DE102014220278A1 - Control valve for a camshaft adjustment system and method for its production - Google Patents

Control valve for a camshaft adjustment system and method for its production Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil (1') für ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei dieses eine Ventilhülse (2) aufweist, die in einen Hohlraum einer Nockenwelle ragt, wobei die Ventilhülse (2) radial innen eine Bohrung mit einer Innenoberfläche (4) aufweist, wobei in der Bohrung der Ventilhülse (2) eine Führungshülse (5) aus Metall angeordnet ist, wobei radial zwischen der Ventilhülse (2) und der Führungshülse (5) eine Kunststoffhülse (9) angeordnet ist, wobei innerhalb der Führungshülse (5) ein Steuerkolben (11) angeordnet ist, und bei dem mittels des Steuerkolbens (11) Radialbohrungen (3a, 3b, 3c, 3d) in der Ventilhülse (2), Freiräume (10a, 10b) in der Kunststoffhülse (9) und Radialbohrungen (8a, 8b, 8c, 8d) in der Führungshülse (5) wechselweise mit dem Nockenwellenverstellsystem verbindbar sind. Damit das Steuerventil (1') geringe Leckverluste aufweist ist vorgesehen, dass die Kunststoffhülse (9) aus einem vergleichsweise harten Trägerkunststoff besteht, und dass die Kunststoffhülse (9) wenigstens bereichsweise eine Ummantelung (20) aus einem im Vergleich dazu weicheren Kunststoff aufweist. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Steuerventils ist vorgesehen, dass das zusammengebaute Steuerventil (1, 1', 1'', 1''') einer Wärmebehandlung bei einer Plastifizierungstemperatur unterzogen wird, welche oberhalb der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine aber unterhalb der Schmelztemperatur der Kunststoffkomponenten liegt.The invention relates to a control valve (1 ') for a central valve of a camshaft adjusting system of a reciprocating internal combustion engine, wherein the latter has a valve sleeve (2) projecting into a cavity of a camshaft, the valve sleeve (2) having a radially inner bore with an inner surface (4). wherein a guide sleeve (5) made of metal is arranged in the bore of the valve sleeve (2), wherein a plastic sleeve (9) is arranged radially between the valve sleeve (2) and the guide sleeve (5), wherein inside the guide sleeve (5) a control piston (11) is arranged, and in which by means of the control piston (11) radial bores (3a, 3b, 3c, 3d) in the valve sleeve (2), free spaces (10a, 10b) in the plastic sleeve (9) and radial bores (8a , 8b, 8c, 8d) in the guide sleeve (5) are alternately connectable to the camshaft adjustment system. Thus, the control valve (1 ') has low leakage is provided that the plastic sleeve (9) consists of a comparatively hard carrier plastic, and that the plastic sleeve (9) at least partially has a sheath (20) made of a softer compared plastic. In a method for producing such a control valve is provided that the assembled control valve (1, 1 ', 1' ', 1' '') is subjected to a heat treatment at a plasticizing temperature, which is above the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine but below the melting temperature of the Plastic components lies.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei das Steuerventil eine Ventilhülse aufweist, die in einen Hohlraum einer Nockenwelle ragt, wobei die Ventilhülse radial innen eine Bohrung mit einer Innenoberfläche aufweist, wobei in der Bohrung der Ventilhülse koaxial eine Führungshülse aus Metall angeordnet ist, wobei radial zwischen der Ventilhülse und der Führungshülse eine Kunststoffhülse angeordnet ist, wobei radial innerhalb der Führungshülse ein Steuerkolben axial verschiebbar angeordnet ist, und bei dem mittels des Steuerkolbens in Abhängigkeit von dessen axialer Position Radialbohrungen in der Ventilhülse, Freiräume in der Kunststoffhülse und Radialbohrungen in der Führungshülse wechselweise mit dem Nockenwellenverstellsystem verbindbar sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steuerventils.The invention relates to a control valve for a central valve of a camshaft adjusting a reciprocating internal combustion engine, wherein the control valve has a valve sleeve which projects into a cavity of a camshaft, wherein the valve sleeve radially inside a bore having an inner surface, wherein in the bore of the valve sleeve coaxially a guide sleeve Metal is arranged, wherein radially between the valve sleeve and the guide sleeve, a plastic sleeve is arranged, wherein radially within the guide sleeve, a control piston is arranged axially displaceable, and in which by means of the control piston in dependence on its axial position radial bores in the valve sleeve, free spaces in the plastic sleeve and radial bores in the guide sleeve are alternately connectable to the camshaft adjustment system. Moreover, the invention relates to a method for producing such a control valve.

