DE102012209859A1

DE102012209859A1 - Ventileinheit mit axialem Druckmittelzufluss

Info

Publication number: DE102012209859A1
Application number: DE102012209859A
Authority: DE
Inventors: Christoph Ross; Alexander Bäcker; Josef Gröschel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-19
Also published as: US9719605B2; WO2013185943A1; CN104334841A; US20150184765A1; CN104334841B

Abstract

Ventilelement für eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere Ventilhülse (1) oder Ventilgehäuse für ein Steuerventil an Brennkraftmaschinen oder Getrieben von Kraftfahrzeugen, wobei das Ventilelement einen verschiebbaren Steuerkolben (2) aufweist, der an einer Seite mittels einer Feder (3) belastet ist, die sich an einem an dem Ventilelement fixierten Federlager (4) abstützt, wobei das Federlager (4) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, die mit einer Druckmittelleitung in Verbindung steht und wobei die Druckmittelleitung als Druckmittelzuflussleitung ausgebildet ist und an der Öffnung (7) des Federlagers (4) ein Axialfilter (8) angeordnet ist und/oder die Öffnung (7) am Federlager (4) mit einem Rückschlagventil (9) versehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Ventilelement für eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere Ventilhülse oder Ventilgehäuse für ein Steuerventil an Brennkraftmaschinen oder Getrieben von Kraftfahrzeugen, wobei das Ventilelement einen verschiebbaren Steuerkolben aufweist, der an einer Seite mittels einer Feder belastet ist, die sich an einem an dem Ventilelement fixierten Federlager abstützt, wobei das Federlager zumindest eine Öffnung aufweist, die mit einer Druckmittelleitung in Verbindung steht.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartiges Ventilelement, das als Ventilhülse ausgebildet ist, ist aus der DE-10 2007 058 491 A1 bekannt. Es ist Bestandteil eines Steuerventils zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Das Ventilelement ist in eine am Ende hohl ausgebildeten Nockenwelle eingeschraubt und steuert in Verbindung mit dem Steuerkolben den Druckmittelzufluss, die Steuerleitungen, die zu einer Nockenwellenverstelleinheit führen, und den Druckmittelabfluss, der durch die Öffnung in dem Federlager mit einer Druckmittelleitung in Verbindung steht.
Es besteht das Problem, dass Schmutzpartikel in die Steuervorrichtung bez. Ventileinheit eindringen können und die Bewegung des Ventilkolbens in der Ventilhülse hemmen oder blockieren.
Desweiteren besteht das Problem, dass aus der Steuervorrichtung bez. Ventileinheit ungewollt Druckmittel zurückströmen kann oder dass ein Leerlaufen der Leitungen und der Verstellkammern in dem Nockenwellenversteller ein ungewolltes Verstellen des Nockenwellenverstellers der Brennkraftmaschine oder ein andersartiges Verstellen eines Getriebes bewirkt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ventilelement, insbesondere eine Ventilhülse oder ein Ventilgehäuse eines Steuerventils für verschiedenartige Anwendungen so zu verbessern, dass Verschmutzungen des Ventilelements, des Steuerkolbens oder der ganzen Ventileinheit und/oder ein Leerlaufen des Druckmittels behoben werden, wobei dies mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erfolgen soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Druckmittelleitung als Druckmittelzuflussleitung ausgebildet ist und dass an der Öffnung des Federlagers ein Axialfilter angeordnet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Öffnung am Federlager mit einem Rückschlagventil versehen sein.
Da diese Ausgestaltung des Ventilelements bzw. der Ventileinheit unabhängig von der Einsatzstelle ist, kann sie bei beliebigen Ventileinheiten hydraulischer Steuervorrichtungen zur Anwendung kommen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Ventilelement nicht um ein gesondertes Bauteil, wie eine Ventilhülse, handeln muss, sondern dass es sich auch um ein Ventilgehäuse handeln kann. Dies auch deshalb, weil der Axialfilter und das Rückschlagventil, wie weiterhin noch ausgeführt wird, innerhalb des Innendurchmessers der Ventilhülse bzw. eines Ventilgehäuses angeordnet ist und daher nur mit der Innenbohrung korrespondiert, die ja an einer Ventilhülse, einem Ventilgehäuse oder einem entsprechenden Bauteil vorhanden ist.
