DE3334513A1 - Verfahren zur herstellung von ventilhuelsen fuer drehschieberventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein V/erfahren zur Herstellung einer Ventilhülse für ein Drehschieberventil, insbesondere ein Hochdruck-Drehschieberventil, beispielsweise ein Machlauf-Drehschieber-Servoventil, wie es in Servolenkungen von Kraftfahrzeugen Verwendung findet.

Drehschieberventile mit einer äußeren Ventilhülse und einem inneren Drehschieber sind allgemein bekannt. In vielen Fällen ist die Uentilhülse mit axial verlaufenden Schlitzen versehen, die mit entsprechenden Längsnuten in der Außen-1D fläche des Drehschiebers zusammenwirken. Eine Drehung des Drehschiebers relativ zu der Ventilhülse bewirkt ein selektives Freigeben oder Absperren der Fluidkanäle. In manchen Fällen, insbesondere bei Machlauf-Servoventilen, ist es notwendig, daß die Ventilhülse anstelle von Schlitzen an ihrer Innenfläche mit axial verlaufenden !Muten versehen wird, damit einzelne Fluid-Verbindungen hergestellt werden können. Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer derartigen Hülse werden die Nuten durch Räumen erzeugt und die Enden der Nuten werden dann durch eingepreßte Ringe geschlossen. Bei diesem Verfahren bestehen jedoch erhebliche Herstellungsprobleme. Sa ist es für manche Anwendungsfälle, beispielsweise bei NachlaufSteuerventilen für Servolenkungen wichtig oder sogar wesentlich, daß die Nuten exakt geformte und angeordnete Steuerkanten begrenzen, so daß die Steueröffnungen gleichzeitig und übereinstimmend schnell freigegeben und abgesperrt werden, und zwar in einer genau bekannten Position. Dies erfordert normalerweise eine teuere Bearbeitung. Außerdem besteht die Gefahr, daß die eingepreßten Ringe durch den hohen Druck herausgedrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Herstellung von Ventilhülsen für Drehschieberventile zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Vorschlag der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Rohr an seiner Innenfläche mit axial sich erstreckenden (Muten versehen und dann mindestens ein Ende der Nuten durch Verformung des Rohres geschlossen wird. Dadurch wird das Schließen der !Muten durch eingepreßte Ringe vermieden.

Vorzugsweise wird von einem Rohr ausgegangen, bei dem der Abschnitt, der zwecks Schließen eines Endes des Rohres verformt wird, dicker ist als der mittlere Abschnitt des Rohres. Dabei kann ein schräger Übergang zwischen dem dickeren Abschnitt und dem mittleren Abschnitt an der Außenfläche des Rohres vorgesehen werden.

Vorzugsweise werden auch die Nuten durch Verformen des Rohres erzeugt, beispielsweise, indem das Rohr auf einen Dorn aufgebracht wird, der mit einer Anzahl von auf dem Umfang verteilten, beabstandeten axialen Vorsprüngen versehen ist, die kürzer sind als das Rohr, worauf das Rohr zumindest auf die Länge der Vorsprünge, z.B. durch Gesenkdrücken so verformt wird, daß sein Material die Zwischenräume zwischen den Vertiefungen ausfüllt, so daß die dadurch gebildeten Stege zwischen sich die gewünschten Nuten begrenzen. In diesejn Fall werden die Nuten zunächst an mindestens einem Ende offen gelassen, um den Dorn entfernen zu können, worauf das Rohr weiter verformt wird, um ein Ende oder beide Enden der IMuten zu schließen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das verformte Rohr auf einem glatten Dorn aufgenommen und an einem oder beiden Enden von Preßbacken auf den Dorn gedrückt wird. Das Rohr kann auch eine abgesetzte Bohrung aufweisen, deren Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser im Durchmesser

demjenigen des (ersten) Darnes außerhalb der Vorsprünge entspricht, so daß ein Ende der Nuten van diesem Abschnitt geschlossen wird. Das Rohr kann am anderen Ende, dem anderen Ende der Nuten benachbart, eine Ansenkung aufweisen, um das Entfernen des (ersten) Domes zu erleichtern.

