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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schieberventil mit einem Ventilgehäuse, in dem eine Stufenbohrung ausgebildet ist, deren Wandung feinstbearbeitet ist, mit einem Stufenkolben, der in der Stufenbohrung verschiebbar geführt angeordnet ist, mit in dem Ventilgehäuse ausgebildeten, mit mindestens zwei mit axialem Abstand zueinander radial in die Stufenbohrung mündenden Anschlüssen, mit mindestens einem Abschnitt des Stufenkolbens, der gegenüber der Stufenbohrung eine Steuernut bildend reduzierten Außendurchmesser aufweist, wobei zwei axial nebeneinander liegende Anschlüsse je nach axialer Positionierung des Stufenkolbens durch den Stufenkolben voneinander absperrbar und/oder über den Bereich reduzierten Außendurchmessers miteinander verbindbar sind.
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Bei Schieberventilen besteht für bestimmte Anwendungszwecke das Erfordernis als Ventilschieber einen Stufenkolben zu verwenden, der in einer Stufenbohrung des Ventilgehäuses in seiner verschiedenen Positionen verschiebbar geführt ist.
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Um eine Leckage zwischen dem Stufenkolben und der Wandung der Stufenbohrung zumindest weitgehend zu vermeiden, müssen nicht nur geringe Toleranzen der Durchmesser sowie der Koaxialität der großen zu den kleinen Stufen von Stufenkolben und Stufenbohrung eingehalten werden, sondern es müssen auch die Oberflächen des Stufenkolbens und der Stufenbohrung feinstbearbeitet sein.
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Zur Feinstbearbeitung wie z. B. zum Honen der Stufenbohrung im Ventilgehäuse sind Stufen-Honalen erforderlich, die teure Spezialwerkzeuge mit exakt den beiden erforderlichen Durchmessern sind.
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Dabei ist der Verschleiß der beiden Stufen der Stufen-Honalen unterschiedlich, so daß sich die Standzeit nach der schneller verschleißenden Stufe richtet.
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Weiterhin ist am Übergang zwischen den beiden Stufen der Stufenbohrung ein Honauslauf erforderlich, wodurch sich die Baulänge, der Materialeinsatz sowie das Gewicht des Ventilgehäuses vergrößert.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schieberventil der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das diese Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Ventilgehäuse eine die Stufe großen Durchmessers bildende Bohrung mit feinstbearbeiteter Wandung ausgebildet ist, in die um einen Teil der Länge der Bohrung eine Buchse mit ihrer zylindrischen Mantelfläche fest eingesetzt ist, deren Innenwandung feinstbearbeitet ist und deren Innenbohrung die Stufe kleinen Durchmessers der Stufenbohrung bildet.
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Durch diese Ausbildung können die Bohrung des Ventilgehäuses und die Innenbohrung der Buchse separat feinstbearbeitet werden, ehe die Buchse in die Bohrung des Ventilgehäuses fest eingesetzt wird.
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Es ist aber auch möglich die Innenbohrung der Buchse erst nach dem Einsetzen der Buchse in die gehonte Bohrung des Ventilgehäuses zu honen.
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Damit kann auf einen Feinstbearbeitungsauslauf verzichtet werden, wodurch die Länge, der Materialeinsatz und das Gewicht des Ventilgehäuses reduziert werden.
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Die Buchse kann mit einem Teil ihrer Länge aus dem Ventilgehäuse herausragen, so daß das Ventilgehäuse kürzer als die Gesamtlänge der Stufenbohrung ist, wodurch eine weitere Material- und Gewichtseinsparung erzielt wird.
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Dadurch reduziert sich auch die Länge der feinstzubearbeitenden großen Bohrung.
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Sind für gleichartige Schieberventile mit Stufenbohrung die Durchmesser der großen Stufe gleich und nur die Durchmesser der kleinen Stufe unterschiedlich, so können die Ventilgehäuse kostengünstig gleich ausgebildet sein und nur mit Buchsen unterschiedlicher Innenbohrungen bestückt werden.
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Zur Feinstbearbeitung kann die Wandung der Bohrung im Ventilgehäuse und/oder die Innenwandung der Buchse gehont oder gerieben sein.
