DE102009043777A1 - Zentralventil eines Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Zentralventil eines Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine Download PDFInfo
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilgehäuse, einem Steuerkolben und einem Befestigungsflansch, wobei das Ventilgehäuse zumindest teilweise innerhalb einer Aufnahme innerhalb des Nockenwellenverstellers angeordnet ist und hydraulische Anschlüsse aufweist, wobei der Steuerkolben zumindest bereichsweise an einer Innenmantelfläche des Ventilgehäuses anliegt und verschiebbar an dieser gelagert ist, wobei der Befestigungsflansch fest mit einer Wandung der Aufnahme verbunden ist und die axiale Position des Ventilgehäuses relativ zu dem Nockenwellenversteller festlegt.
- Hintergrund der Erfindung
- In modernen Brennkraftmaschinen werden Nockenwellenversteller eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Zu diesem Zweck ist der Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welchen Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein. Derartige Nockenwellenversteller sind in der Regel als hydraulische Schwenkmotoren, beispielsweise in Flügelzellenbauweise, mit zumindest zwei gegeneinander wirkenden Druckkammern ausgebildet. Die Druckmittelzufuhr zu bzw. die Druckmittelabfuhr von den Druckkammern wird mittels eines hydraulischen Wegeventils, beispielsweise eines Proportionalventils, gesteuert. Dabei sind Ausführungsformen bekannt, in denen das hydraulische Wegeventil in einer zentralen Durchgangsöffnung des Nockenwellenverstellers angeordnet ist und mit diesem rotiert. Derartige Wegeventile werden üblicherweise als Zentralventile bezeichnet.
- Ein derartiges Zentralventil ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 038 160 A1 bekannt. In dieser Ausführungsform wird eine zentrale Durchgangsöffnung des Nockenwellenverstellers von einer hohl ausgebildeten Nockenwelle durchgriffen. Innerhalb der Nockenwelle ist im Bereich des Nockenwellenverstellers das Zentralventil angeordnet. Das Zentralventil besteht aus einem Ventilgehäuse, einem Steuerkolben, einem Federelement und einem Sprengring. Das im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Ventilgehäuse weist an dessen Außenmantelfläche einen Zulaufanschluss, einen Ablaufanschluss und zwei Arbeitsanschlüsse auf. Des Weiteren ist ein axialer Ablaufanschluss vorgesehen. Der Zulaufanschluss kommuniziert mit einer Druckmittelpumpe der Brennkraftmaschine, die Ablaufanschlüsse kommunizieren mit einem Druckmittelreservoir der Brennkraftmaschine und die Arbeitsanschlüsse kommunizieren jeweils mit einer Gruppe von Druckkammern des Nockenwellenverstellers. Innerhalb des Ventilgehäuses ist der Steuerkolben axial verschiebbar angeordnet. Dabei kann der Steuerkolben mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit gegen die Kraft des Federelements, das sich an dem Steuerkolben und dem Ventilgehäuse abstützt, in jede beliebige Position zwischen zwei Endanschlägen verschoben und dort gehalten werden. Der erste Endanschlag ist durch den Sprengring realisiert, der an dem offenen Ende des Ventilgehäuses angeordnet ist. Der zweite Endanschlag wird durch die Federaufnahme realisiert. - Abhängig von der Position des Steuerkolbens relativ zu dem Ventilgehäuse wird der von der Druckmittelpumpe zu dem Zulaufanschluss geförderte Druckmittelvolumenstrom zu dem ersten oder zweiten Arbeitsanschluss und damit zu den ersten oder den zweiten Druckkammern geleitet. Gleichzeitig wird das Druckmittel aus den anderen Druckkammern über den anderen Arbeitsanschluss und einen der Ablaufanschlüsse in das Druckmittelreservoir ausgestoßen.
- Das Ventilgehäuse weist neben den hydraulischen Anschlüssen einen Befestigungsabschnitt, in der dargestellten Ausführungsform einen Gewindeabschnitt, auf, mittels dem das Zentralventil innerhalb der Nockenwelle fixiert ist. Darüber hinaus ist an dem aus der Nockenwelle hervorstehenden Abschnitt des Ventilgehäuses ein sich in radialer Richtung erstreckender Bund ausgebildet, der die Nockenwelle in radialer Richtung überragt und in axialer Richtung an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine anliegt. Somit stellt der Bund einen Teil der Axiallagerung der Nockenwelle relativ zu dem Zylinderkopf dar.
