DE1966622B2 - Steuerschieber - Google Patents

Description

|: Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber zu schaffen, der trotz engster Toleran-

I von oben in die Ventilkammern (6) einmündenden 40 zen im Bereich Kolbenschieber/Schiebergehäuse ge-

ΐ Kanäle einen kleineren Querschnitt als die unteren genüber einwirkenden, hauptsächlich auf hydraulische

j- Ventilkammer-Einlaßöffnungen bei gleichen von Kräfte zurückzuführende Verspannungen unempfind-

ί den beiderseitigen Federmitteln umschlossenen lieh ist.

' Flächen aufweisen. Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs

45 genannten Steuerschieber, erfindungsgemäß dadurch

gelöst, daß in der der Grundplatte gegenüberliegenden

Wand des Schiebergehauses Kanäle vorgesehen sind, die den Raum oberhalb des Schiebergehäuses mit den

Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber mit einem Kammern verbinden, daß Federmittel zwischen dem

Ventilkammern aufweisenden, aus unter Druck ver- 50 Schiebergehäuse und der unteren Fläche der Schutzhauformbarem Material bestehenden Schiebergehäuse, in be und Federmittel zwischen dem Schiebergehäuse und dem ein Schieberkolben in verschiedene Steuerstellun- der oberen Fläche der Grundplatte vorgesehen sind, die gen verschiebbar ist, mit das Schiebergehäuse mit einer jeweils gegen die zugeordneten Flächen von Schutzhau-Grundplatte verbindenden Befestigungselementen und be und Grundplatte anliegen und das Schiebergehäuse einer das Schiebergehäuse mindestens teilweise umge- 55 im Abstand von diesen Flächen halten, daß die

benden Schutzhaube. Federmittel geschlossene Abdichtungen bewirken und

φ Ein solcher Steuerschieber ist bekannt aus der FR-PS jeweils gegenüberliegend am Schiebergehäuse kongru-

f.j 14 77 024. Die einzelnen Ventilkammern stehen über ente Flächen umschließen und daß die Schutzhaube an

f Durchlässe mit Anschlußkanälen in Verbindung, durch der Grundplatte mindestlins mittelbar unverrückbar

I welche das Druckmittel zugeführt oder abgeführt wird, 60 befestigt ist.

J₁ d. h. durch welche sich die von dem Steuerschieber Ein derartig ausgebildeter Steuerschieber läßt sich

I^I aufgebrachte Steuerfunktion nach außen auswirkt. von hydraulischen Verspannungen ohne Schwierigkei-I' Diese Anschlußkanäle sind in der Grundplatte des ten freihalten, da zwischen Gehäuse und Schutzhaube I Steuerschiebers vorgesehen und bei Auftreten entspre- Druckmittelausgleichräume vorgesehen sind, so daß \ chender Drücke oder bei Änderung der Druckverteilun- 65 insbesondere auch bei der vorteilhaften schwimmenden f gen in den entsprechenden Anschlüssen und Ventilkam- Lagerung des Schiebergehäuses innerhalb der aus jp mern ergeben sich auf das Schiebergehäuse unter- Grundplatte und Schutzhaube gebildeten Umfassung ( schiedliche, stets von der Grundplatte ausgehende Störungen jeglicher Art vermieden werden.

it

Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steuerschiebers,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1 und

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Variante eines Steuerschiebers mit geänderter Form der Ventilkammer.

Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt besteht der Steuerschieber aus einer Grundplatte 1, einem Schiebergehäuse 2, einem Schieberkolben 3 und einer Schutzhaube 4. Das Schiebergehäuse 2 kenn aus Metall bestehen, beispielsweise Aluminium, und die Form eines einfachen Blocks haben, der mit einer Längsbohrung 5 und ringförmigen Ventiikammem versehen ist zwischen denen Sitzflächen 7 gebildet sind. Die aktiven Sitzflächen 7 des Schiebergehäuses 2 befinden sich in einem Zustand von Superhärte. Ferner sind im Schiebergehäuse 2 verschiedene, beispielsweise mit 6a und 66 bezeichnete Durchgänge vorgesehen, die zu den verschiedenen Ventilkammern 6 führen, so daß bestimmte Ausnehmungen mit einer Druckgasquelle, andere mit einem dargestellten Zylinderaggrega*. und weitere mit einem Auslaß in Verbindung stehen.

