EP2245278A1 - Steuerventil für einen nockenwellenversteller - Google Patents

Steuerventil für einen nockenwellenversteller

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EP2245278A1
EP2245278A1 EP09704198A EP09704198A EP2245278A1 EP 2245278 A1 EP2245278 A1 EP 2245278A1 EP 09704198 A EP09704198 A EP 09704198A EP 09704198 A EP09704198 A EP 09704198A EP 2245278 A1 EP2245278 A1 EP 2245278A1
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EP
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control valve
valve according
filter fabric
guide sleeve
guide
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Gerhard Scheidig
Ali Bayrakdar
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a control valve for a device for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves in internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective to manufacture and to be mounted control valve with improved reliability.
  • the pressure medium guide insert has a guide sleeve in which the control piston is guided, the guide sleeve a Plastic encapsulation, in which at least two of the Druckstoffleitkanäle are arranged, and between the plastic extrusion and the guide sleeve, a filter fabric is provided.
  • the pressure medium insert with the guide sleeve and the encapsulation has a two-part construction and a filter fabric is provided between the two parts.
  • the filter required for the pressure medium is thus already integrated into the pressure fluid feed, so that the chip risk and the manufacturing and assembly costs are eliminated by the previously required separate part.
  • the invention offers the advantage that the filter is arranged as close as possible to the control edges of the Druckstoffleitunes, so that they are best protected against dirt particles.
  • the filter element are associated with at least two Druckmitmitelleitkanälen, wherein it is further proposed that the filter fabric is associated with at least one inflow and outflow channel.
  • the pressure medium can be filtered with very little effort in the Druckmitmitititkanälen with only a single filter fabric. This creates a considerably larger filter area compared to the state of the art, whereby a better cleaning of the pressure medium is created.
  • the filter fabric may be partially surrounded on both sides by the encapsulation, whereby the connection between the two parts is reinforced.
  • the filter fabric may also be formed tubular so that it is automatically assigned to all peripheral openings of the Druckmitmitititkanäle after mounting on the guide sleeve and after encapsulation. This creates the largest possible filter surface and protects all control edges with just one filter fabric.
  • the structure of the control valve can be further simplified by the injection at its end facing the camshaft having a guide for a check valve. This eliminates the previously required use in the control valve and the number of parts of the control valve is further reduced.
  • the guide sleeve can be designed as Stahlteii, and serves on the one hand as a guide element for the control piston arranged therein and on the other hand as a dimensionally stable part in the overmolded two-part Druckstoffleitinate.
  • the filter fabric may be formed elastically expandable, so that it can be wound on the guide sleeve with expansion. Furthermore, the filter fabric can thereby yield possible loads from the changing pressure fluid flows, without the risk of sudden unforeseen tearing exists.
  • the filter fabric may be formed from a low-cost plastic, so that it can merge with the plastic extrusion.
  • a steel mesh made of stainless steel can be used, which is advantageous in terms of the temperature of the pressure medium and occurring permanent loads.
  • the tissue has diamond-shaped openings.
  • an expandability of the tissue is independent of its matrialigenticianen given.
  • Fig.1 Device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with control valve according to the invention
  • Fig.2 Control valve with pressure medium insert with integrated filter
  • Fig.3 Pressure medium insert with integrated fabric
  • a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine which has a drive wheel 6 that is rotatably connected to a stator 7. Further, a rotor 8 is provided which is rotatably connected to a camshaft 4.
  • the drive wheel 6 is driven directly or indirectly by the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the rotational movement of the drive wheel 6 is then transmitted via the stator 7 to the rotor 8, so that the camshaft 4 connected non-rotatably connected to the rotor 8 is also rotated.
  • the rotating camshaft 4 then controls the opening and closing times of the gas exchange valves of the internal combustion engine.
  • the adjustment of the timing of the gas exchange valves is then carried out by relative rotation of the rotor 8 relative to the stator 7, which is controlled by the control valve 1.