- Über die Axiallagerstelle und den Befestigungsabschnitt erfolgt ein hoher Krafteintrag in das Ventilgehäuse, das entsprechend stabil ausgeführt sein muss. Üblicherweise wird das Ventilgehäuse mittels spanender Herstellungsverfahren aus einem Metallrohling hergestellt.
- Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Zentralventil eines Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei dessen Herstellungsaufwand gesenkt werden soll.
- Lösung der Aufgabe
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Befestigungsflansch aus einem metallischen Werkstoff und das Ventilgehäuse ausschließlich aus einem Kunststoff besteht, wobei der Befestigungsflansch mit dem Ventilgehäuse verbunden ist.
- Das Zentralventil weist zumindest ein Ventilgehäuse, einen Steuerkolben und einen Befestigungsflansch auf. Das Ventilgehäuse ist zumindest teilweise innerhalb einer Aufnahme innerhalb des Nockenwellenverstellers angeordnet, beispielsweise einer zentrischen Durchgangsöffnung des Nockenwellenverstellers. Das Ventilgehäuse, welches beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet sein kann, weist mehrere hydraulische Anschlüsse, beispielsweise einen Zulaufanschluss, zumindest einen Ablaufanschluss und zumindest einen Arbeitsanschluss auf, wobei das Ventilgehäuse an der Wandung der Aufnahme anliegt, so dass die Anschlüsse außerhalb des Ventilgehäuses hydraulisch voneinander getrennt sind.
- Die Aufnahme befindet sich in dem von dem Nockenwellenversteller übergriffenen Bereich und kann direkt an dem Nockenwellenversteller oder einem Zwischenbauteil, welches zwischen dem Nockenwellenversteller und dem Ventilgehäuse angeordnet ist, ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Nockenwellenversteller von einer Nockenwelle durchgriffen werden, welche im Bereich des Nockenwellenverstellers eine Aufnahme aufweist, in der das Ventilgehäuse angeordnet ist.
- Innerhalb des Ventilgehäuses ist der Steuerkolben axialverschiebbar aufgenommen, wobei dieser an einer Innenmantelfläche des Ventilgehäuses axialverschiebbar gelagert ist. Der Steuerkolben kann beispielsweise mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit zwischen zwei Endanschlägen positioniert werden. Abhängig von der Position des Steuerkolbens relativ zu dem Ventilgehäuse wird dem Zentralventil zugeführtes Druckmittel entweder zu den ersten oder den zweiten Druckkammern des Nockenwellenverstellers geleitet, wobei gleichzeitig Druckmittel aus den anderen Druckkammern zu einem Druckmittelreservoir geleitet wird.
- Mittels des Befestigungsflansches, der drehfest und in axialer Richtung unverschiebbar mit einer Wandung der Aufnahme verbunden ist, wird die axiale Position des Ventilgehäuses innerhalb der Aufnahme festgelegt. Der Befestigungsflansch kann form-, stoff- oder kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Löt-, Klebe- oder Schraubverbindung, mittels eines Presssitzes oder einer Verstemmung, fest mit der Wandung der Aufnahme verbunden werden.
- Durch die Ausbildung des Befestigungsflanschs als metallisches Bauteil, beispielsweise aus Stahl, ist der während des Betriebs der Brennkraftmaschine belastete Bereich des Zentralventils von dem ansonsten unbelasteten Ventilgehäuse, welches lediglich zur Steuerung der Druckmittelströme zu und von dem Nockenwellenversteller dient, getrennt. Somit muss lediglich der mechanisch belastete Befestigungsflansch massiv ausgebildet werden, während das Ventilgehäuse mittels kostengünstiger Verfahren aus Kunststoff hergestellt werden kann.
- Das Ventilgehäuse kann formschlüssig oder mittels einer Clipsverbindung an dem Befestigungsflansch befestigt sein. Ebenso denkbar ist, dass das Ventilgehäuse mittels eines Spritzgussverfahrens direkt auf den Befestigungsflansch aufgespritzt wird.
