DE4304320A1 - - Google Patents

Description

Kolbenschieberventile werden seit langem in der Hydraulik verwendet und bestehen im allgemeinen aus einem Gehäuseteil, das eine zylindrische Bohrung aufweist und einen oder mehrere Kanalöffnungen für Hydraulikflüssigkeit, die in der Bohrung münden. Ein Ventilstößel ist verschiebbar und verdrehbar innerhalb der Bohrung montiert und besitzt einen oder mehrere zylindrische Steuerkolben oder -schieber, die durch das Bewegen des Ventilstößels innerhalb der Bohrung ein Öffnen und Verschließen der Kanäle bewirken.

Einige Kolbenschieberventile haben Steuerkolben oder -schieber mit Kerben an zumindest einer umfangseitigen Kante hiervon. Die Kerben sind so ausgelegt, daß Hydraulikflüssigkeit durch die Kerben fließen kann, wann immer sich Flüssigkeit zwischen der Bohrung und den Kanalöffnungen bewegt. Wenn die Steuerkolben so positioniert sind, daß die Kerben die Kanalöffnungen leicht überdecken, kann letztendlich der Flüssigkeitsfluß dann dosiert werden, wenn der Ventilstößel die Steuerkolben behutsam in eine Stellung bewegt, in der die Kerben die Peripherie der Kanalöffnung überdecken.

Wenn die Ventilauslegung auch eine Rotation des Ventilstößels vorsieht, so ist die Ausbildung von Ringnuten innerhalb der Bohrung notwendig, die in Verbindung mit der jeweils zugeordneten Kanalöffnung stehen. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Kerben in direktem Kontakt mit dem Flüssigkeitsfluß sein werden. Ohne das Vorsehen der Ringnuten würde das Ventil nur dann arbeiten, wenn sich die Kerben in direkter Verbindung mit der Flüssigkeitskanalöffnung befänden.

Eine weitere Unzulänglichkeit existierender Kolbenschieberventile ist, daß die dortigen Kerben in die umfangseitigen Kanten spanend eingearbeitet werden, was zeitaufwendig und teuer ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kolbenschieberventil bereitzustellen, das mindestens einen gekerbten Steuerkolben besitzt, der an eine Dreh- und/oder axial gleitende Bewegung innerhalb der Bohrung des Ventils angepaßt ist und erfolgreich ohne die Notwendigkeit einer innerhalb der Bohrung des Ventils angeordneten Ringnut, die in Verbindung mit dem Flüssigkeitskanal steht, arbeiten kann.

In einem anderen Aspekt ist es ebenfalls ein Ziel dieser Erfindung ein Verfahren zum Anbringen der Kerben auf dem Steuerkolben eines Kolbenschieberventils bereitzustellen, das preisgünstig ist und eine spanende Verarbeitung vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die erstgenannte Aufgabe durch ein Kolbenschieberventil gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Das erfindungsgemäße Kolbenschieberventil weist ein Ventilgehäuse auf, mit einer langgestreckten Bohrung und einer oder mehreren Hydraulikkanalöffnungen, die von Flüssigkeitskanälen definiert werden, die sich durch das Ventilgehäuse erstrecken und in die Bohrung münden. Der Mündungsbereich Kanal - Bohrung definiert eine Umfangsöffnungskante.

Ein zylindrischer Ventilsteuerkolben ist in der Bohrung gleitbar aufgenommen und zum gleitenden Öffnen und Verschließen der Kanalöffnung zur Bohrung hin ausgelegt.

Ferner sind am Ventilgehäuse Mittel zum Verschieben des Ventilsteuerkolbens innerhalb der Bohrung vorgesehen.

