DE19745411A1

DE19745411A1 - Hydraulisches Wegeventil

Info

Publication number: DE19745411A1
Application number: DE1997145411
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl Ing Schaefer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-22

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Wegeventil mit einem in ein hülsen artiges Gehäuse eingebauten Längsschieber, der an einer Stirnseite von einem Verlagerungsmittel wie einem Elektromagneten beaufschlagbar ist, wobei das Gehäuse zumindest einen Druckanschluß, einen oder mehrere Arbeitsanschlüs se sowie wenigstens einen Tankanschluß für Hydraulikmittel besitzt und wobei am Außenmantel des Längsschiebers zumindest eine Steuernut vorgesehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Wegeventil ist der Fachwelt an sich bekannt und muß an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden. Gewöhnlicherweise bestehen das Gehäuse und der Längsschieber aus einem Stahlwerkstoff bzw. aus Aluminium. Insbesondere bei der Fertigung aus Stahlwerkstoff ist die Masse des gesamten Wegeventils unnötig erhöht. Gleichzeitig sind speziell am Längsschieber ferti gungstechnisch aufwendige spanabhebende Maßnahmen erforderlich, um die geforderten Toleranzen sowie dessen Steuernuten zu realisieren. Ebenso erweist es sich oft als notwendig, innerhalb des Längsschiebers einen Längskanal in einem zusätzlichen Arbeitsgang durch ein Bohrverfahren zu schaffen, durch welchen eine ab- oder zuzuleitende Hydraulikmittelmenge geführt werden kann.

Speziell bei einer Ausbildung des Längsschiebers aus einem Stahlwerkstoff sind nachteiligerweise nur begrenzt hohe Taktfrequenzen des Wegeventils erzielbar.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Wegeventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung Gegenstand der nachfolgenden Unteransprüche sind. Diesen Unter ansprüchen können auch selbständig schutzfähige Maßnahmen allein bzw. in Kombination mit anderen Unteransprüchen immanent sein.

Dadurch, daß zumindest eines der Bauteile, jedoch vorteilhafterweise beide Bauteile Gehäuse/Längsschieber aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff gefertigt werden, sind die eingangs beschriebenen Nachteile eliminiert. Denkbar ist an dieser Stelle auch eine Ausbildung aus Magnesium. Es ist mit einer verbesserten Funktion des Wegeventils zu rechnen, da aufgrund des gegenüber bisherigen Ausführungen leichteren Längsschiebers am Wegeventil höhere Taktfrequenzen erzielt werden können. Auch erweisen sich die vorgeschlagenen Kunststoffe hinsichtlich ihres tribologischen Verhaltens als relativ günstig; dies inbesondere nach Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine und noch nicht ausreichend anliegendem Hydraulikmittel.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, als Kunststoff für das Gehäuse oder den Längsschieber einen Kunststoff aus der Gattung der Polya mide auszuwählen. Dieser kann Verstärkungseinlagerungen wie Fasern oder Glasfasern bzw. Partikel enthalten. Wichtig ist es gleichfalls, daß die eingesetz ten Kunststoffe im Temperaturbereich des Wegeventils dauerfest sind sowie eine genügende Resistenz gegen das anliegende Medium Hydraulikmittel besitzen.

Beispielsweise kann ein Kunststoff der Lieferbezeichnung Torlon 4301 bzw. PA6.6Gf15 eingesetzt werden. Gleichfalls ist es vorgeschlagen, wenigstens auf Kontaktflächen des Gehäuses bzw. Längsschiebers eine geeignete Verschleiß schutzschicht aufzutragen bzw. das Verschleißschutzmittel direkt in den Werk stoff einzubetten. Denkbar wäre hier beispielsweise PTFE-Pulver, Spezialkreide, Silikonöl, Molybdänsulfit bzw. ultrahochmolekulares Polyethylen und ähnliches.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Spritzgießverfahren entfallen aufwendige spanabhebende Nachbearbeitungen wie beim bisherigen Stand der Technik festzustellen. Gleichfalls kann der Längskanal des Längsschiebers in einem Arbeitsgang während der Spritzgießherstellung dieses Bauteiles gefertigt werden.

Da das Gehäuse beispielsweise in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingebaut ist, welcher aus Aluminium besteht, ist es in Fortbildung der Erfin dung vorgeschlagen, den Werkstoff des Gehäuses aus einem Kunststoff mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungsverhalten wie Aluminium auszuwählen. Somit entfallen aufwendige Dichtmaßnahmen am Außenmantel des Gehäuses zur Eliminierung einer auftretenden Spaltänderung über der Temperatur und zur Vermeidung des Klemmens des Längsschiebers im Gehäuse, falls dieses aus anderem Material besteht.

