DE4304320A1 - - Google Patents
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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,
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.
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