- Durch die Trennung des Befestigungsflanschs von dem Ventilgehäuse sinkt die Komplexität des massiven auszubildenden Befestigungsflansches, so dass dieser mittels einfacherer Fertigungsverfahren hergestellt werden kann als das aus dem Stand der Technik bekannte Ventilgehäuse. Denkbar sind beispielsweise Fließpressverfahren oder dergleichen. Somit wird die Herstellung des Zentralventils, insbesondere des Ventilgehäuses und der Befestigungskomponente erheblich vereinfacht und deren Herstellungskosten gesenkt. Darüber hinaus sinkt der Materialeinsatz.
- Das Ventilgehäuse besteht aus einem Kunststoff, beispielsweise einem duroplastischen Kunststoff, und ist fest mit dem Befestigungsflansch verbunden. Eine bevorzugte Herstellungsvariante besteht darin, das Ventilgehäuse in einem Spritzgussverfahren herzustellen. Dabei kann beispielsweise der Befestigungsflansch in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und anschließend das Ventilgehäuse auf den Befestigungsflansch aufgespritzt werden. Somit kann wahrend des Herstellungsprozesses das Ventilgehäuse an dem Befestigungsflansch formschlüssig befestigt werden.
- Durch die Ausbildung des Ventilgehäuses als Kunststoffbauteil werden die Herstellungskosten und das Gewicht des Zentralventils weiter reduziert.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerkolben aus einem Kunststoff, vorteilhafterweise aus dem gleichen Kunststoff wie das Ventilgehäuse, besteht.
- Vorteilhafterweise ist an dem Ventilgehäuse zumindest ein Formschlusselement zur Befestigung des Ventilgehäuses an dem Befestigungsflansch ausgebildet.
- In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Befestigungsflansch einen Bund aufweist, der außerhalb des Nockenwellenverstellers angeordnet ist und in zumindest einer axialen Richtung an einem zylinderkopffesten Bauteil der Brennkraftmaschine anliegt. Das zylinderkopffeste Bauteil kann beispielsweise der Zylinderkopf, der Zylinderkopfdeckel oder ein fest mit dem Zylinderkopf verbundenes Bauteil sein. Somit ist die Axiallagerfunktion der Nockenwelle bzw. des Nockenwellenverstellers in das erfindungsgemäße Zentralventil integrierbar.
- Vorteilhafterweise ist an dem Ventilgehäuse ein Endanschlag für den Steuerkolben und/oder eine Federaufnahme für ein Federelement, welches sich an dem Steuerkolben und der Federaufnahme abstützt, ausgebildet ist. Die zusätzlichen Funktionalitäten können während der Herstellung des Ventilgehäuses ohne Mehraufwand an diesem ausgebildet werden, so dass keine weiteren Bauteile benötigt werden.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
-
1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine, -
2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zentralventil, -
3 einen Längsschnitt durch einen an einer Nockenwelle befestigten Nockenwellenversteller mit einem Zentralventil nach dem Stand der Technik, -
4 einen Querschnitt durch den Nockenwellenversteller aus3 entlang der Linie IV-IV. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- In
1 ist eine Brennkraftmaschine1 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle2 sitzender Kolben3 in einem Zylinder4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle2 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb5 mit einer Einlassnockenwelle6 bzw. Auslassnockenwelle7 in Verbindung, wobei ein erster und ein zweiter Nockenwellenversteller11 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle2 und den Nockenwellen6 ,7 sorgen können. Nocken8 der Nockenwellen6 ,7 betätigen ein oder mehrere Einlassgaswechselventile9 bzw. ein oder mehrere Auslassgaswechselventile10 . Ebenso kann vorgesehen sein, nur eine der Nockenwellen6 ,7 mit einem Nockenwellenversteller11 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle6 ,7 vorzusehen, welche mit einem Nockenwellenversteller11 versehen ist. - Die