Der Ventilsteuerkolben besitzt eine äußere zylindrische Oberfläche und zumindest eine plane kreisförmige Stirnfläche, wobei deren Schnittlinie eine umfangseitige Dosierkante definiert. Die umfangseitige Dosierkante des Steuerkolbens hat eine Vielzahl spitz verjüngender Kerben, wobei zumindest ein Teil hiervon einen Bereich der Umfangsöffnungskante überdecken können, wodurch der Fluß der Hydraulikflüssigkeit zwischen der Bohrung und dem Kanal von den Kerben dosiert wird, die die Umfangsöffnungskante überdecken.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Realisierung der Merkmale des Anspruchs 3 vor.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Dosierkerben in den umfangseitigen Dosierkanten des Steuerkolbens dadurch hergestellt werden, daß ein Rändel- oder Kordelwerkzeug mit einer Vielzahl langgestreckt gerader, invertiert V-förmiger Vorsprünge schiefwinklig in bezug auf die Längsachse des Steuerkolbens in Position gebracht wird. Die invertiert V-förmigen Vorsprünge des Kordelwerkzeugs werden in Kontakt mit der umfangseitigen Dosierkante des Steuerkolbens mit solch einem ausreichenden Anpreßdruck gebracht, daß die invertiert V-förmigen Vorsprünge eine sich verjüngende, d. h. spitz zulaufende Kerbe in der umfangseitigen Dosierkante einprägen können. Das Kordelwerkzeug und der zylindrische Steuerkolben werden bezüglich einander rotiert, so daß eine Vielzahl spitz zulaufender Kerben in der umfangseitigen Dosierkante erzeugt werden.

Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich werden, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung naher erläutert ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Steuerkolbenschieberventil,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht des in Fig. 1 mit 2-2 markierten Steuerkolbenelements,

Fig. 3 einen im Maßstab vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kordelwerkzeugs, das Kerben in der umfangseitigen Dosierkante des Steuerkolbenelements aus Fig. 2 einprägt,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Kordelwerkzeug entlang der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 einen Ausschnitt der Kanalöffnungskante entlang der Linie 6-6 in Fig. 1 und

Fig. 7 einen maßstabsvergrößerten Längsschnitt ähnlich dem in Fig. 1, wobei jedoch das Steuerkolbenelement aus Fig. 2 in einer offenen Durchströmungsstellung bezüglich der Hydraulikkanalöffnung ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Kolbenschieberventil 10 besteht aus einem Ventilgehäuse 12, das eine langgestreckte zylindrische Bohrung 14 in der Längsachse aufweist. Eine Vielzahl radial angeordneter Kanäle 16 verlaufen durch das Ventilgehäuse 12 und münden in der langgestreckten Bohrung 14. Die Bezugszahl 18 (Fig. 6) kennzeichnet eine Öffnungskante, die im Mündungsbereich der Bohrung 14 mit einem Kanal 16 ausgebildet ist. Eine Vielzahl Hydraulikleitungen 20 sind mit den Kanälen 16 mittels geeigneter Leitungsanschlüsse 22 in bekannter Weise verbunden.

Ein Gewindebeschlag oder -stöpsel 24 ist an einem Ende des Gehäuses 12 in die Bohrung 14 eingeschraubt. Eine Feder ist in expandiertem Zustand innerhalb der Bohrung 14 nächstliegend zum Stöpsel 24 aufgenommen. Ein Ventilstößel 28 ist verschieb- und verdrehbar innerhalb der Bohrung 14 montiert und besteht aus einem Endteil 30, einer Ventilstange 32 und einem oder mehreren Ventilsteuerkolben oder -schiebern 34, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Geeignete Anschlußelemente können an dem Endteil 30 befestigt werden, um den Ventilstößel 28 innerhalb der Bohrung 14 gleitend zu verschieben und/oder zu verdrehen. Ein zylindrischer Zapfen 36 an dem dem Endteil 30 gegenüberliegenden Ende der Stange 32 ist gleitpassend in der Bohrung 14 aufgenommen, und so ausgelegt, daß er mit der Feder 26 zusammen wirken kann.

