DE4408929A1 - Hydraulisches Ventil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Ventil, insbeson­ dere von einem Druckbegrenzungsventil, das ein in einer Bohrung eines Aufnahmeteilseinsetzbares Ventilgehäuse aufweist. Außer­ dem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen hydraulischen Ventils.

Ein Druckbegrenzungsventil mit einem in einer Bohrung eines Auf­ nahmeteils einsetzbaren, hülsenförmigen Ventilgehäuse ist be­ reits aus der DE-AS 20 07 329 bekannt. Das Ventilgehäuse besitzt einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt, mit dem es in die Bohrung eingeschraubt ist. Dieser Abschnitt befindet sich unmittelbar am Beginn der Bohrung. Nach innen schließt sich an ihn ein weiterer Abschnitt des Ventilgehäuses an, an dem das Ventilgehäuse mit der Bohrung einen Ringraum bildet. Am Ende dieses Abschnitts ist am Ventilgehäuse ein Ventilsitz befestigt, der beim Einschrauben des Ventilgehäuses zwischen einem Absatz der Bohrung des Aufnahmeteils und dem Ventilgehäuse eingeklemmt wird und mit einer Dichtkante auf dem Absatz der Bohrung auf­ liegt. Durch die Dichtkante wird der Ringraum, der den Ablauf des Druckbegrenzungsventils darstellt, von dessen Zulauf ge­ trennt. Sobald der Ventilsitz das Aufnahmeteil berührt, setzt er dem weiteren Einschrauben des Ventilgehäuses einen Widerstand entgegen. Es muß dann ein zusätzliches Drehmoment aufgebracht werden, das über das Ventilgehäuse auf den Ventilsitz zu über­ tragen ist.

Die DE-AS 20 07 329 zeigt außerdem, daß das Innere des Ventilge­ häuses durch eine von hinten in das Ventilgehäuse eingeschraubte Verschlußschraube verschlossen ist. Durch die Verschlußschraube geht ein Gewindestift hindurch, mit dessen Hilfe ein Abstützkol­ ben für die ein bewegliches Ventilglied beaufschlagende Ventil­ feder verstellbar ist.

Ein hydraulisches Ventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE 41 12 065 A1 bekannt. Bei diesem Ventil ist die Reihenfolge der verschiedenen Abschnitte des Ven­ tilgehäuses in erste Linie durch die vorgegebene Lage des Ab­ laufkanals bedingt. Das Ventilgehäuse des bekannten Ventils ist hinten einstückig geschlossen und mit einem Sechskant versehen, mit dessen Hilfe es in das Aufnahmeteil ein- oder aus dem Auf­ nahmeteil ausgeschraubt werden kann. Insbesondere wenn nur wenig Bauraum zur Verfügung steht und das Ventilgehäuse dementspre­ chend dünnwandig ausgebildet wird, kann das Ventilgehäuse beim Schrauben hoch beansprucht, evt. dauernd verformt oder auch zer­ stört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Ven­ til mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß die Gefahr verringert ist, daß das Ven­ tilgehäuse beim Eindrehen in das Aufnahmeteil oder beim Ausdre­ hen aus dem Aufnahmeteil beschädigt wird.

Diese Aufgabe wird für ein hydraulisches Ventil mit den Merkma­ len aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Innenraum des Ventilgehäuses im Bereich des dritten Abschnitts als Innenmehrkant ausgebildet ist, der insbesondere von hinten zugänglich ist. Bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Ventil wird also das Drehmoment nicht von einem vom Gewinde axial beab­ standeten Mehrkant über das Ventilgehäuses auf das Gewinde über­ tragen. Vielmehr befindet sich der Mehrkant, axial gesehen, im Bereich des Gewindes, so daß das Ventilgehäuse beim Eindrehen oder Ausdrehen nicht besonders beansprucht wird und deshalb auch in platzsparender Weise sehr dünnwandig gebaut sein kann.

Ziel der Entwicklung ist es außerdem, ein Verfahren anzugeben, nach dem ein hydraulisches Ventil, das gemäß Anspruch 1 ausge­ bildet ist und ein Ventilgehäuse mit einem von hinten zugängli­ chen Innenraum besitzt, besonders kostengünstig hergestellt wer­ den kann.