3 zeigt einen an einer Nockenwelle6 ,7 befestigten Nockenwellenversteller11 im Längsschnitt, wie in derDE 10 2004 038 160 A1 offenbart.4 zeigt einen Querschnitt durch den Nockenwellenversteller11 entlang der Linie IV-IV in3 . Der Nockenwellenversteller11 weist ein Antriebselement12 und ein Abtriebselement13 auf. An den axialen Seitenflächen des Antriebselements12 ist jeweils ein Seitendeckel14 angeordnet. Die Seitendeckel14 sind drehfest mit dem Antriebselement12 verbunden. Ausgehend von einer Umfangswand19 des Antriebselements12 erstrecken sich fünf Vorsprünge20 radial nach innen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge20 einteilig mit der Umfangswand19 ausgebildet. Das Antriebselement12 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vorsprünge20 relativ zu dem Abtriebselement13 drehbar zu diesem angeordnet. - Das Abtriebselement
13 ist in Form eines Flügelrades ausgebildet und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement17 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich in der dargestellten Ausführungsform fünf Flügel18 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die Flügel18 sind separat zum Abtriebselement13 ausgebildet und in Flügelnuten in der äußeren Mantelfläche des Nabenelements17 angeordnet. - Über ein Kettenrad
21 , das drehfest mit dem Antriebselement12 verbunden ist, kann mittels eines nicht dargestellten Kettentriebs Drehmoment von der Kurbelwelle2 auf das Antriebselement12 übertragen werden. Eine zentrale Durchgangsöffnung22 des Abtriebselements13 wird von der Nockenwelle6 ,7 durchgriffen, wobei diese kraftschlüssig mit dem Abtriebselement13 verbunden ist. Die Nockenwelle6 ,7 ist in der dargestellten Ausführungsform als Hohlwelle ausgebildet und innerhalb eines Nockenwellenradiallagers15 eines Zylinderkopfes16 drehbar gelagert. - Innerhalb des Nockenwellenverstellers
11 ist zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Vorsprüngen20 ein Druckraum23 ausgebildet. Jeder der Druckräume23 wird in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Begrenzungswänden24 benachbarter Vorsprünge20 , in axialer Richtung von den Seitendeckeln14 , radial nach innen von dem Nabenelement17 und radial nach außen von der Umfangswand19 begrenzt. In jeden der Druckräume23 ragt ein Flügel18 , wobei die Flügel18 derart ausgebildet sind, dass diese sowohl an den Seitendeckeln14 , als auch an der Umfangswand19 anliegen. Jeder Flügel18 teilt somit den jeweiligen Druckraum23 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern25 ,26 . - Das Abtriebselement
13 ist in einem definierten Winkelbreich drehbar zu dem Antriebselement12 angeordnet. Der Winkelbereich wird in einer Drehrichtung des Abtriebselements13 dadurch begrenzt, dass die Flügel18 an je einer korrespondierenden Begrenzungswand24 (Frühanschlag27 ) der Druckräume23 zum Anliegen kommen. Analog wird der Winkelbereich in der anderen Drehrichtung dadurch begrenzt, dass die Flügel18 an den anderen Begrenzungswänden24 der Druckräume23 , die als Spätanschlag28 dienen, zum Anliegen kommen. - Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern
25 ,26 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Antriebselements12 zum Abtriebselement13 (und damit die Phasenlage der Nockenwelle6 ,7 zur Kurbelwelle2 ) variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern25 ,26 kann die Phasenlage konstant gehalten werden. - In einer Aufnahme
29 der Nockenwelle6 ,7 ist ein Zentralventil30 angeordnet. Das Zentralventil30 weist ein Ventilgehäuse31 und einen Steuerkolben32 auf. Das Ventilgehäuse31 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei an dessen zylindrischer Mantelfläche ein Zulaufanschluss P, ein Ablaufanschluss T und zwei Arbeitsanschlüsse A, B, in Form von Ringnuten47 , die mittels radialer Öffnungen48 mit dem Inneren des Ventilgehäuses31 kommunizieren, ausgebildet sind. Darüber hinaus ist ein axialer Ablaufanschluss T, in Form einer Axialöffnung, vorgesehen. - Der Zulaufanschluss P kommuniziert über einen in dem Zylinderkopf
