DE102020124268A1 - Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve - Google Patents

Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve Download PDF

Info

Publication number
DE102020124268A1
DE102020124268A1 DE102020124268.9A DE102020124268A DE102020124268A1 DE 102020124268 A1 DE102020124268 A1 DE 102020124268A1 DE 102020124268 A DE102020124268 A DE 102020124268A DE 102020124268 A1 DE102020124268 A1 DE 102020124268A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
designed
piston part
hydraulic valve
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102020124268.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Günther Benischek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eco Holding 1 GmbH
Original Assignee
Eco Holding 1 GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eco Holding 1 GmbH filed Critical Eco Holding 1 GmbH
Priority to DE102020124268.9A priority Critical patent/DE102020124268A1/en
Publication of DE102020124268A1 publication Critical patent/DE102020124268A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0716—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides with fluid passages through the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F16K3/314—Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben eines Hydraulikventil, wobei der Kolben (12) quasi hohlzylinderförmig ausgeführt ist, und wobei der Kolben (12) in einem sich entlang einer Längsachse (16) eines Gehäuses (14) des Hydraulikventils (10) erstreckenden Hohlraum (18) axial bewegbar ist, wobei entsprechend einer Positionierung des Kolbens (12) verschiedene Anschlüsse (A, B, T1) des Gehäuses (14) geöffnet und gesperrt werden, die durchströmbar mit dem Hohlraum (18) verbunden sind, und wobei das Hydraulikventil (10) mit Hilfe eines Signalelementes hydraulisch betätigbar ist, und wobei der Kolben (12) in Form eines Hybridkolben bestehend aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen ausgeführt ist, und wobei der Kolben (12) an seinem Kolbenmantel (68) zumindest eine Versorgungsöffnung (50) aufweist, über die Hydraulikfluid aus den Anschlüssen (A, B) in einen Kolbenhohlraum (40) des Kolbens (12) und vice versa strömen kann. Erfindungsgemäß ist ein erstes Kolbenteil (54), welches zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildet ist, aus einem ersten Werkstoff ausgebildet, und ein zweites Kolbenteil (56), welches zur Öffnung und Schließung der Anschlüsse (A, B, T1) ausgeführt ist, aus einem zweiten Werkstoff ausgebildet ist, wobei das erste Kolbenteil (54) sich in Richtung der Längsachse (16) ausgehend von seiner zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildeten Kontaktfläche (58) über die Versorgungsöffnung (50) hinaus erstreckend ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hydraulikventil (10).The invention relates to a piston of a hydraulic valve, the piston (12) being in the form of a quasi hollow cylinder, and the piston (12) being located in a cavity (18) extending along a longitudinal axis (16) of a housing (14) of the hydraulic valve (10). can be moved axially, with various connections (A, B, T1) of the housing (14) being opened and closed depending on the positioning of the piston (12), which are connected to the cavity (18) so that there can be a flow, and with the hydraulic valve (10) can be actuated hydraulically with the aid of a signal element, and wherein the piston (12) is designed in the form of a hybrid piston consisting of two different materials, and wherein the piston (12) has at least one supply opening (50) on its piston jacket (68), via which Hydraulic fluid can flow from the connections (A, B) into a piston cavity (40) of the piston (12) and vice versa. According to the invention, a first piston part (54), which is designed to make contact with the signal element, is made from a first material, and a second piston part (56), which is designed to open and close the connections (A, B, T1), is made from a second material, the first piston part (54) being designed to extend in the direction of the longitudinal axis (16), starting from its contact surface (58) designed for contacting the signaling element, beyond the supply opening (50). The invention also relates to a hydraulic valve (10).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft einen Kolben eines Hydraulikventils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Hydraulikventil gemäß Patentanspruch 12.The invention relates to a piston of a hydraulic valve according to the preamble of patent claim 1 and a hydraulic valve according to patent claim 12.

Stand der TechnikState of the art

Hydraulikventile für Schwenkmotorenversteller einer Nockenwelle sind hinlänglich bekannt. Das Hydraulikventil weist einen durchströmbaren Ventilkolben auf, welcher in einem Ventilgehäuse des Hydraulikventils axial bewegbar aufgenommen ist. Das Ventilgehäuse ist durchströmbare Kanäle aufweisend ausgebildet, so dass ein Hydraulikfluid über diese Kanäle und mit Hilfe eines im Ventilkolben ausgebildeten Kanalsystems auf unterschiedlichen Strömungswegen in das Ventilgehäuse ein- oder ausströmen kann. Üblicherweise sind am Ventilgehäuse ein durchströmbarer erster Arbeitsanschluss, ein durchströmbarer zweiter Arbeitsanschluss und ein durchströmbarer Versorgungsanschluss sowie zumindest ein durchströmbarer Tankanschluss ausgebildet. Der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss sind mit dem Schwenkmotorversteller verbunden und über diese Anschlüsse ist das Hydraulikfluid sowohl in das Hydraulikventil als auch aus dem Hydraulikventil förderbar. Zur Versorgung des Hydraulikventils mit dem mit Hilfe einer Fördereinrichtung geförderten Hydraulikfluid weist das Ventilgehäuse den Versorgungsanschluss auf. Zur Nutzung von Nockenwellenwechselmomente sind in den Strömungswegen der Arbeitsanschlüsse bevorzugt Rückschlagventile entweder im Ventilgehäuse oder im Ventilkolben positioniert.Hydraulic valves for oscillating motor adjusters of a camshaft are well known. The hydraulic valve has a valve piston through which flow can occur, which is accommodated in a valve housing of the hydraulic valve so that it can move axially. The valve housing is designed to have channels through which it can flow, so that a hydraulic fluid can flow into or out of the valve housing on different flow paths via these channels and with the aid of a channel system formed in the valve piston. A first working connection through which fluid can flow, a second working connection through which fluid can flow, and a supply connection through which fluid can flow, as well as at least one tank connection through which fluid can flow, are usually formed on the valve housing. The first working connection and the second working connection are connected to the swivel motor adjuster and the hydraulic fluid can be conveyed both into the hydraulic valve and out of the hydraulic valve via these connections. In order to supply the hydraulic valve with the hydraulic fluid conveyed with the aid of a conveying device, the valve housing has the supply connection. In order to use camshaft alternating torques, check valves are preferably positioned in the flow paths of the working connections either in the valve housing or in the valve piston.

Ebenso sind Getriebeventile für mechatronische Getriebesteuerung hinlänglich bekannt.Transmission valves for mechatronic transmission control are also well known.

Es sind weitere Hydraulikventile bekannt, welche zumindest teilweise, insbesondere zur Reduzierung von Kosten aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialen aufgebaut sind.Other hydraulic valves are known which are constructed at least partially from at least two different materials, in particular to reduce costs.