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Eine hohe Koaxialität der beiden Stufen der Stufenbohrung wird erreicht, wenn die radial umlaufende Mantelfläche der Buchse geschliffen ist.
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Eine solche hohe Koaxialität wird weiterhin erreicht, wenn die Buchse eine mit Preßpassung in die Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzte Einpreßbuchse ist.
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Darüber hinaus sind keine besonderen Maßnahmen zur Befestigung der Einpreßbuchse in der Bohrung des Ventilgehäuses erforderlich.
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Die Einpreßbuchse muß nur unter axialer Kraftbeaufschlagung bis in ihre Sollposition in die Bohrung des Ventilgehäuses eingeschoben werden.
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Zur Verbindung der Innenbohrung der kleinen Stufe der Stufenbohrung mit im Ventilgehäuse ausgebildeten Anschlüssen sind vorzugsweise in der Wandung der Buchse ein oder mehrere radial durchgehende Ausnehmungen ausgebildet, die bei eingesetzter Buchse in radialer Überdeckung mit den ihnen jeweils zugeordneten Anschlüssen des Ventilgehäuses sind.
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Ist dabei die Erstreckung der Ausnehmungen axial zur Längsachse der Bohrung des Ventilgehäuses größer, als die Erstreckung der Anschlüsse des Ventilgehäuses, so vereinfacht sich die axiale Lageorientierung der Ausnehmungen zu den Anschlüssen.
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In einer anderen vorteilhaften Ausbildung können in der Wandung der Buchse ein oder mehrere radial durchgehende Ausnehmungen ausgebildet sein, die bei in die Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzter Buchse in radialer Überdeckung mit einer Ringnut sind, welche radial umlaufend in der Wandung der Bohrung im Bereich der den Ausnehmungen jeweils zugeordneten Anschlüsse des Ventilgehäuses ausgebildet sind.
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Dabei kann die Buchse und/oder das Ventilgehäuse eine solche Ringnut aufweisen. Bei der Buchse ist die Ringnut radial außen vorgesehen. Hingegen ist die Ringnut im Ventilgehäuse radial innen eingearbeitet.
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Zusätzlich wird die axiale Lageorientierung der Ausnehmungen zu den Anschlüssen vereinfacht, wenn die Erstreckung der Ringnut axial zur Längsachse der Bohrung des Ventilgehäuses größer ist, als die Erstreckung der Ausnehmungen der Buchse axial zur Längsachse der Bohrung.
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Durch die in der Buchse ausgebildeten Ausnehmungen sind die Positionen von deren Steuerkanten durch unterschiedliche Einsetztiefen der Buchse variabel einstellbar. Hierdurch können unterschiedliche Über- und Unterdeckungszustände zwischen dem Stufenkolben und der Buchse mit den gleichen Bauteilen aufgebaut werden. Damit kann durch unterschiedliche Einsetztiefe der Buchse Einfluß auf die Ventilleckage genommen werden.
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Das Schieberventil kann der Ventilteil eines Druckminderventils sein, wobei das Druckminderventil ein Proportionaldruckminderventil sein kann, das axial nebeneinander im Ventilgehäuse ausgebildet einem Druckanschluß, einem Verbraucheranschluß und einem drucklosen Behälteranschluß aufweist, wobei der Stufenkolben durch eine Federkraft und eine durch den Druck am Druckanschluß auf eine Wirkfläche des Stufenkolbens einwirkende Druckkraft in Behälteröffnungsrichtung in eine den Druckanschluß sperrende und den Verbraucheranschluß über die Steuernut mit dem Behälteranschluß verbindende erste Schaltstellung und entgegengesetzt der Behälteröffnungsrichtung durch eine Regelkraft in eine den Druckanschluß über die Steuernut mit dem Verbraucheranschluß verbindende und den Behälteranschluß sperrende zweite Schaltstellung beaufschlagt ist.
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Ist dabei in das von der großen Stufe der Stufenbohrung abgewandte Ende der Buchse ein Federteller eingesetzt, an dem sich mit ihrem einen Ende eine die Federkraft erzeugende vorgespannte Druckfeder abstützt, so kann durch eine Variation der Einsetztiefe der Buchse in die Bohrung des Ventilgehäuses die gewünschte Federkraft einjustiert werden.
