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Title:
SEAL FOR SWITCH VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/150048
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switch valve for a hydraulic unit, in particular a quick-acting valve (1) for a hydraulic unit of a hydraulically variable valve gear of a reciprocating internal combustion engine, having a valve body (3), which is guided in an axially movable manner in a housing part (2) and which is sealed with respect to the housing part by means of a seal, wherein the seal is designed as a flat seal element (10), which encloses the valve body in a sealing manner and which is operatively connected to an axial surface (9) of the housing part in a sealing manner.

Inventors:
ITOAFA CALIN PETRU (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/051867
Publication Date:
November 08, 2012
Filing Date:
February 03, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
ITOAFA CALIN PETRU (DE)
International Classes:
F01L1/46; F01L9/10; F01L9/14
Domestic Patent References:
WO2009007207A12009-01-15
Foreign References:
DE102005061509A12006-11-09
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schaltventil für eine Hydraulikeinheit, insbesondere Schnellschaltventil (1 ) für eine Hydraulikeinheit eines hydraulisch variablen Ventiltriebes einer Hubkol- benbrennkraftmaschine, mit einem Ventilkörper (3), der in einem Gehäuseteil (2) axial verschiebbar geführt und mittels einer Dichtung gegenüber dem Gehäuseteil (2) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als Flachdichtelement (10) ausgebildet ist, das den Ventilkörper (3) umschließt und dichtend mit einer Axialfläche (9) des Gehäuseteils (2) in Wirkverbindung steht.

2. Schaltventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flachdichtelement (10) an der Stirnfläche (9) des Gehäuseteils (2) angeordnet ist. 3. Schaltventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachdichtelement (10) aus einem elastischen Werkstoff (13), insbesondere aus einem elastomeren Werkstoff, Fluor-Kunststoff oder dergleichen, hergestellt ist. 4. Schaltventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachdichtelement (10) einen metallischen, scheibenförmigen Grundkörper (12) mit einer zumindest teilweisen Umhüllung aus dem elastischen Werkstoff (13) aufweist. 5. Schaltventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung an dem dem Ventilkörper (3) zugewandten Innenbereich und zumindest teilweise an der der Axialfläche zugewandten Seite des scheibenförmigen Grundkörpers (12) angebracht ist. 6. Schaltventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3) eine außerhalb des Gehäuseteils (2) angeordnete Dichtfläche (6) aufweist, die mit einer Gegenfläche (7) an einem Sitzring (8) einen Ventilsitz bildet. Schaltventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flachdichtelement (10) und dem Sitzring (8) eine Feder (1 1 ) angeordnet ist, die das Flachdichtelement (10) in Richtung der Stirnfläche (9) belastet.

Description:
Dichtung für Schaltventile

Schaltventil für eine Hydraulikeinheit, insbesondere Schnellschaltventil für eine Hydraulikeinheit eines hydraulisch variablen Ventiltriebes einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine, mit einem Ventilkörper, der in einem Gehäuseteil axial verschiebbar geführt und mittels einer Dichtung gegenüber dem Gehäuseteil abgedichtet ist.

Hintergrund der Erfindung Eine Hydraulikeinheit mit einem gattungsgemäßen Schaltventil ist aus der DE 10 2009 01 1 983 A1 bekannt. Bei derartigen, so genannten druckausgeglichenen Schaltventilen ist es allgemein bekannt, im Gehäuseteil eine Nut einzuarbeiten, in der ein Dichtring eingesetzt ist, der gegenüber dem Ventilkörper die Dichtung ü- bernimmt. Dichtringe verschiedener Arten und Formen sind aus dem Katalog der Fa. Kölbel Vertriebs GmbH, 93055 Regensburg aus dem Jahre 2010 bekannt.

Insbesondere bei einer Hydraulikeinheit, bei der das Schaltventil mit hoher Frequenz angesteuert wird, besteht das Problem, dass starr in der Nut eingesetzte Dichtungsringe entweder eine zu hohe Reibung haben und die Bewegung des Ventilkörpers behindert oder dass andererseits die Dichtheit nicht dauerhaft sichergestellt ist.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schaltventil mit Dichtung zur Verfügung zu stellen, das die geschilderten Nachteile vermeidet und eine dauerhafte Abdichtung, auch bei hohen Schaltfrequenzen, sicherstellt. Dies soll mit einfachen, kostengünstigen Mitteln erfolgen. Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Dichtung als Flachdichtelement ausgebildet ist, das den Ventilkörper dichtend umschließt und dichtend mit einer Axialfläche des Gehäuseteils und insbesondere mit dessen Stirnfläche in Wirkverbindung steht.

Dabei zentriert sich das Flachdichtelement am Ventilkörper und stellt sich an der Axialfläche des Gehäuseteils entsprechend radial ein. Es handelt sich also mit anderen Worten um eine radial schwimmende Anordnung des Flachdichtelements an der Axialstirnfläche des Gehäuseteils, wodurch eine wirksame und verschleißarme Abdichtung zwischen Axialfläche und Gehäuseteil sichergestellt ist. Das Flachdichtelement ist vorzugweise aus einem elastischen Dichtungswerkstoff, insbesondere aus einem elastomeren Werkstoff, einem Fluor-Kunststoff oder dergleichen hergestellt. Da diese Werkstoffgruppen eine Vielzahl von Einzelelastomeren bzw. Einzelfluorkunststoffen beinhalten, ist es leicht möglich, den entsprechenden Werkstoff passend zu der Betriebstemperatur, der Ölsorte und der Reib- koeffizienten auszuwählen.