Ein derartiges Steuerventil ist aus der DE 10 2012 218 802 A1 bekannt. Zwischen der Ventilhülse und der Kunststoffhülse ist herstellungsbedingt mit einer mehr oder weniger großen Leckage zu rechnen, die nicht erwünscht ist. Die Ventilhülse des Steuerventils gemäß dem Stand der Technik ist aus Metall und spangebend als Drehteil hergestellt. Die Kunststoffhülse ist ein Spritzgussteil, welches entweder als separates Einlegeteil hergestellt ist oder an die Führungshülse angespritzt ist. Damit zwischen der Ventilhülse und der Kunststoffhülse nur eine möglichst geringe Leckage entsteht, müssen die axiale Bohrung der Ventilhülse und der Umfang der Kunststoffhülse durch eine aufwendige Fertigung mit möglichst genauen Toleranzen hergestellt werden. Einerseits soll zwischen der Kunststoffhülse und der Ventilhülse ein radiales Spiel vorhanden sein, damit die Kunststoffhülse in der Ventilhülse montierbar ist, andererseits soll die Kunststoffhülse in der Ventilhülse möglichst eng eingepasst sein, um eine möglichst geringe Leckageverluste entstehen zu lassen. Eine Montage der Kunststoffhülse in der Ventilhülse mit radialem Übermaß ist zu vermeiden, da sich der Kunststoff der Kunststoffhülse mit steigernder Betriebstemperatur der Hubkolbenbrennkraftmaschine ausdehnt, so dass es im Betrieb zum Klemmen des Steuerkolbens in der Führungshülse kommen kann. Dies würde zu einem Funktionsausfall führen, weshalb das Steuerventil gemäß dem Stand der Technik mit möglichst geringem Spiel zwischen der Kunststoffhülse und der Ventilhülse ausgelegt ist, welches eine aufwendige Herstellung und/oder Zuordnung der jeweiligen Einzelteile erfordert.Such a control valve is out of DE 10 2012 218 802 A1 known. Between the valve sleeve and the plastic sleeve production is due to expect a more or less large leakage, which is not desirable. The valve sleeve of the control valve according to the prior art is made of metal and machined as a turned part. The plastic sleeve is an injection molded part, which is either produced as a separate insert or molded onto the guide sleeve. So that only the smallest possible leakage occurs between the valve sleeve and the plastic sleeve, the axial bore of the valve sleeve and the circumference of the plastic sleeve must be made by a complex manufacturing with the most accurate tolerances possible. On the one hand, there should be a radial play between the plastic sleeve and the valve sleeve, so that the plastic sleeve can be mounted in the valve sleeve, on the other hand, the plastic sleeve should be fitted as closely as possible in the valve sleeve, to allow the smallest possible leakage losses. An installation of the plastic sleeve in the valve sleeve with radial oversize is to be avoided, since the plastic of the plastic sleeve expands with increasing operating temperature of the reciprocating internal combustion engine, so that it can come in operation for clamping the control piston in the guide sleeve. This would lead to a malfunction, which is why the control valve is designed according to the prior art with the least possible clearance between the plastic sleeve and the valve sleeve, which requires a complex production and / or assignment of the respective items.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems für Hubkolbenbrennkraftmaschinen sowie ein Verfahren für dessen Herstellung vorzustellen, das geringe Leckverluste aufweist, ohne sehr enge Fertigungstoleranzen zu erfordern.Against this background, the present invention seeks to present a control valve for a hydraulic device, in particular a central valve of a camshaft adjusting the reciprocating internal combustion engines and a method for its production, which has low leakage, without requiring very tight manufacturing tolerances.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Steuerventil mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche sowie durch ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Die jeweils zugeordneten Unteransprüche definieren vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a control valve with the features of the independent claims and by a manufacturing method with the features of claim 9. The respective associated subclaims define advantageous developments.

Die Erfindung betrifft demnach zunächst ein Steuerventil für ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei das Steuerventil eine Ventilhülse aufweist, die in einen Hohlraum einer Nockenwelle ragt, wobei die Ventilhülse radial innen eine Bohrung mit einer Innenoberfläche aufweist, wobei in der Bohrung der Ventilhülse koaxial eine Führungshülse aus Metall angeordnet ist, wobei radial zwischen der Ventilhülse und der Führungshülse eine Kunststoffhülse angeordnet ist, wobei radial innerhalb der Führungshülse ein Steuerkolben axial verschiebbar angeordnet ist, und bei dem mittels des Steuerkolbens in Abhängigkeit von dessen axialer Position Radialbohrungen in der Ventilhülse, Freiräume in der Kunststoffhülse und Radialbohrungen in der Führungshülse wechselweise mit dem Nockenwellenverstellsystem verbindbar sind. Zur Lösung der vorrichtungsbezogenen Aufgabe ist bei diesem Steuerventil vorgesehen, dass die Kunststoffhülse aus einem vergleichsweise harten Trägerkunststoff besteht, und dass die Kunststoffhülse wenigstens bereichsweise eine Ummantelung aus einem im Vergleich dazu weicheren Kunststoff aufweist.The invention therefore initially relates to a control valve for a central valve of a camshaft adjusting system of a reciprocating internal combustion engine, wherein the control valve has a valve sleeve which projects into a cavity of a camshaft, wherein the valve sleeve radially inwardly has a bore with an inner surface, wherein in the bore of the valve sleeve coaxially Guide sleeve made of metal is arranged, wherein radially between the valve sleeve and the guide sleeve, a plastic sleeve is arranged, wherein radially within the guide sleeve, a control piston is arranged axially displaceable, and in which by means of the control piston in dependence on its axial position radial bores in the valve sleeve, free spaces in the plastic sleeve and radial bores in the guide sleeve are alternately connectable to the camshaft adjustment system. To solve the device-related task is provided in this control valve, that the plastic sleeve consists of a comparatively hard carrier plastic, and that the plastic sleeve has at least partially a sheath of a softer compared to plastic.

