DE102012220830A1 - Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung mit einer austauschbaren Hydraulikeinheit - Google Patents
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Abstract
Steuerventil (1) für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit einem Aufnahmebauteil (8), in dem eine Hydraulikeinheit (2) mit einem Steuerkolben (5) angeordnet ist, wobei der Steuerkolben (5) in der Hydraulikeinheit (2) verschiebbar belagert, einerseits von einer Feder (6) belastet und andererseits in seiner Verschiebebewegung mittels eines Anschlagelements (7) begrenzbar ist, und mit einem Sicherungsring (9), der in einer Innenaufnahme (12) am Aufnahmebauteil (8) festlegbar ist und wobei das Anschlagelement (7) als getrenntes Bauteil ausgestaltet und stoffschlüssig oder formschlüssig mit der Hydraulikeinheit (2) verbindbar ist.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit einem Aufnahmebauteil, in dem eine Hydraulikeinheit mit einem Steuerkolben angeordnet ist, wobei der Steuerkolben in der Hydraulikeinheit verschiebbar, einerseits von einer Feder belastet und andererseits in seiner Verschiebebewegung mittels eines Anschlagelements begrenzbar belagert ist, und mit einem Sicherungsring, der in einer Innenaufnahme am Aufnahmebauteil festlegbar ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Ein entsprechendes Steuerventil ist aus der
DE-10 2009 039 385 A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Aufnahmebauteil als Nockenwelle ausgebildet und die Hydraulikeinheit dort eingesetzt. Die Hydraulikeinheit stützt sich am inneren Ende der Nockenwelle an einem Absatz ab und ist am äußeren Ende mittels eines Sicherungsringes fixiert, der in einer Innenaufnahme der Nockenwelle eingreift. Der Sicherungsring weist an seinem Innenumfang Nasen auf, die bis zu einem Absatz am Steuerkolben reichen, so dass dieser sich am Sicherungsring gegen die Kraft der Feder abstützen kann. Weiterhin sind an der Hydraulikeinheit Formschlusselemente angebracht, die den Sicherungsring von innen umgreifen, so dass die Hydraulikeinheit als Baugruppe ausgebildet ist und zur Montage oder Demontage in das Aufnahmebauteil, im vorliegenden Fall, in die Nockenwelle, eingesetzt oder entnommen werden kann. Die inneren Nasen am Sicherungsring und die Formschlusselemente an der Hydraulikeinheit halten dabei die Baueinheit auch gegen die Kraft der Feder zusammen. - Diese an sich gewünschte Maßnahme ist mit einem großen Bauaufwand verbunden, da die Formschlusselemente als Einzelteile oder an der Hydraulikeinheit angebaut, aufwändig in der Herstellung und in der Montage sind.
- Da der Sicherungsring stark gedehnt werden, muss, um ihn in und aus den Formschlusselementen hinein und heraus zu bewegen, besteht das Problem, dass er die Spannung verliert oder bricht.
- Auch die Auslegung der Spannkraft des Sicherungsringes ist schwierig, da er einerseits genügend Spannkraft haben muss um in die Innenaufnahme der Nockenwelle eingreifen zu können, andererseits darf die Spannkraft nicht zu groß sein, da er den Anschlag für den Steuerkolben bilden muss und sich nicht zuviel aufweiten darf.
- Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beheben und das Steuerventil so zu modifizieren, dass mit geringem Bauaufwand und damit kostengünstig eine Baugruppe zur Verfügung gestellt wird, die leicht als Einheit in das Aufnahmebauteil ein- und ausgebaut werden kann.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Anschlagelement als getrenntes Bauteil ausgestaltet und stoffschlüssig oder formschlüssig mit der Hydraulikeinheit verbindbar ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass unabhängig von dem Sicherungsring der Steuerkolben in der Hydraulikeinheit festgelegt werden kann, so dass die Hydraulikeinheit als Baueinheit nach Lösen des Sicherungsringes ein- und ausgebaut werden kann.