  • the control valve 1 comprises a camshaft-side pressure medium inlet “P” and arranged at the end facing away from the camshaft 4 th pressure medium outlet "T". Further, two working ports “A” and “B” are provided, which communicate with the pressure chambers between the rotor 8 and the stator 7.
  • a Druckstoffleitdon 10 is arranged, the Druckstoffleitkanäle 11, 12,13,14, the fluidically connected to the inlet port "P", the drain port "T” and the Häan- conclusions "A” and “B” or connectable are.
  • a control piston 3 is guided displaceably.
  • the pressure medium guide insert 10 has a two-part construction with a guide sleeve 15 and an encapsulation 16.
  • the guide sleeve 15 is provided with openings 14 which can be closed by a control piston 3 guided on the inside of the guide sleeve 15.
  • the encapsulation 16 is provided on the outside with the Druckstoffleitkanälen 11, 12 and 13. All pressure medium guide channels 11, 12, 13 and the openings 14 are provided with a filter cloth 17, which is integrated in the pressure medium guide insert 10.
  • the filter fabric 17 is arranged on the guide sleeve 15 before the extrusion coating, so that this is itself part of the pressure medium insert 10 after the extrusion coating.
  • the filter fabric 17 is tubular and thus covers after slipping over the guide sleeve 15 and the encapsulation automatically all circumferentially on arranged in the Druckstoffleitrus 10 Druckstoffleitkanäle 11, 12,13 and the openings 14, this being independent of the number, the geometry and the arrangement of the same is.
  • the filter fabric 17 is on both sides of the camshaft 4 facing end 19 of encapsulation, so that here a particularly strong physical connection between extrusion 16 and filter fabric 17 is created.
  • a guide 18 for the closure body 21 of a check valve 5 in the inlet channel "P" is provided on the pressure medium guide insert 10 on its side facing the camshaft 4.
  • the guide 18 is formed by an externally accessible opening into which the closure body 21 can be inserted
  • a sealing part 20 is connected to the encapsulation 16 from the outside, and the closure body 21 is spring-loaded against the sealing part 20 when the nonreturn valve 5 is closed 10 2005 052 481 A1, the number of individual parts of the control valve 1 being further reduced, with the additional advantage that the check valve 5 can be pre-assembled and assembled with the pressure medium insert 10 as a subassembly the spring passage end having, so that s of the Closure body 21 after insertion into the guide 18 and the fastening of the sealing member 20 captive in the guide 18 is added.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil (1) für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit - einem hohl ausgebildeten Ventilgehäuse (2), - das mindestens einen Zulaufanschluss (P), mindestens einen Ablaufanschluss (T) und mindestens zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) aufweist, und - einem in dem Ventilgehäuse (2) angeordneten hohl ausgebildeten Druckmittelleiteinsatz (10), - mit in der Wandung des Druckmittelleiteinsatzes (10) angeordneten mit den Arbeitsanschlüssen (A, B) kommunizierenden Druckmittelleitkanälen (11, 12, 13, 14) und - einem in dem Druckmittelleiteinsatz (10) angeordneten Steuerkolben (3), wobei - der Druckmittelleiteinsatz (10) eine Führungshülse (15) aufweist, in der der Steuerkolben (3) geführt ist, - die Führungshülse (15) eine Kunststoffumspritzung (16) aufweist, in der wenigstens zwei der Druckmittelleitkanäle (11, 12, 13, 14) angeordnet sind, - und zwischen der Kunststoffumspritzung (16) und der Führungshülse (15) ein Filtergewebe (17) vorgesehen ist.

