DE3128248C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber für hydraulische oder pneumatische Steuerungen mit zylindrischen Steuerschie­ berabschnitten, die in zylindrische Bohrungsabschnitte einer abgesetzten Steuerschieberbohrung mit geringem Spiel einge­ paßt sind. Die Erfindung betrifft weiter Verfahren zur Herstellung dieser Steuerschieber.

Die in zylindrischen Bohrungsabschnitten der abgesetzten Steuerschieberbohrung geführten zylindrischen Steuerschieber­ abschnitte stellen eine bewegliche Dichtung dar, deren Spalt­ breite, d. h. das zwischen dem zylindrischen Steuerabschnitt und dem zugeordneten Bohrungsabschnitt bestehende Spiel, von wesentlichem Einfluß auf die auftretenden Leckströme ist. Außerdem wird durch das Zusammenwirken der zylindrischen Steuerschieberabschnitte mit den zugehörigen zylindrischen Bohrungsabschnitten eine radiale Führung des Steuerschiebers bewirkt, an die hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden, um eine genaue gegenseitige Ausrichtung der zusammenwirkenden Steuerkanten des Steuerschiebers und der Steuerschieberboh­ rung zu gewährleisten (DE-PS 9 62 851).

Aus Gründen der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen und zur Aufrechterhaltung eines Schmierfilms zwischen den zylin­ drischen Steuerschieberabschnitten und den zugehörigen zylindrischen Bohrungsabschnitten kann das dazwischen be­ stehende Spiel nicht beliebig verringert werden.

Durch Schmutzpartikel, durch einseitige Druckfelder zwischen der Steuerschieberbohrung und dem Steuerschieber, die zu einer exzentrischen Lage des Steuerschiebers führen, durch Strömungskräfte an den Steuerkanten und durch Obliterations­ effekte können im Betrieb Bremskräfte entstehen, die einer Verschiebung des Steuerschiebers entgegenwirken und daher sehr störend sein können. Außerdem erhöht sich der Lecköl­ anfall bei exzentrischer Schieberlage gegenüber der zentrischen Schieberlage sehr wesentlich. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, daß die zentrische Schieberlage nicht stabil ist, da die Leckölströmung ein einseitiges Druckfeld auf­ baut, das den Steuerschieber an die Bohrungswand drückt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit einfachen und billigen Mitteln zu erreichen, daß ein Steuerschieber der eingangs genannten Art angenähert in seiner zentrischen Lage, d. h. mit angenähert gleichem Abstand zwischen der Oberfläche der zylindrischen Steuerschieberabschnitte und der Oberfläche der zylindrischen Bohrungsabschnitte gehalten wird, so daß sich keine einseitigen Druckfelder aufbauen können, die zu einer einseitigen Anpressung des Steuerschiebers an die Bohrungswand führen könnten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf den zylindrischen Steuerschieberabschnitten im Abstand zu­ einander Erhebungen angeordnet sind, deren Höhe geringer ist als das Spiel zwischen dem zylindrischen Steuerschieber­ abschnitt und dem zugeordneten zylindrischen Bohrungsabschnitt.

Durch die Erhebungen wird allseitig die Einhaltung einer vorgegebenen Mindestspaltbreite sichergestellt, so daß die Leckströmung angenähert gleichmäßig am Umfang des zylin­ drischen Steuerschieberabschnitts verteilt auftritt, so daß der Aufbau von einseitigen Druckfeldern und die exzen­ trische Verlagerung des Steuerschiebers verhindert wird.

Dabei sollte die Summe der Oberflächen der Erhebungen gering im Vergleich zu der Oberfläche des zylindrischen Steuerschieberab­ schnitts gewählt werden und etwa 5 bis 20% betragen. Bei einer Flächenverteilung in diesem Bereich wird vermieden, daß sich durch Leckströmungen zwischen den Erhebungen und dem zylindrischen Bohrungsabschnitt wiederum einseitige Druckfelder aufbauen können. Andererseits ist noch eine ausreichende Schmierung im Bereich der Erhebungen sicherge­ stellt.

Vorzugsweise sind die Erhebungen in gleichförmiger Anordnung nach Art eines Rasters verteilt. Dabei kann durch Verände­ rung des Rasters dafür gesorgt werden, daß die Erhebungen besonders dort wirksame Stützkräfte liefern, wo eine elastische Verformung oder Verlagerung des Steuerschiebers durch Betäti­ gungs- und/oder Strömungskräfte zu erwarten ist.

Während die Erhebungen in den meisten Fällen mit angenähert gleicher Länge und Breite ausgeführt werden, beispielsweise kreisförmig, kann zur Erzielung eines bestimmten gewünschten Leckströmungsverlaufs auch vorgesehen werden, daß die Länge der Erhebungen wesentlich größer als ihre Breite ist, wobei sich die Leckströmung dann im wesentlichen entlang den Erhe­ bungen bewegt. Dadurch kann für die Leckströmung beispiels­ weise ein besonders langer Strömungsweg geschaffen werden.

Vorzugsweise werden die Erhebungen aus Material mit guten Gleiteigenschaften hergestellt, um die zwischen den Erhe­ bungen und den zylindrischen Bohrungsabschnitten auftreten­ den Reibungskräfte möglichst gering zu halten.

