Title:
Hydraulisches Schaltventil mit Dämpfung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Vorgeschlagen ist ein Schaltventil für eine Hydraulikeinheit, insbesondere Schnellschaltventil für eine Hydraulikeinheit eines hydraulisch variablen Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem axial verschiebbaren Ventilkörper (6), der mit einem Ventilsitz (8) eines Gehäuses (7) oder eines mit diesem verbundenen Bauteils eine Steuerdichtung bildet, wobei an dem Ventilkörper (6) eine Schaltstange (5) befestigt ist, die durch eine Öffnung in einem Stützkörper (4) reicht und mit einem an die Stirnfläche (10) des Stützkörpers (4) anschließenden beweglichen Anker (3) einer Elektromagneteinheit (1) verbunden ist, wobei zwischen dem Stützkörper (4) und dem Anker (3) ein Elastomer-Dämpfungselement eingebaut ist und wobei das Dämpfungselement eine solche Dicke aufweist, dass es kurz vor dem Aufsetzen des Ventilkörpers (6) auf den Ventilsitz (8) den Anker (3) und/oder den Stützkörper (4) kontaktiert. embedded image





Inventors:
Manther, Debora, Mich. (Royal Oak, US)
Javid-Pietron, Roxana, Mich. (Royal Oak, US)
Application Number:
DE102017104613A
Publication Date:
09/06/2018
Filing Date:
03/06/2017
Assignee:
Schaeffler Technologies AG & Co. KG, 91074 (DE)
International Classes:
F16K31/06; H01F7/08
Claims:
Schaltventil für eine Hydraulikeinheit, insbesondere Schnellschaltventil für eine Hydraulikeinheit eines hydraulisch variablen Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem axial verschiebbaren Ventilkörper (6), der mit einem Ventilsitz (8) eines Gehäuses (7) oder eines mit diesem verbundenen Bauteils eine Steuerdichtung bildet, wobei an dem Ventilkörper (6) eine Schaltstange (5) befestigt ist, die durch eine Öffnung in einem Stützkörper (4) reicht und mit einem an die Stirnfläche (10) des Stützkörpers (4) anschließenden beweglichen Anker (3) einer Elektromagneteinheit (1) verbunden ist und wobei zwischen dem Stützkörper (4) und dem Anker (3) ein Elastomer-Dämpfungselement eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement eine solche Dicke aufweist, dass es kurz vor dem Aufsetzen des Ventilkörpers (6) auf den Ventilsitz (8) den Anker (3) und/oder den Stützkörper (4) kontaktiert.

Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement eine solche Dämpfungscharakteristik aufweist, dass der Ventilkörper (6) mit geringer Geschwindigkeit und nahezu geräuschlos den Ventilsitz (8) kontaktiert.

Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement als Ring ausgebildet und in einer Ringausnehmung (11) der Stirnfläche (10) des Stützkörpers (4) angeordnet ist.

Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement mehrere Scheiben aufweist, die in an der Stirnfläche (10) verteilt angeordneten Scheibenausnehmungen (12) eingesetzt sind.

Description:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltventil für eine Hydraulikeinheit, insbesondere Schnellschaltventil für eine Hydraulikeinheit eines hydraulisch variablen Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem axial verschiebbaren Ventilkörper, der mit einem Ventilsitz eines Gehäuses oder eines mit diesem verbundenen Bauteils eine Steuerdichtung bildet, wobei an dem Ventilkörper eine Schaltstange befestigt ist, die durch eine Öffnung in einem Stützkörper reicht und mit einem an die Stirnfläche des Stützkörpers anschließenden beweglichen Anker einer Elektromagneteinheit verbunden ist und wobei zwischen dem Stützkörper und dem Anker ein Elastomer-Dämpfungselement eingebaut ist.