So geht beispielsweise aus der Patentschrift US 8,495,976 B2 sowie aus der Offenlegungsschrift DE 10 2017 111 389 A1 ein Kolben für ein Hydraulikventil hervor, dessen zur Kontaktierung mit einem Signalelement ausgebildete Kolbenspitze unabhängig vom übrigen Kolben, welcher zur Führung von Hydraulikfluid ausgebildet ist, hergestellt und erst in einem Montageschritt mit dem übrigen Kolben verbunden wird. Das Material der Kolbenspitze weist eine höhere Festigkeit auf als das Material des übrigen Kolbens.For example, from the patent US 8,495,976 B2 as well as from the disclosure document DE 10 2017 111 389 A1 a piston for a hydraulic valve, the piston tip of which, which is designed to make contact with a signal element, is manufactured independently of the rest of the piston, which is designed to guide hydraulic fluid, and is only connected to the rest of the piston in an assembly step. The material of the piston tip has a higher strength than the material of the rest of the piston.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2017 102 403 A1 offenbart einen Kolben für ein Hydraulikventil, welcher überwiegend aus einem Kunststoff hergestellt ist, wobei das dem Signalelement zugewandt ausgebildete Ende aus einem Metall, bevorzugt einem Stahl hergestellt ist.The disclosure document DE 10 2017 102 403 A1 discloses a piston for a hydraulic valve, which is predominantly made from a plastic, the end facing the signal element being made from a metal, preferably steel.

Der Offenlegungsschrift DE 10 2017 121 136 A1 ist ein Kolben eines Hydraulikventils zu entnehmen, welcher ein zur Kontaktierung mit einem Signalelement ausgebildetes metallisches Einlegeelement aufweist, wobei der übrige Kolben als Umspritzung des Einlegeelementes ausgeführt ist.The disclosure document DE 10 2017 121 136 A1 shows a piston of a hydraulic valve, which has a metallic insert element designed for contacting a signaling element, the rest of the piston being designed as encapsulation of the insert element.

Grundsätzlich ist der Kolben quasi hohlzylindrisch ausgebildet, wobei seine Außenkontur von einem Zylinder abweichend ausgestaltet sein kann. Bei einer Beaufschlagung des Kolbens mit dem Hydraulikfluid kann es somit bei den dem Stand der Technik zu entnehmenden Kolben zu einer Deformation und zu hohen Spannungen des Kolbens im Bereich einer Hydraulikfluidübergabestelle des Kolbens an die Arbeitsanschlüsse kommen, da dieser Bereich eine geringere Festigkeit aufweist, als der zur Kontaktierung vorgesehene Kolbenabschnitt.In principle, the piston is designed as a quasi-hollow cylinder, with its outer contour being able to deviate from a cylinder. When hydraulic fluid is applied to the piston, in the case of the pistons to be found in the prior art, deformation and high stresses of the piston can occur in the area of a hydraulic fluid transfer point of the piston to the working connections, since this area has a lower strength than the piston section provided for contacting.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kostengünstigen und eine hohe Lebensdauer aufweisenden Kolben eines Hydraulikventils bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines kostengünstigen und eine hohe Lebensdauer aufweisenden Hydraulikventils.It is therefore the object of the present invention to provide a cost-effective piston of a hydraulic valve that has a long service life. A further object is to specify a hydraulic valve that is inexpensive and has a long service life.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kolben eines Hydraulikventils mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Die Weitere Aufgabe wird gelöst mit einem Hydraulikventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention with a piston of a hydraulic valve having the features of claim 1. The further object is achieved with a hydraulic valve having the features of patent claim 12. Advantageous refinements with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective dependent claims.

Es wird ein Kolben eines Hydraulikventils vorgeschlagen, welcher quasi hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Der Kolben ist in einem sich entlang einer Längsachse eines Gehäuses des Hydraulikventils erstreckenden Hohlraum axial bewegbar, wobei entsprechend einer Positionierung des Kolbens verschiedene Anschlüsse des Gehäuses geöffnet und gesperrt werden, die durchströmbar mit dem Hohlraum verbunden sind. Das Hydraulikventil ist mit Hilfe eines Signalelementes hydraulisch betätigbar. Der Kolben ist in Form eines Hybridkolben bestehend aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen ausgeführt, und weist an seinem Kolbenmantel zumindest eine Versorgungsöffnung auf, über die Hydraulikfluid aus den Anschlüssen in einen Kolbenhohlraum des Kolbens und vice versa strömen kann. Erfindungsgemäß ist ein erstes Kolbenteil, welches zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildet ist, aus einem ersten Werkstoff ausgebildet, und ein zweites Kolbenteil, welches zur Öffnung und Schließung der Anschlüsse ausgeführt ist, ist aus einem zweiten Werkstoff ausgebildet, wobei das erste Kolbenteil sich in Richtung der Längsachse ausgehend von seiner zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildeten Kontaktfläche über die Versorgungsöffnung hinaus erstreckend ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass sich das erste Kolbenteil in seiner axialen Erstreckung über die Versorgungsöffnung hinaus erstreckt und somit die Versorgungsöffnung ebenfalls bildet. Der Vorteil ist in einer Festigkeitssteigerung des Kolbens zu sehen, da sich nun sowohl das erste Kolbenteil, welches zur Kontaktierung mit dem Signalelement ausgebildet ist, und das zweite Kolbenteil, welches zur Öffnung der Anschlüsse ausgeführt ist, über die Versorgungsöffnung hinweg erstrecken und mit anderen Worten, diese ausbilden. Diese Versorgungsöffnung stellt eine besonders beanspruchte Stelle im Kolben dar, da sie zur Hydraulikfluidübergabe des Hydraulikfluids vom Kolben an die Arbeitsanschlüsse vorgesehen ist, und im Betrieb hohen Drücken und Druckstößen ausgesetzt ist. Es lässt sich damit ein kostenreduzierter Kolben mit langer Lebensdauer herstellen, da bspw. Wandungen des zweiten Kolbenteils kostenreduziert mit einer geringeren Wandstärke als üblich ausgebildet werden können. Auch kann ein erster Werkstoff für das erste Kolbenteil gewählt werden, welcher eine höhere Festigkeit aufweist als der zweite Werkstoff des zweiten Kolbenteils, wobei ein kostengünstiger Kolben mit dennoch langer Lebensdauer realisiert werden kann. Schließlich ergibt sich vorteilhaft eine Gewichtsreduktion bei der Verwendung von Materialien unterschiedlicher Festigkeiten.A piston of a hydraulic valve is proposed, which is designed as it were in the form of a hollow cylinder. The piston can be moved axially in a cavity extending along a longitudinal axis of a housing of the hydraulic valve, with various connections of the housing being opened and closed depending on the positioning of the piston, which are connected to the cavity so that a flow can flow through them. The hydraulic valve can be actuated hydraulically with the aid of a signal element. The piston is designed in the form of a hybrid piston consisting of two different materials and has at least one supply opening on its piston skirt through which hydraulic fluid can flow from the connections into a piston cavity of the Piston and vice versa can flow. According to the invention, a first piston part, which is designed to contact the signaling element, is made from a first material, and a second piston part, which is designed to open and close the connections, is made from a second material, with the first piston part extending in the direction of the Longitudinal axis, starting from its contact surface designed for contacting the signal element, is designed to extend beyond the supply opening. In other words, this means that the axial extension of the first piston part extends beyond the supply opening and thus also forms the supply opening. The advantage can be seen in an increase in the strength of the piston, since both the first piston part, which is designed to make contact with the signal element, and the second piston part, which is designed to open the connections, now extend beyond the supply opening and in other words , train them. This supply opening represents a particularly stressed point in the piston, since it is provided for hydraulic fluid transfer of the hydraulic fluid from the piston to the working connections, and is exposed to high pressures and pressure surges during operation. A piston with a long service life can thus be produced at reduced cost, since, for example, walls of the second piston part can be designed with a smaller wall thickness than usual at reduced cost. A first material can also be selected for the first piston part, which has a higher strength than the second material of the second piston part, whereby a cost-effective piston with a long service life can be realized. Finally, there is an advantageous reduction in weight when using materials of different strengths.