Description

STEUERVENTIL FUR EINEN NOCKENWELLENVERSTELLER
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen in Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 052 481 A1 ist z.B. ein gattungsgemäßes Steuerventil bekannt. Die Filterung des Druckmittels erfolgt hier mittels eines separaten Filters, der dem Zulaufkanal zugeordnet ist und/oder durch Einsatz einer Öltrennhϋlse. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass durch die gesonderte Öltrennhülse eine erhöhtes Spänerisiko bei der Montage der Öltrennhülse geschaffen ist, wobei die Späne die Druckmittelleitkanäle zusetzen können oder die Bewegung der Teile zueinander derartig beeinträchtigen können, dass das Ventil seine Funktion nicht mehr erfüllen kann. Ferner ist die Verwendung von separaten Filtern in der Herstellung und Montage teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstig herzustellendes und zu montierendes Steuerventil mit einer verbesserten Funktionssicherheit zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Druckmittelleiteinsatz eine Führungshülse aufweist, in der der Steuerkolben geführt ist, die Führungshülse eine Kunststoffumspritzung aufweist, in der wenigstens zwei der Druckmittelleitkanäle angeordnet sind, und zwischen der Kunststoffumspritzung und der Führungshülse eine Filtergewebe vorgesehen ist.
Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Druckmittelleiteinsatz mit der Führungshülse und der Umspritzung einen zweiteiligen Aufbau besitzt und zwischen beiden Teilen ein Filtergewebe vorgesehen ist. Der für das Druckmittel erforderliche Filter ist somit bereits in den Druckmittelleiteinsatz integriert, so dass das Spänerisiko und der Fertigungs- und Montageaufwand durch das bisher erforderliche separate Teil entfällt. Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass der Filter möglichst nahe an den Steuerkanten des Druckmittelleiteinsatzes angeordnet ist, so dass diese bestmöglichst vor Schmutzpartikeln geschützt sind.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Filterelement wenigstens zwei Druckmittelleitkanälen zugeordnet sind, wobei weiter vorgeschlagen wird, dass das Filtergewebe wenigstens einem Zuström- und einem Abströmkanal zugeordnet ist. Damit kann das Druckmittel mit sehr wenig Aufwand in den Druckmittelleitkanälen mit nur einem einzigen Filtergewebe gefiltert werden. Damit ist eine im Vergleich zum Stand der Technik erheblich vergrößerte Filterfläche geschaffen, wodurch eine bessere Reinigung des Druckmittels geschaffen ist.
Das Filtergewebe kann nach der Umspritzung abschnittsweise beidseitig von der Umspritzung umgeben sein, wodurch die Verbindung der beiden Teile ver- stärkt wird.
Das Filtergewebe kann ferner schlauchförmig ausgebildet sein, so dass es nach dem Befestigen auf der Führungshülse und nach dem Umspritzen automatisch allen umfangseitigen Öffnungen der Druckmittelleitkanäle zugeordnet ist. Damit ist eine größtmögliche Filterfläche geschaffen und es werden alle Steuerkanten mit nur einem Filtergewebe geschützt. Der Aufbau des Steuerventils kann weiter vereinfacht werden, indem die Um- spritzung an ihrem der Nockenwelle zugewandten Ende eine Führung für ein Rückschlagventil aufweist. Damit entfällt der bisher erforderliche Einsatz in dem Steuerventil und die Teileanzahl des Steuerventils wird weiter reduziert.
Die Führungshülse kann als Stahlteii ausgebildet sein, und dient einerseits als Führungselement für den darin angeordneten Steuerkolben und andererseits als formstabiler Teil in dem umspritzten zweiteiligen Druckmittelleiteinsatz.
Das Filtergewebe kann elastisch aufweitbar ausgebildet sein, so dass dieses unter Aufweitung auf die Führungshülse aufgezogen werden kann. Ferner kann das Filtergewebe dadurch möglichen Belastungen aus den wechselnden Druckmittelströmungen nachgeben, ohne dass die Gefahr eines plötzlichen unvorhergesehenen Reißens besteht.
Das Filtergewebe kann aus einem kostengünstigen Kunststoff ausgebildet sein, so dass dieses mit der Kunststoffumspritzung verschmelzen kann.
