专利名称：阀插件以及带有这种阀插件的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及针对阀的阀插件以及带有这种阀插件的阀，尤其是针对用于控制凸轮轴调节器的压力介质流动的控制阀。
背景技术：
在现代内燃机中使用用于灵活地调整换气阀的控制时间的、也公知为凸轮轴调节器的设备，以便能够在最大提前定位和最大延迟定位之间可变地制定在限定的角度区域中的凸轮轴相对于曲轴的相位位置。凸轮轴的凸轮通常贴靠在凸轮跟随件、例如挺杆、摇臂或摆动杠杆上。若凸轮轴发生转动，那么凸轮在凸轮跟随件上滚动，这些凸轮跟随件又操纵换气阀。因此通过凸轮的位置和形状确定了换气阀的打开持续时间、打开幅度、还有打开时间点和关闭时间点。
用于获得针对不同转速状态和负荷状态的优化的控制时间的凸轮轴相对曲轴的角度推移被称为凸轮轴调节。凸轮轴调节器的结构上的变型方案例如按所谓的枢转马达原理工作。在此情况下设置有定子和转子，它们共轴且能相对彼此运动。定子和转子共同形成了多个液压腔对。腔对在此情况下各由定子的腹板界限并且通过转子的各自的叶片划分成两个彼此相反运转的压力腔，这两个压力腔的容积通过转子相对定子的相对转动运动以相反运转的方式被改变。在最大调节定位中，各自的叶片贴靠在定子的边缘侧的腹板上。转子的相对转动运动通过叶片的调节通过如下方式来进行，即，液压介质或压力介质、例如油通过压力介质通道导入腔对的压力腔中的一个中并且将叶片推开。压力介质通道在各自的叶片的两侧上汇入，从而使得液压介质被导入各自的压力腔。
为了控制用于凸轮轴调节器的压力介质流动，通常使用形式为多路滑阀的液压控制阀。它们包括作为重要组件的阀壳体和以能轴向推移的方式容纳在壳体空心空间中的控制活塞，该控制活塞由执行器、典型地带推杆的电磁体来操纵。
以常用的结构类型，这种控制阀作为所谓的中央阀接入，该中央阀插入到凸轮轴调节器的转子的中央钻孔中。这种中央阀的阀壳体设有螺纹，阀壳体通过该螺纹可以拧入凸轮轴的相应的螺纹钻孔中，以便将转子抗相对转动地与凸轮轴连接。压力介质向控制阀的压力介质接口的输入或者说从控制阀的排出接口的排出通过转子或者说凸轮轴来进行。 压力介质输入在径向通过输入接口来进行。压力介质通过两个在阀壳体上的工作接口交替地导入到腔对的相反运转的腔中。依赖于控制活塞的位置，腔中的一个通过其中一个工作接口与输入接口连通并且用压力介质填充。同时，相反运行的腔通过配属给其的工作接口与在控制阀上的排出接口连通并且在此被排空。
在内燃机运行期间可能会在凸轮轴上出现交变力矩，这些交变力矩通过压力腔作为压力冲击被传递到凸轮轴调节器的液压系统上。为了防止这类压力冲击的进一步传导， 在凸轮轴调节器的压力介质输入装置中插入能液压地解除阻止的止回阀。
DE 10 2008 004591中描述了带有整合的、扁平的止回阀的控制阀。在控制阀的阀壳体中插入有空心的压力介质插件，该压力介质插件在其外直径上与壳体的内直径适配。压力介质插件包括呈套筒形的、带有成形在壳体杆侧的结构区段的插入区段，所述结构区段在端侧设有轴向的支撑环。该支撑环容纳在轴向的保持卡圈内部，保持卡圈成形在底座面本体上。保持卡圈在其自由端部上径向向内弯曲并且后侧嵌接支撑环，由此将三个组件， 亦即底座面本体、关闭元件和压力介质插件在它们的相对的轴向位置中确定。轴向支撑环的端面达到相对关闭元件的贴靠，关闭元件本身贴靠在由底座面本体形成的底座面上。呈板形的关闭元件具有多个穿孔，这些穿孔以如下方式构造，即，形成通过多个舌簧弹性地支承的、用于封闭阀开口的在中心的封闭件。穿孔在此螺旋形地围住封闭件。此外，在压力介质管路中在止回阀上游装入环形过滤器。
压力介质插件、止回阀和过滤器的这种多件式的实施方案导致提高的处理耗费以及在安装控制阀的单个组件时与多个工作步骤联系在一起。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，便于安装地以及成本低廉地构造阀的构件。
按照本发明，该技术问题通过针对阀、尤其是针对用于控制凸轮轴调节器的压力介质流动的控制阀的阀插件来解决，该阀插件包括插件壳体，在该插件壳体中整合有过滤器以及带有关闭元件和底座元件的止回阀，其中，至少插件壳体、过滤器和底座元件不可拆卸地相互连接并且形成了预制的结构单元。