Der Außendurchmesser der Kunststoffhülse kann dann in Bezug zum Innendurchmesser der Ventilhülse mit einer Übergangspassung oder einer leichten Presspassung hergestellt sein, so dass eine verbesserte Abdichtung zwischen der Kunststoffhülse und der Ventilhülse erreicht wird, ohne dass die Montage der Kunststoffhülse in der Ventilhülse erschwert wird. Bei einer Erwärmung des Steuerventils auf die Betriebstemperatur der Hubkolbenbrennkraftmaschine dehnt sich zwar die Kunststoffhülse aus, jedoch gibt die relativ weichere Kunststoffummantelung soweit nach, dass kein Klemmen des Steuerkolbens in der Führungshülse zu befürchten ist.The outer diameter of the plastic sleeve can then be made with respect to the inner diameter of the valve sleeve with a transition fit or a slight press fit, so that an improved seal between the plastic sleeve and the valve sleeve is achieved without the mounting of the plastic sleeve is difficult in the valve sleeve. In a heating of the control valve to the operating temperature of the reciprocating internal combustion engine, although the plastic sleeve expands, but the relatively softer plastic casing is far enough that no jamming of the control piston is to be feared in the guide sleeve.

Vorzugsweise ist die Kunststoffhülse als ein Zweikomponentenspritzgussteil hergestellt und ist entweder als ein gesondertes Einlegeteil ausgebildet oder an die Führungshülse angespritzt, so dass beide Teile ein einheitliches, einstückiges Bauteil bilden.Preferably, the plastic sleeve is made as a two-component injection-molded part and is either formed as a separate insert or molded onto the guide sleeve, so that both parts form a unitary, one-piece component.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die radiale Innenoberfläche der Ventilhülse eine Beschichtung aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff aufweisen, während die Kunststoffhülse im Vergleich dazu aus einem relativ harten Kunststoff besteht. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Kunststoffhülse ein gesondertes Einlegeteil ausgebildet sein, oder sie kann an die Führungshülse angespritzt sein, so dass beide ein einheitliches Bauteil bilden.According to a second embodiment of the invention, the radial inner surface of the valve sleeve, a coating of a Comparatively soft plastic, while the plastic sleeve in comparison consists of a relatively hard plastic. Also in this embodiment, the plastic sleeve may be formed a separate insert, or it may be molded onto the guide sleeve, so that both form a single component.

Auch bei dieser zweiten Ausführungsform können die Ventilhülse und die Kunststoffhülse mit einer Übergangspassung oder einer leichten Presspassung zusammengefügt sein, da die Beschichtung der radialen Innenoberfläche der Ventilhülse beim Erwärmen sowie Ausdehnen der Kunststoffhülse nachgibt und ausweicht, so dass auch hier kein Klemmen des Steuerkolbens in der Führungshülse eintritt.Also in this second embodiment, the valve sleeve and the plastic sleeve can be joined together with a transition fit or a slight interference fit, since the coating gives way to the radially inner surface of the valve sleeve during heating and expansion of the plastic sleeve and evades, so that no clamping of the control piston in the guide sleeve entry.

Eine weitere Lösungsmöglichkeit der eingangs erwähnten Aufgabe besteht darin, dass die Kunststoffhülse aus einem vergleichsweise harten Kunststoff besteht und gegenüber der Ventilhülse abzudichtende Bereiche in Form von Umfangsnuten aufweist, die mit einem im Vergleich dazu weichen Kunststoff ausgefüllt sind, beispielsweise mittels eines Zweikomponentenspritzgussverfahrens. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Kunststoffhülse entweder als ein separates Einlegeteil ausgebildet sein oder an die Führungshülse angespritzt sein, so dass beide Teile ein einheitliches Bauteil bilden.Another possible solution to the above-mentioned problem is that the plastic sleeve consists of a comparatively hard plastic and relative to the valve sleeve to be sealed areas in the form of circumferential grooves which are filled with a comparatively soft plastic, for example by means of a two-component injection molding. Also in this embodiment, the plastic sleeve may be formed either as a separate insert or molded onto the guide sleeve, so that both parts form a unitary component.

