DE102017113622A1

DE102017113622A1 - Filter-Rückschlagventil-Kombination sowie Verfahren zur Herstellung einer Filter-Rückschlagventil-Kombination

Info

Publication number: DE102017113622A1
Application number: DE102017113622.3A
Authority: DE
Inventors: Gustavo de Oliveira Figueiredo; Jens Hoppe
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) für beispielsweise ein Wegeventil eines Nockenwellenverstellers. Die Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) umfasst ein durchgehendes, zu einem Ring geformtes Blechband (5) mit einer ersten Lage (11) und einer zweiten Lage (12) sowie mit einem Filterabschnitt (6) und einem Rückschlagventilabschnitt (7), wobei der Filterabschnitt (6) und der Rückschlagventilabschnitt (7) unterschiedlichen Lagen (11, 12) zugeordnet sind. Aus dem Stand der Technik bekannte Filter-Rückschlagventil-Kombinationen können als nachteilig hinsichtlich der Herstellungskosten empfunden werden. Die Erfindung umfasst ein durchgehendes, zu einem Ring geformtes Blechband (5) mit einer ersten Lage (11) und einer zweiten Lage (12), wobei die erste Lage (11) über eine Biegekante (10) in die zweite Lage (12) übergeht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination, die dazu geeignet ist, einen Hydraulikmittelfluss durch einen Hydraulikmittelanschluss beispielsweise eines Wegeventils entweder freizugeben oder zu sperren. Alternativ kann die Filter-Rückschlagventil-Kombination auch mit anderen Hydraulikelementen verwendet werden.
Eine derartige Filter-Rückschlagventil-Kombination ist aus der US 2010/ 0 243 085 A2 bekannt. Gezeigt ist ein durchgehendes, zu einem Ring geformtes Blechband mit einer ersten Lage und einer zweiten Lage sowie mit einem Filterabschnitt und einem Rückschlagventilabschnitt, wobei der Filterabschnitt und der Rückschlagventilabschnitt unterschiedlichen Lagen zugeordnet sind. Die erste und die zweite Lage werden geformt, indem das Blechband zweifach um den Umfang des aufnehmenden Bauteils gewickelt wird. Aus dem Material des Blechbandes herausgeformte Zungen bilden die Schließkörper des Rückschlagventilabschnitts. In einigen Anwendungen kann die gezeigte Ausführungsform als nachteilig empfunden werden, weil eine Sicherung gegen Verdrehen erforderlich ist.
Eine weitere Filter-Rückschlagventil-Kombination zeigt die US 2016/ 0 201 822 A1 Im Unterschied zur eingangs dargestellten Ausführungsform werden die erste und die zweite Lage geformt, indem ein separates Blechstück als Rückschlagventilabschnitt mittels formschlüssigen Fügens mit dem ringförmigen Filterabschnitt verbunden wird. In einigen Anwendungen kann die gezeigte Ausführung als nachteilig empfunden werden, weil ein Fügen der zweiteiligen Kombination Herstellungskosten verursacht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Filter-Rückschlagventil-Kombination zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich der Herstellungskosten optimiert ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Filter-Rückschlagventil-Kombination bereitzustellen sowie ein Wegeventil mit einer solchen Filter-Rückschlagventil-Kombination.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Filter-Rückschlagventil-Kombination umfassend ein durchgehendes, zu einem Ring geformtes Blechband mit einer ersten Lage und einer zweiten Lage sowie mit einem Filterabschnitt und einem Rückschlagventilabschnitt, wobei der Filterabschnitt und der Rückschlagventilabschnitt unterschiedlichen Lagen zugeordnet sind. Die erste Lage geht über eine Biegekante in die zweite Lage über.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht vorteilhaft die Herstellung einer Filter-Rückschlagventil-Kombination aus einem durchgehenden Blechband, wodurch ein Fügen zweier Teile vermieden wird.
Die erste Lage kann demnach nach der Art eines Falzes von der ersten Lage in die zweite Lage übergehen, also durch Abkanten und Zudrücken. Die Enden des Blechbandes, das zu einem Ring geformt die erste Lage und die zweite Lage bildet, können stoffschlüssig verbunden sein.
