CN106917872B - 具有液压线路的壳构件 - Google Patents

Abstract

提出了一种壳构件(12)，其具有带有至少一个通道(3)的液压线路(2)的线路区段(1)和包围着且在空间上限定所述通道(3)的密封面(4)，在所述密封面上形成表面轮廓特征(19)，所述表面轮廓特征在所述通道(3)的周围具有至少一个环形的突起部(13)。

Description

具有液压线路的壳构件

技术领域

本发明涉及一种壳构件，其具有液压线路的线路区段(其具有至少一个通道)和包围着且在空间上限定该通道的密封面。本发明尤其应用在液压块中，该液压块被用于传送处于高压下的流体、尤其油。

背景技术

本发明尤其应用在液压块中，该液压块被用于传送处于高压下的流体、尤其油。本发明尤其应用在阀壳块体或阀中，它们迄今为止均具有由金属的铸造材料构成的壳。所述阀通常拧接到控制块上并且在联接面处与构造在控制块中的液压的线路相连。然后，流体通道汇接至阀的联接面。该汇接部被环槽包围，弹性的密封圈(尤其用于轴向的密封)置进该环槽中。密封圈例如利用弹性体形成和/或按照O型圈的类型利用预先给定的内直径和所谓的线径来成形。该线径对于这里所描述的使用情况优选地位于大约1mm至7mm[毫米]的范围中。

迄今为止已知的是，液压块由实心材料制成。在这里，流动通道和通行部(Passung)例如借助于钻孔和/或磨削来制造。在制造这样的密封面时还有问题的是，此密封面此时一般要求补充加工。带有液压线路的线路区段的液压块的或壳构件的这样的制造在技术上比较繁琐并且由此也时间密集和成本密集。

此外在运行中还出现的情况是，如果在密封部的外侧上建立了阻塞压力(泄露)，则密封部会压入或滑入该通道中。

发明内容

本发明的任务是，说明一种壳构件，借助它能够至少部分地解决结合现有技术所反映的问题。尤其应该说明一种壳构件，其在可制造性方面具有过于更低的成本或带有更低的花费，和/或对于上面提到的任务在经改善的防漏方面和/或在密封部的保护性的应用方面具有改善。

这些任务通过按本发明的特征所述的壳构件得以实现。在优选实施例和其它实施例中说明了所述壳构件的其它有利的构造方案以及优选的制造方法和用途。应指出，说明书尤其在结合附图的情况下示出了本发明的尤其优选的实施变体方案。在说明书中提到的特征进一步表征了本发明的特征，其中它们能够以任意的、在技术上有意义的方式相互组合。

一种壳构件贡献于解决所提出的任务，其具有带有至少一个通道的液压线路的线路区段和包围着且在空间上限定该通道的密封面。在所述密封面上形成了表面轮廓特征，所述表面轮廓特征在所述通道的周围具有至少一个环形的突起部。

(优选金属的)壳构件尤其是所谓的阀块或者是用于液压的设备的阀装置的所谓的控制块。所述壳构件在内部能够包括(单个的)液压线路或多个液压线路。尤其考虑所述液压线路的线路区段，该线路区段包括一直汇到所述壳构件的外侧的通道。尤其在此区域中在该通道的周围设置有密封面。该密封面例如能够按环绕的退台或平台的形式设置在通道的周围。

为此这时建议，所述环形面具有表面轮廓特征，所述表面轮廓特征在所述通道的周围具有至少一个环状的(或圆形的)突起部。这例如意味着，该突起部以圆形闭合的形式构成，尤其与通道同心。同样还可能的是，多个环形的突起部以同心的方式构成。“突起部”在此尤其指这样的尺寸：其在所述密封面的区域中明显地由常见的粗糙度(例如10μm甚至仅6.5μm[微米]的R_zmax)例如至少以因子10、50或者甚至至少100限定。非常尤其优选的是，这些所设置的突起部中的至少一个突起部相对于所述密封面的其它的(相邻的)区域或者相对于所述密封面的最低的点具有至少0.3mm[毫米]、优选至少0.5mm的突出部。在此优选的是，该突起部不会超过1.0mm的突出部。能够在考虑获得采用的环形密封部的情况下，选择环形的突起部的数量。环形的突起部的数量优选计为2、3、4、5或6，其中尤其优选地，构造出不超过10个环形的突起部。

