CN102239314A - 液压换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有阀壳体(6)和过滤元件(13)的液压换向阀(1)，其中在阀壳体(6)上设计有至少一个在圆周方向上环绕的凹槽(9)，其中过滤元件(13)设置在凹槽(9)内并且具有至少一个框架元件(14)和一个与框架元件(14)固定连接的过滤网(15)，并且其中凹槽(9)具有凹槽底(10)和两个基本上在径向方向和圆周方向上延伸的侧壁(4)。

Description

液压换向阀

技术领域

本发明涉及一种带有阀壳体和过滤元件的液压换向阀，其中在阀壳体上设计有至少一个在圆周方向上延伸的凹槽，其中过滤元件设置在凹槽内并且具有至少一个框架元件和一个与框架元件固定连接的过滤网，并且其中凹槽具有凹槽底和两个基本上在径向方向和圆周方向上延伸的侧壁，并且本发明涉及一种用于制造换向阀的方法。

背景技术

此类换向阀在内燃发动机中例如用于控制液压凸轮轴调节器或者可控的凸轮从动件，比如可控的摇臂、杯型杵或者辊型杵。换向阀由调节单元和阀门部分组成。调节单元可以是比如电磁的或液压的调节单元。阀门部分描述的是换向阀的液压的部分，其中在该部分上一般设计有导入接口、至少一个工作接口和一个储罐接口。借助调节单元所述阀门部分的相关的确定的接口，液压的互相连接起来并因此引导液压介质流体。

为了使换向阀用于凸轮轴调节器，换向阀一般来说设计成4/3-比例换向阀。例如在DE10027080A1中公开了此类比例阀。

阀门部分由阀壳体和在阀壳体内在轴向上可移动的设置的控制活塞组成。阀壳体一般设置在汽缸头的圆柱形的、盲孔状的容纳空间内部或者凸轮轴调节器的中心开孔内部。在阀壳体的外壳表面上设计有四个环形凹槽，在它们的凹槽底里面设计有开口，这些开口的作用是作为液压介质接口。在汽缸头内为每个环形凹槽设计有一个液压介质管道，它们延伸到达各环形凹槽内。通过接口，液压介质能够进入到阀壳体的内部或者由阀壳体的内部流出。在阀壳体的内部以可轴向移动的方式设置有控制活塞，其中控制活塞的外直径匹配阀壳体的内直径。此外在控制活塞的上面同样设计有环形凹槽，通过这些环形凹槽能够将相邻的液压介质接口互相连接。

在调节单元的内部设置了线圈和电枢。通过线圈的通电推动电枢在轴向上移动，其中这个移动借助在电枢上固定的杵杆传递到控制活塞上。此外在控制活塞上嵌合了弹簧，弹簧支承在阀壳体上并沿轴向朝向调节单元向活塞施加力。

用于控制可控的凸轮从动件的换向阀大多数设计为切换阀。此类实施为3/2-切换阀的切换阀，举例地由DE10359363A1公知。电磁调节单元的功能和设计，大部分近似于比例阀门的功能和设计。

在这种情况下，在阀门部分上设计有导入接口、工作接口和储罐接口。工作接口各自通过一个作为阀座设计的开口与导入接口和储罐接口连通。在阀壳体的内部此外设置有控制活塞，在其上设计了两个关闭元件。每个关闭元件能够，相关于控制活塞在阀壳体的内部的位置，通过其中一个阀座阻碍或释放液压介质流体。根据控制活塞的轴向位置，工作接口能够选择性地与导入接口或储罐接口连接。此外，控制活塞的轴向位置又通过电枢相对于第二磁轭的轴向位置得到确定。

在DE10027080A1中的各液压接口配属环形过滤器。每个环形过滤器在一个环形凹槽内定位，其中每个环形过滤器沿着环形凹槽底的整个圆周方向延伸。环形过滤器具有弹性的合成材料制成的框架元件。框架元件具有两个在阀壳体上的圆周方向上延伸的子元件，它们在轴向上面对面设置并通过横梁互相连接。在子元件和横梁之间设置有过滤网。过滤网能够举例的在框架元件制造时，作为注塑件放入到注塑模具中，并由合成材料进行浇注。框架元件可以灵活的实施并具有在圆周方向上的两个面对面打开的端部，在环形过滤器放入到凹槽中之后这两个端部能够借助锁闭件互相连接。

这种实施方式的缺点在于，框架元件的横梁能够在环形过滤器相对于阀壳体有微小的错误指向时，径向于接口的开口或直接相邻于在汽缸头中设计的液压介质管道(环形凹槽与其交流)的开口，进行设置。错误指向可能是在运行期间例如由于在环形凹槽与框架元件之间的液压介质和间隙的流动力而产生的。在上述情况下通过换向阀引起液压介质流的显著的节流，由此导致了不希望发生的换向阀特性随时间变化的改变，并因此导致在最糟糕的情况下，与之相连的液压消耗器的控制失效。