Wie am besten in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind an den umfangseitigen Dosierkanten 40 des Steuerkolbens 34 eine Vielzahl spitz verjüngender Kerben 38 ausgebildet. Die umfangseitigen Dosierkanten 40 sind durch die jeweiligen Schnittlinien der beiden ebenen kreisförmigen Stirnflächen 42 und der zylindrischen Umfangsfläche 44 des Steuerkolbens 34 definiert.

Wenn der Ventilstößel 28 aus seiner in Fig. 1 gezeigten Lage in eine Zumeß- oder Dosierstellung, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, bewegt wird, kann Hydraulikflüssigkeit in Richtung des Pfeils 46 aus dem Kanal 16 in die Bohrung 14 (oder umgekehrt) fließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Herstellung der spitz verjüngenden Kerben 38, die an der umfangseitigen Dosierkante 40 der Steuerkolben 34 ausgebildet sind. Bisher mußten solche Kerben aufwendig und teuer spanend hergestellt werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird hingegen der Steuerkolben oder -schieber 34 in einer Drehbank rotierbarmontiert. Ein konventionelles Kordelwerkzeug 48, das einen zylindrischen Körper 50 mit einer Vielzahl gerader, langgestreckter, invertiert V-förmiger Vorsprünge 52 besitzt, die vorzugsweise parallel zur Längsachse des zylindrischen Körpers 50 verlaufen, wird mit seiner Längsachse im Winkel zur Längsachse des Steuerkolbens so plaziert, daß zumindest einer der invertiert V-förmigen Vorsprünge 52 in die umfangseitige Dosierkante 40 eingreift. Normalerweise sind drei identische Kordelwerkzeuge 48 mit einem Winkelabstand von 120° zueinander an der umfangseitigen Dosierkante 40 angeordnet. Die Kordelwerkzeuge sind freilaufend ausgelegt und typischerweise auf einem konventionellem Werkzeugschlitten der Drehbank montiert. Das Kordelwerkzeug 48 wird wie oben beschrieben in eng eingreifenden Kontakt mit dem Steuerkolben 34 gebracht, so daß die invertiert V-förmigen Vorsprünge 52, die in die Dosierkante 40 eingreifen, in die Kante 40 eindringen werden, um die spitz zulaufenden, V-förmigen Kerben 38 zu erzeugen. Wird der Steuerkolben 34 verdreht, so wird auch das Kordelwerkzeug 48 rotiert, und eine Serie spitz zulaufender Kerben 48 in der Dosierkante 40 eingeprägt. Dieses Verfahren setzt natürlich voraus, daß der Werkstoff des Steuerkolbens 34 weicher als dasjenige des Kordelwerkzeugs 48 ist.

Dieses Herstellungsverfahren ist schnell und effizient, und vermindert verglichen mit einer spanenden Verarbeitung die Kosten der Kerbenherstellung erheblich.

Es ist ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Ventil, bei dem an dem Steuerkolben eine Vielzahl Dosierkerben 38 ausgebildet sind, das Vorsehen von Ringnuten in der Ventilbohrung, wie sie von den bisherigen Ventilen benötigt wurden, entfallen kann. Durch die Verwendung einer Vielzahl spitz verjüngender Kerben wird die Notwendigkeit der Indizierung der Rotation des Ventilstößels 28 vermieden. Bei bisherigen Steuerkolbenventilen ist eine solche Indizierung notwendig, um sicherzustellen, daß eine V-förmige Kerbe sich mit der Umfangsöffnungskante 18 eines Kanals 16 deckt, damit ein Flüssigkeitsfluß ermöglicht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird hingegen zumindest eine der Kerben immer in Deckung mit der Öffnung sein, wenn der Ventilstößel 28 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung bewegt wird. Aus der vorgehenden Beschreibung ist daher ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Ventil die gestellten Ziele erfüllt.