此外，该技术问题按照本发明还通过一种阀，尤其是通过用于控制凸轮轴调节器的压力介质流动的控制阀来解决，该阀包括空心实施的、带有至少一个输入接口以及至少一个排出接口的阀壳体，其中，在阀壳体上附着有这类阀插件。关于阀插件的下面说明的优势和优选的设计方案适宜地也适用于阀。
本发明基于这样一种想法，S卩，通过如下方式来进行阀的构件中的至少几个的简单安装以及这些构件的成本低廉的制造，即，这些构件形成了预制的结构单元，该结构单元这样地被支承、运输和在阀中装入。关闭元件在此同样可以不可拆卸地附着在阀插件上，备选地在关闭元件和阀插件之间的连接可以是能分开的。预制的结构单元的构件既可以用相同的材料又可以用不同的材料制成，并且在结构单元的制造步骤中不可拆卸地相互连接。 因此省去了在组装阀时费力地单独装入过滤器和止回阀。也由此最小化了构件中的一个在运行中松脱的风险。
在构造阀时，一体式的阀插件被附着在阀壳体上。阀插件在此尤其构造成外部的阀插件，也就是说，阀插件不是布置在阀壳体的内部而是其形成了阀壳体的延长部。阀插件在此沿压力介质的流动方向尤其直接布置在输入接口后面，其中，输入接口构造在插件壳体中或备选地构造在多件式阀的另外的、前面的部件中。阀插件在此优选形状锁合或力和形状锁合地与阀壳体连接。针对这种连接考虑多种连接方式，例如弯曲、卷边、敛缝或在插件壳体和阀壳体之间的扣合连接。
止回阀优选具有扁平的关闭元件，该关闭元件在关闭定位中流体密封地遮盖在止回阀的底座元件中的缺口。尤其是呈板形或盘形的扁平的关闭元件基于其几何形状和其材料成分形成了弹性元件。关闭元件在此相对底座元件支撑，其中，关闭元件在至少一个部位上与底座元件位置固定地连接。当没有外部的力作用到止回阀上时，关闭元件处在关闭定位中，关闭元件在关闭定位中封闭缺口。通过经由输入接口流入阀插件中的压力介质的按压力，将关闭元件的一个自由的未被固定的区域由底座元件抬起。在此，止回阀处在打开定位中，在该打开定位中缺口释放并且压力介质通过缺口流入阀的内部。在压力介质变换方向时，压力介质又将该关闭元件相对底座元件按压，由此来封闭缺口并且防止了压力介质的回流。基于关闭元件的弹性特性，止回阀自动关闭，即使不再有外部的力作用于关闭元件。
止回阀的底座元件优选具有支承面，绕该支承面构造有开口。支承面是尤其为圆形的端面，缺口构造在该端面中。通过这些开口，将过滤器框架的材料在支承面的两侧注入以及因此牢牢地并且不可分开地与支承面的材料连接。在此，按照优选的变型方案，绕支承面构造有卡圈，该卡圈设有开口并且相对于支承面轴向错开。因此在支承面和插件壳体之间产生了槽，该槽在制造阀插件时用过滤器的过滤器框架的材料来填充至支承面的高度。
过滤器框架优选是压铸部件，该压铸部件通过绕支承面的开口注入。过滤器框架因此构造在支承面或者说卡圈的两侧。过滤器框架尤其由合成材料制成。在过滤器框架内张紧有过滤器织物，过滤器织物平行于支承面平面延伸。
按照优选的设计方案，支承面是插件壳体的部件，从而使得底座元件和插入壳体形成了由同一种材料制成的一个组件。此外，通过底座元件和插件壳体的单件式实施方案减少了阀插件的构件数量，由此阀插件的制造更为简单。由合成材料形成的过滤器框架在此情况下尤其完全处在插件壳体的内部。支承面和插件壳体优选由钢制成，尽管也可以考虑另外的材料。当阀在凸轮轴调节器的转子中装入时，阀壳体的一部分以及阀插件在凸轮轴内部延伸。阀插件在此抵靠在凸轮轴内壁上的支座，该支座通常是尖棱的并且提供了很少的抵靠面。因此出于稳定性原因，针对插件壳体优选使用钢。当抵靠面略大时，插件壳体例如可以由合成材料构造而成。
按照备选的优选设计方案，插件壳体形成了用于过滤器的过滤器框架并且止回阀的底座元件是单独的构件，该单独的构件在插件壳体制造时整合到该过滤器框架中。阀插件的这个第二种设计方案当对插件壳体的机械稳定性要求较低时是有利的，从而使得插件壳体由合成材料制成。在底座元件在插件壳体内的安全的接合方面，卡圈有利地是Z形卡圈，该Z形卡圈由插件壳体的材料包封。