- Bei einer Hydraulikeinheit, die ein aus Kunststoff hergestelltes Ventilgehäuse und eine Steuerhülse aufweist, ist es einfach, das Anschlagelement an dem Ventilgehäuse zu fixieren. Es kann dabei stoffschlüssig mit dem Ventilgehäuse verbunden werden, wobei sich ein Schweißvorgang, insbesondere eine Ultraschallschweißung anbietet, da das oder die Anschlagelement(e) ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden. Das Ventilgehäuse kann als Kunststoffhülse hergestellt sein, wobei diese z. B. durch Kleben an der Steuerhülse befestigt ist. Die Kunststoffhülse kann aber auch auf die Steuerhülse aufgespritzt werden, wodurch gleichzeitig eine Befestigung hergestellt ist. Das Anschlagelement kann mehrere Einzelanschläge aufweisen, die beispielsweise über den Umfang verteilt einzeln an der Kunststoffhülse befestigt sind.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Anschlagelement als Ring, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, ausgebildet ist, so dass eine umlaufende stoffschlüssige Befestigung möglich ist. Die radiale Erstreckung des Ringes kann etwa der Dicke der Kunststoffhülse entsprechen und mit nach innen vorstehenden Nasen den Ausfahrweg des Steuerkolbens begrenzen.
- Es ist auch möglich, das Anschlagelement oder den Ring mittels zumindest einer Schnappverbindung an dem Ventilgehäuse, also der Kunststoffhülse, zu befestigen. Es handelt sich dabei um die angesprochene formschlüssige Verbindung, die auch mittels Haken an der Kunststoffhülse oder am Anschlagelement bzw. Ring erfolgen kann.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Anschlagelement zumindest eine Führungseinheit für den Sicherungsring aufweist. Es kann sich dabei um eine Außennut zur Aufnahme des Sicherungsringes handeln, so dass der Sicherungsring nicht einzeln ein- und ausgebaut zu werden braucht, sondern mit der Baueinheit der Hydraulikeinheit eine Einheit bildet.
- Um eine einfache Betätigung des Sicherungsringes in der Außennut des Ringes zu gewährleisten, hat der Ring zumindest einen Ausschnitt, in dem die Ringösen des Sicherungsringes gelagert sind, so dass diese mittels eines Werkzeuges von außen greifbar sind.
- Anstelle der Außennut kann das Anschlagelement bzw. der Ring auch Schnapphaken zur Aufnahme des Sicherungsringes aufweisen.
- 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 : einen Schnitt durch ein Steuerventil, -
2 : einen Ausschnitt aus der Hydraulikeinheit des Steuerventils in vergrößertem Maßstab, -
3 : eine Draufsicht auf die Hydraulikeinheit gemäß2 , -
4 : einen Ausschnitt aus der Hydraulikeinheit gemäß2 in modifizierter Ausgestaltung, -
5 : eine Draufsicht auf die Hydraulikeinheit gemäß4 , -
6 : einen Ausschnitt aus der Hydraulikeinheit in weiter modifizierter Ausgestaltung, -
7 : eine Draufsicht auf die Hydraulikeinheit gemäß6 , -
8 : einen Ausschnitt aus der Hydraulikeinheit mit weiter modifizierter Ausgestaltung und -
9 : eine Draufsicht auf die Hydraulikeinheit gemäß8 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- In den
1 bis9 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit1 allgemein ein Steuerventil bezeichnet, in dem eine allgemein mit2 bezeichnete Hydraulikeinheit eingebaut ist. Die Hydraulikeinheit2 weist ein als Kunststoffhülse ausgestaltetes Ventilgehäuse3 auf, in dem eine Steuerhülse4 gelagert ist. Das Ventilgehäuse3 ist vorzugsweise als Umspritzbauteil auf der Steuerhülse4 ausgebildet. In der Steuerhülse4 ist ein Steuerkolben5 axial beweglich geführt, der einerseits von einer Feder6 belastet ist und andererseits durch ein allgemein mit7 bezeichnetes Anschlagelement begrenzt ist. Die Hydraulikeinheit2 ist in einem Aufnahmebauteil8 eingesetzt und mittels eines Sicherungsringes9 in dem Aufnahmebauteil8 fixiert. - Gemäß den
1 bis3 ist das Anschlagelement7 als Ring10 ausgebildet, der mittels einer Schnappverbindung11 in dem Ventilgehäuse3 eingesetzt und fixiert ist. Der Innendurchmesser des Ringes10 ist kleiner als der Außendurchmesser des Steuerkolbens5 , so dass der Ring10 eine axiale Fixierung des Steuerkolbens5 in der Hydraulikeinheit2 definiert. Der Ring10 kann aus beliebigem Werkstoff hergestellt sein, zumindest dann, wenn das Ventilgehäuse aus Kunststoff hergestellt ist, da die Schnappverbindung auch dann wirksam ist, wenn der Ring10 aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist. - In den
