DE4229291A1

DE4229291A1 - Slide-valve plug for hydraulic system - consists of injection moulded glass fibre reinforced mineral filled plastic

Info

Publication number: DE4229291A1
Application number: DE19924229291
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl Ing Pruess; Gerhard Dipl Ing Preine
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1993-03-18

Abstract

The slide- valve plug is partic. for a hydraulic control system. It is of injection-moulded, glass-fibre-reinforced, mineral-filled plastic with high heat-resistance. Its compression strength is 110MPa or more, and its Rockwell Hardness R-117 or more. It has polished faces forming the sealing surfaces of the individual sections, which have an undestroyed homogeneous grain. Polyphenylsulphide can be used as the plastic. Its stem cam be of cruciform cross-section, and lengthwise and transverse drillings, bypass passages and control edges can be included in it. ADVANTAGE - Simplicity of prodn

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieber für ein Schieberventil, insbesondere für hydraulische Steuerungen.The invention relates to a slide for a slide valve, especially for hydraulic controls.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schiebers für ein Schieberventil.The invention further relates to a method of manufacture a slide for a slide valve.

Derartige Schieberventile finden beispielsweise Verwendung in hydraulischen Getrieben, wo zur Erzielung einer hohen Funk tionsdichte mehrere Schieber in einem Ventilgehäuse angeordnet werden müssen.Such slide valves are used, for example, in hydraulic transmissions where to achieve high radio tion-tight several slides arranged in a valve housing Need to become.

Bei bekannt gewordenen Lösungsvorschlägen werden die Schieber in der Regel aus Aluminium gefertigt und zwar in zumindest ei nem Dreh- und zwei Schleifvorgängen. Dabei muß zwischen den beiden Schleifbearbeitungen ein Hartcoatieren oder Eloxieren erfolgen. Um trotz hoher Strömungsgeschwindigkeit und der dar aus resultierenden Kavitationsgefahr eine ausreichende Steuer kantenstabilität zu erzielen, muß beim Eloxieren eine entspre chend verschleißfeste und harte Oberflächenbeschichtung er zeugt werden, die unter anderem von der Stromstärke, der Zeit und der Badtemperatur abhängig ist. Die Herstellung ist somit besonders aufwendig.When proposed solutions become known, the slider usually made of aluminum and in at least one egg turning and two grinding processes. It must be between the hard grinding or anodizing in both grinding processes respectively. In spite of high flow velocity and the adequate tax from the resulting risk of cavitation Achieving edge stability must correspond to anodizing accordingly wear-resistant and hard surface coating be witnessed, among other things, by the current, the time and depends on the bath temperature. The manufacture is thus particularly complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfacher her zustellenden Schieber zu entwickeln.The invention is based, a simpler task to develop the slider to be delivered.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schieber aus einem spritzgegossenen, glasfaserverstärkten, mi neralgefüllten Thermoplast mit hoher thermischer Formbestän digkeit, einer Druckfestigkeit von <= 110 MPa und einer Rock well- Härte <= R-117 besteht und als einzige bearbeitete Flä chen geschliffene, die Dichtflächen der einzelnen Schiebersek tionen bildende Mantelflächen mit unzerstörtem homogenen Gefü ge aufweist.This object is achieved in that the Gate made of an injection molded, glass fiber reinforced, mi general-filled thermoplastic with high thermal shape retention strength, a compressive strength of <= 110 MPa and a rock Well hardness <= R-117 exists and as the only machined surface ground, the sealing surfaces of the individual slide sec mantle surfaces with undestroyed homogeneous structure ge.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Kunststoff eine Poly phenylensulfid (PPS) -Spritzgußmasse ist.It is useful if the plastic is a poly phenylene sulfide (PPS) injection molding compound.

