DE102013203951A1

DE102013203951A1 - Steuerventil eines Nockenwellenverstellers

Info

Publication number: DE102013203951A1
Application number: DE102013203951A
Authority: DE
Inventors: Markus Kinscher; Jens Hoppe; Alexander Bäcker; Christoph Ross; Alexander Fichtner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-11-28
Also published as: CN104350241A; CN104350241B; WO2013174533A1; US20150144211A1

Abstract

Vorgeschlagen ein Steuerventil (1) eines Nockenwellenversteller, welches ein als Schraube ausgebildetes mehrteiliges Gehäuse (2) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil eines Nockenwellenverstellers.
Hintergrund der Erfindung
Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb ausgebildet sein.
Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkende Druckkammern aus, welche mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein.
Eine Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flügelzellenversteller. Der Flügelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung auf. Der Rotor ist als Abtriebselement meist mit der Nockenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriebselement beinhaltet den Stator und das Antriebsrad. Der Stator und das Antriebsrad werden drehfest miteinander verbunden oder sind alternativ dazu einteilig miteinander ausgebildet. Der Rotor ist koaxial zum Stator und innerhalb des Stators angeordnet. Der Rotor und der Stator prägen mit deren, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als „gesteckte Flügel” in dafür vorgesehene Nuten des Rotors bzw. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Stator und die Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen miteinander gesichert.
Eine andere Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt.
Die Steuerventile der hydraulischen Nockenwellenversteller steuern den Hydraulikmittelfluss zwischen dem Nockenwellenversteller und der Ölpumpe bzw. dem Ölreservoir (Tank).
Das Steuerventil weist ein hohlzylindrisches Gehäuse und einen rotationssymmetrischen Steuerkolben auf. Innerhalb des Gehäuses des Steuerventils ist der Steuerkolben angeordnet. Der Steuerkolben ist in axialer Richtung beweglich und von dem Gehäuse geführt. Somit kann der Steuerkolben zum Gehäuse in einer beliebigen axialen Stellung positioniert werden. Die Positionierung erfolgt durch einen Elektromagneten, welcher mit seinem Betätigungsstift ein Ende des Steuerkolbens kontaktiert und den Steuerkolben verschieben kann. Eine Feder stellt den Kontakt zwischen dem Steuerkolben und dem Betätigungsstift sicher. Durch die axiale Positionierung des Steuerkolben werden die verschiedenen Anschlüsse des Steuerventils miteinander hydraulisch verbunden oder voneinander getrennt und können so miteinander kommunizieren oder nicht. Zum Leiten des Hydraulikmittels zwischen den Anschlüssen sind Steuerkolben und Gehäuse mit Öffnungen, z. B. Nuten und/oder Bohrungen, versehen. Der Steuerkolben besitzt Steuerkanten, welche zusammen mit den Kanten der Öffnungen des Gehäuses den Durchfluss steuern. Die Steuerkanten selbst sind die Kanten der jeweiligen Öffnung, z. B. Nuten, des Steuerkolbens. Zum Steuern des Durchflusses werden die Kanten der Öffnungen des Gehäuses und die Steuerkanten zueinander derart positioniert, so dass eine Öffnung des Gehäuses mit einer Öffnung des Steuerkolbens weitestgehend gegenübersteht und eine, über die axiale Positionierbarkeit des Steuerkolbens, variable Durchflussfläche für das Hydraulikmittel bildet.
Ein als Zentralventil ausgebildetes Steuerventil ist koaxial zur Symmetrie- bzw. Drehachse des Nockenwellenverstellers bzw. der Nockenwelle angeordnet. Zusätzlich ist das Zentralventil innerhalb des Nockenwellenverstellers platziert, d. h. Zentralventil und Nockenwellenversteller bauen in radialer Richtung aufeinander auf. Optional kann zwischen dem Nockenwellenversteller und dem Zentralventil die Nockenwelle angeordnet sein. Das Gehäuse des Zentralventils kann als Zentralschraube ausgebildet sein, womit der Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle drehfest verspannt wird. Der Elektromagnet ist als Zentralmagnet weitestgehend fluchtend zum Zentralventil angeordnet und für gewöhnlich gestellfest, insbesondere am Zylinderkopf, angeordnet.