Claims (4)

1. Kolbenschieberventil, welches folgendes aufweist:
ein Ventilgehäuse (12) mit einer langgestreckten Bohrung (14), die eine zylindrische Fläche definiert, die frei von ringförmigen oder länglichen Nuten ist,

• - mindestens eine Hydraulikkanalöffnung (18) in dem Ventilgehäuse (12), die von einer Umfangsöffnungskante definiert wird, die durch die Schnittstelle der Bohrung (14) mit einem Kanal (16), der sich radial durch das Ventilgehäuse (12) erstreckt und in die Bohrung (14) mündet, gebildet ist,
• - mindestens einen zylindrischen Ventilsteuerkolben (34), der in der Bohrung (14) gleitbar aufgenommen und zum gleitenden Öffnen und Verschließen der Kanalöffnung (18) zur Bohrung (14) hin ausgelegt ist und
• - am Ventilgehäuse (12) angeordnete Mittel zum Verschieben des Ventilsteuerkolbens (34) innerhalb der Bohrung (14),

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsteuerkolben (34) eine äußere zylindrische Umfangsfläche (44), zumindest eine plane kreisförmige Stirnfläche (42) und zumindest eine umfangseitige Dosierkante (40), die von der Schnittlinie der zylindrischen Umfangsfläche (44) und der kreisförmigen Stirnfläche (42) definiert wird, besitzt und die umfangseitige Dosierkante (40) eine Vielzahl spitz verjüngender Kerben (38) aufweist, wobei zumindest ein Teil hiervon einen Bereich der Umfangsöffnungskante (18) überdecken können, wodurch der Fluß der Hydraulikflüssigkeit zwischen der Bohrung (14) und dem Kanal (16) nur durch die Kerben (38) erfolgt, die den Bereich der Umfangsöffnungskante (18) überdecken.

2. Kolbenschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (34) zwei kreisförmige plane Stirnflächen (42) besitzt und die zwei umfangseitige Dosierkanten (40) mit einer Vielzahl spitz zulaufender Kerben (38) versehen sind.

3. Verfahren zur Herstellung von Dosierkerben in der umfangseitigen Kante von Steuerkolben für Kolbenschieberventile, das folgende Schritte beinhaltet:

• - Bereitstellen eines Ventilsteuerkolbens (34), der eine Längsachse aufweist und eine äußere zylindrische Umfangsfläche (44), zumindest eine plane kreisförmige Stirnfläche (42) und zumindest eine umfangseitige Dosierkante (40), die von der Schnittlinie der zylindrischen Umfangsfläche (44) und der kreisförmigen Stirnfläche (42) definiert wird, besitzt,
• - Bereitstellen eines Rändel- oder Kordelwerkzeugs (48), das eine Längsachse, einen zylindrischen Körper (50) und eine Vielzahl langgestreckt gerader, invertiert V-förmiger Vorsprünge (52) auf dem Körper (50) besitzt, wobei die geraden Vorsprünge (52) eine Härte haben, die größer als diejenige des zylindrischen Ventilsteuerkolbens (34) ist,
• - gering schiefwinkliges Positionieren des Rändel- oder Kordelwerkzeugs (48) in bezug auf den Steuerkolben (34), so daß die jeweiligen Längsachsen in einer nicht-parallelen Stellung zueinander angeordnet sind,
• - Verfahren des Kordelwerkzeugs (48), so daß die länglich geraden, invertiert V-förmigen Vorsprünge (52) des Kordelwerkzeugs (48) in Kontakt mit der umfangseitigen Dosierkante (40) des Steuerkolbens (34) mit solch einem ausreichenden Anpreßdruck gebracht werden, daß die geraden, invertiert V-förmige Vorsprünge (52) eine sich verjüngende, d. h. spitz zulaufende Kerbe (38) in der umfangseitigen Dosierkante (40) einprägen und
• - Rotieren des Kordelwerkzeugs (48) und des zylindrischen Steuerkolbens (34) bezüglich einander, derart, daß eine Vielzahl spitz zulaufender Kerben (38) in der umfangseitigen Dosierkante (40) eingeprägt werden.