DE102013200399A1 - Central screw for use with valve for camshaft adjuster of valve train of internal combustion engine, has flow opening, where check valve with insert housing lies directly on inner wall of flow opening of central screw in sealed manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zentralschraube mit einem Ventil für einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a central screw with a valve for a camshaft adjuster with the features of the preamble of claim 1.
Nockenwellenversteller werden im Allgemeinen in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen verwendet, um die Ventilöffnungs- und Schließzeiten zu verändern, wodurch die Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine und das Betriebsverhalten im Allgemeinen verbessert werden können.Camshaft phasors are generally used in internal combustion engine valve trains to vary the valve opening and closing times, thereby improving fuel economy and engine operating characteristics in general.
Eine in der Praxis bewährte Ausführungsform des Nockenwellenverstellers weist einen Flügelzellenversteller mit einem Statur und einem Rotor auf, welche einen Ringraum begrenzen, der durch Vorsprünge und Flügel in mehrere Arbeitskammern unterteilt ist. Die Arbeitskammern sind wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar, welches in einem Druckmittelkreislauf über eine Druckmittelpumpe aus einem Druckmittelreservoir in die Arbeitskammern an einer Seite der Flügel des Rotors zugeführt und aus den Arbeitskammern an der jeweils anderen Seite der Flügel wieder in das Druckmittelreservoir zurückgeführt wird. Die Steuerung des Druckmittelflusses und damit der Verstellbewegung des Nockenwellenverstellers erfolgt z. B. mittels eines Ventils mit einer komplexen Struktur von Durchflussöffnungen und Steuerkanten und einem in dem Ventil verschiebbaren Ventilkörper, welcher die Durchflussöffnungen in Abhängigkeit von seiner Stellung verschließt oder freigibt.A proven in practice embodiment of the camshaft adjuster has a Flügelzellenversteller with a stature and a rotor, which define an annular space, which is divided by projections and wings in a plurality of working chambers. The working chambers are optionally acted upon by a pressure medium, which is supplied in a pressure fluid circuit via a pressure medium pump from a pressure medium reservoir in the working chambers on one side of the blades of the rotor and is returned from the working chambers on the other side of the wing again in the pressure fluid reservoir. The control of the pressure medium flow and thus the adjustment of the camshaft adjuster is z. Example by means of a valve with a complex structure of flow openings and control edges and a valve body movable in the valve, which closes or releases the flow openings depending on its position.
In der Zuströmöffnung des Druckmittels zu dem Ventil ist ferner ein Rückschlagventil vorgesehen, welches bei einer Betätigung der Druckmittelpumpe und einer dadurch bedingten Zuströmung des Druckmittels öffnet und in die entgegengesetzte Richtung schließt, so dass das Druckmittel aus dem Ventil nicht mehr zurückströmen kann.In the inflow opening of the pressure medium to the valve, a check valve is further provided, which opens upon actuation of the pressure medium pump and a consequent inflow of the pressure medium and closes in the opposite direction, so that the pressure medium from the valve can not flow back.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Losung zu finden, mittels derer die Zentralschraube mit dem Ventil und dem Rückschlagventil kostengünstig montiert werden kann, wobei gleichzeitig die Leckage des Druckmittels aus dem Ventil verringert werden soll.The object of the invention is to find a cost-effective solution by means of which the central screw with the valve and the check valve can be inexpensively mounted, at the same time the leakage of the pressure medium from the valve should be reduced.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung vorgeschlagen, dass das Rückschlagventil mit dem Einsatzgehäuse unmittelbar an der Innenwandung der Durchflussöffnung des Zentralventils dichtend anliegt. Der Vorteil der vorgeschlagenen Losung ist darin zu sehen, dass die Durchflussöffnung durch die unmittelbare Anlage des Einsatzgehäuses an der Innenwandung vollständig dichtend verschlossen wird. Das Rückschlagventil ist damit unmittelbar der Durchflussöffnung in dem Zentralventil und nicht mehr der Durchströmöffnung in dem Ventil zugeordnet, so dass keine Leckage zwischen der Innenwandung der Zentralschraube und dem Ventil, an dem Rückschlagventil vorbei zu der Druckmittelpumpe hinströmen kann. Die Durchflussöffnung in dem Zentralventil ist damit bei geschlossenem Rückschlagventil vollständig und spaltfrei in Richtung der Zuströmung des Druckmittels verschlossen und zwar unabhängig von Herstellgenauigkeiten und Montagefehlern. Ferner können das Zentralventil und das Rückschlagventil als Baugruppe hergestellt werden, so dass als weiterer Montageschritt nur noch das Ventil mit dem bewegbaren Ventilkörper eingesetzt zu werden braucht. Grundsätzlich ist die Zentralschraube aufgrund ihrer zusätzlichen Funktion, nämlich den Rotor an der Stirnseite der Nockenwelle zu verspannen, aus einem sehr festen