Erreicht wird dieses Ziel gemäß Anspruch 11 dadurch, daß als Halbzeug für das Ventilgehäuse ein Rohr verwendet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Ventils kann man den Unteransprüchen 2 bis 10 entnehmen.

So ist gemäß Anspruch 2 vorteilhafterweise ein bewegliches, an seinem vorderen Ende mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ven­ tilglied in dem Innenmehrkant geführt. Bei einer Ausbildung ge­ mäß Anspruch 3 werden neben der Führung auch Freiräume zwischen dem Ventilglied und dem Ventilgehäuse erhalten, die vorteilhaf­ terweise im Ablaufströmungspfad des Ventils liegen.

Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist vor allem für das Her­ ausschrauben des Ventilgehäuses aus dem Aufnahmeteil von Vor­ teil. Es kann nämlich nur ein Werkzeug am Innensechskant ange­ setzt werden, ohne daß vorher das bewegliche Ventilglied aus dem Ventilgehäuse herauszuholen ist.

Wegen der nur geringen Beanspruchung des Ventilgehäuses kann dessen Außendurchmesser im zweiten Abschnitt kleiner sein als im ersten und dritten Abschnitt, um dadurch auch bei beengten Platzverhältnissen einen genügend großen Ringraum zu schaffen.

Ein Ventilsitz, mit dem ein bewegliches Ventilglied zusammen­ wirkt, kann sich im Aufnahmeteil befinden. Er kann jedoch auch ortsfest am Ventilgehäuse angeordnet sein. Wenn er an einem se­ paraten Ventilsitzteil ausgebildet ist, ist im letzteren Fall eine teilweise Vormontage des Ventils möglich. Gemäß Anspruch 6 wird in letzterem Falle das Ventilgehäuse bevorzugt bis zu sei­ ner oder eines separaten Ventilsitzteils dichten Anlage am Auf­ nahmeteil in dieses eingeschraubt. Auf diese Weise kann kein Öl an den ineinandergreifenden Gewinden am Ventilgehäuse und am Aufnahmeteil entlangkriechen. Befindet sich der Ventilsitz an einem separaten Ventilsitzteil und liegt dieses dicht am Aufnah­ meteil an, so kann auch nicht zwischen dem Ventilsitzteil und dem Ventilgehäuse hindurch Öl vom unter Hochdruck stehenden Zu­ lauf des Ventils zum Ablauf gelangen.

Ein als Druckbegrenzungsventil aus gebildetes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Ventils ist in der Zeich­ nung dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1.

Das hülsenförmige Ventilgehäuse 10 des Ausführungsbeispiels ist aus einem Rohr gefertigt, das als Halbzeug angeliefert wird, in­ nen und außen einen kreisförmigen Querschnitt hat und verschie­ denen Arbeitsschritten unterworfen wird. Es ist Teil eines Druckbegrenzungsventils und in eine Sackbohrung 11 einer Steuer­ platte 12 eingesetzt. An ihm lassen sich vier in axialer Rich­ tung hintereinanderliegende Gehäuseabschnitte 13, 14, 15 und 16 erkennen, die anhand ihrer Außenkontur und ihrer Funktion von­ einander unterschieden seien. Im ersten Gehäuseabschnitt 13, der sich am wenigsten weit in der Sackbohrung 11 befindet und des­ halb als hinten befindlich bezeichnet wird, hat das Ventilge­ häuse 10 eine zylindrische Außenfläche, deren Durchmesser nur geringfügig kleiner als der dortige Durchmesser der Sackbohrung 11 ist und die lediglich durch eine Ringnut 17 unterbrochen ist, in die ein O-Ring 18 eingelegt ist.

Nach innen hin schließt sich an den Gehäuseabschnitt 13 der zweite Gehäuseabschnitt 14 an, in dem die Außenfläche des Ven­ tilgehäuses 10 ebenfalls kreiszylindrisch ist, wobei jedoch bei gleichbleibendem Durchmesser der Sackbohrung 11 wie im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts 13 der Außendurchmesser des Ventil­ gehäuses 10 kleiner ist, so daß im Bereich des zweiten Gehäuse­ abschnitts 14 zwischen dem Ventilgehäuse 10 und der Sackbohrung 11 ein Ringraum 19 besteht.