换言之，在此还建议的是，设置环形的或圆形的轴向突出的结构，它们此时导致基本上缩减到一条线或窄带的接触，以代替其它常见的直向着所述密封部的面接触，并因此还改善了密封效果或(点状或线状的)按压力。以这种方式阻止了液压液体沿着密封面表面上的制造沟槽或所设定的粗糙度的蠕变，正如它们在简单制造构件(无补充加工)时另外可能会出现的那样。这样的结构(正如它们在事后还将在个别情况下进行详细介绍那样)首先适用于静态的密封，即适用于基本上施加有相同的液压压力的密封装置。

尤其优选的是，所述至少一个环形的突起部在横截面中按三角形或圆节段的形式构成。如果设置有多个突起部，则这些突起部也能够分别设置有不同的横截面。该横截面在此尤其垂直于环形的突起部的走向来观察，即尤其垂直于围绕着所述通道的周向方向。在环形的突起部按三角形的方式构成的构造方案中，尤其存在着直线地直向着基底或密封面相互分开的边沿，并且存在着对置地朝基底或密封面定向的尖部。在圆节段的情况下，首先从中得出的是，侧向的边沿至少局部地弯曲或折弯并且建立一个与所述基底或密封面对置的区域，该区域持续地延伸，即尤其并非棱边锋利。借助这样构造的环形的突起部(其具直向着环形密封部的预定的抵靠线)，能够在考虑获得应用的环形密封部的情况下协调所期望的、局部集中的按压力。换言之，在密封部容纳凹槽的槽底上设置有环状结构，借助该环状结构与环形密封部设定了线接触，从而能够改善密封效果并且减少液压液体的蠕变的危险。

优选的是，所述壳构件至少在所述密封面的区域中以分层的方式构成。以此尤其指的是，至少该区域具有内部的材料结构，其由借助“生成性”或“适应性”制造方法的制造中得到。下文还实施，以用于对此优选的制造方法。非常尤其优选的是，密封面这样分层地构成：如同直接从“生成性”或“适应性”制造方法中得到的一样，其中尤其，在密封面上未进行切削式的补充加工。所述壳构件、线路区段、液压线路、通道、密封面、表面轮廓特征和/或所述至少一个环形的突起部的这种分层式结构在技术上很容易制造，并且同样能够简单地在构件上识别出来。

被视为有利的是，与所述至少一个环形的突起部邻接地形成有凹拱部，该凹拱部在横截面中按三角形或圆节段的形式构成。就横截面、三角形和圆节段的定义方面，参照上面的阐述。这一点还包括：环形的突起部通过以下方式实现，即在密封面中彼此相邻地设置有多个凹拱部。在这种情况中，所述环形的突起部优选构成一种高平地，其中优选地，所述突起部的所有的极端于是位于共同的平地上。

在此建议，设置有多个环形的突起部，其中至少两个相邻的环形的突起部相互直接邻接。换言之，这点也说的是，在中间没有凹拱部和/或密封面的平坦区域的情况下，构成至少两个相邻的环形的突起部。这样能够在尤其狭窄的空间上设置多个障碍，以防止泄漏流。如果环形密封部如此软或能够变形，使得它既使靠近所述环形的突起部也能够可靠地与该突起部接触，则尤其于是考虑这种相互抵靠的环形的突起部。

有利的是，单个的环形的突起部在边缘区域中在密封面的边界上直向着所述通道构造。非常尤其优选的是，环形的突起部(例如按照柱筒状的壁的形式)与边界直接邻接地延伸到所述密封面的边缘区域中。该单个的环形的突起部尤其负责用于：使环形密封部在使用时不会由于压力波动而被拉入通道中。边缘区域中的这种单个的环形的突起部尤其这样构成和定位：使得它不会接触经放置的环形密封部。