Als Kunststoff wird zweckmäßig die von der Firma Philips unter dem Handelsnamen "Ryton R-7" angebotene Spritzgußmasse verwen det, die folgende Eigenschaften aufweist:The plastic from Philips is appropriate use the injection molding compound offered under the trade name "Ryton R-7" det, which has the following properties:

Zugfestigkeit: 95 bis 96 MPa
Reißdehnung: 0,7%
Biege-E-Modul: 17 000 bis 17 500 MPa
Biegefestigkeit: 158 bis 175 MPa
Druckfestigkeit: 158 MPa
Rockwellhärte: R-121
Formbeständigkeit in der Wärme (bei 1,81 MPa, nach dem Tempern 4 Stunden bei 260°C): 260°C
Wasseraufnahme (24 Stunden bei 25°C): 0,03%
Dichte: 1,9 g/cm³.Tensile strength: 95 to 96 MPa
Elongation at break: 0.7%
Flexural modulus: 17,000 to 17,500 MPa
Flexural strength: 158 to 175 MPa
Compressive strength: 158 MPa
Rockwell hardness: R-121
Dimensional stability under heat (at 1.81 MPa, after tempering for 4 hours at 260 ° C): 260 ° C
Water absorption (24 hours at 25 ° C): 0.03%
Density: 1.9 g / cm³.

Das Ventilgehäuse kann weiterhin aus Aluminium bestehen, da der gewählte Kunststoff einen angenähert gleichen Ausdehnungs koeffizienten aufweist wie Aluminium. Der gewählte Kunststoff weist ein ausreichendes Verschleißverhalten auf, garantiert Fraßfestigkeit an den Steuerkanten und Formstabilität im Be trieb; er ist recyclingfähig; durch sein geringeres Gewicht als Aluminium ergibt sich ein dynamischeres Steuerverhalten.The valve housing can still consist of aluminum, because the chosen plastic has approximately the same expansion has coefficients like aluminum. The chosen plastic has sufficient wear behavior, guaranteed Eating strength at the control edges and dimensional stability in the loading drove; it is recyclable; due to its lower weight as aluminum there is a more dynamic control behavior.

Die mechanische Bearbeitung des spritzgegossenen Schieberroh lings reduziert sich auf nur noch einen einzigen Schleifvor gang. Um hierbei die Oberflächen in ihrer Struktur nicht we sentlich zu stören und dadurch das Oberflächengefüge ver schleißfest zu erhalten, werden die zu schleifenden Flächen nur mit wenigen Hundertstel mm Aufmaß hergestellt. Dadurch wird ferner sichergestellt, daß beim Schleifvorgang im Kunst stoffteil keine Spannungen erzeugt oder verändert werden, die zu einer Verformung des Kunststoffteils führen könnten. Durch den sehr geringen Schleifabtrag wird eine hohe Abrieb- bzw. Verschleißfestigkeit erzielt.The mechanical processing of the injection molded slide tube lings is reduced to just a single grinding process corridor. In order to avoid the structure of the surfaces considerably disturb and thereby ver the surface structure The surfaces to be sanded are wear-resistant only made with a few hundredths of a millimeter. Thereby it is also ensured that the grinding process in art no stresses are generated or changed could lead to a deformation of the plastic part. By the very low abrasion, high abrasion or Wear resistance achieved.

Diese exakte Herstellung des Schieberrohlings erfordert eine gleichmäßige und vollständige Befüllung der Spritzgußform mit regelbaren Gießparametern zur Einhaltung insbesondere eines konstanten Druckes und einer konstanten Temperatur.This exact manufacture of the slide blank requires one even and complete filling of the injection mold with adjustable casting parameters to comply with one in particular constant pressure and temperature.

Durch den geringen Materialabtrag ist die Schleifzeit auch nur kurz. Jegliche axiale Verformung aufgrund großer Temperatur schwankungen und somit späteres Klemmen des Schieberventils werden vermieden.Due to the low material removal, the grinding time is only short. Any axial deformation due to high temperature fluctuations and thus later sticking of the slide valve are avoided.

Um eine gleichmäßige Befüllung der Spritzgußform zu erreichen, und Blasenbildung oder dergleichen zu vermeiden, wird der Schieber so gestaltet, daß er angenähert gleiche Materialquer schnitte aufweist. So kann z. B. der Schieberschaft im Quer schnitt kreuzförmig ausgebildet sein.In order to achieve an even filling of the injection mold, and to avoid blistering or the like, the Slider designed so that it approximately the same material cross has cuts. So z. B. the pusher shaft in the cross be cross-shaped cut.