In dem folgenden Gehäuseabschnitt 15 ist das Ventilgehäuse 10 mit einem Außengewinde 20 versehen, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Ventilgehäuses 10 im Gehäu­ seabschnitt 13 und dessen Kerndurchmesser größer ist als der Durchmesser des Ventilgehäuses 10 im Gehäuseabschnitt 14. Mit dem Gehäuseabschnitt 15 kann das Ventilgehäuse 10 in die Sack­ bohrung 11 eingeschraubt werden, die dazu mit einem Innengewinde mit an das Außengewinde 20 des Ventilgehäuses 10 angepaßten Durchmessern versehen ist.

Der am weitesten vorne befindliche Gehäuseabschnitt 16 besitzt wiederum ein kreiszylindrische Außenfläche, deren Durchmesser wesentlich kleiner als der Kerndurchmesser des Außengewindes 20 ist. In dem Gehäuseabschnitt 16 besitzt das Ventilgehäuse 10 eine axial offene kreiszylindrische Ausnehmung, in die ein sepa­ rat gefertigter Ventilsitz 22 eingesetzt ist. Im Bereich der Ausnehmung ist die Materialstärke des Ventilgehäuses 10 radial gesehen so gering, daß das Material über den Ventilsitz 22 umge­ bördelt werden kann, so daß dieser fest am Gehäuse 10 gehalten ist. Das Ventilgehäuse 10 wird soweit in die Steuerplatte einge­ schraubt, daß der über das vordere Ende des Ventilgehäuses 10 vorstehende Ventilsitz 22 mit einer Dichtkante 23 fest gegen einen Kegel 24 am Grunde der Sackbohrung 11 gedrückt wird. Da­ durch wird verhindert, daß vom axial in die Sackbohrung 11 mün­ denden Zulaufkanal 25 des Druckbegrenzungsventils Hydrauliköl zwischen dem Ventilsitz 22 und dem Ventilgehäuse 10 hindurch in das Innere des Ventilgehäuses 10 und am Außengewinde 20 entlang in den Ringraum 19 gelangt und dadurch die einwandfreie Funktion des Druckbegrenzungsventils beeinträchtigt wird.

Um für das Einschrauben des Ventilgehäuses in die Steuerplatte 12 oder für das Ausschrauben aus dieser ein Werkzeug ansetzen zu können, ist das Ventilgehäuse 10 mit einem Innensechskant 30 versehen. Dieser befindet sich im Bereich des Gehäuseabschnitts 15, also im Bereich des Außengewindes 20 des Ventilgehäuses 10. Die über das Werkzeug eingeleitete Kraft wird also unter Umge­ hung der Gehäuseabschnitte 13 und 14 direkt in den Gehäuseab­ schnitt 15 und somit nahe an den Stellen eingeleitet, wo ein Wi­ derstandsmoment gegen das Drehen entsteht. Der Weg des Werkzeugs nach innen wird durch den Ventilsitz 22 begrenzt. Die Kegelflä­ che 24 kann nicht beschädigt werden. Die Zweistückigkeit von Ventilgehäuse 10 und Ventilsitz 22 bringt nicht nur mit sich, daß für das jeweilige Teil das geeignetste Material verwendet werden kann, sondern auch, daß der Innensechskant 30 vor der Montage des Ventilsitzes 22 am Ventilgehäuse 10 durchgängig ge­ formt werden kann.

Von dem Innensechskant 30 ist ein bewegliches Ventilglied 31, das mit einem Kegel 32 mit dem Ventilsitz 22 zusammenwirkt, mit einem kreiszylindrischen Abschnitt 33, dessen Durchmesser ge­ ringfügig kleiner als der Abstand zweier zueinander paralleler Flächen des Innensechskants 30 ist, axial geführt. In den Ecken des Innensechskants 30 sind zwischen diesem und dem Ventilglied 31 Freiräume 34 vorhanden, über die der hinter dem Ventilglied 31 befindliche Innenraum 35 mit dem Ringraum 36 zwischen dem Ventilglied 31 und dem Ventilsitz 22 verbunden ist.