Ist das Ventilelement als Ventilhülse ausgeführt, so kann sie als Zentralschraube oder mit an der Hülse außen angebrachtem Gewinde versehen sein und mit entsprechendem Innengewinde an einer Nockenwelle korrespondieren und ein weiteres Bauteil fixieren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Federlager und der Axialfilter und/oder das Rückschlagventil als Baueinheit ausgeführt sind, wobei das Federlager als das Filtergewebe und/oder das Rückschlagventil integrierendes Kunststoffspritzteil ausgeführt sein kann. Dadurch ergibt sich eine einfache und kostengünstige Ausgestaltung. Das Federlager kann dadurch elastisch nachgiebig sein, so dass am Federlager ein Vorsprung oder ein Wulst vorgesehen sein kann, der mit einer Ausnehmung oder einer Nut an der Innenwand des Ventilelements korrespondiert. Dadurch kann das Federlager in die Bohrung eingedrückt werden bis eine Verhakung des Federlagers in der Ausnehmung oder der Nut erfolgt.
Die mit dem Steuerkolben korrespondierende Feder kann direkt an dem Federlager, z. B. über einen Innenwulst fixiert sein. Das Federlager kann aber auch ein Abstützblech aufweisen, das seinerseits am Federlager abgestützt ist oder am Federlager befestigt, insbesondere durch Umspritzen befestigt ist.
Das Rückschlagventil weist vorzugsweise eine Scheibe mit einer Blendenöffnung auf und ein beweglich angelenktes Rückschlagblech, dessen Ventildeckel die Ventilöffnung überragt. Auch die Scheibe und das Rückschlagblech können an dem Federlager abgestützt sein oder am Federlager befestigt, insbesondere wiederrum durch Umspritzen befestigt sein.
Durch die erfindungsgemäßen Vorschläge ergibt sich ein Federlager, dass zum einen als Federlager dient, zum anderen aber auch das Axialfilter und/oder Rückschlagventil, das zusätzlich ein Abstützblech aufweist, wobei insbesondere durch die Herstellung als Umspritzeinheit ein integriertes Bauteil entsteht. In Strömungsrichtung des Druckmittels gesehen sind dabei zunächst das Axialfilter, dann das Rückschlagventil und anschließend das Abstützblech eingebaut.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1: Teilschnitte durch eine Ventilhülse und einen Steuerkolben mit unterschiedlicher Ausgestaltung des Federlagers auf der linken und der rechten Schnitthälfte,
2: Teilschnitte entsprechend 1 mit unterschiedlich ausgebildeten Federlagern und integriert befestigtem Axialfilter, Rückschlagventil und Abstützblech,
3: Teilschnitte entsprechend 2 mit geöffnetem Rückschlagventil,
4: eine Draufsicht auf ein Rückschlagventil und
5: Teilschnitte entsprechend 2 mit separat eingebautem Abstützblech.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 5 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Ventilhülse bezeichnet, in der ein Steuerkolben 2 angeordnet und axial verschiebbar ausgebildet ist. Der Steuerkolben 2 steht mit einer Feder 3 in Wirkverbindung, die sich an einem Federlager 4 abstützt. Das Federlager 4 hat einen Wulst 5, der mit einer Nut 6 an der Innenwand der Ventilhülse 1 korrespondiert und damit einen festen Halt in der Ventilhülse 1 sicherstellt. Das Federlager 4 ist aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff hergestellt, das vorzugsweise nach dem Umspritzverfahren hergestellt ist. Dadurch lässt sich das Federlager 4 in die zentrale Öffnung der Ventilhülse 1 einschieben und Einrasten, so dass eine einfache Montage möglich und eine gute Fixierung des Federlagers 4 in der Ventilhülse 1 gegeben ist.
Gemäß 1 ist in der Öffnung 7 des Federlagers 4 ein Axialfilter 8 eingebaut, der das Eindringen von Schmutzteilchen in den Bereich Steuerkolben/Ventilhülse verhindert. Das Filtergewebe ist dabei in das Kunststoff-Federlager beim Spritzvorgang integriert.
In 2 ist zusätzlich zu dem Axialfilter 8 ein Rückschlagventil 9 mit Scheibe 10 und Rückschlagblech 11 eingebaut und ebenfalls in das aus Kunststoff hergestellte Federlager 4 integriert. Im Anschluss an das Rückschlagventil 9 ist ein Abstützblech 12 mit einer zentralen Öffnung vorgesehen, an dem sich die Feder 3 abstützt. Das Abstützblech 12 ist ebenfalls in das Federlager 4 integriert. Es ergibt sich somit eine Einheit, die aus dem Federlager 4, dem Axialfilter 8, dem Rückschlagventil 9 und dem Abstützblech 12 besteht.
Wie 3 weiterhin zu entnehmen ist, dient das Abstützblech 12 als Anschlag für einen Ventildeckel 13 des Rückschlagbleches 11.
4 ist zu entnehmen, dass der Ventildeckel 13 des Rückschlagblechs 11 über einen Blechstreifen beweglich angelenkt ist, wobei der Blechstreifen an der Scheibe 10 befestigt sein kann oder eigenständig im Federlager 4 integriert ist.
Im Gegensatz zu den Ausgestaltungen der 2 und 3 ist das Abstützblech 12 gemäß 5 als getrenntes Bauteil ausgeführt und in das Federlager 4 eingebaut. Das Abstützblech 12 stützt sich am Rückschlagventil 9 ab, das in das Federlager 4 integriert ist und damit einen festen Halt bietet.
Bezugszeichenliste

1: Ventilhülse
2: Steuerkolben
3: Feder
4: Federlager
5: Wulst
6: Nut
7: Öffnung
8: Axialfilter
9: Rückschlagventil
10: Scheibe
11: Rückschlagblech
12: Abstützblech
13: Ventildeckel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007058491 A1 [0002]

Claims

Ventilelement für eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere Ventilhülse (1) oder Ventilgehäuse für ein Steuerventil an Brennkraftmaschinen oder Getrieben von Kraftfahrzeugen, wobei das Ventilelement einen verschiebbaren Steuerkolben (2) aufweist, der an einer Seite mittels einer Feder (3) belastet ist, die sich an einem an dem Ventilelement fixierten Federlager (4) abstützt, wobei das Federlager (4) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, die mit einer Druckmittelleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelleitung als Druckmittelzuflussleitung ausgebildet ist und dass an der Öffnung (7) des Federlagers (4) ein Axialfilter (8) angeordnet ist.
Ventilelement für eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere Ventilhülse (1) oder Ventilgehäuse für ein Steuerventil an Brennkraftmaschinen oder Getrieben von Kraftfahrzeugen, wobei das Ventilelement einen verschiebbaren Steuerkolben (2) aufweist, der an einer Seite mittels einer Feder (3) belastet ist, die sich an einem an dem Ventilelement fixierten Federlager (4) abstützt, wobei das Federlager (4) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, die mit einer Druckmittelleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) am Federlager (4) mit einem Rückschlagventil (9) versehen ist.
Ventilelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federlager (4) und das Axialfilter (8) und/oder das Rückschlagventil (9) als Baueinheit ausgeführt sind.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federlager (4) als das Filtergewebe und/oder da Rückschlagventil (9) integrierendes Kunststoffspritzteil ausgeführt ist.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federlager (4) zumindest einen Vorsprung am Außenumfang, insbesondere einen Wulst (5), aufweist und dass der zumindest eine Vorsprung mit einer Ausnehmung am Innenumfang der Ventilhülse (1), insbesondere Nut (6), kontaktierbar ist.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federlager (4) ein mit der Feder (3) in Verbindung stehendes Abstützblech (12) aufweist, das am Federlager (4) abgestützt ist.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federlager (4) ein mit der Feder (3) in Verbindung stehendes Abstützblech (12) aufweist, das am Federlager (4) festgelegt, insbesondere durch Umspritzen, integriert ist.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (9) eine Scheibe (10) mit einer Blendenöffnung und ein beweglich angelenktes Rückschlagblech (11) aufweist, dessen Ventildeckel (13) die Blendenöffnung überragt.
Ventilelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) und das Rückschlagblech (11) am Federlager (4) befestigt sind, insbesondere durch Umspritzen, befestigt sind.
Ventilelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Druckmittels gesehen zunächst das Axialfilter (8), dann das Rückschlagventil (9) und anschließend das Abstützblech (12) eingebaut sind.