Bei allen diesen Verfahren werden Nuten mit exakt geformten und angeordneten Steuerkanten gebildet.

Gemäß einem anderen Vorschlag der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Innenfläche eines Rohres zur Bildung wan axial sich erstreckenden Nuten mit geschlossenen Enden verformt uiird. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Domes erfolgen, der an seiner Außenfläche sich axial erstreckende Vorsprünge aufweist, die zurückziehbar sind, so daß das Herstellen der Nuten und das Schließen ihrer Enden in einem Arbeitsgang, vorzugsweise durch Gesenkdrücken des auf dem Dorn aufgenommenen Rohres erfolgen kann.

Das Rohr kann aus jedem geeigneten schmiedbaren Material, z.B, Stahl, bestehen.

Die Erfindung umfaßt auch nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Ventilhülsen sowie Hochdruck-Drehschieberventile mit solchen Ventilhülsen. Bei derartigen Drehschieberventilen ist ein Drehschieber drehbar in der gegebenenfalls selbst drehbaren Ventilhülse angeordnet und mit Längsnuten versehen, die mit den axial sich erstreckenden Nuten in der Ventilhülse zusammenwirken, wobei einigs der Nuten mit hydraulischen Strömungsmittelkanälen zusammenwirken, so daß die Strömung von den relativen Stellungen des Drehschiebers und der Ventilhülse abhängt. Da die Ventilhülse aus einem einzigen Metallkörper besteht, dessen nach innen zu offene Nuten an mindestens einem Ende durch Verformung eines Abschnittes der Hülse geschlossen sind, ist die Herstellung

eines solchen Drehschieberventils erheblich vereinfacht und verbilligt und seine Funktion durch die präzise Herstellung der Muten verbessert. Ein solches Ventil kann vorteilhaft als Nachlaufsteuerventil für Servolenkungen verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Luird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines rohrförmigen Rohlings für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Ventilhülse ,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Rohres auf einem Dorn,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 2, Fig. k die Anordnung von Fig. 2, nachdem eine Druckkraft von außen auf das Rohr ausgeübt wurde, Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie IU-IV in Fig. k,

Fig. 6 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung des Rohres von Fig. k nach der Abnahme von dem Dorn,

2D Fig. 7 die Anordnung des Rohres von Fig. 6 auf einem zweiten Dorn und nach einer zweiten Anwendung einer Druckkraft von außen auf das Rohr,

Fig. 8 einen Querschnitt eines umlaufenden Hopfes einer Gesenk-Drückmaschine in schematischer Darstellung, Fig. 9 eine perspektivische schematische Darstellung einer Gesenk-Drückmaschine mit dem umlaufenden Kopf von Fig. 8, und

Fig.10 einen Längsschnitt eines Hochdruck-Drehschieberventils mit einer erfindungsgemäßen Ventilhülse.

Fig. 1 zeigt ein Rohr 10, aus dem eine mit inneren Längsnuten versehene Ventilhülse geformt werden soll. Das Rohr 10,

das aus Stangenmaterial auf einer automatischen Drehbank ader durch Strangpressen oder Gießen hergestellt sein kann, hat eine Bohrung 11 mit einem mittleren Abschnitt 14, der am einen Ende mit einer Ansenkung 12 und am anderen Ende mit einem Abschnitt 13 verringerten Durchmessers in Verbindung steht. Zwischen jedem Endabschnitt 12, 13 und dem Mittelabschnitt Ak besteht ein schräger Übergang 15 bzu. 16. Die Übergänge 15, 16 sind von der Ansenkung und von dem Mittelabschnitt 14 schräg nach innen in Richtung auf 1G den Endabschnitt 13 gerichtet.