Alternativ kann auch ein Stahlgewebe aus nichtrostendem Stahl verwendet werden, was hinsichtlich der Temperatur des Druckmittels und auftretenden Dauerbeanspruchungen vorteilhaft ist.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Gewebe rautenförmige Öffnungen aufweist. Damit ist eine Aufweitbarkeit des Gewebes unabhängig von dessen Ma- terialeigenschaften gegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen:
Fig.1 : Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäßen Steuerventil
Fig.2: Steuerventil mit Druckmitteleinsatz mit integriertem Filter Fig.3: Druckmitteleinsatz mit integriertem Gewebe
In Fig.1 ist eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine dargestellt, welche ein Antriebsrad 6 aufweist, dass mit einem Stator 7 drehfest verbunden ist. Ferner ist ein Rotor 8 vorgesehen, der drehfest mit einer Nockenwelle 4 verbunden ist. Das Antriebsrad 6 wird direkt oder indirekt von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Drehbewegung des Antriebsrades 6 wird anschließend über den Stator 7 auf den Rotor 8 übertragen, so dass die drehfest mit dem Rotor 8 verbundene Nockenwelle 4 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Die drehende Nockenwelle 4 steuert dann die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine. Die Verstellung der Steuerzeiten der Gaswechselventile erfolgt dann durch Relativdrehung des Rotors 8 gegenüber dem Stator 7, welche durch das Steuerventil 1 gesteuert wird.
In Fig.2 und Fig.3 ist das Steuerventil 1 und dessen Druckmittelleiteinsatz 10 zu erkennen. Das Steuerventil 1 umfasst einen nockenwellenseitigen Druckmittelzulauf „P" und einen an dem der Nockenwelle 4 abgewandten Ende angeordne- ten Druckmittelablauf „T". Ferner sind zwei Arbeitsanschlüsse „A" und „B" vorgesehen, welche mit den Druckkammern zwischen dem Rotor 8 und dem Stator 7 kommunizieren. In dem Steuerventil 1 ist ein Druckmittelleiteinsatz 10 angeordnet, der Druckmittelleitkanäle 11 ,12,13,14 aufweist, die strömungstechnisch mit dem Zulaufanschluss „P", dem Ablaufanschluss „T" und den Arbeitsan- Schlüssen „A" und „B" verbunden oder verbindbar sind. In dem Druckmittelleiteinsatz 10 ist ein Steuerkolben 3 verschiebbar geführt. Je nach Stellung des Steuerkolbens 3 wird dann eine Verbindung zwischen dem Druckmittelzulauf „P" und den Arbeitsanschlüssen „A" und „B", bzw. dem Druckmittelablauf „T" hergestellt. Auf die Steuerung im Einzelnen soll hier nicht weiter eingegangen werden, da diese zum Stand der Technik gehört und z.B. in der DE 10 2005 052 481 A1 ausreichend beschrieben ist. Auf die Offenbarung der DE 10 2005 052 481 A1 wird damit für das Verständnis der Erfindung ausdrücklich Bezug genommen. Der Druckmittelleiteinsatz 10 besitzt einen zweiteiligen Aufbau mit einer Führungshülse 15 und einer Umspritzung 16. Die Führungshülse 15 ist mit Öffnungen 14 versehen, die über einen an der Innenseite der Führungshülse 15 ge- führten Steuerkolben 3 verschließbar sind. Die Umspritzung 16 ist außenseitig mit den Druckmittelleitkanälen 11 ,12 und 13 versehen. Alle Druckmittelleitkanäle 11 ,12,13 und die Öffnungen 14 sind mit einem Filtergewebe 17 versehen, welches in den Druckmittelleiteinsatz 10 integriert ist. Das Filtergewebe 17 wird vor der Umspritzung auf der Führungshülse 15 angeordnet, so dass dieses nach der Umspritzung selbst Bestandteil des Druckmittelleiteinsatzes 10 ist. Das Filtergewebe 17 ist schlauchförmig ausgebildet und deckt damit nach dem Überstülpen über die Führungshülse 15 und dem Umspritzen automatisch alle umfangsseitig an in dem Druckmittelleiteinsatz 10 angeordneten Druckmittelleitkanäle 11 ,12,13 und die Öffnungen 14 ab, wobei dies unabhängig von der Anzahl, der Geometrie und der Anordnung derselben ist. Das Filtergewebe 17 ist an seinem der Nockenwelle 4 zugewandten Ende 19 beidseitig von Umspritzung umfasst, so dass hier eine besonders starke körperliche Verbindung zwischen Umspritzung 16 und Filtergewebe 17 geschaffen ist.
