DE102009006353A1

DE102009006353A1 - Hydraulic directional valve

Info

Publication number: DE102009006353A1
Application number: DE200910006353
Authority: DE
Inventors: Ali Bayrakdar
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-07-29
Also published as: WO2010086057A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wegeventil (1) mit einem hohl ausgebildeten Ventilgehäuse (4) und einem darin verschiebbar angeordneten Steuerkolben (5), wobei der Steuerkolben (5) zumindest zwei axial zueinander versetzte Steuerabschnitte (10) und zumindest einen ersten Grundabschnitt (8) aufweist, der zwischen den Steuerabschnitten (10) angeordnet ist, wobei äußere Flächen der Steuerabschnitte (10) der inneren Fläche des Ventilgehäuses (4) angepasst sind und wobei zwischen einer äußeren Fläche des ersten Grundabschnitts (8) und der inneren Fläche des Ventilgehäuses (4) ein Hohlraum (11) ausgebildet ist.The invention relates to a hydraulic directional control valve (1) with a hollow valve housing (4) and a control piston (5) arranged displaceably therein, wherein the control piston (5) has at least two control sections (10) axially offset from one another and at least one first base section (8). comprising outer surfaces of the control portions (10) of the inner surface of the valve housing (4) being fitted and between an outer surface of the first base portion (8) and the inner surface of the valve housing (4 ) A cavity (11) is formed.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wegeventil mit einem hohl ausgebildeten Ventilgehäuse und einem darin verschiebbar angeordneten Steuerkolben, wobei der Steuerkolben zumindest zwei axial zueinander versetzte Steuerabschnitte und zumindest einen ersten Grundabschnitt aufweist, der zwischen den Steuerabschnitten angeordnet ist, wobei äußere Flächen der Steuerabschnitte der inneren Fläche des Ventilgehäuses angepasst sind und wobei zwischen einer äußeren Fläche des ersten Grundabschnitts und der inneren Fläche des Ventilgehäuses ein Hohlraum ausgebildet ist.The The invention relates to a hydraulic directional control valve with a hollow design Valve housing and a slidably disposed therein Control piston, wherein the control piston at least two axially to each other offset control sections and at least a first base section which is disposed between the control sections, wherein outer Surfaces of the control sections of the inner surface the valve housing are adapted and being between an outer Surface of the first base section and the inner surface the valve housing is formed a cavity.

Derartige hydraulische Wegeventile, beispielsweise Proportionalwegeventile, werden in Brennkraftmaschinen beispielsweise zur Ansteuerung von hydraulischen Nockenwellenverstellern oder schaltbaren Nockenfolgern eingesetzt. Die Hydraulikventile bestehen aus einer elektromagnetischen Stelleinheit und einem Ventilabschnitt. Der Ventilabschnitt stellt den hydraulischen Abschnitt des Wegeventils dar, wobei an diesem jeweils zumindest ein Zulaufanschluss, ein Arbeitsanschluss und ein Tankanschluss ausgebildet sind. Mittels der elektromagnetischen Stelleinheit können gezielt bestimmte Anschlüsse des Ventilabschnitts hydraulisch miteinander verbunden und somit die Druckmittelströme gelenkt werden.such hydraulic directional control valves, for example proportional directional control valves, be in internal combustion engines, for example, for controlling hydraulic camshaft adjusters or switchable cam followers used. The hydraulic valves consist of an electromagnetic Actuator and a valve section. The valve section stops the hydraulic section of the directional control valve, wherein at this in each case at least one inlet connection, a working connection and a tank connection are formed. By means of the electromagnetic Actuator can target specific connections the valve portion hydraulically connected to each other and thus the pressure medium flows are directed.

Ein derartiges Hydraulikventil ist beispielsweise in der DE 102 30 966 A1 offenbart. Das Hydraulikventil weist einen Ventilabschnitt und eine elektromagnetische Stelleinheit auf. Der Ventilabschnitt besteht aus einem hohlzylindrisch ausgebildeten Ventilgehäuse und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben. Das Ventilgehäuse ist innerhalb einer Aufnahmeöffnung eines Magnetjochs der elektromagnetischen Stelleinheit angeordnet und ortsfest mit diesem verbunden. An der Außenmantelfläche des Ventilgehäuses sind drei Druckmittelanschlüsse, ein Zulaufanschluss und zwei Arbeitsanschlüsse, ausgebildet. Des Weiteren ist ein axialer Ablaufanschluss vorgesehen.Such a hydraulic valve is for example in the DE 102 30 966 A1 disclosed. The hydraulic valve has a valve portion and an electromagnetic actuator. The valve section consists of a hollow cylindrical valve housing and a control piston arranged axially displaceable therein. The valve housing is arranged within a receiving opening of a magnetic yoke of the electromagnetic actuator and fixedly connected thereto. On the outer lateral surface of the valve housing three pressure medium connections, an inlet connection and two working connections are formed. Furthermore, an axial drain port is provided.