Der Innenmehrkant 30 geht, zumindest wenn das bewegliche Ventil­ glied 31 auf dem Ventilsitz 22 aufsetzt, nach hinten über das dem Ventilsitz 22 abgelegene, hintere Ende des Ventilglieds 31 hinaus, so daß auch dann am Innensechskant 30 ein Werkzeug ange­ setzt werden kann, wenn sich das Ventilglied 31 im Ventilgehäuse 10 befindet. Dies ist vor allem vorteilhaft, wenn das Ventilge­ häuse aus der Steuerplatte 12 herausgeschraubt werden soll, da dann nicht vorher das Ventilglied aus dem Ventilgehäuse her­ auszuholen ist. Grundsätzlich kann sich wegen des langen Innen­ sechskants das Ventilglied auch beim Einschrauben des Ventilge­ häuses schon in diesem befinden.

Der Innenraum 35 des Ventilgehäuses 10 ist von der dem Ventil­ sitz 22 abgelegenen Stirnseite 37 des Ventilgehäuses her mit ei­ nem Innengewinde 38 versehen. Zwischen einer in den Innenraum 35 eingeschraubten Einstellschraube 41 und dem Ventilglied 31 ist eine Schraubendruckfeder 39 eingespannt, deren Vorspannung mit der Schraube 41 eingestellt werden kann, um den Druck im Zulauf 25 zu bestimmen, bei dem das gezeigte Druckbegrenzungsventil an­ spricht. Der Federraum ist über zwei einander diametral gegen­ überliegende Radialbohrungen 40 des Ventilgehäuses 10 mit dem Ringraum 19 verbunden. Um den Innenraum 35 nach hinten lecköl­ frei abzudichten und um zu verhindern, daß in mehr oder weniger spielerischer Weise an der Einstellschraube 41 herumgedreht wird, ist in das Ventilgehäuse 10 von hinten zusätzlich eine Verschlußschraube 45 eingeschraubt, die mit einem Kopf 46 die Stirnseite 37 des Ventilgehäuses 10 übergreift und eine nicht näher dargestellte Axialdichtung auf die Stirnseite 37 auf­ drückt.

Bei der Herstellung des gezeigten Druckbegrenzungsventils wird nach der Fertigung der Einzelteile zunächst der Ventilsitz 22 am Ventilgehäuse 10 befestigt, ehe die Baueinheit aus diesen beiden Teilen in die Sackbohrung 11 des Aufnahmeteils 12 eingeschraubt wird. Beim Einschrauben wird mit einem Sechskant von hinten durch das Innere des Ventilgehäuses 10 nach vorne bis zu dem In­ nensechskant 30 gegriffen, um das einzuleitende Drehmoment auf das Ventilgehäuse 10 zu übertragen. Nach dem Eindrehen werden das Ventilglied 31 und die Schraubendruckfeder 39 in das Innere des Ventilgehäuses eingebracht. Dann wird die Schraube 41 einge­ schraubt und die gewünschte Vorspannung der Schraubendruckfeder 39 eingestellt. Zuletzt wird das Innere des Ventilgehäuses 10 mit der Schraube 45 verschlossen.

Solange der hydraulische Druck im Zulaufkanal 25 eine auf das Ventilglied 31 wirkende Kraft erzeugt, die kleiner als die Kraft der Druckfeder 39 ist, wird der Ventilsitz 22 vom Ventilglied 31 beaufschlagt. Das Druckbegrenzungsventil ist geschlossen. Über­ steigt die vom hydraulischen Druck erzeugte Kraft die Feder­ kraft, so hebt das Ventilglied 31 vom Ventilsitz 22 ab. Druckme­ dium kann zwischen dem Ventilsitz 22 und dem Ventilglied 31 hin­ durchströmen und gelangt über die Freiräume 34 in den Federraum. Von dort strömt es durch die Radialbohrungen 40 in den Ringraum 19, aus dem das Druckmittel über einen Kanal 47 ablaufen kann.