Ferner ist an dem Druckmittelleiteinsatz 10 an seiner der Nockenwelle 4 zugewandten Seite eine Führung 18 für den Verschlusskörper 21 eines Rückschlagventils 5 in dem Zulaufkanal „P" vorgesehen. Die Führung 18 ist durch eine von außen zugängliche Öffnung gebildet, in die der Verschlusskörper 21 einführbar ist. Nach dem Einführen des Verschlusskörpers 21 wird von außen ein Dichtteil 20 mit der Umspritzung 16 verbunden. An dem Dichtteil 20 liegt der Verschlusskörper 21 bei geschlossenem Rückschlagventil 5 federbelastet an. Hinsichtlich der Wirkung und der Art wie die Federbelastung erzeugt wird, wird auf die DE 10 2005 052 481 A1 verwiesen. Damit wird die Anzahl der Einzelteile des Steuerventils 1 nochmals reduziert, wobei zusätzlich der Vorteil geschaffen wird, dass das Rückschlagventil 5 mit dem Druckmittelleiteinsatz 10 als Baugruppe vormontiert gefertigt und montiert werden kann. Die Führung 18 verjüngt sich an seinem den Federdurchtritt aufweisenden Ende, so dass der Ver- Schlusskörper 21 nach dem Einführen in die Führung 18 und dem Befestigen des Dichtteils 20 verliersicher in der Führung 18 aufgenommen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Steuerventil (1) für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit -einem hohl ausgebildeten Ventilgehäuse (2),
-das mindestens einen Zulaufanschluss (P), mindestens einen Ablaufan- schluss (T) und mindestens zwei Arbeitsanschlüsse (A,B) aufweist, und -einem in dem Ventilgehäuse (2) angeordneten hohl ausgebildeten Druckmittelleiteinsatz (10), -mit in der Wandung des Druckmittelleiteinsatzes (10) angeordneten mit den Arbeitsanschlüssen (A,B) kommunizierenden Druckmittelleitkanälen (11 ,12,13,14) und
-einem in dem Druckmittelleiteinsatz (10) angeordneten Steuerkolben (3), dadurch gekennzeichnet, dass -der Druckmittelleiteinsatz (10) eine Führungshülse (15) aufweist, in der der Steuerkolben (3) geführt ist,
-die Führungshülse (15) eine Kunststoffumspritzung (16) aufweist, in der wenigstens zwei der Druckmittelleitkanäle (11 ,12,13,14) angeordnet sind, -und zwischen der Kunststoffumspritzung (16) und der Führungshülse (15) eine Filtergewebe (17) vorgesehen ist.
2. Steuerventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) wenigstens zwei Druckmittelleitkanälen (1 1 ,12,13,14) zugeordnet ist.
3. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) wenigstens einem Zuström- und/oder einem Abströmkanal (P,A,B,T) zugeordnet ist.
4. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) abschnittsweise beidseitig von der Kunststoffumspritzung (16) umfasst ist.
5. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) schlauchförmig ausgebildet ist.
6. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung (16) an dem der Nockenwelle (4) zugewandten Ende eine Führung (18) für ein Rückschlagventil (5) bildet.
7. Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh- rung (18) aus einer Öffnung gebildet ist, in die ein Verschlusskörper (21) des Rückschlagventils (5) von außen einführbar ist, und ein kraftschlüssig mit der Umspritzung (16) verbindbares Dichtteil (20) vorgesehen ist, an dem der Verschlusskörper(21) bei geschlossenem Rückschlagventil (5) anliegt.
8. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (15) ein Stahlteil ist.
9. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) elastisch aufweitbar ist.
10. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) ein Kunststoffgewebe ist.
11. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) ein Stahlgewebe aus nichtrostendem Stahl ist.
12. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Filtergewebe (17) rautenförmige Öffnungen aufweist.
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