WO2012013386A1 - Rückschlagventil sowie hydraulisches ventil mit einem eingebauten rückschlagventil - Google Patents

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WO2012013386A1
WO2012013386A1 PCT/EP2011/058350 EP2011058350W WO2012013386A1 WO 2012013386 A1 WO2012013386 A1 WO 2012013386A1 EP 2011058350 W EP2011058350 W EP 2011058350W WO 2012013386 A1 WO2012013386 A1 WO 2012013386A1
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valve
closing element
sealing seat
check valve
pressure medium
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PCT/EP2011/058350
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Holger PÄTZOLD
Philipp Bittel
Barbara Pluta
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • Y10T137/7888—With valve member flexing about securement
    • Y10T137/7891—Flap or reed

Definitions

  • the invention relates to a check valve and a hydraulic valve, in particular a control valve for controlling the pressure medium flows of a camshaft adjuster, with a built-in non-return valve.
  • camshaft adjuster In modern internal combustion engines devices for variable adjustment of the timing of gas exchange valves, also known as camshaft adjuster are used to make the phase position of a camshaft relative to a crankshaft in a defined angular range, between a maximum early and a maximum late position variable.
  • the cams of the camshafts are usually on cam followers, such as bucket tappets, finger levers or rocker arms. If a camshaft is rotated, the cams roll on the cam followers, which in turn actuate the gas exchange valves. Due to the position and the shape of the cams thus both the opening duration and the opening amplitude, but also the opening and closing times of the gas exchange valves are fixed.
  • camshaft timing The angular displacement of the camshaft with respect to the crankshaft to achieve optimized timing for different speed and load conditions is referred to as camshaft timing.
  • a constructive variant of a camshaft adjuster operates, for example, after the so-called Swivel motor principle.
  • a stator and a rotor are provided, which are coaxial and are movable relative to each other.
  • the stator and the rotor together form pairs of hydraulic chambers.
  • a pair of chambers is here each bounded by webs of the stator and divided by a respective wing of the rotor into two mutually opposite pressure chambers whose volumes are changed in opposite directions by a relative rotational movement of the rotor to the stator.
  • a hydraulic medium or pressure medium such as oil
  • the pressure medium channels open on both sides of the respective wing, so that the hydraulic medium is guided into the respective pressure chamber.
  • camshaft adjuster hydraulic control valves are used in the form of multi-way slide valves in the rule. They comprise, as essential components, a valve housing and a housing piston axially displaceably received control piston, which is actuated by an actuator, typically an electromagnet with plunger.
  • control valves are connected as so-called central valves, which are used in a central bore of the rotor of a camshaft adjuster.
  • the valve housing of such a central valve is provided with a thread, via which the valve housing can be screwed into a corresponding threaded bore of the camshaft to connect the rotor rotationally fixed to the camshaft.
  • a supply or removal of pressure medium to the pressure medium connection or from the drain port of the control valve is effected by the rotor or the camshaft.
  • the pressure medium is supplied radially via an inlet connection. About two working ports on the valve body, the pressure medium is alternately introduced into the opposite chambers of a chamber pair.
  • a control valve with an integrated, flat check valve is described in DE 10 2008 004591.
  • a hollow pressure medium insert is used, which is adapted in its outer diameter to the inner diameter of the housing.
  • the pressure medium insert comprises a sleeve-shaped insert portion with a housing shaft side formed structural portion which is frontally provided with an axial support ring.
  • the support ring is received within an axial retaining collar which is integrally formed on a seat surface body.
  • the retaining collar is bent radially inwardly at its free end and engages behind the support ring, whereby the three components seat body, closing element and pressure medium insert are secured in their relative axial position.
  • the plate-shaped closing element has a multiplicity of apertures which are designed in such a way that a central closure part, which is mounted resiliently over a plurality of spring tongues, is formed for closing a valve opening.
  • the openings surround the closure part in a spiral shape.
  • the invention has for its object to allow easy installation of a check valve in a small design at its place of use.