Eine Anwendung für das erfindungsgemäß vorgeschlagene Wegeventil bezieht sich nicht nur auf einen Einsatz an einer Vorrichtung zur hydraulischen Nocken wellenverstellung, beispielsweise in Axial- oder Radialkolbenausführung. Denk bar und mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen sind auch andere Einsatzbereiche. Gleichfalls muß dieses Wegeventil nicht durch den genannten Elektromagneten beaufschlagt sein. Möglich sind Beaufschlagungs mittel wie magnetische, mechanische, hydraulische, pneumatische und ähn liche.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zweckmäßigerweise wird die Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt eine Ansicht eines Wegeventils mit längsgeschnittenem Gehäuse.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Aus der Figur geht ein Wegeventil 1 hervor. Dieses besteht aus einem Gehäuse 2, welches innerhalb seiner Bohrung einen axialbeweglichen Längsschieber 3 aufweist. Der Längsschieber 3 wird an einer Stirnseite 4 von einem Verlage rungsmittel 5 (hier beispielsweise ein Elektromagnet) in Längsrichtung gegen eine Druckfeder 12 beaufschlagt. Das Wegeventil 1 besitzt in bekannter Art und Weise einen mit P gekennzeichneten Druckanschluß. Über diesen erfolgt eine wahlweise Zuleitung von Hydraulikmittel zu Arbeitsanschlüssen A, B, beispiels weise zu Druckkammern vor Stirnseiten eines Kolbens einer Vorrichtung zur hydraulischen Nockenwellenverstellung. Eine Ableitung des Hydraulikmittels aus einem der genannten Druckkammern über die Arbeitsanschlüsse A, B in Rückflußrichtung ist über einen Tankanschluß T dargestellt. Der Längsschieber 3 besitzt hier eine Steuernut 7 mit beidendigen Steuerkanten. Über eine Axial verlagerung des Längsschiebers 3 mittels Bestromung des elektromagnetischen Verlagerungsmittels 5 kann Hydraulikmittel wahlweise vom Druckanschluß P zu den Arbeitsanschlüssen A oder B geleitet werden (nicht näher erläutert).

Nach der Erfindung ist das Gehäuse 2 und der Längsschieber 3 aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff, beispielsweise aus der Gattung der Polyami de hergestellt. Denkbar ist jedoch auch ein Magnesiumwerkstoff. Dies ist fertigungstechnisch besonders günstig. Es kann auf spanabhebende Maßnahmen verzichtet werden. Gleichzeitig ist festzustellen, daß aufgrund der gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringerten Masse des Längsschiebers 2 dieser in seinem dynamischen Verhalten verbessert ist. Es ist somit mit höheren Takt frequenzen des Längsschiebers 3 zu rechnen.

Gleichzeitig verbessert sich das tribologische Verhalten des gesamten Wegeven tils 1 speziell im ungeschmierten Betrieb, d. h. unmittelbar nach Befeuern der Brennkraftmaschine und insbesondere nach längerem Stillstand dieser. Mit der Bezugszahl 8 sind Verstärkungseinlagerungen im Gehäuse 2 angedeutet, welche sich auch im Längsschieber 3 befinden können. Diese sollen die Verschleißbe ständigkeit bzw. Lebensdauer des verwendeten Kunststoffs deutlich erhöhen.

Ein Längskanal 9 dient einer Ableitung von Hydraulikmittel, beispielsweise in Rückflußrichtung des Arbeitsanschlusses B zum Tankanschluß T.

Im Bereich einer der Stirnseite 4 gegenüberliegenden Stirnseite 10 ist das Gehäuse 2 durch einen separaten Deckel 11 verschlossen. Selbstverständlich kann dieser Deckel 11 auch einteilig mit dem Gehäuse 2 gefertigt werden, so daß das Gehäuse 2 topfförmige Geometrie aufweist. Dieser Deckel 11 dient gleichzeitig als Anlage für die Druckfeder 12. Über diese kann eine Endlage des Längsschiebers 3 im unbestromten Zustand des Wegeventils 1 eingestellt wer den. Denkbar ist es jedoch auch, daß über diese Druckfeder 12 eine Rück stellung des Längsschiebers 3 entgegen seiner über das Verlagerungsmittel 5 erzielten einen Verlagerungsrichtung hergestellt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Wegeventil

2

Gehäuse

3

Längsschieber

4

Stirnseite

5

Verlagerungsmittel

6

Außenmantel

7

Steuernut

8

Verstärkungseinlagerungen

9

Längskanal

10

Stirnseite

11

Deckel

12

Druckfeder
A Arbeitsanschluß
B Arbeitsanschluß
T Tankanschluß
P Druckanschluß

Claims

1. Hydraulisches Wegeventil (1) mit einem in ein hülsenartiges Gehäuse (2) eingebauten Längsschieber (3), der an einer Stirnseite (4) von einem Verlage rungsmittel (5) wie einem Elektromagneten beaufschlagbar ist, wobei das Ge häuse (2) zumindest einen Druckanschluß (P), einen oder mehrere Arbeits anschlüsse (A, B) sowie wenigstens einen Tankanschluß (T) für Hydraulikmittel besitzt und wobei am Außenmantel (6) des Längsschiebers (3) zumindest eine Steuernut (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Bauteile Gehäuse/Längsschieber (2, 3) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunst stoff hergestellt ist.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus der Gattung der Polyamide ausgewählt ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochtemperaturfester Kunststoff verwendet ist bzw. daß der Kunststoff Ver stärkungseinlagerungen (8) wie Fasern/Glasfasern oder Partikel enthält.

4. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Gehäuse (2) oder das Gehäuse (2) und der Längsschieber (3) aus einem Werk stoff mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient bestehen, welcher dem eines das Gehäuse (2) umschließenden Umgebungsmaterials entspricht.

5. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (1) zur hydraulischen Ansteuerung einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist.

6. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschieber (3) zumindest einen Längskanal (9) aufweist.

7. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) bzw. der Längsschieber (3) in einem Spritzgußverfahren hergestellt sind.