DE102009042889A1

DE102009042889A1 - Cartridgeventil mit einer Buchse

Info

Publication number: DE102009042889A1
Application number: DE102009042889A
Authority: DE
Inventors: Andreas Knecht
Original assignee: Hydraulik Ring GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Cartridgeventil mit einer Buchse (9), innerhalb derer ein Kolben (8) axialverschieblich geführt ist, so dass Ablaufkanten (24, 25, 26, 27) am Kolben (8) gegenüber axial zueinander beabstandeten Öffnungen (11, 11a, 12, 12a, 13, 13a) in der Buchse (9) derart positionierbar sind, dass ein Hydraulikfluid in einer ersten Kolbenstellung von einem Versorgungsanschluss (P) auf einen ersten Verbraucheranschluss (A) und von einem zweiten Verbraucheranschluss (B) auf einen Tankabfluss (T1, T2) führbar ist und in einer zweiten Kolbenstellung vom Versorgungsanschluss (P) auf den zweiten Verbraucheranschluss (B) und vom ersten Verbraucheranschluss (A) auf den Tankabfluss (T1 bzw. T2) führbar ist.
Um dieses Cartridgeventil kostengünstig herzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Buchse (9) ein gerolltes und aus Blech ausgestanztes Rohr (10) umfasst, welches von einer spritzgegossenen Kunststoffbuchse (14) umschlossen ist, in die ein Sieb (18) zum Schutz des Versorgungsanschlusses (P) vor Schmutzpartikeln eingelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Cartridgeventil mit einer Buchse gemäß dem Oberbegriff der beiden voneinander unabhängigen Patentansprüche 1 und 2.
Aus der DE 10 2006 012 733 B4 ist bereits ein Cartridgeventil mit einer Buchse bekannt. Innerhalb der Buchse ist ein Kolben axialverschieblich geführt, so dass Ablaufkanten am Kolben gegenüber axial zueinander beabstandeten Öffnungen in der Buchse positionierbar sind. Ein Hydraulikfluid wird in einer ersten Kolbenstellung von einem Versorgungsanschluss auf einen ersten Verbraucheranschluss A und von einem zweiten Verbraucheranschluss B auf einen Tankabfluss T geführt. In einer zweiten Kolbenstellung wird das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss auf den zweiten Verbraucheranschluss B und vom ersten Verbraucheranschluss A ebenfalls auf den Tankabfluss T führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Cartridgeventil zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der beiden voneinander unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
Gemäß einem Vorteil der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 umfasst die Buchse des Cartridgeventils ein gerolltes und aus Blech ausgestanztes Rohr. Dieses kann zur Verbindung an dessen Endbereichen beispielsweise geschweißt oder gelötet sein, so dass eine dichte Verbindung entsteht. Wird das Cartridgeventil für eine Anwendung – insbesondere für die Ansteuerung eines Flügelzellennockenwellenverstellers – mit geringem Betriebsdruck von beispielsweise 1 bar genutzt, so sind die Leckageverluste so gering, dass als ausreichend dichte Verbindung auch eine puzzelteilartige Hinterscheidung der zu verbindenden Teile des Bleches ohne Verschweißung/Verlötung möglich ist. Zur Herstellung einer Lauffläche auf der Innenseite des Rohres kann das Rohr innen gebohrt und/oder ausgedreht und/oder geahlt sein. Als Schweißverfahren bietet sich beispielsweise das Laser- oder das Elektronenstrahlschweißen an.
Kostengünstig wirkt sich bei der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 aus, dass eine spritzgegossene Kunststoffbuchse vorgesehen, die das Rohr umschließt wobei ein Sieb zum Schutz des Versorgungsanschlusses vor Schmutzpartikeln eingelegt ist. Damit ist der Versorgungsanschluss kostengünstig vor Verschmutzung geschützt, so dass Wartungsintervalle bzw. Ölwechselintervalle lang gehalten werden können. Das Sieb kann als Rohr ausgeführt sein und so breit sein, dass es zudem einen Versorgungsanschluss oder einen gegebenenfalls radial abgehenden Tankanschluss überdeckt.
