-
Die Erfindung betrifft ein Cartridgeventil gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.
-
Aus der
US 5 247 965 ist bereits ein Cartridgeventil für ein Automatikgetriebe bekannt, das eine Hydraulikbuchse aufweist, die mehrere Anschlussöffnung aufweist, welche als sich in Umfangsrichtung begrenzt erstreckende Langlöcher ausgeformt ist. Um zu verhindern, dass Fremdpartikel das Cartridgeventil festklemmen lassen, ist ein tieferer Bereich in der Hydraulikbuchse vorgesehen, an dem Fremdpartikel – wie Stahlpulver – aufgrund ihres Gewichts absinken. Das Cartridgeventil bietet sich für den lageorientierten Einbau an, da Langlöcher nicht gänzlich um den Umfang der Hydraulikbuchse umlaufen, so dass Bohrungen in einem das Cartridgeventil aufnehmenden Gehäuse direkt von dem Langloch abgehen können.
-
Aus der
DE 195 10 647 C1 ist ein weiteres Cartridgeventil bekannt. Dieses Cartridgeventil weist zwei Versorgungsanschlüsse P, einen Arbeitsanschluss A und einen Tankanschluss T auf. In die Versorgungsanschlüsse P und den Arbeitsanschluss A sind jeweils Einsätze eingesetzt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein axial kurzes Cartridgeventil zu schaffen, das vor Fremdpartikeln geschützt ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
-
Dabei sind Siebeinsätze vorgesehen, welche in die Langlöcher eingesetzt sind.
-
In besonders vorteilhafter Weise kann dabei die Hydraulikbuchse des Cartridgeventils in einem aufnehmenden Gehäuse lageorientiert eingebaut sein. Das ermöglicht eine axial sehr kurze Bauweise, wenn mehrere bezüglich einer Längsachse der Hydraulikbuchse axial aufeinander folgende Langlöcher im Umfang versetzt zueinander angeordnet sind. In dem Fall, dass ausgehend von den Langlöchern umlaufende Ringnuten vorgesehen sind, können die Langlöcher und die Ringnut wechselweise axial aufeinander folgend angeordnet sein. Die Funktion dieser Ringnuten kann beispielsweise die Befestigung der Siebeinsätze an der Hydraulikbuchse sein.
-
Dazu gehen in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7 von der Außenkante des Siebeinsatzes Haltebügel ab. Diese Haltebügel können beispielsweise einteilig mit dem Rahmen oder aber einteilig mit dem Sieb ausgeführt sein. Zur Herstellung der geschlossenen Ringform nach der Montage kann insbesondere eine komplementär ineinander greifende Formschlussverbindung vorgesehen sein, die sich insbesondere beim Werkstoff Kunststoff anbietet. Im Falle der Verwendung von Metall kann zur Herstellung der geschlossenen Ringform eine Verschweißung – insbesondere Punktverschweißung – vorgesehen sein. Die elastische Verformbarkeit der Haltebügel ermöglicht es, auf ein Scharnier zu verzichten, um die Haltebügel bei der Montage um die Hydraulikbuchse herum zu legen.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 8 ist der Siebeinsatz rahmenlos als Sieb ausgeführt und auf dem Absatz mit der Hydraulikbuchse verschweißt. Um die Verschweißung zu erleichtern, können das Sieb und die Buchse in besonders vorteilhafter Weise aus dem gleichen Material gefertigt sein. Das kann insbesondere eine Kombination aus einer Aluminiumbuchse und Aluminiumblech für das Sieb sein. Das Sieb kann aber beispielsweise auch ein Aluminiumgewebe sein. Auch gibt es inzwischen Verfahren zur Verschweißung verschiedener Metalle und Materialien.