Nach dem Biegen entlang der Biegekante ist die zweite Lage radial von der ersten Lage beabstandet und liegt zumindest teilweise auf der ersten Lage auf. Die Überdeckung ist abhängig von der Größe einer vom Rückschlagventil zu schließenden Öffnung, also der Filterfläche des Filters des Filterabschnitts. Der Filter des Filterabschnitts kann mittels chemischem Ätzen (chemical etching) hergestellt werden oder mithilfe eines Laser-Fertigungsverfahrens. Rückschlagventilabschnitt und Filterabschnitt sind derart angeordnet, dass der Filterabschnitt stromaufwärts liegt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination, wobei ein Verschlusskörper des Rückschlagventilabschnitts in Anlage gebracht werden kann mit einem Filter des Filterabschnitts. Der Verschlusskörper überdeckt also die Filterfläche und kann ein Rückfließen von Hydraulikmittel in Sperrrichtung unterbinden. Bei einer Anwendung zur Steuerung eines Nockenwellenverstellers kann mithilfe des Rückschlagventils unterbunden werden, dass Druckschwankungen des Hydraulikmittels negativ auf die Steuerbarkeit des Nockenwellenverstellers wirken.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination, wobei der Verschlusskörper und der Rückschlagventilabschnitt relativ zueinander nicht beweglich sind. Nicht vorgesehen sind somit Klappen, Zungen oder dergleichen, die in der Regel eine Orientierung der Filter-Rückschlagventil-Kombination entlang des Umfangs erforderlich machen. Darüber hinaus kann die Filterfläche vergrößert werden, weil das Erfordernis einer für jede Klappe, Zunge oder dergleichen separat vorzusehenden Anlage- und Dichtfläche entfällt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination, wobei der Rückschlagventilabschnitt den Verschlusskörper und Mittel zur - bezogen auf das zu einem Ring geformte Blechband - axialen Orientierung des Rückschlagventilabschnitts umfasst. Mithilfe der axialen Orientierung kann die Lage der Filter-Rückschlagventil-Kombination unaufwendig sichergestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung betrifft eine Filter-Rückschlagventil-Kombination, wobei der Rückschlagventilabschnitt den Verschlusskörper und - in Bereichen, die nicht in Überdeckung mit dem Filter gebracht werden können - Aussparungen aufweist. Auf diese Weise wird im geöffneten Zustand des Rückschlagventils der Durchfluss des Hydraulikmittels erleichtert.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Wegeventil mit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination nach einer der vorangehenden Ausführungen, wobei die Filter-Rückschlagventil-Kombination in einer entlang des Umfangs des Wegeventils verlaufenden Nut angeordnet ist, in die zumindest eine Öffnung des Wegeventils mündet. Über die Öffnung kann Hydraulikmittel von der Hydraulikmittelquelle oder einem hydraulischen Aktuator, wie beispielsweise einem Nockenwellenversteller, dem Wegeventil zugeführt werden. Neben einer Anwendung mit einem Wegeventil ist allerdings auch eine Verwendung mit einem anderen Hydraulikelement denkbar, insbesondere aus dem Bereich des Hydraulikmittelkreislaufes eines Verbrennungsmotors.
Eine vorteilhafte Ausführung betrifft eine Wegeventil mit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination, wobei die entlang des Umfangs des Wegeventils verlaufende Nut ein Stufe aufweist, gegen die sich der Filterabschnitt abstützt, und wobei der Rückschlagventilabschnitt in Richtung Nutgrund verlagerbar ist. Die Mittel zur axialen Orientierung sind vorzugsweise an einer minimalen Breite der Nut ausgerichtet. Auf diese Weise kann ein zuverlässiges Öffnen des Schließkörpers ermöglicht werden, wobei die Filter-Rückschlagventil-Kombination zugleich gegen ein axiales Verrutschen gesichert ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der Filter-Rückschlagventil-Kombination mithilfe der folgenden Schritte:

- Biegen des Blechbandes entlang der Biegekante, so dass der Verschlusskörper des Rückschlagventilabschnitts den Filter des Filterabschnitts überdeckt und so dass die erste und die zweite Lage des Blechbandes gebildet werden;
- Formung des zweilagigen Blechbandes zu einem Ring;
- stoffschlüssiges Verbinden der Enden des Blechbandes.

Die erste Lage geht demnach nach der Art des Falzens von der ersten Lage in die zweite Lage über, also durch Abkanten und Zudrücken. Mit Blick auf die Herstellungskosten auf vorteilhafte Weise kann somit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination hergestellt werden; insbesondere entfällt ein Fügen des Rückschlagventilabschnitts und des Filterabschnitts.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt

1 eine Hydraulikeinheit eines Wegeventils mit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination;
2 ein Blechband der Filter-Rückschlagventil-Kombination;
3 eine erste und eine zweite Lage des entlang einer Biegekante gebogenen Blechbandes;
4 das zu einem Ring geformte Blechband;
5 eine Axialsicherung des zu einem Ring geformten Blechbandes aus 4 und
6 einen Querschnitt einer die Filter-Rückschlagventil-Kombination aufnehmenden Nut des Wegeventils aus 1.

In 1 ist ein Hydraulikteil 1 eines aus Hydraulikteil 1 und Elektromagnetteil (nicht gezeigt) bestehenden Wegeventils 2 dargestellt. Das Wegeventil 2 weist drei Anschlüsse auf, die in radialer Richtung in den Hohlraum (nicht dargestellt) des Wegeventils 2 münden. Dabei schließen zwei Arbeitsanschlüsse A, B einen Versorgungsanschluss P ein. Über den Versorgungsanschluss P kann Hydraulikmittel aus dem allgemeinen Hydraulikmittelkreislauf dem Wegeventil 2 zugeführt und anschließend hydraulisch entweder zum Arbeitsanschluss A oder zum Arbeitsanschluss B oder zu beiden geleitet werden. Um das Wegeventil 2 vor Verunreinigungen zu schützen ist dem Versorgungsanschluss P ein Filter 3 vorgeordnet, der gemeinsam mit einem Rückschlagventil (nicht dargestellt) zu einer Filter-Rückschlagventil-Kombination 4 zusammengefasst ist.
Die 2 zeigt ein aus Stahl bestehendes Blechband 5 der Filter-Rückschlagventil-Kombination 4 im Ausgangszustand. Das Blechband 5 besteht aus einem Filterabschnitt 6 und einem Rückschlagventilabschnitt 7, der einen Verschlusskörper 8 und Mittel zur - bezogen auf das zu einem Ring geformte Blechband nach Montage - axialen Orientierung 9 des Rückschlagventilabschnitts 7 umfasst.
Die 3 veranschaulicht einen ersten Schritt des Herstellungsverfahrens. Das Blechband 5 wird entlang einer Biegekante 10 gebogen, also abgekantet und zugedrückt. Die Lage der Biegekante 10 wird so gewählt, dass der Verschlusskörper 8 des Rückschlagventilabschnitts 7 einen Filter 3 (siehe 2) des Filterabschnitts 6 überdeckt und dass die erste und die zweite Lage 11, 12 des Blechbandes 5 gebildet werden. Der Filter 3 des Filterabschnitts 6 wird mittels chemischem Ätzen hergestellt.
Die 4 veranschaulicht das Ergebnis eines zweiten und eines dritten Schritts des Herstellungsverfahrens. Das zweilagige Blechband 5 ist zunächst zu einem Ring geformt worden; anschließend werden die Enden 13 des zweilagigen Blechbandes 5 stoffschlüssig mittels Schweißen verbunden. Nach Fertigstellung ist der Verschlusskörper 8 des Rückschlagventilabschnitts 7 am Innenumfang 14 des zu einem Ring geformten zweilagigen Blechbandes 5 angeordnet und kann einen Hydraulikmittelstrom durch den Filter 3 nach radial innen freigeben 15 und nach radial außen sperren. Der Verschlusskörper 8 kann also federnd nach radial innen verlagert werden.
Die 5 zeigt das zweilagige Blechband 5 aus 4 aus einer anderen Perspektive. Neben dem Verschlusskörper 8 sind Erweiterungen als Mittel zur axialen Orientierung 9 des Rückschlagventilabschnitts 7 dargestellt. Zwischen den Mitteln zur axialen Orientierung 9 sind Aussparungen 16 angeordnet, die in Bereichen vorgesehen sind, die nicht in Überdeckung mit dem Filter 3 gebracht werden können. Auf diese Weise wird im geöffneten Zustand des Rückschlagventils der Durchfluss des Hydraulikmittels erleichtert. An der Biegekante 10 ist eine Schlaufe 17 erkennbar, die eine übermäßige Materialbelastung infolge des Biegens vermeidet.
6 zeigt einen Querschnitt einer die Filter-Rückschlagventil-Kombination 4 aufnehmenden Nut 18 des Wegeventils 2 aus 1. Die zuvor beschriebene Filter-Rückschlagventil-Kombination 4 ist in einer entlang des Umfangs des Wegeventils 2 verlaufenden Nut 18 angeordnet, in die zumindest eine Öffnung 19 des Wegeventils mündet. Über die Öffnung 19 kann Hydraulikmittel von einer Hydraulikmittelquelle dem Wegeventil zugeführt werden. Die entlang des Umfangs des Wegeventils 2 verlaufende Nut 18 weist eine Stufe 20 auf, gegen die sich der Filterabschnitt 6 abstützt, wobei der Rückschlagventilabschnitt 7 in Richtung Nutgrund 21 verlagerbar ist. Die Mittel zur axialen Orientierung 9 sind an einer minimalen Breite der Nut 18 ausgerichtet. Auf diese Weise kann ein Öffnen des Verschlusskörpers 8 ermöglicht werden, wobei die Filter-Rückschlagventil-Kombination 4 zugleich gegen ein axiales Verrutschen gesichert ist.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikteil des Wegeventils
2: Wegeventil
3: Filter
4: Filter-Rückschlagventil-Kombination
5: Blechband
6: Filterabschnitt
7: Rückschlagventilabschnitt
8: Verschlusskörper
9: Mittel zur axialen Orientierung
10: Biegekante
11: erste Lage
12: zweite Lage
13: Ende
14: Innenumfang
15: Freigabe nach radial innen
16: Aussparung
17: Schlaufe
18: Nut
19: Öffnung
20: Stufe
21: Nutgrund