Die Vorteile der Patentansprüche 1 und 2 lassen sich in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kombinieren. Es ist jedoch auch die separate Umsetzung möglich. So kann das im Patentanspruch 1 beanspruchte Rohr aus gerolltem und ausgestanztem Blech auch unmittelbar in ein Bohrung eines Steuergehäuse gesteckt oder geschraubt werden. Von der Bohrung können dann Ringnuten abgehen, von denen wiederum Kanäle zu den zu steuernden Verbrauchern – d. h. beispielsweise einem Flügelzellennockenweller oder Kupplungen/Bremsen – abgehen. In diesem Fall ist keine Kunststoffbuchse notwendig, da die Abgänge von den Öffnungen im Rohr – d. h. insbesondere die Ringnuten – in das Gehäuse verlegt sind. Umgekehrt kann eine Kunststoffbuchse mit eingelegtem Sieb auch bei einem Cartridgeventil mit gebohrtem oder gefrästem Rohr Anwendung finden. Die Abgänge von den Öffnungen im Rohr müssen nicht unbedingt als Ringnuten ausgeführt werden, wenn das Rohr mit seinen Ausnehmungen winkelorientiert gegenüber der Kunststoffbuchse oder dem Steuergehäuse angeordnet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zudem ein Rückschlagventil innenseitig im Rohr vorgesehen. Um dieses kostengünstig ohne weitere Innenbearbeitung im Rohr einzusetzen, kann ein Ring mit u-förmig radial nach innen geöffnetem Profil in das Rohr eingesetzt sein. Die beiden Schenkel der u-Form sichern dann das als ringförmig offenes Band ausgeführte Rückschlagventil gegen axiale Verschiebungen. Der u-förmige Ring kann beispielsweise aus Stahlblech bestehen und in das Rohr eingepresst sein.
Die kostengünstige Ausführungsform der Buchse mit der spritzgegossenen Kunststoffbuchse ermöglicht es, ein besonders leckagedichtes Cartridgeventil zu schaffen, da am Außenumfang der Buchse kostengünstig Ringnuten für Dichtringe vorhanden sein können, die den Hydraulikteil des Cartridgeventils nach außen abdichten oder die Anschlüsse – d. h. Versorgungsanschluss und/oder Verbraucheranschluss und/oder Tankanschluss – gegeneinander abdichten.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervor.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen
1 in einer geschnittenen Darstellung einen Ausschnitt eines Cartridgeventils, das ein Rohr umfasst und
2 das Rohr aus 1 als Einzelteil in nicht geschnittener Darstellung.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Cartridgeventils. Das Cartridge-Ventil umfasst einen Magnetteil 1 und einen Hydraulikteil 2. Der Magnetteil 1 umfasst einen elektrisch ansteuerbaren Magneten mit einem Anker 3, der axial verschieblich innerhalb eines Polkerns 4 geführt ist. Der Anker 3 ist bewegungsfest mit einem Stößel 5 verbunden, der durch eine zentrische Ausnehmung des Polkerns 4 ragt. Mit dessen vom Anker 3 abgewandter Stirnseite stützt sich der Stößel 5 an einem Kolben 6 des Hydraulikteils 2 ab. Der Kolben 6 ist mit zwei Kolbenrippen 7, 8 versehen, welche sich radial außen an der Innenwand einer Buchse 9 abstützten, innerhalb derer der Kolben 6 längsverschieblich geführt ist. Somit bilden sich an den Kolbenrippen 7, 8 vier Ablaufkanten 24, 25, 26, 27 gegenüber der Buchse 9. Diese Buchse 9 weist ein Rohr 10 auf, welches aus einem ebenen Blechstück gerollt ist. Zur Verbindung des gerollten Blechstückes sind gemäß 2 puzzelteilartige Hinterschnitte vorgesehen. In 1 ist ersichtlich, dass das Blechstück 10 zuvor mitsamt drei Öffnungen 11, 12, 13 für einen Verbraucheranschluss P und zwei Versorgungsanschlüssen A, B ausgestanzt wurde. In den gleichen axialen Positionen sind umfangsmäßig weitere Öffnungen 11a, 12a, 13a angeordnet, die ebenfalls aus dem Blechstück ausgestanzt sind. Die Öffnungen 11, 11a, 12, 12a, 13, 13a fluchten mit Öffnungen 11b, 11c, 12b, 12c, 13b, 13c, welche innerhalb einer spritzgegossenen Kunststoffbuchse 14 angeordnet sind. Diese Kunststoffbuchse 14 umschließt das Rohr 10. Die Kunststoffbuchse 14 ist relativ dickwandig und mit drei axial zueinander beabstandet angeordneten Ringnuten 15, 16, 17 versehen, die sich ebenfalls in den axialen Positionen des Verbraucheranschlusses P und der beiden Versorgungsanschlüsse A, B befinden.