-
Das Cartridgeventil kann insbesondere Anwendung zur Verstellung eines Schwenkmotorverstellers für eine Nockenwelle finden. Dabei kann das Cartridgeventil außerhalb des Schwenkmotorverstellers angeordnet sein. Ebenso kann das Cartridgeventil aber auch innerhalb einer Rotornabe des Schwenkmotorverstellers eingesteckt sein. Dabei handelt es sich dann um ein sogenanntes Zentralventil. Die Anwendung eines Cartridgeventils als Zentralventil für einen Nockenwellenversteller ist bereits in der
DE 10 2010 060 181 und der
DE 10 2010 060 180 dargestellt, die diesbezüglich in dieser Anmeldung als aufgenommen gelten sollen.
-
In dem Fall der Anwendung bei einem Schwenkmotorversteller führt das Cartridgeventil das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss P zu und von den beiden Arbeitsanschlüssen A, B. Zum Verschwenken des Schwenkmotorverstellers wird das Hydraulikfluid vom Versorgungsanschluss P auf den einen Arbeitsanschluss A bzw. B geführt, wohingegen der andere Arbeitsanschluss B bzw. A zu einem Tankabfluss T entlastet wird. Dieser Tankabfluss T kann beispielsweise axial an dem einen und/oder anderen Ende des Cartridgeventils abgeführt werden.
-
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervor.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 in einer perspektivischen Ansicht eine Hydraulikbuchse eines elektromagnetisch betätigten Hydraulikventils,
-
2 die Hydraulikbuchse aus 1 in einem Schnitt durch einen axial mittigen Versorgungsanschluss,
-
3 bis 5 als Einzelteil einen Siebeinsatz der Hydraulikbuchse aus 1 und 2,
-
6 in einer perspektivischen Ansicht eine Hydraulikbuchse eines elektromagnetisch betätigten Hydraulikventils in einer zweiten Ausführungsform,
-
7 für die zweite Ausführungsform einen Schnitt analog 2, der jedoch durch einen Arbeitsanschluss verläuft,
-
8 den Siebeinsatz der zweiten Ausführungsform als perspektivisches Einzelteil,
-
9 den Siebeinsatz der zweiten Ausführungsform als geschnittenes Einzelteil,
-
10 bis Fig. 13 eine dritte Ausführungsform mit einem Vollmetallsieb,
-
14 das Vollmetallsieb mit Schweißpunkten zur Befestigung an der Hydraulikbuchse,
-
15 bis 19 eine vierte Ausführungsform mit einem Haltebügel,
-
20 und 21 eine fünfte Ausführungsform mit einem Federdraht und
-
22 bis 25 zeigen eine sechste Ausführungsform mit Haltebändern.
-
1 zeigt den hydraulischen Teil 1 eines elektromagnetisch betätigten Cartridgeventils. Dieser hydraulische Teil 1 umfasst eine Hydraulikbuchse 2 mit umfangsmäßig ausgerichteten Langlöchern 3, 4, 5. Die drei Langlöcher 3, 4, 5 sind bezüglich einer Längsachse 6 der Hydraulikbuchse 2 axial aufeinanderfolgend angeordnet. Die Hydraulikbuchse 2 weist dabei an einem einem nicht näher dargestellten elektromagnetischen Stellglied nahe stehenden Ende einen ringförmigen Ansatz 7 auf, der sich radial nach außen erstreckt. An dem anderen Ende ist die Hydraulikbuchse 2 mittels eines Absatzes 8 im Durchmesser verringert. Das erstgenannte Ende weist am ringförmigen Ansatz 7 eine umlaufende Ringnut 9 auf. Zwischen diesem ringförmigen Ansatz 7 und den Langlöchern 3, 4, 5 ist eine weitere umlaufende Ringnut 10 vorgesehen, in die bei montiertem Cartridgeventil ein nicht näher dargestellter O-Ring eingesetzt ist, der Anschlüsse nach außen hin zu einem nicht näher dargestellten Gehäuse abdichtet. Dabei ist ein erster Anschluss ein Versorgungsanschluss P, der bezüglich der Längsachse 6 axial mittig zwischen zwei Arbeitsanschlüssen A, B angeordnet ist. Diese beiden Arbeitsanschlüsse A, B sind bezüglich der Längsache 6 auf der dem Versorgungsanschluss P gegenüber liegenden Seite der Hydraulikbuchse 2 angeordnet.