在此还建议，所述至少一个环形的突起部在周向方向上具有至少一个缺口。原则上可能的是，单个的环形的突起部具有多个缺口。但还可能的是，多个突起部分别具有单个和/或多个缺口，其中这些在相邻的环形的突起部的情况下优选径向地或沿周向方向相互偏置。

根据另一方面，说明了一种用来制造上述类型的壳构件的方法，其至少具有以下步骤：

a.在地基上提供松散的材料的层，

b.借助于高能的辐射，将该层连接为固体，该辐射遵循沿着所述层的预先给定的路径。

c.重复步骤a和b。

d.其中所述路径在所述密封面的区域中沿着所述至少一个环形的突起部延伸。

在在这里所建议的方法中，尤其采用所谓的“快速原型”也或者“生成的”方法，以用于制造固体。将此尤其理解为“实体自由成形制造方：solid free from fabricationmethods”，其涉及用于直接从计算机数据中制造构件的办法，例如尤其是所谓的电子辐射熔化、立体光刻、选择性激光烧结等。

非常尤其优选地，所述方法实施作为选择性激光熔化(SLM)。SLM方法是“快速原型”方法，该方法唯独用于制造金属。正如在3D打印中那样，以层构方法来构建构件(也称为“添加的制造”)。该构件的制造利用所述激光辐射熔化来进行。不同于在选择性激光烧结(SLS)中，在选择性激光熔化(SLM)中，不烧结所述材料粉末。在SLM-方法中，材料粉末直接在加工点通过激光辐射的热能量局部地熔化。所述粉末材料能加热直到将近熔化温度下，其中，这点能够在保护气下进行，由此所述材料不氧化。

为此，首先，按照步骤a，在地基上提供松散的材料的层。在这里，层高能够需求导向地进行设定，其中，所述层高优选地计为在0.01至0.05mm[毫米]的范围中。作为“松散的材料”尤其考虑这样的粉末，非常尤其优选地考虑金属的粉末。非常尤其优选的是，就优选的液压应用领域而言，应用以下类型的金属粉末：

-材料：铬镍钢(例如材料号是1.2709/X3NiCoMoTil8-9-5)，

-粉末大小：0.01至0.05mm[毫米]。

即使所述松散的材料原则上能够在流体下或流体中被提供，优选地在常见的环境条件(大气)中作出所述提供。

按照步骤b，所述松散的材料的至少一部分或该层的预先给定的区域借助于高能的辐射而连接为固体。高能的辐射尤其用于此：至少部分地熔化所述松散的材料并且与相邻的材料组分进入持久的连接中。这点一方面涉及最上的(盖)层的材料，以及必要时涉及位于其之下的(子)层的材料，只要该层a和b已经至少一次地被实施。通常，作为高能的辐射采用激光辐射或电子辐射。高能的辐射在这里在所述连接期间沿着预先给定的(被计算机所控制的或调节的)路径导引经过所述(盖)层或在该(盖)层上导引。所述路径能够不中断，当然也可能的是，在该层的不同的区域中，利用高能的辐射走过单独的路径。

为了构建包括线路区段在内的所期望的构件，这些步骤a和b相应于所述构件的尺寸进行重复。以这种方式，相叠地逐层地补充并且利用高能的辐射进行再加工。步骤a和b的这种重复尤其如此频繁地进行：直到密封面(在固体的外部)也完成构造。

根据步骤d建议的是，在密封面的区域中如此选择高能的辐射的路径：使得用于构建所述至少一个环形的突起部。

尤其以这种方式设定这样的表面轮廓特征：其正好能可靠地对于上述应用情况阻止泄露，并同样阻止密封部滑入通道中。尤其实现的是，通过环状的或同心的突起部来中断可能引起泄露的沟槽，该沟槽在以上述“生成性”或“适应性”制造方法进行生产时在表面上出现。通过提高面挤压也起到额外的泄露保护。

