DD255574A1

DD255574A1 - Verschlussmittel fuer kanaloeffnungen

Info

Publication number: DD255574A1
Application number: DD29404686A
Authority: DD
Inventors: Konrad Helle
Original assignee: Karl Marx Stadt Ind Werke
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft Verschlussmittel fuer gewindelose Oeffnungen von Kanaelen in Druckmedium fuehrenden Bauteilen oder Geraeten aus schweissbaren Werkstoffen, welche vorzugsweise fuer hydraulische oder pneumatische Geraete zum Einsatz kommen. Erfindungsgemaess werden die insbes. stirnseitigen Kanaloeffnungen mittels eines durch Schweissen aufgebrachten Verschlussdeckels abgeschlossen, wobei in jedem Kanal ein mit diesem Verschlussdeckel kontaktierender Schutzstopfen angeordnet ist. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verschlußmittel für Öffnungen von Kanälen, insbesondere Druckmedium führende Kanäle in hydrostatischen Geräten, welche aus schweißbaren Werkstoffen bestehen, wobei die stirnseitig aus einem Bauteil austretenden Kanäle gewindelose Öffnungen aufweisen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Kanalöffnungen in Druckmedium führenden Bauteilen mittels eingepreßter Verschlußmittel zu sichern, entspricht dem bekannten Stand der Technik (DD-PS 201.343; CH-PS 503.923; DE-OS 1.525.720; DE-OS 2.230.710; DE-OS 2.508.269; DE-GM 7.338.267). Diese Verschlußmittel, weiche als Kugel, Halbkugel, Zylinderstift oder radial dehnbares Element ausgebildet sind, werden durch Werkstoffumformung gesichert. Derartige Abdichtvarianten eignen sich zwar für das Verschließen und Abdichten einzelner Kanalöffnungen, nicht aber für mehrere eng aneinander liegende Kanäle. Außerdem sind derartige Lösungen mit erheblichem Aufwand für die Feinbearbeitung des Sitzes für das Verschlußmittel verbunden und aus der Sicht des Arbeitsschutzes für mit Hochdruck belastete Kanäle (mehr als 20MPa) nicht unbedenklich.

Bekannt ist außerdem das druckdichte Verschließen von Kanalöffnungen in hydrostatischen Geräten, beispielsweise in Steuerzapfen hydrostatischer Radialkolbenmaschinen (DD-PS 18.439; DDD-PS 40.768; DE-AS 2.134.944; DE-AS 2.254.585), wobei als Verschlußmittel jeweils eine Schraube mit beiliegender Flachdichtung oder beiliegendem O-Ring fungiert. Die hierzu notwendige Gewindefertigung sowie die Feinbearbeitung der Dichtflächen erfordern hohen mechanischen Aufwand und sind daher kostenungünstig. Durch werkstoffbedingtes „Setzen" der Dichtung, insbesondere beim Einsatz von Flachdichtungen, sind Undichtheiten bei diesen Lösungswegen unumgänglich. Diese Verschlußmittel eignen sich ebenfalls nicht, wenn die Dichtstelle im Nachgang nicht mehr zugängig ist oder die Kanalöffnungen eng beieinander liegen.