In der Längsbohrung 5 des Schiebergehäuses ist der Schieberkolben 3 verschiebbar angeordnet der aus einem dem Material des Schiebergehäuses 2 ähnlichen Material hergestellt ist. Der Schieberkolben 3 hat eine zylindrische Form und besitzt eine Vielzahl von ringförmigen Schieberflächen und Ausnehmungea Die Umfangsflächeii der Schieberflächen befinden sich in einem Zustand von Superhärte und sind genauestens so hergestellt, daß sie mit sehr enger Toleranz mit den Sitzflächen 7 des Schiebergehäuses derart zusammenwirken, daß eine entsprechende Ventilwirkung erzielt wird, ohne daß federnde Abdichtelemente wie beispielsweise O-Ringe verwendet werden müssen.

Ein gutes Arbeiten eines solchen Steuerschiebers mit oberflächengehärteten Aluminiumkörpern und Ventilgliedern unter Ausnützung einer im wesentlichen metallischen Abdichtberührung und unter völliger^ Vermeidung von Abdichtelementen erfordert eine hohe Präzision, um mit so engen Toleranzen zu arbeiten, die notwendig sind, um beispielsweise ein Gas — im Gegensatz zu einem hydraulischen Fließmedium — abzudichten.

Wie in F i g. 1 dargestellt, sind Anschlußkanäle 22 in der Grundplatte 1 zur Verbindung mit den Durchgängen 6a, 6b im Schiebergehäuse vorgesehen. Die Verbindungswellen zwischen den verschiedenen Durchgängen werden an der Zwischenfläche zwischen dem Schiebergehäuse und der Grundplatte mit Hilfe von Federmitteln, insbesondere federnden Ringabdichtungen 24 (Fig.2) abgedichtet, die in Aussparungen 25 eingreifen, die an den unteren Enden der Durchgänge 6a, 6b des Schiebergehäuses angeordnet sind. Ohne Formveränderung stehen die Ringabdichtungen 24 über die untere Fläche des Schiebergehäuses vor.

Der Schieberkolben 3 wird zwischen seinen Arbeitsstellungen durch einen Betätigungsmechanismus verschoben, wie beispielsweise einen Elektromagnet oder Federn.

Wie Fig.2 zeigt, wird das Schiebergehäuse 3 schwimmend auf der Grundplatte 1 mit Hilfe der Schutzhaube 4 und zugehörigen Befestigungselementen gehalten. Die Schutzhaube 4 ist mit der Grundplatte 1 mit Hilfe von Befestigungselementen 33, im Ausführungsbeispiel Schrauben, starr verbunden. Die Schutzhaube weist eine Oberwand 34 und Seitenwände 35 auf, die sich nach unten im wesentlichen rechtwinklig im Abstand zum Schiebergehäuse erstrecken und in untere Stirnflächen enden, die auf der oberen Fläche der Grundplatte aufsitzen. Der senkrechte Abstand zwischen den Stirnflächen und der Unterfläche des Oberteils der Schutzhaube ist großer als die senkrechte Erstreckung des Schiebergehäuses 2. Durch Festklemmen der Schutzhaube an der Grundplatte 1 um das Schiebergehäuse herum, läßt sich das Schiebergehäuse schwimmend relativ zur Grundplatte anordnen, wobei die federnden Ringabdichtungen 24 das Schiebergehäuse in Berührung mit der Unterfläche der Schutzhaube drücken. Die Oberwand 34 und die Seitenwände der Schutzhaube können gegebenenfalls als getrennte Teile ausgebildet sein. Ferner können die Seitenwände mit dem Schiebergehäuse durch flexible Vorsprünge verbunden sein. Hierdurch ist eine Relativbewegung zwischen dem Schiebergehäuse und den Seiteiiwänden der Schutzhaube möglich, so daß das Schiebergehäuse eine schwimmende Lage relativ zur Grundplatte nach dem vollständigen Zusammenbau annimmt.