Zur Herbeiführung einer sicheren Verbindung zwischen den beiden Kolbenteilen ist das zweite Kolbenteil das erste Kolbenteil zumindest teilweise umfassend ausgebildet.In order to bring about a secure connection between the two piston parts, the second piston part is designed to at least partially encompass the first piston part.

Eine weiter gesicherte Verbindung kann geschaffen werden, sofern das erste Kolbenteil hohlzylindrisch, zumindest einen ersten Durchmesser und einen zweiten Durchmesser aufweisend ausgebildet ist. Somit kann ein mit Hilfe der unterschiedlichen Durchmesser ausgebildeter Absatz im und am Umfang des ersten Kolbenteils einer mit Hilfe des das erste Kolbenteil beaufschlagende Hydraulikfluids gesicherten Anlage des ersten Kolbenteils im zweiten Kolbenteil dienen.A more secure connection can be created if the first piston part is designed as a hollow cylinder, having at least a first diameter and a second diameter. Thus, a shoulder formed with the aid of the different diameters in and on the circumference of the first piston part can serve to ensure that the first piston part rests in the second piston part with the aid of the hydraulic fluid acting on the first piston part.

Zur weiteren Kostenreduzierung ist das erste Kolbenteil in einem Tiefziehverfahren hergestellt. Der Vorteil des Tiefziehverfahrens ist neben seiner Kostengünstigkeit die Herstellbarkeit eines dünnwandigen und somit leichten Bauteils bei gleichzeitig hoher Festigkeit desselben.To further reduce costs, the first piston part is manufactured using a deep-drawing process. The advantage of the deep-drawing process, in addition to its low cost, is the manufacturability of a thin-walled and therefore light component with high strength at the same time.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbens ist das zweite Kolbenteil durch Umspritzung des ersten Kolbenteils hergestellt. Mit Hilfe eines Umspritzverfahrens kann ein kostengünstiger Werkstoff genutzt werden, bspw. ein Kunststoff. Des Weiteren lassen sich im Umspritzverfahren komplexe Geometrien einfach herstellen. Somit kann auf einfache Weise kostengünstig eine komplexe Funktionsgeometrie des Kolbens, oder mit anderen Worten seine funktionsrelevante Kontur realisiert werden.In a further embodiment of the piston according to the invention, the second piston part is produced by overmoulding the first piston part. With the help of an overmoulding process, an inexpensive material can be used, for example a plastic. Furthermore, complex geometries can be easily produced using the overmoulding process. A complex functional geometry of the piston, or in other words its functionally relevant contour, can thus be realized in a simple, cost-effective manner.

Sofern das zweite Kolbenteil seinen Außendurchmesser variierend aufweist, kann auf einfache Weise ein so genannter druckausgeglichener Kolben herbeigeführt werden. Mit Hilfe der unterschiedlichen Außendurchmesser des zweiten Bauteils lassen sich unterschiedlich große von Druckkräften beaufschlagte Flächen, bevorzugt Ringflächen erstellen, die zu einem Druckausgleich im Betrieb des Kolbens führen.If the second piston part has a varying outer diameter, a so-called pressure-balanced piston can be brought about in a simple manner. With the help of the different outer diameters of the second component, different sized areas subjected to compressive forces, preferably annular areas, can be created, which lead to pressure equalization during operation of the piston.

Eine weitere Festigkeitssteigerung des Kolbens und somit eine Steigerung der Lebensdauer lässt sich erreichen, sofern das erste Kolbenteil sich in Richtung der Längsachse vollständig über einen Innenraum des zweiten Kolbenteils erstreckend ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das erste Kolbenteil das zweite Kolbenteil über eine vollständige Länge des Kolbens durchsetzt.A further increase in strength of the piston and thus an increase in service life can be achieved if the first piston part is designed to extend completely over an interior space of the second piston part in the direction of the longitudinal axis. In other words, this means that the first piston part penetrates the second piston part over the entire length of the piston.

Eine gesicherte Verankerung des ersten Kolbenteils im zweiten Kolbenteils kann mit Hilfe eines Abstützelementes erreicht werden, wobei das erste Kolbenteil an seinem von der Kontaktfläche abgewandt ausgebildeten Teilende ein sich in radialer Richtung, in Richtung des zweiten Kolbenteils, erstreckendes Abstützelement aufweist, wobei ein Außendurchmesser des Abstützelementes größer ist als ein Manteldurchmesser eines Mantels des ersten Kolbenteils. Das Abstützelement kann kreisförmig, oder kreisabschnittsförmig ausgeführt sein. Ebenso kann es auch einfach in Form eines oder mehrerer Stege realisiert sein.Secure anchoring of the first piston part in the second piston part can be achieved with the aid of a support element, with the first piston part having a support element at its part end remote from the contact surface, which extends in the radial direction, in the direction of the second piston part, with an outer diameter of the support element is larger than a jacket diameter of a jacket of the first piston part. The support element can be designed in the form of a circle or a segment of a circle. It can also be implemented simply in the form of one or more webs.

Das erste Kolbenteil kann seinen Außendurchmesser variierend aufweisen, wobei in Richtung der Längsachse sich der Außendurchmesser ausgehend von der Kontaktfläche vergrößernd ausgebildet ist. Dadurch ist die Möglichkeit der Realisierung des Absatzes gegeben und das erste Kolbenteil kann kostengünstig im Tiefziehverfahren hergestellt werden.The first piston part can have a varying outer diameter, with the outer diameter being designed to increase in the direction of the longitudinal axis, starting from the contact surface. This makes it possible to realize the shoulder and the first piston part can be produced inexpensively using the deep-drawing process.

Es hat sich als besonders kostengünstig und eine lange Lebensdauer herbeiführend erwiesen, sofern der erste Werkstoff ein Metall ist und der zweite Werkstoff ein metallischer Werkstoff oder ein Kunststoff oder ein Verbundwerkstoff ist.It has proven to be particularly inexpensive and bring about a long service life if the first material is a metal and the second material is a metallic material or a plastic or a composite material.

Der zweite Aspekt betrifft ein Hydraulikventil umfassend ein Gehäuse mit einem Hohlraum, wobei ein Kolben in dem Hohlraum, welcher in Form einer Zentralöffnung ausgeführt ist, axial bewegbar aufgenommen ist, und wobei der Kolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist. Der Kolben stellt eine wesentliche, einem üblicherweise einem hohen Verschleiß unterworfenes Bauteil des Hydraulikventils dar, da es der Führung des Hydraulikfluids dient und hohen Drücken, insbesondere in Wechselbelastung ausgesetzt ist. Somit kann durch den Einsatz des Kolbens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ein kostengünstiger und ebenfalls eine hohe Lebensdauer aufweisendes Hydraulikventil bereitgestellt werden. Grundsätzlich kann das Hydraulikventil als Zentralventil aber auch in einer anderen Form ausgebildet sein.The second aspect relates to a hydraulic valve comprising a housing with a cavity, wherein a piston in the cavity, which is designed in the form of a central opening, is accommodated in an axially movable manner, and wherein the piston is designed according to one of claims 1 to 11. The piston represents an essential component of the hydraulic valve, which is usually subject to high wear, since it serves to guide the hydraulic fluid and is exposed to high pressures, in particular under alternating loads. Thus, by using the piston according to one of claims 1 to 11, a more economical hydraulic valve that also has a long service life can be provided. Basically, the hydraulic valve can be designed as a central valve but also in another form.