Anstatt die Umfangsnuten der Kunststoffhülse im Zweikomponentenspritzgussverfahren bei der Herstellung der Kunststoffhülse auszufüllen, ist es auch möglich, die Umfangsnuten erst nach dem Zusammenbau des Steuerventils durch Einspritzen des relativ weichen Kunststoffs auszufüllen. Der relativ weiche Kunststoff ist vorzugsweise ein Elastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer.Instead of filling the circumferential grooves of the plastic sleeve in the two-component injection molding process in the production of the plastic sleeve, it is also possible to fill the circumferential grooves only after the assembly of the control valve by injecting the relatively soft plastic. The relatively soft plastic is preferably an elastomer, in particular a thermoplastic elastomer.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Steuerventils für ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, welches eine Ventilhülse aufweist, die in einen Hohlraum einer Nockenwelle ragt, wobei die Ventilhülse radial innen eine Bohrung mit einer Innenoberfläche aufweist, wobei in der Bohrung der Ventilhülse koaxial eine Führungshülse aus Metall angeordnet ist, wobei radial zwischen der Ventilhülse und der Führungshülse eine Kunststoffhülse angeordnet ist, wobei radial innerhalb der Führungshülse ein Steuerkolben axial verschiebbar angeordnet ist, und bei dem mittels des Steuerkolbens in Abhängigkeit von dessen axialer Position Radialbohrungen in der Ventilhülse, Freiräume in der Kunststoffhülse und Radialbohrungen in der Führungshülse wechselweise mit dem Nockenwellenverstellsystem verbindbar sind.The invention also relates to a method for producing a control valve for a central valve of a camshaft adjusting a reciprocating internal combustion engine, which has a valve sleeve which projects into a cavity of a camshaft, wherein the valve sleeve radially inside a bore having an inner surface, wherein in the bore of the valve sleeve coaxial a guide sleeve made of metal is arranged, wherein a plastic sleeve is arranged radially between the valve sleeve and the guide sleeve, wherein radially within the guide sleeve, a control piston is arranged axially displaceable, and in which by means of the control piston in dependence on its axial position radial bores in the valve sleeve, free spaces in the plastic sleeve and radial bores in the guide sleeve alternately with the camshaft adjustment system are connectable.

Zur Lösung der verfahrensbezogenen Aufgabe ist vorgesehen, dass das Steuerventil nach dem Zusammenbau einer Wärmebehandlung bei einer Plastifizierungstemperatur unterzogen wird, welche oberhalb der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine, aber unterhalb der Schmelztemperatur der Kunststoffkomponenten liegt.To solve the method-related object is provided that the control valve is subjected after assembly of a heat treatment at a plasticizing temperature, which is above the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine, but below the melting temperature of the plastic components.

Während dieses Wärmebehandlungsprozesses wird die Kunststoffhülse auf maximale Volumenvergrößerung beansprucht und dabei plastifiziert. Die Kunststoffkomponenten der Kunststoffhülse passen sich dabei formgebend an die Umgebung an, indem die Kunststoffkomponenten geringfügig fließen. Die Führungshülse verändert dabei kaum ihren Durchmesser, so dass die axiale Gängigkeit des Steuerkolbens erhalten bleibt, auch bei der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Durch diese einfache Wärmebehandlung wird eine sehr gute Abdichtung zwischen der Kunststoffhülse und der Ventilhülse erreicht, ohne dass fertigungstechnisch aufwendige enge Toleranzen zwischen den Bauelementen des Steuerventils erforderlich sind.During this heat treatment process, the plastic sleeve is subjected to maximum volume increase and thereby plasticized. The plastic components of the plastic sleeve adapt to the surrounding shape by the plastic components flow slightly. The guide sleeve hardly changes its diameter, so that the axial movement of the control piston is maintained, even at the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine. By this simple heat treatment, a very good seal between the plastic sleeve and the valve sleeve is achieved without manufacturing technically complex close tolerances between the components of the control valve are required.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weitere erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained below with reference to several embodiments shown in the accompanying drawings further. In the drawing shows

1 eine Schnittdarstellung eines Steuerventils gemäß dem Stand der Technik, 1 a sectional view of a control valve according to the prior art,

2 ein erfindungsgemäßes Steuerventil gemäß einer ersten Ausführungsform, 2 a control valve according to the invention according to a first embodiment,

3 das erfindungsgemäße Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform, und 3 the control valve according to the invention according to a second embodiment, and

4 das erfindungsgemäße Steuerventil gemäß einer dritten Ausführungsform. 4 the control valve according to the invention according to a third embodiment.

Das Steuerventil 1 gemäß 1 entspricht dem eingangs genannten Stand der Technik und weist eine Ventilhülse 2 auf, die mit Radialbohrungen 3a, 3b, 3c, 3d versehen ist, um Druckmittel von einem Zulaufanschluss des Steuerventils zu Arbeitsanschlüssen zu leiten. Die Ventilhülse 2 weist einen Innenraum mit einer radialen Innenoberfläche 4 auf, die eine Kunststoffhülse 9 und eine Führungshülse 5 aus Metall aufnimmt, wobei die Kunststoffhülse 9 als Einlegeteil ausgebildet sein kann oder an die Führungshülse 5 angespritzt ausgebildet ist. Die Kunststoffhülse 9 besteht aus seinem relativ harten Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff.The control valve 1 according to 1 corresponds to the aforementioned prior art and has a valve sleeve 2 on, with radial holes 3a . 3b . 3c . 3d is provided to direct pressure fluid from an inlet port of the control valve to working ports. The valve sleeve 2 has an interior with a radial inner surface 4 on that a plastic sleeve 9 and a guide sleeve 5 made of metal, the plastic sleeve 9 may be formed as an insert or to the guide sleeve 5 is formed molded. The plastic sleeve 9 consists of its relatively hard plastic, especially a thermoplastic.