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Bevorzugt ist die Regelkraft eine elektromagnetisch erzeugte Regelkraft, wobei das Ventilgehäuse mit einem Magnetteil verbunden ist, das in einem Magnetgehäuse eine Magnetspule und einen Anker aufweist, von dem der Stufenkolben mit der Regelkraft beaufschlagbar ist.
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Mündet dabei der Druckanschluß im Bereich der Buchse in die Stufenbohrung und ist die Steuernut zwischen dem Bereich der dem Magnetteil ferneren kleinen Stufe und dem dem Magnetteil näheren Bereich der großen Stufe des Stufenkolbens ausgebildet, wobei die vom Druck am Druckanschluß beaufschlagbare Wirkfläche der Teil der Fläche der der großen Stufe zugewandten Seitenwand der Steuernut ist, der gegenüber der Fläche der der kleinen Stufe näheren Seitenwand der Steuernut größer ist, so kann die Baulänge des Ventilteils gering gehalten werden.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 eine Seitenansicht eines Proportionaldruckminderventils mit einem Ventilteil im Längsschnitt
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2 einen Längsschnitt von Ventilgehäuse und Buchse des Proportionaldruckminderventils nach 1,
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3 eine erste alternative Ausgestaltungsform der Buchse in einem Halbschnitt,
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4 eine zweite alternative Ausgestaltungsform der Buchse in einem Halbschnitt und
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5 eine dritte alternative Ausgestaltungsform der Buchse in einem Halbschnitt.
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Das dargestellte Proportionaldruckminderventil weist einen Ventilteil 1 und einen Magnetteil 2 auf.
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Der Ventilteil 1 besitzt ein mit dem Magnetteil 2 fest verbundenes Ventilgehäuse 3 mit einer zum Magnetteil 2 gerichteten Stufenbohrung 4 auf.
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Die Stufenbohrung 4 besitzt eine dem Magnetteil 2 nähere große Stufe 5 größeren Durchmessers und eine dem Magnetteil 2 entferntere kleine Stufe 6 geringeren Durchmessers auf.
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Dazu ist zunächst eine durchgehende Bohrung 7 mit dem Durchmesser der großen Stufe 5 in dem Ventilgehäuse 3 ausgebildet und deren Wandung gehont worden.
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Anschließend wurde zur Erzeugung der kleinen Stufe eine an ihrer radial umlaufenden Mantelfläche 8 geschliffene Einpreßbuchse 9 von der dem Magnetteil 2 entfernteren Seite her so weit in die Bohrung 7 eingepreßt, bis die exakte Position des Übergangs der kleinen zur großen Stufe erreicht ist.
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Durch die Preßpassung zwischen Einpreßbuchse 9 und Bohrung 7 ist die Einpreßbuchse 9 fest in die Bohrung 7 eingesetzt.
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Mit einem Teil ihrer Länge ragt die Einpreßbuchse 9 an dem dem Magnetteil 2 abgewandten Ende der Bohrung 7 heraus.
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Nach dem Einpressen der Einpreßbuchse 9 in die Bohrung 7 erfolgte eine Feinstbearbeitung der Innenbohrung 10 der Einpreßbuchse 9 durch Honen.
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In dem Ventilgehäuse 3 sind in einem axialen Abstand zueinander drei radial durchgehende Anschlüsse ausgebildet, von denen der dem Magnetteil 2 nächste Anschluß ein Behälteranschluß 11, der dem Magnetteil 2 entfernteste Anschluß ein Druckanschluß 12 und der zwischen Behälteranschluß 11 und Druckanschluß 12 ausgebildete Anschluß ein Verbraucheranschluß 13 ist.
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Der Behälteranschluß 11 ist mit einem nicht dargestellten drucklosen Behälter, der Druckanschluß 12 mit einer hydraulischen Druckquelle wie z. B. einer Pumpe und der Verbraucheranschluß 13 mit einem Verbraucher verbindbar.
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Der Druckanschluß 12 befindet sich im Bereich der eingesetzten Einpreßbuchse 9, welche korrespondierend mit dem Druckanschluß 12 eine radial durchgehende Ausnehmung 14 aufweist.
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In die Stufenbohrung 4 ist ein Stufenkolben 15 axial verschiebbar eingesetzt, der an seiner Mantelfläche eine radial umlaufende Steuernut 16 besitzt.