Mit dem erfindungsgemäßen Hydraulikventil kann somit eine Festigkeitssteigerung des Kolbens und eine Reduzierung einer Deformation des Kolbens insbesondere im Bereich der Versorgungsöffnung herbeigeführt werden, wodurch sich das erfindungsgemäße Hydraulikventil durch eine gesteigerte Lebensdauer auszeichnet. Die Lebensdauer ist weiter erhöht, da die zur Kontaktierung mit dem Signalelement ausgebildete Kontaktfläche des ersten Kolbenteils eine höhere Festigkeit, insbesondere eine hohe Härte, insbesondere eine hohe Oberflächenhärte aufweist, wodurch sich sein Verschleiß an der Kontaktfläche reduzieren lässt. Insgesamt ergibt sich eine Verbesserung der Ventileigenschaften bezüglich Performance und Stabilität.The hydraulic valve according to the invention can thus increase the strength of the piston and reduce deformation of the piston, particularly in the area of the supply opening, as a result of which the hydraulic valve according to the invention is characterized by an increased service life. The service life is further increased since the contact surface of the first piston part designed for contacting the signal element has greater strength, in particular high hardness, in particular high surface hardness, which reduces wear on the contact surface. Overall, there is an improvement in the valve properties in terms of performance and stability.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawings. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen beispielhaft:

  • 1 in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil für einen Schwenkmotorversteller in einer ersten Position, wobei das Hydraulikventil einen erfindungsgemäßen Kolben besitzt,
  • 2 in einem Längsschnitt das erfindungsgemäße Hydraulikventil in einer zweiten Position,
  • 3 in einem Längsschnitt das erfindungsgemäße Hydraulikventil in einer dritten Position,
  • 4 in einem Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Kolben des Hydraulikventils, und
  • 5 in einer perspektivischen Ansicht den Kolben gem. 4.
Examples show:
  • 1 in a longitudinal section, a hydraulic valve according to the invention for a swivel motor adjuster in a first position, the hydraulic valve having a piston according to the invention,
  • 2 in a longitudinal section, the hydraulic valve according to the invention in a second position,
  • 3 in a longitudinal section, the hydraulic valve according to the invention in a third position,
  • 4 in a longitudinal section, a piston of the hydraulic valve according to the invention, and
  • 5 in a perspective view the piston acc. 4 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil 10, welches in unterschiedlichen Betriebspositionen in den 1 bis 3 abgebildet ist, weist einen erfindungsgemäßen Kolben 12 auf, welcher in einem Gehäuse 14 des Hydraulikventils 10 in Richtung einer Längsachse 16 des Gehäuses 14 axial bewegbar in einem im Gehäuse 14 ausgebildeten Hohlraum 18 aufgenommen ist.A hydraulic valve 10 according to the invention, which in different operating positions in the 1 until 3 is shown, has a piston 12 according to the invention, which is accommodated in a housing 14 of the hydraulic valve 10 in the direction of a longitudinal axis 16 of the housing 14 in a cavity 18 formed in the housing 14 so as to be axially movable.

Das Hydraulikventil 10 ist für einen nicht näher dargestellten Schwenkmotorversteller vorgesehen, welcher während des Betriebes eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors eine Änderung von Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen des Verbrennungsmotors herbeiführt. Hierzu wird mit Hilfe des Schwenkmotorverstellers eine relative Winkellage einer nicht näher dargestellten Nockenwelle des Verbrennungsmotors gegenüber einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors stufenlos verändert, wobei die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verdreht wird.The hydraulic valve 10 is provided for a swivel motor adjuster, not shown in detail, which brings about a change in the opening and closing times of gas exchange valves of the internal combustion engine during operation of an internal combustion engine, not shown in detail. For this purpose, a relative angular position of a camshaft of the internal combustion engine, not shown in detail, relative to a crankshaft of the internal combustion engine, not shown in detail, is continuously changed with the aid of the oscillating motor adjuster, the camshaft being rotated relative to the crankshaft.

Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung bringt. Eine Steuerung des Schwenkmotorverstellers erfolgt in der Regel mit Hilfe einer nicht näher dargestellten elektronischen Steuereinheit, welche anhand von Kenndaten des Verbrennungsmotors einen Zu- und Abfluss eines Hydraulikfluids im Schwenkmotorversteller ausgebildeter Druckkammern steuert. Zur Regelung des Zu- und Abflusses des Hydraulikfluids dient das mit Hilfe der Steuereinheit gesteuerte Hydraulikventil 10.By turning the camshaft, the opening and closing times of the gas exchange valves are shifted in such a way that the combustion engine achieves its optimum performance at the respective speed. The oscillating motor adjuster is generally controlled with the aid of an electronic control unit, not shown in detail, which uses characteristics of the internal combustion engine to control the inflow and outflow of a hydraulic fluid in pressure chambers formed in the oscillating motor adjuster. The hydraulic valve 10, which is controlled with the aid of the control unit, serves to regulate the inflow and outflow of the hydraulic fluid.

Der Hohlraum 18, welcher zur Aufnahme des Kolbens 12, welcher als druckausgleichender Kolben ausgestaltet ist, ausgebildet ist, ist sich über eine axiale Erstreckung des Gehäuses 14 entlang seiner Längsachse 16 durch dieses vollständig erstreckend ausgeführt, wobei er abgestuft ausgebildet ist, unterschiedliche Durchmesser aufweisend. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Hohlraum 18 drei Durchmesser auf, einen ersten Durchmesser D1, einen zweiten Durchmesser D2 und einen dritten Durchmesser D3. An einer ersten Stirnfläche 20 des Gehäuses 14, welche einem nicht näher dargestellten Signalelement zur Bewegung des Kolbens 12 üblicherweise gegenüberliegend ausgebildet ist, weist der Hohlraum 18 seinen kleinsten ersten Durchmesser D1 auf, über einen ersten Abschnitt 22 des Gehäuses 14 mit einer ersten Länge L1. Daran in Richtung der Längsachse 16 anschließend, weist der Hohlraum 16 seinen zweiten Durchmesser D2 über einen zweiten Abschnitt 24 des Gehäuses 14 zweite Länge L2 auf, wobei der zweite Durchmesser D2 größer ist als der erste Durchmesser D1. An den zweiten Abschnitt 24 anschließend ist ein dritter Abschnitt 26 des Gehäuses ausgebildet, welcher den dritten Durchmesser D3 aufweist, wobei sich der dritte Abschnitt 26 bis zur zweiten Stirnfläche 28, welche von der ersten Stirnfläche 20 abgewandt ausgeführt ist, erstreckt. Der dritte Durchmesser D3 ist größer als der zweite Durchmesser D2.The cavity 18, which is designed to accommodate the piston 12, which is designed as a pressure-compensating piston, is designed to extend completely through the housing 14 along its longitudinal axis 16 over an axial extension of the housing 14, wherein it is designed in a stepped manner, having different diameters. In the present exemplary embodiment, the cavity 18 has three diameters, a first diameter D1, a second diameter D2 and a third diameter D3. On a first end face 20 of the housing 14, which is usually formed opposite a signal element (not shown) for moving the piston 12, the cavity 18 has its smallest first diameter D1 over a first section 22 of the housing 14 with a first length L1. Adjoining this in the direction of the longitudinal axis 16, the cavity 16 has its second diameter D2 over a second section 24 of the housing 14, the second length L2, the second diameter D2 being greater than the first diameter D1. A third section 26 of the housing is formed adjoining the second section 24 and has the third diameter D3, the third section 26 extending as far as the second end face 28, which is designed to face away from the first end face 20. The third diameter D3 is larger than the second diameter D2.