16 ausgebildeten Druckmittelkanal33 mit einer nicht dargestellten Druckmittelpumpe. Die Ablaufanschlüsse T kommunizieren mit einem ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelreservoir. Der erste Arbeitsanschluss A kommuniziert mit den ersten Druckkammern25 , der zweite Arbeitsanschluss B mit den zweiten Druckkammern26 . - Während des Betriebs der Brennkraftmaschine
1 gelangt Druckmittel über den Zulaufanschluss P in das Innere des Ventilgehäuses31 und über Kolbenöffnungen34 in das Innere des Steuerkolbens32 . Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens32 relativ zu dem Ventilgehäuse31 gelangt das Druckmittel zu dem ersten oder zweiten Arbeitsanschluss A, B und somit zu den jeweiligen Druckkammern25 ,26 . Gleichzeitig wird Druckmittel von den anderen Druckkammern25 ,26 über den anderen Arbeitsanschluss A, B und den jeweiligen Ablaufanschluss T zu dem Druckmittelreservoir abgeleitet. - Die axiale Position des Steuerkolbens
32 kann mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit35 zwischen zwei Endanschlägen36 ,37 beliebig eingestellt werden. Der erste Endanschlag36 ist mittels eines Sprengrings realisiert, welcher an der offenen Seite des Ventilgehäuses31 angeordnet ist. Dabei wirkt auf den Steuerkolben32 einerseits eine nicht dargestellte Stößelstange der Stelleinheit35 und andererseits ein Federelement38 , das sich an einer Federaufnahme39 des Ventilgehäuses31 abstützt, die gleichzeitig den zweiten Endanschlag37 bildet. - Das Ventilgehäuse
31 ist drehfest und unverschiebbar in der Nockenwelle6 ,7 befestigt. Zu diesem Zweck ist an dem Ventilgehäuse31 ein Gewindeabschnitt41 ausgebildet, mittels dem dieses mit der Nockenwelle6 ,7 verschraubt ist. - Das Ventilgehäuse
31 weist an dessen aus der Nockenwelle6 ,7 herausragendem Ende einen sich in radialer Richtung erstreckenden Bund40 auf. Der Bund40 liegt in axialer Richtung an dem Zylinderkopf16 an, so dass eine axiale Bewegung der Nockenwelle6 ,7 in der3 nach rechts verhindert wird. Darüber hinaus liegt das Abtriebselement13 ebenfalls an dem Zylinderkopf16 an, so dass eine axiale Bewegung der Nockenwelle6 ,7 in der3 nach links verhindert wird. Somit bildet der Bund40 einen Teil der Axiallagerung der Nockenwelle6 ,7 in dem Zylinderkopf16 . - In dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform übernimmt das Ventilgehäuse
31 die Funktion der Druckmittelverteilung auf die Druckkammern25 ,26 und die Axiallagerung der Nockenwelle6 ,7 . Darüber hinaus erfolgt die Befestigung des Zentralventils30 innerhalb der Aufnahme29 ebenfalls über das Ventilgehäuse31 . Auf Grund der Axiallager- und der Befestigungsfunktion ist das Ventilgehäuse31 mit einer erhöhten Festigkeit auszubilden. Üblicherweise wird dieses spanend, beispielsweise durch Drehen, aus einem massiven Metallrohling hergestellt. Auf Grund des Bundes40 und des Gewindeabschnittes41 muss während der Herstellung des Ventilgehäuses31 viel Material von dem Rohling abgetragen werden, woraus hohe Materialkosten und gering die Taktzeiten folgen. -
