DE4434142A1 - Verfahren zur Montage eines in ein erstes Bauteil, vorzugsweise ein Ventilgehäuse, einzusetzenden zweiten Bauteiles, vorzugsweise einer Ventilbuchse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines in ein erstes Bauteil, vorzugsweise ein Ventilgehäuse einzusetzenden zweiten Bauteiles, vorzugsweise einer Ventilbuchse, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ventilbuchsen von Ventilen haben in der Regel mehrere Dichtringe, die in Ringnuten der Ventilbuchse eingelegt sind und radial nach außen über die Ventilbuchse ragen. Die Ventilbuchse mit den eingelegten Dichtringen wird in die Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzt, wobei die Dichtringe elastisch verformt werden und in der Einbau­ lage unter elastischer Verformung an der Wandung der Bohrung des Ventilgehäuses anliegen. Beim Einschieben der Ventilbuchse besteht das Problem, daß die radial über ihn überstehenden Dichtringe im Bereich der radia­ len Zuleitungen und Ringkanäle des Ventilgehäuses abge­ schert werden können. Um dies zu vermeiden, sind die ra­ dialen Zuleitungen und Ringkanäle des Ventilgehäuses als Stufenbohrungen ausgebildet oder weisen am Übergang in die die Ventilbuchse aufnehmende Bohrung eine Ansenkung auf. In beiden Fällen erfolgt der Übergang von der die Ventilbuchse aufnehmenden Bohrung in die radiale Zulei­ tung des Ventilgehäuses kegelförmig, wodurch die Gefahr verringert wird, daß der Dichtring beim Einsetzen der Ventilbuchse am Rand der radialen Zuleitungen und Ring­ kanäle abgeschert wird. Infolge der kegelförmigen Erwei­ terung der radialen Zuleitungen und Ringkanäle im Be­ reich der Ventilbuchse hat das Ventilgehäuse eine ent­ sprechende axiale Länge. Außerdem führt die Stufe bzw. die Ansenkung der radialen Zuleitungen und der Ringkanä­ le auch zu einer größeren Wandstärke des Ventilgehäuses im Bereich der Ventilbuchse. Insbesondere aber erfordert die Fertigung des Ventilgehäuses aufgrund dieser Ausbil­ dung der radialen Zuleitungen und Ringkanäle einen er­ heblichen Aufwand, so daß die Herstellung entsprechend teuer ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Verfahren so auszubilden, daß eine kostengünstige und einfache Fertigung sowie eine entsprechend einfache und kostengünstige Montage der Bauteile gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspru­ ches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Dichtelement vor dem Einbau des zweiten Bauteils in das erste Bauteil so stark elastisch verformt, wie das Dichtelement auch in der Einbaulage verformt sein würde. In diesem Zustand wird das Dichtelement so weit abgekühlt, daß es diese elastisch verformte Lage beibehält. Aufgrund der Abküh­ lung wird das Dichtelement entsprechend starr bzw. steif, so daß es seine elastisch verformte Lage vorüber­ gehend beibehält. In diesem Zustand läßt sich das zweite Bauteil mit dem Dichtelement mühelos in das erste Bau­ teil einbauen. Da das Dichtelement infolge der Abkühlung seine elastisch verformte Lage während des Einbaus bei­ behält, steht es nicht über das zweite Bauteil vor, so daß es mühelos in das erste Bauteil eingesetzt werden kann. Es besteht nicht das Problem, daß das Dichtelement bei diesem Einbau abgeschert wird. Nach dem Einbau er­ wärmt sich das Dichtelement wieder, wodurch es seine elastischen Eigenschaften wieder erhält. Sind das erste Bauteil ein Ventilgehäuse und das zweite Bauteil eine Ventilbuchse, müssen die radialen Zuleitungen und Ring­ kanäle des Ventilgehäuses aus diesem Grunde nicht als Stufenbohrungen ausgebildet sein bzw. keine Ansenkungen im Bereich der Ventilbuchse aufweisen. Darum kann das Ventilgehäuse sehr einfach und kostengünstig gefertigt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ventilbuchse mit Dichtringen im Aus­ gangszustand,

Fig. 2 im Axialschnitt eine Kühlvorrichtung, in der die Ventilbuchse mit Dichtringen gemäß Fig. 1 angeordnet ist,

Fig. 3 die Ventilbuchse mit den Dichtringen nach dem Kühlvorgang,

Fig. 4 im Axialschnitt die Ventilbuchse mit Dicht­ ringen in einer Längsbohrung eines Ventil­ gehäuses.

Fig. 1 zeigt eine Ventilbuchse 1, die acht Stege 2 bis 5 aufweist, die jeweils mit einer umlaufenden Nut 6 bis 9 versehen sind. In die Ringnuten 6 bis 9 ist jeweils ein Dichtring 10 bis 13 eingelegt, der kreisförmigen Quer­ schnitt hat, aber auch unrunden, beispielsweise rechtek­ kigen Querschnitt haben kann. In der Ausgangslage stehen die Dichtringe 10 bis 13 radial nach außen über die Ste­ ge 2 bis 5 über. Wird die Ventilbuchse 1 in dieser Lage in das Ventilgehäuse 14 (Fig. 4) eingesetzt, besteht bei den bekannten Ventilbuchsen das Problem, daß ein Absche­ ren der überstehenden Teile der Dichtringe 10 bis 13 beim Einsetzen in das Ventilgehäuse verhindert werden muß. Dies wird bei den herkömmlichen Ventilen dadurch erreicht, daß im Bereich der Bohrungen im Ventilgehäuse Stufen oder Ansenkungen vorgesehen werden, durch die si­ chergestellt werden soll, daß die Dichtringe beim Einbau der Ventilbuchse nicht abgeschert werden. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand, der bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform in überra­ schend einfacher Weise vermieden wird.

Die Dichtringe 10 bis 13 werden zunächst in die Ringnu­ ten 6 bis 9 eingesetzt. Anschließend wird die Ventil­ buchse 1 in eine Kühlvorrichtung 15 (Fig. 2) eingesetzt. Sie hat eine axiale Bohrung 16, deren beide Enden je­ weils mit einer Anfassung 17, 18 versehen sind. Dadurch kann die Ventilbuchse 1 mit den Dichtringen 10 bis 13 einfach eingeschoben werden, ohne daß die Gefahr be­ steht, daß die Dichtringe 10 bis 13 beschädigt werden. Die Anfassungen 17, 18 sind so ausgebildet, daß die Dicht­ ringe 10 bis 13 beim Einsetzen in die Bohrung 16 stetig elastisch zusammengedrückt werden, bis sie in der einge­ schobenen Lage der Ventilbuchse 1 im erforderlichen Maße elastisch zusammengedrückt sind (Fig. 2).