Das Gehäuse 14 weist weiter drei Querkanäle, einen ersten Querkanal 30, einen zweiten Querkanal 32 und einen dritten Querkanal 34 auf, welche in orthogonaler Richtung zur Längsachse 16, und somit zu dem Hohlraum 18, im Gehäuse 14 angeordnet sind. Mit anderen Worten beschrieben, weist der stufenzylindrisch ausgebildete Hohlraum 18 von ihm abgehend die drei Querkanäle 30, 32, 34 auf. Dem ersten Querkanal 30 ist ein erster Tankanschluss T1, dem zweiten Querkanal 32 ist ein erster Arbeitsanschluss A und dem dritten Querkanal 34 ist ein zweiter Arbeitsanschluss B zugeordnet, wobei die Arbeitsanschlüsse A, B mit dem Schwenkmotorversteller in fluidischer Verbindung stehen.The housing 14 further has three transverse channels, a first transverse channel 30, a second transverse channel 32 and a third transverse channel 34, which are arranged in the housing 14 in a direction orthogonal to the longitudinal axis 16 and thus to the cavity 18. Described in other words, the hollow space 18 embodied in a stepped-cylindrical manner has the three transverse channels 30 , 32 , 34 extending from it. A first tank connection T1 is assigned to the first transverse channel 30, a first working connection A is assigned to the second transverse channel 32 and a second working connection B is assigned to the third transverse channel 34, with the working connections A, B being fluidically connected to the swivel motor adjuster.

Zur hydraulischen Be- und Entladung der Anschlüsse A, B, T1 sowie einem zweiten Tankanschluss T2, welcher dem ersten Abschnitt 22 des Hohlraums 16 zugeordnet ist, ist der Kolben 12 hohlzylindrisch zur Strömungsführung des Hydraulikfluids ausgeführt. Sein der ersten Stirnfläche 20 zugewandt ausgebildetes erstes Kolbenende 36 ist geschlossen, wohingegen sein der zweiten Stirnfläche 28 zugewandt ausgebildetes zweite Kolbenende 38 geöffnet ausgeführt ist, damit das Hydraulikfluid über einen mit der zweiten Stirnfläche 28 durchströmbar verbundenen Versorgungsanschluss P in einen Kolbenhohlraum 40 strömen kann.For the hydraulic loading and unloading of the ports A, B, T1 and a second tank port T2, which is assigned to the first section 22 of the cavity 16, the piston 12 is designed as a hollow cylinder to guide the flow of the hydraulic fluid. Its first piston end 36, which faces the first end face 20, is closed, whereas its second piston end 38, which faces the second end face 28, is open so that the hydraulic fluid can flow into a piston cavity 40 via a supply connection P that is connected to the second end face 28 so that it can flow through.

Der Kolbenhohlraum 40 erstreckt sich ausgehend vom zweiten Kolbenende 38 vollständig durch den Kolben 12, bis zu seinem ersten Kolbenende 36, welches zur Kontaktierung geschlossen ausgebildet ist, wobei der Kolben 12 in einem ersten Kolbenabschnitt 42, welcher sich ausgehend vom ersten Kolbenende 36 über eine vierte Länge L4 des Kolbens 12 erstreckt, einen ersten Kolbeninnendurchmesser KD1 aufweist, welcher kleiner ist als ein zweiter Kolbeninnendurchmesser KD2, welcher sich in axialer Richtung an den ersten Kolbenabschnitt 42 anschließend über einen zweiten Kolbenabschnitt 44 mit der fünften Länge L5 erstreckt.Starting from the second piston end 38, the piston cavity 40 extends completely through the piston 12 to its first piston end 36, which is designed to be closed for contacting, the piston 12 in a first piston section 42, which, starting from the first piston end 36, extends over a fourth Length L4 of the piston 12 extends, has a first piston inside diameter KD1, which is smaller than a second piston inside diameter KD2, which then extends in the axial direction to the first piston section 42 via a second piston section 44 with the fifth length L5.

Damit der Kolben 12 in dem Hohlraum 18 gesichert bewegbar ist, ist am Ende des Gehäuses 14 ein Deckel 46 angeordnet, welcher zu Aufnahme eines Vorspannelementes 48, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Spiralfeder ausgebildet ist, wobei sich das Vorspannelement 48 einenends am Deckel 46 und anderenends am Kolben 12 abstützend ausgeführt ist. Zwischen dem Versorgungsanschluss P und dem zweiten Kolbenende 38 ist ein Fluidsieb 52 zur Reinigung des Hydraulikfluids angeordnet.So that the piston 12 can be moved securely in the cavity 18, a cover 46 is arranged at the end of the housing 14, which is designed to accommodate a prestressing element 48, in the present exemplary embodiment in the form of a spiral spring, with the prestressing element 48 being located at one end on the cover 46 and the other end is designed to be supportive on the piston 12 . A fluid strainer 52 for cleaning the hydraulic fluid is arranged between the supply connection P and the second piston end 38 .

In 1 ist das Hydraulikventil 10 in einer ersten Position abgebildet, in welcher ausgehend von dem Druckmittelanschluss P das Hydraulikfluid durch den Kolbenhohlraum über eine Versorgungsöffnung 50 des Kolbens 12 in den zweiten Arbeitsanschluss B strömen kann.In 1 the hydraulic valve 10 is shown in a first position in which, starting from the pressure medium connection P, the hydraulic fluid can flow through the piston cavity via a supply opening 50 of the piston 12 into the second working connection B.

in 2 ist der das Hydraulikventil 10 in einer zweiten Position, einer so genannten Kontrollstellung illustriert, wobei die Arbeitsanschlüsse A, B geschlossen sind.in 2 1 shows the hydraulic valve 10 in a second position, a so-called control position, with the working ports A, B being closed.

Das Hydraulikventil 10 ist in der 3 in einer dritten Position, in welcher der erste Arbeitsanschluss A durchströmt wird, abgebildet. Während in der ersten Position Hydraulikfluid aus dem ersten Arbeitsanschluss A in den danebenliegenden ersten Tankanschluss T1 abströmt, strömt das aus dem zweiten Hydraulikanschluss B ausströmende Hydraulikfluid über die erste Stirnfläche 20, welche zur Aufnahme des Kolbens 12 ausgeführt ist, in den zweiten Tankanschluss T2.The hydraulic valve 10 is in the 3 shown in a third position, in which the first working connection A is traversed. While hydraulic fluid flows out of the first working port A into the adjacent first tank port T1 in the first position, the hydraulic fluid flowing out of the second hydraulic port B flows via the first end face 20, which is designed to accommodate the piston 12, into the second tank port T2.