Das Flachdichtelement weist in vorteilhafter Weise einen metallischen, scheibenförmigen Grundkörper mit einer zumindest teilweisen Umhüllung aus einem elastischen Werkstoff auf. Dabei kann der elastische Werkstoff wiederum aus der Gruppe der elastomeren Werkstoffe oder den Fluor-Kunststoffen oder dergleichen ausgewählt werden, wobei der elastische Werkstoff zumindest teilweise an dem Grundkörper vorgesehen und befestigt ist.

Die Umhüllung ist in vorteilhafter Weise an dem dem Ventilkörper zugewandten Innenbereich und zumindest teilweise an der der Axialfläche zugewandten Seite des scheibenförmigen Grundkörpers angebracht.

Ein derartiges Flachdichtelement ist vorzugweise für ein Schaltventil geeignet, bei dem der Ventilkörper eine außerhalb des Gehäuseteils angeordnete Dichtfläche aufweist, die mit einer Gegenfläche an einem Sitzring einen Ventilsitz, vorzugsweise einen kegeligen Ventilsitz, bildet, wobei das Flachdichtelement an der Stirnfläche des Gehäuseteils angeordnet ist. Das Flachdichtelement ist dabei vorzugsweise von einer sich am Sitzring abstützenden Feder belastet, die das Flachdicht- element gegen die Stirnfläche drückt, wobei sich die Feder auf der Seite des Flachdichtelements abstützt, die der Umhüllung mit elastischem Werkstoff abgewandt ist. Dabei wird die Flachdichtung dichtend auf der Stirnfläche gehalten und nur so fest durch die Feder angedrückt, dass die Dichtheit trotz radialer Nachgie- bigkeit gegeben ist.

Da die Funktion des Schaltventils durch das Öffnen und Schließen und die Dichtheit am Ventilsitz gegeben ist, ist zur Vermeidung von Doppelpassungen der Gleitsitz des Ventilkörpers im Gehäuseteil so groß gewählt, dass die Dichtheit am Ventilsitz immer gegeben ist. Das vorgeschlagene Flachdichtelement ist dabei in der Lage sich radial entsprechend einzustellen. Des Weiteren ist auch die Dichtfläche an der Stirnfläche des Flachdichtelements in Achsrichtung des Ventilkörpers gesehen verhältnismäßig gering, so dass auch ein Kippen des Ventilkörpers im Gehäuseteil für die Dichtfunktion unschädlich ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Schaltventil mit Schnitt durch das Flachdichtelement und Figur 2: einen Schnitt durch das Flachdichtelement in erheblich vergrößertem

Maßstab.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen In den Figuren 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Schnellschaltventil bezeichnet, das ein Gehäuseteil 2 aufweist, in dem ein Ventilkörper 3 axial verschiebbar geführt ist, der sich einerseits an einer Druckfeder 4 abstützt und andererseits von einem nicht näher dargestellten Steuerelement 5 beherrscht ist. Der Ventilkörper 3 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und weist an seinem ringförmigen Ende eine Dichtfläche 6 auf, die einer Gegenfläche

7 zugeordnet ist, wobei die Gegenfläche 7 Bestandteil eines Sitzringes 8 ist, der ebenfalls am Schnellschaltventil 1 festgelegt ist. Das Gehäuseteil 2 weist eine dem Sitzring 8 zugewandte, axiale Stirnfläche 9 auf, an der ein allgemein mit 10 bezeichnetes Flachdichtelement anliegt, das von einer Feder 1 1 , die sich am Sitzring

8 abstützt, gegen die Stirnfläche 9 gedrückt wird. Die Federkraft ist dabei so abgestimmt, dass einerseits die Dichtheit zwischen Flachdichtelement 10 und Stirnfläche 9 sichergestellt ist, andererseits aber nicht so groß ist, dass sich das Flach- dichtelement 10 nicht radial an der Stirnfläche 9 einstellen kann. Das Flachdichtelement 10 weist einen Grundkörper 12 auf, der scheibenförmig ausgebildet und aus Metall hergestellt ist. Der Grundkörper 12 ist an seinem Innenbereich und an einer Seitenfläche von einem elastischen Werkstoff 13 umschlossen, der vorzugsweise aus der Gruppe der elastomeren Werkstoffe oder Fluor- Kunststoffen ausgewählt und auf dem Grundkörper 12 aufgespritzt oder auf vulkanisiert ist.

Dadurch, dass das Flachdichtelement 10 auf seiner Innenseite, die dem Ventilkörper 3 zugewandt ist, einen Radius aufweist, also rund ausgeführt ist, ergibt sich am Außenmantel des Ventilkörpers 3 eine optimale Abdichtung, die auch unemp- findlich gegen Verkanten ist.

Das Flachdichtelement 10 kann sich auf der Stirnfläche 9 entsprechend der kegelförmig ausgeführten Dichtfläche 6 und der entsprechend kegelförmig ausgebildeten Gegenfläche 7 radial einstellen, so dass eine optimale Dichtung gegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 Schnellschaltventil

2 Gehäuseteil

3 Ventilkörper

4 Druckfeder

5 Steuerelement

6 Dichtfläche

7 Gegenfläche

8 Sitzring

9 Axialfläche / Stirnfläche

10 Flachdichtelement

1 1 Feder

12 Grundkörper

13 elastischer Werkstoff