发明内容

因此，本发明的任务在于，避免以上所述的缺点并制造一种液压换向阀，其具有至少一个过滤元件用于保护液压接口，防止液压介质被污染，其中提供的阀特性应该在内燃发动机的整个使用寿命中保持不变。

依据本发明，该任务以如下方式解决，至少一个侧壁具有至少一个轴向的凸起，其在框架元件的方向上延伸并形状啮合地和/或动力啮合地嵌合在框架元件上。

举例说明的液压换向阀的圆柱形阀壳体具有凹槽，其在阀壳体的圆周方向上延伸并举例地设计为环形凹槽。凹槽具有凹槽底，在凹槽底里面设计有径向的开口，凹槽通过径向的开口与阀壳体的内部交流。因此，凹槽被当做液压接口，液压介质能够通过凹槽到达阀壳体的内部或从其内部流出。在凹槽的内部设置过滤元件，其可以举例地实施为环形过滤器。过滤元件具有过滤网，其由框架元件限定，框架元件举例的由适合的合成材料制成。在设计为环形过滤器时，框架元件具有两个圆形子元件，它们在轴向上相互设置并通过轴向支梁互相连接。此外，调整框架元件的规格与凹槽的规格，使得导入到阀壳体内部或从阀壳体内导出的液压介质必须经过过滤网。因此确保了，不干净的液压介质不会到达阀壳体内部。凹槽设计为在径向上向外打开，并且在径向上向内由举例的圆柱外壳型的凹槽底和在轴向上由为每个凹槽配备的举例的环形侧壁进行限定。在至少其中一个侧壁上设计有个轴向凸起，其在框架元件上延伸。借助凸起保证了过滤元件在阀壳体的圆周方向里不会运动。这些可以通过在凸起和框架元件之间的形状啮合或动力啮合实现。凸起可以举例地只设计在侧壁的确定的区域里。凸起还可以举例地在圆周方向上沿着凹槽的整个延伸设计。因此防止了过滤元件在液压介质传流的时候从它的安装位置被不希望地推出来。

此外，凸起可以动力啮合地贴靠在框架元件的的轴向的侧表面上。过滤元件在这种情况下在轴向的预紧力作用下贴靠在凸起上。由以上描述实现了，过滤元件在凹槽中放入后，侧壁的材料在轴向上，举例地借助填缝过程，被推动。框架元件在这种情况下，在凸起和与其相对设置的侧壁之间被夹紧。框架元件在径向上有利地设计高于凹槽。因此确定了，在轴向上延伸的凸起嵌合在框架元件的轴向的侧表面上。

在一个可选实施方式中，凸起至少部分的在径向上设置在框架元件以外并且动力啮合地贴靠在框架元件的径向外表面上，比如周向表面。在这种情况下，过滤元件在径向上向内压向凹槽底。

在另一种可选实施方式中，凸起嵌入在框架元件的下陷处(比如凹口)中。在这种情况下能够在框架元件上，举例地在轴向的或径向的侧表面里，设计凹口，侧壁的材料被排挤到凹口中。凸起的材料可选的在它的制造过程中埋入到框架元件中。因此框架元件的下陷处和侧壁的凸起如同止档件和逆止件，由此防止了过滤元件相对于凸起以及凹槽底的移动。此外在这种实施方式中，凸起动力啮合地嵌合在凹口的边界壁上。

因此有效地防止了在过滤元件和凸起之间的相对运动。

在发明的一种具体实施例中，至少一个具有凸起的侧壁被设计为阶梯形式，其中凸起和至少一部分框架元件在径向上设置在阶梯内部。在过滤元件放入凹槽之后，在这种情况下填缝工具能够嵌合在阶梯上，以形成凸起。阶梯的材料，在填缝的过程中径向向外排挤，其总是在径向上在凹槽内部。因此防止了在阀壳体上产生径向的突起，其会阻碍在阀壳体的容纳空间内安装阀壳体。

根据本发明的方法用于制造根据本发明的液压换向阀，包括至少下列方法步骤：

●将过滤元件放入凹槽，并

●在至少一个侧壁上提供至少一个轴向凸起，侧壁在框架元件的方向上延伸并形状啮合地或动力啮合地嵌合在框架元件上。

此外，凸起可以例如借助填缝方法、借助冲压方法或者环形冲压方法形成。在过滤元件放入到环形凹槽里面后能够举例地借助填缝工具在阀壳体(比如阶梯)上作用压力，使得轴向的凸起成型并为了设备使用作用在框架元件上，其自身埋入框架元件或嵌合在框架元件的凹口里。侧壁或者阶梯的径向的外边缘可选地例如借助冲压方法或者压制方法在轴向上进行排挤，使得被排挤的材料(凸起)将框架元件压向凹槽底。