Ein gattungsgemäßes Schaltventil ist aus der US 7,159,840 B2 bekannt. Das zwischen Stützkörper und Anker eingebaute Dämpfungselement ist als Scheibe ausgebildet und dient gemäß Zeichnungsbeschreibung dazu, den Aufprall des Ankers auf den Stützkörper zu dämpfen. Anders geartete Wirkmechanismen sind in diesem Dokument nicht angesprochen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltventil für eine Hydraulikeinheit so zu verbessern, dass die Art und die Geschwindigkeit des Aufsetzens des Ventilkörpers auf den Ventilsitz sanft und nicht zu schnell erfolgt, um mehrfaches Öffnen und Schließen und damit Geräuschentwicklung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Dämpfungselement eine solche Dicke aufweist, das sie kurz vor dem Aufsetzen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz den Anker und/oder den Stützkörper kontaktiert. Die Dicke soll dabei so gewählt werden, dass die Kontaktierung des Dämpfungselements durch den Stützkörper und/oder den Anker etwa 0,06 mm vor Aufsetzen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz erfolgt. Das Dämpfungselement soll weiterhin eine solche Dämpfungscharakteristik aufweisen, dass der Ventilkörper mit geringer Geschwindigkeit und nahezu geräuschlos den Ventilsitz kontaktiert. Es soll kein Springen bzw. Mehrfachöffnen, also Rattern des Ventilkörpers auf dem Ventilsitz erfolgen. Dabei soll die Steifigkeit der Einrichtung ca. 1 N/mm und die Dämpfung der Einrichtung bei ca. 3 N/mm/s betragen. In vorteilhafter Weise ist das Dämpfungselement ringförmig ausgebildet und in einer Ringausnehmung des Stützkörpers eingearbeitet, wobei das Dämpfungselement ein Volumen von etwa 30 mm3 aufweist. Alternativ kann das Dämpfungselement mehrere einzelne Scheiben aufweisen, die in an der Stirnfläche verteilt angeordneten Scheibenausnehmungen eingesetzt sind. Dabei sollen die Scheiben ein Volumen von etwa 6 mm3 aufweisen.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Ventilkörper gedämpft mit verringerter Geschwindigkeit auf den Ventilsitz aufsetzt und daran gehindert wird, Öffnungs- und Schließbewegungen, also Sitzklopfen, zu vollführen und dadurch Geräusche zu erzeugen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:

  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Schaltventil,
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stützkörpers und
  • 3 zeigt eine ähnliche perspektivische Ansicht des Stützkörpers wie 2 in modifizierter Ausgestaltung.

In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Elektromagneteinheit bezeichnet, die eine Spule 2 einen darin geführten axial beweglichen Anker 3 und einen Stützkörper 4 aufweist. An dem Anker 3 ist eine Schaltstange 5 befestigt, die durch eine Öffnung im Stützkörper 4 führt und an seinem anderen Ende einen Ventilkörper 6 trägt. Der Stützkörper 4 ist mit einem Gehäuse 7 verbunden, in dem passend zu dem Ventilkörper 6 ein Ventilsitz 8 vorgesehen ist, der Bestandteil eines im Gehäuse 7 befestigten Bauteils ist. Am Ventilkörper 6 greift eine Druckfeder 9 an, die ihrerseits über ein Bauteil am Gehäuse 7 abgestützt ist. Durch die Druckfeder 9 wird der Ventilkörper vom Ventilsitz angehoben, so dass das Schaltventil dann schließt, wenn die Spule bestromt wird und der Anker 3 mittels der Schaltstange 5 den Ventilkörper 6 auf den Ventilsitz 8 drückt.

In den 2 und 3 ist der Stützkörper 5 in vergrößertem Maßstab perspektivisch dargestellt, so dass die mit 10 bezeichnete Stirnfläche sichtbar ist. In der Stirnfläche 10 gemäß 2 ist eine Ringausnehmung 11 eingearbeitet, in die ein nicht dargestelltes Dämpfungselement, das als Scheibe ausgebildet ist, eingesetzt ist. Die Stirnfläche 10 des Stützkörpers 5 gemäß 3 weist 3 Scheibenausnehmungen 12 auf, die über dem Umfang der Stirnfläche 10 verteilt sind. In diese Scheibenausnehmungen 12 können alternativ zu dem als Scheibe ausgebildeten Dämpfungselement in 2 kleine als Deckel, die das Dämpfungselement bilden, eingebaut werden. Auf die Beschreibung des Dämpfungselementes und seiner Ausgestaltungen in der allgemeinen Beschreibung wird verwiesen.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Anker etwa 0,06 mm vor Aufsetzen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz das Dämpfungselement kontaktiert und damit ein weiches Aufsetzen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz ohne merkliche Nachbewegungen bzw. Nacherhebungen bewirkt.

Bezugszeichenliste

1)
Elektromagneteinheit
2)
Spule
3)
Anker
4)
Stützkörper
5)
Schaltstange
6)
Ventilkörper
7)
Gehäuse
8)
Ventilsitz
9)
Druckfeder
10)
Stirnfläche
11)
Ringausnehmung
12)
Scheibenausnehmungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 7159840 B2 [0002]