Das Rühr 10 weist außerdem an seinem Ende mit der Ansenkung 12 einen Abschnitt 17 mit größerem Außendurchmesser auf, der sich von dem betreffenden Ende des Rohres 10 bis zu einer Stelle hinter dem Übergang 15 erstreckt und dann über eine Schräge 18 in den Außendurchmesser des Hauptteils 19 des Rchres 10 übergeht.

In Fig. 2 ist die Anordnung des Rohres 10 auf einem Dorn dargestellt. Der Dorn 20 hat einen zylindrischen Körper 21, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Endabschnittes 13 entspricht. Der Körper 21 erstreckt sich von dem Endabschnitt 13 zum unteren Ende des schrägen Überganges 15, LJD er in einen Abschnitt 22 größeren Durchmessers übergeht, der die Ansenkung 12 ausfüllt. Axial sich erstreckende V/orsprünge 23 sind am Umfang des Darns 20 in einem Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich von dem Abschnitt 22 größeren Durchmessers bis zum Übergang 16. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, haben

im
die V/orsprünge 23 einen/wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt sowie teilkugelförmige Enden Zk, die in den schrägen Übergang 16 passen.

Der Dorn 20 uiird mit dem aufgeschobenen Ruhr 10 zwischen die Backen 25 eines umlaufenden Kopfes 40 einer Gesenkdrückvorrichtung eingesetzt (siehe Fig. Θ), worauf eine in Fig. k durch die Pfeile 26 veranschaulichte Verformkraft von außen auf das Rohr 10 über eine Länge ausgeübt wird, die sich von der Ansenkung 12 bis zum Übergang 16 erstreckt. Durch diese Kraft wird das Rohr 10 radial nach innen zwischen die Vorsprünge 23 gedruckt, wodurch Stege 27 gebildet werden. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, definieren diese Stege 27 Nuten 28, welche die Form und die Abmessungen der Uorsprünge 23 haben. Ein Ende 29 jeder Nut 28 ist durch den Übergang 16 geschlossen .

Das verformte Rohr 10 wird dann in Fig. k nach rechts von dem Dorn 2D abgezogen und gemäß Fig. 7 auf einen zweiten Dorn 30 aufgeschoben. Der zweite Dorn 30 ist identisch mit dem ersten Dorn 20, nur hat er keine Uorsprünge

Der Dorn 30 mit dem verformten Rohr 10 wird zwischen die Backen 25 der Gesenkdrückvorrichtung eingesetzt und eine Verformkraft 31 wird auf den Abschnitt 17 mit größerem Durchmesser ausgeübt, wodurch das zusätzliche Material in diesem Abschnitt bei 33 radial nach innen gedrückt wird, um die anderen Enden der Nuten 28 zu schließen. Das Rohr 10 wird dann von dem Dorn 30 abgezogen, und es ist aus Fig. 7 ersichtlich, daß es nun eine glatte zylindrische Außenfläche aufweist und mit einer Anzahl von über den Innenumfang verteilten, axial sich erstreckenden Nuten versehen ist, deren Enden geschlossen sind.

In Fig. 10 ist ein Drehschieberventil mit einer Ventilhülse entsprechend Fig. 7 dargestellt. Die Wirkungsweise solcher Ventile 3k ist allgemein bekannt. Grundsätzlich

-1D-

uerden durch eine relative Drehbewegung zwischen der Ventilhülse 35 und einem Drehschieber 36 Fluidkanäle, die durch Nuten 37 im Drehschieber 36 und die Nuten 28 in der Ventilhülse 35 gebildet werden, geöffnet bzw. abgesperrt, wodurch die Strömung von Hydraulikflüssigkeit zwischen Steueröffnungen 3Θ in den verschiedenen Nuten 28 gesteuert wird. Derartige Ventile werden häufig bei Servolenkeinrichtungen verwendet, wobei es außerordentlich wichtig ist, daß die Kanten 39 (Fig. 6) der Nuten 28 genau an der richtigen 1D Stelle sind, so daß das Ventil präzis öffnet und schließt.