Alternativ kann ein Steuerventil mit einem daran fest angeordneten Elektromagneten, an einer beliebigen Position in der Hydraulikmittelgalerie, außerhalb von dem Nockenwellenversteller und der Nockenwelle, angeordnet sein und den Hydraulikmittelfluss steuern.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil eines Nockenwellenverstellers anzugeben, das eine wirtschaftlichere Herstellung erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuerventil eines Nockenwellenverstellers, wobei das Steuerventil zur Steuerung des Nockenwellenverstellers vom Hydraulikmittel durchströmt wird und das Steuerventil einen Zuflussanschluss, mehrere Arbeitsanschlüsse und einen Tankanschluss hat, wobei das Steuerventil ein als Schraube ausgebildetes Gehäuse mit einem zylindrischen Hohlraum aufweist, in dem ein Steuerkolben axialbewegbar geführt ist, wobei das als Schraube ausgebildete Gehäuse mehrteilig ausgebildet ist, welches einen Gewindekörper und eine Hülse aufweist, wobei der Gewindekörper mit der zum Gewindekörper peripher angeordneten Hülse verbunden ist, gelöst.
Das Gehäuse weist mehrere Öffnungen und einen im zylindrischen Hohlraum des Gehäuses axial bewegbaren Steuerkolben auf, wobei zur Steuerung des Hydraulikmittelflusses zwischen dem Zuflussanschluss, den Arbeitsanschlüssen und dem Tankanschluss eine Steuerkante des Steuerkolbens zu einer Öffnung des Gehäuses axial positionierbar ist, um so die Durchflussfläche für den Hydraulikmittelfluss zwischen den Anschlüssen durch die Öffnung hindurch zu verändern.
Das Steuerventil ist vorzugsweise als Zentralventil und somit das Gehäuse als Zentralschraube ausgebildet, womit der Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle drehfest verspannt wird.
Durch die Erfindung wird vorteilhafterweise erreicht, dass verschiedene Gewindekörper mit einer Hülse bzw. verschiedene Hülsen mit einem Gewindekörper kombiniert werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die Fertigung und die Wärmebehandlung an beide Bauteile individuell anpassen lässt. Darüber hinaus lassen sich verschiedene Werkstoff für den Gewindekörper und für die Hülse verwenden.
Verschiedene Gewindekörper können in der Länge, Gewindesteigung und Gewindeart variieren und an eine dafür individuell vorgesehene Aufnahme, bspw. der Nockenwelle, angepasst werden. Der Gewindekörper ist dazu vorzugsweise als Gewindestange ausgebildet und weist einen Gewindeabschnitt, einen Dehnungsabschnitt und einen Formschlussabschnitt auf. Der Gewindeabschnitt ist zur Verankerung, bspw. mit einer Nockenwelle, vorgesehen. Der Dehnungsabschnitt ist zur Bereitstellung der für die Schraubenverbindung notwendigen Elastizität ausgebildet. Der Formschlussabschnitt ist zur formschlüssigen Befestigung mit der Hülse ausgebildet. Alternativ zum Formschlussabschnitt kann auch ein Kraftschlussabschnitt oder ein Stoffschlussabschnitt zur kraftschlüssigen bzw. stoffschlüssigen und drehfesten Befestigung mit der Hülse vorgesehen sein.
Verschiedene Hülsen können in der Länge, Durchmesser und Fertigungsqualität variieren und an eine dafür individuell vorgesehene Aufnahme, bspw. der Nabe des Nockenwellenverstellers, angepasst werden.