Die Kühlvorrichtung 15 hat in Achsrichtung verlaufende Kühlkanäle 19, die über den Umfang der Kühlvorrichtung vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Durch die Kühlkanäle 19 wird ein Kühlmittel geschickt. Die Art des Kühlmittels richtet sich nach dem Material, aus dem die Dichtringe 10 bis 13 bestehen. Durch das Kühlmittel werden die Dichtringe 10 bis 13 so weit abgekühlt, daß sie in ihrem elastisch verformtem Zustand verbleiben, wenn die Ventilbuchse 1 der Kühlvorrichtung 15 entnommen und in das Ventilgehäuse 14 eingesetzt wird. Als Kühl­ mittel kommen flüssige Gase, beispielsweise flüssiger Stickstoff, in Frage. Die Kühlkanäle 19 sind verhältnis­ mäßig nahe benachbart zur Bohrung 16 vorgesehen, so daß der zwischen den Kühlkanälen 19 und der Bohrung 16 ver­ bleibende Teil 20 der Kühlvorrichtung 15 verhältnismäßig dünn ist und somit die verformten Dichtringe 10 bis 13 innerhalb kurzer Zeit auf die erforderliche tiefe Tempe­ ratur gebracht werden können. Das Kühlmittel kann im Kreislauf durch die Kühlkanäle 19 geführt werden, um den Kühlmittelverbrauch gering zu halten. Zumindest der Teil 16 der Kühlvorrichtung 15 besteht aus gut leitfähigem Material, so daß die Kälte rasch an die Dichtringe 10 bis 13 gelangt und sie ausreichend abkühlt. Vorzugsweise besteht die gesamte Kühlvorrichtung 15 aus wärme- bzw. kälteleitendem Material. Die Kühlkanäle 19 sind so ange­ ordnet, daß die Dichtringe 10 bis 13 über ihren gesamten Umfang gleichmäßig abgekühlt werden. Anstelle einzelner Kühlkanäle 19 kann auch ein die Bohrung 16 umgebender Ringraum vorgesehen sein, in den das Kältemittel ge­ bracht wird.

Je nach Material der Dichtringe 10 bis 13 ist es auch möglich, die gesamte Kühlvorrichtung 15 mit der einge­ setzten Ventilbuchse 1 in eine Tiefkühltruhe oder der­ gleichen zu legen. Die Dichtringe 10 bis 13 werden dann in ihrem elastischverformten Zustand so weit abgekühlt, daß sie nach dem Herausnehmen der Ventilbuchse 1 aus der Kühlvorrichtung 15 ihre elastisch verformte Lage so lan­ ge beibehalten, bis die Ventilbuchse 1 in das Ventilge­ häuse 14 eingesetzt ist.

Fig. 3 zeigt die Ventilbuchse 1 mit den Dichtringen 10 bis 13 nach dem Herausnehmen aus der Kühlvorrichtung 15. Die Dichtringe 10 bis 13 sind in der Kühlvorrichtung 15 so weit abgekühlt worden, daß sie ihren elastisch ver­ formten Zustand beibehalten. Die Dichtringe 10 bis 13 haben in diesem Zustand keine elastischen Eigenschaften, sondern sind je nach Abkühlung entsprechend habt und steif ausgebildet. Dadurch stehen die elastisch verform­ ten Dichtringe 10 bis 13 nicht radial nach außen über die Stege 2 bis 5 über, so daß die Ventilbuchse ohne Mü­ he in die axiale Bohrung 21 des Ventilgehäuses 14 ge­ schoben werden kann. An beiden Enden ist die Bohrung 21, die gleichen Durchmesser wie die Bohrung 16 der Kühlvor­ richtung 15 hat, vorteilhaft mit einer Anfassung 22, 23 versehen, damit die Ventilbuchse 1 mit den noch steifen Dichtungsringen 10 bis 13 mühelos eingeschoben werden kann. Da die Dichtringe 10 bis 13 in ihrem starren Zu­ stand nicht radial über die Stege 2 bis 5 ragen, kann die Bohrung 21 des Ventilgehäuses 14 durchgehend glei­ chen Durchmesser aufweisen, insbesondere auch im Bereich der radialen Zuleitungen 24 bis 26 des Ventilgehäuses 14. Diese Zuleitungen müssen keine Stufenbohrungen sein oder Ansenkungen im Bereich der Bohrung 21 aufweisen, so daß die Bohrung 21 sehr einfach und kostengünstig herge­ stellt werden kann. Da die radialen Zuleitungen 24 bis 26 Stufen oder Ansenkungen nicht aufweisen, hat das Ven­ tilgehäuse 14 eine geringe Länge und auch geringe radia­ le Dicke. Das Ventilgehäuse 14 läßt sich darum äußerst kompakt ausbilden.

Nach dem Einbau der Ventilbuchse 1 in das Ventilgehäuse 14 erwärmen sich die Dichtringe 10 bis 13 wieder allmäh­ lich, wodurch die Dichtringe ihre elastischen Eigen­ schaften zurückerhalten. Sie erfüllen dann einwandfrei ihre Dichtfunktion.