4 und5 ist das Anschlagelement7 als Kunststoffring ausgeführt, der mittels eines geeigneten Schweißverfahrens an dem Ventilgehäuse befestigt ist. Es bietet sich dabei eine Ultraschallschweißung an. - Wie den
1 bis5 zu entnehmen ist, ist der Sicherungsring9 als getrenntes Bauteil ausgeführt. Nach Einrasten des Sicherungsrings9 in einer Innenaufnahme12 im Aufnahmebauteil8 erfolgt eine Sicherung der Hydraulikeinheit2 als Baugruppe. Dabei ist festzuhalten, dass der Sicherungsring9 beim Ein- und Ausbau nicht gesichert ist und damit herausspringen oder herunterfallen kann. - In den
6 und7 ist daher der Ring10 so modifiziert, dass er eine Außennut13 aufweist, in die der Sicherungsring9 eingesetzt ist, so dass er am Ring10 fixiert ist. Der Ring10 hat gemäß diesen Figuren einen Ausschnitt14 , der den Ring10 durchdringt. Der Ausschnitt14 ist zum einen von Vorteil, um ein passendes Werkzeug an Ringösen15 des Sicherungsringes9 ansetzen zu können, und zum anderen, um ein leichteres Einführen des Sicherungsringes9 in die Außennut13 des Ringes10 zu ermöglichen, da aufgrund des Ausschnittes14 der Ring10 , insbesondere wenn er aus Kunststoff hergestellt ist, leicht verformt werden kann. - In dem Ausführungsbeispiel gemäß den
8 und9 weist der Ring10 Haken16 auf, hinter denen der Sicherungsring9 fixiert werden kann. Dadurch ist die Montage des Sicherungsringes9 auf dem Ring10 noch leichter. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steuerventil
- 2
- Hydraulikeinheit
- 3
- Ventilgehäuse
- 4
- Steuerhülse
- 5
- Steuerkolben
- 6
- Feder
- 7
- Anschlagelement
- 8
- Aufnahmebauteil
- 9
- Sicherungsring
- 10
- Ring
- 11
- Schnappverbindung
- 12
- Innenaufnahme
- 13
- Außennut
- 14
- Ausschnitt
- 15
- Ringösen
- 16
- Haken
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009039385 A1 [0002]
Claims (10)
- Steuerventil (
1 ) für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit einem Aufnahmebauteil (8 ), in dem eine Hydraulikeinheit (2 ) mit einem Steuerkolben (5 ) angeordnet ist, wobei der Steuerkolben (5 ) in der Hydraulikeinheit (2 ) verschiebbar belagert, einerseits von einer Feder (6 ) belastet und andererseits in seiner Verschiebebewegung mittels eines Anschlagelements (7 ) begrenzbar ist, und mit einem Sicherungsring (9 ), der in einer Innenaufnahme (12 ) am Aufnahmebauteil (8 ) festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) als getrenntes Bauteil ausgestaltet und stoffschlüssig oder formschlüssig mit der Hydraulikeinheit (2 ) verbindbar ist. - Steuerventil (
1 ) nach Anspruch 1, bei dem die Hydraulikeinheit (2 ) ein aus Kunststoff hergestelltes Ventilgehäuse (3 ) und eine Steuerhülse (4 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) an dem Ventilgehäuse (3 ) fixiert ist. - Steuerventil (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) mittels eines Schweißvorgangs, z. B. Ultraschallschweißen, mit dem Ventilgehäuse (3 ) verbindbar ist. - Steuerventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) mehrere Einzelanschläge aufweist. - Steuerventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) als Ring (10 ) ausgebildet ist. - Steuerventil (
1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10 ) mittels zumindest einer Schnappverbindung (11 ) mit dem Ventilgehäuse (3 ) verbunden ist. - Steuerventil (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) zumindest eine Führungseinheit für den Sicherungsring (9 ) aufweist. - Steuerventil (
1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10 ) eine Außennut (13 ) zur Aufnahme des Sicherungsringes (9 ) beinhaltet. - Steuerventil (
1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10 ) einen Ausschnitt (14 ) aufweist, in dem Ringösen (15 ) des Sicherungsringes (9 ) lagerbar ist. - Steuerventil (
1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7 ) Haken (16 ) zur Aufnahme des Sicherungsringes (9 ) aufweist.
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