Bei einem solchen Steuerschieber ergibt ein Unterdrucksetzen der verschiedenen Durchgänge 6a, 6b einen Aufwärtsdruck auf das Schiebergehäuse. Um diesen Aufwärtsdruck zu vermeiden, der das Schiebergehäuse verformen kann, wenn ein wechselnder Druck auf die verschiedenen Öffnungen einwirkt und wenn die Druckeinwirkung zwischen den verschiedenen öffnungen sich ändert, sind die oberen Wände der Ventilkammern durch die obere Wand des Schiebergehäuses hindurchgebohrt Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist diese Bohrung so beschaffen, daß die verschiedenen Durchgänge 6a, 6ö das Schiebergehäuse von seiner unteren Räche bis zu seiner oberen Fläche vollständig durchdringen. Daher sind weitere Abdichtmittel vorzusehen, um diese Ausnehmungen gegeneinander an der oberen Fläche des Schiebergehäuses abzudichten und ferner einen Leckfluß um die Schutzhaube herum zu verhindern. Zu diesem Zweck sind federnde Ringabdichtungen 40 vorgesehen, die in Aussparungen 41 sitzen, die am oberen Ende der Durchgänge oder Ventilkammern . geordnet sind. Wenn diese Ringabdichtungen 40 nocti ,vcht verformt sind, so stehen s^;e über die obere Fläche des Ventilkörpors vor. Damit wird im zusammengebauten Zustand das Schiebergehäuse federnd zwischen der darunterliegenden Grundplatte und der darüberliegenden Schutzhaube gehalten, wobei die Ringabdichtungen 24 und 40 gegen das Schiebergehäuse bzw. die Schutzhaube, wie in F i g. 2 gezeigt anliegen. Bei dieser Konstruktion ergibt ein Unterdrucksetzen irgendeiner der Ausnehmungen eine Aufwärtskraft die unmittelbar gegen die fluchtende Unterfläche der Oberwand 34 der Schutzhaube und nicht auf das Schiebergehäuse wirkt. Damit wird die Bildung von lokalisierten unterschiedlichen Beanspruchungen auf das Schiebergehäuse in axialer Richtung des Schieberkolbens verhindert

In Fig.3 ist eine abgewandelte Konstruktion dargestellt, um die Bildung von unausgeglichenen, nach oben auf den Schieberkörper wirkenden und diesen deformierenden Kräften zu verhindern. In F i g. 3 ist nur ein Durchlaß 6a dargestellt, doch können die übrigen Durchlässe von gleicher Konstruktion sein. Dieser

19 6ß{622

Durchlaß 6a weist eine verengte BohFung42 auf, die sich bis zur oberen Fläche des Schiebergehäuses erstreckt. Im Vergleich mit dem Aufbau gemäß den F i g. 1 und 2, wo die Bohrung 42 im Schiebergehäuse zur Erzeugung von Durchlässen von gleichmäßigem Querschnitt dient, hat die Bohrung 42 gegenüber der Ventilkammer 6 nach F i g. 3 einen kleineren Querschnitt; Bei dieser Bauart ist es notwendig, daß die gesamten freiliegenden Bereiche des Schiebergehäuses entlang seiner oberen Fläche um die Bohrung 42 herum und innerhalb der Begrenzung der Ringabdichtungen 40 die gleiche Größe wie die unteren Flächen der Ventilkammern oder Durchlässe haben. Auf diese Weise wird die durch Unterdrucksetzen einer bestimmten Ventilkammer erzeugte Auf-•wärtskraft gegen die untere Fläche der Ventilkammer des Schiebergehäuses durch die Kraft ausgeglichen, die nach unten auf die obere Fläche des Sehiebergehäuses innerhalb der Umgrenzung der Ringabdichtung 4C wirkt. Damit ergibt ein Unterdrucksetzen der verschiedenen Ventilkammern in axialer Richtung kein«

ίο unausgeglichenen Kräfte auf den Ventilkörper.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

I D-i, Druckeinwirkungen aufgrund der sich ergebenden 1 Patentansprüche: hydraulischen Kräfte, so daß es zu einer Verspannung

1. Steuerschieber mit einem Ventilkammern des Schiebergehäuses kommen kann. Da jedoch der 1 aufweisenden, aus unter Druck verformbarem Schieberkolben in der Bohrung des Schiebergehauses