在插件壳体上方便地构造有用于与阀的扣合连接的接片。在阀壳体上设置有用于接片的相应的容纳部。由此来进行在阀和阀插件之间的安全连接，该连接在需要时可以被分开，以便例如维护或更换插件。如果插件壳体由合成材料制成，那么连接元件的构造特别容易和有效率。
借助附图详细说明本发明的实施例。附图中
图I示出了带有按第一种实施变型的阀插件的控制阀的轴向剖面内视图2在根据图I的平面I中示出了到止回阀上的平面图3示出了到根据图2的止回阀的底座元件上的平面图4在轴向剖面中示出了用于根据图I的阀插件的插件壳体；
图5在轴向剖面中示出了带有整合的过滤器的根据图4的插件壳体；
图6示出了穿过带有按第二种实施变型的阀插件的控制阀的轴向剖面内视图7在根据图6的平面II中示出了到用于止回阀的底座元件上的平面图8示出了穿过根据图7的底座元件的轴向剖面；
图9示出了穿过根据图6的阀插件的轴向剖面；以及
图10示出了穿过根据图6的阀插件的其它的轴向剖面。
相同的附图标记在不同的附图中有相同的含义。
具体实施方式
在图I中示出了控制阀2，其构造成中央阀并且为了使用而插入到这里未详细示出的液压式凸轮轴调节器的转子的中央钻孔中。控制阀2包括空心实施的柱体形阀壳体4， 阀壳体带有用于压力介质、例如油的这里未详细示出的输入接口 P，其中，油的输入方向用箭头P表示。此外，在阀壳体4中构造有两个用于在凸轮轴调节器的转子中的相反运转的压力介质腔的工作接口 A、B以及排出接口 T。控制活塞6沿轴向在阀壳体4内部导引，其中， 输入接口 P依赖于该控制活塞的位置与工作接口 A、B之一在流动技术上连通，而另一个工作接口 A、B则与排出接口 T连通。在压力介质管路7的在输入接口 P和工作接口 A、B之间的区域中布置有阀插件8a。阀插件8a包括插件壳体10，在插件壳体中在流动下游相继地布置有过滤器12和止回阀14。过滤器12包括过滤器织物16以及用于张紧过滤器织物16 的过滤器框架18。在过滤器织物16和止回阀14之间构造有用于压力介质的空腔。止回阀 14在所示实施例中由带有用于压力介质的缺口 22的底座元件20和关闭元件24组成。阀插件8a在此情况下由钢制成并且通过卷边或弯曲附着在阀壳体4的外侧上。插件壳体10 因此是阀壳体4的延长部，从而使得阀插件8a是外部的阀插件。
轴向扁平的止回阀14的详细的结构由图2和图3可看到。关闭元件24由弹簧钢制成。关闭元件10包括三个功能区域用于关闭在底座元件20中的缺口 22的关闭板26、 弹性的弯曲腹板28和两个用于将关闭元件24固定在底座元件20上的固定臂30a。固定臂 30的形状追随底座元件20的轮廓，从而使得固定臂30在所示实施例中是弧形的。
底座元件20具有支承面32，关闭元件24在止回阀14的关闭的定位中平放在该支承面上并且在此覆盖缺口 22。关闭板26的形状在此与缺口 22的形状适配。
通过工作接口 P导入控制阀2中的压力介质到达压力介质管路7中并且经过过滤器12。在压力介质的按压力下，关闭板26从底座元件20抬起，从而使得缺口 22被打开以及压力介质可以沿工作接口 A、B的方向流动。
在出现逆着流动方向的压力冲击的情况下或者在压力介质回流的情况下，止回阀 14的关闭板26被压向支承面32，从而使得缺口 22关闭以及防止了压力介质通过缺口 22进一步回流。
在所示实施例中，支承面34由钢制成并且与插件壳体10单件式地构造。插件壳体10因此形成了用于止回阀14的底座元件20。绕支承面34成形有在轴向剖面中观察呈 L形的、设有开口 38的卡圈36。这些开口 38用于注入构造了过滤器框架18的合成材料。 底座元件20和过滤器织物16在此用过滤器框架18的材料包封。因为过滤器框架18是在 L形卡圈36的两侧延伸的并且由此与插件壳体10不可分离地连接的压铸部件，因而插件壳体10、过滤器框架18、过滤器织物16和止回阀14的底座元件20形成了不可拆开的结构单元。预制的结构单元40通过如下方式来变完整，即，也将关闭元件24附着在底座元件20上。结构单元40然后以这种形式联接阀壳体4。
由图6可看到带有根据第二种实施变型的阀插件8b的其它的控制阀2。其结构在图7至图10中示出的阀插件8b，与根据之前的实施例的阀插件8a的区别在于，插件壳体10由过滤器框架18的材料构造并且因此由合成材料制成。底座元件20构造成单独的构件，其在制造插件壳体10时用插件壳体10或者说过滤器框架18的材料包封。底座元件 20在此可以由钢或也可以由另外的材料、如合成材料制成。