Des weiteren sind durch bekannte Schweißverfahren herstellbare Bauteile für hydrostatische Maschinen bzw. Geräte oder ähnliche Anwendungsfälle bekannt (DE-PS 2.237.418; DE-PS 2.364.725; DDE-OS 2.632.823), welche unterschiedliche bauteilspezifische Anwendungsfälle, wie Zylinderkörperherstellung und Hohlkolbenherstellung, aufzeigen. Anwendung für diese spezielle Bauteilherstellung finden u.a. das Elektronenstrahlschweißen sowie das Preßschweißen/Reibschweißen, wobei hierbei immer das Risiko des Eindringens von Schweißrückständen in vorhandene Öffnungen dieser Bauteile besteht und damit eine Verschmutzungsgefahr in medienführenden Kanälen nicht auszuschließen ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines rationell herstellbaren Verschlußmittels für Kanalöffnungen in hochdruckbelastbaren Bauteilen, welche aus schweißbaren Werkstoffen bestehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verschlußmittel für mehrere in einem Bauteil angeordnete eng aneinander liegende Kanalöffnungen unter Einbeziehung bekannter Schweißverfahren zu schaffen, welche die drucksichere Abdichtung dieser Kanäle untereinander sowie nach außen gewährleisten, eine durch Schweißen eintretende Verschmutzung der medienführenden Kanäle vermeiden und damit eine sichere Funktion der mit den Bauteilen komplettierten Geräte garantieren.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß insbesondere stirnseitige Kanalöffnungen in Bauteilen mittels eines durch Schweißen aufgebrachten Verschlußdeckels abgeschlossen werden, wobei in jedem Kanal ein mit dem Verschlußdeckel kontaktierender Schutzstopfen angeordnet ist. Die Anordnung genannter Schutzstopfen verhindert das Eindringen von Schweißrückständen in die Kanäle, während die Schweißverbindung des Bauteiles mit dem Verschlußdeckel eine sichere Abdichtung der Kanäle nach außen sowie untereinander gewährleistet. Da eine Feinbearbeitung der die Andichtung bewirkenden Bauteile für die Schweißverbindung nicht erforderlich ist, wird eine rationelle Herstellung dieses Verschlußmittels ermöglicht.

Außerdem, kann diese durch Schweißverbindung hergestellte Baugruppe erforderlichen Wärmebehandlungen unterzogen werden, da nur ferrometallische Werkstoffe für die Abdichtung dieser Kanalöffnungen verwendet werden.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß jeder zu verschließende Kanal einen axialen Anschlag für den einzusetzenden Schutzstopfen besitzt. Die Anordnung der genannten Anschläge gewährleistet, daß sie die eingesetzten Schutzstopfen durch die in den freien Abschnitt eindringende Schweißwulst im Bauteil verspannen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß dieser vorgenannte Anschlag für den die Öffnung verschließenden Schutzstopfen im Bereich eines nächstliegenden Kanalanschnittes verläuft. Insbesondere bei Kanalreinigung nach der mechanischen Bearbeitung bzw. während des normalen Betriebes der Geräte können sich Bearbeitungsrückstände, Abrieb, Ölkohle etc. nicht in den sonst vorhandenen Sacklöchern festsetzen und zu Verschleiß bzw. Geräteausfall führen. Die günstigen Reinigungsmöglichkeiten sind vor allem bei Geräteregenerierung, z.B. bei einem Nachschliff von Steuerzapfen für hydrostatische Radialkolbenmaschinen, von besonderem Vorteil.

Gebildet wird dieser genannte Anschlag in vorteilhafter Weise durch eine Ausnehmung für den Schutzstopfen, welche im Durchmesser größer ist als der Kanal für das Druckmedium im zuverschließenden Bauteil. Die Wahl des Durchmessers dieser Ausnehmung ist hierbei dem Anwender freigestellt, wenn die vorgenannte Bedingung erfüllt wird. Für die Herstellung der Schutzstopfen können somit handelsübliche Halbzeuge verwendet werden, welche am Außendurchmesser keine zusätzliche Bearbeitung erfordern und somit sehr rationell herstellbar sind.

Von besonderer Wichtigkeit ist ein bestimmter freier axialer Abschnitt zwischen Schutzstopfen und Verschlußdeckel für eine sich beim Schweißvorgang bildende Schweißwulst. Der freie Abschnitt verhindert, daß sich während des Schweißvorganges die Schweißtemperatur auf genannten Schutzstopfen in vollem Maße überträgt. Thermische Überlastung, unzulässige Verformung und unerwünschte Verzunderung des Schutztopfes werden damit ausgeschaltet. Die Tiefe des freien Abschnittes ist von Fall zu Fall an Probeteilen experimentell zu ermitteln, da eine Reihe von Einflußfaktoren, z. B. Werkstückgröße, Kanalgröße und Werkstoffqualität, wirksam werden.

Weiterhin ist es von besonderem Vorteil, die Verbindung zwischen dem die Ausnehmungen aufweisenden Bauteil und dem aufzubringenden Verschlußdeckel durch Reibschweißen zu realisieren. Die Anwendung dieses sehr effektiven Schweißverfahrens bietet sich bei Bauteilen jeglicher Form an, sofern in diesen mehrere zu verschließende Kanäle dicht beieinander liegen und der Verschlußdeckel aus verfahrenstechnischen Gründen als kreisrundes Einzelteil ausgeführt werden

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnung folgendes darstellt:

Fig. 1: den Längsschnitt eines mit Kanälen versehenen Bauteiles sowie die Montagefolge der Einzelteile Fig. 2: den Längsschnitt des gleichen Bauteiles mit stirnseitig verschlossenen Kanälen.

