CN103038554A - 止回阀以及具有内置的止回阀的液压阀 - Google Patents

Abstract

止回阀（8）包括具有穿通口（16）的密封座（2）以及弹性且平坦的封闭元件（10），该封闭元件在处于封闭位置时覆盖穿通口（16）。考虑到简单安装止回阀（8），封闭元件（10）和密封座（12）牢固地相互连接并且形成预制的结构单元（13）。

Description

止回阀以及具有内置的止回阀的液压阀

技术领域

本发明涉及止回阀以及液压阀，尤其是用于控制凸轮轴调节器的压力介质流的控制阀，其具有内置的止回阀。

背景技术

在现代内燃机中使用了也公知为凸轮轴调节器的、用于可变调节换气阀的控制时间的装置，以便能够在有限角度范围内、在最大提前位置和最大滞后位置之间可变地设计凸轮轴相对于曲轴的相位。凸轮轴的凸轮通常贴靠凸轮随动件，例如杯形挺杆、拖杆或平衡杆。如果凸轮轴转动，那么凸轮在凸轮随动件上滚动，所述随动件又操作换气阀。因此，通过凸轮的位置和形状既确定了换气阀打开的持续时间也确定了打开幅度，还确定了换气阀打开和关闭的时间点。

为了实现针对各种转速负荷状态的优化控制时间，凸轮轴相对于曲轴的角位移被描述为凸轮轴调节。凸轮轴调节器的结构性变体例如根据所谓的可逆电机原理工作。在这种情况中设置有定子和转子，它们同轴且可相对于彼此运动。定子和转子共同构成液压室对。在这种情况中，室对相应由定子的接片限定并且通过转子的相应的叶片分为两个彼此对向的压力室，通过转子相对于定子的相对转动运动对向地改变压力室的容积。在最大调节位置，各叶片贴靠转子的其中一个边缘侧的接片。以如下方式通过调节叶片来进行转子的相对转动运动，即，液压介质或压力介质例如油通过压力介质通道导入室对的其中一个压力室并且挤开叶片。压力介质通道通向各个叶片的两侧，从而引导液压介质进入各压力室。

为了控制凸轮轴调节器的压力介质流，通常应用多路滑动阀形式的液压控制阀。它们包括作为主要部件的阀壳体和能在壳体空腔中轴向移动地容纳的控制活塞，该控制活塞由致动器，典型地由具有挺杆的电磁体来操作。

在常见结构类型中，这种控制阀作为所谓的中心阀来使用，其插入凸轮轴调节器的转子的中心孔。这种中心阀的阀壳体设有螺纹，通过该螺纹可以将阀壳体拧入凸轮轴的相应的螺纹孔，以便使转子抗相对转动地与凸轮轴相连。通过转子或者说凸轮轴将压力介质由控制阀的压力介质接口输入或从其排出接口输出。径向地经由输入接口进行压力介质输入。经由阀壳体上的两个工作接口，压力介质交替地导入室对的对向室。依赖于控制活塞的位置，其中一个室经由其中一个工作接口与输入接口连接并且被注入压力介质。同时，对向室经由配属给它的工作接口与控制阀的排出接口连通并且在此被清空。

内燃机工作期间，在凸轮轴上会出现转换力矩，该转换力矩经由压力室作为压力冲击传递到凸轮轴调节器的液压系统。为了避免这种压力冲击的传输而在凸轮轴调节器的压力介质入口中置入能液压开启的止回阀。

DE102008004591中说明了具有整合的、平坦的止回阀的控制阀。在控制阀的阀壳体中安装了空心压力介质嵌件，该压力介质嵌件以其外直径适配于壳体的内直径。压力介质嵌件包括套筒形的嵌件区段，该嵌件区段具有在壳体杆侧成形的结构区段，该结构区段在端侧设有轴向支撑环。支承环容纳在轴向保持凸缘的内部，该轴向保持凸缘在座面主体上成形。保持凸缘在其自由端部径向向内弯曲并且从后面接合支撑环，由此，三个组件即座面主体、封闭元件和压力介质嵌件以其相对轴向位置固定。轴向支撑环的端面贴靠封闭元件，该封闭元件自身贴靠由座面主体形成的座面。板状封闭元件具有多个穿通口，所述穿通口如下地构造，即，为了封闭阀开口而成形为经由多个弹簧舌片弹性支承的居中封闭件。在此，这些穿通口螺旋形地环绕封闭件。

止回阀的这种多部分的实施方式导致操作非常复杂并且在安装单个部件时需要多个工作步骤。尤其是使用用于平坦的、盘片状止回阀的小部件时，操作和安装步骤质量严苛且耗时过多。

发明内容

本发明的任务在于，使得止回阀能够以较小的结构形式简单地安装在其使用地点。

根据本发明，该任务通过一种止回阀解决，其包括具有穿通口的密封座以及弹性且平坦的封闭元件，该封闭元件在处于封闭位置时覆盖穿通口，其中，封闭元件和密封座彼此牢固地连接并且形成预制的结构单元。