在这个实施例中，底座元件20具有Z形卡圈42，该Z形卡圈在阀插件8b的组装好的状态下完全由过滤器框架18的材料围住(参看图10)。Z形卡圈42同样设有用于过滤器框架18的材料的开口 38。
为了将阀插件8安置到阀壳体4上设置有接片44，借助该接片来建立起与阀壳体 4的扣合连接。
在图9和图10中示出了预制的结构单元40，该结构单元在这种情况下包括带接片44的、同时是过滤器框架18的插件壳体10 ;过滤器织物16 ;和底座元件20。为了使阀插件8b变完整，在此情况下也将用于关闭缺口 22的关闭元件24附着在底座元件20上或插件壳体10上。
阀插件8a、8b的特征在于，止回阀14和过滤器12在控制阀2中的安装基于预制的结构单元40的一体式构造而特别简单。当这些构件12、14中的一个受损时，可以以简单的方式更换阀插件8a、8b。
附图标记列表
2阀
4阀壳体
6控制活塞
7压力介质管路
8a、8b阀插件
10插件壳体
12过滤器
14止回阀
16过滤器织物
18过滤器框架
20底座元件
22缺口
24关闭元件
26关闭板
28弯曲腹板
30固定臂
32支承面
34支承面
36L形卡圈
38开口
40结构单元
42Z形卡圈
44接片
A、B工作接口
P输入接口
T排出接口
权利要求
1.针对阀的阀插件(8a、8b)，其尤其是针对用于控制凸轮轴调节器的压カ介质流动的控制阀(2)，该阀插件包括插件壳体(10)，在该插件壳体内整合有过滤器(12)以及带有关闭元件(24)和底座元件(20)的止回阀(14)，其中，至少所述插件壳体(10)、所述过滤器(12)和所述底座元件(20)不可拆卸地相互连接并且形成预制的结构单元(40)。
2.按权利要求I所述的阀插件(8a、8b)，其中，所述关闭元件(24)构造成扁平的并且在关闭定位中流体密封地遮盖在所述底座元件(20)中的缺ロ(22)。
3.按前述权利要求之一所述的阀插件(8a、8b)，其中，所述底座元件(20)具有支承面(34),绕该支承面的周边构造有开ロ(38)。
4.按权利要求3所述的阀插件(8a、8b),其中，绕所述支承面(34)构造有卡圈(36、42)，该卡圈设有所述开ロ(38)。
5.按权利要求3或4所述的阀插件(8a、8b)，其中，所述过滤器(12)的过滤器框架(18)是绕所述支承面(34)注入的。
6.按权利要求3至5所述的阀插件(8a、8b),其中，所述支承面(34)是所述插件壳体(10)的部件。
7.按权利要求5所述的阀插件(8a、8b)，其中，所述插件壳体(10)形成所述过滤器框架(18)。
8.按权利要求7所述的阀插件(8a、8b)，其中，所述卡圈(36、42)是Z形卡圈(42)，该Z形卡圈由所述插件壳体(10)的材料包封。
9.按前述权利要求之一所述的阀插件(8a、8b)，其中，在所述插件壳体(10)上构造有用干与所述阀(2)扣合连接的接片。
10.阀、尤其是用于控制凸轮轴调节器的压カ介质流动的控制阀(2)，包括空心实施的阀壳体(4)，该阀壳体带有至少ー个输入接ロ(P)以及至少ー个排出接ロ(T)，其中，在所述阀壳体(4)上附着有按前述权利要求之一所述的阀插件(8a、8b)。
全文摘要
本发明涉及针对阀、尤其是针对用于控制凸轮轴调节器的压力介质流动的控制阀(2)的阀插件(8a、8b)，包括插件壳体(10)，在插件壳体内整合有过滤器(12)和带有关闭元件(24)和底座元件(20)的止回阀(14)。通过将至少插件壳体(10)、过滤器(12)和底座元件(20)不可拆卸地相互连接并且形成预制的结构单元(40)，确保阀插件的便于安装的构造。
文档编号F01L1/344GK102985643SQ201180034297
公开日2013年3月20日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年7月12日
发明者阿里·巴伊拉克达尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司