In die beiden Ringnuten 15, 16 ist ein Sieb 18 eingesetzt, welches beim Spritzgussvorgang als Einlegeteil in die Form eingelegt wurde. Durch die komplexe Geometrie des Siebes 18 ist dieses fest im Kunststoff der Kunststoffbuchse 14 verankert. Schmutzpartikel wie Schwebeteilchen und Metallspäne, welche im Hydraulikfluid enthalten sind, werden mittels des Siebes 18 daran gehindert, in durch den Verbraucheranschlusses P oder den vorderen Versorgungsanschluss A in das Cartridgeventil zu gelangen. Lediglich der Verbraucheranschluss B ist frei von einem Sieb.
Die Buchse 9 weist an deren beiden Enden Tankabflüsse T1, T2 auf. Zur Herstellung des ersten Tankabflusses T1 ist die Buchse 9 am hintern – d. h. vom Magnetteil 1 abgewandten – Ende offen. Ferner weist das Rohr 10 am vorderen Ende umfangsmäßig verteilt mehrere Ausnehmungen 19, 19a auf, die ebenfalls beim Ausstanzen des Bleches mit ausgestanzt wurden. Diese Ausnehmungen 19, 19a führen zu dem zweiten Tankabfluss T2. Zwischen diesem zweiten Tankabfluss T2 und dem ersten bzw. vordersten Verbraucheranschluss A ist eine relativ kleine umlaufende Ringnut in der Kunststoffbuchse 14 vorgesehen, in welche eine Dichtung 20 eingesetzt ist, die als O-Ring ausgeführt ist. Wird das Cartridgeventil bestimmungsgemäß in eine Gehäusebohrung gesetzt, so verhindert diese Dichtung 20 den Austritt von Hydraulikfluid aus der Gehäusebohrung.
Innerhalb des Rohres 10 ist ein Rückschlagventil 21 eingesetzt ist, welches ein ringförmiges offenes Band 22 umfasst und den Versorgungsanschluss überdeckt. Das Rückschlagventil 21 weist einen gelochten Ring 23 mit u-förmig radial nach innen geöffnetem Profil auf. Damit ist das ringförmige offene Band 22 in axialer Richtung gesichert.
Die Funktion des Cartridgeventils stellt sich wie folgt dar: Bei unbestromten Magnetteil 1 sind die Ablaufkanten 24, 25, 26, 27 am Kolben 8 gegenüber den axial zueinander beabstandeten Öffnungen 11, 11a, 12, 12a, 13, 13a in der Buchse 9 derart positioniert, dass sich eine erste Kolbenstellung ergibt, welche in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei ist das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss P auf den ersten Verbraucheranschluss A geführt. Im Gegenzug ist Hydraulikfluid von dem zweiten Verbraucheranschluss B auf den ersten einen Tankabfluss T1 geführt. Zudem gibt es eine zeichnerisch nicht dargestellten zweiten Kolbenstellung, in welche der Kolben 8 gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder 28 positioniert wird, wenn eine Spule des Magnetteils 1 bestromt ist. In dieser zweiten Kolbenstellung ist das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss P auf den zweiten Verbraucheranschluss B geführt. Zudem ist das Hydraulikfluid vom ersten Verbraucheranschluss A auf den zweiten Tankabfluss T2 geführt.
Das Cartridgeventil kann insbesondere als 4/2-Wege-Ventil oder als proportionales 4/3-Wege-Ventil ausgeführt sein.
Anstelle der O-Ringe können auch andere Dichtringe Anwendung finden. Um eine besonders hohe Leckagedichtheit zu schaffen, können zusätzlich sowohl die beiden Kolbenrippen 7, 8 als auch die Rippen zwischen den Ringnuten 15, 16, 17 mit Dichtringen versehen sein.
Der Versorgungsanschluss muss nicht direkt von einer Ölpumpe kommen sondern kann in anderen Ausgestaltungen der Erfindung auch von einem anderen Ventil oder einem Schieber kommen.