本发明基于如下考虑，即，通过如下方式保证简单安装两部分或多部分的止回阀，即，在安装止回阀之前将止回阀的尤其是由各种不同材料制成的各个部件组合成预制的尤其是不可分开的结构单元。这样就制造了完整的止回阀，而该止回阀无需补充其他部件。止回阀作为唯一结构单元地制造并仓储、运输以及安装在其使用地点。因此，操作更简单和舒适，从而将安装耗费降至最低。尤其当止回阀具有较小构件和/或需要精确组装构件时，止回阀作为预制结构单元的设计方案具有明显的优点。

尤其是板状或盘片状的、平坦的封闭元件基于其几何形状和其材料成分而形成弹簧元件。弹簧元件抵靠密封座地支撑，其中，弹簧元件在至少一个部位与密封座位置固定地连接。如果没有外力作用于止回阀，则止回阀处于其封闭位置，在该封闭位置密封元件紧贴密封座并且在此覆盖和封闭穿通口。通过从确定方向作用于封闭元件的压力介质的压力使封闭元件的自由的、未固定的区域抬离密封座。在此，止回阀处于打开位置，在该打开位置密封座中的穿通口被释放并且压力介质流过穿通口。在压力介质的方向变换时，压力介质又向着密封座挤压封闭元件，由此封闭穿通口并阻止压力介质回流。基于封闭元件的弹性特性，即使不再有外力作用于封闭元件，止回阀也能自动封闭。

根据优选设计方案，封闭元件包括至少一个弯曲接片，在该弯曲接片上于端侧布置有用于穿通口的封闭板以及用于将封闭元件附着在密封座上的固定端部。通过封闭元件的这种特殊设计方案而赋予其弹性特性，从而其作用为弹簧元件。封闭元件在弯曲接片的端侧于固定端部区域中位置固定地固定在密封座上，从而封闭板在弯曲接片的另一端部可以实施在封闭位置与打开位置之间的摆转运动，在该封闭位置封闭元件液体密封地覆盖穿通口而在该打开位置敞开穿通口。在此，弯曲接片作用为杠杆，该杠杆在压力介质的压力相对较小的情况下支持封闭板的摆转运动。

根据另一优选设计方案，固定端部包括至少一个尤其是两个固定臂，它们在其整个长度上或仅部分地（例如在其端部的区域中）与密封座牢固地连接。当设置有两个固定臂时，固定臂的形状适配于阀壳体的圆柱形形状或者说适配于盘片状密封座的外轮廓，从而这两个固定臂形成圆弧。另选地，固定端部也可具有多个固定臂。通过根据两个或多个固定臂的类型来增大固定端部确保了经由增大区域而在封闭元件和密封座之间的特别可靠的连接。

封闭元件根据目的由弹簧钢制成。另选地，其他弹簧材料例如铜合金、鎳合金、鈷合金或塑料也适用于构造封闭元件。在此，封闭元件尤其具有在0.1mm至0.5mm范围内的厚度，根据功能要求也可以更厚。弹簧钢是可弯曲的并且具有足够的硬度，基于其特性弹簧钢适于用作止回阀中的封闭元件。

考虑到特别简单地制造密封座，密封座优选是注塑件，尤其是由塑料制成。当封闭元件的固定端部优选利用密封座的材料包塑时，就实现了封闭元件和密封座之间的可靠且易于制造的连接。由此还可以使封闭元件的弹性功能成为可能，因为仅固定端部，也就是说仅封闭元件的固定臂完全地或部分地利用密封座的材料在单级或多级注塑工艺中包塑。在单级注塑工艺中，在仅一道工序中放入封闭元件并注塑密封座，其中，固定臂完全地或另选仅在其端部利用密封座的材料包塑。在多级注塑工艺中，密封座首先进行预注塑，接着放入封闭元件，最后该封闭元件仅在其固定端部区域中完全地或部分地被包塑。封闭元件固定在密封座上之后，弯曲梁和封闭板能够实施摆转运动。通过利用密封座的材料部分地包塑封闭元件，止回阀的由不同材料制成的弹性和非弹性构件可不松开地相互连接。

根据本发明，本发明的任务还通过一种液压阀解决，尤其是用于控制凸轮轴调节器的压力介质流的控制阀，其包括空心实施的具有至少一个输入接口以及至少一个排出接口的阀壳体，其中，在阀壳体中装有根据前述实施方式之一的止回阀。

止回阀所带来的优点和优选实施方式可以类似地用于液压阀。

附图说明

根据附图进一步描述本发明的实施例。其中：

图1示出穿过控制阀的轴剖面视图；

图2以分解图示出止回阀的构件；

图3示出止回阀的俯视图；

图4示出穿过根据图3的平面I的剖面图；

图5示出穿过根据图3的平面II的剖面图。

附图中的相同附图标记具有相同含义。

具体实施方式

图1示出控制阀2，其构造成中心阀并且应用于这里未详细示出的液压凸轮轴调节器的转子的中心孔中。控制阀2包括空心实施的圆柱形阀壳体4，其具有输入接口P、用于凸轮轴调节器转子中的对向压力介质室的两个工作接口A、B以及排出接口T。控制活塞6轴向地在阀壳体4内部引导，其中，取决于控制活塞的位置，输入接口P与工作接口A、B中的一个在流体技术上连接，而另一工作接口A、B与排出接口T连接。在输入接口P和工作接口A、B之间的压力介质管路7的区域内布置有沿输入方向释放压力介质管路7且可液压开启的止回阀8。

由图2至图5可以看到轴向平坦的止回阀8的详细结构。在本实施例中，止回阀8由封闭元件10和密封座12以及过滤器30组成，它们在图2的分解图中显示为单独的构件。然而，在止回阀8已组装的形式中它们牢固地且尤其不能松开地相互连接并且因此形成图3至图5中所示的预制的装配或结构单元13。

虽然也可以使用其他弹簧材料，但封闭元件10在本实施例中由弹簧钢制成。封闭元件10包括三个功能区域：用于封闭密封座12中的穿通口16的封闭板14、弹性的弯曲接片18和固定端部20，该固定端部在本实施例中由两个固定臂20a、20b组成。固定臂20a、20b的形状相应于阀座12的轮廓，从而固定端部20在所示实施例中呈弧形。因此，在俯视图中封闭元件10具有近似锚的形状。

密封座12由塑料制成并且具有安放面22，封闭元件10在止回阀8处于封闭位置时置于该安放面上并且在此覆盖穿通口16。在此，封闭板14的形状与穿通口16的形状适配。密封座12大致呈盘片状并且根据要求或应用情况而具有几厘米的厚度。密封座12的直径大致相应于阀壳体4的内直径。密封座12是注塑件，在其制造时利用密封座12的材料包塑固定臂20a、20b，从而固定臂20a、20b完全由轴向凸缘24包围，该凸缘弧形地在安放面22的边缘区域中延伸。用于过滤压力介质的过滤器30布置在密封座12的与封闭板14对置的侧上。

通过输入接口P输入控制阀2的压力介质例如油抵达压力介质管路7并且以如下方式通过止回阀8，即，封闭板14在压力介质的压力下抬起，从而打开穿通口16并且压力介质可以朝着工作接口A、B的方向流动。借助于弯曲接片18的弹性与固定臂20a、20b在密封座12上位置固定地附着的组合而能够打开止回阀8。在此，要克服的弹簧力取决于封闭元件10的材料和厚度。

当反向于流动方向出现压力冲击时或者说当压力介质回流时，止回阀8的封闭板14压向安放面22，从而封闭穿通口16并阻止压力介质通过穿通口16继续回流。

止回阀8的特征在于在使用地点的简单安装，这是因为止回阀8的两个构件，即封闭元件10和密封座12通过包塑固定臂20a、20b而形成结构单元13，该结构单元自身整合在控制阀2中。因此取消了将薄的封闭元件10费时费力地安装在控制阀2中。

附图标记列表

2          控制阀

4          阀壳体

6          控制活塞

7          压力介质管路

8          止回阀

10         封闭元件

12         密封座

13         结构单元

14         封闭板

16         穿通口

18         弯曲接片/弯曲梁

20         固定端部

20a、20b   固定臂

22         安放面

24         凸缘

30         过滤器

A、B       工作接口

P          输入接口

T          排出接口

Claims (8)

1.止回阀（8），包括具有穿通口（16）的密封座（12）以及弹性且平坦的封闭元件（10），该封闭元件在处于封闭位置时覆盖所述穿通口（16），其中，所述封闭元件（10）和所述密封座（12）牢固地相互连接并且形成预制的结构单元（13）。

2.根据权利要求1所述的止回阀（8），其中，所述封闭元件（10）包括至少一个弯曲接片（18），在该弯曲接片的端侧布置有固定端部（20）和用于所述穿通口（16）的封闭板（14）。

3.根据权利要求2所述的止回阀（8），其中，所述固定端部（20）包括至少一个尤其是两个固定臂（20a、20b）。

4.根据前述权利要求之一所述的止回阀（8），其中，所述封闭元件（10）由弹簧钢制成。

5.根据前述权利要求之一所述的止回阀（8），其中，所述密封座（12）是注塑件。

6.根据权利要求2和5所述的止回阀（8），其中，所述封闭元件（10）的固定端部（20）利用所述密封座（12）的材料包塑。

7.液压阀（2），尤其是用于控制凸轮轴调节器的压力介质流的控制阀，其包括空心实施的阀壳体（4），该阀壳体具有至少一个输入接口（P）以及至少一个排出接口（T），其中，在所述阀壳体（4）中装有根据前述权利要求之一所述的止回阀（8）。

8.根据权利要求1至7之一所述的止回阀，其具有整合在所述密封座（12）中的压力介质过滤器（30）。

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