Werkstoff, wie z. B. Stahl, hergestellt. Da sich das Rückschlagventil mit dem Einsatzgehäuse unmittelbar an der Innenwandung der Zentralschraube abstützt, kann das Sitzelement aus einem sehr viel steiferen Werkstoff bzw. mit einer sehr viel größeren Wandstärke ausgeführt werden, da die erheblich steifere Zentralschraube sehr viel größere Reaktionskräfte bei der Montage des Rückschlagventils aufnehmen kann, ohne dabei selbst zerstört oder verformt zu werden. Das Rückschlagventil könnte demnach z. B. auch in das Zentralventil eingepresst werden.To solve the problem is proposed according to the basic idea of the invention that the check valve with the insert housing directly against the inner wall of the flow opening of the central valve sealingly. The advantage of the proposed solution is the fact that the flow opening is completely sealed by the immediate investment of the insert housing on the inner wall. The check valve is thus immediately associated with the flow opening in the central valve and not the flow opening in the valve, so that no leakage between the inner wall of the central screw and the valve, can flow past the check valve to the pressure medium pump. The flow opening in the central valve is thus closed completely and gap-free in the direction of the inflow of the pressure medium with closed check valve and regardless of manufacturing accuracy and assembly errors. Furthermore, the central valve and the check valve can be produced as an assembly, so that only the valve with the movable valve body needs to be used as a further assembly step. Basically, the central screw is due to their additional function, namely to clamp the rotor on the front side of the camshaft, made of a very solid material such. As steel. Since the check valve with the insert housing is supported directly on the inner wall of the central screw, the seat element can be made of a much stiffer material or with a much larger wall thickness, since the much stiffer central bolt absorb much larger reaction forces during assembly of the check valve can, without being destroyed or deformed. The check valve could therefore z. B. are also pressed into the central valve.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in dem Sitzelement ein zweiter Durchbruch vorgesehen ist, welcher durch ein zweites Schließelement verschließbar ist, welches den zweiten Durchbruch an einer zweiten, der Zuströmung des Druckmittels von der Druckmittelpumpe zugewandten Seite des Sitzelementes federelastisch verschließt. Der zweite Durchbruch mit dem zweiten Schließelement bildet ein Überdruckventil, mittels dessen Druckstöße in dem Nockenwellenversteller bzw. in dem Ventil reduziert werden können, indem das Druckmittel in diesen Fällen kurzzeitig zurück in die zu der Druckmittelpumpe führende Druckmittelleitung geleitet wird. Das Sitzelement wird in diesem Fall sowohl für das Rückschlagventil als auch für das Überdruckventil genutzt, so dass das Überdruckventil allein durch den zweiten Durchbruch und die Anordnung des zweiten Schließelementes realisiert werden kann.It is also proposed that in the seat element, a second opening is provided, which is closable by a second closing element, which closes the second opening at a second, the inflow of the pressure medium from the pressure medium pump side facing the seat member resiliently. The second breakthrough with the second closing element forms a pressure relief valve, by means of which pressure surges in the camshaft adjuster or in the valve can be reduced by the pressure medium is in these cases briefly returned to the pressure medium line leading to the pressure medium pump. The seat element is used in this case both for the check valve and for the pressure relief valve, so that the pressure relief valve can be realized solely by the second opening and the arrangement of the second closing element.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Einsatzgehäuse durch eine Kunststoffumspritzung des Sitzelementes gebildet ist. Durch die vorgeschlagene Lösung kann das Einsatzgehäuse sehr kostengünstig hergestellt werden, und die Bauteile des Rückschlagventils besonders einfach als Baugruppe zusammengehalten werden. Außerdem kann durch die Umspritzung eine besonders einfache Verdrehsicherung der Einzelteile des Rückschlagventils oder auch des Überdruckventils oder eines vorgesehenen Filters verwirklicht werden. Ferner können auch zusätzliche Formgestaltungen, wie z. B. axiale Finger zur Verdrehsicherung des Rückschlagventils, oder mechanische Formcodierungen zur Vorgabe der Montageposition des Rückschlagventils oder des Zentralventils selbst mit angeformt werden.It is further proposed that the insert housing is formed by a plastic extrusion of the seat element. The proposed solution, the insert housing can be made very inexpensive, and the components of the check valve are particularly easy to hold together as an assembly. In addition, a particularly simple rotation of the items of the check valve or the pressure relief valve or a designated filter can be realized by the encapsulation. Furthermore, additional mold designs, such. B. axial fingers to prevent rotation of the check valve, or mechanical form codes to specify the mounting position of the check valve or the central valve itself are molded with.