2 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zentralventils30 , das diese Nachteile nicht aufweist. Im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Zentralventil30 sind die Axiallager- und Befestigungsfunktionalitäten von dem Ventilgehäuse31 getrennt und in einen Befestigungsflansch42 integriert. Somit muss lediglich der Befestigungsflansch42 eine hohe Festigkeit aufweisen und als Metallbauteil, beispielsweise Stahlbauteil, ausgebildet sein. Denkbar sind beispielsweise Drehbauteile, auf Grund der geringen Komplexität des Befestigungsflansches aber auch Sinter-, Metallspritzguss-, Tiefzieh- oder Fließpressteile, die gegebenenfalls spanend nachbearbeitet sind. Der Befestigungsflansch42 weist den zur Axiallagerung der Nockenwelle6 ,7 benötigten Bund40 und einen Befestigungsabschnitt43 auf. Mittels des Befestigungsabschnittes43 wird die feste Verbindung zwischen der Nockenwelle6 ,7 und dem Zentralventil30 hergestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist an dem Befestigungsabschnitt43 ein Gewindeabschnitt41 ausgebildet. Ebenso denkbar sind Formschlusselemente oder eine Fläche mittels derer ein Presssitz mit der Nockenwelle6 ,7 realisiert werden kann. - Da in dieser Ausführungsform auf das Ventilgehäuse
31 nur geringe mechanische Belastungen wirken, kann dieses als kostengünstiges Kunststoffbauteil, beispielsweise aus einem duroplastischen Werkstoff, ausgebildet sein. Somit sinken der Materialeinsatz und die Herstellungszeit bei der Herstellung des Zentralventils30 erheblich. - An der Außenmantelfläche des Ventilgehäuses
31 sind vier axial zueinander versetzte Ringnuten47 ausgebildet, in deren Nutgründen Öffnungen48 vorgesehen sind. Über die Ringnuten47 und die Öffnungen48 , die die radialen Druckmittelanschlüsse A, B, P, T bilden, kann Druckmittel zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Ventilgehäuses31 ausgetauscht werden. - In der dargestellten Ausführungsform durchgreift das Ventilgehäuse
31 den Befestigungsflansch42 , wobei die beiden Bauteile formschlüssig verbunden sind. Zu diesem Zweck sind an dem Ventilgehäuse31 ein erster und mehrere zweite sich radial erstreckende Vorsprünge44 ,45 ausgebildet. Der erste Vorsprung44 ist ringförmig ausgebildet und liegt an einem Absatz des Befestigungsflansches42 an. Die zweiten Vorsprünge45 liegen an einer axialen Seitenfläche des Befestigungsflansches42 an. - Das Ventilgehäuse
31 nimmt im Bereich des Zulaufanschlusses P ein Filterelement46 auf, welches in der dargestellten Ausführungsform als Ringfilter ausgebildet ist und den Eintritt von Schmutzpartikeln in das Ventilgehäuse31 verhindert. - Innerhalb des Ventilgehäuses
31 ist der Steuerkolben32 , der ebenfalls aus einem duroplastischen Kunststoff besteht, und das Federelement38 angeordnet. Der Steuerkolben32 ist axialverschiebbar zwischen einem ersten Endanschlag36 , der durch einen Sicherungsring realisiert ist, der in eine Ringnut des Ventilgehäuses31 eingreift, und dem durch die Federaufnahme39 ausgebildeten zweiten Endanschlag37 angeordnet. Der Steuerkolben32 weist mehrere Steuerabschnitte50 auf, die in axialer Richtung von Bereichen geringeren Durchmessers getrennt sind. Dabei sind die Außendurchmesser der Steuerabschnitte50 dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses31 angepasst, so dass die Innenmantelfläche des Ventilgehäuses31 dem Steuerkolben32 als Lagerfläche dient. Das Federelement38 stützt sich einerseits an dem Federlager39 und andererseits an dem Steuerkolben32 ab. - Die Herstellung des Zentralventil erfolg beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens. Dabei wird der vorgefertigte Befestigungsflansch
42 und das Filterelement46 in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt. Anschließend wird das Kunststoffventilgehäuse ausgeformt, wobei gleichzeitig die formschlüssigen Verbindungen zwischen dem Ventilgehäuse31 einerseits und dem Befestigungsflansch42 und dem Filterelement46 andererseits hergestellt werden kann. Anschließend werden das Federelement38 und der Steuerkolben32 innerhalb des Ventilgehäuses31 positioniert und der Sicherungsring montiert. Zur Montage des Zentralventils30 in der Aufnahme29 wird dieses mittels des Gewindeabschnittes41 in der Nockenwelle6 ,7 eingeschraubt. Dabei kommt das Ventilgehäuse31 in Anlage an einen Anschlag49 (3 ), der in der Nockenwelle6 ,7 ausgebildet ist. - Darüber hinaus sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen das Zentralventil