Die Ventilbuchse 1 hat im Ventilgehäuse 14 Spiel. Um dieses Spiel kann die Bohrung 16 auch kleineren Durch­ messer als die Bohrung 21 des Ventilgehäuses 14 haben. Nach dem beschriebenen Kühlvorgang läßt sich in diesem Fall die Ventilbuchse 1 mühelos in die Bohrung 21 des Ventilgehäuses 14 einsetzen.

Da die Dichtringe 10 bis 13 im starren Zustand zusammen mit der Ventilbuchse 1 in das Ventilgehäuse 14 eingebaut werden, werden sie bei der Montage nicht gerollt, so daß die Dichtringe auch nicht auf diese Weise geschädigt werden können.

Für die Montage sind nur geringe Montagekräfte nötig. Darum lassen sich insbesondere dünnwandige Teile, die bei hohen Montagekräften beschädigt würden, einwandfrei montieren.

Die Kühlvorrichtung 15 kann aus zwei Teilen bestehen, die für den Kühlvorgang um die Ventilbuchse 1 mit den eingelegten Dichtungen 10 bis 13 gelegt werden. Die Dichtringe 10 bis 13 werden dabei nur einer radialen Druckkraft ausgesetzt, so daß die Dichtringe 10 bis 13 bei ihrer elastischen Verformung nicht beschädigt wer­ den. Nach dem Kühlvorgang werden die beiden Teile der Kühlvorrichtung 15 von der Ventilbuchse 1 abgenommen, die mit den starren Dichtringen 10 bis 13 in der be­ schriebenen Weise in das Ventilgehäuse 14 eingebaut wird.

Anstelle der Ventilbuchse 1 können als Bauteile auch Kolben, Kolbendeckel, Gehäusedeckel und dergleichen ver­ wendet werden. Ebenso kann anstelle des Ventilgehäuses 14 jedes andere geeignete Bauteil vorgesehen sein, wie ein Gerätegehäuse, eine Platte und dergleichen.

Die Dichtelemente müssen nicht als Ringe ausgebildet sein. Sie können beispielsweise auch als Flächendichtun­ gen ausgebildet sein, die in der Einbaulage elastisch zusammengedrückt sind. Solche Dichtungen werden in einer entsprechend ausgebildeten Kühlvorrichtung elastisch zu­ sammengedrückt und so weit gekühlt, daß sie ihre ela­ stisch verformte Lage so lange beibehalten, bis sie an ihrem Einbauort montiert sind.

Claims (10)

1. Verfahren zur Montage eines in ein erstes Bauteil, vorzugsweise ein Ventilgehäuse, einzusetzenden zwei­ ten Bauteiles, vorzugsweise einer Ventilbuchse, das mindestens ein Dichtelement aufweist, das unter ela­ stischer Verformung an der Wandung des ersten Bau­ teiles anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (10 bis 13) vor dem Einbau des zweiten Bauteiles (1) in das erste Bauteil (14) in seinem elastisch verformten Zustand so weit abgekühlt wird, daß es beim Einbau des zweiten Bauteiles (1) in das erste Bauteil (14) seinen verformten Zustand beibehält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (1) mit dem Dichtelement (10 bis 13) in eine Aufnahme (16) einer Kühlvorrichtung (15) eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (16) der Kühlvorrichtung (15) eine Bohrung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (15) als Gehäuse ausgebildet ist, das aus wärme- bzw. kälteleitendem Material besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (15) wenigstens einen Kühlraum (19) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum (19) an ei­ ne Kühlmittelquelle angeschlossen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum (19) als Kanal ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (19) par­ allel zur Aufnahme (16) liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (19) die Aufnahme (16) umgibt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kältemittel flüssige Gase, vorzugsweise flüssiger Stickstoff, verwendet werden.