Die Führungshülse 5 weist eine radiale Außenoberfläche 6 auf, über welche die Kunststoffhülse 9 geschoben ist, wenn die Kunststoffhülse 9 als Einlegeteil ausgebildet ist, oder an welche die Kunststoffhülse 9 anspritzt ist und somit zusammen mit der Führungshülse 5 ein einheitliches Bauteil bildet. Die Führungshülse 5 weist Radialbohrungen 8a, 8b, 8c, 8d auf, die über Freiräume 10a, 10b in der Kunststoffhülse 9 mit den Radialbohrungen 3a, 3b, 3c, 3 in der Ventilhülse 2 kommunizieren. Die Kunststoffhülse 9 gemäß 1 lässt gegenüber der Ventilhülse 2 und der Führungshülse 5 abzudichtende Bereiche erkennen, zwischen denen die Freiräume 10a, 10b angeordnet sind.The guide sleeve 5 has a radial outer surface 6 on, over which the plastic sleeve 9 is pushed when the plastic sleeve 9 is designed as an insert, or to which the plastic sleeve 9 is injected and thus together with the guide sleeve 5 forms a unitary component. The guide sleeve 5 has radial bores 8a . 8b . 8c . 8d up, over the open spaces 10a . 10b in the plastic sleeve 9 with the radial bores 3a . 3b . 3c . 3 in the valve sleeve 2 communicate. The plastic sleeve 9 according to 1 leaves opposite the valve sleeve 2 and the guide sleeve 5 To recognize areas to be sealed, between which the free spaces 10a . 10b are arranged.

Die Führungshülse 5 weist radial innen eine zur Längsachse des Steuerventils 1 koaxiale zylindrische Bohrung 7 auf, in der ein Steuerkolben 11 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Steuerkolben 11 ist an einem axialen Ende mit einem Kopf 12 versehen, auf den ein nicht dargestelltes und allgemein bekanntes Betätigungselement zum axialen Verschieben des Steuerkolbens 11 wirkt. Axial zwischen ringförmige Steuervorsprünge 13a, 13b am Steuerkolben 11 ist ein Ringraum 14 ausgebildet, der je nach Stellung des Steuerkolbens 11 mit einer der Radialbohrungen 8a, 8b, 8c, 8d in der Führungshülse 5 strömungstechnisch kommuniziert.The guide sleeve 5 has radially inward to the longitudinal axis of the control valve 1 coaxial cylindrical bore 7 on, in which a control piston 11 is arranged axially displaceable. The control piston 11 is at one axial end with a head 12 provided on the one unillustrated and well-known actuator for axially displacing the control piston 11 acts. Axially between annular control projections 13a . 13b on the control piston 11 is an annulus 14 formed, depending on the position of the control piston 11 with one of the radial bores 8a . 8b . 8c . 8d in the guide sleeve 5 fluidically communicates.

Zwischen einem Absatz am Steuerkolben 11 und einem Federlager 15 ist eine Druckfeder 16 angeordnet, die den Steuerkolben 11 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung in Anlage an einen kolbenkopfnahen Sicherungsring 17 hält. Benachbart zum Federlager 15 ist die Ventilhülse 2 durch eine Abschlussplatte 18 verschlossen. Die Abschlussplatte 18 ist gegenüber der Ventilhülse 2 durch ein Dichtelement 19 aus Kunststoff abgedichtet, das an die Abschlussplatte 18 angespritzt sein kann.Between a paragraph on the control piston 11 and a spring bearing 15 is a compression spring 16 arranged, which the control piston 11 in the position shown in the drawing in contact with a piston head near retaining ring 17 holds. Adjacent to the spring bearing 15 is the valve sleeve 2 through a cover plate 18 locked. The end plate 18 is opposite the valve sleeve 2 through a sealing element 19 made of plastic sealed to the end plate 18 can be injected.

Erfindungsgemäß wird die Kunststoffhülse 9, ob nun als Einlegeteil ausgebildet oder an die Führungshülse 5 anspritzt, mit einer Übergangs- oder Presspassung in Bezug zur Innenoberfläche 4 der Ventilhülse 2 hergestellt und so in die Ventilhülse 2 eingefügt. Nach dem vollständigen Zusammenbau des Steuerventils 1, wie es in 1 dargestellt ist, wird es einer Wärmebehandlung bei einer Plastifizierungstemperatur unterzogen, die oberhalb der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine aber unterhalb der Schmelztemperatur der Kunststoffkomponenten liegt. Hierdurch fließt der Kunststoff der Kunststoffhülse 9 geringfügig, ohne die Führungshülse 5 zu verformen. Nach dem Abkühlung des Steuerventils 1 bleibt die Verformung der Kunststoffhülse 9 erhalten, auch bei der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine, so dass die notwendige leichte axiale Beweglichkeit des Steuerkolbens 11 erhalten bleibt und gleichzeitig Leckagen in den abzudichtenden Bereichen der Kunststoffhülse 9 vermieden werden. Demnach lassen sich die Einzelteile des Steuerventils 1 mittels eines kostengünstigen Herstellungsprozesses mit geringen Ansprüchen an die einzuhaltenden Toleranzen herstellen.According to the plastic sleeve 9 , whether designed as an insert or to the guide sleeve 5 injected, with a transition or interference fit in relation to the inner surface 4 the valve sleeve 2 manufactured and so in the valve sleeve 2 inserted. After the complete assembly of the control valve 1 as it is in 1 is shown, it is subjected to a heat treatment at a plasticizing temperature, which is above the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine but below the melting temperature of the plastic components. As a result, the plastic of the plastic sleeve flows 9 slightly, without the guide sleeve 5 to deform. After cooling the control valve 1 the deformation of the plastic sleeve remains 9 obtained, even at the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine, so that the necessary slight axial movement of the control piston 11 maintains and simultaneously leaks in the sealed areas of the plastic sleeve 9 be avoided. Accordingly, the items of the control valve can be 1 produce by means of a cost-effective manufacturing process with low demands on the tolerances to be met.