  • a check valve comprising a sealing seat with a breakthrough and a resilient, flat closing element which covers the opening in a closed position, wherein the closing element and the sealing seat are firmly connected to each other and form a prefabricated unit.
  • the invention is based on the consideration that a simple assembly of a two- or multi-part check valve is ensured by the individual parts of the check valve, which are in particular of different materials, are assembled before the use of the check valve to a prefabricated and in particular inseparable assembly. The result is the completion of a complete non-return valve, which is ready for use without additional components.
  • the check valve is manufactured as a single unit and stored as such, transported and installed at its place of use. Thus, there is a simplified and convenient handling, so that the assembly cost is minimized. In particular, when the check valve has small components and / or a precise assembly of the components is required, the design of the check valve as a prefabricated unit of great advantage.
  • the flat closure element which is in particular plate-shaped or disc-shaped, forms a spring element due to its geometry and its material composition.
  • the spring element is supported against the sealing seat, wherein the spring element is fixedly connected at least one point with the sealing seat. If no external forces act on the check valve, this is in the closed position, in which the closing element rests on the sealing seat and thereby covers and closes the opening.
  • a pressure medium which acts on the closing element from a certain direction, a free, unsecured area of the closing element is lifted from the sealing seat.
  • the check valve is in an open position, in which the opening in the sealing seat is released and the pressure medium flows through the opening.
  • the closing element comprises at least one bending web, at the end a closure plate for the opening and a fixing end for fixing the closing element are arranged on the sealing seat. Due to this special embodiment of the closing element, the resilient properties are imparted to it, so that it acts as a spring element.
  • the closing element is fixed at the end on the bending web in the region of the fixing fixed to the sealing seat, so that the closure plate at the other end of the bending web pivotal movement between the closed position in which it covers the opening fluid-tight and the open position in which the breakthrough released is, can perform.
  • the bending web acts as a lever that supports the pivoting movement of the closure plate at a comparatively low pressure force of the pressure medium.
  • the fixing comprises at least one, in particular two fixing arms, over their entire length or only partially, eg in the area their ends are firmly connected to the sealing seat.
  • the shape of the fixing arms is adapted to the cylindrical shape of the valve housing or to the outer contour of the disc-shaped sealing seat, so that the two fixing arms form a circular arc.
  • the fixing also has a plurality of fixing arms. By enlarging the fixing in the manner of two or more fixing arms, a particularly secure connection between the closing element and the sealing seat is ensured over an enlarged area.
  • the closing element is made of spring steel.
  • the closing element has a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm, depending on the functional requirement also stronger.
  • Spring steel is flexible and has sufficient hardness, due to these properties, spring steel is suitable for use as a closing element in a return valve.
  • this is preferably an injection molded part, in particular made of plastic.
  • a secure and easy to produce connection between the closing element and the sealing seat is given, if preferably the fixing end of the closing element is encapsulated with the material of the sealing seat.
  • this allows the resilient function of the closing element, since only the fixing, ie only the fixing of the closing element are completely or partially molded with the material of the sealing seat in a single or multi-stage injection molding process.
  • the closing element is inserted and sprayed the sealing seat in only one operation, the fixing arms are completely or alternatively encapsulated only at their ends with the material of the seal.
  • the first step is to protrude the sealing seat, followed by the insertion of the closing element, which is finally completely or partially encapsulated in the area of its fixing.
  • the closing element After fixing the closing element on the sealing seat
  • the bending beam and the shutter plate can pivot.
  • the resilient and non-resilient components of the non-return valve which are made of different materials, are permanently connected to one another.
  • a hydraulic valve in particular a control valve for controlling pressure medium flows of a camshaft adjuster, comprising a hollow executed valve housing with at least one inlet port and at least one drain port, wherein in the valve housing a check valve according to one of the preceding embodiments is installed.
  • Fig. 1 is an axial sectional view through a control valve
  • FIG. 3 is a plan view of a check valve
  • Fig. 4 is a section through the plane I of FIG. 3, and
  • FIG. 5 shows a section through the plane II of FIG .. 3
  • a control valve 2 which is designed as a central valve and is used for use in a central bore of a rotor of a hydraulic camshaft adjuster not shown here.
  • the control valve 2 comprises a hollow cylindrical valve housing 4 with an inlet port P, two working ports A, B for the opposing pressure medium chambers in the rotor of the camshaft adjuster and a drain port T.
  • a control piston 6 is axially guided, wherein Depending on its position of the inlet port P with one of the working ports A, B is fluidically connected, while the other working port A, B is connected to the drain port T.
  • a hydraulic pilot-operated check valve 8 which releases a pressure medium line 7 in the inlet direction is arranged.
  • the check valve 8 consists of a closing element 10 and a sealing seat 12 and a filter 30, which are shown in the exploded view in FIG. 2 as separate components. In the assembled form of the check valve 8, however, these are firmly and in particular permanently connected to each other and thus form a prefabricated assembly or assembly 13, which is shown in Figures 3 to 5.
  • the closure member 10 is in this embodiment of spring steel, although the use of other spring materials is possible.
  • the closing element 10 comprises three functional areas: A closure plate 14 for closing an opening 16 in the sealing seat 12, a resilient bending web 18 and a fixing end 20, which in this embodiment comprises two fixing arms 20a, 20b.
  • the shape of the fixing arms 20a, 20b follows the contour of the valve seat 12, so that the fixing end 20 in the shown Embodiment arcuate. In a plan view, the closing element 10 thus has approximately the shape of an anchor.
  • the sealing seat 12 is made of plastic and has a bearing surface 22 on which the closing element rests in a closed position of the check valve 8 10 and thereby covers the opening 16.
  • the shape of the closure plate 14 is adapted to the shape of the opening 16.
  • the sealing seat 12 is approximately disc-shaped and has a thickness of a few centimeters, depending on the requirement or application.
  • the sealing seat 12 is an injection molded part, in the manufacture of which the fixing arms 20a, 20b are encapsulated with the material of the sealing seat 12, so that the fixing arms 20a, 20b are completely covered by an axial collar 24 are enclosed, which extends arcuately in the edge region of the support surface 22.
  • a filter 30 for filtering the pressure medium is arranged on the side opposite the closure plate 14 side of the sealing seat 12.
  • a pressure medium such as oil
  • a pressure medium which is introduced through the working port P in the control valve 2 enters the pressure medium line 7 and passes through the check valve 8 by the closure plate 14 lifts under the pressure force of the pressure medium, so that the opening 16 is opened and the Pressure fluid in the direction of the working ports A, B can flow.
  • Opening of the check valve 8 is possible thanks to the elastic suspension of the bending web 18 combined with the fixed attachment of the fixing arms 20a, 20b on the sealing seat 12.
  • the spring force to be overcome depends on the material and thickness of the closing element 10.
  • the check valve 8 is characterized by its ease of installation at the place of use, since its two components form the closing element 10 and the sealing seat 12 by encapsulating the fixing arms 20a, 20b a structural unit 13, which is integrated as such in the control valve 2. It thus eliminates a complex installation of the thin closing element 10 in the control valve. 2

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Abstract

Ein Rückschlagventil (8) umfasst einen Dichtsitz (2) mit einem Durchbruch (16) sowie ein federndes, flaches Schließelement (10), das den Durchbruch (16) in einer geschlossenen Position überdeckt. Im Hinblick auf eine einfache Montage des Rückschlagventils (8) sind das Schließelement (10) und der Dichtsitz (12) fest miteinander verbunden und bilden eine vorgefertigte Baueinheit (13).

Description

Bezeichnung der Erfindung
Rückschlagventil sowie hydraulisches Ventil mit einem eingebauten Rück- schlagventil
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil sowie ein hydraulisches Ventil, insbesondere ein Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines No- ckenwellenverstellers, mit einem eingebauten Rückschlagventil.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen, auch als Nockenwellenversteller bekannt, eingesetzt, um die Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Nocken der Nockenwellen liegen für gewöhnlich an Nockenfolgern an, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepphebeln oder Schwinghebeln. Wird eine Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgern ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken sind somit sowohl die Öffnungsdauer als auch die Öffnungsamplitude, aber auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile festgelegt. Die Winkelverschiebung der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zur Erzielung optimierter Steuerzeiten für verschiedene Drehzahl- und Lastzustände wird als Nockenwellenverstellung bezeichnet. Eine konstruktive Variante eines Nockenwellenverstellers arbeitet beispielsweise nach dem so genannten Schwenkmotorprinzip. Hierbei sind ein Stator und ein Rotor vorgesehen, die koaxial liegen und relativ zueinander beweglich sind. Der Stator und der Rotor bilden zusammen Hydraulikkammerpaare. Ein Kammerpaar ist hierbei jeweils von Stegen des Stators begrenzt und durch einen jeweiligen Flügel des Rotors in zwei zueinander gegenläufige Druckkammern unterteilt, deren Volumina durch eine Relativ-Drehbewegung des Rotors zum Stator gegenläufig verändert werden. In der maximalen Verstellposition liegt der jeweilige Flügel an einem der randseitigen Stege des Stators an. Die Relativ-Drehbewegung des Rotors erfolgt durch eine Verstellung des Flügels, indem ein Hydraulikmedium oder Druckmittel, wie z.B. Öl, über Druckmittelkanäle in eine der Druckkammern des Kammerpaars eingeleitet wird und den Flügel wegdrückt. Die Druckmittelkanäle münden auf beiden Seiten des jeweiligen Flügels, so dass das Hydraulikmedium in die jeweilige Druckkammer geführt wird. Zur Steuerung von Druckmittelströmen für Nockenwellenversteller werden in der Regel hydraulische Steuerventile in Form von Mehrwege-Schiebeventilen verwendet. Sie umfassen als wesentliche Komponenten ein Ventilgehäuse und einen in einem Gehäusehohlraum axial verschiebbar aufgenommenen Steuerkolben, der von einem Aktuator, typischerweise ein Elektromagnet mit Stößel, betätigt wird.
In einer gängigen Bauart sind solche Steuerventile als so genannte Zentralventile geschaltet, welche in eine Zentralbohrung des Rotors eines Nockenwellen- verstellers eingesetzt werden. Das Ventilgehäuse eines solchen Zentralventils ist mit einem Gewinde versehen, über welches das Ventilgehäuse in eine entsprechende Gewindebohrung der Nockenwelle eingeschraubt werden kann, um den Rotor drehfest mit der Nockenwelle zu verbinden. Eine Zufuhr bzw. Abfuhr von Druckmittel zum Druckmittelanschluss bzw. vom Ablaufanschluss des Steuerventils erfolgt durch den Rotor bzw. die Nockenwelle. Die Druckmittelzu- fuhr erfolgt radial über einen Zulaufanschluss. Über zwei Arbeitsanschlüsse am Ventilgehäuse wird das Druckmittel abwechselnd in die gegenläufigen Kammern eines Kammerpaars eingeleitet. In Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens ist eine der Kammern über einen der Arbeitsanschlüsse mit dem Zufuhranschluss verbunden und wird mit der Druckmittel befüllt. Gleichzeitig kommuniziert die gegenläufige Kammer über den ihr zugeordneten Arbeitsan- schluss mit einem Ablaufanschluss am Steuerventil und wird dabei entleert. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine können an der Nockenwelle Wechselmomente auftreten, die über die Druckkammern als Druckstöße auf das Hydrauliksystem des Nockenwellenverstellers übertragen werden. Um eine Weiterleitung derartiger Druckstöße zu verhindern, werden im Druckmittelzulauf des Nockenwellenverstellers hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile ein- gesetzt.
Ein Steuerventil mit einem integrierten, flachen Rückschlagventil ist in der DE 10 2008 004591 beschrieben. In einem Ventilgehäuse des Steuerventils ist ein hohler Druckmitteleinsatz eingesetzt, welcher in seinem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gehäuses angepasst ist. Der Druckmitteleinsatz umfasst einen hülsenförmigen Einsatzabschnitt mit einem gehäuseschaftseitig angeformten Strukturabschnitt, der stirnseitig mit einem axialen Stützring versehen ist. Der Stützring ist innerhalb eines axialen Haltekragens aufgenommen, der an einem Sitzflächenkörper angeformt ist. Der Haltekragen ist an seinem freien Ende radial einwärts gebogen und hintergreift den Stützring, wodurch die drei Komponenten Sitzflächen körper, Schließelement und Druckmitteleinsatz in ihrer relativen axialen Lage gesichert sind. Eine Stirnfläche des axialen Stützrings gelangt zur Anlage gegen ein Schließelement, das seinerseits an eine vom Sitzflächenkörper geformte Sitzfläche anliegt. Das plattenförmige Schließ- element weist eine Vielzahl von Durchbrechungen auf, die derart ausgebildet sind, dass ein über mehrere Federzungen federnd gelagertes mittiges Verschlussteil zum Verschließen einer Ventilöffnung geformt ist. Die Durchbrechungen umgeben dabei das Verschlussteil spiralförmig. Eine solche, mehrteilige Ausführung eines Rückschlagventils führt zu erhöhtem Handlingsaufwand und ist mit mehreren Arbeitsschritten bei der Montage der einzelnen Komponenten verbunden. Insbesondere bei Kleinteilen, die z.B. bei einem flachen, scheibenförmigen Rückschlagventil zum Einsatz kommen, sind die Handhabung und die Montageschritte qualitätskritisch und zeitintensiv.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Einbauen eines Rückschlagventils in einer kleinen Bauform an seinem Einsatzort zu ermöglichen.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rückschlagventil, umfassen einen Dichtsitz mit einem Durchbruch sowie ein federndes, flaches Schließelement, das den Durchbruch in einer geschlossenen Position überdeckt, wobei das Schließelement und der Dichtsitz fest miteinander verbunden sind und eine vorgefertigte Baueinheit bilden.
Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine einfache Montage eines zwei- oder mehrteiligen Rückschlagventils gewährleistet ist, indem die einzelnen Teile des Rückschlagventils, die insbesondere aus verschiedenen Materialien sind, vor dem Einsatz des Rückschlagventils zu einer vorgefertigten und insbesondere untrennbare Baueinheit zusammengefügt werden. Das Ergebnis ist die Fertigstellung eines kompletten Rückschlagventils, welches auch ohne Ergänzung durch weitere Komponenten einsatzbereit ist. Das Rückschlagventil wird als eine einzige Baueinheit hergestellt und als solche gelagert, transportiert und an seinem Einsatzort eingebaut. Somit liegt eine vereinfachte und bequeme Handhabung vor, so dass der Montageaufwand minimiert ist. Insbesondere wenn das Rückschlagventil kleine Bauteile aufweist und/oder ein präzises Zu- sammenbauen der Bauteile erforderlich ist, ist die Ausgestaltung des Rückschlagventils als eine vorgefertigte Baueinheit von großem Vorteil. Das flache Schließelement, das insbesondere platten- oder scheibenförmig ist, bildet aufgrund seiner Geometrie und seiner Materialzusammensetzung ein Federelement. Das Federelement stützt sich gegen den Dichtsitz ab, wobei das Federelement an mindestens einer Stelle mit dem Dichtsitz ortsfest verbunden ist. Wenn auf das Rückschlagventil keine externen Kräfte wirken, befindet sich dieses in der geschlossenen Position, in der das Schließelement auf dem Dichtsitz aufliegt und dabei den Durchbruch überdeckt und verschließt. Durch die Druckkraft eines Druckmittels, die von einer bestimmten Richtung auf das Schließelement wirkt, wird ein freier, unbefestigter Bereich des Schließelements vom Dichtsitz angehoben. Das Rückschlagventil befindet sich dabei in einer offenen Position, in der der Durchbruch im Dichtsitz freigegeben ist und das Druckmittel durch den Durchbruch fließt. Bei einem Richtungswechsel des Druckmittels drückt dieses das Schließelement wieder gegen den Dichtsitz, wodurch der Durchbruch verschlossen wird und ein Rücklauf des Druckmittels verhindert wird. Aufgrund der federnden Eigenschaften des Schließelements wird das Rückschlagventil automatisch geschlossen, auch wenn auf das Schließelement keine externen Kräfte mehr wirken.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Schließelement mindes- tens einen Biegesteg, an dem endseitig eine Verschlussplatte für den Durchbruch und ein Fixierende zum Befestigen des Schließelements am Dichtsitz angeordnet sind. Durch diese spezielle Ausgestaltung des Schließelements werden ihm die federnden Eigenschaften verliehen, so dass es als Federelement wirkt. Das Schließelement ist endseitig am Biegesteg im Bereich des Fi- xierendes ortsfest am Dichtsitz fixiert, so dass die Verschlussplatte am anderen Ende des Biegestegs eine Schwenkbewegung zwischen der geschlossenen Position, in der sie den Durchbruch fluiddicht überdeckt und der offenen Stellung, in der der Durchbruch freigegeben ist, ausführen kann. Der Biegesteg wirkt dabei als ein Hebel, der die Schwenkbewegung der Verschlussplatte bei einer vergleichsweise geringer Druckkraft des Druckmittels unterstützt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Fixierende mindestens einen, insbesondere zwei Fixierarme, die über ihre Gesamtlänge oder nur partiell, z.B. im Bereich ihre Enden mit dem Dichtsitz fest verbunden sind. Wenn zwei Fixierarme vorgesehen sind, ist die Form der Fixierarme an die zylindrische Form des Ventilgehäuses bzw. an die Außenkontur des scheibenförmigen Dichtsitzes angepasst, so dass die beiden Fixierarme einen Kreisbogen bilden. Alternativ weist das Fixierende auch mehrere Fixierarme auf. Durch die Vergrößerung des Fixierendes nach Art von zwei oder mehreren Fixierarmen ist eine besonders sichere Verbindung zwischen dem Schließelement und dem Dichtsitz über einen vergrößerten Bereich gewährleistet. Zweckdienlicherweise ist das Schließelement aus Federstahl. Alternativ sind auch andere Feder-Werkstoffe wie z.B. Kupferlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen oder Kunststoff für die Ausbildung des Schließelements geeignet. Insbesondere weist das Schließelement dabei eine Stärke im Bereich 0,1 bis 0,5 mm auf, je nach funktionaler Anforderung auch stärker. Federstahl ist biegsam und weist eine ausreichende Härte auf, aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Federstahl für den Einsatz als Schließelement in einem Rückstellventil.
Im Hinblick auf eine besonders einfache Herstellung des Dichtsitzes ist dieser bevorzugt ein Spritzgussteil, insbesondere aus Kunststoff. Eine sichere und leicht herzustellende Verbindung zwischen dem Schließelement und dem Dichtsitz ist gegeben, wenn vorzugsweise das Fixierende des Schließelements mit dem Material des Dichtsitzes umspritzt ist. Außerdem wird dadurch die federnde Funktion des Schließelements ermöglicht, da nur das Fixierende, d.h. nur die Fixierarme des Schließelements vollständig oder teilweise mit dem Material des Dichtsitzes in einem ein- oder mehrstufigen Spritzgussprozess umspritzt werden. Bei einem einstufigen Spritzgussprozess wird in nur einem Arbeitsgang das Schließelement eingelegt und der Dichtsitz gespritzt, wobei die Fixierarme vollständig oder alternativ nur an ihren Enden mit dem Material des Dichtes umspritzt werden. Bei einem mehrstufigen Spritzgussprozess erfolgt als erstes ein Vorspritzen des Dichtsitzes, gefolgt vom Einlegen des Schließelements, welches schließlich im Bereich seines Fixierendes vollständig oder teilweise umspritzt wird. Nach dem Fixieren des Schließelements am Dichtsitz können der Biegebalken und die Verschlussplatte eine Schwenkbewegung ausführen. Durch das partielle Umspritzen des Schließelements mit dem Material des Dichtsitzes werden die federnden und die nicht federnden Bauteile des Rückschlagventils, die aus verschiedenen Materialien bestehen, unlösbar mit- einander verbunden.
