DD255574A1

DD255574A1 - SEALANT FOR CHANNEL OPENINGS

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. 2The invention relates to closure means for unthreaded openings of channels in pressure medium leading components or devices made of weldable materials, which are preferably used for hydraulic or pneumatic equipment. According to the invention, the, in particular, end-side channel openings are closed by means of a closure lid applied by welding, wherein a protective plug contacting this closure lid is arranged in each channel. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

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.The invention relates to closure means for openings of channels, in particular pressure medium-carrying channels in hydrostatic devices, which consist of weldable materials, wherein the front side emerging from a component channels have threadless openings.

Characteristic of the known technical solutions

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.To secure channel openings in pressure-medium-carrying components by means of pressed-in closure means, corresponds to the known prior art (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). These closure means, which are formed as a ball, hemisphere, cylindrical pin or radially expandable element are secured by material deformation. Although such Abdichtvarianten are suitable for closing and sealing individual channel openings, but not for several closely spaced channels. In addition, such solutions are associated with considerable effort for the finishing of the seat for the closure means and from the point of view of occupational safety for high-pressure loaded channels (more than 20MPa) not safe.

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.Also known is the pressure-tight sealing of channel openings in hydrostatic devices, for example in control pins hydrostatic radial piston machines (DD-PS 18.439; DDD-PS 40.768; DE-AS 2.134.944; DE-AS 2.254.585), wherein each closure means as a screw with enclosed flat gasket or enclosed O-ring. The necessary threading and fine machining of the sealing surfaces require high mechanical complexity and are therefore costly. Leakage in these solutions is unavoidable as a result of material-related "seating" of the seal, in particular when using flat gaskets.These closure means are likewise unsuitable if the sealing point is subsequently no longer accessible or if the channel openings are located close to one another.

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.Furthermore, components which can be produced by known welding methods for hydrostatic machines or devices or similar applications are known (DE-PS 2,237,418, DE-PS 2,364,725, DDE-OS 2,632,823), which have different component-specific applications, such as cylinder body production and hollow piston production , show. Application for this special component manufacturing can be found i.a. the electron beam welding and the pressure welding / friction welding, which always involves the risk of penetration of welding residues in existing openings of these components and thus a risk of contamination in media-carrying channels can not be excluded.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines rationell herstellbaren Verschlußmittels für Kanalöffnungen in hochdruckbelastbaren Bauteilen, welche aus schweißbaren Werkstoffen bestehen.The aim of the invention is to provide a rationally producible closure means for channel openings in high pressure resistant components, which consist of weldable materials.

Darlegung des Wesens der Erfindung -Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide closure means for several arranged in a component closely spaced channel openings using known welding process, which ensure the pressure-tight sealing of these channels with each other and to the outside, avoid entering by welding pollution of the media-carrying channels and thus secure Guarantee the function of the devices completed with the components.

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.According to the invention, this object is achieved in that in particular end-side channel openings are completed in components by means of a sealing cap applied by welding, wherein in each channel a contact with the closure cap protective plug is arranged. The arrangement of said protective stopper prevents the penetration of welding residues in the channels, while the welded connection of the component with the closure lid ensures a secure sealing of the channels to the outside and each other. Since a fine machining of the sealing effecting components for the welded joint is not required, a rational production of this closure means is made possible.

Außerdem, kann diese durch Schweißverbindung hergestellte Baugruppe erforderlichen Wärmebehandlungen unterzogen werden, da nur ferrometallische Werkstoffe für die Abdichtung dieser Kanalöffnungen verwendet werden.In addition, this welded assembly can be subjected to necessary heat treatments because only ferrometallic materials are used to seal these channel openings.

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.It has proved to be advantageous that each channel to be closed has an axial stop for the protective plug to be used. The arrangement of said attacks ensures that they clamp the protective plugs used by the penetrating into the free portion weld bead in the component.

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.In a further embodiment of the invention, it is expedient that this aforementioned stop for the protective plug closing the opening extends in the region of a nearest channel gate. Especially during sewer cleaning after mechanical processing or during normal operation of the equipment, processing residues, abrasion, oil carbon etc. can not settle in the otherwise existing blind holes and lead to wear or equipment failure. The cheap cleaning options are especially in device regeneration, e.g. at a regrinding of control pin for hydrostatic radial piston engines, of particular advantage.