Der erfindungsgemäße Kolben 12, welcher als druckausgeglichener Kolben 12 ausgebildet ist, ist aus zwei unterschiedlichen Materialien ausgeführt, wobei ein erstes Kolbenteil 54, welches zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildet ist, aus einem ersten Werkstoff ausgebildet ist, und ein zweites Kolbenteil 56, welches zur Öffnung und Schließung der Anschlüsse A, B, T1 ausgeführt ist, aus einem zweiten Werkstoff ausgebildet ist. Das erste Kolbenteil 54 ist sich in Richtung der Längsachse 16 ausgehend von seiner zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildeten Kontaktfläche 58, welche am ersten Kolbenende 36 ausgebildet ist, über die Versorgungsöffnung 50 hinaus erstreckend ausgeführt.The piston 12 according to the invention, which is designed as a pressure-balanced piston 12, is made of two different materials, with a first piston part 54, which is designed for contacting the signal element, being made of a first material, and a second piston part 56, which is used for opening and closure of ports A, B, T1 is formed of a second material. The first piston part 54 extends in the direction of the longitudinal axis 16, starting from its contact surface 58, which is designed for contacting the signaling element and is configured on the first piston end 36, beyond the supply opening 50.

Das erste Kolbenteil 54 ist aus einem metallischen Werkstoff in einem Tiefziehverfahren ausgeführt, und ist in Form einer einenends geschlossenen Hülse ausgebildet, wobei das geschlossene Ende das erste Kolbenende 36 ist. Das erste Kolbenteil 54 erstreckt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem ersten Kolbenende 36 über die Versorgungsöffnung 50 hinweg in Richtung der Längsachse 16, jedoch nicht vollständig bis zum zweiten Kolbenende 38. Ebenso könnte das erste Kolbenteil 54 sich ausgehend vom ersten Kolbenende 36 bis zum zweiten Kolbenende 38, somit über die vierte Länge L4 und die fünfte Länge L5 erstreckend ausgeführt sein. Das heißt mit anderen Worten, dass das erste Kolbenteil 54 sich in Richtung der Längsachse 16 vollständig über einen Innenraum 66 des zweiten Kolbenteils 56 erstreckend ausgebildet ist.The first piston part 54 is made of a metallic material in a deep-drawing process and is in the form of a sleeve which is closed at one end, the closed end being the first piston end 36 . In the present exemplary embodiment, the first piston part 54 extends from the first piston end 36 across the supply opening 50 in the direction of the longitudinal axis 16, but not all the way to the second piston end 38. The first piston part 54 could also extend from the first piston end 36 to the second piston end 38, thus extending over the fourth length L4 and the fifth length L5 be guided. In other words, this means that the first piston part 54 is designed to extend completely over an interior space 66 of the second piston part 56 in the direction of the longitudinal axis 16 .

Das erste Kolbenteil 54 weist ferner an seinem von der Kontaktfläche 58 abgewandt ausgebildeten Teilende 60 ein sich in radialer Richtung, in Richtung des zweiten Kolbenteils 56, erstreckendes Abstützelement 62 auf, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel ringförmig ausgeführt ist. Ebenso könnte es bspw. auch ringabschnittsförmig ausgebildet sein. Ein Außendurchmesser DAA des Abstützelementes 62 ist zur Übertragung des Abstützelementes 62 über das übrige erste Kolbenteil 54 größer als ein Manteldurchmesser DM eines Mantels 64 des ersten Kolbenteils 54.The first piston part 54 also has at its part end 60 facing away from the contact surface 58 a radially extending support element 62 in the direction of the second piston part 56, which is annular in the present exemplary embodiment. It could also be designed in the form of a ring section, for example. An outer diameter DAA of the support element 62 is larger than a jacket diameter DM of a jacket 64 of the first piston part 54 in order to transfer the support element 62 via the rest of the first piston part 54.

Das Abstützelement 62 dient einer Verankerung des ersten Kolbenteils 54 im zweiten Kolbenteil 56, welches das erste Kolbenteil 54 zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist, wobei das zweite Kolbenteil 56 durch Umspritzung des ersten Kolbenteils 54 hergestellt ist.The support element 62 serves to anchor the first piston part 54 in the second piston part 56, which is designed to at least partially encompass the first piston part 54, the second piston part 56 being produced by overmolding the first piston part 54.

Das erste Kolbenteil 54 weist seinen Außendurchmesser DAK1 variierend auf, wobei in Richtung der Längsachse 16 sich der Außendurchmesser DAK1 ausgehend von der Kontaktfläche 58 vergrößert. Aufgrund der Ausbildung des ersten Kolbenteils 54 als Tiefziehteil geht die Variation des Außendurchmessers DAK1 einher mit der Änderung der Kolbeninnendurchmesser KD1, KD2. Somit kann auf einfache Weise eine weitere Abstützung in Form eines Absatzes zur Verankerung im zweiten Kolbenteil 56 realisiert werden.The first piston part 54 has a varying outer diameter DAK1, with the outer diameter DAK1 increasing in the direction of the longitudinal axis 16, starting from the contact surface 58. Due to the design of the first piston part 54 as a deep-drawn part, the variation in the outside diameter DAK1 goes hand in hand with the change in the piston inside diameters KD1, KD2. A further support in the form of a shoulder for anchoring in the second piston part 56 can thus be implemented in a simple manner.

Das zweite Kolbenteil 56 ist aus dem zweiten Werkstoff ausgebildet, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Kunstsoff ist. Ebenso könnte der zweite Werkstoff auch ein metallischer Werkstoff oder ein Verbundwerkstoff sein. Grundsätzlich besitzt der erste Werkstoff eine höhere Festigkeit als der zweite Werkstoff, da die Kontaktfläche 58 aus dem ersten Werkstoff ausgeführt ist. Ein wesentlicher Grund der höheren Festigkeit des ersten Werkstoffs ist jedoch darin zu sehen, dass das erste Kolbenteil 54 unmittelbar mit einer im Betrieb ausgebildeten Wechselbelastung beaufschlagt wird.The second piston part 56 is formed from the second material, which is a plastic in the present exemplary embodiment. Likewise, the second material could also be a metallic material or a composite material. In principle, the first material has a higher strength than the second material, since the contact surface 58 is made of the first material. However, an essential reason for the higher strength of the first material can be seen in the fact that the first piston part 54 is directly subjected to an alternating load developed during operation.

Da der Kolben 12 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines druckausgeglichenen Kolbens ausgebildet ist, weist das zweite Kolbenteil 56, welches über eine wesentliche axiale Erstreckung des Kolbens 12 in Richtung der Längsachse 16 einen Kolbenmantels 68 des Kolbens 12 bildet, seinen Außendurchmesser DAK2 variierend aufweist.Since the piston 12 is in the form of a pressure-balanced piston in the present exemplary embodiment, the second piston part 56, which forms a piston skirt 68 of the piston 12 over a substantial axial extent of the piston 12 in the direction of the longitudinal axis 16, has a varying outer diameter DAK2.