Das Sieb kann axial auch so breit sein, dass es beide Versorgungsanschlüsse A, B überdeckt. Auch kann der stirnseitige Tankanschluss T1 oder der radiale Tankanschluss T2 noch von dem im Spritzgusskunststoff eingebetteten Sieb überdeckt werden.
Das Sieb 18 kann rechteckig aus einem Maschengitter ausgestanzt sein. Danach kann das ausgestanzte Maschengitter so weit gerollt sein, dass ein Überlappungsbereich entsteht, der durch die darum gespritzte Kunststoffbuchse 14 zusammengehalten wird.
Das Ventil kann auch mit einem hohlen Kolben ausgeführt sein, innerhalb dessen ein Hydraulikkanal für den Versorgungsanschluss einen oder beide Verbraucheranschlüsse oder einen Tankanschluss verläuft.
Anstelle der Kolbenrippen 7, 8 mit den vier Ablaufkanten 24, 25, 26, 27 kann der Kolben in hohler Ausführungsform auch Querbohrungen aufweisen, die an der Innenwand des Rohres anliegen, so dass sich zwischen den Öffnungen im Rohr und den Querbohrungen im Kolben die Ablaufkanten bilden.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006012733 B4 [0002]

Claims

Cartridgeventil mit einer Buchse (9), innerhalb derer ein Kolben (8) axialverschieblich geführt ist, so dass Ablaufkanten (24, 25, 26, 27) am Kolben (8) gegenüber axial zueinander beabstandeten Öffnungen (11, 11a, 12, 12a, 13, 13a) in der Buchse (9) derart positionierbar sind, dass ein Hydraulikfluid in einer ersten Kolbenstellung von einem Versorgungsanschluss (P) auf einen ersten Verbraucheranschluss (A) und von einem zweiten Verbraucheranschluss (B) auf einen Tankabfluss (T1, T2) führbar ist und in einer zweiten Kolbenstellung vom Versorgungsanschluss (P) auf den zweiten Verbraucheranschluss (B) und vom ersten Verbraucheranschluss (A) auf den Tankabfluss (T1 bzw. T2) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) ein gerolltes und aus Blech ausgestanztes Rohr (10) umfasst.
Cartridgeventil mit einer Buchse (9), innerhalb derer ein Kolben (8) axialverschieblich geführt ist, so dass Ablaufkanten (24, 25, 26, 27) am Kolben (8) gegenüber axial zueinander beabstandeten Öffnungen (11, 11a, 12, 12a, 13, 13a) in der Buchse (9) derart positionierbar sind, dass ein Hydraulikfluid in einer ersten Kolbenstellung von einem Versorgungsanschluss (P) auf einen ersten Verbraucheranschluss (A) und von einem zweiten Verbraucheranschluss (B) auf einen Tankabfluss (T1, T2) führbar ist und in einer zweiten Kolbenstellung vom Versorgungsanschluss (P) auf den zweiten Verbraucheranschluss (B) und vom ersten Verbraucheranschluss (A) auf den Tankabfluss (T1 bzw. T2) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (9) ein Rohr (10) umfasst, welches von einer spritzgegossenen Kunststoffbuchse (14) umschlossen ist, in die ein Sieb (18) zum Schutz des Versorgungsanschlusses (P) vor Schmutzpartikeln eingelegt ist.
Cartridgeventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) gerollt und aus Blech ausgestanzt ist.
Cartridgeventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rohres (10) ein Rückschlagventil (21) eingesetzt ist, welches ein ringförmiges offenes Band (22) umfasst.
Cartridgeventil nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (21) den Versorgungsanschluss (P) überdeckt.
Cartridgeventil nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (21) einen Ring (23) mit u-förmig radial nach innen geöffnetem Profil aufweist, so dass das ringförmige offene Band (22) in axialer Richtung gesichert ist.
Cartridgeventil nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sieb (18) auch über zumindest einen Verbraucheranschluss (A, B) erstreckt.
Cartridgeventil nach einem der Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kunststoffbuchse (14) eine Ringnut vorgesehen ist, die axial zwischen einem Magnetteil (1) des Cartridgeventils und dem diesem Magnetteil (1) am nächsten liegenden Anschluss (A) angeordnet ist, wobei in die Ringnut ein Dichtring (20) eingesetzt ist.