具有优点的是，首先将过滤元件放入凹槽并随后形成凸起。

附图说明

本发明的其它特征由接下来的描述和附图给出，通过它们本发明的实施例将进行简单的介绍。其中：

图1示出了根据本发明的液压换向阀的俯视图；

图2示出了由图1所示细节Z的纵截面图；

图3示出了液压换向阀的另一个根据本发明的实施方式的由图1所示的细节Z的纵截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的液压换向阀1的俯视图，例如是一个作为4/3-比例换向阀设计的换向阀1。换向阀1由调节单元2和阀门部分3组成。此类换向阀1例如用于控制液压凸轮轴调节器。

换向阀1的阀门部分3通常容纳在外围结构的容纳部，比如汽缸头或汽缸头盖里。阀门部分3具有基本上圆柱形设计的阀壳体6和控制活塞7。阀壳体6构造为分离部件并与控制单元2固定连接。

在阀壳体6的外壳表面8上构造了多个凹槽9(在图示实施方式中是环形凹槽)，它们在径向上向外打开。凹槽9在径向上向内通过每个凹槽具有的汽缸外壳形的凹槽底10进行界定且在轴向上通过环形的侧壁4进行界定。凹槽9通过在凹槽底10中设计的开口11与基本上空心圆柱形实施的阀壳体6的内部进行交流。凹槽9的开口11和阀壳体6的背离电磁调节单元2的开口11用作液压介质接口A、B、P、T。

在阀壳体6的内部以可移动的方式设置有控制活塞7。在控制活塞7的外壳表面作为环带设计有控制部分12。控制部分12的外直径匹配阀壳体6的内直径。通过控制活塞7相对于阀壳体6的合适的轴向定位，相邻的液压介质接口A、B、P能够相互连接。每个不与导入接口P连接的工作接口A、B同时与储罐接口T连接。以该方式实现液压介质导入凸轮轴调节器的单独的压力腔体或从压力腔体中导出。

控制活塞7在一端在朝向电磁的调节单元2的方向上加载了没有示出的弹簧元件的力。在控制活塞7的另一个轴向端贴靠着一个没有示出的杵杆，其与调节单元2的没有示出的电枢连接。

在调节单元2没有通电的情况下，控制活塞7因为弹簧元件的力而在朝向电磁的调节单元2的方向上被挤压。通过调节单元2的通电，控制活塞7逆着弹簧元件的力而被推动。

在中间的凹槽9的内部设置过滤元件13，其在示出的实施方式中是环形过滤器，其沿着凹槽9的整个圆周延伸。过滤元件13具有框架元件14和过滤网15。框架元件14包括两个在阀壳体6的圆周上延伸的子元件16，它们借助轴向延伸的横梁17相互连接。在子元件16和横梁17的之间设置过滤网15。为了将通过过滤元件15的液压介质流体的干扰保持尽可能小，横梁17有利地设置在开口11之间。从没有示出的液压介质泵向中间凹槽9供应的液压介质通过过滤网15到达开口11并因此到达换向阀1的内部，其中在液压介质中存在的异物不能进入换向阀1的内部。

图2示出了图1中的细节Z的纵截面图。框架元件14完全设置在凹槽9的内部并且贴靠在凹槽9的侧壁4上。在侧壁4的径向外侧端部各自设计有一个环形凸起5，环形凸起5在轴向上延伸。此外，凸起5将框架元件14压向凹槽底10。因此在凹槽底10、框架元件14和凸起5之间制造了动力啮合的连接，其防止了过滤元件13相对于凹槽底的移动，特别是环形过滤器的扭转。凸起5能够例如贴靠在框架元件14的圆周表面上(图2左侧)或者作用在框架元件14的棱角上(图2右侧)。在框架元件14的棱角上还能够提供凹口，凸起5嵌入该凹口，由此，除了动力啮合还产生了沿圆周方向的形状啮合的连接。

过滤元件13的安装分为几个步骤。在阀壳体6制造后，过滤元件13定位于凹槽9中。侧壁4这时还没有突起5。因此过滤元件13可以毫无问题地放入到凹槽9中。随后例如借助环压方法