Die Hülse kann an einem seiner Enden einen Angriffkorpus für ein Montagewerkzeug, vorzugsweise zur Montage des Nockenwellenverstellers mit der Nockenwelle, aufweisen. Der Angriffskorpus ist vorteilhafterweise als Sechskant analog einer Sechskantschraube ausgebildet. Alternative Schraubenkopfformen können anstelle des Sechskantschraubenkopfes ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Gewindekörper ein Formschlusselement auf, welches in einer komplementären Aufnahme der Hülse aufgenommen ist, wobei mittels des Formschlusses eine Verbindung zwischen der Hülse und des Gewindekörpers ausgebildet ist. Der Formschluss fixiert die Hülse zum Gewindekörper zumindest in axialer Richtung zueinander. Die komplementäre Aufnahme kann bevorzugt im Boden der Hülse oder an einem Innenumfang bzw. Außenumfang der Hülse angeordnet sein.
Vorzugsweise weist das Formschlusselement zusätzlich Flächen an einer Umfangsfläche auf, die mit Flächen der komplementären Aufnahme der Hülse derart zusammenpassen, dass ein Drehmoment zwischen beiden Bauteilen übertragen werden kann. Dazu ist wie eingangs genannt ein Angriffkorpus für ein Montagewerkzeug von der Hülse ausgebildet.
Alternativ kann der Formschluss zwischen Hülse und Gewindekörper kein für eine Befestigung des Nockenwellenversteller an der Nockenwelle ausreichendes Drehmoment übertragen. Beispielsweise sind Hülse und Gewindekörper axial und/oder radial zueinander festgelegt, jedoch lässt der Formschluss eine Drehbarkeit zwischen Hülse und Gewindekörper zu. In diesem Fall weist der Gewindekörper einen Angriffskorpus für ein Montagewerkzeug auf. Der Angriffskorpus ist vorteilhafterweise als Sechskant analog einer Sechskantschraube ausgebildet. Alternative Schraubenkopfformen können anstelle des Sechskantschraubenkopfes ausgebildet sein. Diese Drehbarkeit kann vollständig ohne Widerstand, also mit Spiel, ausgebildet sein oder zumindest bis zu einem bestimmten Drehmoment, das jedoch nicht für eine Befestigung des Nockenwellenversteller an der Nockenwelle ausreichend ist, ohne Spiel ausgebildet sein.
In einer detaillierten Ausbildung der Erfindung ist die komplementäre Aufnahme innerhalb der Hülse angeordnet. Vorzugsweise an von einem Innenumfang oder von dem Boden an der dem Inneren der Hülse zugewandten Fläche kann die komplementäre Aufnahme im Innern der Hülse angeordnet sein. Gleichenfalls kann die Hülse einen Zapfen aufweisen, der an seinem Innenumfang die komplementäre Aufnahme aufweist.
In einer alternativen detaillierten Ausbildung der Erfindung ist die komplementäre Aufnahme außerhalb der Hülse angeordnet. Vorzugsweise an von einem Außenumfang oder von dem Boden an der dem Äußeren der Hülse zugewandten Fläche kann die komplementäre Aufnahme im Innern der Hülse angeordnet sein. Gleichenfalls kann die Hülse einen Zapfen aufweisen, der an seinem Außenumfang die komplementäre Aufnahme für das Formschlusselement des Gewindekörpers aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse den zylindrischen Hohlraum mit einer Führungsfläche auf, welche den Steuerkolben axialbeweglich führt, Die Führungsfläche kann dabei von einer Innenumfangsfläche der Hülse selbst oder von einer Innenumfangsfläche einer Zwischenhülse ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse als Tiefziehteil oder als Fließpressteil ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Fertigungsverfahren eine Verbesserung der wirtschaftlichen Herstellung.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Gewindekörper als Umformteil ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Fertigungsverfahren eine Verbesserung der wirtschaftlichen Herstellung.
Zusätzlich zum Umformen, kann ein spanendes Verfahren, vorzugsweise Drehen, zur Ausbildung der endgültigen Form des Gewindekörpers angewandt werden. Alternativ hierzu kann der Gewindekörper ausschließlich durch ein spanendes Verfahren, vorzugsweise Drehen, hergestellt werden.”
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Gewindekörper eine zentrale Durchgangsöffnung auf. Vorteilhafterweise kann diese Durchgangsöffnung als Zulaufanschluss, Arbeitsanschluss oder Tankanschluss des Steuerventils ausgebildet sein.
In einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Gewindekörper ein Außengewinde auf, welches mit einem Innengewinde einer Nockenwelle in Eingriff bringbar ist. Alternativ weist der Gewindekörper ein Innengewinde auf, welches mit einem Außengewinde einer Nockenwelle ein Eingriff bringbar ist. Vorteilhafterweise kann so das Gewinde, Innen- oder Außengewinde, des Gewindekörpers an das Gewinde der Nockenwelle angepasst werden bzw. können verschiedene Gewinde des Gewindekörpers an verschiedene Nockenwelle angepasst sein, ohne gestalterische oder fertigungstechnische Änderungen an der Hülse, vorzugsweise mit dem darin angeordneten Steuerkolben, vornehmen zu müssen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Hülse einen Schraubenkopf an einer Stirnseite der Hülse auf, welcher als Flansch ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist so sowohl ein Anschlag für den Nockenwellenversteller als auch ein Angriffkorpus für ein Montagewerkzeug am Flansch ausgebildet und somit platzsparend angeordnet. Alternativ kann der Schraubenkopf an einer Stirnseite des Gewindekörpers ausgebildet sein, wobei dennoch die Hülse einen Anschlag, vorzugsweise einen Flansch, für den Nockenwellenversteller aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Steuerventils wird zum einen eine wirtschaftlichere Herstellung des Steuerventils möglich und zum anderen vielfältige Konfigurationen von verschiedenen Hülsen mit verschiedenen Gewindekörpern vor allem in der Montage erschlossen die eine hohe Flexibilität im Hinblick auf ein breites Spektrum von Anwendungen ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigen:
1 ein als Zentralventil ausgebildetes Steuerventil und
2 ein erfindungsgemäßes mehrteiliges Gehäuse eines als Zentralventil ausgebildeten Steuerventils.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein als Zentralventil ausgebildetes Steuerventil 1.
Das Steuerventil 1 hat ein mehrteiliges Gehäuse 2, eine Kunststoffhülse 15, eine Führungshülse 3, einen Steuerkolben 4, zwei Druckfedern 18 und 20, ein Ventilsitzblech 21, eine Kugel 19, einen Steuerkolben 4, ein Federabstützblech 33 und ggf. ein Distanzstück 22. Alle vorgenannten Bauteile sind koaxial zueinander und zu einer gemeinsamen Drehachse 34 angeordnet, welche zugleich die Drehachse 34 eines Nockenwellenverstellers bzw. einer Nockenwelle ist.
Das mehrteilige Gehäuse 2, welches als Schraube ausgebildet ist, ist zur drehfesten Befestigung des Nockenwellenverstellers mit der Nockenwelle vorgesehen. Das mehrteilige Gehäuse 2 besteht aus einer Hülse 6 und einem Gewindekörper 5. Die Kunststoffhülse 15 ist von einer Innenumfangsfläche der Hülse 6 aufgenommen. Die Kunststoffhülse 15 weist Kanäle und Öffnungen auf, um Hydraulikmittel von einem Zulaufanschluss P des Steuerventils 1 zu den Arbeitsanschlüssen A und B zu leiten. Die Arbeitsanschlüsse A und B sind an unterschiedlichen, winkelversetzten Positionen als radiale Bohrungen 24 und 25 der Hülse 6 angeordnet. Der Zulaufanschluss P ist von einer Durchgangsöffnung 10 des Gewindekörpers 5 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 10 ist als eine zur Drehachse 34 koaxiale Bohrung ausgebildet und durchsetzt vollständig den Gewindekörper 5. Der Tankanschluss befindet sich auf der dem Zulaufanschluss P entgegengesetzten Stirnseite 13 des Steuerventils 1.
Der Steuerkolben 4 wird von der Druckfeder 18 kraftbeaufschlagt und gegen den Sicherungsring 17 gedrückt. Der Sicherungsring 17 sichert die axiale Position der Kunststoffhülse 15 und des Steuerkolbens 4 innerhalb der Hülse 6. Die Druckfeder 18 stützt sich einerseits an dem Steuerkolben 4 und andererseits an dem Federabstützblech 33 ab. Das Federabstützblech 33 ist, wie auch die Führungshülse 16 und das Ventilsitzblech 21, mit der Kunststoffhülse 15 fest verbunden. Die Kugel 19 wird von der Druckfeder 20 gegen das Ventilsitzblech 21 gedrückt. Diese drei Bauteile bilden ein Rückschlagventil aus, welches den Hydraulikmittel von dem Zulaufanschluss P in das Innere des Steuerventils 1 zulässt, jedoch einen Rückfluss verhindert.
Der Steuerkolben 4 wird über seinen Außenumfang von einer Führungsfläche 9 der Führungshülse 16 geführt. Das Gehäuse 2, bzw. die Hülse 6, weist eine Bohrung 23 auf, welche von dem Distanzstück 22 verschlossen ist. Das Distanzstück 22 positioniert zum einen die Kunststoffhülse 15 so, dass das Hydraulikmittel von den Bohrungen 24 und 25 zum Steuerkolben 4 gelangen kann. Zum anderen kann das Distanzstück 22 zusätzlich zu seiner koaxial zur Drehachse 34 angeordneten Durchgangsöffnung mehrere radiale Bohrungen aufweisen, die ggf. Hydraulikmittel von der Bohrung 23 zum Steuerkolben 4 leiten können und somit die Bohrung 23 als zusätzlicher Zulaufanschluss, Arbeitsanschluss oder Tankanschluss zur Verfügung stehen kann.
Die Steuerung des Hydraulikmitteldurchflusses zwischen den Anschlüssen P, T, A und B kennt der Fachmann aus dem Stand der Technik. Die Steuerung des Hydraulikmittels zu den Arbeitsanschlüssen A und B, die zu den Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers führen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt und erzeugen die Relativverstellung zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle. Der Steuerkolben 4 wird nach dem Stand der Technik von einem Betätigungsstift eines Elektromagneten, insbesondere eines Zentralmagneten, in seiner axialen Position verschoben, so dass das Hydraulikmittel vom Zulaufanschluss P an die Arbeitsanschlüsse A und B verteilt werden kann.
Die Hülse 6 hat an der Stirnseite 13, an welcher der Tankanschluss T angeordnet ist, einen Flansch 14 und an der der Stirnseite 13 gegenüberliegenden Stirnseite 30 einen gelochten Baden 35. Die Innenumfangsfläche 36 des gelochten Bodens 35 ist kreisförmig ausgebildet und koaxial zur Drehachse 24 angeordnet. Diese Innenumfangsfläche 36 ist Bestandteil der komplementären Aufnahme 8 für das Formschlusselement 7, wobei diese Innenumfangsfläche 36 eine Außenumfangsfläche 37 des Formschlussabschnittes 27 des Gewindekörpers 5 kontaktiert und den Gewindekörper 5 radial zur Drehachse 34 fixiert. Zwischen der Innenumfangsfläche 36 und der Außenumfangsfläche 37 kann ein oder kein radiales Spiel vorgesehen sein.
Der Innenumfangsfläche 36 schließt sich in axialer Richtung entlang der Drehachse 34 und in Richtung der Stirnseite 13 eine kreisringförmige Innenfläche 40 an, die als ein axialer Anschlag für den Gewindekörper 5 zur axialen Positionierung des Gewindekörpers 5 zur Hülse 6 ausgebildet ist. Die kreisringförmige Innenfläche 40 ist Bestandteil der komplementären Aufnahme 8 für das Formschlusselement 7 und kontaktiert eine kreisringförmige Außenfläche 41 des Formschlussabschnittes 27 des Gewindekörpers 5.
Zusätzlich weist die komplementäre Aufnahme 8 der Hülse 6 eine weitere Innenumfangsfläche 38 auf, die einen größeren Durchmesser als die Innenumfangsfläche 36 hat. Die Innenumfangsfläche 38 schließt sich in axialer Richtung entlang der Drehachse 34 und in Richtung der Stirnseite 13 an die kreisringförmige Innenfläche 40 an. Diese Innenumfangsfläche 38 kontaktiert eine Außenumfangsfläche 39 des Formschlussabschnittes 27 des Gewindekörpers 5 und fixiert den Gewindekörper 5 in radialer Richtung zur Drehachse 34 mit der Hülse 6. Zwischen der Innenumfangsfläche 38 und der Außenumfangsfläche 39 kann ein oder kein radiales Spiel vorgesehen sein.
Zumindest ist entweder zwischen der Innenumfangsfläche 38 und der Außenumfangsfläche 39 oder zwischen der Innenumfangsfläche 36 und der Außenumfangsfläche 37 der Formschluss drehfest ausgebildet.
Alternativ können die Innenumfangsfläche 38 und die Außenumfangsfläche 39 und/oder die Innenumfangsfläche 36 und die Außenumfangsfläche 37 jeweils eine zylindrische Form aufweisen und jeweils mit oder ohne radialem Spiel versehen sein. Ist bei zumindest einer Flächenpaarung kein radiales Spiel vorgesehen, kann dieser Kraftschluss, vorzugsweise eine Presspassung, die drehfeste Verbindung ausbilden. Ist bei beiden Flächenpaarungen ein radiales Spiel vorgesehen, so kann die drehfeste Verbindung durch Scheißen, Kleben oder Löten ausgebildet sein.
Der Gewindekörper 5 ist in drei Abschnitte, den Formschlussabschnitt 27, den Dehnungsabschnitt 26 und den Gewindeabschnitt 31, unterteilt. Der Formschlussabschnitt 27 weist die zylinderförmige Außenumfangsfläche 37, die kreisringförmige Außenfläche 41 und die zylinderförmige Außenumfangsfläche 39 auf. In Richtung der Drehachse 34 schließt sich an die zylinderförmige Außenumfangsfläche 39 des Formschlussabschnittes 27 der Dehnungsabschnitt 26 an, welcher einen geringeren Querschnitt aufweist, als Formschlussabschnitt 27 oder der Gewindeabschnitt 31. Der Dehnungsabschnitt 26 ist in seiner Länge und in seinem Querschnitt derart ausgebildet, dass die gewünschte Vorspannkraft realisiert werden kann. Weiter in axialer Richtung entlang der Drehachse 34 schließt sich an den Dehnungsabschnitt 26 der Gewindeabschnitt 31 an, welcher ein Außengewinde zum Eingriff mit einem Innengewinde einer Nockenwelle aufweist.
Der Gewindekörper 6 ist als Umformteil ausgebildet. Der Formschlussabschnitt 27 mit seinen Flächen für die komplementäre Aufnahme 8, der Dehnungsabschnitt 26 und der Gewindeabschnitt 31 werden durch Materialverdrängungen ausgeformt. Das Außengewinde des Gewindeabschnittes 31 ist eingewalzt. Die Durchgangsöffnung 10 kann entweder gebohrt werden oder von einem Extrusionsverfahren ausgebildet sein. Zerspanende Verfahren, bspw. wie Drehen oder Schleifen, können ergänzend Anwendung zur Ausbildung von gewünschten Toleranzbereichen finden.
Die Hülse 6 weist ausgehend von dem von dem Gewindekörper 5 durchsetzten Boden 35 und anschließend an die komplementäre Aufnahme 8 den zylinderförmigen Hohlraum 3 auf, in dem die vorgenannten Bauteile angeordnet sind. An der Stirnseite 13 der Hülse 6 ist ein Flansch 14 ausgebildet, welcher als radial abstehender Kragen ausgebildet ist. Der Flansch 14 weist einen Angriffkorpus 32 mit einem Schraubenkopf 12 auf sowie eine Anschlagsfläche 28 zur Kontaktierung mit einem Nockenwellenversteller, Der Angriffskorpus 32 weist am Außenumfang des Flansches 14 mehrere Flächen auf, die den Schraubenkopf 12 ausbilden. Die Anordnung der Flächen entspricht einem Außensechskant. Die Anschlagfläche 28 ist als kreisringförmige Fläche ausgebildet und zur anderen Stirnseite 30 orientiert.
Die Hülse 6 ist als Umformteil, vorzugsweise als Tiefziehteil oder Fließpressteil, ausgebildet. Die Struktur des als Schraubenkopf 12 ausgebildeten Angriffskorpus 32 des Flansches 14 sowie der zylindrische Hohlraum 3 und die komplementäre Aufnahme 8 können vorteilhafterweise durch dieses Verfahren ausgebildet werden. Das Loch im Boden 35 sowie die radialen Bohrungen 23, 24, 25 können durch einen Stanzprozess ausgebildet sein. Zerspanende Verfahren, bspw. wie Drehen oder Schleifen, können ergänzend Anwendung zur Ausbildung von gewünschten Toleranzbereichen finden.
Durch die drehfeste Verbindung zwischen dem Formschlussabschnitt 27 des Gewindekörpers 5 und der komplementären Aufnahme 8 der Hülse 6 wird ein Drehmoment ausgehend von einem Montagewerkzeug, welches auf den als Schraubenkopf 12 ausgebildeten Angriffskorpus 32 einwirkt, auf den Gewindeabschnitt 31 des Gewindekörpers 5 übertragen. Dadurch kann das als Zentralventil ausgebildete Steuerventil 1 mit seinem als Schraube ausgebildeten mehrteiligem Gehäuse 2 zur drehfesten Verbindung eines Nockenwellenversteller mit einer Nockenwelle verwendet werden.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes mehrteiliges Gehäuse 2 eines als Zentralventil ausgebildeten Steuerventils 1. Der Aufbau ähnelt dem Gehäuse 2 aus der 1, darum wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen.
Der Angriffkorpus 32 ist von dem Formschlussabschnitt 27 des Gewindekörpers 5 ausgebildet. Der Schraubenkopf 12 des Angriffskorpus 32 ist hier als Innensechskant ausgebildet. Der Flansch 14 hat einen zylinderförmige Außenmantelfläche und weist funktionell nur noch die Anschlagsfläche 28 auf, welche zur Kontaktierung mit einem Nockenwellenversteller vorgesehen ist. Zudem ist der Flansch 14 von der Stirnfläche 13 beabstandet angeordnet. Der Dehnungsabschnitt 26 und der Gewindeabschnitt 31 weisen einen weitestgehend einheitlichen Außendurchmesser auf. Die Anordnung und die Ausbildung der Anschlüsse (Zulaufanschluss, Arbeitsanschluss, Tankanschluss) ist hier zu Gunsten der Verdeutlichung der Erfindung vernachlässigt. Die Flächenpaarung der Innenumfangsfläche 38 und der Außenumfangsfläche 39 kann wie dargestellt ausgebildet sein. Die Innenumfangsfläche 38 ist als Innensechskant und die Außenumfangsfläche 39 zylinderförmig ausgebildet. Wieder kann ein geringes oder gar kein Spiel in dieser Flächenpaarung vorgesehen sein.
Der als Innensechskant ausgebildeten Innenumfangsfläche 38 kann alternativ eine als Außensechskant ausgebildete Außenumfangsfläche 39 zugepaart werden, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen der Hülse 6 und dem Gewindekörper 5 ausgebildet werden kann.
Im Gegensatz zur Ausbildung des Steuerventils 1 nach 1 wird gemäß der Ausbildung nach 2 zuerst das mehrteilige Gehäuse 2 mit einem Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle montiert, woran sich die Montage der im zylindrischen Hohlraum angeordneten Bauteil anschließt. Die Führungsfläche 9 des zylindrischen Hohlraumes 3 kann direkt von einem Steuerkolben 4 kontaktiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Steuerventil
2: Gehäuse
3: zylindrischer Hohlraum
4: Steuerkolben
5: Gewindekörper
6: Hülse
7: Formschlusselement
8: Komplementäre Aufnahme
9: Führungsfläche
10: Durchgangsöffnung
11: Außengewinde
12: Schraubenkopf
13: Stirnseite
14: Flansch
15: Kunststoffhülse
16: Führungshülse
17: Sicherungsring
18: Druckfeder
19: Kugel
20: Druckfeder
21: Ventilsitzblech
22: Distanzstück
23: Bohrung
24: Bohrung
25: Bohrung
26: Dehnungsabschnitt
27: Formschlussabschnitt
28: Anschlagfläche
29: Außenumfangsfläche
30: Stirnseite
31: Gewindeabschnitt
32: Angriffskorpus
33: Federabstützblech
34: Drehachse
35: Boden
36: Innenumfangsfläche
37: Außenumfangsfläche
38: Innenumfangsfläche
39: Außenumfangsfläche
40: Innenfläche
41: Außenfläche
A: Arbeitsanschluss
B: Arbeitsanschluss
P: Zulaufanschluss
T: Tankanschluss

Claims

Steuerventil (1) eines Nockenwellenverstellers, – wobei das Steuerventil (1) zur Steuerung des Nockenwellenverstellers von Hydraulikmittel durchströmt wird und – das Steuerventil (1) einen Zuflussanschluss (P), mehrere Arbeitsanschlüsse (A, B) und einen Tankanschluss (T) hat, – wobei das Steuerventil (1) ein als Schraube ausgebildetes Gehäuse (2) mit einem zylindrischen Hohlraum (3) aufweist, in dem ein Steuerkolben (4) axialbewegbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das als Schraube ausgebildete Gehäuse (2) mehrteilig ausgebildet ist, welches einen Gewindekörper (5) und eine Hülse (6) aufweist, wobei der Gewindekörper (5) mit der zum Gewindekörper (5) peripher angeordneten Hülse (6) verbunden ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (5) ein Formschlusselement (7) aufweist, welches in einer komplementären Aufnahme (8) der Hülse (6) aufgenommen ist, wobei mittels des Formschlusses eine Verbindung zwischen der Hülse (6) und des Gewindekörpers (5) ausgebildet ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Aufnahme (8) innerhalb der Hülse (6) angeordnet ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Aufnahme (8) außerhalb der Hülse (6) angeordnet ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) den zylindrischen Hohlraum (3) mit einer Führungsfläche (9) aufweist, welche den Steuerkolben (4) axialbeweglich führt.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) als Tiefziehteil oder Fließpressteil ausgebildet ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (5) als Umformteil ausgebildet ist.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (5) eine zentrale Durchgangsöffnung (10) aufweist.
Steuerventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekörper (5) ein Außengewinde (11) aufweist, welches mit einem Innengewinde einer Nockenwelle in Eingriff bringbar ist.
Steuerventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) einen Schraubenkopf (12) an einer Stirnseite (13) der Hülse (6) aufweist, welcher als Flansch (14) ausgebildet ist.