-
2 zeigt die Hydraulikbuchse 2 in einer perspektivischen Darstellung, wobei ein Schnitt senkrecht zur Längsachse 6 verläuft. Der Schnitt verläuft dabei durch einen Siebeinsatz 11, welcher in das Langloch 4 des Versorgungsanschlusses P eingesetzt ist. In gleicher Weise sind Siebeinsätze 12, 13 innerhalb der beiden Arbeitsanschlüsse A, B eingesetzt.
-
Jeder Siebeinsatz 11, 12, 13 weist einen geschlossen umlaufenden Rahmen 14, 15, 16 aus Kunststoff, der zum einen an der Innenkante 17 des jeweiligen Langlochs 3 bzw. 4 bzw. 5 anliegt und zum anderen auf einem der Langlochform folgenden Absatz 18 des Langlochs 3 bzw. 4 bzw. 5 aufliegt. Innerhalb des jeweiligen Rahmens 14, 15, 16 ist ein Sieb 19, 20, 21 angeordnet, welches beim Spritzvorgang des Rahmens in die Form eingelegt wurde. Die Siebe 19, 20, 21 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Siebgewebe ausgeführt. Damit ist das Siebgewebe an dessen Außenkante vom Kunststoff des Rahmens 14 bzw. 15 bzw. 16 umspritzt. An den beiden Enden des jeweiligen Siebeinsatzes 12, 11, 13 sind Haltezungen 22, 23 vorgesehen, die hinter dem Absatz 18 an dessen umfangsmäßigen Enden 24, 25 greifen.
-
3 bis 5 zeigen einen Siebeinsatz 11 der drei identischen Siebeinsätze 12, 11, 13 als Einzelteil.
-
3 und 4 zeigen den Siebeinsatz 11 dabei in Gänze, wohingegen 5 den Siebeinsatz in einem Schnitt analog 2 darstellt.
-
6 und 7 zeigen einen hydraulischen Teil 101 in einer zweiten Ausführungsform. Dieser hydraulische Teil 101 unterscheidet sich vorrangig durch die Ausführung der drei Siebeinsätze, von denen im Folgenden nur auf den einen Siebeinsatz 112 des einen Arbeitsanschlusses A eingegangen wird. Dieser Siebeinsatz 112 besteht aus einem Sieb 119, welches in einen Rahmen 115 aus Metall montiert wird. Das Sieb 119 ist in diesem Fall wieder als Siebgewebe ausgeführt. Das Sieb 119 wird vorgebogen, in das Langloch 103 in der Hydraulikbuchse 102 eingesetzt und an die Innenkante 130 und/oder den Absatz 118 des Langlochs 103 angeschweißt. Dabei ist sowohl der Rahmen 115 als auch das Sieb 119 aus Metall gefertigt. Für Hydraulikbuchsen 102 aus Aluminium ist das Metall des Rahmens 115 Aluminium. Für Hydraulikbuchsen 102 aus Stahl ist der Rahmen 115 aus Stahl. Alle schweißbaren Metallkombinationen sind anwendbar. Der Rahmen 115 ist aus einem Blech gefertigt, das im Profil U-förmig gebogen ist, wie dies gemäß 9 im Schnitt des Siebeinsatzes 112 ersichtlich ist. In diesem Profil ist die Außenkante 131 des Siebes 119 eingeklemmt.
-
10 zeigt eine dritte Ausführungsform. Der hydraulische Teil 201 unterscheidet sich vorrangig durch die Ausführung der drei identischen Siebeinsätze, von denen wieder nur der eine Siebeinsatz 212 näher erläutert wird. Der Siebeinsatz 212 umfasst ein Siebgewebe 219, dessen umlaufender Rand 215 durch Pressen soweit verfestigt ist, dass sich das Siebgewebe 219 nicht öffnen kann. Ein solches am Rand 215 verfestigtes Siebgewebe 219 wird auch als Vollmetallsieb bezeichnet. Der Siebeinsatz 212 wird in das Langloch 203 der Hydraulikbuchse 202 eingelegt. Im Anschluss wird der Rand 215 des Siebeinsatzes 212 direkt an der Hydraulikbuchse 202 angeschweißt. Die Materialpaarung von der Hydraulikbuchse und der Siebeinsatz 212 muss entsprechend der Schweißbarkeit ausgewählt werden. Insbesondere gleichartiges Material ist schweißbar. Beispielsweise kann sowohl die Hydraulikbuchse 202 als auch der Siebeinsatz 212 aus Aluminium gefertigt sein.