Im Inneren des Ventilgehäuses ist ein Steuerkolben axial verschiebbar angeordnet, wobei der Steuerkolben einen Grundkörper und zwei axial zueinander beabstandete Steuerabschnitte umfasst. Die Außendurchmesser der Steuerabschnitte sind dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses angepasst und größer als der Außendurchmesser des Grundkörpers ausgeführt. Mittels der Steuerabschnitte können, abhängig von der relativen Stellung des Steuerkolbens zum Ventilgehäuse, die Druckmittelanschlüsse wahlweise miteinander verbunden oder getrennt werden. Dabei überdecken die Steuerabschnitte die als radiale Öffnungen in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Arbeitsanschlüsse teilweise, wodurch ein Druckmittelfluss zwischen einem der Arbeitsanschlüsse und dem Zulaufanschluss blockiert und zu dem Ablaufanschluss zugelassen wird. Gleichzeitig kommuniziert der andere Arbeitsanschluss mit dem Zulaufanschluss, während ein Druckmittelfluss zwischen diesem Arbeitsanschluss und dem Ablaufanschluss blockiert wird.in the Inside the valve housing, a control piston is axially displaceable arranged, wherein the control piston is a main body and comprises two axially spaced control sections. The Outer diameter of the control sections are the inner diameter the valve housing adapted and larger executed as the outer diameter of the body. By means of the control sections can, depending from the relative position of the control piston to the valve housing, the pressure medium connections either interconnected or be separated. In doing so, the control sections overlap as radial openings in the valve housing trained work connections partially, creating a Pressure medium flow between one of the working ports and blocked to the inlet connection and admitted to the outlet connection becomes. At the same time the other work connection communicates with the inlet connection, while a pressure medium flow between This working port and the drain port is blocked.

Ein weiteres derartiges Wegeventil, ein sogenanntes Zentralventil, ist in der DE 10 2006 031 517 A1 offenbart. In dieser Ausführungsform ist der Hydraulikabschnitt separat zu der elektromagnetischen Stelleinheit ausgeführt und in einem Hohlraum einer Nockenwelle aufgenommen, wobei der Hydraulikab schnitt während des Betriebs der Brennkraftmaschine mit der Nockenwelle rotiert. Die Stelleinheit ist ortsfest an einem Zylinderkopfdeckel oder Zylinderkopf befestigt. Die Positionierung des Steuerkolbens erfolgt durch ein Betätigungselement, welches einen Anker und eine mit diesem verbundene Stößelstange umfasst. Dabei wird die Stellbewegung des Ankers mittels der Stößelstange, die in eine Aufnahme des Ankers eingepresst ist, auf den Steuerkolben des Ventilabschnitts übertragen.Another such way valve, a so-called central valve, is in the DE 10 2006 031 517 A1 disclosed. In this embodiment, the hydraulic section is designed separately from the electromagnetic actuator and accommodated in a cavity of a camshaft, wherein the Hydraulikab section rotates during operation of the internal combustion engine with the camshaft. The actuator is fixedly attached to a cylinder head cover or cylinder head. The positioning of the control piston is effected by an actuating element which comprises an armature and a push rod connected thereto. In this case, the adjusting movement of the armature by means of the push rod, which is pressed into a receptacle of the armature, transmitted to the control piston of the valve section.

Der Steuerkolben ist in diesen Ausführungsformen als Drehbauteilteil ausgebildet. Die Herstellung erfolgt durch spanenden Materialabtrag von einem massiven Körper. Dies führt zu einem hohen Materialeinsatz und langen Herstellungszeiten und damit zu hohen Herstellungskosten.Of the Control piston is in these embodiments as Drehbauteilteil educated. The production takes place by cutting material removal from a massive body. This leads to a high material usage and long production times and therefore too high production costs.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein hydraulisches Wegeventil zu schaffen, wobei dessen Herstellungsaufwand minimiert und dessen Herstellungskosten verringert werden sollen.Of the Invention is therefore the object of a hydraulic directional control valve to create, while minimizing its production costs and its Production costs are to be reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Steuerkolben ein erstes Bauelement aufweist, das mittels eines spanlosen Umformverfahrens aus einem Metallblech hergestellt ist und an dem zumindest ein Steuerabschnitt und zumindest ein Teilabschnitt des ersten Grundabschnitts ausgebildet sind.According to the invention the object achieved in that the control piston a first Having component that by means of a chipless forming process is made of a metal sheet and on the at least one control section and at least a portion of the first base portion formed are.

Das hydraulische Wegeventil weist ein Ventilgehäuse und einen darin verschiebbar angeordneten Steuerkolben auf. Das Ventilgehäuse und der Steuerkolben können beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet sein. Dabei kann der Steuerkolben beispielsweise mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit in axialer Richtung innerhalb des Ventilgehäuses verschoben werden. Das Ventilgehäuse weist zumindest einen oder zwei Ablaufanschlüsse, und jeweils zumindest einen Zulaufanschluss und einen Arbeitsanschluss auf, wobei der/die Arbeitsanschlüsse und der Zulaufanschluss oder der Ablaufanschluss als radiale Öffnung des Ventilgehäuses ausgebildet sein können. Der Steuerkolben weist einen Grundkörper und zumindest zwei Steuerabschnitte auf, wobei die Steuerabschnitte der Begrenzungsfläche des Hohlraums des Ventilgehäuses angepasst sind. Der Grundkörper weist zumindest einen Grundabschnitt auf, der zwischen den axial zueinander versetzt angeordneten Steuerabschnitten angeordnet ist. Dabei ist der Grundabschnitt derart ausgebildet, dass zwischen diesem und dem Ventilgehäuse ein Hohlraum vorhanden ist. In Ausführungsformen mit einem hohlzylindrischen Ventilgehäuse und einem hohlzylindrischen Steuerkolben kann beispielsweise der Außendurchmesser des Grundabschnitts kleiner als der Innendurchmesser des Ventilgehäuses ausgebildet sein, während die Außendurchmesser der Steuerabschnitte dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses entsprechen.The hydraulic directional control valve has a valve housing and a control piston arranged displaceably therein. The valve housing and the control piston may for example be formed substantially hollow cylindrical. In this case, the control piston can be moved, for example by means of an electromagnetic actuator in the axial direction within the valve housing. The valve housing has at least one or two outlet connections, and in each case at least one inlet connection and a working connection, wherein the working connections and the inlet connection or the outlet connection can be designed as a radial opening of the valve housing. The control piston has a main body and at least two control sections, wherein the control sections of the boundary surface of the cavity of the valve housing are adapted. The base body has at least one base portion, which is arranged between the axially offset from each other control portions. In this case, the base portion is formed such that between this and the valve housing, a cavity is present. In embodiments with a hollow cylindrical valve housing and a hollow cylindrical control piston, for example, the outer diameter of the base portion may be formed smaller than the inner diameter of the valve housing, while the outer diameter of the control sections correspond to the inner diameter of the valve housing.

Mittels der Steuerabschnitte können die Druckmittelströme innerhalb des Wegeventils zwischen dem Zulaufanschluss und dem oder den Arbeitsanschlüssen bzw. zwischen dem oder den Arbeitsanschlüssen und dem Ablaufanschluss gelenkt werden. Zu diesem Zweck blockieren die Steuerabschnitte, abhängig von der Stellung des Steuerkolbens relativ zu dem Ventilgehäuse, die Verbindung zwischen unterschiedlichen Anschlüssen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, das die Steuerabschnitte die als radiale Öffnungen ausgeführten Arbeitsanschlüsse teilweise überdecken.through the control sections can the pressure medium flows within the directional control valve between the inlet connection and the or the work connections or between the work connection (s) and the drain port. Block for this purpose the control sections, depending on the position of the control piston relative to the valve housing, the connection between different Connections. This can be realized, for example be that the control sections as the radial openings partially cover existing work connections.

Der Steuerkolben wird durch zumindest ein erstes, einteiliges Bauelement gebildet, an dem zumindest einen Steuerabschnitt und zumindest einen Teilabschnitt des ersten Grundabschnitts ausgeformt sind. Dabei wird vorgeschlagen dieses Bauelement mittels eines spanlosen Umformverfahrens aus einem Metallblech herzustellen. Dabei kann ein Blech aus einem reinen Metall oder einer Metalllegierung Verwendung finden. Als Ausgangsmaterial können beispielsweise plane oder rohrförmige Bleche Verwendung finden. Bevorzugte Herstellungsverfahren sind beispielsweise Tiefzieh-, Fließpress- oder Aufweitverfahren, wie beispielsweise Innenhochdruckumform- oder Rollierverfahren. Durch die Herstellung mittels eines spanlosen Umformverfahrens wird im Vergleich zu spanend hergestellten Steuerkolben weniger Material benötigt. Des Weiteren liegt die zur Herstellung benötigte Zeit deutlich unter der, die für durch spanende Verfahren gewonnenen Steuerkolben benötigt wird. Die sonst notwendigen Nachbearbeitungsschritte zur Herstellung einer zufriedenstellen den Oberflächengüte der Steuerkolben entfallen, da diese bei den spanlosen Umformverfahren automatisch erreicht wird. Somit wird die Herstellung der Steuerkolben deutlich vereinfacht, die Herstellungszeiten werden verkürzt und die Herstellungskosten gesenkt.Of the Control piston is characterized by at least a first, one-piece component formed on the at least one control section and at least one subsection of the first basic section are formed. It is proposed this device by means of a chipless forming process from a To produce sheet metal. It can be a sheet of a pure Metal or a metal alloy find use. As starting material For example, plan or tubular sheets Find use. Preferred production methods are, for example Deep drawing, extrusion or expansion method, such as Hydroforming or rolling process. By the production By means of a chipless forming process is compared to cutting produced control piston requires less material. Of Furthermore, the time required for the production is significant among those obtained by machining Control piston is needed. The otherwise necessary post-processing steps to produce a satisfactory surface finish the control piston omitted, as these in the chipless forming process is reached automatically. Thus, the production of the control piston significantly simplified, the production times are shortened and reduced the manufacturing cost.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beide Steuerabschnitte und der gesamte erste Grundabschnitt an dem ersten Bauelement ausgebildet sind. Vorteilhafterweise ist der gesamte Steuerkolben aus einem einzigen Blechbauteil mittels eines spanlosen Umformverfahrens ausgebildet. Somit setzt sich der Steuerkolben, mit seinen Steuerabschnitten und dem Grundkörper mit seinen Grundabschnitten, aus einem einzigen Blechbauteil zusammen. Dabei sind unter Blechbauteilen auch Bauteile zu verstehen, die mittels spanloser Umformverfahren aus rohrförmigen Ausgangsbauteilen hergestellt wurden. Derartige Steuerkolben lassen sich mittels eines einzigen umformtechnischen Verfahrens erhalten. Zusätzliche Montage- oder Nachbearbeitungsschritte sind nicht erforderlich.In a development of the invention is provided that both control sections and the entire first base portion is formed on the first device are. Advantageously, the entire control piston of a single sheet metal component formed by a chipless forming process. Thus, sits the spool, with its control sections and the basic body with its basic sections, from one single sheet metal component together. These are under sheet metal components Also to understand components that by means of chipless forming process were made of tubular output components. Such control piston can be by means of a single forming technology Obtained procedure. Additional assembly or finishing steps are not required.

In einer alternativen Ausführungsform weist der Steuerkolben ein zweites Bauelement auf, das mittels eines spanlosen Umformverfahrens aus einem Metallblech hergestellt ist und an dem der andere Steuerabschnitt und ein weiterer Teilabschnitt des ersten Grundabschnitts ausgebildet sind. Die zwei Bauelemente, die jeweils einen der Steuerabschnitte und einen Abschnitt des ersten Grundabschnitts tragen werden separat gefertigt. Nach deren Herstellung werden die Teilabschnitte übereinander geschoben und die Bauelemente aneinander befestigt, so dass die gewünschte Form des Steuerkolbens entsteht. Dadurch wird die Gestaltungsfreiheit erhöht und auch komplexere Strukturen können einfach und kostengünstig realisiert werden.In an alternative embodiment, the control piston a second component, which by means of a chipless forming process is made of a metal sheet and on which the other control section and a further subsection of the first basic section is formed are. The two components, each one of the control sections and to wear a section of the first basic section will be separate manufactured. After production, the sections are stacked pushed and the components attached to each other, so that the desired shape of the control piston is formed. This will the freedom of design increases and also more complex structures can be realized easily and inexpensively.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die an dem ersten und zweiten Bauelement ausgebildeten Teilabschnitte des ersten Grundabschnitts sich in axialer Richtung des Steuerkolbens zumindest teilweise überdecken und kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Durch die große Fläche der Überdeckung der Teilabschnitte, über die die kraftschlüssige Verbindung realisiert wird, ist eine feste Verbindung zwischen den Bauelementen sichergestellt, so dass ein Lö sen der Verbindung während des Betriebs ausgeschlossen werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen der an dem ersten und zweiten Bauelement ausgebildeten Teilabschnitte des ersten Grundabschnitts konisch ausgebildet sind. Dabei liegen die schrägen Flächen der Konen aneinander an. Somit wird die kraftschlüssige Verbindung über die aneinander anliegen schrägen Flächen der Teilabschnitte realisiert, wodurch die Verbindungsfläche weiter erhöht wird.there it can be provided that on the first and second component trained sections of the first basic section are in Cover the axial direction of the control piston at least partially and are positively connected with each other. By the large area of coverage of the subsections, about the frictional connection is realized is ensuring a firm connection between the components, allowing a loosening of the connection during operation can be excluded. It can be provided that the Contact surfaces of the at the first and second component trained sections of the first basic section conical are formed. Here are the sloping surfaces the cones to each other. Thus, the non-positive Connection over the abutting oblique Realized surfaces of the subsections, whereby the connecting surface is further increased.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die an dem ersten und zweiten Bauelement ausgebildeten Teilabschnitte des ersten Grundabschnitts stoffschlüssig und oder formschlüssig miteinander verbunden sind.alternative or additionally, it may be provided that the at the first and second component formed portions of the first base portion cohesively and or positively with each other are connected.

In einer Weiterbildung der Erfindung durchgreift der an einem der Bauelemente ausgebildete Teilabschnitt des ersten Grundabschnitts den Bereich des anderen Bauelements, an dem der Steuerabschnitt ausgebildet ist, in axialer Richtung des Steuerkolbens und erstreckt sich hinter dem durchgriffenen Steuerabschnitt zumindest teilweise in radialer Richtung nach außen. Somit ist ein formschlüssiger Schutz gegen Bewegungen der beiden Bauelemente entgegen deren Montagerichtung realisiert.In a further development of the invention engages the formed on one of the components portion of the first base portion of the region of the other component on which the control section is formed in the axial direction of the control piston and extends behind the attacked control portion at least partially in the radial outward direction. Thus, a positive protection against movement of the two components is realized against the mounting direction.

Darüberhinaus kann vorgesehen sein, dass der Steuerkolben zumindest einen weiteren Grundabschnitt benachbart zu einem der Steuerabschnitte aufweist, wobei zwischen einer äußeren Fläche des zweiten Grundabschnitts und der inneren Fläche des Ventilgehäuses ein Hohlraum ausgebildet ist. Der zweite Grundabschnitt kann beispielsweise als Angriffsfläche einer Stößelstange dienen, die die Stellbewegung der Stelleinheit auf den Steuerkolben überträgt. durch die Ausbildung des Hohlraums kann dieser Bereich zur Leitung des Druckmittels genutzt werden.Furthermore it can be provided that the control piston at least one further base section adjacent to one of the control sections, wherein between an outer surface of the second base portion and the inner surface of the valve housing Cavity is formed. The second basic section can be used, for example, as Serve attack surface of a push rod, which transmits the actuating movement of the actuator to the control piston. through the formation of the cavity, this area can lead to be used of the pressure medium.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das oder die Bauelemente mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt.In In a preferred embodiment, the one or more components produced by means of a deep-drawing process.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigenIn The following description and the drawings are exemplary embodiments the invention is shown simplified. Show it

1 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Wegeventil, 1 a partial longitudinal section through an inventive hydraulic directional control valve,

2 einen Längsschnitt durch den Steuerkolben aus 1, 2 a longitudinal section through the control piston 1 .

3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Steuerkolbens, 3 a longitudinal section through a second embodiment of a control piston,

4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Steuerkolbens, 4 a longitudinal section through a third embodiment of a control piston,

5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Steuerkolbens. 5 a longitudinal section through a fourth embodiment of a control piston.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

1 zeigt ein erfindungsgemäßes hydraulisches Wegeventil 1 am Beispiel eines 4/3-Wegeventils. Das Wegeventil 1 weist eine Stelleinheit 2, beispielsweise eine elektromagnetische Stelleinheit 2, und einen Ventilabschnitt 3 auf, wobei der Ventilabschnitt 3 fest mit der Stelleinheit 2 verbunden ist. Derartige Wegeventile 1 sind üblicherweise in Aufnahmen angeordnet, die beispielsweise in einem Zylinderkopf, einem Zylinderkopfdeckel, einem Kurbelgehäuse, einem Getriebegehäuse oder ähnlichem ausgebildet sind. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen von Wegeventilen 1, bei denen der Ventilabschnitt 3 nicht mit der Stelleinheit 2 verbunden ist. In derartigen Zentralventilanwendungen ist der Ventilabschnitt 3 beispielsweise im Inneren eines Verbrauchers, beispielsweise eines Nockenwellenverstellers aufgenommen. Die Stelleinheit 2 ist axial versetzt zu dem Ventilabschnitt 3 angeordnet, wobei die Stellbewe gung der Stelleinheit 2 mittels einer Stößelstange auf den Ventilabschnitt 3 übertragen wird. 1 shows a hydraulic directional control valve according to the invention 1 using the example of a 4/3-way valve. The directional valve 1 has an actuator 2 , For example, an electromagnetic actuator 2 , and a valve section 3 on, with the valve section 3 firmly with the actuator 2 connected is. Such directional valves 1 are usually arranged in recordings, which are formed for example in a cylinder head, a cylinder head cover, a crankcase, a transmission housing or the like. Likewise conceivable are embodiments of directional control valves 1 in which the valve section 3 not with the actuator 2 connected is. In such central valve applications, the valve section is 3 for example, received in the interior of a consumer, such as a camshaft adjuster. The actuator 2 is axially offset from the valve section 3 arranged, wherein the Stellbewe movement of the actuator 2 by means of a push rod on the valve section 3 is transmitted.

Der Ventilabschnitt 3 weist ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Ventilgehäuse 4 und ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Steuerkolben 5 auf. An der Außenmantelfläche des Ventilgehäuses 4 sind mehrere Druckmittelanschlüsse A, B, P ausgebildet. Die Druckmittelanschlüsse A, B, P sind als Ringnuten ausgebildet, welche über Aussparungen 6 mit dem Inneren des Ventilgehäuses 4 kommunizieren. Zusätzlich dient die der elektromagnetischen Stelleinheit 2 abgewandte Öffnung des Ventilgehäuses 4 als Ablaufanschluss T. Der mittlere Druckmittelanschluss P, welcher als Zulaufanschluss dient, kommuniziert über eine nicht dargestellte Druckmittelleitung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelpumpe. Die beiden äußeren Druckmittelanschlüsse A, B, dienen als Arbeitsanschlüsse, die mit Druckkammern eines Verbrauchers, beispielsweise eines nicht dargestellten Nockenwellenverstellers, kommunizieren. Der Ablaufanschluss T kommuniziert mit einem ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelreservoir.The valve section 3 has a substantially hollow cylindrical valve housing 4 and a substantially hollow cylindrical control piston 5 on. On the outer lateral surface of the valve housing 4 are a plurality of pressure medium connections A, B, P formed. The pressure medium connections A, B, P are formed as annular grooves, which via recesses 6 with the interior of the valve housing 4 communicate. In addition, the electromagnetic actuator is used 2 opposite opening of the valve housing 4 as a drain port T. The middle pressure medium connection P, which serves as a feed connection, communicates via a pressure medium line, not shown, with a pressure medium pump, also not shown. The two outer pressure medium connections A, B, serve as working connections, which communicate with pressure chambers of a consumer, for example, a camshaft adjuster, not shown. The drain port T communicates with a pressure medium reservoir, also not shown.

Innerhalb des Ventilgehäuses 4 ist ein Steuerkolben 5, der in 2 vergrößert dargestellt ist, axial verschiebbar angeordnet. Dieser ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Grundkörper 7, der zwei Grundabschnitte 8, 9 umfasst, und zwei Steuerabschnitte 10 auf. Die Steuerabschnitte 10 sind ringstegartig ausgebildet, wobei deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses 4 angepasst sind. Zwischen den Steuerabschnitten 10 ist der erste Grundabschnitt 8 und rechts des rechten Steuerabschnitts 10 der zweite Grundabschnitt 9 angeordnet. Die Außendurchmesser der Grundabschnitte 8, 9 sind kleiner als der Innendurchmesser des Ventilgehäuses 4 ausgebildet, so dass zwischen den Grundabschnitten 8, 9 und dem Ventilgehäuse 4 Hohlräume 11 in Form von Ringnuten vorhanden sind, die zur Druckmittelführung innerhalb des Wegeventils 1 dienen. Des Weiteren sind an dem zweiten Grundabschnitt 9 Öffnungen 12 vorgesehen, die das Außere des Steuerkolbens 5 mit dessen Inneren verbinden. Der Steuerkolben 5 ist an der dem zweiten Grundabschnitt 9 abgewandten Seite mit einer axialen Öffnung 13 versehen. Der gesamte Steuerkolben 5, d. h. die Steuerabschnitte 10 und die Grundabschnitte 8, 9, ist als einteiliges Bauelement 14 ausgebildet. Die Herstellung des Steuerkolbens 5 erfolgt mittels eines spanlosen Umformverfahrens, wobei ein Blechbauteil eines geeigneten Metalls oder einer geeigneten Legierung, beispielsweise ein Stahlblech, spanlos in die gewünschte Form überführt wird. Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein planes oder rohrförmiges Blechbauteil dienen. Als Herstellungsverfahren kommen beispielsweise Tiefzieh- oder Fließpressverfahren in Betracht. Ebenso denkbar ist ein Verfahren, in dem ein rohrförmiges Bauteil mittels eines Rollier- oder Hochdruckinnenumformungsverfahren im Bereich der zu erzeugenden Steuerabschnitte 10 aufgeweitet wird. Im Anschluss an die Formgebung können die Öffnungen 12 beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens ausgebildet werden.Inside the valve housing 4 is a control piston 5 who in 2 is shown enlarged, arranged axially displaceable. This is substantially hollow cylindrical and has a base body 7 , the two basic sections 8th . 9 includes, and two control sections 10 on. The control sections 10 are formed ringstegartig, wherein the outer diameter of the inner diameter of the valve housing 4 are adjusted. Between the control sections 10 is the first basic section 8th and to the right of the right-hand control section 10 the second basic section 9 arranged. The outer diameter of the basic sections 8th . 9 are smaller than the inner diameter of the valve body 4 formed so that between the basic sections 8th . 9 and the valve housing 4 cavities 11 in the form of annular grooves are present, the pressure fluid guide within the directional control valve 1 serve. Furthermore, at the second base section 9 openings 12 provided that the outside of the control piston 5 connect with its interior. The control piston 5 is at the second base section 9 opposite side with an axial opening 13 Mistake. The entire control piston 5 ie the control sections 10 and the basic sections 8th . 9 , is as a one-piece component 14 educated. The production of the control piston 5 takes place by means of a non-cutting Umformver driving, wherein a sheet metal component of a suitable metal or a suitable alloy, for example a steel sheet, is transferred into the desired shape without cutting. As a starting material, for example, serve a planar or tubular sheet metal component. As a manufacturing process, for example, deep-drawing or extrusion molding process into consideration. Also conceivable is a method in which a tubular component by means of a Rollier- or Hochdruckinnenumformungsverfahren in the range of the control sections to be generated 10 is widened. Following the shaping, the openings can 12 be formed for example by means of a stamping process.

Durch die Anwendung dieser Verfahren kann, im Vergleich zu den im Stand der Technik beschriebenen spanenden Verfahren (beispielsweise die Herstellung als Drehbauteil), Material eingespart werden. Darüber hinaus können die Steuerkolben 5 der erfindungsgemäßen Wegeventile 1 mit geringerem Zeitaufwand und damit höherer Taktfrequenz hergestellt werden. Darüber hinaus sind bei Drehbauteilen oder Steuerkolben die durch ein Metallspritzgussverfahren hergestellt wurden, Nachbearbeitungsschritte nötig um die geforderte Güte der Oberfläche des Steuerkolbens 5 zu gewährleisten. Diese Nachbearbeitungsschritte entfallen bei umformtechnisch hergestellten Steuerkolben 5, da in diesen Fällen die Oberflächengüte nach dem Herstellungsprozess bereits alle Anforderungen erfüllt. Somit sinken die Herstellungskosten und der Herstellungsaufwand des Steuerkolbens 5 signifikant.By using these methods, material can be saved compared to the cutting methods described in the prior art (for example, the production as a rotary component). In addition, the control pistons 5 the directional control valves according to the invention 1 be made with less time and thus higher clock frequency. In addition, in rotary components or control pistons which were produced by a metal injection molding process, post-processing steps required by the required quality of the surface of the control piston 5 to ensure. These post-processing steps are omitted in the form of control piston produced 5 since in these cases the surface quality already meets all requirements after the manufacturing process. Thus, the manufacturing costs and the production cost of the control piston decrease 5 significant.

Der Steuerkolben 5 ist innerhalb des Ventilgehäuses 4 axial verschiebbar angeordnet. Durch Bestromen der Stelleinheit 2 kann der Steuerkolben 5 mittels einer Stößelstange 15 gegen die Kraft eines Federelements 16, das sich einerseits an dem Ventilgehäuse 4 und andererseits an dem Steuerkolben 5 abstützt, in eine beliebige Position zwischen zwei Endanschlägen verschoben und dort gehalten werden. Durch eine geeignete axiale Positionierung des Steuerkolbens 5 relativ zum Ventilgehäuse 4 können benachbarte Druckmit telanschlüsse A, B, P miteinander verbunden werden. Der jeweils nicht mit dem Zulaufanschluss P verbundene Arbeitsanschluss A, B ist gleichzeitig mit dem Tankanschluss T verbunden. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 5 innerhalb des Ventilgehäuses 4 blockiert einer der Steuerabschnitte 10 die Verbindung zwischen dem Zulaufanschluss P und dem jeweiligen Arbeitsanschluss A, B, während der andere Steuerabschnitt 10 die Verbindung zwischen dem anderen Arbeitsanschluss A, B und dem Ablaufanschluss T blockiert.The control piston 5 is inside the valve body 4 arranged axially displaceable. By energizing the actuator 2 can the spool 5 by means of a push rod 15 against the force of a spring element 16 on the one hand on the valve housing 4 and on the other hand on the control piston 5 supported, moved in any position between two end stops and held there. By a suitable axial positioning of the control piston 5 relative to the valve housing 4 Adjacent Druckmit telanschlüsse A, B, P can be interconnected. The work connection A, B which is not connected to the feed connection P is simultaneously connected to the tank connection T. Depending on the position of the control piston 5 inside the valve body 4 blocks one of the control sections 10 the connection between the inlet port P and the respective working port A, B, while the other control section 10 blocked the connection between the other working port A, B and the drain port T.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird dem Zulaufanschluss P Druckmittel zugeführt, welches über die Aussparung 6 in den Hohlraum 11 im Inneren des Ventilgehäuses 4 gelangt, der von den Steuerabschnitten 10 und dem ersten Grundabschnitt 8 begrenzt wird. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 5 relativ zu dem Ventilgehäuse 4 gelangt das Druckmittel zu dem ersten oder zweiten Arbeitsanschluss A, B und von dort über eine Druckmittelleitung zu dem Verbraucher. Gleichzeitig gelangt Druckmittel von dem Verbraucher zu dem anderen Arbeitsanschluss A, B und von dort direkt oder über die Öffnungen 12 und das Innere des Steuerkolbens 5 zu dem Ablaufanschluss T.During operation of the internal combustion engine, the inflow port P is supplied with pressure medium, which flows via the recess 6 in the cavity 11 inside the valve body 4 that comes from the control sections 10 and the first basic section 8th is limited. Depending on the position of the control piston 5 relative to the valve housing 4 the pressure medium reaches the first or second working port A, B and from there via a pressure medium line to the consumer. At the same time pressure medium passes from the consumer to the other working port A, B and from there directly or through the openings 12 and the inside of the spool 5 to the drain port T.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steuerkolbens 5 eines erfindungsgemäßen Wegeventils 1. Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten Steuerkolben 5 besteht dieser aus zwei Bauelementen 14, 17, wobei an jedem Bauelement 14, 17 jeweils ein Steuerabschnitt 10 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist an jedem der Bauelemente 14, 17 ein Teilabschnitt 18, 19 des ersten Grundabschnitts 8 ausgebildet. Der Teilabschnitt 18 des ersten Bauelements 14 ist teilweise innerhalb des Teilabschnitts 19 des zweiten Bauelements 17 angeordnet. Dabei sind die Teilabschnitte 18, 19 im Bereich ihrer Überdeckung kraftschlüssig miteinander verbunden. Auf Grund der großen Überdeckungsfläche der Teilabschnitte 18, 19 ist sichergestellt, dass die kraftschlüssige Verbindung den während des Betriebs des Wegeventils 1 auftretenden, hohen Druckkräften gewachsen ist. Die Bauelemente 14, 17 werden separat hergestellt und anschließend gefügt. Dabei wird der mit radialem Übermaß ausgebildete erste Teilabschnitt 18 in den zweiten Teilabschnitt 19 eingepresst. 3 shows a further embodiment of a control piston 5 a directional control valve according to the invention 1 , Unlike the in 2 illustrated control piston 5 this consists of two components 14 . 17 , wherein on each component 14 . 17 one control section each 10 is trained. In addition, at each of the components 14 . 17 a section 18 . 19 of the first basic section 8th educated. The subsection 18 of the first component 14 is partially within the subsection 19 of the second component 17 arranged. Here are the sections 18 . 19 in the region of their coverage frictionally connected. Due to the large coverage area of the sections 18 . 19 It is ensured that the non-positive connection during the operation of the directional control valve 1 occurring, high pressure forces has grown. The components 14 . 17 are made separately and then joined. In this case, the formed with radial interference first section 18 in the second section 19 pressed.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steuerkolbens 5 eines erfindungsgemäßen Wegeventils 1. Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten Steuerkolben 5 durchgreift der Teilabschnitt 18 des ersten Bauelements 14 den Bereich des zweiten Bauelements 17, an dem der Steuerabschnitt 10 ausgebildet ist, in axialer Richtung des Steuerkolbens 5. Dabei erstreckt sich ein Teil des freien Endes des Teilabschnitts 18 in radialer Richtung nach außen durch die Öffnungen 12 hindurch, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Bauelementen 14, 17 hergestellt wird. Diese formschlüssige Verbindung kann alternativ oder zusätzlich zu der bezüglich 3 beschriebenen kraftschlüssigen Verbindung ausgebildet sein. 4 shows a further embodiment of a control piston 5 a directional control valve according to the invention 1 , Unlike the in 3 illustrated control piston 5 passes through the section 18 of the first component 14 the area of the second component 17 at which the control section 10 is formed, in the axial direction of the control piston 5 , In this case, a part of the free end of the section extends 18 in the radial direction out through the openings 12 through, creating a positive connection between the two components 14 . 17 will be produced. This positive connection may alternatively or additionally to the respect 3 be formed described positive connection.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Steuerkolbens 5 eines erfindungsgemäßen Wegeventils 1. Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten Steuerkolben 5 sind die Teilabschnitte 18, 19 konisch ausgebildet, so dass die kraftschlüssige Verbindung über die schrägen Flächen der Teilabschnitte 18, 19 erfolgt 5 shows a further embodiment of a control piston 5 a directional control valve according to the invention 1 , Unlike the in 3 illustrated control piston 5 are the sections 18 . 19 conical, so that the frictional connection on the inclined surfaces of the sections 18 . 19 he follows

Durch die Ausbildung des Steuerkolbens 5 mittels zweier ineinander eingesteckter Bauelemente 14, 17 kann die Länge des Steuerkolbens 5 variabel gestaltet werden. Die Länge der Steuerkolben 5 wird durch die Einstecktiefe des ersten Teilabschnitts 18 in den zweiten Teilabschnitt 19 festgelegt. Somit können mit den gleichen Bauteilen Steuerkolben 5 für verschiedene Wegeventile 1 mit Ventilgehäusen 4 verschiedener Länge hergestellt werden.By the formation of the control piston 5 by means of two nested components 14 . 17 can be the length of the spool 5 be made variable. The length of the control piston 5 is determined by the insertion depth of the first section 18 in the second section 19 established. Thus, control pistons can be used with the same components 5 for different directional valves 1 with valve housings 4 different length can be produced.

Jedes der in den 3 bis 5 dargestellten Bauelemente 14, 17 ist analog eines der bezüglich des Steuerkolbens 5 aus 2 beschriebenen Herstellungsverfahren gefertigt. Nach deren Herstellung werden die Bauelemente 14, 17 gefügt. Dabei kann die feste Verbindung der Bauelemente 14, 17, neben den bereits beschriebenen kraft- oder formschlüssigen Methoden, auch durch Schweiß-, Löt-, Klebe- oder Bördelverbindungen oder mittels Verstemmen realisiert sein.Each of the in the 3 to 5 illustrated components 14 . 17 is analogous to one of the relative to the control piston 5 out 2 manufactured manufacturing process described. After their production, the components 14 . 17 together. In this case, the fixed connection of the components 14 . 17 , in addition to the force or positive locking methods already described, also be realized by welding, soldering, gluing or crimping or by caulking.

11: Wegeventilway valve
22: Stelleinheitactuator
33: Ventilabschnittvalve section
44: Ventilgehäusevalve housing
55: Steuerkolbenspool
66: Aussparungenrecesses
77: Grundkörperbody
88th: erster Grundabschnittfirst base portion
99: zweiter Grundabschnittsecond base portion
1010: Steuerabschnittcontrol section
1111: Hohlraumcavity
1212: Öffnungopening
1313: axiale Öffnungaxial opening
1414: erstes Bauelementfirst module
1515: Stößelstangepushrod
1616: Federelementspring element
1717: zweites Bauelementsecond module
1818: erste Teilabschnittfirst part Of
1919: zweiter Teilabschnittsecond part Of
PP: Zulaufanschlussinflow connection
TT: Tankanschlusstank connection
AA: erster Arbeitsanschlussfirst working port
BB: zweiter Arbeitsanschlusssecond working port

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10230966 A1 [0003]
DE 102006031517 A1 [0005]

Claims

Hydraulic directional control valve ( 1 ) with a hollow valve housing ( 4 ) and a control piston arranged displaceably therein ( 5 ), - whereby the control piston ( 5 ) at least two axially staggered control sections ( 10 ) and at least a first basic section ( 8th ) between the control sections ( 10 ), wherein outer surfaces of the control sections ( 10 ) of the inner surface of the valve housing ( 4 ) and - wherein between an outer surface of the first basic section ( 8th ) and the inner surface of the valve housing ( 4 ) a cavity ( 11 ), - characterized in that the control piston ( 5 ) a first component ( 14 ), which is produced by means of a chipless forming process from a metal sheet and on which at least one control section ( 10 ) and at least one subsection ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 8th ) are formed.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that both control sections ( 10 ) and the entire first basic section ( 8th ) on the first component ( 14 ) are formed.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the control piston ( 5 ) a second component ( 17 ), which is made by means of a chipless forming process of a metal sheet and on which the other control section ( 10 ) and another subsection ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 8th ) are formed.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the at the first and second component ( 14 . 17 ) sections ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 8th ) in the axial direction of the control piston ( 5 ) At least partially cover and are non-positively connected to each other.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the contact surfaces of the at the first and second component ( 14 . 17 ) sections ( 18 . 19 ) of the first base portion (16) are tapered.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the at the first and second component ( 14 . 17 ) sections ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 8th ) are cohesively connected to each other.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the at the first and second component ( 14 . 17 ) sections ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 14 ) are positively connected with each other.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 3, characterized in that on one of the components ( 14 . 17 ) trained subsection ( 18 . 19 ) of the first basic section ( 14 ) the area of the other component ( 14 . 17 ) on which the control section ( 10 ) is formed, in the axial direction of the control piston ( 5 ) and behind the enforcement section ( 10 ) extends at least partially in the radial direction to the outside.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that, the control piston ( 5 ) at least a second basic section ( 9 ) adjacent to one of the control sections ( 10 ), wherein between an outer surface of the second basic section ( 9 ) and the inner surface of the valve housing ( 4 ) a cavity ( 11 ) is trained.

Hydraulic directional control valve ( 1 ) according to one of claims 1 or 3, characterized in that the one or more components ( 14 . 17 ) are produced by means of a deep-drawing process.