Zum Druckausgleich weist der Kolben 12 an einem zur Schließung des zweiten Arbeitsanschlusses B ausgebildeten dritten Kolbenabschnitt 70 und an seinem zweiten Kolbenende 38, somit dem Versorgungsanschluss P zugewandt, eine erste Druckangriffsfläche A1 bzw. eine zweite Druckangriffsfläche A2 auf, welche bei Druckbeaufschlagung des Kolbens 12 jeweils mit einer vom Druckmittelanschluss P wegweisenden axialen Kraft F1 und F2 beaufschlagbar sind. Die beiden Kräfte F1 und F2 wirken in Summe als Kraft F1, 2 auf den Kolben 12.For pressure equalization, the piston 12 has a first pressure application surface A1 and a second pressure application surface A2 on a third piston section 70 designed to close the second working port B and on its second piston end 38, thus facing the supply port P, which can be subjected to an axial force F1 and F2 pointing away from the pressure medium connection P. The two forces F1 and F2 act in total as force F1, 2 on the piston 12.

Eine weitere an einem vierten Kolbenabschnitt 72, welcher zur Schließung des ersten Arbeitsanschlusses A1 ausgebildet ist, vorgesehene dritte Druckangriffsfläche A3 ist dagegen mit einer zum Versorgungsanschluss P hinweisenden axialen Kraft F3 beaufschlagbar. Die Druckangriffsfläche A3 ist die einzige Fläche, welche dem Versorgungsanschluss P zugewandt mit einer axialen Kraft beaufschlagt ist. Die Kräfte F1 und F2 sind so ausgelegt, dass die aus beiden axialen Richtungen auf den Kolben 12 wirkenden Kräfte F1,2, F3 im Wesentlichen gleich groß sind, wodurch der Kolben 12 bei einer Druckbeaufschlagung mit durch den Versorgungsanschluss P eingeleitetem Druckmittel durch die Kompensation der beiden Kräfte F1, 2 und F3 kraftausgeglichen ist und Axialkräfte - beispielsweise des Stellgliedes oder des Vorspannelementes 48 - unabhängig vom Druck des Druckmittels auf den Kolben 12 wirken.By contrast, an axial force F3 pointing toward the supply port P can be applied to a further third pressure application surface A3 provided on a fourth piston section 72, which is designed to close the first working port A1. The pressure application surface A3 is the only surface which faces the supply port P and is subjected to an axial force. The forces F1 and F2 are designed in such a way that the forces F1, 2, F3 acting on the piston 12 from both axial directions are essentially of the same magnitude, as a result of which the piston 12, when pressurized with pressure medium introduced through the supply port P, compensates for the both forces F1, 2 and F3 is force-balanced and axial forces - for example, the actuator or the biasing element 48 - act independently of the pressure of the pressure medium on the piston 12.

Die zweite Druckangriffsfläche A2 am zweiten Kolbenende 38 wird, wie aus 1 oder 4 deutlich wird, durch eine projizierte Kreisfläche gebildet. Die Druckflächen A1 und A3 sind am dritten Kolbenabschnitt 70 bzw. am vierten Kolbenabschnitt 72 als einander gegenüberliegende Ringflächen ausgebildet, welche, wie in 4 ersichtlich ist, jeweils durch eine axiale Abstufung des Kolbens 12 herbeigeführt sind.The second pressure application surface A2 at the second piston end 38 is as shown in FIG 1 or 4 is clearly formed by a projected circular area. The pressure surfaces A1 and A3 are formed as opposing annular surfaces on the third piston section 70 and on the fourth piston section 72, which, as in FIG 4 can be seen, are each brought about by an axial gradation of the piston 12.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Hydraulikventils 10 erfolgt in einem ersten Schritt durch die Herstellung des ersten Kolbenteils 54, bevorzugt in einem Tiefziehverfahren, und in einem zweiten Schritt durch die Umspritzung des ersten Kolbenteils 54. Dieses wird zur Umspritzung in ein Werkzeug eingelegt und radiale und axiale positioniert.The hydraulic valve 10 according to the invention is manufactured in a first step by manufacturing the first piston part 54, preferably in a deep-drawing process, and in a second step by overmoulding the first piston part 54. This is placed in a tool for overmoulding and positioned radially and axially .

Die Anwendung des beschriebenen Hydraulikventils 10 ist nicht auf einen Schwenkmotorversteller begrenzt. Das beschriebene Hydraulikventil 10 kann ebenfalls als Getriebeventil einer mechatronischen Getriebesteuerung Anwendung finden.The application of the hydraulic valve 10 described is not limited to a swivel motor adjuster. The hydraulic valve 10 described can also be used as a transmission valve of a mechatronic transmission control.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 8495976 B2 [0005]US8495976B2 [0005]
  • DE 102017111389 A1 [0005]DE 102017111389 A1 [0005]
  • DE 102017102403 A1 [0006]DE 102017102403 A1 [0006]
  • DE 102017121136 A1 [0007]DE 102017121136 A1 [0007]

Claims (12)