Erfindungsgemäß wird das Drehmoment zum Ein- und Ausschrauben des Ventilgehäuses 10 direkt in den sich tief in der Sackbohrung 11 befindlichen, mit dem Außengewinde 20 versehenen Gehäuseab­ schnitt 15 eingeleitet. Das Gehäuse kann deshalb sehr dünnwandig ausgebildet sein, so daß eine sehr raumsparende Bauweise erhal­ ten wird. Im übrigen muß das Ventilgehäuse 10 nicht über die Steuerplatte 12 vorstehen, weil kein Schraubenkopf mit einem Au­ ßenmehrkant an ihm ausgebildet zu sein braucht. Es ist auch denkbar, auf ein Dichtelement im Bereich des Gehäuseabschnitts 13 oder sogar ganz auf diesen Gehäuseabschnitt zu verzichten und den Ringraum 19 mit Hilfe der Verschlußschraube 45 abzudichten. Eine radiale Abdichtung zwischen der Steuerplatte 12 und der Verschlußschraube 45 wäre möglich, wenn diese in die Steuer­ platte 12 eingesenkt wäre. Für eine axiale Abdichtung zwischen der Steuerplatte 12 und der Verschlußschraube 45 müßte die Ver­ schlußschraube mit ihrem Kopf 46 über das Ventilgehäuse 10 hin­ aus über die Steuerplatte 12 greifen.

Claims (11)

1. Hydraulisches Ventil, insbesondere Druckbegrenzungsven­ til, mit einem in eine Bohrung (11) eines Aufnahmeteils (12) einsetzbaren, hülsenförmigen Ventilgehäuse (10), das insbeson­ dere an einem ersten, hinteren Abschnitt (13) zur Bohrung (11) hin abdichtbar ist, das an einem zweiten, weiter vorne befindli­ chen und weiter in die Bohrung (11) hineinbewegbaren Abschnitt (14) mit der Bohrung, (11) einen Ringraum (19) bilden kann und das zur Verschraubung mit dem Aufnahmeteil (12) an einem vor dem zweiten Abschnitt befindlichen, dritten Abschnitt (15) mit einem Außengewinde (20) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (35) des Ventilgehäuses (10) im Bereich des dritten Abschnitts (15) als Innenmehrkant (30) ausgebildet ist, der ins­ besondere von hinten zugänglich ist.

2. Hydraulisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein bewegliches, an seinem vorderen Ende mit einem Ventilsitz (22) zusammenwirkendes Ventilglied (31) in dem Innen­ mehrkant (30) geführt ist.

3. Hydraulisches Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenmehrkant (30) ein gleichseitiger Mehrkant ist und daß das Ventilglied (31) mit einem kreiszylindrischen Abschnitt (33) in dem Innenmehrkant (30) geführt ist.

4. Hydraulisches Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innenmehrkant (30) soweit nach hinten reicht, daß er bei auf dem Ventilsitz (22) aufsitzendem Ventil­ glied (31) über das hintere Ende des Ventilglieds (31) hinaus­ geht.

5. Hydraulisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ventilge­ häuses (10) im zweiten Abschnitt (14) kleiner ist als im ersten Abschnitt (13) und im dritten Abschnitt (15).

6. Hydraulisches Ventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem beweglichen Ventil­ glied (31) zusammenwirkender Ventilsitz (22) als separates Teil am Ventilgehäuse (10) gehalten ist.

7. Hydraulisches Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilsitzteil (22) von vorne in eine Aufnahme des Ventilgehäuses (10) eingesetzt und durch einen wenigstens stellenweise umgebördelten Kragen des Ventilgehäuses (10) in der Aufnahme gehalten ist.

8. Hydraulisches Ventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem beweglichen Ventil­ glied (31) zusammenwirkender Ventilsitz (22) ortsfest am Ventil­ gehäuse (10) angeordnet ist und daß das Ventilgehäuse (10) bis zu seiner oder eines separaten Ventilsitzteils (22) dichten An­ lage am Aufnahmeteil (12) in dieses eingeschraubt ist.

9. Hydraulisches Ventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem beweglichen Ventil­ glied (31) zusammenwirkender Ventilsitz (22) ortsfest am Ventil­ gehäuse (10) angeordnet ist und daß sich eine im Ventilgehäuse (10) befindliche und das Ventilglied (31) in Schließrichtung be­ aufschlagende Druckfeder (39) an einer verschieden weit in das Ventilgehäuse (10) einschraubbaren Stellschraube (41) abstützt.

10. Hydraulisches Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von hinten eine Verschlußschraube (45) in das Ven­ tilgehäuse (10) eingeschraubt ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines hydraulischen Ventils nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbzeug für das Ventilgehäuse (10) ein Rohr verwendet wird.