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.This mentioned stop is advantageously formed by a recess for the protective stopper, which is larger in diameter than the channel for the pressure medium in the component to be closed. The choice of the diameter of this recess is here the user exempt if the above condition is met. For the production of protective plugs thus commercially available semi-finished products can be used, which require no additional processing on the outer diameter and thus are very efficient to produce.

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.Of particular importance is a particular free axial section between the protective plug and the closure cap for a welding bead forming during the welding process. The free section prevents the welding temperature from fully transferring to said protective plug during the welding process. Thermal overload, impermissible deformation and undesirable scaling of the protective pot are thus eliminated. The depth of the free section is to be determined experimentally from case to case, because a number of factors, such. B. workpiece size, channel size and material quality, be effective.

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 werdenFurthermore, it is particularly advantageous to realize the connection between the component having the recesses and the closure lid to be applied by friction welding. The application of this very effective welding process is suitable for components of any shape, as long as there are several channels to be closed in close proximity to each other and the closure lid are designed for procedural reasons as a circular item

embodiment

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnung folgendes darstellt:The invention will be explained in more detail by means of an exemplary embodiment, wherein the drawing represents the following:

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.Fig. 1: the longitudinal section of a component provided with channels and the assembly sequence of the individual parts Fig. 2: the longitudinal section of the same component with frontally closed channels.

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.The component to be sealed 1, the channels 2.3 are introduced frontally for manufacturing reasons, is designed as a control pin of a hydrostatic piston engine. In the case of a piston machine, pressure medium is conducted in the channels 2, 3, whereby an oil-tight and pressure-tight closure of the openings of these channels 2, 3 is to be ensured. Each channel 2,3 is therefore provided in its front end region with a larger diameter recess 4, 5, which max. in the region of a nearest duct gate 6,7 ends. By means of these recesses 4, 5, annular stops 8, 9 are formed, which serve for the installation or securing of a respective protective stopper 10, 11. In its length, each protective stopper 10,11 is dimensioned so that after its abutment, 9 remains a free section-12,13 of the recesses 4,5 for a weld bead 14,15. After introduction of the protective stopper 10,11 in the respective recess 4, 5, a closure cap 16 is then attached by friction welding to an end face 17 of the component 1. In this welding process, a homogeneous connection between the component 1 and the closure lid 16 takes place through a welding surface 18, whereby the portion 12, 13 of the recess 4, 5 fills and thus firmly clamps the protective stopper 10, 11 against the stopper 8, 9 (see FIG. 2). The welding surface 18 produced by friction welding closes off the channels 2, 3 outwardly and against each other in a pressure-tight manner, as a result of which the use of such components 1 is also possible for devices of high-pressure hydraulics. The axial length of said sections 12,13 for the welding bead 14,15 is determined in dependence on the size of the component 1, the closure lid 16, the friction welding pressure and the quality of the materials used.

Claims

1. closure means for openings of channels, preferably pressure medium leading channels in hydrostatic devices, which consist of weldable materials, the particular end face of a component emerging channels have a threadless opening, characterized in that the channels (2,3) having component (1) is completed by means of a closure lid (16) applied by welding, wherein in each channel (2,3) with the closure lid (16) contacting protective stopper (10,11) is arranged.

2. Closure means according to claim 1, characterized in that each channel (2,3) has an axial stop (8,9) for the protective plug (10,11) to be used.

3. Closure means according to claim 1 and 2, characterized in that the stop (8,9) for the protective stopper (10,11) in the region of a nearest channel gate (6,7) extends.

4. Closure means according to claim 1 to 3, characterized in that the stop (8,9) by a recess (4, 5) for the protective stopper (10,11) is formed, which is larger in diameter than the channel (2,3 ) for the print medium.

5. Closure means according to claim 1 to 4, characterized in that between the outer end face of the protective plug (10,11) and the component (1) adjacent the closure lid (16) has a certain free portion (12,13) for a welding bead (14 , 15) is present.

6. closure means according to claim 1 and 5, characterized in that the connection between the recesses (4,5) having the component (1) and the closure lid (16) by friction welding.