesen erstreckenden gewölbten Mantelflächen der äußeren Abschnitte 101'' der Mantelelemente 101 der
Endsegmente 74 und 75 sowie zwischen den freien
Endstirnflächen 87 der äußeren Abschnitte 81'' der Mantelelemente 81 des
P-Segments, dessen mit den freien Endstirnflächen 87 koaxialen
Schulterflächen 86 und
den sich dazwischen erstreckenden äußeren Mantelflächen sowie
der diese jeweils berührenden
Schulter-Mantel- und Flanschflächen
der A- und B-Segmente 72 und 73 erzielt.For firm connection of the piston segments 71 to 75 These are put together in a configuration in which the free end faces 107 the sector-shaped outer shell segment sections 101 '' the end segments 74 and 75 on the inner ring shoulders facing them 103 the A and B segments 72 and 73 abutment and the end segments facing end flanges 89 the radial ring shoulders 102 the end segments 74 and 75 touch and also the free end faces 87 the sector-shaped shell elements 81 of the P-segment 71 the radial ring shoulders 99 the adjacent A and B segments 72 and 73 touch and the radial ring shoulders 86 the jacket elements 81 of the P-segment on the facing end flanges 88 the adjacent A and B segments 72 and 73 abut, and then the piston segments 71 to 75 brazed together in this configuration. Here, a cohesive-solid solder joint in the area of the free Endstirnflächen 107 and the radial shoulder surfaces 102 as well as extending between these curved outer surfaces of the outer sections 101 '' the jacket elements 101 the end segments 74 and 75 as well as between the free end faces 87 the outer sections 81 '' the jacket elements 81 of the P-segment, whose with the free end faces 87 ko axial shoulder surfaces 86 and the outer circumferential surfaces extending therebetween, and the shoulder-jacket and flange surfaces of the A and B segments contacting each other 72 and 73 achieved.
Der
Gesamtquerschnitt der radial verlaufenden Flächen der stoffschlüssigen Verbindung
entspricht somit der in der 3c schraffiert
eingezeichneten Querschnittsfläche
der inneren Abschnitte 81' der
sektorförmigen
Mantelelemente 81 des P-Segments 71 bzw. der Querschnittsfläche der
inneren Abschnitte 101' der
sektorförmigen
Mantelelemente 101 der Endsegmente 74 und 75.The total cross section of the radially extending surfaces of the cohesive connection thus corresponds to that in the 3c hatched drawn cross-sectional area of the inner sections 81 ' the sector-shaped shell elements 81 of the P-segment 71 or the cross-sectional area of the inner sections 101 ' the sector-shaped shell elements 101 the end segments 74 and 75 ,
Hinzu
kommen als Verbindungsflächen,
die zusätzliche
Festigkeit der Verbindung der Elemente untereinander vermitteln,
die abschnittsweise zylindermantelförmigen Außenflächen der äußeren Abschnitte 81'' bzw. 101'' der
sektorförmigen
Mantelelemente 81 und 101 des P-Segments 71 bzw.
der Endsegmente 74 und 75. Durch diesen "axialen" Beitrag zur wirksamen
Fläche
der stoffschlüssigen
Verbindung wird deren Festigkeit wirksam erhöht, so daß der aus den Segmenten 71 bis 75 zusammengelötete Kolben
denselben axialen Belastungen aussetzbar ist, wie ein einstückig ausgebildeter
Kolben derselben Grundform.In addition come as connecting surfaces that provide additional strength of the connection of the elements with each other, the partially cylindrical outer surfaces of the outer sections 81 '' respectively. 101 '' the sector-shaped shell elements 81 and 101 of the P-segment 71 or the end segments 74 and 75 , By this "axial" contribution to the effective surface of the cohesive connection whose strength is effectively increased, so that from the segments 71 to 75 zusammengelötete piston the same axial loads can be suspended, as an integrally formed piston of the same basic shape.
Das
zur Erzielung der stoffschlüssigen
Verbindung der Kolbensegmente 71 bis 75 untereinander
benutzte Hartlot, vorzugsweise Kupfer- oder Bronze-Lot, wird innerhalb
der A- und B-Segmente 72 und 73 in unmittelbarer
Nachbarschaft der Ringschultern 99 und 103 ringförmig angeordnet,
wobei sowohl Lötpaste,
die, wie in der 3 schematisch für das A-Segment 72 angedeutet,
in Form flacher Ringwülste 117 aufgetragen
wird, als auch Festlot, das in Form vorgefertigter Ringe aus Draht
oder Flachbandmaterial eingebracht und auf geeignete Weise reibungsschlüssig im
jeweiligen A- und B-Segment fixiert wird, benutzbar ist. Das geschmolzene Lot
wird bei dieser Anordnung durch die Kapillarwirkung der Lötspalte
mit hinreichender Sicherheit in diese hineingezogen. Alternativ
oder zusätzlich
kann es auch zweckmäßig sein,
in jedem der Mantelelemente mindestens deren äußere Abschnitte axial durchsetzende
Längsbohrungen
vorzusehen und in diese stabförmige
Lotstücke
einzusetzen, die dann nur zu den die Lotspalte begrenzenden radialen
und axialen Flächen
hin austreten können,
wodurch deren Benetzung durch das Lot zuverlässig gewährleistet ist.This to achieve the cohesive connection of the piston segments 71 to 75 Brazing solder used among each other, preferably copper or bronze solder, becomes within the A and B segments 72 and 73 in the immediate vicinity of the ring shoulders 99 and 103 arranged annularly, using both solder paste, which, as in the 3 schematically for the A-segment 72 indicated, in the form of flat ring beads 117 is applied, as well as fixed solder, which is introduced in the form of prefabricated rings of wire or ribbon material and fixed in a suitable manner frictionally engaged in the respective A and B segment, can be used. The molten solder is pulled in this arrangement by the capillary action of Lötspalte with sufficient certainty in this. Alternatively or additionally, it may also be expedient to provide in each of the jacket elements at least their outer sections axially passing through longitudinal bores and to insert into these rod-shaped solder pieces, which can then emerge only to the radial and axial surfaces delimiting the solder gaps, whereby their wetting by the solder is reliably guaranteed.
Eine
günstige
Relation der Material-Querschnittsflächen der sektorförmigen Mantelelemente zu
den freien Schlitz-Querschnittsflächen läßt sich auch
dadurch erzielen, daß,
wie in der 4 in einer der 3c entsprechenden
Schnittdarstellung gezeigt, insgesamt vier paarweise miteinander
fluchtende Längsschlitze 82' vorgesehen
sind, deren Mittelebenen sich rechtwinklig kreuzen oder eine andere
gerade Anzahl solcher Schlitze, die in axialsymmetrischer Gruppierung
bezüglich
der zentralen Längsachse
des P-Segments und der Endsegmente angeordnet sind.A favorable relation of the material cross-sectional areas of the sector-shaped jacket elements to the free slot cross-sectional areas can also be achieved in that, as in the 4 in one of the 3c corresponding sectional view shown, a total of four pairs aligned longitudinal slots 82 ' are provided, whose center planes intersect at right angles or another even number of such slots, which are arranged in axially symmetrical grouping with respect to the central longitudinal axis of the P-segment and the end segments.