Claims

Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) umfassend ein durchgehendes, zu einem Ring geformtes Blechband (5) mit einer ersten Lage (11) und einer zweiten Lage (12) sowie mit einem Filterabschnitt (6) und einem Rückschlagventilabschnitt (7), wobei der Filterabschnitt (6) und der Rückschlagventilabschnitt (7) unterschiedlichen Lagen (11, 12) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (11) über eine Biegekante (10) in die zweite Lage (12) übergeht.
Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusskörper (8) des Rückschlagventilabschnitts (7) in Anlage gebracht werden kann mit einem Filter (3) des Filterabschnitts (6).
Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (8) und der Rückschlagventilabschnitt (7) relativ zueinander nicht beweglich sind.
Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilabschnitt (7) den Verschlusskörper (8) und Mittel zur - bezogen auf das zu einem Ring geformte Blechband - axialen Orientierung (9) des Rückschlagventilabschnitts (7) umfasst.
Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagventilabschnitt (7) den Verschlusskörper (8) und - in Bereichen, die nicht in Überdeckung mit dem Filter gebracht werden können - Aussparungen (16) aufweist.
Wegeventil (2) mit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) in einer entlang des Umfangs des Wegeventils (2) verlaufenden Nut (18) angeordnet ist, in die zumindest eine Öffnung (19) des Wegeventils (2) mündet.
Wegeventil (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang des Umfangs des Wegeventils (2) verlaufende Nut (18) ein Stufe (20) aufweist, gegen die sich der Filterabschnitt (6) abstützt, und dass der Rückschlagventilabschnitt (7) in Richtung Nutgrund (21) verlagerbar ist.
Wegeventil (2) nach Anspruch 7 mit einer Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur axialen Orientierung (9) an einer minimalen Breite der Nut (18) ausgerichtet sind.
Verfahren zur Herstellung der Filter-Rückschlagventil-Kombination (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Biegen des Blechbandes (5) entlang der Biegekante (10), so dass der Verschlusskörper (8) des Rückschlagventilabschnitts (7) den Filter (3) des Filterabschnitts (6) überdeckt und so dass die erste und die zweite Lage (11, 12) des Blechbandes (5) gebildet werden; - Formung des zweilagigen Blechbandes (5) zu einem Ring; - stoffschlüssiges Verbinden der Enden (13) des Blechbandes (5).