2 zeigt ein Steuerventil 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform, welches sich von dem Steuerventil 1 gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass die Kunststoffhülse 9 aus einem relativ harten Trägerkunststoff besteht und wenigstens bereichsweise eine Ummantelung 20 aus einem weicheren Kunststoff aufweist. Alle weiteren Elemente des Steuerventils 1', die mit denen der Ausführungsform gemäß 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugziffern versehen. 2 shows a control valve 1' according to a second embodiment, which differs from the control valve 1 according to 1 this distinguishes that the plastic sleeve 9 consists of a relatively hard carrier plastic and at least partially a sheath 20 made of a softer plastic. All other elements of the control valve 1' , which correspond to those of the embodiment according to 1 match, are provided with the same reference numerals.

Durch die Ummantelung 20 aus einem relativ weichen Kunststoff, der vorzugsweise ein Elastomer ist, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer, kann ein Zusammenbau des Steuerventils 1' mit verhältnismäßig großzügigen Toleranzen folgen. So kann der Zusammenbau mit einer Übergangs- oder Presspassung erfolgen, ohne dass dies zu einer Durchmesserverringerung der Führungshülse 5 führt, da der relativ weiche Kunststoff der Ummantelung 20 geringfügig fließt und somit die Toleranzen ausgleicht. Vorzugsweise wird jedoch das Steuerventil 1' gemäß 2 in gleicher Weise wie das Steuerventil 1 gemäß 1 einer entsprechenden Wärmebehandlung unterzogen, so dass auch in diesem Fall keine Auswirkungen auf die Gängigkeit des Steuerkolbens 11 zu befürchten sind.Through the jacket 20 From a relatively soft plastic, which is preferably an elastomer, in particular a thermoplastic elastomer, can be an assembly of the control valve 1' to follow with relatively generous tolerances. Thus, the assembly can be done with a transition or interference fit, without causing a reduction in the diameter of the guide sleeve 5 leads, as the relatively soft plastic of the sheath 20 flows slightly and thus compensates for the tolerances. Preferably, however, the control valve 1' according to 2 in the same way as the control valve 1 according to 1 subjected to a corresponding heat treatment, so that in this case, no effect on the movement of the control piston 11 to be feared.

3 zeigt ein Steuerventil 1'' gemäß einer dritten Ausführungsform. Hierbei sind nur die Bauelemente mit Bezugziffern versehen, mit denen der Unterschied gegenüber den Steuerventilen 1 und 1' gemäß den 1 und 2 erläutert wird. Das Steuerventil 1'' weist eine Kunststoffhülse 9 aus einem relativ harten Kunststoff auf, der als Einlegeteil ausgebildet ist oder an die Führungshülse 5 angespritzt ist. Die Innenoberfläche 4 der Ventilhülse 2 ist mit einer Beschichtung 21 aus einem relativen weichen Kunststoff versehen, vorzugsweise aus einem Elastomer, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer. Der Kunststoff der Beschichtung 21 ist in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß 2 nachgiebig, um Fertigungstoleranzen auszugleichen, ohne dass Rückwirkungen auf die Führungshülse 5 und deren Spiel gegenüber dem Steuerkolben 11 auftreten. Auch bei dieser Ausführungsform kann eine Wärmebehandlung der vorbeschriebenen Art vorgenommen werden. 3 shows a control valve 1'' according to a third embodiment. Here, only the components are provided with reference numerals, with which the difference with respect to the control valves 1 and 1' according to the 1 and 2 is explained. The control valve 1'' has a plastic sleeve 9 from a relatively hard plastic, which is designed as an insert or to the guide sleeve 5 is injected. The inner surface 4 the valve sleeve 2 is with a coating 21 made of a relatively soft plastic, preferably made of an elastomer, in particular of a thermoplastic elastomer. The plastic of the coating 21 is the same as in the embodiment according to 2 compliant to compensate for manufacturing tolerances, without repercussions on the guide sleeve 5 and their game against the control piston 11 occur. Also in this embodiment, a heat treatment of the type described above can be made.