Die Herstellung des Schiebers im Spritzgußverfahren gibt die Möglichkeit, zusätzliche Ventil- bzw. Steuerfunktionen vom Ventilgehäuse in den Schieber zu verlegen. So ist es z. B. möglich, in den Schieber Bypasskanäle, Längs- und Querbohrun gen, speziell geformte Steuerkanten oder dergleichen an- bzw. einzuformen, ohne daß es insoweit einer anschließenden Nachbe arbeitung bedürfte. Die entsprechenden Steuerkanäle, -kanten oder -bohrungen können daher im Ventilgehäuse entfallen, das dadurch entsprechend kleiner bauen kann bzw. Raum zur Aufnahme anderer Funktionen hat.The production of the slide in the injection molding process gives the Possibility of additional valve or control functions from Lay the valve housing in the slide. So it is z. B. possible, in the slide bypass channels, longitudinal and transverse drilling , specially shaped control edges or the like to be formed without a subsequent aftermath work needed. The corresponding control channels, edges or holes can therefore be omitted in the valve housing, the can build accordingly smaller or space to accommodate other functions.

Die Maßhaltigkeit wird vorzugsweise gesichert durch eine ge zielte Feuchtigkeitssättigung des Schieberrohlings. Dadurch wird im Betrieb ein maßveränderndes Aufquellen infolge Diffu sion von Öl verhindert; Dichtigkeit und Steuerfähigkeit des mit dem erfindungsgemäß gestalteten Schieber bestückten Ven tils bleiben somit gesichert.The dimensional accuracy is preferably ensured by a ge targeted moisture saturation of the slide blank. Thereby becomes a changing swelling in operation due to diffusion prevention of oil; Tightness and controllability of the Ven equipped with the slide designed according to the invention tils thus remain secure.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausfüh rungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigenIn the drawing are some examples which serve as examples tion forms of the invention are shown schematically. Show it

Fig. 1 im Längsschnitt ein Schieberventil in aktiver sowie in passiver Stellung; Figure 1 in longitudinal section a slide valve in the active and in the passive position.

Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab einen Schieber in Draufsicht; Fig. 2 on a larger scale compared to Figure 1, a slide in plan view.

Fig. 3 zwei Querschnitte durch den Schieber gemäß Fig. 2 und Fig. 3 shows two cross sections through the slide according to Fig. 2 and

Fig. 4 sieben verschiedene Beispiele für im Schieber vorgesehene Ventil- bzw. Steuerfunktionen. Fig. 4 seven different examples of valve or control functions provided in the slide.

Fig. 1A zeigt ein Schieberventil mit einem aus Kunststoff bestehenden Schieber 1, der in einem Ventilgehäuse 2 ver schiebbar gelagert ist. Der Schieber 1 ist in seiner aktiven Stellung dargestellt. Fig. 1B entspricht der Fig. 1A, je doch ist der Schieber 1 in seiner passiven Stellung darge stellt. Fig. 1A shows a slide valve with a plastic slide 1 , which is slidably mounted ver in a valve housing 2 . The slide 1 is shown in its active position. Fig. 1B corresponds to Fig. 1A, but the slide 1 is in its passive position represents Darge.

Der in Fig. 2 dargestellte Schieber 1 läßt erkennen, daß er angenähert gleiche Materialquerschnitte aufweist. Hierfür sind verschiedene Abschnitte des Schieberschaftes 3 im Querschnitt kreuzförmig ausgebildet, wie die Querschnitte gemäß den Schnittlinien A-A bzw. B-B verdeutlichen. Mit dem Bezugszei chen 4 sind die die Dichtflächen der einzelnen Schiebersektio nen bildenden Mantelflächen bezeichnet, die die einzigen durch Schleifen bearbeitete Flächen des Schiebers 1 darstellen. Fer ner läßt Fig. 2 erkennen, daß zur Vermeidung von Materialan häufungen und somit zur Verbesserung des Materialflusses beim Spritzvorgang und zur Vermeidung von Blasenbildung die Mantel fläche 4 der mittleren Schiebersektion durch eine Taille 5 un terteilt ist. The slide 1 shown in Fig. 2 shows that it has approximately the same material cross-sections. For this purpose, different sections of the slide shaft 3 are cross-shaped in cross section, as the cross sections according to the section lines AA and BB illustrate. With the reference character Chen 4 are the sealing surfaces of the individual sliding sections NEN forming jacket surfaces designated, which represent the only surfaces machined by grinding the slide 1 . Fer ner shows Fig. 2 that to avoid Materialan accumulations and thus to improve the material flow during the spraying process and to avoid blistering, the jacket surface 4 of the middle slide section is divided by a waist 5 un.