制造突起5。同样可行的实施方式是替代环形的突起5，只设计局部的突起5。这些突起5能够例如借助冲压技术或者填缝技术而制造。

因此排除了过滤元件13由于液压介质的流动力而在圆周方向上相对于阀壳体6扭转。

图3示出了由图2示出的液压换向阀1的另一个实施方式。在该实施方式中侧壁4在径向上设计为阶梯形式。凹槽9因此具有带有较大的轴向延伸的径向上的外侧部分和带有较小的轴向延伸的径向上的内侧部分。这些区域与阶梯18相关的联系在一起。在该示出的实施方式中，阶梯18构造为直线并且相对于侧壁4的部分设置为直角，其中其它的设计也是可行的。过滤元件13在凹槽9的径向的内侧部分里定位，其中框架元件14贴靠在侧壁4的内侧部分上并且在径向上高于阶梯18。侧壁4的径向上的内侧部分在阶梯18之下具有在轴向上伸出的凸起5。凸起5在下陷处19(比如在框架元件14上构成的凹口)里嵌合到框架元件14的左侧子元件16的轴向侧表面上。因此存在在侧壁4和过滤元件13之间的形状啮合的连接，其防止了在凹槽9中的过滤元件13的扭转。此外凸起5在凹口里动力啮合地贴靠在框架元件14上，由此能够在圆周方向上截获较大的作用力。同样可行的实施方式是，在框架元件14上没有提供下陷处19，而是凸起5只动力啮合地贴靠在轴向侧表面上或者子元件16上。

过滤元件13的安装分为几个步骤。在阀壳体6制造后，过滤元件13在径向的内侧部分上定位于凹槽9中。侧壁4这时还没有突起5。因此过滤元件13可以毫无问题地放入到凹槽9中。随后例如借助填缝技术制造突起5。此外在阶梯18上压出压印，由此在轴向上排挤侧壁4的材料，由此形成凸起5。除了具有凹口的框架元件的实施方式以外，还有实施方式是可行的，该实施方式中框架元件14在凸起5成型前不具有凹口，而是将由凸起5形成的被排挤的材料在填缝过程中埋入到框架元件14中。此时在侧壁4和框架元件14之间自动存在附加的动力啮合的连接。因为框架元件14在径向上高出阶梯18，确保了凸起5嵌合在框架元件14上。接下来要防止阶梯18的在填缝过程中在径向上被排挤的材料通过凹槽9伸出，并因此使阀壳体6难以或无法导入到外围结构的容纳部里。

可选的或附加的，在两个实施方式中还能够在外侧凹槽9中提供借助突起5固定的过滤元件13，外侧凹槽9用作工作接口A、B。凸起能够构造在一个或两个侧壁4上。

附图标记

1 换向阀

2 调节单元

3 阀门部分

4 侧壁

5 凸起

6 阀壳体

7 控制活塞

8 外壳表面

9 凹槽

10 凹槽底

11 开口

12 控制部分

13 过滤元件

14 框架元件

15 过滤网

16 子元件

17 横梁

18 阶梯

19 下陷处

P 导入接口

T 储罐接口

A 第一工作接口

B 第二工作接口

Claims (10)

1.带有阀壳体(6)和过滤元件(13)的液压换向阀(1)，

-其中在所述阀壳体(6)上提供至少一个在圆周方向上延伸的凹槽(9)，

-其中所述过滤元件(13)设置在凹槽(9)中并且具有至少一个框架元件(14)和一个与该框架元件固定连接的过滤网(15)，以及

-其中所述凹槽(9)具有凹槽底(10)和两个基本上在径向上和圆周方向上延伸的侧壁(4)，

-其特征在于，至少一个所述侧壁(4)具有至少一个轴向的凸起(5)，该凸起(5)在所述框架元件(14)的方向上延伸并且形状啮合地或动力啮合地嵌合在所述框架元件(14)上。

2.根据权利要求1所述的液压换向阀(1)，其特征在于，所述凸起(5)动力啮合地贴靠在框架元件(14)的轴向侧表面上。

3.根据权利要求2所述的液压换向阀(1)，其特征在于，所述框架元件(14)在径向上高于所述凹槽(9)。

4.根据权利要求1所述的液压换向阀(1)，其特征在于，所述凸起(5)至少部分在径向上设置在所述框架元件(14)的外部并且动力啮合地贴靠在框架元件(14)的径向外侧表面上。

5.根据权利要求1所述的液压换向阀(1)，其特征在于，所述凸起(5)嵌入框架元件(14)的下陷处(19)。

6.根据权利要求1所述的液压换向阀(1)，其特征在于，至少所述带有凸起(5)的侧壁(4)被构造为阶梯形式，其中凸起(5)以及至少部分所述框架元件(14)在径向上设置在阶梯(18)的内部。

7.用于制造根据前述权利要求之一所述的液压换向阀(1)的方法，具有以下步骤：

●将所述过滤元件(13)放入到所述凹槽(9)中，以及

●在至少一个所述侧壁(4)上构成至少一个轴向的凸起(5)，所述侧壁(4)在所述框架元件(14)的方向上延伸并且形状啮合地或动力啮合地嵌合在所述框架元件(14)上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助填缝方法形成所述凸起(5)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助冲压方法或者环压方法形成所述凸起(5)。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，首先将所述过滤元件(13)放入到凹槽(9)中，并随后形成凸起(5)。

Images