4 zeigt ein Steuerventil 1''' gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Kunststoffhülse 9 ist in diesem Fall in den abzudichtenden Bereichen mit nach radial außen offenen Umfangsnuten 22 versehen, die mit einem relativ weichen Kunststoff 23 ausgefüllt sind. Dies kann mit dem Zweikomponentenspritzgussverfahren geschehen, wenn die Kunststoffhülse 9 als gesondertes Einlegeteil hergestellt wird, oder wenn die Führungshülse 5 an die Kunststoffhülse 9 angespritzt wird. Vorzugsweise wird das Steuerventil 1''' vollständig zusammengebaut, wie in 4 dargestellt, und die Umfangsnuten 22 werden durch die Ventilhülse 2 hindurch in geeigneter Weise mit dem relativ weichen Kunststoff 23 ausgespritzt. Auch bei dieser Ausführungsform lässt sich das Steuerventil 1''' in der beschriebenen Weise verwenden, oder es wird noch einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterzogen. 4 shows a control valve 1''' according to a third embodiment. The plastic sleeve 9 is in this case in the sealed areas with radially outwardly open circumferential grooves 22 provided with a relatively soft plastic 23 are filled. This can be done with the two-component injection molding process when the plastic sleeve 9 is manufactured as a separate insert, or when the guide sleeve 5 to the plastic sleeve 9 is injected. Preferably, the control valve 1''' fully assembled, as in 4 shown, and the circumferential grooves 22 be through the valve sleeve 2 through suitably with the relatively soft plastic 23 spouted. Also in this embodiment, the control valve can be 1''' in the manner described, or it is still subjected to a heat treatment according to the invention.

Es ergibt sich somit, dass sich mit vergleichsweise einfachen Mitteln Leckagen in den abzudichtenden Bereichen der Kunststoffhülse 9 gegenüber der Ventilhülse 2 und der Führungshülse 5 vermeiden lassen, wodurch eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht und eine verbesserte Funktion des Steuerventils erreicht wird.It thus follows that with comparatively simple means leaks in the sealed areas of the plastic sleeve 9 opposite the valve sleeve 2 and the guide sleeve 5 avoid, thereby enabling a more economical production and an improved function of the control valve is achieved.

Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.All the features mentioned in the preceding description of the figures, in the claims and in the introduction to the description can be used both individually and in any combination with one another. The invention is thus not limited to the described and claimed feature combinations, but all feature combinations are to be regarded as disclosed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Steuerventilcontrol valve
1'', 1'''1 '', 1 '' '
Steuerventilcontrol valve
22
Ventilhülsevalve sleeve
3a–3d3a-3d
Radialbohrungen in der VentilhülseRadial holes in the valve sleeve
44
Innenoberfläche des SteuerventilsInner surface of the control valve
55
Führungshülseguide sleeve
66
Außenoberfläche der FührungshülseOuter surface of the guide sleeve
77
Innenbohrung der FührungshülseInner bore of the guide sleeve
8a–8d8a-8d
Radialbohrungen in der FührungshülseRadial holes in the guide sleeve
99
Kunststoffhülse mit gegenüber Ventilhülse und Führungshülse abzudichtenden BereichenPlastic sleeve with respect to valve sleeve and guide sleeve sealed areas
10a, 10b10a, 10b
Freiräume in der KunststoffhülseFree spaces in the plastic sleeve
1111
Steuerkolbenspool
1212
Kopf des SteuerkolbensHead of the spool
13a, 13b13a, 13b
Ringförmige Steuervorsprünge am SteuerkolbenRing-shaped control projections on the control piston
1414
Ringraumannulus
1515
Federlagerspring camp
1616
Druckfedercompression spring
1717
Sicherungsringcirclip
1818
AbschlussplatteEnd plate
1919
Dichtelementsealing element
2020
Ummantelung der KunststoffhülseSheath of the plastic sleeve
2121
Beschichtung der Innenoberfläche der VentilhülseCoating of the inner surface of the valve sleeve
2222
Umfangsnuten der KunststoffhülseCircumferential grooves of the plastic sleeve
2323
Kunststofffüllung der UmfangsnutenPlastic filling of the circumferential grooves

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012218802 A1 [0002] DE 102012218802 A1 [0002]

Claims (10)

