DE102012201567A1

DE102012201567A1 - Gestaltung eines Hydraulikölkanals zwischen einem Zentralventil und einem Volumenspeicher eines Nockenwellenverstellers

Info

Publication number: DE102012201567A1
Application number: DE102012201567A
Authority: DE
Inventors: Michael Busse; Jens Schäfer; Martin Steigerwald; Jürgen Plate
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: CN103244223A; DE102012201567B4; CN103244223B; US8973544B2; US20130199469A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wegeventil (2) zum Steuern eines Hydraulikölflusses von einem Druckanschluss (80) über Arbeitskammern eines Nockenwellenverstellers (90) zu einem Tankanschluss (88). Das angegebene Wegeventil (2) umfasst einen Speicheranschluss (86) zum Leiten wenigstens eines Teils des aus einer Arbeitskammer ablaufenden Hydrauliköles in einen Volumenspeicher (126) vor dem Ablauf in den Tankanschluss (88).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wegeventil zum Steuern eines Hydraulikölflusses von einem Druckanschluss über Arbeitskammern eines Nockenwellenverstellers zu einem Tankanschluss und den Nockenwellenversteller.
Hintergrund der Erfindung
Nockenwellenversteller sind technische Baugruppen zum Verstellen der Phasenlagen zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor.
Aus der DE 10 2010 012 479 A1 ist es bekannt, den Fluss des Hydrauliköls über ein Wegeventil zu steuern, das zentral in die Nockenwelle geschraubt wird und so gleichzeitig den Rotor des Nockenwellenverstellers an der Nockenwelle fixiert.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung das bekannte Wegeventil zu verbessern.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor, in das Wegeventil einen Anschluss für einen Volumenspeicher des Nockenwellenverstellers zu integrieren.
Dem Vorschlag liegt die Überlegung zugrunde, dass in den Nockenwellenversteller ein Volumenspeicher integriert werden könnte, der mit den Druckkammern des Nockenwellenverstellers verbunden ist. Tritt in den Druckkammern ein Unterdruck an Hydrauliköl auf, so kann dieser über den Volumenspeicher ausgeglichen werden. Ein Ausgleich eines gegenüber dem Volumenspeicher gewöhnlich vorhandener Überdruck kann durch ein Rückschlagventil verhindert werden.
Diese Überlegung zugrunde gelegt, ist es Idee der Erfindung, den Volumenspeicher mit dem Hydrauliköl zu versorgen, das aus den Druckkammern des Nockenwellenverstellers abfließt. Dazu wird das aus den Druckkammern abfließende Öl nicht zum Tankanschluss sondern zu einem Speicheranschluss geleitet, über den der Volumenspeicher mit Öl gefüllt werden kann. Erst nachdem das Hydrauliköl den Volumenspeicher passiert hat, fließt es über den Tankanschluss ab.
Die Erfindung gibt daher ein Wegeventil zum Steuern eines Hydraulikölflusses von einem Druckanschluss über Arbeitskammern eines Nockenwellenverstellers zu einem Tankanschluss an, das einen Speicheranschluss zum Leiten wenigstens eines Teils des aus einer Arbeitskammer ablaufenden Hydrauliköles in einen Volumenspeicher vor dem Ablauf in den Tankanschluss umfasst.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das angegebene Wegeventil einen Steuerkolben und eine Zentralschraube, in der der Steuerkolben aufgenommen ist. Dabei weist die Zentralschraube einen Schraubenschaft und einen axial auf den Schraubenschaft aufgesetzten Schraubenkopf auf. Durch die Zentralschraube kann das Wegeventil nicht nur zur Steuerung des Hydraulikölflusses sondern auch zum Befestigen von Komponenten des Nockenwellenverstellers, wie beispielsweise eines Rotors verwendet werden.
In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Speicheranschluss eine radiale Bohrung durch den Schraubenschaft der Zentralschraube. Die radiale Bohrung kann in einer axialen Ebene des Schraubenschaftes angeordnet sein, die von einer axialen Ebene des Schraubenschaftes verschieden ist, in der die Arbeitsanschlüsse oder der Druckanschluss ausgebildet sind. Auf diese Weise ist es möglich, das Zentralventil ungerichtet im Nockenwellenversteller zu verschrauben, da um die radiale Bohrung des Speicheranschlusses eine umlaufende Nut ausgebildet werden kann, die das Hydrauliköl aus jeder Winkellage in die radiale Bohrung führt.
In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Speicheranschluss eine radiale Bohrung durch den Schraubenkopf der Zentralschraube. Diese kann alternativ oder zusätzlich zur radialen Bohrung durch den Schraubenschaft ausgebildet werden und den gleichen technischen Kriterien wie die radiale Bohrung durch den Schraubenschaft unterworfen sein.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die radiale Bohrung durch den Schraubenschaft in einer gemeinsamen axialen Ebene mit einem Anschluss zur Versorgung der Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers mit dem Hydrauliköl ausgebildet. Auf diese Weise kann das Zentralventil und damit auch die entsprechenden Komponenten des Nockenwellenverstellers, die auf dem Zentralventil aufsitzen, axial besonders platzsparend ausgebildet werden. Die radiale Bohrung für den Speicheranschluss in einer gemeinsamen axialen Ebene mit den Arbeitsanschlüssen des Nockenwellenverstellers auszubilden eignet sich besonders, wenn das Zentralventil gerichtet in einer bestimmten Winkellage im Nockenwellenversteller verschraubt werden kann, und die radiale Bohrung durch das Zentralventil so passgenau auf einen entsprechenden Anschluss am Rotor oder Stator angesetzt werden kann, der das Hydrauliköl in eine der Druckkammern des Nockenwellenverstellers führt.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung überragt der Steuerkolben den Schraubenkopf axial, wobei der Speicheranschluss im axial überragenden Bereich des Steuerkolbens ausgebildet ist. Auf diese Weise müssen die die Druckkammern bildenden Komponenten des Nockenwellenverstellers nicht extra axial verbreitert werden, um die radiale Bohrung für den Speicheranschluss ebenfalls aufzunehmen. Zudem treten beim Abführen des Hydrauliköls über den axial überragenden Bereich die geringsten hydraulischen Widerstände und damit Verluste auf.
Die Erfindung gibt auch einen Nockenwellenversteller an, der einen Stator zur Aufnahme einer Rotationsenergie von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, einen im Stator drehbar gelagerten Rotor zur Abgabe der Rotationsenergie an eine Nockenwelle zum Ansteuern des Verbrennungsmotors und ein angegebenes, axial in die Nockenwelle einschraubbares Wegeventil zum Befestigen des Rotors an der Nockenwelle umfasst.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Rotor in einer axialen, den Speicheranschluss schneidenden Ebene eine umlaufende Nut an seiner zum Wegeventil gerichteten radialen Innenseite auf. Durch die umlaufende Nut der Speicheranschluss am Wegeventil mit einem Speicheranschluss am Rotor verbunden werden, wenn das Wegeventil in einer unbestimmten Winkellage im Nockenwellenversteller eingesetzt ist.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Rotor in radialer Richtung nach außen hin abgestuft. Auf diese Weise braucht zum Einbau des Speicheranschlusses in den angegebenen Nockenwellenversteller lediglich ein radial tieferliegender Bereich axial verbreitert zu werden, während der radiale Außenbereich des Rotors und somit der radiale Außenbereich des Stators in dem beispielsweise die Deckelschrauben des Nockenwellenverstellers angeordnet werden können, in ihrer ursprünglichen axialen Länge gehalten werden können.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Stator einen axialen Deckel zum Verschließen einer den Rotor aufnehmenden Kammer, wobei der axiale Deckel eine axiale Schräge aufweist, die vom einer Drehachse aus gesehen auf den Rotor zugerichtet ist. Durch die Schräge kann der axiale Deckel Hydrauliköl aus dem Zentralventil auffangen und durch die Zentrifugalkräfte im Betrieb des Nockenwellenverstellers an den Rotor weiterleiten. Auf diese Weise kann im Rotor der Volumenspeicher ausgebildet werden, wobei der axiale Deckel als Versorgungsleitung des Volumenspeichers mit verwendet werden kann.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der axiale Deckel eine Durchführung für einen den Steuerkolben bewegenden Aktor und eine Dichtung zum Abdichten eines radialen Spaltes zwischen der Durchführung und dem Aktor. Auf diese Weise können Verluste an Hydrauliköl an der axialen Stirnseite des Nockenwellenverstellers gering gehalten werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der
1 eine Zweitafelansicht eines Zentralventils in einer ersten Lage;
2 eine Zweitafelansicht des Zentralventils in einer zweiten Lage;
3 eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers mit dem Zentralventil der 1 und 2;
4 eine Schnittansicht eines weiteren Zentralventils;
5 eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers mit dem Zentralventil der 4;
6 eine Schnittansicht eines weiteren Zentralventils; und
7 eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers mit dem Zentralventil der 6 zeigen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
Es wird auf 1 und 2 Bezug genommen. In den 1 und 2 ist ein Zentralventil 2 in einer Zweitafelansicht dargestellt. Während die 1 eine Schnittansicht des Zentralventils 2 in einer ersten Lage zeigt, zeigt die 2 eine Schnittansicht des Zentralventils 2 in einer zweiten Lage, die gegenüber der ersten Lage um 45° gedreht ist. Das Zentralventil 2 ist rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse 3 aufgebaut. Einige Elemente des Zentralventils 2 sind zur besseren Darstellung des Sachverhaltes in den Schnittansichten des Zentralventils 22 in verschiedenen axialen Lagen dargestellt.
Das Zentralventil 2 weist eine Zentralschraube 4, ein Ventilgehäuse 6, einen Steuerkolben 8, ein Rückschlagventil 10, eine Feder 12 und einen Sprengring 14 auf.
Die Zentralschraube 4 weist einen Schraubenkopf 16, einen Schraubenschaft 18 und einen Innenraum 20 auf. Der Schraubenschaft 18 schließt sich an den Schraubenkopf 16 an. An seinem dem Schraubenkopf 16 gegenüberliegendem axialen Ende ist ein Außengewinde 22 ausgebildet, das in ein entsprechendes Mutterngewinde beispielsweise in einer noch zu beschreibenden Nockenwelle einschraubbar ist. Vom Schraubenschaft 22 aus axial gesehen sind in einer ersten axialen Ebene der Zentralschraube 4 erste radiale Zentralschraubenbohrungen 24, in einer zweiten axialen Ebene zweite radiale Zentralschraubenbohrungen 26, in einer dritten axialen Ebene dritte radiale Zentralschraubenbohrungen 28, in einer vierten radialen Ebene vierte radiale Zentralschraubenbohrungen 30 und in einer in einer fünften radialen Ebene fünfte radiale Zentralschraubenbohrungen 31 ausgebildet. Durch den Schraubenkopf 16 der Zentralschraube 4 ist eine axiale Zentralschraubenöffnung 32 geführt. Die radialen Zentralschraubenbohrungen 24 bis 30 und die axiale Zentralschraubenöffnung 32 öffnen den Innenraum 20 der Zentralschraube 4 nach außen. Der Schraubenkopf 16 weist ferner einen Sechskant 34 auf, in den ein entsprechender Sechskantschlüssel eingreifen kann, um auf die Zentralschraube ein Drehmoment auszuüben.
Das Rückschlagventil 10 ist im Innenraum 20 der Zentralschraube 4 aufgenommen. Es ist über die axiale Zentralschraubenöffnung 32 bis zu einem axialen Ende des Innenraums 20 der Zentralschraube 4 eingeschoben, das der axialen Zentralschraubenöffnung 32 gegenüberliegenden gegenüberliegt. Das Rückschlagventil 10 weist einen Hohlzylinder 36 auf, in dem eine umfängliche Rückschlagventilnut 38 ausgebildet ist. In der Rückschlagventilnut 38 sind radiale Rückschlagventilbohrungen 40 durch den Holzylinder 36 geführt. Die Rückschlagventilnut 38 liegt in derselben axialen Ebene, in der die ersten Zentralschraubenbohrungen 24 liegen, so dass die Rückschlagventilnut 38 über die ersten Zentralschraubenbohrungen 24 nach außen hin geöffnet ist. An den Hohlzylinder 36 schließt sich axial ein Kugelkäfig 42 an. Der Kugelkäfig 42 weist an seiner zum Hohlzylinder 36 gerichteten Seite eine axiale Kugelkäfigöffnung 44 auf, an der eine Kugel 46 anliegt. Die Kugel ist auf der der Kugelkäfigöffnung 44 gegenüberliegenden Seite in einem Kugelkäfiginnenraum 48 mit einer nicht näher referenzierten Feder abgestützt, die die Kugel 46 axial in die Kugelkäfigöffnung 44 drückt. Der Kugelkäfiginnenraum 48 ist über radiale Kugelkäfigbohrungen 50 nach außen hin geöffnet.
Im Innenraum 20 der Zentralschraube 4 ist axial auf das Rückschlagventil 10 das Ventilgehäuse 6 aufgesetzt. Es weist erste radiale Ventilgehäusebohrungen 52, zweite radiale Ventilgehäusebohrungen 54, dritte radiale Ventilgehäusebohrungen 56, vierte radiale Ventilgehäusebohrungen 57, fünfte radiale Ventilgehäusebohrungen 58 und sechste radiale Ventilgehäusebohrungen 59 auf. Ferner umfasst das Ventilgehäuse 6 erste axiale Ventilgehäusenuten 60, zweite axiale Ventilgehäusenuten 61 und dritte axiale Ventilgehäusenuten 62. Von diesen Elementen ist in den 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber immer nur eines mit einem Bezugszeichen versehen. Während die ersten radialen Ventilgehäusebohrungen 52 in der zweiten axialen Ebene der zweiten radialen Zentralschraubenbohrungen 26 und die sechsten radialen Ventilgehäusebohrungen 59 in der fünften axialen Ebene der fünften Zentralschraubenbohrungen 31 angeordnet sind, sind die zweiten radialen Ventilgehäusebohrungen 54 in einer axialen Ebene zwischen der dritten axialen Ebene der dritten radialen Zentralschraubenbohrungen 28 und der vierten axialen Ebene der vierten radialen Zentralschraubenbohrungen 30 und die dritten radialen Ventilgehäusebohrungen 56 in einer axialen Ebene zwischen der vierten axialen Ebene der vierten radialen Zentralschraubenbohrungen 30 und der fünften axialen Ebene der fünften radialen Zentralschraubenbohrungen 31 angeordnet. Die zweiten radialen Ventilgehäusebohrungen 54 sind über die ersten axialen Ventilgehäusenuten 60 mit den dritten radialen Zentralschraubenbohrungen 28 verbunden, während die dritten radialen Ventilgehäusebohrungen 56 über die zweiten axialen Ventilgehäusenuten 61 mit den vierten radialen Zentralschraubenbohrungen 28 verbunden sind. Schließlich verbindet die dritte axiale Ventilgehäusenut 62 die vierte und fünfte radiale Ventilgehäusebohrung 57, 58 miteinander.
Im Inneren des Ventilgehäuses 6 ist axial verschieblich der Steuerkolben 8 aufgenommen. Der Steuerkolben 8 ist axial gegen den Kugelkäfig 42 mit der Feder 12 abgestützt, so dass zwischen dem Kugelkäfig 42 und dem Steuerkolben 8 ein Federraum 64 ausgebildet ist. Ferner ist der Steuerkolben 8 zur Feder 12 hin axial über eine Wand 66 verschlossen, so dass zwischen einem Steuerkolbenraum 68 und dem Federraum 64 kein Austausch von Hydraulikflüssigkeit stattfinden kann. Am Steuerkolben 8 sind zudem eine erste umfängliche Steuerkolbennut 70, eine zweite umfängliche Steuerkolbennut 72 und eine dritte umfängliche Steuerkolbennut 74 ausgebildet. Die erste umfängliche Steuerkolbennut 70 ist über erste radiale Steuerkolbenbohrungen 76 in den Steuerkolbenraum 68 hinein geöffnet, während die dritte umfängliche Steuerkolbennut 74 über zweite radiale Steuerkolbenbohrungen 78 in den Steuerkolbenraum 68 hinein geöffnet ist. Die zweite umfängliche Steuerkolbennut 72 ist nicht in den Steuerkolbenraum 68 hinein geöffnet.
Der Steuerkolben 8 kann, beispielsweise über einen nicht gezeigten Zentralmagneten, der an ein der Feder 12 gegenüberliegendes axiales Ende des Steuerkolbens 8 angreifen kann, von einer ersten axialen Position zu einer zweiten axialen Position geschoben werden. Die Feder 12 schiebt den Steuerkolben 8 dann von der zweiten axialen Position in die erste axiale Position wieder zurück. In den 1 und 2 ist die erste axiale Position Steuerkolbens 8 oberhalb der Rotationsachse 3 gezeigt, während die zweite axiale Position des Steuerkolbens 8 unterhalb der Rotationsachse 3 gezeigt ist.
Im Betrieb des Zentralventils 2 wird der Steuerkolben 8 zum Betrieb des Nockenwellenverstellers hin- und hergeschoben, um die Druckkammern des Nockenwellenverstellers mit Hydraulikflüssigkeit zu füllen und zu leeren.
Über einen Druckanschluss 80 kann dem Zentralventil 2 über die erste Zentralschraubenbohrung 24 ein unter Druck stehendes Hydrauliköl zugeführt werden, dass über die umlaufende Hohlzylindernut 38 und die radiale Hohlzylinderbohrung 40 in das Rückschlagventil 10 fließt. Dort drückt es die Kugel 46 in den Kugelkäfig 42 und fließt über die radialen Kugelkäfigbohrungen 50 über die dritten axialen Ventilgehäusenuten 62 in die zweite umlaufende Steuerkolbennut 72. Die zweite Steuerkolbennut 72 wird auf diese Weise positionsunabhängig immer mit Hydrauliköl aus dem Druckanschluss 80 versorgt.
In der ersten axialen Position des Steuerkolbens 8 liegt die zweite Steuerkolbennut 72 axial über der dritten radialen Ventilgehäusebohrung 56. Auf diese Weise wird ein erster, zu einer ersten Druckkammer des Nockenwellenverstellers führender Arbeitsanschluss 82 aus dem Druckanschluss 80 des Nockenwellenverstellers über die vierte radiale Zentralschraubenbohrung 30 mit dem Hydrauliköl versorgt. In einer dem Fachmann bekannten Weise gibt dementsprechend eine zweite Druckkammer des Nockenwellenverstellers Hydrauliköl an einen zweiten Arbeitsanschluss 84 ab. Dieses abgegebene Hydrauliköl wird über die dritten radialen Zentralschraubenbohrungen 28 und die ersten axialen Ventilgehäusenuten 60 an die zweiten radialen Ventilgehäusebohrungen 54 weitergeleitet. An den zweiten radialen Ventilgehäusebohrungen 54 nimmt die axiale erste umlaufende Steuerkolbennut 70 das aus der zweiten Druckkammer abfließende Hydrauliköl auf und leitet es über die zweiten radialen Steuerkolbenbohrungen 78 in den Steuerkolbenraum 68. Aus diesem fließt das Hydrauliköl über die ersten radialen Steuerkolbenbohrungen 76 in die dritte umlaufende Steuerkolbennut 74 in die sechste radiale Ventilgehäusebohrung 59 und damit die fünfte radiale Zentralschraubenbohrung 31 ab. An dieser fünften radialen Zentralschraubenbohrung 31 ist ein Volumenspeicheranschluss 86 angeordnet, der das Hydrauliköl in einen Volumenspeicher des Nockenwellenverstellers weiterleitet, der zum Ausgleich von Unterdrücken in den Druckkammern des Nockenwellenverstellers vorgesehen ist.
In der zweiten axialen Position des Steuerkolbens 8 liegt die zweite Steuerkolbennut 72 mit dem Hydrauliköl aus dem Druckanschluss 80 axial über der zweiten radialen Ventilgehäusebohrung 54 so dass der zweite Arbeitsanschluss 84 mit Hydrauliköl versorgt und das Hydrauliköl aus dem ersten Arbeitsanschluss 82 herausgedrückt wird. In der zweiten axialen Position des Steuerkolbens 8 liegt die dritte umlaufende Steuerkolbennut 74 axial gleichzeitig über der dritten radialen Ventilgehäusebohrung 56 und der sechsten radialen Ventilgehäusebohrung 59, so dass das Hydrauliköl aus dem ersten Arbeitsanschluss 82 direkt über die dritte umlaufende Steuerkolbennut 74 in den Volumenspeicheranschluss 86 geleitet wird.
Zur Entlüftung des Federraumes 64 kann ferner ein Tankanschluss 88 vorhanden sein, der den Federraum 64 über die erste radiale Ventilgehäusebohrung 52 und die zweite radiale Zentralschraubenbohrung 26 entlüftet.
In der vorliegenden Ausführung wird das Hydrauliköl durch den Schraubenschaft zum Volumenspeicheranschluss 86 der Zentralschraube geführt.
Die Weiterleitung des Hydrauliköls in den Volumenspeicher wird anhand der 3 näher erläutert, die eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers 90 mit dem Zentralventil 2 der 1 und 2 zeigt. In 3 sind einige Elemente des Zentralventils 2, die bereits in den 1 und 2 beschrieben wurden, nicht mehr mit einem Bezugszeichen versehen.
Der Nockenwellenversteller 90 weist neben dem Zentralventil 2 einen axial auf das Zentralventil 2 aufgesetzten Rotor 92, einen Stator 94, in dem der Rotor 92 aufgenommen ist, einen axial auf den Stator 94 aufgesetzten Frontdeckel 96, einen axial auf den Stator 94 aufgesetzten Rückdeckel 98, Schrauben 100 zum Verschrauben der Deckel 96, 98 am Stator 94, eine zwischen dem Rotor 92 und dem Stator 94 verspannte Spiralfeder 102 und eine die Spiralfeder 102 bedeckenden Federdeckel 104 auf.
Der Rotor 92 ist axial im Stator 94 aufgenommen. Axial auf den Stator 94 sind der Frontdeckel 96 und der Rückdeckel 98 aufgesetzt und mit den Schrauben 100 verschraubt. Der Rotor 92 bildet gemeinsam mit dem Stator 94 in einer dem Fachmann bekannten Weise die Druckkammern aus, die im Rahmen der 1 und 2 bereits erwähnt wurden.
Eine der beiden in 3 gezeigten Schrauben 100 weist eine axiale Verlängerung 106 an ihrer Spitze auf, in die die Spiralfeder 102 statorseitig eingehängt ist. Rotorseitig kann die Spiralfeder 102 an nicht näher gezeigten Schlitzen eingehängt sein. Der Rückdeckel 98 weist ferner einen umfänglichen Schlitz 108 auf, in dem der Federdeckel 104 radial verklemmt ist
Der Stator 94 weist ferner an seinem Umfang Zähne 110 auf, in die ein durch eine nicht gezeigte Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetriebenes Triebmittel, wie beispielsweise eine Kette eingreifen kann, um den Stator 94 zu drehen. Der Rotor 92 zwischen dem Schraubenkopf 16 der Zentralschraube 4 und einer Nockenwelle 112 axial verklemmt und so fest mit der Nockenwelle verbunden. Auf diese Weise wird die vom Stator 94 aufgenommene Rotationsenergie aus der Kurbelwelle über den Rotor 92 auf die Nockenwelle 112 übertragen.
Zum Verklemmen des Rotors 92 zwischen dem Schraubenkopf 16 und der Nockenwelle 112 weist die Nockenwelle 112 einen zum Nockenwellenversteller 90 geöffneten axialen Innenraum 114 auf, an dessen Ende ein Innengewinde 116 ausgebildet ist. In diesem Innengewinde 116 ist das Außengewinde 22 der Zentralschraube 4 verschraubt, so dass der Rotor 92 fest zwischen dem Schraubenkopf 16 und der Nockenwelle 112 verklemmt werden kann.
Über eine radiale Bohrung 118 durch die Nockenwelle 112 kann in den Innenraum 114 Hydrauliköl eingefüllt und zum Druckanschluss 80 geleitet werden. An einer zum Zentralventil 2 gerichteten Seite des Rotors 92 sind eine erste umfängliche Nut 120, eine zweite umfängliche Nut 122 und eine dritte umfängliche Nut 124 ausgebildet. Die erste und zweite umfängliche Nut 120, 122 liegen entsprechend radial auf dem ersten und zweiten Arbeitsanschluss 82, 84 auf und verteilen das zu den Druckkammern fließende oder von den Druckkammern kommende Hydrauliköl umfänglich um die Zentralschraube 4, so dass das Hydrauliköl unabhängig von der Winkellage der Zentralschraube 4 zum Rotor 92 immer aus den oder in die entsprechenden radialen Zentralschraubenbohrungen 28, 30 fließen kann.
In gleicher Weise liegt die dritte umfängliche Nut 124 in nicht gezeigter Weise auf dem Volumenspeicheranschluss 84 auf. Von der dritten umfänglichen Nut 124 führt eine in 3 nicht gezeigt radiale Bohrung durch den Rotor 92 in einen zwischen dem Rotor 92 und dem Frontdeckel 96 ausgebildeten Volumenspeicher 126, der für den Unterdruckausgleich in den Druckkammern des Nockenwellenverstellers 90 sorgt. Überschüssiges Hydrauliköl wird aus dem Volumenspeicher 126 über einen Auslass 128 aus dem Nockenwellenversteller 90 geführt, an den auch der Tankanschluss 86 des Zentralventils 2 angeschlossen ist.
In der vorliegenden Ausführung ist der Rotor 92 radial abgestuft ausgebildet. Der Frontdeckel 96 ist radial zum Rotor 92 geneigt auf diesen aufgesetzt. Auf diese Weise wird die Hydraulikflüssigkeit im Volumenspeicher 126 im Betrieb des Nockenwellenverstellers 90, wenn sich dieser dreht, durch die auf die Hydraulikflüssigkeit wirkenden Fliehkräfte und die Form des Frontdeckels 96 zum automatisch Rotor 92 gleitet.
In 4 ist eine Schnittansicht eines weiteren Zentralventils 2 gezeigt, während in 5 eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers 90 mit dem Zentralventil 2 der 4 gezeigt ist. Die Lage des Zentralventils 2 in 4 entspricht der Lage des Zentralventils 2 in der 2.
In der Ausführung der 4 und 5 ist die fünfte radiale Zentralschraubenbohrung 31 durch den Schraubenkopf 16 der Zentralschraube 4 geführt. Auf diese Weise kann der Rotor 92 axial kürzer ausgeführt werden. Der Volumenspeicher 126 wird in der vorliegenden Ausführung durch den Schraubenkopf 16, durch den Rotor 92 und durch den Frontdeckel 96 begrenzt.
In 5 ist ferner ein Zentralmagnet 130 zum axialen Bewegen des Steuerkolbens 8 in der eingangs genannten Weise sowie Rückschlagventile 132 im Volumenspeicher 126 zur Versorgung der Druckkammern mit Hydrauliköl bei einem Unterdruck gezeigt.
In 6 ist eine Schnittansicht eines Nockenwellenverstellers 90 mit einem modifizierten Zentralventil 2 der 4 gezeigt ist. Die Lage des Zentralventils 2 in 6 entspricht der Lage des Zentralventils 2 in der 1.
In 6 ist der Volumenspeicheranschluss 86 in den axialen Kopf des Steuerkolbens 8 ausgebildet. Das aus den Druckkammern über die Arbeitsanschlüsse 82, 84 abfließende Hydrauliköl fließt über diesen Volumenspeicheranschluss 86 in den Frontdeckel 96, wobei das Hydrauliköl wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen durch die im Betrieb des Nockenwellenverstellers 90 auftretende Fliehkraft zum Rotor 92 und den entsprechenden Rückschlagventilen 132 zu den Druckkammern geleitet wird.
Ein Spalt 134 zwischen einer Durchführung durch den Frontdeckel 96 und einem Stößel 136 des Zentralmagneten 130 sollte dabei abgedichtet sein, um einen Ölverlust möglichst gering zu halten.
Bezugszeichenliste

2: Zentralventil
3: Rotationsachse
4: Zentralschraube
6: Ventilgehäuse
8: Steuerkolben
10: Rückschlagventil
12: Feder
14: Sprengring
16: Schraubenkopf
18: Schraubenschaft
20: Innenraum
22: Außengewinde
24: radiale Zentralschraubenbohrung
26: radiale Zentralschraubenbohrung
28: radiale Zentralschraubenbohrung
30: radiale Zentralschraubenbohrung
31: radiale Zentralschraubenbohrung
32: axiale Zentralschraubenöffnung
34: Sechskant
36: Hohlzylinder
38: umlaufende Rückschlagventilnut
40: radiale Rückschlagventilbohrung
42: Kugelkäfig
44: Kugelkäfigöffnung
46: Kugel
48: Kugelkäfiginnenraum
50: radiale Kugelkäfigbohrung
52: radiale Ventilgehäusebohrung
54: radiale Ventilgehäusebohrung
56: radiale Ventilgehäusebohrung
57: radiale Ventilgehäusebohrung
58: radiale Ventilgehäusebohrung
59: radiale Ventilgehäusebohrung
60: axiale Ventilgehäusenut
61: axiale Ventilgehäusenut
62: axiale Ventilgehäusenut
64: Federraum
66: Wand
68: Steuerkolbenraum
70: Steuerkolbennut
72: Steuerkolbennut
74: Steuerkolbennut
76: radiale Steuerkolbenbohrung
78: radiale Steuerkolbenbohrung
80: Druckanschluss
82: Arbeitsanschluss
84: Arbeitsanschluss
86: Volumenspeicheranschluss
88: Tankanschluss
90: Nockenwellenversteller
92: Rotor
94: Stator
96: Frontdeckel
98: Rückdeckel
100: Schraube
102: Spiralfeder
104: Federdeckel
106: axiale Verlängerung
108: umfänglicher Schlitz
110: Zähne
112: Nockenwelle
114: Innenraum der Nockenwelle
116: Innengewinde
118: radiale Bohrung durch die Nockenwelle
120: umfängliche Nut am Rotor
122: umfängliche Nut am Rotor
124: umfängliche Nut am Rotor
126: Volumenspeicher
128: Auslass für Tankanschluss
130: Zentralmagnet
132: Rückschlagventil
134: Spalt
136: Stößel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010012479 A1 [0003]

Claims

Wegeventil (2) zum Steuern eines Hydraulikölflusses von einem Druckanschluss (80) über Arbeitskammern eines Nockenwellenverstellers (90) zu einem Tankanschluss (88), umfassend einen Speicheranschluss (86) zum Leiten wenigstens eines Teils des aus einer Arbeitskammer ablaufenden Hydrauliköles in einen Volumenspeicher (126) vor dem Ablauf in den Tankanschluss (88).
Wegeventil (2) nach Anspruch 1, umfassend einen Steuerkolben (8) und eine Zentralschraube (4), in der der Steuerkolben (8) aufgenommen ist, wobei die Zentralschraube (8) einen Schraubenschaft (18) und einen axial auf den Schraubenschaft (18) aufgesetzten Schraubenkopf (16) aufweist.
Wegeventil (2), nach Anspruch 2, wobei der Speicheranschluss (86) eine radiale Bohrung (31) durch den Schraubenschaft (18) und/oder durch den Schraubenkopf (16) der Zentralschraube (4) umfasst.
Wegeventil (2) nach Anspruch 3, wobei die radiale Bohrung (31) durch den Schraubenschaft (18) in einer gemeinsamen axialen Ebene mit einem Anschluss (82, 84) zur Versorgung der Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers (90) mit dem Hydrauliköl ausgebildet ist.
Wegeventil (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Steuerkolben (8) den Schraubenkopf (16) axial überragt und der Speicheranschluss (86) im axial überragenden Bereich des Steuerkolbens (8) ausgebildet ist.
Nockenwellenversteller (90) umfassend einen Stator (94) zur Aufnahme einer Rotationsenergie von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, einen im Stator (94) drehbar gelagerten Rotor (92) zur Abgabe der Rotationsenergie an eine Nockenwelle (112) zum Ansteuern des Verbrennungsmotors und ein axial in die Nockenwelle (112) einschraubbares Wegeventil (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Befestigen des Rotors (92) an der Nockenwelle (112).
Nockenwellenversteller (90) nach Anspruch 6, wobei der Rotor (92) in einer axialen, den Speicheranschluss (86) schneidenden Ebene eine umlaufende Nut (120, 122) an seiner zum Wegeventil (2) gerichteten radialen Innenseite aufweist.
Nockenwellenversteller (90) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Rotor (92) in radialer Richtung nach außen hin abgestuft ist.
Nockenwellenversteller (90) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Stator (94) einen axialen Deckel (96) zum Verschließen einer den Rotor aufnehmenden Kammer umfasst, wobei der axiale Deckel (96) eine axiale Schräge aufweist, die vom einer Drehachse (3) aus gesehen auf den Rotor (92) zugerichtet ist.
Nockenwellenversteller (90) nach Anspruch 9, wobei der axiale Deckel (96) eine Durchführung für einen den Steuerkolben (8) bewegenden Aktor (130) und eine Dichtung zum Abdichten eines radialen Spaltes (134) zwischen der Durchführung und dem Aktor (130) umfasst.