In diesem Fall kennen das erste und/oder das zweite Schließelement konstruktiv besonders einfach durch ein Federblech gebildet sein, welche mit einem Randabschnitt durch die Kunststoffumspritzung gegenüber dem Sitzelement fixiert sind. Der gegenüberliegende Randabschnitt des Federbleches ist in diesem Falle frei beweglich und dient dem federelastischen Verschluss der Durchbrüche.In this case, the first and / or the second closing element may be structurally particularly simply formed by a spring plate, which are fixed with an edge portion by the plastic extrusion over the seat element. The opposite edge portion of the spring plate is freely movable in this case and serves the resilient closure of the openings.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rückschlagventil derart geformt und angeordnet ist, dass es sich mit dem Einsatzgehäuse über den stirnseitigen Rand der Zentralschraube hinaus erstreckt. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann das Einsatzgehäuse beim Verspannen des Rotors mit der Nockenwelle zwischen dem Zentralventil und der Nockenwelle eingespannt werden, so dass es zusätzlich fixiert wird. Ferner kann das Einsatzgehäuse dadurch zusätzlich als Anschlag zur Begrenzung der Einschraubtiefe der Zentralschraube genutzt werden.It is also proposed that the check valve is shaped and arranged such that it extends beyond the end edge of the central screw with the insert housing. By the proposed further development, the insert housing can be clamped during clamping of the rotor with the camshaft between the central valve and the camshaft, so that it is additionally fixed. Furthermore, the insert housing can thereby additionally be used as a stop for limiting the depth of engagement of the central screw.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Sitzelement und die Zentralschraube einstückig ausgebildet sind. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Teileanzahl und der Herstellaufwand weiter verringert werden. Die Zentralschraube kann z. B. in einem Tiefziehverfahren hergestellt werden, wobei das Sitzelement in diesem Fall der tiefgezogene Boden der Zentralschraube ist. Da das Sitzelement mit den Durchbrüchen für die Funktion des Rückschlagventils das entscheidende feststehende Teil ist und durch die vorgeschlagene Lösung in einer festen räumlichen Zuordnung zu der Zentralschraube angeordnet ist, kann das Rückschlagventil dadurch auch seine Funktion optimal ausfüllen und es entfällt die Fehlerquelle einer Falschausrichtung des Rückschlagventils durch Herstelltoleranzen oder Montagefehler.It is further proposed that the seat element and the central screw are integrally formed. The proposed solution, the number of parts and the manufacturing cost can be further reduced. The central screw can z. B. in a deep-drawing process, wherein the seat member in this case is the deep-drawn bottom of the central screw. Since the seat element with the apertures for the function of the check valve is the crucial fixed part and is arranged by the proposed solution in a fixed spatial allocation to the central screw, the check valve can thereby optimally fill its function and it eliminates the source of error misalignment of the check valve due to manufacturing tolerances or assembly errors.
In diesem Fall sind in einem an die Innenwandung der Zentralschraube angrenzenden Randabschnitt des Sitzelementes vorzugsweise Öffnungen zum Umspritzen des Sitzelementes mit Kunststoff vorgesehen. Durch die Öffnungen kann der Kunststoff beim Umspritzen von einer Wandseite des Sitzelementes auf die andere Wandseite überströmen, was insbesondere zur Befestigung der Schließelemente des Rückschlagventils sinnvoll ist, sofern der Kunststoff nur von einer Seite, und zwar von der jeweils anderen Seite, eingespritzt wird.In this case, preferably openings are provided for encapsulation of the seat element with plastic in an adjoining the inner wall of the central screw edge portion of the seat member. Through the openings, the plastic can overflow when encapsulating from one wall side of the seat member to the other wall side, which is particularly useful for fastening the closing elements of the check valve, provided that the plastic is injected from one side only, from the other side.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren im Einzelnen:The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. The figures show in detail:
In der
Das Ventil
Die Zentralschraube
Die Durchflussöffnung
Das Einsatzgehäuse
In der
Bei der Herstellung der Zentralschraube
Nachdem die Einzelteile positioniert sind, werden diese mit Kunststoff umspritzt, wobei der Kunststoff durch die Öffnungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zentralschraubecentral screw
- 22
- Ventilkörpervalve body
- 33
- Grundkörperbody
- 44
- VentilumspritzungVentilumspritzung
- 55
- Sicherungsringcirclip
- 66
- Federfeather
- 77
- Gewindethread
- 88th
- Profilkopfprofile head
- 99
- Einsatzgehäuseinsert housing
- 1010
- Sitzelementseat element
- 1111
- Durchbruchbreakthrough
- 1212
- Durchbruchbreakthrough
- 1313
- Schließelementclosing element
- 1414
- Schließelementclosing element
- 1515
- Filterfilter
- 1616
- Armpoor
- 1717
- Anschlägeattacks
- 1818
- Ausnehmungrecess
- 1919
- Öffnungenopenings
- 2020
- VentilValve
- 2121
- DurchflussöffnungFlow opening
- 2222
- Rückschlagventilcheck valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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