-
12 und 13 zeigen eine perspektivische Ansicht des Siebeinsatzes 212 der dritten Ausführungsform.
-
Das Sieb kann insbesondere in dieser dritten Ausführungsform aber auch durch Ätzen aus einem metallischen Band hergestellt werden. Die zuvor zum Sieb aus metallischem Gewebe genannten Materialpaarungen sind dann die gleichen Materialpaarungen. Dabei sind dann im Bereich innerhalb eines Randes 215 Löcher durch Ätzen eingebracht. Am Rand 215 sind keine Löcher. Mit dem Rand 215 wird das Sieb durch Schweißen an die Hydraulikbuchse 202 befestigt.
-
14 zeigt den Siebeinsatz 212 und die Schweißpunkte 232a bis h, mit denen der Siebeinsatz 212 an verschiedenen umfangsmäßigen Stellen auf dem Absatz 218 im Langloch 212 angeschweißt ist. In der Zeichnung sind die Schweißpunkte 232a bis h gleichmäßig am Umfang des Randes 215 verteilt. Es ist jedoch auch möglich, die Schweißpunkte 232a bis h spannungsoptimiert oder hinsichtlich der Dichtheit optimiert an der Hydraulikbuchse 202 anzuschweißen.
-
15 zeigt eine vierte Ausführungsform. Der hydraulische Teil 301 unterscheidet sich auch hinsichtlich der Ausführung der Hydraulikbuchse 302. Dabei geht jedes der drei Langlöcher 303, 304, 305 in eine umlaufende Ringnut 333, 334, 335 über. Diese Ringnuten 333, 334, 335 erstrecken sich somit vom einen Ende des jeweiligen Langlochs 303 bzw. 304 bzw. 305 bis zu dessen anderem Ende.
-
16 zeigt dabei, dass sich die Ringnut 333 analog den anderen beiden Ringnuten 334, 335 in der Tiefe bis zum Absatz 318 des Langlochs 303 erstreckt. Demzufolge weist ein in diese Ringnut 333 eingelegter Haltebügel 336 die gleiche Dicke auf, wie ein Rahmen 315. Der Haltebügel 336 weist zwei Arme 337, 338 auf, die beide einteilig an den Rahmen 315 des Siebeinsatz 312 angeformt sind. Die vom Siebeinsatz 312 entfernt stehenden Enden der beiden Arme 337, 338 sind ähnlich einer Clipverbindung mittels einer Formschlussverbindung 339 miteinander verbunden. 17 bis 19 zeigt dabei den Siebeinsatz 312 mit seinen beiden Armen 337, 338 als Einzelteil. In 17 und 19 befindet sich der Siebeinsatz 312 im Zustand bei geschlossener Formschlussverbindung 339. Hingegen zeigt 18 den Siebträger 312 mit offener Formschlussverbindung 339. Die Formschlussverbindung 339 weist dabei zwei komplementäre Formgebungen auf. Einerseits ist Vorsprung 340 in Kreisform vorgesehen, der größer als ein Halbkreis ist. Damit kann die komplementäre Gegenform 341 den Vorsprung hinterschneiden wobei beim Zusammenstecken zwei den Vorsprung 340 umschließende Seitenteile 342, 343 sich zunächst aufbiegen und dann hinter dem Kreismittelpunkt in den Hinterschnitt einschnappen.
-
20 und 21 zeigen eine fünfte Ausführungsform. Die Hydraulikbuchse 402 ist ähnlich der Hydraulikbuchse 302 gemäß der vorangegangenen – d. h. der vierten – Ausführungsform ausgeführt. Demzufolge wird im Folgenden nur der eine Siebeinsatz 412 erläutert. Die Ringnut 433 ist jedoch geringfügig gegenüber dem Absatz 418 in dem Langloch 403 erhöht. Demzufolge ist der Absatz 418 geringfügig gegenüber der Ringnut 433 tiefer. Auf diesen vertieften Absatz 418 ist ein Siebeinsatz 412 aufgelegt. Der Siebeinsatz 412 ist als geätztes Metallband ausgeführt. Bei diesem dünnen Metallband sind die Löcher des Siebes in einer Art fotolithographischen Verfahren herausgeätzt.
-
In die Ringnut 433 ist ein circa 1,3 mal um die Hydraulikbuchse 402 umlaufender Federdraht 450 eingelegt. Dieser Federdraht 450 ist aus Rundmaterial gefertigt und sichert den Siebeinsatz 412 im jeweiligen Langloch 403. Die Überlappung des Federdrahtes 450 liegt dabei im Bereich des Langloches 403.
-
22 bis 25 zeigen eine sechste Ausführungsform. Die Hydraulikbuchse 502 ist ähnlich der Hydraulikbuchse 402 gemäß der vorangegangenen – d. h. der fünften – Ausführungsform ausgeführt.
-
Der für die drei Siebeinsätze beispielhaft erläuterte Siebeinsatz 512 ist ebenfalls als geätztes Metallband ausgeführt. Dabei sind Haltebänder 537, 538 einteilig aus dem Metallband gefertigt. Nur der Bereich des Metallbandes, der über dem Langloch 503 liegt, ist mit Sieblöchern versehen. D. h., die Haltebänder 537, 538 sind ohne Sieblöcher gefertigt. Damit die Hydraulikbuchse 502 axial kurz ausgeführt sein kann, sind die Langlöcher 503, 504, 505 wieder umfangsmäßig versetzt zueinander und die Ringnuten 533, 534, 535 schmaler als die Langlöcher 503, 504, 505. Dabei folgen axial aufeinander ein Langloch 503, eine Ringnut 533, wieder ein Langloch 504 etc.
-
Die dem Siebeinsatz 512 fern stehenden Enden 552, 553 der Haltebänder 537, 538 sind mittels Schweißpunkten miteinander verschweißt. Dazu überlappen sich diese Enden 552, 553 der Haltebänder 537, 538. Ein Schweißpunkt braucht nur an dem Ende 552 vorgesehen sein, das radial außen liegt. Das Ende 553, das radial innen liegt, braucht nicht verschweißt zu sein, da die Verschweißung im Zustand erfolgt, wenn der Siebeinsatz 512 auf der Hydraulikbuchse 502 montiert ist. Dabei hat das andere Ende nach innen keinen Spielraum für Bewegungen.
-
Gegenüber der fünften Ausführungsform mit einem separaten Federdraht aus Rundmaterial ist der Siebeinsatz 512 bei dieser sechsten Ausführungsform einteilig mit den Haltebändern 537, 538 gefertigt.
-
Die in der vierten bis sechsten Ausführungsform dargestellten Ringnuten müssen nicht nur die Funktion der Aufnahme eines Verbindungsteils für die Siebeinsätze haben. Diese Ringnuten können auch die Funktion von Ringkanälen haben. Diese Ringkanäle verteilen entweder das vom Langloch kommende oder das zum Langloch fließende Hydraulikfluid zu umfangsmäßig versetzt angeordneten Bohrungen in einem das Cartridgeventil aufnehmenden Gehäuse.
-
Das Sieb kann sowohl ein metallisches Gewebe als auch ein Kunststoffgewebe sein. Ein Kunststoffgewebe hat dabei eine entsprechende Maschenweite.
-
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
-
- US 5247965 [0002]
- DE 19510647 C1 [0003]
- DE 102010060181 [0010]
- DE 102010060180 [0010]