Es ist ersichtlich, daß das vorstehend beschriebene V/erfahren einen einfachen und billigen lileg zur Herstellung van Ventilhülsen mit an ihren Enden geschlossenen, axial sich erstreckenden inneren Nuten und mit genau angeordneten Kanten aus einem einzigen Metallstück darstellt.

Anstelle der Anordnung des Abschnittes 13 mit verringertem Durchmesser wäre es auch möglich, jedes Ende des Rohres 1D nach innen zu verformen, um die Nuten 28 an ihren Enden zu schließen.

Bei Verwendung eines Domes mit zurückziehbaren Kürsprüngen könnten an beiden Enden geschlossene Nuten in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden.

Obgleich bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausschließlich von einer Verformung durch Gesenkdrücken oder -schmieden die Rede war, können auch andere Verformungsverfahren angewandt werden, beispielsweise können die Nuten gestanzt oder die Nuten an ihren Enden durch lokales Hämmern geschlossen werden.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Nuten zu bearbeiten, beispielsweise zu räumen und dann die Enden der Nuten durch nach innen gerichtete Verformung der entsprechenden Abschnitte des Rohres zu schließen. In manchen

Fällen brauchen auch nicht alle Nuten in der Hülse an beiden Enden geschlossen uierden.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   ( 1. j V/erfahren zur Herstellung einer Ventilhülse für ein Drehschieberventil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr an seiner Innenfläche mit axial sich erstreckenden Nuten versehen und dann mindestens ein Ende der !Muten durch Verformung des Rohres geschlossen uird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Rohr ausgegangen uird, bei dem der Abschnitt, der zwecks Schließen eines Endes der Nuten verformt uird, dicker ist als der mittlere Abschnitt des Rohres.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß van einem Rohr ausgegangen uird, bei dem der Übergang von dem dickeren Abschnitt auf den mittleren Abschnitt an der Außenfläche schräg verläuft.

   if. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Nuten durch Verformen des Rohres erzeugt uerden.

   Bankverbindung: Hypobank Gauting Konto-Nr. 3 750123 448 (BLZ 700 260 01)

   5. l/erfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten dadurch erzeugt werden, daß das Rohr auf einen Dorn aufgebracht wird, der eine Anzahl von auf dem Umfang verteilten, beabstandeten axialen Vorsprüngen aufweist, die kurzer sind als das Rohr, daß dann das Rühr zumindest auf die Länge der Vorsprünge derart verformt wird, daß sein Material die Zwischenräume zwischen den l/orsprüngen ausfüllt, so daß die dadurch gebildeten Stege die gewünschten Nuten begrenzen.

   6. V/erfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten zunächst an mindestens einem Ende offengelassen werden, um den Dorn entfernen zu können, und daß dann das Rohr weiter verformt wird, um mindestens ein Ende der Nuten zu schließen.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Rohr ausgegangen wird, das eine abgesetzte Bohrung aufweist, deren Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser im Durchmesser demjenigen des Domes außerhalb der V/orsprünge entspricht, um die Nuten an einem Ende zu schließen.

   8. verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Rohr ausgegangen wird, dessen Bohrung eine dem anderen Ende der Nuten benachbarte Ansenkung aufweist.

   9. V/erfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet', daß von einem Stahlrohr ausgegangen wird.

   1D. Verfahren zur Herstellung einer Ventilhülse für ein Drehschieberventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche eines Rohres zur Bildung von axial sich erstreckenden Nuten mit geschlossenen Enden verformt wird.

   11. Ventilhülse, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

   12. Ventilhülse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Muten von exakt geformten und angeordneten Steuerkanten begrenzt sind.

   13. Hochdruck-Drehschieberventil mit einer Ventilhülse gernäß Anspruch 11.

   14. Hilfskraftbetätigte Steuereinrichtung mit einem Drehschieberventil nach Anspruch 13.