Fig. 5 zeigt Beispiele für in einzelne Schiebersektionen in tegrierte Ventil- bzw. Steuerfunktionen, die bei herkömmlichen Schieberventilen im Ventilgehäuse vorgesehen sein müssen, bei dem erfindungsgemäß gestalteten Schieber jedoch bei dessen Herstellung mit eingeformt werden können und keinerlei Nachbe arbeitung erfordern. Fig. 5 shows examples of in individual slide sections in tegrated valve or control functions that must be provided in conventional slide valves in the valve housing, but can be molded in the slide designed according to the invention during its manufacture and require no post-processing.

In Fig. 4 zeigt das Beispiel A besonders ausgebildete Vor- bzw. Nachsteuerkanten 6, 7. Das Beispiel B zeigt Bypasskanäle 8, die in einer Mantelfläche 4 angeordnet sind, achsparallel verlaufen und für einen definierbaren Druckauf- bzw. -abbau oder aber für einen definierbaren Volumenstrom dienen. Das Beispiel C zeigt einen Wendelkanal 9, der einen verbesserten Hydraulikspalt bildet. Das Merkmal D offenbart eine einen de finierten Bypass bildende gespritzte Querbohrung 10.In FIG. 4, example A shows specially designed pre- and post-control edges 6 , 7 . Example B shows bypass channels 8 , which are arranged in a lateral surface 4 , run axially parallel and are used for a definable pressure build-up or reduction or else for a definable volume flow. Example C shows a spiral channel 9 , which forms an improved hydraulic gap. Feature D discloses a sprayed cross bore 10 forming a defined bypass.

Gemäß dem Beispiel E sind in einer Mantelfläche 4 mehrere Um fangsrillen 11 zur Bildung gleichmäßiger Hydraulikspalte vor gesehen. Das Beispiel F zeigt eine gespritzte Längs- und Quer bohrung 12, die einen sonst im Ventilgehäuse vorzusehenden Ka nal ersetzt. Das Beispiel G zeigt einer Mantelfläche 4 vor- bzw. nachgeschaltete Steuerabsatzkanten 13, 14, die zur Redu zierung der Querkräfte strömungsgünstige Anströmflächen am Schieber bilden.According to Example E, a plurality of circumferential grooves 11 are seen in a lateral surface 4 to form uniform hydraulic gaps. Example F shows an injection-molded longitudinal and transverse bore 12 , which replaces a channel that would otherwise be provided in the valve housing. The example G shows a lateral surface 4 upstream or downstream control shoulder edges 13 , 14 , which form streamlined inflow surfaces on the slide for reducing the transverse forces.

Claims

1. Slider for a slide valve, especially for hy metallic controls, characterized in that the slide ( 1 ) from an injection molded, glass fiber reinforced, mineral-filled thermoplastic with high thermal stability, a compressive strength of <= 110 MPa and a Rockwell hardness < = R-117 exists and is the only machined surface ground, the sealing surfaces of the individual sliding sections forming jacket surfaces ( 4 ) with undamaged homogeneous structure.

2. Slider according to claim 1, characterized in that the Plastic a poly-phenylene sulfide (PPS) injection molding compound is.

3. Slider according to claim 1 or 2, characterized by approximated the same material cross sections.

4. Slider according to claim 1, 2 or 3, characterized by additional valve or control functions in the form of z. B. bypass channels ( 8 , 9 ), longitudinal and transverse bores ( 10 , 12 ), specially shaped control edges ( 6 , 7 , 13 ) or the same.

5. Slide according to one of the preceding claims, characterized in that the slide shaft ( 3 ) is cross-shaped in cross section.

6. Process for producing a slide valve for a slide valve, in particular according to one of the preceding claims, characterized by the following process steps:

a) Production of the slide blank by injection molding with a few hundredths of a millimeter allowance on the surfaces to be machined;
b) processing of thermoplastic, glass fiber reinforced, mineral-filled injection molding compounds;
c) Uniform and complete filling of the injection mold with adjustable casting parameters in particular to maintain a constant pressure and a constant temperature;
d) Grinding the surfaces sprayed with oversize to the nominal size.