尤其也从而实现的是，已经通过应用高能的辐射或通过沿着路径以特别的方式对此辐射进行引导，能够避免密封面的事后的补充加工。尤其通过以这种方式形成特定的预先设定的表面轮廓特征，能够形成环绕的沟槽等，它们从通道开始直向着周围环境(并且反之亦然)为潜在的泄流形成了明显的障碍。这样，能够例如保险地避免泄漏，而所述构件之后不会繁琐地借助钻孔和/或磨削而匹配至需求。由此，在这里，建议激光辐射导引部或电子辐射导引部，其关于有待制造的面、在这里也就是密封面的功能被匹配。由此，尤其也建议的是，借助于所述连续地由所述层进行构建的所述构件的面随着预先给定的匹配所述面的功能的路径轮廓进行固化。例如密封面借助与该通道同心的、圆形的辐射引导部进行熔化或烧结。为了执行所述方法，所谓的CAD数据或3D构件的层序列数据对于辐射导引数据被预先给定。从而，能够例如把在CAD程序中的虚拟的面利用经固设的辐射方向或经固设的路径进行设置。在将CAD-模型转换到层序列中时考虑这些虚拟的面，并且在层序列中不仅预先定义材料的存在，还预先定义辐射方向。这些路径允许以特别的方式表现密封面的以及邻接的区域的微观的和/或宏观的表面轮廓特征。所得到的表面轮廓特征尤其适用于液压的功能面，因为这样就将突起部或障碍装入了密封面中，它们明显地阻止或制止了穿透密封面的流体传输。

此外还建议了一种装置，其包括按此处描述的类型的壳件、联接组件以及环形密封部，其中后者抵靠在密封面的区域中并且借助联接组件压向密封面的至少一个环形的突起部。就此而言，在此说明了一种经装配的状态，例如液压线路与这种壳构件如何能够以防止泄露的方式相连。

尤其优选的是，使用正如上面阐述那样的壳构件和/或装置，以用来输送处于高压下的液压液体。这种壳构件也能够称为液压块。在壳构件处或在壳构件中能够连接其它(单独的)线路区段、阀等，其中，在壳构件和邻接的元件之间的密封部通过贴靠在密封面上的密封元件实现。借助以下特征能够展示壳构件的优选应用方式或对密封面的要求：

液压液体：油，

最大的工作压力：50至400bar(静态或动态)，

最大的体积流量：直至1001/min[每分钟升]-30至+80℃，

粘度范围：2.8-500mm²/s[每秒平方毫米]。

所述壳构件优选地利用金属、优选地利用带有在600-1000N/mm²[每平方毫米牛顿]的范围中的抗拉强度的铬镍钢形成。

附图说明

下面更加详细地阐释本发明和技术领域。应指出，不同附图中的相同构件总是用相同的参考标记表示。这些附图是示意性的，尤其不用来展示大小关系。图示：

图1：液压构件的能够磁促动的换向滑阀，

图2：用于制造液压线路的线路区段的方法的示意图，

图3：利用所建议的方法所制造的密封面的第一实施变体方案，

图4：具有表面轮廓特征的壳构件的第一实施例；

图5：按图4的表面轮廓特征的第一方案；

图6：按图4的表面轮廓特征的第二实施方案；

图7：壳构件的表面轮廓特征的第二实施方案；

图8：按图7的表面轮廓特征的第一方案；

图9：按图7的表面轮廓特征的第二方案；以及

图10：壳构件的表面轮廓特征的另一实施例。

具体实施方式

图1对于多个其它构件的示例性地示出了能够磁促动的换向滑阀，这些构件可能具有液压线路的线路区段。该换向滑阀设置有壳构件12，其利用固体8按此处建议的方法构成。(必要时分支的)液压线路2成形在该壳构件12中。在此展示的液压线路2在壳构件12的两个位置上从固体8中伸出。在那里，形成了各一个线路区段1，该线路区段具有通道3和包围所述通道3的和空间的受限的密封面4。

