DE19945565A1 - Verfahren zum Schleifen von flüssigkeitssteuernden Konturen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von flüssigkeitssteuernden Konturen an Bauteilen von Drehschieberventilen (1), wobei erfindungsgemäß die Konturen durch Gleitschleifen hergestellt sind. Auf diese Weise wird eine wesentliche Vereinfachung des Herstellungsverfahrens realisiert.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von flüssigkeitssteuernden Konturen an Bauteilen von Drehschieberventilen. Außerdem betrifft die Erfin­ dung ein nach dem Verfahren geschliffenes Bauteil.

Hintergrund der Erfindung

Hydraulisch unterstützte Lenkhilfen für Kraftfahrzeuge sind seit langem be­ kannt. Dabei gelangt von einer Pumpe Drucköl zu einem mit der Steuersäule verbundenen Längsventil, d. h. einem Steuerventil, das nach dem Prinzip eines Drehschiebers arbeitet. Solche Drehschieber besitzen eine Regelbuchse, in der sich an ihrem äußeren Umfang eine Vielzahl blind endender axial sich er­ streckender Nuten befindet, die durch Stegflächen voneinander getrennt sind. Die Regelbuchse wird von einem Ventilkörper umschlossen, in dessen Boh­ rung sich ebenfalls eine Reihe sich axial erstreckender Schlitze mit blindem Ende befindet, die zu den Nuten der Regelbuchse passen, jedoch eine andere Breite als diese haben, wobei die Schlitze der einen breiter als die Stegflächen der anderen sind. Auf diese Weise sind axial sich erstreckende Öffnungen de­ finiert, die sich Öffnen und Schließen, wenn eine relative Drehung zwischen Regelbuchse und Ventilkörper aus der Mittel- oder Neutralstellung erfolgt. Die Kanten der Regelbuchse sind angeschliffen, um eine spezielle Gestalt der Öff­ nungen zu erreichen, so dass diese allmählich und kontinuierlich geöffnet bzw. geschlossen werden können. Wird nun durch Drehung die Stellung der Steu­ ernuten zueinander verändert, gelangt der Druckölstrom in einen der beiden Arbeitszylinder und unterstützt die Axialbewegung der Zahnstange der Len­ kung in die gewünschte Richtung.

Die generelle Funktion solcher Drehschieber ist in der Technik der Konstrukti­ on von Servoanlagen allgemein bekannt und wird demzufolge in dieser Be­ schreibung nicht genauer abgehandelt. Eine Beschreibung von dessen Funkti­ on ist beispielsweise dem US-Patent 3,022,772 entnehmbar. Aber auch in ei­ nem Katalog der Zahnradfabrik Friedrichshafen sind Hydrolenkungen ein­ schließlich eines Drehschieberventils ausführlich beschrieben (G 7830 P-WA 2/91d).

Der Nachteil eines derartigen Drehschieberventiles liegt darin, dass eine sol­ che Regelbuchse sehr aufwendig zu fertigen ist. Diese wird aus einem Ziehteil hergestellt, daran schließt sich ein Durchmesserschleifen an, dem wiederum das Schleifen der Steuerkanten folgt. Ein solches Verfahren zum Schleifen von Steuerkanten ist in dem europäischen Patent EP 0 564 462 B1 beschrieben. Danach wird die Regelbuchse entsprechend der Lage ihrer Steuernuten relativ um ihre eigene Achse zu einer zylindrischen Schleifscheibe gedreht, deren Arbeitsfläche parallel zur Achse der Regelbuchse zugerichtet ist. Durch zykli­ sches Vergrößern und Verkleinern des Abstandes zwischen der Regelbuchse und der Schleifscheibe kommt letztgenannte während jeder Drehung der Re­ gelbuchse mehrere Male mit dieser in und außer Eingriff, so dass das ge­ wünschte Dosierkantenprofil angeschliffen wird. Es liegt auf der Hand, dass ein solches Anschleifen der Steuerkantenprofile sehr aufwendig und damit teuer ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die flüssigkeitssteuernden Konturen an Bauteilen von Drehschieberventilen wesentlich kostengünstiger anzubringen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Konturen durch Gleitschleifen erzeugt sind.

Unter Gleitschleifen ist dabei im erfindungsgemäßen Sinne ein auf chemisch- mechanischer Grundlage arbeitendes Verfahren zur Bearbeitung von Oberflä­ chen zu verstehen. Schleifkörper (Chips) und Werkstücke werden im Arbeits­ behälter der Maschinen in eine Relativbewegung zueinander gebracht, wobei Wasser und Compound die geforderte Oberflächenbearbeitung steuern. Von der Zusammensetzung und Größe der Chips hängen Metallabtrag, Schleifbild und Oberflächenrauheit ab, während maschinentechnische Faktoren den spe­ zifischen Schleifdruck auf das Werkstück bestimmen. Als Chips, d. h. als Schleifmittel können keramisches Material, Kunststoff, Stahl oder auch Stein eingesetzt werden. Als Compounds, d. h. als Behandlungsmittellösung werden oft komplex aufgebaute, wässerige Chemikalienlösungen verwendet, die den entstandenen Abrieb, Öl, Schmutz usw. binden und auch selbst am Bearbei­ tungsvorgang beteiligt sind. Der Werkstoffabtrag erfolgt beim Gleitschleifen mit den bereits genannten Schleifkörpern oder Schleifmitteln, die dem Arbeitsbe­ hälter im Verhältnis zur Ware von 3 : 1 bis 8 : 1 zugegeben werden. Das Volu­ menverhältnis Schleifkörper zu Werkstücken verhindert die gegenseitige Be­ rührung der Teile und ermöglicht somit auch die Bearbeitung empfindlicher Ware.

Das Gleitschleifen an sich kann in Trommeln, Glocken, Vibratoren oder auch in Fliehkraftmaschinen durchgeführt werden. Gleitschleifglockenapparate besit­ zen etwa ein Fassungsvermögen im Bereich von 100 bis 330 dm³. Sie werden konisch oder zur Verstärkung der Schleifwirkung doppelkonisch ausgeführt. Mit der Schwenkeinrichtung ist es möglich, die Glocke beim Schleifen in eine vor­ teilhafte Schräglage zu stellen. Nach Literaturangaben nehmen Trommelappa­ rate bis zu 600 dm³ auf, wobei die Drehzahl 10 bis 30 U/min liegt. Generell ist es jedoch so, dass die verwendeten Apparate der Bearbeitungsaufgabe genau anzupassen sind, um auch die gewünschten Wirkungen zu erzielen. Dies trifft natürlich auch für die entsprechenden Compounds und die verwendeten Chips zu.

Der Vorteil dieser Gleitschlifftechnik an flüssigkeitssteuernden Konturen von Bauteilen für Drehschieberventile liegt insbesondere darin, dass sich beträcht­ liche Kostensenkungen gegenüber dem bekannten Stand der Technik errei­ chen lassen. Geringer Personaleinsatz, niedrige Investitionskosten, wenig Platzbedarf und eine umweltfreundliche Arbeitsweise kennzeichnen den hohen Rationalisierungseffekt der Gleitschleifverfahren gegenüber einer kompliziert aufgebauten Spezialschleifmaschine, wie sie in der EP 0 564 463 B1 beschrie­ ben ist.

Ein nach dem Verfahren geschliffenes Bauteil gemäß Anspruch 2 zeichnet sich dadurch aus, dass die flüssigkeitssteuernde Kontur eine Steuerfase einer sich axial erstreckenden Steuernut einer Regelbuchse ist, die in Umfangsrichtung durch eine Steuerkante und eine Nutkante begrenzt ist und die im Drehschie­ berventil einer Hydrolenkung von Kraftfahrzeugen eingesetzt ist.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Regelbuchse,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer Steuernut aus Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt einer Steuerfase aus Fig. 3 und

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Drehschieberventil.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 5 schematisch dargestellte Drehschieber 1 besitzt die als zylindri­ schen Hohlkörper ausgebildete Regelbuchse 2, die in den Fig. 1 und 2 nochmals vergrößert dargestellt ist. Die Regelbuchse 2 weist auf ihrer Mantel­ fläche eine Vielzahl sich in axialer Richtung erstreckender Steuernuten 4 auf, die rechts- und linksseitig durch Stegflächen 5 voneinander getrennt sind. Die Regelbuchse 2 wird vom Ventilkörper 3 umschlossen, in dessen Bohrung sich eine Reihe axial erstreckender Schlitze 6 mit blindem Ende befinden, die zu den Steuernuten 4 der Regelbuchse 2 passen, jedoch eine andere Breite ha­ ben. Die Schlitze 6 des Ventilkörpers 3 sind ebenfalls durch Stegflächen 7 ge­ trennt. Die Steuernuten 4 der Regelbuchse 2 sind dabei in Umfangsrichtung breiter als die Stegflächen 7 des Ventilkörpers 3. Die Schlitze 6 wiederum des Ventilkörpers 3 sind in Umfangsrichtung breiter als die Stegflächen 5 der Re­ gelbuchse 2. Sowohl Regelbuchse 2 als auch Ventilkörper 3 besitzen an eini­ gen Steuernuten 4 und Schlitzen 6 Durchbrüche/Bohrungen 8 und 9, die zum Zu- bzw. Ablauf 10, 11 des Öles für die hydraulische Lenkung erforderlich sind. Das in Fig. 5 dargestellte Drehschieberventil 1 ist in Neutralstellung gezeigt, d. h. Regelbuchse 2 und Ventilkörper 3 sind nicht gegeneinander verdreht, so dass an den beiden Steuerkanten 12 der Steuernut 4 der Regelbuchse 2 glei­ cher Druckverlust herrscht, d. h. die hydraulische Unterstützung weder in Richtung Antrieb rechts 15 noch in Richtung Antrieb links 16 aktiviert ist.

Die in Fig. 3 vergrößert dargestellte Steuernut 4 der Regelbuchse 2 wird in Umfangsrichtung von den Nutkanten 13 begrenzt, so dass sich die Nutbreite N ergibt. Die radial unterhalb des Radiusses R der Regelbuchse 2 liegende Nut­ kante 13 geht in Umfangsrichtung in den Punkt 12 über, der als Steuerkante bezeichnet ist und auf dem Durchmesser R der Regelbuchse 2 liegt. Der Um­ fangsbereich der Regelbuchse 2, der sich beidseitig an die Steuernut 4 an­ schließt und von der Nutkante 13 bis zur Steuerkante 12 reicht, ist als Steuer­ fase 14 bezeichnet. Diese Steuerfase 14 ist in der beschriebenen Weise für das kontinuierliche und allmähliche Öffnen und Schließen der Ölverbindung erforderlich.

In Fig. 4 schließlich ist in vergrößerter Darstellung die Steuerfase 14 gezeigt, die durch Gleitschleifen hergestellt ist. Oberhalb der Nutkante 13 ist eine Nut­ kante 13a angegeben, wie sie durch Schleifen mit einer Schleifscheibe nach dem bisherigen Stand der Technik erzielt werden würde. Der Figur ist ent­ nehmbar, dass eine gute Übereinstimmung zwischen Nutkante 13 und Nut­ kante 13a gegeben ist, d. h. die durch Gleitschleifen erreichte Nutkante 13 weicht nur geringfügig von der durch Schleifen mit einer Schleifscheibe er­ reichten Nutkante 13a ab.

Der in Fig. 4 gezeigte Verlauf der Steuerfase 14 der Regelbuchse 2 wurde mit Hilfe einer Fliehkraft-Gleitschleifanlage nach dem Drehteller-Prinzip erzeugt, wobei die Relativbewegung zwischen Schleifkörper und Regelbuchse durch das Zusammenwirken von einer rotierenden Bodenscheibe mit der Innenwan­ dung eines feststehenden Behälters realisiert ist.

Dabei wurden folgende Verfahrensparameter eingehalten:
Der Drehteller der Fliehkraft-Gleitschleifanlage weist eine maximale Drehzahl von 250 U/min auf. Eingesetzt wurde das Compound/Behandlungsmittel ZF 110/5L, wobei die Schleifkörper-Spezifikation RMM der Größe 13 × 13 mm bei einer Bearbeitungszeit bis zu einer Stunde verwendet wurde.

Bezugszeichen

1

Drehschieberventil

2

Regelbuchse

3

Ventilkörper

4

Steuernut

5

Stegfläche

6

Schlitz

7

Stegfläche

8

Durchbruch

9

Durchbruch

10

Zulauf

11

Ablauf

12

Steuerkante

13

Nutkante

13

a Hutkante

14

Steuerfase

15

Antrieb rechts

16

Antrieb links
N Nutbreite
K Steuerkantenbreite
R Radius von

2

Claims (2)

1. Verfahren zum Schleifen von flüssigkeitssteuernden Konturen an Bau­ teilen von Drehschieberventilen (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen durch Gleitschleifen erzeugt sind.

2. Nach dem Verfahren geschliffenes Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigkeitssteuernde Kontur eine Steuerfase (14) einer sich axial erstreckenden Steuernut (4) einer Regelbuchse (2) ist, die in Um­ fangsrichtung durch eine Steuerkante (12) und eine Nutkante (13) be­ grenzt ist und die Regelbuchse (2) im Drehschieberventil (1) einer Hy­ drolenkung von Kraftfahrzeugen eingesetzt ist.