30 mittels des Befestigungsabschnittes43 direkt mit der zentralen Durchgangsöffnung22 des Abtriebselements13 verbunden ist. In diesem Fall durchgreift die Nockenwelle6 ,7 die zentrale Durchgangsöffnung22 zumindest nicht vollständig und der Befestigungsabschnitt43 liegt direkt an der Wandung der zentralen Durchgangsöffnung22 an, die in diesem Fall als Aufnahme29 dient. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Kurbelwelle
- 3
- Kolben
- 4
- Zylinder
- 5
- Zugmitteltrieb
- 6
- Einlassnockenwelle
- 7
- Auslassnockenwelle
- 8
- Nocken
- 9
- Einlassgaswechselventil
- 10
- Auslassgaswechselventil
- 11
- Nockenwellenversteller
- 12
- Antriebselement
- 13
- Abtriebselement
- 14
- Seitendeckel
- 15
- Nockenwellenradiallager
- 16
- Zylinderkopf
- 17
- Nabenelement
- 18
- Flügel
- 19
- Umfangswand
- 20
- Vorsprung
- 21
- Kettenrad
- 22
- zentrale Durchgangsöffnung
- 23
- Druckraum
- 24
- Begrenzungswand
- 25
- erste Druckkammer
- 26
- zweite Druckkammer
- 27
- Frühanschlag
- 28
- Spätanschlag
- 29
- Aufnahme
- 30
- Zentralventil
- 31
- Ventilgehäuse
- 32
- Steuerkolben
- 33
- Druckmittelkanal
- 34
- Kolbenöffnung
- 35
- Stelleinheit
- 36
- Endanschlag
- 37
- Endanschlag
- 38
- Federelement
- 39
- Federaufnahme
- 40
- Bund
- 41
- Gewindeabschnitt
- 42
- Befestigungsflansch
- 43
- Befestigungsabschnitt
- 44
- erster Vorsprung
- 45
- zweiter Vorsprung
- 46
- Filterelement
- 47
- Ringnut
- 48
- Öffnung
- 49
- Anschlag
- 50
- Steuerabschnitt
- A
- erster Arbeitsanschluss
- B
- zweiter Arbeitsanschluss
- P
- Zulaufanschluss
- T
- Ablaufanschluss
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102004038160 A1 [0003, 0028]
Claims (7)
- Zentralventil (
30 ) eines Nockenwellenverstellers (11 ) einer Brennkraftmaschine (1 ) mit einem Ventilgehäuse (31 ), einem Steuerkolben (32 ) und einem Befestigungsflansch (42 ), – wobei das Ventilgehäuse (31 ) zumindest teilweise innerhalb einer Aufnahme (29 ) innerhalb des Nockenwellenverstellers (11 ) angeordnet ist und hydraulische Anschlüsse (A, B, P, T) aufweist, – wobei der Steuerkolben (32 ) zumindest bereichsweise an einer Innenmantelfläche des Ventilgehäuses (31 ) anliegt und verschiebbar an dieser gelagert ist, – wobei der Befestigungsflansch (42 ) fest mit einer Wandung der Aufnahme (29 ) verbunden ist und die axiale Position des Ventilgehäuses (31 ) relativ zu dem Nockenwellenversteller (11 ) festlegt, – dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (42 ) aus einem metallischen Werkstoff und das Ventilgehäuse (31 ) ausschließlich aus einem Kunststoff besteht, wobei der Befestigungsflansch (42 ) mit dem Ventilgehäuse (31 ) verbunden ist. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (32 ) aus einem Kunststoff besteht. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (31 ) aus einem duroplastischen Werkstoff besteht. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (42 ) einen Bund (40 ) aufweist, der außerhalb des Nockenwellenverstellers (11 ) angeordnet ist und in zumindest einer axialen Richtung an einem zylinderkopffesten Bauteil (16 ) der Brennkraftmaschine (1 ) anliegt. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Ventilgehäuse (31 ) ein Endanschlag (37 ) für den Steuerkolben (32 ) ausgebildet ist. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse (31 ) eine Federaufnahme (39 ) für ein Federelement (38 ), welches sich an dem Steuerkolben (32 ) und der Federaufnahme (39 ) abstützt, ausgebildet ist. - Zentralventil (
30 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse (31 ) zumindest ein Formschlusselement (44 ,45 ) zur Befestigung des Ventilgehäuses (31 ) an dem Befestigungsflansch (42 ) ausgebildet ist.
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