Kolben eines Hydraulikventil, wobei der Kolben (12) quasi hohlzylinderförmig ausgeführt ist, und wobei der Kolben (12) in einem sich entlang einer Längsachse (16) eines Gehäuses (14) des Hydraulikventils (10) erstreckenden Hohlraum (18) axial bewegbar ist, wobei entsprechend einer Positionierung des Kolbens (12) verschiedene Anschlüsse (A, B, T1) des Gehäuses (14) geöffnet und gesperrt werden, die durchströmbar mit dem Hohlraum (18) verbunden sind, und wobei das Hydraulikventil (10) mit Hilfe eines Signalelementes hydraulisch betätigbar ist, und wobei der Kolben (12) in Form eines Hybridkolben bestehend aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen ausgeführt ist, und wobei der Kolben (12) an seinem Kolbenmantel (68) zumindest eine Versorgungsöffnung (50) aufweist, über die Hydraulikfluid aus den Anschlüssen (A, B) in einen Kolbenhohlraum (40) des Kolbens (12) und vice versa strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kolbenteil (54), welches zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildet ist, aus einem ersten Werkstoff ausgebildet ist, und ein zweites Kolbenteil (56), welches zur Öffnung und Schließung der Anschlüsse (A, B, T1) ausgeführt ist, aus einem zweiten Werkstoff ausgebildet ist, wobei das erste Kolbenteil (54) sich in Richtung der Längsachse (16) ausgehend von seiner zur Kontaktierung des Signalelementes ausgebildeten Kontaktfläche (58) über die Versorgungsöffnung (50) hinaus erstreckend ausgebildet ist.Piston of a hydraulic valve, the piston (12) being in the form of a quasi hollow cylinder, and the piston (12) being axially movable in a cavity (18) extending along a longitudinal axis (16) of a housing (14) of the hydraulic valve (10), different connections (A, B, T1) of the housing (14) being opened and closed according to a positioning of the piston (12), which are connected to the cavity (18) so that there can be a flow, and the hydraulic valve (10) being activated with the aid of a signal element can be actuated hydraulically, and wherein the piston (12) is designed in the form of a hybrid piston consisting of two different materials, and wherein the piston (12) has at least one supply opening (50) on its piston skirt (68) through which hydraulic fluid can flow out of the connections (A, B) can flow into a piston cavity (40) of the piston (12) and vice versa, characterized in that a first piston part (54) which is used to contact the signal element a is formed, is formed from a first material, and a second piston part (56), which is designed to open and close the ports (A, B, T1), is formed from a second material, the first piston part (54) being extending in the direction of the longitudinal axis (16), starting from its contact surface (58) designed for contacting the signaling element, beyond the supply opening (50). Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenteil (56) das erste Kolbenteil (54) zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist.piston after claim 1 , characterized in that the second piston part (56), the first piston part (54) is formed at least partially encompassing. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff eine höhere Festigkeit aufweist als der zweite Werkstoff.piston after claim 1 , characterized in that the first material has a higher strength than the second material. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (54) hohlzylindrisch, zumindest einen ersten Durchmesser (D1) und einen zweiten Durchmesser (D2) aufweisend ausgebildet ist.piston after claim 1 or 2 , characterized in that the first piston part (54) is hollow-cylindrical, having at least a first diameter (D1) and a second diameter (D2). Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (54) in einem Tiefziehverfahren hergestellt ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the first piston part (54) is produced in a deep-drawing process. Kolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenteil (56) durch Umspritzung des ersten Kolbenteils hergestellt ist.piston after claim 5 , characterized in that the second piston part (56) is produced by encapsulation of the first piston part. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenteil (56) seinen Außendurchmesser (DAK2) variierend aufweist.Piston according to one of the preceding claims , characterized in that the second piston part (56) has a varying outer diameter (DAK2). Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (54) sich in Richtung der Längsachse (16) vollständig über einen Innenraum (66) des zweiten Kolbenteils (56) erstreckend ausgebildet ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the first piston part (54) extends in the direction of the longitudinal axis (16) completely over an interior space (66) of the second piston part (56). Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (54) an seinem von der Kontaktfläche (58) abgewandt ausgebildeten Teilende (60) ein sich in radialer Richtung, in Richtung des zweiten Kolbenteils (56), erstreckendes Abstützelement (62) aufweist, wobei ein Außendurchmesser (DAA) des Abstützelementes (62) größer ist als ein Manteldurchmesser (DM) eines Mantels (64) des ersten Kolbenteils (54).Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the first piston part (54) has a support element (62 ), wherein an outer diameter (DAA) of the support element (62) is larger than a jacket diameter (DM) of a jacket (64) of the first piston part (54). Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (54) seinen Außendurchmesser (DAK1) variierend aufweist, wobei in Richtung der Längsachse (18) sich der Außendurchmesser (DAK1) ausgehend von der Kontaktfläche (58) vergrößernd ausgebildet ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the first piston part (54) has a varying outer diameter (DAK1), the outer diameter (DAK1) increasing in the direction of the longitudinal axis (18) starting from the contact surface (58). Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff ein Metall ist und der zweite Werkstoff ein metallischer Werkstoff oder ein Kunststoff oder ein Verbundwerkstoff ist.Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the first material is a metal and the second material is a metallic material or a plastic or a composite material. Hydraulikventil umfassend ein Gehäuse mit einem Hohlraum (18), wobei ein Kolben (12) in dem Hohlraum (18), welcher in Form einer Zentralöffnung ausgeführt ist, axial bewegbar aufgenommen ist, und wobei der Kolben (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.Hydraulic valve comprising a housing with a cavity (18), wherein a piston (12) is axially movable in the cavity (18), which is designed in the form of a central opening, and wherein the piston (12) according to one of Claims 1 until 11 is trained.
DE102020124268.9A 2020-09-17 2020-09-17 Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve Withdrawn DE102020124268A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020124268.9A DE102020124268A1 (en) 2020-09-17 2020-09-17 Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020124268.9A DE102020124268A1 (en) 2020-09-17 2020-09-17 Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020124268A1 true DE102020124268A1 (en) 2022-03-17

Family

ID=80351441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020124268.9A Withdrawn DE102020124268A1 (en) 2020-09-17 2020-09-17 Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020124268A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8495976B2 (en) 2010-08-25 2013-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oil control valve and hydraulic control apparatus
US20180058272A1 (en) 2016-08-30 2018-03-01 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser
DE102017111389A1 (en) 2017-05-24 2018-04-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft actuator and camshaft adjuster
DE102017102403A1 (en) 2017-02-08 2018-08-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Components of hydraulic valves
DE102017121136A1 (en) 2017-09-13 2019-03-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Plastic control piston, tool and method of manufacturing a control piston

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8495976B2 (en) 2010-08-25 2013-07-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oil control valve and hydraulic control apparatus
US20180058272A1 (en) 2016-08-30 2018-03-01 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser
DE102017102403A1 (en) 2017-02-08 2018-08-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Components of hydraulic valves
DE102017111389A1 (en) 2017-05-24 2018-04-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft actuator and camshaft adjuster
DE102017121136A1 (en) 2017-09-13 2019-03-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Plastic control piston, tool and method of manufacturing a control piston

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1579137B1 (en) Valve for controlling a fluid
EP2870327B1 (en) Vane type phasing device with hydraulic control valve
DE102015111175A1 (en) Hydraulic valve and connecting rod with a hydraulic valve
DE102013210500A1 (en) spool valve
EP2370714B1 (en) Electromagnetic actuating unit
DE102015200543B4 (en) Control valve with drain channel and internal combustion engine
DE102018115275A1 (en) Changeover valve for controlling a hydraulic fluid flow of a connecting rod for a variable compression internal combustion engine and connecting rods
DE102014209961A1 (en) Nozzle assembly for a fuel injector and fuel injector
EP1525393B1 (en) Device for transmitting a displacement of an actuator with an elastomer ring
DE102012203145A1 (en) Adjustable camshaft
DE102010009401A1 (en) Proportional valve, in particular for a camshaft adjuster
DE102020124268A1 (en) Piston of a hydraulic valve and hydraulic valve
DE102014115903A1 (en) Hydraulic valve and Schwenkmotorversteller
DE102012208808A1 (en) Control valve for controlling pressure medium flow of camshaft adjusting device, has radial bores which are spaced apart from each other in control sleeve and formed with greater diameter than the width of inner annular groove
DE102017106987A1 (en) Check valve for a connecting rod for a variable compression internal combustion engine
EP2643619B1 (en) Valve device having a movement element which is cylindrical at least in sections
DE102008061949A1 (en) Actuating element of an electromagnetic actuator of a hydraulic valve
EP1690025B1 (en) Device, method for producing the device, chamber device and transfer device
DE102018200359A1 (en) Valve arrangement for gas pressure regulation, fuel system with valve arrangement for gas pressure regulation
DE102008061396A1 (en) Actuating element of an electromagnetic actuator of a hydraulic valve
DE102010047138A1 (en) Pressurizing agent guiding engine element i.e. hydraulic support member, for use in lever-like cam follower of hydraulic valve train of combustion engine, has component rotatable in flow contour to produce uniform stress in functional areas
DE102018115343A1 (en) Control valve with sealing contour on a sleeve-shaped hydraulic guide element; as well as kit with control valve and camshaft adjuster
DE102015112402A1 (en) cartridge valve
DE10155187B4 (en) Injection injector for internal combustion engines
DE102008031765A1 (en) Cam follower for use as tilt lever to actuate gas exchange valve of internal combustion engine, has bush radially inserted between receptacle section and housing section of small diameter and limiting leakage from hydraulic medium space

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee