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DE102016205819B4 - Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr eines Verbrennungsmotors Download PDF

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DE102016205819B4
DE102016205819B4 DE102016205819.3A DE102016205819A DE102016205819B4 DE 102016205819 B4 DE102016205819 B4 DE 102016205819B4 DE 102016205819 A DE102016205819 A DE 102016205819A DE 102016205819 B4 DE102016205819 B4 DE 102016205819B4
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Stefan Konias
Martin Steigerwald
Jens Hoppe
Michael Schwarz
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Vorrichtung (1) zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr eines Verbrennungsmotors umfassend eine sich zwischen einem Zulaufanschluss P und einem Versorgungsanschluss A erstreckende Versorgungsleitung (3) sowie ein mithilfe eines Hydraulikmitteldrucks betätigtes Verschlusselement (5a), das zwischen Zulaufanschluss P und Versorgungsanschluss A angeordnet ist und das bei Überschreiten eines Schwellendrucks den Zulaufanschluss P hydraulisch mit dem Versorgungsanschluss A verbindet, wobei eine erste Oberfläche (6) des Verschlusselements (5a) der Versorgungsleitung (3) zugewandt ist und federbelastet mit einem Dichtsitz (7) in Anlage gebracht werden kann und wobei eine zweite Oberfläche (9) des Verschlusselementes (5a) der Versorgungsleitung (3) abgewandt ist und einen Druckraum (10) begrenzt, sowie umfassend ein Elektromagnetventil (26), das eine hydraulische Verbindung (11) zwischen der Versorgungsleitung (3) und dem Druckraum (10) steuert, wobei sich die hydraulische Verbindung (11) von der ersten Oberfläche (6) zu der zweiten Oberfläche (9) erstreckt, wobei die hydraulische Verbindung (11) über eine Zulauföffnung (13) in den Druckraum (10) mündet und wobei die Zulauföffnung (13) mithilfe eines Schließkörpers (14) des Elektromagnetventils (26) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (10) eine Ablauföffnung (16) aufweist, die mithilfe eines zweiten Schließkörpers (17) des Elektromagnetventils (26) verschließbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr, insbesondere zu der Steuerung großer Motorölvolumenströme bei zugleich vergleichsweise kleiner Stromaufnahme eines Elektromagnetventils. Die Erfindung betrifft somit beispielsweise eine Vorrichtung zu der Kühlung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors, umfassend eine sich zwischen einem Zulaufanschluss und einem Versorgungsanschluss erstreckende Versorgungsleitung sowie ein mithilfe eines Hydraulikmitteldrucks betätigtes Verschlusselement, das zwischen Zulaufanschluss und Versorgungsanschluss angeordnet ist und das bei Überschreiten eines Schwellendrucks den Zulaufanschluss hydraulisch mit dem Versorgungsanschluss verbindet, wobei eine erste Oberfläche des Verschlusselements der Versorgungsleitung zugewandt ist und federbelastet mit einem Dichtsitz in Anlage gebracht werden kann und wobei eine zweite Oberfläche des Verschlusselementes der Versorgungsleitung abgewandt ist und einen Druckraum begrenzt, sowie umfassend ein Elektromagnetventil, das eine hydraulische Verbindung zwischen der Versorgungsleitung und dem Druckraum steuert, wobei sich die hydraulische Verbindung von der ersten zu der zweiten Oberfläche erstreckt.
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 2 778 364 A1 bekannt. Gezeigt ist eine Vorrichtung zu der Kühlung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors mit einem Zulaufanschluss und einem Ablaufanschluss, wobei sich zwischen dem Zulaufanschluss und dem Ablaufanschluss eine Hauptleitung erstreckt. Parallel zur Hauptleitung ist eine Hilfsleitung angeordnet, die sich somit ebenfalls zwischen dem Zulaufanschluss und dem Ablaufanschluss erstreckt. Mithilfe eines ersten Sperrkörpers kann die Hauptleitung gesperrt werden, wobei über einen axial durch den Sperrkörper verlaufenden Kanal eine hydraulische Verbindung zu einer in der Hilfsleitung angeordneten Sperrkammer hergestellt werden kann.
  • Eine Vorrichtung zu der Kühlung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors ist Gegenstand der WO 2010/ 029 085 A1. Gezeigt ist eine Vorrichtung mit einem Zulaufanschluss und einem Ablaufanschluss, wobei sich zwischen dem Zulaufanschluss und dem Ablaufanschluss eine Hauptleitung erstreckt. Die Hauptleitung ist mittels federvorgespanntem Ventilkolben verschließbar, indem der an den Stirnseiten des Ventilkolbens anliegende Hydraulikmitteldruck zum Ausgleich gebracht wird. Der Ausgleich erfolgt über eine Bypassleitung, die mittels elektrisch geschaltetem Verschlusskörper freigegeben oder gesperrt wird. Eine weitere Vorrichtung zum Kühlen eines Kolbens eines Verbrennungsmotors zeigt die WO 2015/ 030 724 A1.
  • Mithilfe eines zweiten Schließkörpers kann die Hilfsleitung gesperrt werden. In der Folge baut sich ein Hydraulikmitteldruck in der Sperrkammer auf, wodurch der erste Sperrkörper in Anlage mit einem Dichtsitz gebracht und die Hauptleitung verschlossen wird. Ein anschließendes Freigeben der Hilfsleitung führt demnach zu einer Öffnung der Hauptleitung.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den Aufbau einer Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr der eingangs genannten Art zeichnet sich demnach dadurch aus, dass die hydraulische Verbindung über eine Zulauföffnung in den Druckraum mündet, wobei die Zulauföffnung mithilfe eines Schließkörpers des Elektromagnetventils verschließbar ist.
  • Der Druckraum kann also von der Hydraulikmittelversorgung getrennt werden, wodurch die zweite Oberfläche nicht mit einem Hydraulikmitteldruck beaufschlagt wird. Das Verschlusselement gibt somit bei Überschreiten eines definierten Drucks die Versorgungsleitung frei. Auf vorteilhafte Weise kann das Öffnen auf das Überschreiten eines Mindestdrucks ausgelegt - und zugleich eine Failsafe-Funktionalität verwirklicht werden: Ein druckabhängiges Öffnen und Schließen des Verschlusselements ist auch für den Fall sichergestellt, dass der Elektromagnet seine Funktionen nicht erfüllen kann. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass das Verschlusselement erst öffnet, wenn ein bestimmter Mindestdruck der Hydraulikmittelversorgung überschritten ist, sodass der Druckaufbau durch eine frühzeitige Verbindung mit der Umgebung nicht beeinträchtigt wird.
  • Der Druck kann insbesondere über die Kraft einer Feder definiert werden, die das Verschlusselement in Richtung des Dichtsitzes drückt. Die Feder kann insbesondere im Druckraum angeordnet sein, wobei der Druckraum durch ein rohrförmiges Gehäuse begrenzt wird sowie durch das Verschlusselement einerseits und durch einen Federteller andererseits. Der Federteller kann insbesondere in das rohrförmige Gehäuse eingepresst sein, wobei die Einpresstiefe zur Einstellung der Federkraft beeinflusst werden kann.
  • Der Druckraum weist eine Ablauföffnung auf, die mithilfe eines zweiten Schließkörpers des Elektromagnetventils verschließbar ist. Die Ablauföffnung kann insbesondere am Federteller angeordnet sein. Die Ablauföffnung kann zur Entlüftung in fluidleitender Verbindung mit dem Ablaufanschluss T stehen, wodurch eine Verbindung zur Umgebung hergestellt werden kann. Darüber hinaus kann das ablaufende Hydraulikmittel auch dem Volumenstrom zugeführt werden, der aus dem Versorgungsanschluss A der Vorrichtung entweicht. Auf vorteilhafte Weise kann somit der Druckraum wahlweise mit dem Zulauf und dem Ablauf verbunden werden. In einer Weiterbildung kann daher im Bereich des Ablaufanschlusses T ein Rückschlagventil angeordnet sein, beispielsweise in Verbindung mit dem zweiten Schließkörper. Auf diese Weise wird ein Rückströmen des Hydraulikmittels in den Druckraum vermieden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung verschließt der Schließkörper bei verschlossener Ablauföffnung die Zulauföffnung nicht. Auf diese Weise wird ein Druckaufbau in der Druckkammer bewirkt, sodass sich die auf das Verschlusselement wirkenden Hydraulikmitteldrücke an der ersten Oberfläche und an der zweiten Oberfläche im Wesentlichen ausgleichen können. Der Druckausgleich kann insbesondere durch die Gestaltung der ersten und zweiten Oberfläche und durch ihre Relation zueinander gestaltet werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung verschließt der zweite Schließkörper bei verschlossener Zulauföffnung die Ablauföffnung nicht. Auf diese Weise kann eine Entlüftung erfolgen, die für eine Stellbewegung des Verschlusselements erforderlich ist oder diese unterstützt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Schließkörper und der zweite Schließkörper an einer Stößelstange des Elektromagneten angeordnet. Dabei kann die Stößelstange die Ablauföffnung durchgreifen, wobei der zweite Schließkörper jenseits der Druckkammer angeordnet ist. Der Schließkörper kann bei Vorhandensein eines zweiten Schließkörpers auch als erster Schließkörper bezeichnet werden. Der erste Schließkörper kann getrennt von der Stößelstange angeordnet sein und an einem Ende der Stößelstange anliegen. Der erste Schließkörper kann aber auch mittels Ultraschallschweißen mit der Stößelstange verbunden sein, um beispielsweise Axialtoleranzen kompensieren zu können.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der zweite Schließkörper oder ein Ablaufanschluss T ein Rückschlagventil. Der zweite Schließkörper kann derart gestaltet sein, dass bei geschlossener Position Hydraulikmittel in keine Richtung durch die Ablauföffnung treten kann. Bei geöffneter Position hingegen ist ein Abströmen möglich, ein Eintritt in den Druckraum wird jedoch durch das Rückschlagventil verhindert. Der zweite Schließkörper kann als Schließkörper zugleich den Rückschlagventilkörper bilden. Der Schließkörper kann in diesem Fall entlang der Stößelstange geführt sein und federbelastet in der geöffneten Position des zweiten Schließkörpers in Anlage mit einem Dichtsitz der Ablauföffnung gebracht werden. Alternativ kann beispielswiese eine Rückschlageventilkugel in einer Bohrung angeordnet werden, wobei die Bohrung den Ablaufanschluss T bildet. Ein Rückschlagventil ist beispielsweise für den Fall erforderlich, dass der Ablaufanschluss T nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Umgebung steht, sondern mit dem Hydraulikmittelstrom, der das Ventil über die Ablauföffnung A verlässt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verschlusselement einen hohlzylindrischen Kolben. Der Hohlraum des hohlzylindrischen Kolbens kann insbesondere ein Kanal oder eine Bohrung sein, die sich jeweils von einem axialen Ende zu einem zweiten axialen Ende des hohlzylindrischen Kolbens erstrecken. Der Hohlraum des hohlzylindrischen Kolbens kann auf vorteilhafte Weise einen Bestandteil der hydraulischen Verbindung bilden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung trägt der hohlzylindrische Kolben an einer Stirnseite, die dem Druckraum zugewandt ist, eine becherförmige Hülse, wobei die becherförmige Hülse die zweite Oberfläche des Verschlusselements bildet und wobei die becherförmige Hülse eine Ausnehmung als Zulauföffnung aufweist, durch die die Stößelstange mit dem Schließkörper durchgreift.
  • Durch die Anordnung des Schließkörpers in der hydraulischen Verbindung wird sichergestellt, dass in einem nicht betätigten, also im stromlosen oder unbestromten Zustand des Elektromagneten die Zulauföffnung allein durch Hydraulikmitteldruck verschlossen werden kann. Die Zulauföffnung ist also in einer vorteilhaften Weiterbildung bei nicht betätigtem Elektromagnetventil durch den Schließkörper verschlossen.
  • Die Gestaltung des Verschlusselements mit einem hohlzylindrischen Kolben und einer becherförmigen Hülse ermöglicht einen besonders kostengünstigen Aufbau. Die becherförmige Hülse kann beispielsweise als Umformteil, insbesondere Tiefzieh- oder Fließpressteil, aus Blech geformt sein. Alternativ kann die becherförmige Hülse auch aus Kunststoff, insbesondere Duroplast bestehen.
  • Zwischen der Innenwandung des Bauteils, das das Verschlusselement aufnimmt (Aufnahme, insbesondere gestaltet als rohrförmiges Gehäuse), und der becherförmigen Hülse kann eine enge Spielpassung vorgesehen sein. Der Außendurchmesser der becherförmigen Hülse bildet somit den Führungsdurchmesser des Verschlusselements, der sich durch eine hohe Genauigkeit und einen geringen Leckagespalt auszeichnet.
  • Der hohlzylindrische Kolben und die becherförmige Hülse können hingegen mit einer lockeren Spielpassung aufeinander ausgerichtet sein. Somit entsteht eine Fläche zwischen becherförmiger Hülse und Aufnahme, die sich durch eine gute Abdichtung auszeichnet. Der hohlzylindrische Kolben kann sich hingegen an der Lage des Dichtsitzes ausrichten und fertigungsbedingte Koaxialfehler ausgleichen.
  • Die becherförmige Hülse und der hohlzylindrische Kolben können fest verbunden sein. Insbesondere kann an dem Außenumfang des hohlzylindrischen Kolbens eine Nut vorgesehen sein, in die eine Anprägung der becherförmigen Hülse eingreift. Neben einer formschlüssigen Verbindung ist auch eine kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise mithilfe eines Pressverbands, oder eine Klebverbindung denkbar.
  • Der hohlzylindrische Kolben kann als Drehteil gestaltet sein und somit aus einem spangebenden Verfahren hervorgehen. Alternativ kann der hohlzylindrische Kolben auch als Fließpressteil gestaltet sein oder aus Kunststoff bestehen.
  • Der hohlzylindrische Kolben kann eine Sicherung aufweisen, mittels derer die Stößelstange mit dem hohlzylindrischen Kolben in Verbindung bleibt. Eine derartige Verliersicherung kann beispielsweise derart gestaltet sein, dass ein Absatz an dem der Versorgungsleitung zugewandten Ende den Schließkörper im Hohlraum des hohlzylindrischen Kolbens hält. Der Schließkörper kann insbesondere nicht fest mit der Stößelstange verbunden sein und stirnseitig an der Stößelstange anliegen. Darüber hinaus kann sich der Schließkörper federbelastet am hohlzylindrischen Kolben abstützen, wobei insbesondere der Absatz als Federsitz dienen kann. Es wird sichergestellt, dass die Zulauföffnung auch bei Vibrationen verschlossen bleibt, wodurch ungewollte Schaltungen des Verschlusselements vermieden werden.
  • Der Ventilsitz kann aus einer Drehbearbeitung hervorgehen oder als von der Aufnahme getrenntes Bauteil eingesetzt werden. Bei Gestaltung als getrenntes Bauteil können die Oberflächeneigenschaften an den jeweiligen Anwendungsfall gezielt angepasst werden. Die Befestigung eines separaten Bauteils kann beispielsweise mithilfe eines Pressverbandes oder eines Sicherungsrings erfolgen.
  • Der Federteller kann ein Tiefziehteil sein. Alternativ kann der Federteller einstückig an die Aufnahme, beispielswiese durch eine drehende Bearbeitung angeformt sein. Die Stößelstange kann aus Kunststoff bestehen oder aus einer spangebenden Bearbeitung als Drehteil hervorgehen.
  • Der zweite Schließkörper kann einstückig an der Stößelstange angeformt sein. Alternativ ist jedoch auch eine von der Stößelstange getrennte Gestaltung möglich. In diesem Fall bietet sich darüber hinaus eine Beaufschlagung mit der Kraft einer Feder an, die den zweiten Schließköper gegen den Dichtsitz der Ablauföffnung drückt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Schließkörper einen konisch oder ballig geformten Abschnitt auf, der zur dichtenden Anlage mit der Zulauföffnung vorgesehen ist, und einen zylindrisch geformten Abschnitt, der an der Innenumfangsfläche des hohlzylindrischen Kolbens geführt ist, wobei eine sich in Richtung konisch oder ballig geformten Abschnitt erstreckende Abflachung des zylindrisch geformten Abschnitts eine hydraulische Verbindung zwischen Versorgungsleitung und Zulauföffnung zulässt. Auf eine konstruktiv unaufwendige Weise lässt sich somit eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche herstellen. Eine Stirnfläche des Schließkörpers, die der Versorgungsleitung zugewandt ist, stellt eine zuverlässige Beaufschlagung mit einem Hydraulikmitteldruck sicher. Auf diese Weise kann eine Verlagerung der Stößelstange in Richtung Druckkammer bewirkt werden.
  • Die Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr kann insbesondere der Kühlung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors dienen. In diesem Fall steht der Zulaufanschluss mit dem allgemeinen Motorölkreislauf in Verbindung, wodurch der Vorrichtung unter Druck stehendes Motoröl zugeführt wird. Der Versorgungsanschluss steht mit zumindest einer Düse in Verbindung, die zumindest einen Kolben eines Verbrennungsmotors zur Kühlung mit Motoröl beaufschlägt. Die Vorrichtung kann aber auch allgemein zur Steuerung großer Motorölvolumenströme bei zugleich vergleichsweise kleiner Stromaufnahme eingesetzt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
    • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr;
    • 2 veranschaulicht die Betriebszustände I-VI der in 1 gezeigten Vorrichtung;
    • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr;
    • 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr und
    • 5 zeigt eine Einzelheit X der Ausführungsform aus 4.
  • Eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung 1 zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr ist in 1 dargestellt. Ein mit Dichtringen 23 ausgestattetes, rohrförmiges Gehäuse 2, das an einem axialen Ende ein eingepresstes Druckstück 24 aufweist, hat an einem zweiten axialen Ende einen Zulaufanschluss P und einen radialen Versorgungsanschluss A, der im Bereich des axialen Endes angeordnet ist. Zwischen dem Zulaufanschluss P und dem Ablaufanschluss A erstreckt sich eine Versorgungsleitung 3, die mithilfe eines einen hohlzylindrischen Kolben 4 und eine becherförmige Hülse 5 umfassenden Verschlusselements 5a freigegeben oder verschlossen werden kann.
  • Das Verschlusselement 5a ist zwischen Zulaufanschluss P und Versorgungsanschluss A angeordnet, wobei eine erste Oberfläche 6 des Verschlusselements 5a der Versorgungsleitung 3 zugewandt ist und federbelastet mit einem Dichtsitz 7 in Anlage gebracht werden kann. Das Verschlusselement 5a kann entgegen der Kraft einer Feder 8 in einen geöffneten Zustand verlagert werden, sofern der an der ersten Oberfläche 6 angreifende Hydraulikmitteldruck einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Eine Entlüftung T ermöglicht einen Druckausgleich zur Umgebung bzw. zu A.
  • Eine zweite Oberfläche 9 des Verschlusselementes 5a ist der Versorgungsleitung 3 abgewandt angeordnet und begrenzt einen Druckraum 10. Der Druckraum 10 kann über eine hydraulische Verbindung 11 mit der Versorgungsleitung 3 in fluidleitende Verbindung gebracht werden, wobei die hydraulische Verbindung 11 ein Kanal 12 ist, der sich durch den hohlzylindrischen Kolben 4 erstreckt. Gesteuert wird die hydraulische Verbindung 11 mithilfe eines Elektromagnetventils (nicht vollständig gezeigt). Die hydraulische Verbindung 11 erstreckt sich von der ersten Oberfläche 6 zu der zweiten Oberfläche 9 des Verschlusselementes 5a und mündet über eine Zulauföffnung 13 der becherförmigen Hülse 5 in den Druckraum 10. Die Steuerung der hydraulischen Verbindung 11 erfolgt derart, dass ein Schließkörper 14 des Elektromagnetventils die Zulauföffnung 13 freigibt oder verschließt.
  • Der Druckraum 10 wird durch das rohrförmige Gehäuse 2 sowie durch das Verschlusselement 5a einerseits und durch einen Federteller 15 andererseits begrenzt. Der Federteller 15 ist in das rohrförmige Gehäuse 2 eingepresst und dient zugleich als Federsitz für die im Druckraum 10 angeordnete Feder 8. Der Druckraum 10 weist neben der Zulauföffnung 13 ferner eine Ablauföffnung 16 auf, die mithilfe eines zweiten Schließkörpers 17 des Elektromagneten verschließbar ist.
  • Der erste Schließkörper 14 und der zweite Schließkörper 17 sind an einer Stößelstange 18 des Elektromagneten derart angeordnet, dass der erste Schließkörper 14 bei verschlossener Ablauföffnung 16 die Zulauföffnung 13 nicht verschließt. Bei verschlossener Zulauföffnung 13 hingegen verschließt der zweite Schließkörper 17 die Ablauföffnung 16 nicht. Die Stößelstange 17 durchgreift sowohl die Ablauföffnung 16 als auch die Zulauföffnung 13, wodurch der erste Schließkörper 14 im Kanal 12 des hohlzylindrischen Kolbens 4 angeordnet ist.
  • Der erste Schließkörper 14 weist einen konisch geformten Abschnitt 19 auf, der in dichtende Anlage mit der Zulauföffnung 13 gebracht werden kann. Daneben besteht ein zylindrisch geformter Abschnitt 20, der an der Innenumfangsfläche des hohlzylindrischen Kolbens 4 geführt ist. Eine sich in Richtung konisch geformten Abschnitt 19 erstreckende Abflachung 21 des zylindrisch geformten Abschnitts 20 ermöglicht die hydraulische Verbindung 11 zwischen Versorgungsleitung 3 und Zulauföffnung 13. Der Versorgungsleitung 3 zugewandt besteht eine Stirnfläche 22 des kolbenförmigen ersten Schließkörpers 14, wobei die Fläche derart ausgelegt ist, dass in unbestromtem Zustand des Elektromagnetventils der kolbenförmige erste Schließkörper 14 an der Dichtfläche der Zulauföffnung 13 anliegt.
  • Die 2 veranschaulicht die Betriebszustände I-VI, die sich jeweils in Abhängigkeit von den Systemparametern des Elektromagnetventils - „bestromt“ (eingeschaltet) oder „stromlos“ (ausgeschaltet) - und der beispielhaften Druckdifferenz - „kleiner oder gleich 0,9 bar“ oder „größer 0,9 bar“- einstellen. Die Druckdifferenz bezieht sich auf die Hydraulikmitteldruck an der ersten Oberfläche und dem Umgebungsdruck.
  • Ausgangspunkt ist der Betriebszustand I mit einer Druckdifferenz kleiner oder gleich 0,9 bar und mit einem stromlosen Elektromagnetventil. An der ersten Oberfläche 6 kann somit zwar ein Hydraulikmitteldruck anliegen, eine Verlagerung des Verschlusselementes 5a entgegen der Kraft der Feder 8 wird dadurch jedoch nicht bewirkt. Aufgrund des auf die Stirnfläche 22 wirkenden Hydraulikmitteldrucks liegt der Schließkörper 14 an der Zulauföffnung 13 an, sodass der Druckraum 10 nicht mit Hydraulikmittel versorgt wird. Zulaufanschluss P und Versorgungsanschluss A sind nicht miteinander verbunden.
  • Bei einer Erhöhung des auf die erste Oberfläche 6 wirkenden Hydraulikmitteldrucks kann sich eine Druckdifferenz einstellen, die größer 0,9 bar ist. Die Vorrichtung wird somit vom ersten Betriebszustand in den Betriebszustand II überführt. Aufgrund des auf die Stirnfläche 22 wirkenden Hydraulikmitteldrucks und des weiterhin stromlosen Elektromagnetventils liegt der Schließkörper 14 nach wie vor an der Zulauföffnung 13 an, sodass der Druckraum 10 nicht mit Hydraulikmittel versorgt wird. Zwischen Zulaufanschluss P und Versorgungsanschluss A wird die Versorgungsleitung 3 freigegeben.
  • In Betriebszustand III beginnt der Schließvorgang. Bei einer weiterhin wirkenden Druckdifferenz größer 0,9 bar wird der Elektromagnet bestromt, wodurch der Schließkörper 14 die Zulauföffnung 13 zum Druckraum 10 freigibt. Über die Abflachung 21 an dem zylindrischen Abschnitt 20 gelangt Hydraulikmittel in den Druckraum 10. Zugleich verschließt der zweite Schließkörper 17 die Ablauföffnung 16 des Druckraums 10. Im Druckraum 10 baut sich ein Hydraulikmitteldruck auf, wodurch die Druckdifferenz zwar weiterhin größer 0,9 bar beträgt - der Druck im Druckraum 10 wird jedoch an den Hydraulikmitteldruck im Bereich der ersten Oberfläche 6 angeglichen und die Vorrichtung wird schließlich in den Betriebszustand IV überführt.
  • Ein Stromlosschalten des Elektromagnetventils trennt den Druckraum 10 von der Hydraulikmittelzufuhr P. An der ersten Oberfläche 6 liegt weiterhin ein Hydraulikmitteldruck an, der zu einer Druckdifferenz größer 0,9 bar führt. Der Druckunterschied zwischen der zweiten Oberfläche 9 des nun zur Umgebung (zum Tankanschluss T oder zum Versorgungsanschluss A) geöffneten Druckraums 10 und der ersten Oberfläche 6 führt zu einem erneuten Öffnen der Versorgungsleitung 3. Anschließend befindet sich die Vorrichtung 1 im geöffneten Zustand, was dem Betriebszustand VI entspricht.
  • Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1 zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr. Der wesentliche Unterschied bei ansonsten gleicher Funktion besteht darin, dass der zweite Schließkörper 33 als Rückschlagventil 34 gestaltet ist. Der zweite Schließkörper 33 ist an der Stößelstange 17 geführt und mit der Kraft einer Rückschlagventilfeder 25 beaufschlagt, die den zweiten Schießkörper 33 gegen die Ablauföffnung 16 drückt.
  • In 4 ist eine weitere alternative Ausgestaltung mit Elektromagnet 26 gezeigt, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweist wie die in 1 gezeigte Vorrichtung 1. Der hohlzylindrische Kolben 4 weist in dieser Variante einen Absatz 27 auf, der ein Herausfallen des nicht fest mit der Stößelstange 18 verbundenen ersten Schließkörpers 14 verhindert. Der Dichtsitz 7 ist in dieser Variante getrennt von dem Gehäuse 2 gebildet - auf diese Weise kann die axiale Lage des hohlzylindrischen Kolben 4 und somit der zur Öffnung erforderliche Schwelldruck eingestellt werden. Die Einzelheit X der 5 zeigt ein in den Ablaufanschluss integriertes Rückschlagventil 28. Eine Ventilkugel 29 verhindert ein Zurückströmen des ablaufenden Hydraulikmittels, wobei die Ventilkugel 29 mittels eines Stopfens 30 in einer Aufnahme 31 gehalten wird. Seitliche Abflachungen 32 des Stopfens 30 ermöglichen eine hydraulische Verbindung mit der Umgebung.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Gehäuse
    3
    Versorgungsleitung
    4
    Hohlzylindrischer Kolben
    5
    Becherförmige Hülse
    5a
    Verschlusselement
    6
    erste Oberfläche
    7
    Dichtsitz
    8
    Feder
    9
    zweite Oberfläche
    10
    Druckraum
    11
    hydraulische Verbindung
    12
    Kanal
    13
    Zulauföffnung
    14
    (erster) Schließkörper
    15
    Federhalter
    16
    Ablauföffnung
    17
    zweiter Schließkörper
    18
    Stößelstange
    19
    konischer Abschnitt
    20
    Zylindrischer Abschnitt
    21
    Abflachung
    22
    Stirnfläche
    23
    Dichtung
    24
    Druckstück
    25
    Rückschlagventilfeder
    26
    Elektromagnetventil
    27
    Absatz
    28
    Rückschlagventil
    29
    Ventilkugel
    30
    Stopfen
    31
    Aufnahme
    32
    Abflachung
    33
    zweiter Schließkörper
    34
    Rückschlagventil
    P
    Zulaufanschluss
    A
    Versorgungsanschluss
    T
    Ablaufanschluss (Tank)

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zu der Steuerung einer Hydraulikmittelzufuhr eines Verbrennungsmotors umfassend eine sich zwischen einem Zulaufanschluss P und einem Versorgungsanschluss A erstreckende Versorgungsleitung (3) sowie ein mithilfe eines Hydraulikmitteldrucks betätigtes Verschlusselement (5a), das zwischen Zulaufanschluss P und Versorgungsanschluss A angeordnet ist und das bei Überschreiten eines Schwellendrucks den Zulaufanschluss P hydraulisch mit dem Versorgungsanschluss A verbindet, wobei eine erste Oberfläche (6) des Verschlusselements (5a) der Versorgungsleitung (3) zugewandt ist und federbelastet mit einem Dichtsitz (7) in Anlage gebracht werden kann und wobei eine zweite Oberfläche (9) des Verschlusselementes (5a) der Versorgungsleitung (3) abgewandt ist und einen Druckraum (10) begrenzt, sowie umfassend ein Elektromagnetventil (26), das eine hydraulische Verbindung (11) zwischen der Versorgungsleitung (3) und dem Druckraum (10) steuert, wobei sich die hydraulische Verbindung (11) von der ersten Oberfläche (6) zu der zweiten Oberfläche (9) erstreckt, wobei die hydraulische Verbindung (11) über eine Zulauföffnung (13) in den Druckraum (10) mündet und wobei die Zulauföffnung (13) mithilfe eines Schließkörpers (14) des Elektromagnetventils (26) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (10) eine Ablauföffnung (16) aufweist, die mithilfe eines zweiten Schließkörpers (17) des Elektromagnetventils (26) verschließbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (17) bei verschlossener Ablauföffnung (16) die Zulauföffnung (13) nicht verschließt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schließkörper (17) bei verschlossener Zulauföffnung (13) die Ablauföffnung (16) nicht verschließt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (14) und der zweite Schließkörper (17) an einer Stößelstange (18) des Elektromagnetventils (26) angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schließkörper (33) ein Rückschlagventil (34) umfasst oder dass ein Ablaufanschluss T ein Rückschlagventil (28) umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (5a) einen hohlzylindrischen Kolben (4) umfasst und dass der hohlzylindrische Kolben (4) an einer Stirnseite, die dem Druckraum (10) zugewandt ist, eine becherförmige Hülse (5) trägt, wobei die becherförmige Hülse (5) die zweite Oberfläche (9) des Verschlusselements (5a) bildet und wobei die becherförmige Hülse (5) eine Ausnehmung als Zulauföffnung (13) aufweist, durch die die Stößelstange (18) mit dem Schließkörper (14) greift.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauföffnung (13) bei nicht betätigtem Elektromagnetventil (26) durch den Schließkörper (14) verschlossen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (14) einen konisch oder ballig geformten Abschnitt (19) aufweist, der zur dichtenden Anlage mit der Zulauföffnung (13) vorgesehen ist, und einen zylindrisch geformten Abschnitt (20), der an der Innenumfangsfläche des hohlzylindrischen Kolbens (4) geführt ist, wobei eine sich in Richtung konisch oder ballig geformten Abschnitt (19) erstreckende Abflachung (21) des zylindrisch geformten Abschnitts (20) eine hydraulische Verbindung zwischen Versorgungsleitung (3) und Zulauföffnung (13) zulässt.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (11) eine sich zwischen der ersten Oberfläche (6) und der zweiten Oberfläche (9) erstreckende Stufenbohrung ist, wobei der Schließkörper (14) getrennt von der Stößelstange (18) angeordnet ist und mittels des eines durch die Stufenbohrung gebildeten Absatzes (27) in der Stufenbohrung gehalten wird.
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