为了展示，应该简短展示该能够磁促动的换向滑阀的工作方式。在壳构件12的侧面设置有两个磁体28，居中地设置在壳构件12中的控制滑块29能够借助这两个磁体移动。控制滑块29在两侧分别经过能够被磁体28移动的挺杆31并且逆着回位弹簧30预紧地能够移动。在未经促动的状态下，控制滑块29通过回位弹簧30保持在中部位置或期望的初始位置中。控制滑块29的促动经过针对性地可控的磁体28来进行。由磁体28所产生的力经过挺杆31作用至控制滑块29并且将该控制滑块从其静止位置推移到所期望的终端位置中。由此，分别按照期望，所要求的体积流方向是自由的。在磁体28解除激活后，控制滑块29通过回位弹簧30又推移到其静止位置中。

因为在所述两个线路区段1的区域中设置了联接构件(利用联接构件使得处于高压下的液压液体(尤其油)进一步传送)，则需要的是，设置所述液压线路2的相对于这些组件的持久的密封。

图2示意示出了用于执行所述用于制造在这里所建议类型的线路区段的方法的装置。为此，容器24利用借助移动装置25(垂直地)能够运动的地基7来实施。在此地基7上，能够借助于填充设备22来布放松散的材料6的层5。如果达到了预先给定的层高，则高能的辐射9(该辐射在辐射发生器23中产生并且必要时借助于光学装置26偏转)直向着所述松散的材料导引。在此，所述高能的辐射9掠过预先给定的沿着层5的路径，其中，所述松散的材料6至少部分熔化并且与相邻的材料烧结。以这种方式，这时，层5对于层5逐层地连续地产生所期望的固体8。所述单个的工艺或该装置的设备能够借助控制单元21和适合于此的数据线27进行控制，从而实现所期望的构件几何特征。该控制单元21尤其基于为其提供的CAD-数据预先规定了填充设备22的运动、高能的辐射9(例如通过镜头26)的运动和基底7的运动。

图3在顶视图中示出了固体8的具体情况，其中，在这里尤其表明了关于带有密封面4的通道3的具体情况。该固体已借助按图2的方法以分层的方式构建，其中通过预先设定数量的层5也构造了环状的突起部13。借助固体8成形的壳构件此时是装置33的组成部分，该装置还包括联接组件34和环形密封部35，其中环形密封部35抵靠在密封面4的区域中并且借助联接组件34压向密封面4的至少一个环形的突起部13。同时，造成了联接组件34按定义地抵靠在壳构件的外侧上(沿径向方向15与通道3相邻)，从而实现按目标进行调节的密封效果。

图4示意性地在局部横截面中并且透视地示出了壳构件12。在左边区域中可看到通道3的端部。在密封面4处可看到具有多个突出的环形的突起部13的表面轮廓特征19，这些突起部按同心环的形式设置在密封面4上。构成从密封面4中突出的环形的突起部13是优选的，因为由此能够简单地匹配或成形所述环形的突起部13的横截面。最大程度地位于内部的环形的突起部13在此具有与通道3的边缘或密封面4的位于内部的边界11的最小间距16，该间距优选至少相当于环形的突起部的径向延伸的2至5倍。最大程度地位于外部的环形的突起部13在此同样具有直向着密封面4的位于径向外部的边界11的最小间距16，其优选大于朝向通道的最小间距。

图5和6在横截面中略微扩大地且示意性地示出了环形的突起部13的两个不同的造型。图5在此示出了多个环形的突起部13，它们相互直接邻接并且在横截面中按三角形14的方式构成。图6在横截面中示出了多个环形的突起部13，它们不是直接地邻接，而是相互具有距离36(例如在环形的突起部13的径向延伸的1至5倍的范围内)，并且在横截面中设计成圆节段17的形式。原则上优选的是，在环形的突起部13之间设置距离36，以确保每个环形的突起部13均稳固地抵靠在在安装状态下相邻的环形密封部上。

在图7中示出了具有表面轮廓特征19的密封面4的另一实施例，其在通道3的周围具有环形的突起部13。在这种情况下，环形的突起部13(平缓的或平坦的)设计成平地状，其中在环形的突起部13之间分别构造了凹拱部18。该凹拱部18例如能够通过以下方式产生，即密封面4事后借助刮除方法进行加工，但优选的是，环形的突起部13借助上面描述的分层结构通过松散材料的固化借助高能的辐射形成，该辐射沿着所述环形的突起部或路径10延伸。

图8和9在此还在横截面中示出了凹拱部18的表现形式的特殊变体方案。图8示出了凹拱部18，它们不是相互邻接并且在横截面中构成三角形14的形状。相应与此，图9展示了这样的情况：其中多个凹拱部18按圆节段17的形式构成并且在它们之间形成环形的突起部13。

图10示出了在边缘区域20中在靠近密封面4的边界11处的单个的环形的突起部13。在此处所示出的情况中，所述环形的突起部13通过多个沿周向方向37设置的缺口32来实施(但这不是强制必需的)。借助该环形的突起部13能够形成口袋的形式，以便容纳环形密封部35。该环形的突起部13尤其阻止环形密封部35的滑入。

附图标记清单：

1 线路区段

2 液压线路

3 通道

4 密封面

5 层

6 材料

7 地基

8 固体

9 高能的辐射

10 路径

11 边界

12 壳构件

13 环形的突起部

14 三角形

15 径向方向

16 最小间距

17 圆节段

18 凹拱部

19 表面轮廓特征

20 边缘区域

21 控制单元

22 填充设备

23 辐射发生器

24 容器

25 移动装置

26 光学装置

27 数据线

28 磁体

29 控制滑块

30 回位弹簧

31 挺杆

32 缺口

33 装置

34 联接组件

35 环形密封部

36 距离

37 周向方向

Claims (9)

1.一种壳构件（12），其具有带有至少一个通道（3）的液压线路（2）的线路区段（1）和包围着且在空间上限定所述通道（3）的密封面 （4），在所述密封面处构造有表面轮廓特征（19），所述表面轮廓特征在所述通道（3）的周围具有至少一个环形的突起部（13），

其中，所述壳构件（12）至少在所述密封面（4）的区域中以分层的方式构成，其中具有环形的突起部（13）的表面轮廓特征以分层的方式借助“生成性”制造方法构成。

2.按权利要求1所述的壳构件（12），其中，所述至少一个环形的突起部（13）在横截面中按三角形（14）或圆节段（17）的形式构成。

3.按权利要求1所述的壳构件（12），其中，与所述至少一个环形的突起部（13）相邻地设置有凹拱部（18），该凹拱部在横截面中按三角形（14）或圆节段（17）的形式构成。

4.按权利要求1所述的壳构件（12），其中，设置有多个环形的突起部（13），其中，至少两个相邻的环形的突起部（13）相互直接邻接。

5.按权利要求1所述的壳构件（12），其中，单个的环形的突起部（13）在边缘区域（20）中在密封面（4）的边界（11）处直向着所述通道（3）构造。

6.按权利要求1所述的壳构件（12），其中，所述至少一个环形的突起部（13）在周向方向（37）上具有至少一个缺口（32）。

7.一种用于制造按上述权利要求中任一项所述的壳构件（12）的方法，该方法至少具有以下步骤：

a.在地基（7）上提供松散的材料（6）的层（5），

b.借助于高能的辐射（9），将该层（5）连接为固体（8），该辐射遵循沿着所述层（5）的预先给定的路径（10），

c.重复步骤a和b，

d.其中，所述路径（10）在所述密封面（4）的区域中沿着所述至少一个环形的突起部（13）延伸。

8.一种装置（33），其具有按上述权利要求1-6中任一项所述的壳构件（12），还具有联接组件（34）以及环形密封部（35），其中环形密封部（35）抵靠在所述密封面（4）的区域中并且借助联接组件（34）压向所述密封面（4）的所述至少一个环形的突起部（13）。

9.按上述权利要求1-6中任一项所述的壳构件（12）或按权利要求8所述的装置（33）的用途，该用途是用于供送处于高压下的液压液体。

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