Das zu verschließende Bauteil 1, dessen Kanäle 2,3 aus Fertigungsgründen stirnseitig eingebracht werden, ist als Steuerzapfen einer hydrostatischen Kolbenmaschine ausgebildet. In den Kanälen 2,3 wird im Falle einer Kolbenmaschine Druckmedium geführt, wodurch ein öldichter und druckdichter Verschluß der Öffnungen dieser Kanäle 2,3 zu gewährleisten ist. Jeder Kanal 2,3 ist daher in seinem stirnseitigen Endbereich mit einer im Durchmesser größeren Ausnehmung 4, 5 versehen, welche max. im Bereich eines nächstliegenden Kanalanschnittes 6,7 endet. Durch diese Ausnehmungen 4,5 werden ringförmige Anschläge8,9 gebildet, welche der Anlage bzw. Sicherung je eines Schutzstopfens 10,11 dienen. In seiner Länge ist jeder Schutzstopfen 10,11 so bemessen, daß nach Anlage desselben am Anschlage, 9 ein freier Abschnitt-12,13 der Ausnehmungen 4,5 für eine Schweißwulst 14,15 bleibt. Nach Einführung der Schutzstopfen 10,11 in die jeweilige Ausnehmung 4, 5 wird dann mittels Reibschweißen ein Verschlußdeckel 16 an einer Stirnfläche 17 des Bauteiles 1 angebracht. Bei diesem Schweißvorgang erfolgt eine homogene Verbindung zwischen Bauteil 1 und Verschlußdeckel 16 durch eine Schweißfläche 18, wobei sich der Abschnitt 12,13 der Ausnehmung 4,5 füllt und somit den Schutzstopfen 10,11 gegen den Anschlag 8,9 fest verspannt (siehe Fig. 2). Die durch Reibschweißen entstehende Schweißfläche 18 schließt die Kanäle 2,3 nach außen sowie gegeneinander druckdicht ab, wodurch der Einsatz derartiger Bauteile 1 auch für Geräte der Hochdruckhydraulik möglich ist. Die axiale Länge genannter Abschnitte 12,13 für die Schweißwulst 14,15 ist in Abhängigkeit von der Größe des Bauteiles 1,des Verschlußdeckels 16, des Reibschweißdruckes sowie der Qualität der verwendeten Werkstoffe bestimmbar.

Claims

1. Verschlußmittel für Öffnungen von Kanälen, vorzugsweise Druckmedium führende Kanäle in hydrostatischen Geräten, welche aus schweißbaren Werkstoffen bestehen, wobei die insbesondere stirnseitig aus einem Bauteil austretenden Kanäle eine gewindelose Öffnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kanäle (2,3) aufweisende Bauteil (1) mittels eines durch Schweißen aufgebrachten Verschlußdeckels (16) abgeschlossen wird, wobei in jedem Kanal (2,3) ein mit dem Verschlußdeckel (16) kontaktierender Schutzstopfen (10,11) angeordnet ist.

2. Verschlußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (2,3) einen axialen Anschlag (8,9) für den einzusetzenden Schutzstopfen (10,11) besitzt.

3. Verschlußmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (8,9) für den Schutzstopfen (10,11) im Bereich eines nächstliegenden Kanalanschnittes (6,7) verläuft.

4. Verschlußmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (8,9) durch eine Ausnehmung (4, 5) für den Schutzstopfen (10,11) gebildet wird, welche im Durchmesser größerist als der Kanal (2,3) für das Druckmedium.

5. Verschlußmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Stirnfläche der Schutzstopfen (10,11) und dem am Bauteil (1) anliegenden Verschlußdeckel (16) ein bestimmter freier Abschnitt (12,13) für eine Schweißwulst (14,15)vorhanden ist.

6. Verschlußmittel nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem die Ausnehmungen (4,5) aufweisenden Bauteil (1) und dem Verschlußdeckel (16) durch Reibschweißen erfolgt.