Ϊ Material bestehenden Schiebergehäuse, in dem ein 5 nicht mit Hilfe normaler Dichtungen abgedichtet ist,

I Schieberkolben in verschiedene Steuerstellungen sondern durch entsprechende enge Toleranzen die

I verschiebbar ist, mit das Schiebergehäuse mit einer Abdichtung über eine Metall/Metall-Beruhrung erfolgt,

i Grundplatte verbindenden Befestigungselementen ist ein solcher Steuerschieber gegenüber auf hydrauli-

I und einer das Schiebergehäuse mindestens teilweise sehe Kräfte zurückzuführende Verspannungen äußerst

1 umgebenden Schutzhaube, dadurch gekenn- io empfindlich, so daß es schnell zu einer Betneosunfähig-

1 zeichnet, daß in der der Grundplatte (1) keit wegen eines klemmenden Steuerschiebers kommen

1 gegenüberliegenden Wand des Schiebergehäuses (2) kann. Diese Verspannungen und Verwerfungen des

I Kanäle (42) vorgesehen sind, die den Raum oberhalb Schiebergehäuses potenzieren sich noch dadurch, daß

I des Schiebergehäuses mit den Kammern (6) dieses fest mit der Grundplatte verschraubt ist, die den

I verbinden, daß Federmittel (40) zwischen dem 15 verschiedensten äußeren Krafteinwirkungen ausgesetzt

Schiebergehäuse (2) und der unteren Fläche der ist. So können sich unterschiedliche Spannungen bei i„ Schutzhaube (4) und Federmiitel (24) zwischen dem einem solcherart an der Grundplatte befestigten

K Schiebergehäuse (2) und der oberen Fläche der Schiebergehäuse nicht nur als Montagespannungen

ψ Grundplatte (1) vorgesehen sind die jeweils gegen aufgrund der festen Verschraubung mit der Grundplatte

55· die zugeordneten Flächen von Schutzhaube (4) und 20 ergeben, sondern auch aus den wechselnden Beanspru·

f Grundplatte (1) anliegen und das Schiebergehäuse chungen des Betriebes selbst resultieren.

ip¹ (2) im Abstand von diesen Flächen halten, daß die Bekannt ist weiterhin aus der DT-AS 10 74 346 ein

jfc Federmittel (24, 40) geschlossene Abdichtungen insgesamt zylindrisch ausgebildeter Kolbenschieber, bei

ψ bewirken und jeweils gegenüberliegend am Schie- dem in einem Schiebergehäuse eine Führungsbüchse

& bergehäuse (2) kongruente Flächen umschließen und 25 und in dieser wiederum ein Steuerkolben angebracht ist,

ύ daß die Schutzhaube (4) an der Grundplatte (1) der in der Führungsbüchse axial beweglich ist. Die

\: mindestens mittelbar unverrückbar befestigt ist. Führungsbüchse ist gegenüber dem Führungsgehäuse

|* 2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch mittels O-Ringe angedichtet, die in Nuten auf der

H gekennzeichnet, daß die ringförmig ausgebildeten Außenfläche der Führungsbüchse liegen und daher die

j| Federmittel (24, 40) jeweils jeden Eingang zu den 30 zylindrische Führungsbüchse radial umgeben. Zum

I Ventilkammern an Unterseite und Oberseite des Druckausgleich bei der Steuerung von mit hohem Druck

I Schiebergehauses (2) umgeben. zugeführtem Druckmittel sind Sickerwege zwischen

I 3. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, da- Führungsbüchse und Schiebergehäuse sowie zwischen

ΐ durch gekennzeichnet, daß die Ventilkammern (6) dem Steuerkolben und der Führungsbüchse vorhanden.

I einen gleichmäßigen Querschnitt von der unteren 35 Eine Schutzhaube weist diese Anordnung nicht auf, die

I zur oberen Fläche des Schiebergehäuses (2) schon aufgrund ihres geometrischen Aufbaus zu der

|; aufweisen. Erfindung keine Bezüge aufweist.

I 4. Steuerschieber nach einem oder mehreren der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen