DE102012208591B4

DE102012208591B4 - Steuerventil für eine hydraulische Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen an Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102012208591B4
Application number: DE102012208591.2A
Authority: DE
Inventors: David Köhler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: BR102013012326A2; US20130312678A1; MX339140B; CN103422926A; MX2013005447A; CN103422926B; US9206714B2; BR102013012326A8; DE102012208591A1

Abstract

Steuerventil für eine hydraulische Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen an Brennkraftmaschinen mit einem Gehäusebauteil, einem Steuerkolben (2) und einem Sicherungsring (3), wobei der Steuerkolben (2) - einerseits von einer Feder belastet und andererseits mittels des Sicherungsringes (3) begrenzt - verschiebbar gelagert ist und wobei der Sicherungsring (3) den Steuerkolben (2) in radialer Richtung überragt und in einer Ausnehmung am Gehäusebauteil in axialer Richtung fixierbar ist, wobei zwischen dem Steuerkolben (2) und dem Gehäusebauteil eine Steuerhülse (4) und eine diese umgebende Kunststoffhülle (5) vorgesehen sind, wobei der Sicherungsring (3) einerseits durch seine axiale Festlegung am Gehäusebauteil die Verschiebbarkeit der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) gegenüber dem Gehäusebauteil begrenzt und andererseits durch seine axiale Festlegung an der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) die Verschiebbarkeit des Steuerkolbens (2) gegenüber der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) begrenzt und wobei mittels der axialen Festlegung des Sicherungsrings (3) an der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) die Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) sowie die sich innerhalb derer befindlichen Bauteile eine durch den Sicherungsring (3) festgelegte Baugruppe bilden, die als Einheit dem Gehäusebauteil entnehmbar und in das Gehäusebauteil einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (3) im bogenförmigen Verbindungsbereich eine nach innen gerichtete Auswölbung (7) aufweist und an dem der Auswölbung (7) gegenüberliegenden Innenbereich eine Einführphase (8), wobei die Kunststoffhülle (5) im Bereich des Nutabschnittes (9) eine der Auswölbung (7) des Sicherungsringes (3) angepasste Einrastnase (10) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Steuerventil für eine hydraulische Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen an Brennkraftmaschinen mit einem Gehäusebauteil, einem Steuerkolben und einem Sicherungsring, wobei der Steuerkolben - einerseits von einer Feder belastet und andererseits mittels des Sicherungsringes begrenzt - verschiebbar gelagert ist und wobei der Sicherungsring den Steuerkolben in radialer Richtung überragt und in einer Ausnehmung am Gehäusebauteil in axialer Richtung fixierbar ist, wobei zwischen dem Steuerkolben und dem Gehäusebauteil eine Steuerhülse und eine diese umgebende Kunststoffhülle vorgesehen sind, wobei der Sicherungsring einerseits durch seine axiale Festlegung am Gehäusebauteil die Verschiebbarkeit der Steuerhülse und/oder der Kunststoffhülse gegenüber dem Gehäusebauteil begrenzt und andererseits durch seine axiale Festlegung an der Steuerhülse und/oder der Kunststoffhülle die Verschiebbarkeit des Steuerkolbens gegenüber der Steuerhülse und/oder der Kunststoffhülle begrenzt und wobei mittels der axialen Festlegung des Sicherungsrings an der Steuerhülse und/oder der Kunststoffhülle die Steuerhülse und/oder der Kunststoffhülle sowie die sich innerhalb derer befindlichen Bauteile eine durch den Sicherungsring festgelegte Baugruppe bilden, die als Einheit dem Gehäusebauteil entnehmbar und in das Gehäusebauteil einsetzbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein entsprechendes Steuerventil ist aus der DE- 10 2008 030 057 A1 bekannt. Bei diesem Steuerventil ist das Gehäusebauteil als Hohlschraube ausgebildet und mit seinem Ende über eine Gewindeverbindung in einer Nockenwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt. Das Gehäusebauteil hat entsprechende Öffnungen bzw. Bohrungen für ein von der Brennkraftmaschine geliefertes hydraulisches Druckmittel, für Steuerleitungen für variable Einstellung der Steuerzeiten der Gaswechselventile und für einen Abfluss. Im Gehäusebauteil ist ein Steuerkolben geführt, der einerseits federbelastet ist und andererseits mittels eines Sicherungsringes im Gehäusebauteil begrenzt ist. Durch entsprechende axiale Verschiebungen des Steuerkolbens im Gehäusebauteil erfolgt die Beaufschlagung der Vorrichtung und damit der variablen Einstellung der Steuerzeiten.
Wird nun zu Überprüfungs- und Reparaturzwecken der Sicherungsring gelöst und der Steuerkolben entfernt, treten Einzelteile aus dem Gehäusebauteil aus, die unkontrolliert in die Innenräume der Brennkraftmaschine gelangen können, was zu erheblichen Schwierigkeiten führt. Entsprechendes trifft zu, wenn die Hohlschraube entfernt wird, da dann die Vorrichtung zur Einstellung der Steuerzeiten (Nockenwellenverstelleinrichtung) demontiert wird, was ebenfalls zu großem Montageaufwand führt.
Ein weiteres Steuerventil ist aus der DE 10 2009 039 384 A1 bekannt. Gezeigt ist ein Steuerventil mit einem Ventilgehäuse und einem Steuerkolben, der innerhalb des Ventilgehäuses axial verschiebbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse ist aus zwei Halbschalen gebildet, die durch einen Sicherungsring gegeneinander festgelegt sind. Mithilfe des - zugleich als Axialanschlag für den Steuerkolben dienenden - Sicherungsrings kann das Ventilgehäuse zugleich an einem angrenzenden Bauteil befestigt werden.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beheben und das Steuerventil so zu modifizieren, dass eine De- und Montage der Steuerventileinheit erfolgen kann, ohne dass Einzelteile freigesetzt werden. Die Modifikation soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Sicherungsring im bogenförmigen Verbindungsbereich eine nach innen gerichtete Auswölbung aufweist und an dem der Auswölbung gegenüberliegenden Innenbereich eine Einführphase, wobei die Kunststoffhülle im Bereich des Nutabschnittes eine der Auswölbung des Sicherungsringes angepasste Einrastnase aufweist.
Die Kunststoffhülle ist vorzugsweise mit der Steuerhülse verbunden oder an ihr befestigt, z.B. durch einen Umspritzvorgang an der Steuerhülse fixiert.
Durch diese Ausgestaltung sind die wesentlichen Bauteile des Steuerventils über den Sicherungsring an der Kunststoffhülle festgelegt, so dass diese Baugruppe als Einheit montiert oder demontiert werden kann. Dadurch reicht es auch bei einer Beschädigung dieser Bauteile aus, die komplette Einheit zur ersetzen. Das Gehäusebauteil kann montiert bleiben und es müssen damit die Steuerzeiten nicht erneut eingestellt werden. Dadurch kann das als Hohlschraube ausgebildete Ventilgehäuse entfallen und die Baugruppe kann direkt in ein beliebig ausgestaltetes Gehäusebauteil, z. B. ein Nockenwellenende montiert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kunststoffhülle Längsstege aufweist, die mit Ausnehmungen in dem Gehäusebauteil korrespondieren. Dadurch wird sichergestellt, dass bei der Montage die Baueinheit verdrehgenau wieder eingesetzt werden kann.
Die Kunststoffhülle und/oder die Steuerhülse haben einen dem Sicherungsring angepassten Nutabschnitt. und im Bereich des Nutabschnittes eine der Auswölbung des Sicherungsringes angepasste Einrastnase. Die Einrastnase und die Einführphase an dem Sicherungsring liegen auf derselben Seite des Sicherungsringes.
Der Sicherungsring lässt sich aufgrund der zuvor erwähnten Merkmale nur von einer Seite in die Nut bzw. den Nutabschnitt in der Kunststoffhülle bzw. der Umspritzung einschieben. Von der gegenüberliegenden Seite lässt sich der Sicherungsring nicht einschieben, weil dort ein Anschlag vorgesehen ist. Es ist somit sichergestellt, dass der Sicherungsring nach dem Einschieben hinter die Einrastnase mit seiner Aussparung gelangt, so dass eine exakte Fixierung des Sicherungsringes vorliegt. Der Anschlag an der Kunststoffhülle verhindert beim Zusammendrücken des Sicherungsringes auch eine Überlastung des Sicherungsringes.
Die Einführphase dient dazu, den Sicherungsring so leichter in den Nutabschnitt einzuschieben und dabei die Einrastnase elastisch zu verbiegen. Die Einführphase verhindert auch ein Abscheren der Einrastnase. Die Einführphase kann sowohl der Einrastnase benachbart oder auch beidseitig am Sicherungsring angebracht werden. Ist sie nur einseitig angebracht, muss bei der Montage darauf geachtet werden, dass sie beim Einschieben der Einrastnase zugewandt ist.
Dadurch, dass der der Einführphase zugeordnete Bereich und/oder den Enden der Schenkel zugeordnete Innenvorsprünge des Sicherungsringes den Rand des Steuerkolbens nach innen überragen, ist sichergestellt, dass der Steuerkolben in der Steuerhülse und der Kunststoffhülle eine sichere axiale Festlegung zur De- und Montage der Baueinheit aus und in das Gehäusebauteil erfahren. Dadurch erfolgt auch eine Zentrierung des Sicherungsringes an der Kunststoffhülle und dem Steuerkolben während der Demontage.
Ist diese Baueinheit komplett in das Gehäusebauteil eingeschoben, so erfolgt eine endgültige Fixierung in dem Gehäusebauteil durch Eingreifen der Ränder des Sicherungsringes in eine Ausnehmung, vorzugsweise eine Innennut am Gehäusebauteil durch Spannen und Entspannen des Sicherungsringes.
Figurenliste
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht einer Steuerventilbaueinheit ohne Gehäusebauteil,
2: eine perspektivische Ansicht eines Sicherungsringes,
3: eine perspektivische Ansicht auf eine Kunststoffhülle und
4: einen Teillängsschnitt durch den Steuerkolben, die Steuerhülse, die Kunststoffhülle und den Sicherungsring.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Steuerventilbaueinheit bezeichnet, die einen Steuerkolben 2 und einen Sicherungsring 3 aufweist. Der Steuerkolben 2 ist, wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, in einer Steuerhülse 4 angeordnet, die ihrerseits von einer Kunststoffhülle 5 umgeben ist, die in einem nicht dargestellten Gehäusebauteil eingepasst ist. Die Kunststoffhülle 5 ist als Umspritzung um die Steuerhülse 4 hergestellt. Die Kunststoffhülle 5 weist Längsstege 6 auf, die ein passgenaues Einsetzen in das Gehäusebauteil sicherstellen.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, hat der Sicherungsring 3 im bogenförmigen Verbindungsbereich eine Auswölbung 7, die nach innen gerichtet ist. Auf der Innenseite der Auswölbung 7 ist eine Einführphase 8 angearbeitet, wobei zusätzlich auf der der Querschnittsebene des Sicherungsringes 3 gegenüberliegenden Seite eine weitere Einführphase angearbeitet sein kann. Die Kunststoffhülle 5 weist einen Nutabschnitt 9 auf, in den eine Einrastnase 10 hineinragt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Nutabschnittes 9 ist an der Kunststoffhülle 5 ein Anschlag 11 angebracht, der verhindert, dass der Sicherungsring 3 von der verkehrten Seite in die Kunststoffhülle 5 eingeschoben werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Steuerventilbaueinheit
2: Steuerkolben
3: Sicherungsring
4: Steuerhülse
5: Kunststoffhülle
6: Längsstege
7: Auswölbung
8: Einführphase
9: Nutabschnitt
10: Einrastnase
11: Anschlag

Claims

Steuerventil für eine hydraulische Steuervorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen an Brennkraftmaschinen mit einem Gehäusebauteil, einem Steuerkolben (2) und einem Sicherungsring (3), wobei der Steuerkolben (2) - einerseits von einer Feder belastet und andererseits mittels des Sicherungsringes (3) begrenzt - verschiebbar gelagert ist und wobei der Sicherungsring (3) den Steuerkolben (2) in radialer Richtung überragt und in einer Ausnehmung am Gehäusebauteil in axialer Richtung fixierbar ist, wobei zwischen dem Steuerkolben (2) und dem Gehäusebauteil eine Steuerhülse (4) und eine diese umgebende Kunststoffhülle (5) vorgesehen sind, wobei der Sicherungsring (3) einerseits durch seine axiale Festlegung am Gehäusebauteil die Verschiebbarkeit der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) gegenüber dem Gehäusebauteil begrenzt und andererseits durch seine axiale Festlegung an der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) die Verschiebbarkeit des Steuerkolbens (2) gegenüber der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) begrenzt und wobei mittels der axialen Festlegung des Sicherungsrings (3) an der Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) die Steuerhülse (4) und/oder der Kunststoffhülle (5) sowie die sich innerhalb derer befindlichen Bauteile eine durch den Sicherungsring (3) festgelegte Baugruppe bilden, die als Einheit dem Gehäusebauteil entnehmbar und in das Gehäusebauteil einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (3) im bogenförmigen Verbindungsbereich eine nach innen gerichtete Auswölbung (7) aufweist und an dem der Auswölbung (7) gegenüberliegenden Innenbereich eine Einführphase (8), wobei die Kunststoffhülle (5) im Bereich des Nutabschnittes (9) eine der Auswölbung (7) des Sicherungsringes (3) angepasste Einrastnase (10) aufweist.
Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (5) als Umspritzung hergestellt und mit der Steuerhülse (4) verbunden ist.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (5) Längsstege (6) aufweist, die mit Ausnehmungen in dem Gehäusebauteil korrespondieren.
Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (5) einen dem Sicherungsring (3) angepassten Nutabschnitt (9) aufweist.
Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (5) auf der der Einrastnase (10) im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich einen Anschlag (11) aufweist.
Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Auswölbung (7) gegenüberliegende Bereich und/oder den Enden der Schenkel zugeordnete Innenvorsprünge des Sicherungsringes (3) den Rand des Steuerkolbens (2) nach innen überragen.