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Dabei grenzt die Steuernut 16 mit ihrer einen Seitenwand 17 an die kleine Stufe und mit ihrer zweiten Seitenwand 18 an die große Stufe des Stufenkolbens 15 an.
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Dies bedeutet, daß die axial beaufschlagbare Fläche der ersten Seitenwand 17 kleiner ist als die axial beaufschlagbare Fläche der zweiten Seitenwand 18.
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Der Teil der axial beaufschlagbaren Fläche der zweiten Seitenwand 18, der größer ist als die axial beaufschlagbare Fläche der ersten Seitenwand 17, bildet eine Wirkfläche.
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Die Steuernut 16 besitzt eine solche axiale Länge, daß sie in der maximal vom Magnetteil 2 entfernten ersten Schaltstellung des Stufenkolbens 15 den Druckanschluß 12 mit dem Verbraucheranschluß 13 verbindet, während der Behälteranschluß 11 von der großen Stufe des Stufenkolbens 15 abgesperrt ist.
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In der maximal dem Magnetteil 2 nächsten zweiten Schaltstellung des Stufenkolbens 15 ist über die Steuernut 16 der Verbraucheranschluß 13 mit dem Behälteranschluß 11 verbunden, während der Druckanschluß 12 durch die kleine Stufe des Stufenkolbens 15 abgesperrt ist.
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Die dem Magnetteil 2 abgewandte Stirnfläche des Stufenkolbens 15 ist von dem einen Ende einer vorgespannten Schraubendruckfeder 19 beaufschlagt, die sich mit ihrem anderen Ende an einem in die Innenbohrung 10 der Einpreßbuchse 9 fest eingesetzten Federteller 20 abstützt.
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Das Magnetteil 2 weist nicht dargestellt in einem Magnetgehäuse eine Magnetspule und einen koaxial zur Stufenbohrung 4 bewegbaren Anker auf, von dem entsprechend der Ansteuerung der Magnetspule der Stufenkolben 15 mit einer Regelkraft beaufschlagbar ist.
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Der Regelkraft entgegen wirkt die Kraft der Schraubendruckfeder 19 sowie die auf die Wirkfläche an der zweiten Seitenwand 18 der Steuernut 16 einwirkende Druckbeaufschlagung des in der Steuernut 16 vorhandenen hydraulischen Drucks.
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3 bis 5 zeigen alternative Ausgestaltungsformen, bei welchen in der Wandung der Einpressbuchse 9 ein oder mehrere radial durchgehende Ausnehmungen 14 ausgebildet sind, welche über zumindest eine Ringnut 21 bzw. 22 hydraulisch mit dem Druckversorgungsanschluss 12 des Ventilgehäuses 3 verbunden sind.
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3 zeigt dabei die erste alternative Ausgestaltungsform, bei welcher die Einpressbuchse 9 die Ringnut 21 aufweist.
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4 zeigt die zweite alternative Ausgestaltungsform, bei welcher das Ventilgehäuse 3 innenseitig die Ringnut 22 aufweist.
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5 zeigt die dritte alternative Ausgestaltungsform, bei welcher die Einpressbuchse 9 die Ringnut 21 und axial in Überdeckung zu dieser das Ventilgehäuse 3 innenseitig die Ringnut 22 aufweist.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Innenbohrung der Einpressbuchse nicht gehont. Stattdessen ist die Innenbohrung der Einpressbuchse geschliffen oder es erfolgt überhaupt keine Nachbearbeitung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventilteil
- 2
- Magnetteil
- 3
- Ventilgehäuse
- 4
- Steuerbohrung
- 5
- große Stufe
- 6
- kleine Stufe
- 7
- Bohrung
- 8
- Mantelfläche
- 9
- Einpreßbuchse
- 10
- Innenbohrung
- 11
- Behälteranschluß
- 12
- Druckanschluß
- 13
- Verbraucheranschluß
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Stufenkolben
- 16
- Steuernut
- 17
- erste Seitenwand
- 18
- zweite Seitenwand
- 19
- Schraubendruckfeder
- 20
- Federteller
- 21
- Ringnut
- 22
- innenseitige Ringnut
