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WO2008034519A1 - Ventilanordnung für eine hydrostatische maschine, insbesondere für eine axialkolbenmaschine - Google Patents

Ventilanordnung für eine hydrostatische maschine, insbesondere für eine axialkolbenmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2008034519A1
WO2008034519A1 PCT/EP2007/007708 EP2007007708W WO2008034519A1 WO 2008034519 A1 WO2008034519 A1 WO 2008034519A1 EP 2007007708 W EP2007007708 W EP 2007007708W WO 2008034519 A1 WO2008034519 A1 WO 2008034519A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
attachment
valve guide
guide
receiving part
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/007708
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Hörmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN2007800343461A priority Critical patent/CN101517242B/zh
Priority to JP2009501974A priority patent/JP4862077B2/ja
Publication of WO2008034519A1 publication Critical patent/WO2008034519A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141—Details or component parts
    • F04B1/145—Housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B1/18—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders having self-acting distribution members, i.e. actuated by working fluid
    • F04B1/182—Check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B1/2014—Details or component parts
    • F04B1/2042—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement according to the preamble of claim 1 or 3.
  • Previous valve arrangements comprise three components of the hydrostatic machine positioned in their installed position, namely a valve receiving part 0 and an attachment facing each other
  • Abutment surfaces abut each other, and a valve guide which is inserted in a receiving hole of the valve receiving part so that their attachment end facing in the region formed by the two contact surfaces des5 valve receiving part and the attachment
  • valve guide along its central axis, which is also the central axis of the receiving hole, in the direction away from the attachment direction by a first transverse surface of the receiving hole and0 a second transverse surface adjacent thereto at
  • valve guide Limited and positioned valve guide and limited and positioned in the direction of the attachment facing direction by a third transverse surface on the valve guide and a fourth transverse surface on the attachment. 5
  • This axial fit of the Venti1 Insert between the valve receiving part and the attachment is prefabricated with a clearance fit to ensure during assembly that the valve guide between the 0 valve receiving part and the attachment fits. Through this clearance fit ensures that the valve receiving part and the attachment with their contact surfaces abut each other, which is essential for a stable and tight installation position. 5
  • valve guide due to their axial installation play in the functional operation of the hydrostatic machine by pressure changes of the hydraulic medium or Vibrations of the machine causes small longitudinal movements, which leads to sliding movements and an associated abrasion, when the ring seal is arranged on the circumference of the valve guide between this and the valve receiving part as an axial seal.
  • a comparable stress by compression exists even if a radial seal in the region of the dividing joint is arranged between the valve guide and the attachment. In a radial seal, the associated sealing ring is due to the small axial movements of the
  • Valve guide alternately applied with respect to its axial compression, namely by the axial movement, the compression is alternately increased and decreased. Although abrasion is lower in this stress, but it also leads to a permanent load to a deterioration of the radial seal and its life.
  • valve rattling of the valve assembly Even if, on the one hand, no axial seal between the valve guide and the valve receiving part is present and / or on the other no radial seal between the valve guide and the attachment is present, it can come especially with their size rapidly changing pressure changes to a so-called valve rattling of the valve assembly , where the
  • Valve ratchet is increased by additional vibration movements as associated valve body.
  • the invention has for its object to improve the valve assembly, in particular to extend the life of an axial seal and / or a radial seal of the valve assembly.
  • the aim is to simplify the manufacture of the valve assembly and to make it cost-effective.
  • the sealing of the valve guide should be improved, in particular between it and the attachment, in the region of the dividing joint.
  • valve guide and / or the attachment in its region opposite the valve guide in each case a compressed axial deformation region, which is compressed by a clamping force. This results in a play-free seat of the valve guide between the valve receiving part and the attachment, whereby axial movements, for. As vibration, the Venti1 Installation are avoided in functional operation of the hydrostatic machine. Consequently, an axial ring seal and / or a radial ring seal of the valve guide are unimpaired and extended life.
  • embodiments of the invention lead to an improvement of the radial seal between the valve guide and the attachment.
  • this adjustment further improves the radial seal.
  • the at least one deformation region can be arranged in the valve guide and / or in the region of the attachment opposite the valve guide. This depends on the strength of the materials of the valve guide and the
  • the deformation region according to the invention forms under the tension force on the part whose material strength is lower.
  • the valve guide and the attachment are made of the same material, the deformation area is formed in both adjoining areas of these parts.
  • the clamping force according to the invention is generated by an associated clamping device of the hydrostatic machine. It is particularly advantageous to dimension the aforementioned cross-sectional size as a function of the existing clamping force so that when mounting and clamping the Ventilaufnähmeteils and the fixture against each other, the inventive local deformation of
  • An associated clamping device is preferably formed by a screw connection between the valve receiving part and the attachment.
  • the effect according to the invention is achieved automatically when mounting the hydrostatic machine, namely during standard screwing of the attachment to the valve receiving part.
  • a compression of the deformation region in the elastic region has the advantage that after disassembly and reassembly, for. B. after a repair or maintenance, the deformation area expands and can be compressed again and the effect of the invention can again fully unfold.
  • valve assembly In a compression and deformation in the plastic region axial distance between its axial support surfaces, the valve assembly is reusable after disassembly due to a residual elasticity of the deformation region.
  • Another advantage of the embodiment of the invention is that the above-described improved radial seal is very insensitive, especially against high pressure loads of the existing hydraulic fluid. Therefore, the embodiment of the invention is particularly suitable for a valve assembly used in high pressure.
  • the embodiment of the invention is particularly suitable for an axial piston machine, in which due to the piston movements in the functional mode vibrations occur, the above-described Induce movements of the valve guide or force it under the simultaneous effect of pressure changes.
  • FIG. 1 shows a valve arrangement according to the invention in an intermediate assembly position in axial section.
  • Figure 2 shows the valve assembly in the final assembly position.
  • the valve arrangement denoted by 1 in its entirety, comprises three main parts, namely a valve receiving part 2, an attachment 3 and a valve guide 4, which is spatially positioned between the valve receiving part 2 and the attachment 3 and in a receiving hole 5 with a small clearance from that of the attachment 3 facing bearing surface 2a of the valve receiving part 2 is inserted.
  • a valve receiving part 2 an attachment 3 and a valve guide 4 which is spatially positioned between the valve receiving part 2 and the attachment 3 and in a receiving hole 5 with a small clearance from that of the attachment 3 facing bearing surface 2a of the valve receiving part 2 is inserted.
  • the attachment 3 is connected by a clarified by two arrows tensioning device S with the valve receiving part 2, which preferably formed by a screw 6 with a plurality of spaced screws, the screw holes in the attachment 3 and the valve receiving part 2 through and through
  • Knitting point lines are illustrated.
  • the clamping force generated by the clamping device S is illustrated by axial arrows.
  • the receiving hole 5 has at an axial distance b from the contact surface 2a to a first transverse surface 8, which is formed by a shoulder surface between an opening on the contact surface 2a enlarged hole portion 5a and extending from this tapered hole portion 5b.
  • the valve guide 4 abuts with a second transverse surface 9, which is also arranged by a step surface between an extended guide body portion 4b and a tapered guide body portion 4c.
  • the extended guide body portion 4b fits into the extended hole portion 5a with little play.
  • the tapered guide body portion 4c is smaller than the tapered hole portion 5b, so that there is an annular channel therebetween, which forms a channel portion IIa to be described later.
  • the valve guide 4 has, at its end facing the attachment 3, a third transverse surface 12 formed by its end face, with which it rests against an axially opposite fourth transverse surface 13 of the attachment 3, which is a part of the abutment surface 3a.
  • These transverse surfaces 12, 13 are abutting annular surfaces, which will be explained in more detail.
  • a valve 14 of the valve assembly 1 in the valve guide 4 is formed so that it forms a prefabricated valve assembly 15 with the valve guide 4, which can be mounted by their insertion into the receiving hole 5.
  • valve 14 is a check valve whose valve body 14a is resiliently biased by the flow force or pressing force of the fluid against the edge of a valve opening 17.
  • valve body 14a is disposed on the extended guide body portion 4b opposite end of the valve guide 4 and formed by a tapered valve head 14b, which is biased against the edge of the valve opening 17, of which a
  • the flow channel section 18a is part of a hydraulic line 11, which continues as an annular channel IIa and surrounds the tapered guide body section 4c, by radial
  • Channels 11c extends into the valve guide 4, continues axially in this as formed therein longitudinal channel section Hd and opens out at the associated end face of the valve guide 4 and continues in an axially opposite channel section He in the attachment 3, which terminates at the contact surface 3a.
  • a filter 23 is preferably used which, in the exemplary embodiment, is seated in the passage section Hd.
  • the valve guide 4 is sealed in the valve arrangement 1 by an axial ring seal 24 and / or a radial annular seal 25.
  • the axial ring seal 24 is arranged between the extended guide body portion 4b and the wall of the hole portion 5a and formed by one or two sealing rings 24a, 24b, which sit in an annular groove 24c, which is preferably arranged in the lateral surface of the valve guide 4.
  • the radial annular seal 25 is arranged at the end face between the valve guide 4 and the attachment 3 in the region of the dividing joint 26 formed by the abutment surfaces 2a, 3a between on the one hand the attachment 3 and on the other hand the valve receiving part 2 and the Venti1 arrangement 4.
  • the radial ring seal 25 is connected by a sealing ring 25 a, z.
  • the invention aims to improve the seal between the valve guide 4 and the attachment 3. This is achieved by a clamping force which is directed transversely to the dividing joint 26 between these parts and biases these parts in the region of their transverse surfaces 12, 13 against each other.
  • the surface pressure on the transverse surfaces 12, 13 is so great that a deformation region 30 shown in FIG. 2, which is arranged in an area of the attachment 3 opposite the valve guide 4, or a deformation region 30 (FIG. 3) arranged in the valve guide Compression is deformed and that is elastically deformed or beyond plastically deformed.
  • valve guide 4 is prefabricated with respect to their axial distance between their transverse surface 9 and the attachment 3 end facing with a distance a corresponding oversize (Fig 1) or the transverse surface 13 of the attachment 3 with respect to its contact surface 3a is prefabricated with a projection corresponding to the distance a (not shown).
  • valve guide 4 is formed with this excess, as shown in FIG. 1, wherein the attachment 3 has a continuous planar contact surface 3a, of which the annular transverse surface 13 is a part.
  • the compressed and deformed deformation region 30 is formed, which can also be arranged on both parts.
  • the position of the deformation region 30 at the one part and / or at the other part is determined by the strength of the materials of the valve guide 4 and the attachment part 3.
  • the deformation region 30 forms on the part with the lower material strength. If both parts have the same material, then the deformation region 30 can arise in the regions of the transverse surfaces 12, 13 of both parts.
  • the material of the attachment 3 is softer than the material of the valve guide 4. Therefore, formed during clamping of the
  • the resistance force which is opposite to the clamping force, is determined by the size of the transverse surfaces 12, 13. If a clamping force of an existing clamping device S is to be utilized to produce the deformation in the deformation region 30, then the size of the transverse surfaces 12, 13 is to be adapted to lower consideration of the existing clamping force. This can be achieved by a clamping force of an existing clamping device S is to be utilized to produce the deformation in the deformation region 30, then the size of the transverse surfaces 12, 13 is to be adapted to lower consideration of the existing clamping force. This can be achieved by a
  • a corresponding oversize can determine whether the deformation region 30 is elastically or plastically deformed or is. Ie. The larger the oversize is selected, the greater the deformation or compression in the deformation area 30.
  • valve guide 4 is not only positioned axially immovable in the receiving hole 5, but it is also the seal between the Venti1 Adjust 4 and the attachment 3 improved or created a radially effective annular seal 31 (Fig. 2).
  • the tightness of this seal is greater, the greater the clamping force and the deformation generated thereby. Due to the deformation, the transverse surfaces 12, 13 get into a particularly adapted
  • this radial ring seal 31 based on surface pressure of the abutting transverse surfaces 12, 13 can replace the radial annular seal 25.
  • Particularly advantageous is the arrangement of the two radial annular seals 25, 31, in particular when the duct 11 is a high-pressure duct, through which in the
  • the radial ring seal 31 is particularly suitable for receiving such pressures, in particular high pressures, and thereby relieving the radially outer ring seal 25 and extending its service life, the life of the ring seal 31 also being very long.
  • Valve guide body is attached and surrounds the channel section Hd.
  • the lateral surface of the ring 4e may be adapted to the inner dimension of the sealing ring 25a so that it forms a seating surface for the sealing ring 25a.
  • the ring 4e can be formed with a material that is independent of the material of the rest of the valve guide body, and chosen harder or softer In the latter case, the deformation region 30 results in the region of the transverse surface 12, ie 4e in the abutment region of the ring.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments.
  • a differently formed elastic seal can be used.
  • the elastic seal may be made of rubber or a synthetic polymer material. All described or drawn features can be combined with each other in the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (1) für eine hydrostatische Maschine, mit einem Ventilaufnahmeteil (2) und einem Anbauteil (3), die an einander zugewandten Anlageflächen (2a, 3a) aneinander liegen, einer Ventilführung (4), die in einem im Ventilaufnahmeteil (2) angeordneten und darin zum Anbauteil (3) hinaus mündenden Aufnahmeloch (5) angeordnet ist, und einem sich in der Ventilführung (4) längs erstreckenden und an dem dem Anbauteil (3) zugewandten Ende stirnseitig austretenden und im Anbauteil (3) weiter erstreckenden Leitungskanal (11). Dabei ist eine den Leitungskanal (11) umgebende radiale Ringdichtung (25) zwischen der Ventilführung (4) und dem Anbauteil (3) angeordnet. Um die Ventilanordnung zu verbessern, weist die Ventilführung (4) und/oder das Anbauteil (3) in seinem der Ventilführung (4) gegenüberliegenden Bereich jeweils einen komprimierten axialen Verformungsbereich auf, der durch eine Spannkraft komprimiert ist, die die Ventilführung (4) und das Anbauteil (3) gegeneinander spannt.

Description

VENTILANORDNUNG FÜR EINE HYDROSTATISCHE MASCHINE, INSBESONDERE FÜR EINE
AXIALKOLBENMASCHINE
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung nach dem 5 Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3.
Bisherige Ventilanordnungen umfassen drei in ihrer Einbauposition aneinander positionierte Bauteile der hydrostatischen Maschine, nämlich ein Ventilaufnahmeteil0 und ein Anbauteil, die an einander zugewandten
Anlageflächen aneinander anliegen, und eine Ventilführung, die in einem Aufnahmeloch des Ventilaufnahmeteils so eingesetzt ist, dass sich ihr dem Anbauteil zugewandtes Ende im Bereich der durch die beiden Anlageflächen des5 Ventilaufnahmeteils und des Anbauteils gebildete
Teilungsfuge befindet. Dabei ist die Ventilführung längs ihrer Mittelachse, die zugleich Mittelachse des Aufnahmelochs ist, in die dem Anbauteil abgewandte Richtung durch eine erste Querfläche des Aufnahmelochs und0 eine daran anliegende zweite Querfläche an der
Ventilführung begrenzt und positioniert und in die dem Anbauteil zugewandte Richtung durch eine dritte Querfläche an der Ventilführung und eine vierte Querfläche am Anbauteil begrenzt und positioniert. 5
Diese axiale Passung der Venti1führung zwischen dem Ventilaufnahmeteil und dem Anbauteil wird mit einer Spielpassung vorgefertigt, um bei der Montage zu gewährleisten, dass die Ventilführung zwischen das 0 Ventilaufnahmeteil und das Anbauteil passt. Durch diese Spielpassung ist gewährleistet, dass das Ventilaufnahmeteil und das Anbauteil mit ihren Anlageflächen aneinander anliegen, was für eine stabile und dichte Einbauposition wesentlich ist. 5
Es hat sich in der Praxis jedoch herausgestellt, dass die Ventilführung aufgrund ihres axialen Einbauspiels im Funktionsbetrieb der hydrostatischen Maschine durch Druckveränderungen des hydraulischen Mediums oder Vibrationen der Maschine hervorgerufene kleine Längsbewegungen ausführt, die zu Gleitbewegungen und einem damit verbundenen Abrieb führt, wenn die Ringdichtung am Umfang der Ventilführung zwischen dieser und dem Ventilaufnahmeteil als Axialdichtung angeordnet ist. Eine vergleichbare Beanspruchung durch Kompression besteht auch dann, wenn zwischen der Ventilführung und dem Anbauteil eine Radialdichtung im Bereich der Teilungsfuge angeordnet ist. Bei einer Radialdichtung wird der zugehörige Dichtring durch die kleinen Axialbewegungen der
Ventilführung bezüglich seiner axialen Kompression wechselweise beaufschlagt, nämlich durch die Axialbewegung wird die Kompression wechselweise vergrößert und verringert . Ein Abrieb ist bei dieser Beanspruchung zwar geringer, jedoch führt auch sie bei einer Dauerbelastung zu einer Beeinträchtigung der Radialdichtung und deren Lebensdauer.
Aber auch dann, wenn zum einen keine Axialdichtung zwischen der Ventilführung und dem Ventilaufnahmeteil vorhanden ist und/oder zum anderen keine Radialdichtung zwischen der Ventilführung und dem Anbauteil vorhanden ist, kann es insbesondere bei in ihrer Größe schnell wechselnden Druckveränderungen zu einem sogenannten Ventilrattern der Ventilanordnung kommen, wobei das
Ventilrattern durch zusätzliche Vibrationsbewegungen als zugehörigen Ventilkörpers vergrößert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ventilanordnung zu verbessern, insbesondere die Lebensdauer einer Axialdichtung und/oder einer Radialdichtung der Ventilanordnung zu verlängern. Außerdem ist angestrebt, die Herstellung der Ventilanordnung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Ferner soll die Abdichtung der Ventilführung verbessert werden, insbesondere zwischen ihr und dem Anbauteil, im Bereich der Teilungsfuge. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei den erfindungsgemäßen Ventilanordnungen gemäß Anspruch 1 oder 3 weist die Ventilführung und/oder das Anbauteil in seinem der Ventilführung gegenüberliegenden Bereich jeweils einen komprimierten axialen Verformungsbereich auf, der durch eine Spannkraft komprimiert ist. Hierdurch ergibt sich ein spielfreier Sitz der Ventilführung zwischen dem Ventilaufnahmeteil und dem Anbauteil, wodurch axiale Bewegungen, z. B. Vibrationen, der Venti1führung im Funktionsbetrieb der hydrostatischen Maschine vermieden sind. Folglich werden auch eine axiale Ringdichtung und/eine radiale Ringdichtung der Ventilführung unbeeinträchtigt und die Lebensdauer verlängert.
Außerdem führen die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen zu einer Verbesserung der Radialdichtung zwischen der Ventilführung und dem Anbauteil. Dabei findet aufgrund der Verformung eine besondere flächenhafte Anpassung der aneinander anliegenden Flächen der Ventilführung und des Anbauteils statt, wobei diese Anpassung die Radialdichtung weiter verbessert .
Im Rahmen der Erfindung kann der wenigstens eine Verformungsbereich in der Ventilführung und/oder in dem der Ventilführung gegenüberliegenden Bereich des Anbauteils angeordnet sein. Dies ist abhängig von den Festigkeiten der Materialien der Ventilführung und des
Anbauteils. Der erfindungsgemäße Verformungsbereich bildet sich unter der Spannkraft an dem Teil aus, dessen Materialfestigkeit geringer ist. Wenn die Ventilführung und das Anbauteil aus dem gleichen Material bestehen, bildet sich der Verformungsbereich in beiden aneinander liegenden Bereichen dieser Teile ausbildet.
Die erfindungsgemäße Spannkraft wird durch eine zugehörige Spannvorrichtung der hydrostatischen Maschine erzeugt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die vorgenannte Querschnittsgröße in Abhängigkeit von der vorhandenen Spannkraft so zu bemessen, dass beim Montieren und Spannen des Ventilaufnähmeteils und des Anbauteils gegeneinander die erfindungsgemäße lokale Verformung des
Verformungsbereichs erreicht wird. Eine zugehörige Spannvorrichtung ist vorzugsweise durch eine Verschraubung zwischen dem Ventilaufnahmeteil und dem Anbauteil gebildet. Bei einer solchen Verschraubung wird die erfindungsgemäße Wirkung beim Montieren der hydrostatischen Maschine selbsttätig erreicht, nämlich beim standardmäßigen Verschrauben des Anbauteils mit dem Ventilaufnahmeteil .
Eine Kompression des Verformungsbereichs im elastischen Bereich hat den Vorteil, dass nach einer Demontage und wieder Montage, z. B. nach einer Reparatur oder Wartung, der Verformungsbereich expandiert und wieder komprimiert werden kann und die erfindungsgemäße Wirkung wieder voll zur Entfaltung kommen kann.
Bei einer Kompression und Verformung im plastischen Bereich axialen Abstands zwischen ihren axialen Stützflächen ist die Ventilanordnung nach einer Demontage aufgrund einer Rest-Elastizität des Verformungsbereichs wieder verwendbar.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, dass die vorbeschriebene verbesserte Radialdichtung sehr unempfindlich ist, insbesondere gegen Hochdruckbelastungen des vorhandenen hydraulischen Fluids. Deshalb eignet sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere für eine im Hochdruck eingesetzte Ventilanordnung .
Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere für eine Axialkolbenmaschine, bei der aufgrund der Kolbenbewegungen im Funktionsbetrieb Schwingungen auftreten, die die eingangs beschriebenen Bewegungen der Ventilführung hervorrufen bzw. unter gleichzeitiger Wirkung von Druckveränderungen forcieren.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung anhand von
Ausführungsbeispielen und vereinfachten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer Zwischenmontagestellung im axialen Schnitt;
Fig. 2 die Ventilanordnung in der Endmontagestellung; und
Fig. 3 die Ventilanordnung in abgewandelter
Ausgestaltung in der Endmontagestellung.
Die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Ventilanordnung umfasst drei Hauptteile, nämlich ein Ventilaufnahmeteil 2, ein Anbauteil 3 und eine Ventilführung 4, die zwischen dem Ventilaufnähmeteil 2 und dem Anbauteil 3 räumlich positioniert ist und in einem Aufnahmeloch 5 mit geringem Bewegungsspiel von der dem Anbauteil 3 zugewandten Anlagefläche 2a des Ventilaufnahmeteils 2 eingesetzt ist. In dem in Fig. 1 dargestellten teilweise montierten
Zustand der Ventilanordnung 1 liegt das Anbauteil 3 mit seiner dem Ventilaufnahmeteil zugewandten Anlagefläche 3a nicht an der Anlagefläche 2a an, sondern es weist den axialen Abstand a auf, was noch näher erklärt wird. Das Anbauteil 3 ist durch eine durch zwei Pfeile verdeutlichte Spannvorrichtung S mit dem Ventilaufnahmeteil 2 verbindbar, die vorzugsweise durch eine Verschraubung 6 mit mehreren voneinander beabstandeten Schrauben gebildet, die Schraubenlöcher im Anbauteil 3 und im Ventilaufnahmeteil 2 durchfassen und durch
Strickpunktlinien verdeutlicht sind. Die durch die Spannvorrichtung S erzeugbare Spannkraft ist durch axiale Pfeile verdeutlicht. Das Aufnahmeloch 5 weist in einem axialen Abstand b von dem Anlagefläche 2a eine erste Querfläche 8 auf, die durch eine Schulterfläche zwischen einem an der Anlagefläche 2a ausmündenden erweiterten Lochabschnitt 5a und einem sich von diesem erstreckenden verjüngten Lochabschnitt 5b gebildet ist. An der ersten Querfläche 8 liegt die Ventilführung 4 mit einer zweiten Querfläche 9 an, die ebenfalls durch eine Stufenfläche zwischen einem erweiterten Führungskörperabschnitt 4b und einem verjüngten Führungskörperabschnitt 4c angeordnet ist. Der erweiterte Führungskörperabschnitt 4b passt mit geringem Bewegungsspiel in den erweiterten Lochabschnitt 5a. Der verjüngte Führungskörperabschnitt 4c ist kleiner als der verjüngte Lochabschnitt 5b, so dass dazwischen ein Ringkanal vorhanden ist, der einen noch zu beschreibenden Kanalabschnitt IIa bildet.
Die Ventilführung 4 weist an ihrem dem Anbauteil 3 zugewandten Ende eine durch ihre Stirnfläche gebildete dritte Querfläche 12 auf, mit der sie an einer ihr axial gegenüberliegenden vierten Querfläche 13 des Anbauteils 3 anliegt, die ein Teil der Anlagefläche 3a ist. Diese Querflächen 12, 13 sind aneinander liegende Ringflächen, die noch näher erklärt werden.
Beim Ausführungsbeispiel ist ein Ventil 14 der Ventilanordnung 1 in der Ventilführung 4 so ausgebildet, dass es mit der Ventilführung 4 eine vorgefertigte Ventilbaueinheit 15 bildet, die durch ihr Einsetzen in das Aufnahmeloch 5 montierbar ist.
Beim Ausführungsbeispiel ist das Ventil 14 ein Rückschlagventil, dessen Ventilkörper 14a durch die Strömungskraft bzw. Druckkraft des Fluids gegen den Rand einer Ventilöffnung 17 elastisch vorgespannt ist.
Zusätzlich könnte diese elastische Vorspannung noch durch die Kraft einer Feder unterstützt werden. Beim Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 14a am dem erweiterten Führungskörperabschnitt 4b gegenüberliegenden Ende der Ventilführung 4 angeordnet und durch einen verjüngten Ventilkopf 14b gebildet, der gegen den Rand der Ventilöffnung 17 vorgespannt ist, von der sich ein
Kanalabschnitt IIb in der dem Anbauteil 3 abgewandten Richtung erstreckt. Der Strömungskanalabschnitt 18a ist Teil einer hydraulischen Leitung 11, die sich als Ringkanal IIa fortsetzt und den verjüngten Führungskörperabschnitt 4c umgibt, sich durch radiale
Kanäle 11c in die Ventilführung 4 hinein erstreckt, sich in dieser als darin ausgebildeter Längs-Kanalabschnitt Hd axial fortsetzt und an der zugehörigen Stirnfläche der Ventilführung 4 ausmündet sowie sich in einem axial gegenüberliegenden Kanalabschnitt He im Anbauteil 3 fortsetzt, der an der Anlagefläche 3a ausläuft.
Im Bereich der Ventilbaueinheit 15 bzw. der Ventilführung 4 bzw. ihres Ventilführungskörpers ist vorzugsweise ein Filter 23 eingesetzt, das beim Ausführungsbeispiel im Kanalabschnitt Hd sitzt.
Die Ventilführung 4 ist in der Ventilanordnung 1 durch eine axiale Ringdichtung 24 und/oder eine radiale Ringdichtung 25 abgedichtet. Die axiale Ringdichtung 24 ist zwischen dem erweiterten Führungskörperabschnitt 4b und der Wandung des Lochabschnitts 5a angeordnet und durch einen oder zwei Dichtringe 24a, 24b gebildet, die in einer Ringnut 24c sitzen, die vorzugsweise in der Mantelfläche der Ventilführung 4 angeordnet ist.
Die radiale Ringdichtung 25 ist stirnseitig zwischen der Ventilführung 4 und dem Anbauteil 3 im Bereich der durch die Anlageflächen 2a, 3a gebildeten Teilungsfuge 26 zwischen einerseits dem Anbauteil 3 und andererseits dem Ventilaufnahmeteil 2 und der Venti1führung 4 angeordnet.
Die radiale Ringdichtung 25 ist durch einen Dichtring 25a, z. B. einen O-Ring, gebildet, der in einer vorzugsweise nach außen ausmündenden Ringnut 25b angeordnet, die einen vorzugsweise koaxialen Ringabschnitt 4d der Ventilführung 4 umgibt, dessen vorzugsweise kreisrunder Außenquerschnitt die mit c bezeichnete Abmessung aufweist.
Die Erfindung bezweckt, die Abdichtung zwischen der Ventilführung 4 und dem Anbauteil 3 zu verbessern. Dies wird durch eine Spannkraft erreicht, die quer zur Teilungsfuge 26 zwischen diesen Teilen gerichtet ist und diese Teile im Bereich ihrer Querflächen 12, 13 gegeneinander vorspannt. Dabei ist die Flächenpressung an den Querflächen 12, 13 so groß, dass ein in Fig. 2 dargestellter Verformungsbereich 30, der in einem der Ventilführung 4 gegenüberliegenden Bereich des Anbauteils 3 angeordnet ist oder ein in der Ventilführung angeordneter Verformungsbereich 30 (Fig. 3) durch Komprimierung verformt wird und zwar elastisch verformt wird oder darüber hinaus plastisch verformt wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass bezüglich des Abstands b zwischen der Schulterfläche 8 des Ventilaufnähmeteils 2 und dessen Anlagefläche 2a die Ventilführung 4 bezüglich ihres axialen Abstands zwischen ihrer Querfläche 9 und ihrem dem Anbauteil 3 zugewandten Ende mit einem dem Abstand a entsprechenden Übermaß vorgefertigt ist (Fig. 1) oder die Querfläche 13 des Anbauteils 3 bezüglich dessen Anlagefläche 3a mit einem dem Abstand a entsprechenden Vorsprung vorgefertigt ist (nicht dargestellt) .
Beim Ausführungsbeispiel ist die Ventilführung 4 mit diesem Übermaß ausgebildet, wie es Fig. 1 zeigt, wobei das Anbauteil 3 eine durchgehend ebene Anlagefläche 3a aufweist, von der die ringförmige Querfläche 13 ein Teil ist.
Aufgrund dieses vorgefertigten Übermaßes werden beim Zusammenspannen des Ventilaufnahmeteils 2 und des Anbauteils 3 durch die Spannvorrichtung S in die Endmontageposition gemäß Fig. 2, in der die Anlageflächen 2a, 3a aneinander liegen, die Querflächen 12, 13 gegeneinander gedrückt. Dabei entsteht jeweils im Bereich der zugehörigen Querflächen 12, 13 der komprimierte und verformte Verformungsbereich 30, der auch an beiden Teilen angeordnet sein kann. Die Position des Verformungsbereichs 30 an dem einen Teil und/oder an dem anderen Teil ist durch die Festigkeit der Materialien der Ventilführung 4 und des Anbauteils 3 bestimmt. Der Verformungsbereich 30 bildet sich an dem Teil mit der geringeren Materialfestigkeit aus. Wenn beide Teile dasselbe Material aufweisen, dann kann der Verformungsbereich 30 in den Bereichen der Querflächen 12, 13 beider Teile entstehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Material des Anbauteils 3 weicher als das Material der Ventilführung 4. Deshalb bildet sich beim Zusammenspannen der
Verformungsbereich 30 im Bereich der Querfläche 13 und somit im Anbauteil 3 aus.
Die Widerstandskraft, die der Spannkraft entgegengesetzt ist, ist durch die Größe der Querflächen 12, 13 bestimmt. Wenn eine Spannkraft einer vorhandenen Spannvorrichtung S dazu ausgenutzt werden soll, die Verformung im Verformungsbereich 30 zu erzeugen, dann ist die Größe der Querflächen 12, 13 untere Berücksichtigung der vorhandenen Spannkraft anzupassen. Dies lässt sich durch eine
Anpassung der Querschnittsabmessungen bzw. Durchmesser d und/oder e des Ringabschnitts 4d und/oder des Kanalabschnitts He bestimmen.
Durch die Größe des dem Abstand a entsprechenden Übermaßes lässt sich bestimmen, ob der Verformungsbereich 30 elastisch oder plastisch verformt wird bzw. ist. D. h. , je größer das Übermaß gewählt wird, umso größer ist auch die Verformung bzw. Komprimierung im Verformungsbereich 30.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist somit die Ventilführung 4 nicht nur axial unverschieblich im Aufnahmeloch 5 positioniert, sondern es wird auch die Abdichtung zwischen der Venti1führung 4 und dem Anbauteil 3 verbessert bzw. eine radial wirksame Ringdichtung 31 (Fig. 2) geschaffen. Die Dichtheit dieser Abdichtung ist umso größer, je größer die Spannkraft und die dadurch erzeugte Verformung ist . Durch die Verformung geraten die Querflächen 12, 13 in einen besonders angepassten
Flächenkontakt aneinander, wodurch die Dichtheit besonders groß ist .
Im Rahmen der Erfindung kann deshalb diese auf Flächenpressung der aneinander liegenden Querflächen 12, 13 beruhende radiale Ringdichtung 31 die radiale Ringdichtung 25 ersetzen. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung beider radialen Ringdichtungen 25, 31 insbesondere dann, wenn es sich bei dem Leitungskanal 11 um einen Hochdruckkanal handelt, durch den im
Funktionsbetrieb ein hydraulisches Medium mit Hochdruck geleitet wird. Die radiale Ringdichtung 31 eignet sich besonders dazu, solche Drücke, insbesondere Hochdrücke, aufzunehmen und dadurch die radial äußere Ringdichtung 25 zu entlasten und deren Lebensdauer zu verlängern, wobei die Lebensdauer auch der Ringdichtung 31 sehr lang ist.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, und das die Ventilanordnung 1 im Endmontagezustand gemäß Fig. 1 zeigt, ist der Ringabschnitt 4d oder wenigstens ein Endabschnitt des Ringabschnitts 4d durch ein zusätzliches Bauteil, nämlich einen Ring 4e, gebildet bzw. ersetzt, der an einem entsprechend seiner axialen Abmessung gekürzten
Ventilführungskörper angesetzt ist und den Kanalabschnitt Hd umgibt. Die Mantelfläche des Ringes 4e kann an die Innenabmessung des Dichtrings 25a so angepasst sein, dass sie eine Sitzfläche für den Dichtring 25a bildet.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Ring 4e mit einem Material ausgebildet werden kann, das unabhängig ist von dem Material des übrigen Ventilführungskörpers, und das härter oder weicher gewählt werden kann, als das Material des Anbauteils 3. Im letzteren Falle ergibt sich der Verformungsbereich 30 im Bereich der Querfläche 12, d. h. im Anlagebereich des Ringes 4e.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann anstatt eines O-Rings auch eine in anderer Weise ausgebildete elastische Dichtung verwendet werden. Die elastische Dichtung kann aus Gummi oder einem synthetischen Polymermaterial bestehen. Alle beschriebenen oder gezeichneten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Ventilanordnung (1) für eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine Axialkolbenmaschine, mit
- einem Ventilaufnahmeteil (2) und einem Anbauteil (3), die an einander zugewandten Anlageflächen (2a, 3a) aneinander liegen,
- einer Ventilführung (4) , die in einem im Ventilaufnahmeteil (2) angeordneten und darin zum
Anbauteil (3) hinaus mündenden Aufnahmeloch (5) angeordnet ist,
- und einem sich in der Ventilführung (4) längs erstreckenden und an dem dem Anbauteil (3) zugewandten Ende stirnseitig austretenden und im Anbauteil (3) weiter erstreckenden Leitungskanal (11) ,
- wobei eine den Leistungskanal (11) umgebende radiale Ringdichtung (25) zwischen der Ventilführung (4) und dem Anbauteil (3) angeordnet ist, und - wobei die Ventilführung (4) und/oder das Anbauteil (3) in seinem der Venti1führung (4) gegenüberliegenden Bereich jeweils einen komprimierten axialen Verformungsbereich (30) aufweist bzw. aufweisen, der durch eine Spannkraft komprimiert ist, die die Ventilführung (4) und das Anbauteil (3) gegeneinander spannt.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (4) in der dem Anbauteil (3) abgewandten Richtung durch eine Querfläche (8) des
Ventilaufnahmeteils (2) abgestützt ist und die Spannkraft durch eine das Ventilaufnahmeteil (2) und das Anbauteil (3) gegeneinander vorspannende Spannvorrichtung (S) komprimiert ist .
3. Ventilanordnung (1) für eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine Axialkolbenmaschine, mit - einem Ventilaufnahmeteil (2) und einem Anbauteil (3), die an einander zugewandten Anlageflächen (2a, 3a) aneinander liegen,
- einer Ventilführung (4) , die in einem im Ventilaufnahmeteil (2) angeordneten und darin zum
Anbauteil (3) hinaus mündenden Aufnahmeloch (5) angeordnet ist,
- und einem sich in der Ventilführung (4) längs erstreckenden und an dem dem Anbauteil (3) zugewandten Ende stirnseitig austretenden und im Anbauteil (3) weiter erstreckenden Leitungskanal (11) ,
- wobei die Ventilführung (4) in der dem Anbauteil (3) abgewandten Richtung durch eine Querfläche (8) des Ventilaufnahmeteils (2) abgestützt ist und das Ventilaufnähmeteil (2) und das Anbauteil (3) durch eine Spannvorrichtung (S) gegeneinander gespannt sind, und
- wobei die Ventilführung (4) und/oder das Anbauteil (3) in seinem der Ventilführung (4) gegenüberliegenden Bereich jeweils einen komprimierten axialen Verformungsbereich (30 aufweist bzw. aufweisen, der durch die Spannkraft der Spannvorrichtung (S) komprimiert ist.
4. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsbereich (30) im Elastizitätsbereich seines Materials elastisch verformt ist oder über die Elastizitätsgrenze seines Materials hinaus plastisch verformt ist.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (4) durch eine an ihrem Umfang angeordnete axiale Ringdichtung (24) und/oder eine zwischen der Ventilführung (4) und dem Anbauteil (3) angeordnete und den Leitungskanal (11) umgebende radiale Ringdichtung (25) abgedichtet ist.
6. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (S) durch eine Verschraubung (6) zwischen dem Ventilaufnahmeteil (2) und dem Anbauteil (3) gebildet ist.
7. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (4) einen den darin ausmündenden Leistungskanalabschnitt (lld) umgebenden Ringabschnitt (4d) aufweist, den die radiale Ringdichtung (25) umgibt, vorzugsweise auf dem Ringabschnitt (4d) sitzt.
8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Größe des Verformungsbereichs (30) durch die Außenquerschnittsgröße (d) des Ringabschnitts (4d) und die Querschnittsgröße (e) des sich im Anbauteil (3) fortsetzenden Leitungskanalabschnitts (lle) bestimmt ist.
9. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil (3) aus einem weicheren Material besteht als die Ventilführung (4) und der Verformungsbereich (30) im der Ventilführung (4) gegenüberliegenden Bereich des Anbauteils (3) angeordnet ist.
10. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Anbauteil (3) gegenüberliegenden Bereich der Ventilführung (4) ein den Leitungskanalabschnitt (lld) umgebender Ring (4e) angeordnet ist, an dem das Anbauteil (3) anliegt.
11. Ventilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Ringes (10e) eine gleiche Festigkeit wie die der Ventilführung (4) oder des Anbauteils (3) aufweist oder eine sich von der Festigkeit des Materials der Ventilführung (4) oder des Materials des Anbauteils (3) unterscheidende Festigkeit aufweist.
12. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (4) mit einer Querfläche (9) an der Querfläche (8) des Ventilaufnahmeteils (2) abgestützt ist und mit einem Abstand (c) zwischen ihrer Querfläche (9) und ihrem dem Anbauteil (3) zugewandten Ende vorgefertigt ist, der größer ist, als der Abstand (b) der Querfläche (8) des Ventilaufnahmeteils (2) von seiner Anlagefläche (2a) .
13. Ventilanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Grund des Aufnahmelochs eine Ventilöffnung (17) angeordnet ist, mit der ein Ventilkörper (14a) zusammenwirkt, der in der Venti1führung (4) axial verschiebbar gelagert und durch die Strömungskraft bzw. Druckkraft des Fluids gegen die Ventilöffnung (17) vorgespannt ist.
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