Die Erfindung wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein hydraulisches Ventil, insbesondere ein Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers, umfassend ein hohl ausgeführtes Ventilgehäuse mit wenigstens einem Zulaufanschluss sowie wenigstens einen Ablaufan- schluss, wobei im Ventilgehäuse ein Rückschlagventil nach einer der vorhergehenden Ausführungen eingebaut ist.
Die im Hinblick auf das Rückschlagventil aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auf das hydraulische Ventil übertra- gen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine Axialschnittansicht durch ein Steuerventil
Fig. 2 in einer Explosionsdarstellung die Bauteile eines Rückschlagventils,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Rückschlagventil,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Ebene I gemäß Fig. 3, und
Fig. 5 einen Schnitt durch die Ebene II gemäß Fig. 3.
Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeutung. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In Fig. 1 ist ein Steuerventil 2 gezeigt, das als ein Zentralventil ausgebildet ist und zur Verwendung in eine Zentralbohrung eines Rotors eines hier nicht näher gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers eingesetzt wird. Das Steuerventil 2 umfasst ein hohl ausgeführtes zylindrisches Ventilgehäuse 4 mit einem Zulaufanschluss P, zwei Arbeitsanschlüssen A, B für die gegenläufigen Druckmittelkammern im Rotor des Nockenwellenverstellers sowie einen Ablaufan- schluss T. Innerhalb des Ventilgehäuses 4 wird ein Steuerkolben 6 axial ge- führt, wobei in Abhängigkeit von seiner Position der Zulaufanschluss P mit einem der Arbeitsanschlüsse A, B strömungstechnisch verbunden wird, während der andere Arbeitsanschluss A, B mit dem Ablaufanschluss T verbunden ist. Im Bereich einer Druckmittelleitung 7 zwischen dem Zulaufanschluss P und den Arbeitsanschlüssen A, B ist ein eine Druckmittelleitung 7 in Zulaufrichtung frei- gebendes, hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 8 angeordnet.
Der detaillierte Aufbau des axial flachen Rückschlagventils 8 ist aus den Figuren 2 bis 5 ersichtlich. Das Rückschlagventil 8 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Schließelement 10 und einem Dichtsitz 12 sowie einem Fil- ter 30, die in der Explosionsdarstellung in Fig. 2 als separate Bauteile gezeigt sind. In der zusammengebauten Form des Rückschlagventils 8 sind diese jedoch fest und insbesondere unlösbar miteinander verbunden und bilden somit eine vorgefertigte Montage- oder Baueinheit 13, die in den Figuren 3 bis 5 gezeigt ist.
Das Schließelement 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Federstahl, obwohl der Einsatz auch von anderen Feder-Materialien möglich ist. Das Schließelement 10 umfasst drei Funktionsbereiche: Eine Verschlussplatte 14 für den Verschluss eines Durchbruchs 16 im Dichtsitz 12, einen federnden Biege- steg 18 und ein Fixierende 20, welches sich in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Fixierarmen 20a, 20b zusammensetzt. Die Form der Fixierarme 20a, 20b folgt der Kontur des Ventilsitzes 12, so dass das Fixierende 20 im gezeigten Ausführungsbeispiel bogenförmig ist. Bei einer Draufsicht weist das Schließelement 10 somit annähernd die Form eines Ankers auf.
Der Dichtsitz 12 ist aus Kunststoff und weist eine Auflagefläche 22 auf, auf der das Schließelement in einer geschlossenen Position des Rückschlagventils 8 10 aufliegt und dabei den Durchbruch 16 überdeckt. Die Form der Verschlussplatte 14 ist dabei an die Form des Durchbruchs 16 angepasst. Der Dichtsitz 12 ist etwa scheibenförmig und weist je nach Anforderung bzw. Anwendungsfall eine dicke von wenigen Zentimetern auf. Der Durchmesser des Dichtsitzes 12 entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser des Ventilgehäuses 4. Der Dichtsitz 12 ist ein Spritzgussteil, bei dessen Herstellung die Fixierarme 20a, 20b mit dem Material des Dichtsitzes 12 umspritzt sind, so dass die Fixierarme 20a, 20b vollständig von einem axialen Kragen 24 umschlossen sind, der sich bogenförmig im Randbereich der Auflagefläche 22 erstreckt. Ein Filter 30 zur Filterung des Druckmittels ist auf der der Verschlussplatte 14 gegenüberliegenden Seite des Dichtsitzes 12 angeordnet.
Ein Druckmittel, wie beispielsweise Öl, das durch den Arbeitsanschluss P in das Steuerventil 2 eingeleitet wird, gelangt in die Druckmittelleitung 7 und passiert das Rückschlagventil 8, indem die Verschlussplatte 14 unter der Druckkraft des Druckmittels abhebt, so dass der Durchbruch 16 geöffnet wird und das Druckmittel in Richtung der Arbeitsanschlüsse A, B fließen kann. Ein Öffnen des Rückschlagventils 8 ist dank der elastischen Federung des Biegestegs 18 kombiniert mit der ortsfesten Befestigung der Fixierarme 20a, 20b am Dichtsitz 12 möglich. Die zu überwindende Federkraft hängt dabei von Material und Stärke des Schließelements 10.
Bei einem auftretenden Druckstoß gegen die Strömungsrichtung bzw. bei einem Rücklauf des Druckmittels wird die Verschlussplatte 14 des Rückschlag- ventils 8 gegen die Auflagefläche 22 gedrückt, so dass der Durchbruch 16 verschlossen wird und ein weiteres Rückläufen des Druckmittels durch den Durchbruch 16 verhindert wird. Das Rückschlagventil 8 zeichnet sich durch seine einfache Montage am Einsatzort aus, da seine zwei Bauteile das Schließelement 10 und der Dichtsitz 12 durch das Umspritzen der Fixierarme 20a, 20b eine Baueinheit 13 bilden, die als solche im Steuerventil 2 integriert ist. Es entfällt somit ein aufwändiges Ein- bauen des dünnen Schließelements 10 im Steuerventil 2.
Liste der Bezugszahlen
Steuerventil
Ventilgehäuse
Steuerkolben
Druckmittelleitung
Rückschlagventil
Schließelement
Dichtsitz
Baueinheit
Verschlussplatte
Durchbruch
Biegesteg/-balken
Fixierende
a,b Fixierarme
Auflagefläche
Kragen
Filter
Arbeitsanschlüsse
Zulaufanschluss
Ablaufanschluss

Claims

Patentansprüche
1 . Rückschlagventil (8) umfassend einen Dichtsitz (12) mit einem Durchbruch (16) sowie ein federndes, flaches Schließelement (10), das den Durchbruch (16) in einer geschlossenen Position überdeckt, wobei das
Schließelement (10) und der Dichtsitz (12) fest miteinander verbunden sind und eine vorgefertigte Baueinheit (13) bilden.
2. Rückschlagventil (8) nach Anspruch 1 , wobei das Schließelement (10) mindestens einen Biegesteg (18) umfasst, an dem endseitig eine Verschlussplatte (14) für den Durchbruch (16) und ein Fixierende (20) angeordnet sind.
3. Rückschlagventil (8) nach Anspruch 2, wobei das Fixierende (20) mindes- tens einen, insbesondere zwei Fixierarme (20a, 20b) umfasst.
4. Rückschlagventil (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schließelement (10) aus Federstahl ist.
5. Rückschlagventil (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtsitz (12) ein Spritzgussteil ist.
6. Rückschlagventil (8) nach Ansprüchen 2 und 5, wobei das Fixierende (20) des Schließelements (10) mit dem Material des Dichtsitzes (12) umspritzt ist.
7. Hydraulisches Ventil (2), insbesondere Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers, umfassend ein hohl ausgeführtes Ventilgehäuse (4) mit wenigstens einem Zulaufan- schluss (P) sowie wenigstens einem Ablaufanschluss (T), wobei im Ventilgehäuse (4) ein Rückschlagventil (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingebaut ist.
8. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 -7, mit einem in den Dichtsitz (12) integrierten Druckmittelfilter (30).
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