Es liegt außerdem im Rahmen der Aufgabe der Erfindung, be­ sonders vorteilhafte Verfahren zur Herstellung der erfin­ dungsgemäßen Steuerschieber zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Ausgestaltungen des Erfin­ dungsgedankens vorgesehen, daß die Erhebungen durch gal­ vanischen Auftrag an den zylindrischen Steuerschieberab­ schnitten angebracht werden.

Dieses Verfahren ermöglicht es, die Erhebungen an den in herkömmlicher Weise mit großer Genauigkeit hergestellten zylindrischen Steuerschieberab­ schnitten nachträglich anzubringen, wobei eine genaue Beein­ flussung der erzielbaren Schichtdicke und somit der Dicke der Erhebungen durch Veränderung der Verweilzeit im galva­ nischen Bad in besonders einfacher Weise möglich ist.

Zweckmäßigerweise wird auf die zylindrischen Steuerschieber­ abschnitte eine mit einem Raster von Durchbrüchen in der vorgegebenen Anordnung und Größe der Erhebungen versehene Maske aufgebracht, bevor der galvanische Auftrag der Erhe­ bungen erfolgt.

Dadurch läßt sich in besonders einfacher Weise die Größe und Anordnung der einzelnen Erhebungen be­ stimmen.

Gemäß einem abgewandelten Verfahren ist vorgesehen, daß der zylindrische Steuerschieberabschnitt mit einem Überzug aus dem Material und in der Dicke der Erhebungen versehen wird, was beispielsweise ebenfalls galvanisch geschehen kann, und daß der Überzug an den für die Erhebungen vorgesehenen Stellen gegen elektrochemischen bzw. chemischen Angriff ge­ schützt wird, und daß der zylindrische Steuerschieberab­ schnitt anschließend einem Ätzbad oder einer abtragenden, elektrochemischen Behandlung ausgesetzt wird. Der Überzug wird dann nur in den Bereichen zwischen den Erhebun­ gen abgetragen, während die Erhebungen in der vorgegebenen Anordnung und Größe bestehen bleiben.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der einzigen Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Darstellungsweise einen Steuerschieber 1, der zwei zylindrische Steuerschieber­ abschnitte 2 aufweist, die durch einen Steuerschieberab­ schnitt 3 mit geringerem Durchmesser miteinander verbunden sind. Der Steuerschieber 1 befindet sich in einer abge­ setzten Steuerschieberbohrung 4, deren Längsschnittkontur in der Zeichnung nur mit strichpunktierten Linien angedeutet ist und die zwei den zylindrischen Steuerschieberabschnitten 2 zugeordnete, zylindrische Bohrungsabschnitte 5 aufweist.

Auf den zylindrischen Steuerschieberabschnitten 2 sind im Abstand zueinander in rasterartiger Verteilung flache Erhe­ bungen 6 angebracht, deren Dicke etwas geringer als die Breite des Spalts zwischen den zylindrischen Steuerschieber­ abschnitten 2 und den zylindrischen Bohrungsabschnitten 5 ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Erhebungen 6 Kreisform. Sie bestehen aus einem Material, das gegenüber dem Material der Bohrungsabschnitte 5 gute Gleiteigenschaften aufweist, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegie­ rung.

Claims (9)

1. Steuerschieber für hydraulische oder pneumatische Steue­ rungen mit zylindrischen Steuerschieberabschnitten, die in zylindrische Bohrungsabschnitte einer abgesetzten Steuerschieberbohrung mit geringem Spiel eingepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zylindrischen Steuer­ schieberabschnitten (2) im Abstand zueinander Erhebungen (6) angeordnet sind, deren Höhe geringer ist als das Spiel zwischen dem zylindrischen Steuerschieberabschnitt (2) und dem zugeordneten zylindrischen Bohrungsabschnitt (5).

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Oberflächen der Erhebungen (6) angenähert 5 bis 20% der Oberfläche des zylindrischen Steuerschieber­ abschnitts (2) beträgt.

3. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (6) in gleichförmiger Anordnung nach Art eines Rasters verteilt sind.

4. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (6) mit angenähert gleicher Länge und Breite ausgeführt sind.

5. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Erhebungen (6) wesentlich größer als ihre Breite ist.

6. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (6) aus Material mit guten Gleitei­ genschaften bestehen.

7. Verfahren zur Herstellung eines Steuerschiebers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen durch galvanischen Auftrag an den zylindrischen Steuerschieberabschnitten angebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zylindrischen Steuerschieberabschnitte eine mit einem Raster von Durchbrüchen in der vorgegebenen Anord­ nung und Größe der Erhebungen versehene Maske aufgebracht wird, bevor der galvanische Auftrag der Erhebungen erfolgt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Steuerschiebers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Steuerschieberabschnitt mit einem Überzug aus dem Material und in der Dicke der Erhebungen versehen wird, daß der Überzug an den für die Erhebungen vorgesehenen Stellen gegen elektrochemischen bzw. che­ mischen Angriff geschützt wird, und daß der zylindrische Steuerschieberabschnitt anschließend einem Ätzbad oder einer abtragenden elektrochemischen Behandlung ausgesetzt wird.