Steuerventil (1') für ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellsystems einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei das Steuerventil (1') eine Ventilhülse (2) aufweist, die in einen Hohlraum einer Nockenwelle ragt, wobei die Ventilhülse (2) radial innen eine Bohrung mit einer Innenoberfläche (4) aufweist, wobei in der Bohrung der Ventilhülse (2) koaxial eine Führungshülse (5) aus Metall angeordnet ist, wobei radial zwischen der Ventilhülse (2) und der Führungshülse (5) eine Kunststoffhülse (9) angeordnet ist, wobei radial innerhalb der Führungshülse (5) ein Steuerkolben (11) axial verschiebbar angeordnet ist, und bei dem mittels des Steuerkolbens (11) in Abhängigkeit von dessen axialer Position Radialbohrungen (3a, 3b, 3c, 3d) in der Ventilhülse (2), Freiräume (10a, 10b) in der Kunststoffhülse (9) und Radialbohrungen (8a, 8b, 8c, 8d) in der Führungshülse (5) wechselweise mit dem Nockenwellenverstellsystem verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) aus einem vergleichsweise harten Trägerkunststoff besteht, und dass die Kunststoffhülse (9) wenigstens bereichsweise eine Ummantelung (20) aus einem im Vergleich dazu weicheren Kunststoff aufweist.Control valve ( 1' ) for a central valve of a camshaft adjusting system of a reciprocating internal combustion engine, wherein the control valve ( 1' ) a valve sleeve ( 2 ), which projects into a cavity of a camshaft, wherein the valve sleeve ( 2 ) radially inside a bore with an inner surface ( 4 ), wherein in the bore of the valve sleeve ( 2 ) coaxially a guide sleeve ( 5 ) is arranged made of metal, wherein radially between the valve sleeve ( 2 ) and the guide sleeve ( 5 ) a plastic sleeve ( 9 ) is arranged, wherein radially within the guide sleeve ( 5 ) a control piston ( 11 ) is arranged axially displaceable, and in which by means of the control piston ( 11 ) depending on its axial position radial bores ( 3a . 3b . 3c . 3d ) in the valve sleeve ( 2 ), Open spaces ( 10a . 10b ) in the plastic sleeve ( 9 ) and radial bores ( 8a . 8b . 8c . 8d ) in the guide sleeve ( 5 ) are alternately connectable to the camshaft adjustment system, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) consists of a comparatively hard carrier plastic, and that the plastic sleeve ( 9 ) at least partially a sheath ( 20 ) has a softer compared to plastic. Steuerventil (1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) ein Zweikomponentenspritzgussteil ist.Control valve ( 1' ) according to claim 1, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) is a two-component injection molded part. Steuerventil (1'') nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (4) der Ventilhülse (2) eine Beschichtung (21) aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff aufweist, und dass die Kunststoffhülse (9) aus einem im Vergleich dazu harten Kunststoff besteht.Control valve ( 1'' ) according to the preamble of claim 1, characterized in that the inner surface ( 4 ) of the valve sleeve ( 2 ) a coating ( 21 ) made of a relatively soft plastic, and that the plastic sleeve ( 9 ) consists of a comparatively hard plastic. Steuerventil (1''') nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) aus einem vergleichsweise harten Kunststoff besteht und gegenüber der Ventilhülse (2) abzudichtende Bereiche in Form von Umfangsnuten (22) aufweist, die mit einem im Vergleich dazu weichen Kunststoff (23) ausgefüllt sind.Control valve ( 1''' ) according to the preamble of claim 1, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) consists of a comparatively hard plastic and opposite the valve sleeve ( 2 ) to be sealed areas in the form of circumferential grooves ( 22 ), which in comparison with a soft plastic ( 23 ) are filled out. Steuerventil (1', 1'', 1''') nach der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) als ein separates Einlegeteil ausgebildet ist.Control valve ( 1' . 1'' . 1''' ) according to claims 1 to 4, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) is formed as a separate insert. Steuerventil (1', 1'', 1''') nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) an die Führungshülse (5) angespritzt ist, und dass diese zusammen ein einheitliches Bauteil bilden.Control valve ( 1' . 1'' . 1''' ) according to claim 5, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) to the guide sleeve ( 5 ) and that together form a unitary component. Steuerventil (1''') nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten (22) nach dem Zusammenbau des Steuerventils (1''') durch Einspritzen des vergleichsweise weichen Kunststoffs (23) ausgefüllt sind.Control valve ( 1''' ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the circumferential grooves ( 22 ) after assembly of the control valve ( 1''' ) by injecting the relatively soft plastic ( 23 ) are filled out. Steuerventil (1', 1'', 1''') nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vergleichsweise weiche Kunststoff (23) ein Elastomer, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer ist.Control valve ( 1' . 1'' . 1''' ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the comparatively soft plastic ( 23 ) is an elastomer, in particular a thermoplastic elastomer. Verfahren zur Herstellung eines Steuerventils (1, 1', 1'', 1''') nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (1, 1', 1'', 1''') nach dem Zusammenbau einer Wärmebehandlung bei einer Plastifizierungstemperatur unterzogen wird, welche oberhalb der Betriebstemperatur in der Hubkolbenbrennkraftmaschine, aber unterhalb der Schmelztemperatur der Kunststoffkomponenten liegt.Method for producing a control valve ( 1 . 1' . 1'' . 1''' ) according to the preamble of claim 1 or any one of claims 1 to 8, characterized in that the control valve ( 1 . 1' . 1'' . 1''' ) after assembly is subjected to a heat treatment at a plasticizing temperature which is above the operating temperature in the reciprocating internal combustion engine but below the melting temperature of the plastic components. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse (9) mit Übergangs- oder Presspassung in die Ventilhülse (2) eingefügt wird.Method according to claim 9, characterized in that the plastic sleeve ( 9 ) with transition or interference fit into the valve sleeve ( 2 ) is inserted.
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