DE102015206354A1

DE102015206354A1 - Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit innerem Tankanschluss

Info

Publication number: DE102015206354A1
Application number: DE102015206354.2A
Authority: DE
Inventors: Ali BAYRAKDAR
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: DE102015206354B4

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Steuerventil (1) für einen Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, das mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern beherrscht, mit einem Zentralgehäuse (2), das Arbeitskammeranschlüsse (A und B) und einen zentralen Druckanschluss aufweist und mit einem beweglich geführten Steuerkolben (10) versehen ist, wobei der Steuerkolben (10) einerseits von einer Feder (11) belastet ist und andererseits mit einer maschinenfest angeordneten Betätigungseinheit in Wirkungsverbindung steht, hohl ausgeführt ist, zumindest eine Wandöffnung (13) für einen Tankanschluss und je einen Außensteg (8, 9) in dem der Betätigungseinheit zugewandten Bereich und dem inneren Ende aufweist, die mit einer den Steuerkolben (10) umgebenden Steuerhülse (5) in Wirkverbindung stehen, wobei die Steuerhülse (5) mittels einer Ölleithülse (6) in dem Zentralgehäuse (2) fixiert ist und wobei am Steuerkolben (10) zwischen den Außenstegen (8, 9) ein Zusatzsteg (12) vorgesehen ist und dem Zusatzsteg (12) benachbart die Wandöffnung(en) (13) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, das mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern beherrscht, mit einem Zentralgehäuse, das Arbeitskammeranschlüsse (A und B) und einen zentralen Druckanschluss aufweist und mit einem beweglich geführten Steuerkolben versehen ist, wobei der Steuerkolben einerseits von einer Feder belastet ist und andererseits mit einer maschinenfest angeordneten Betätigungseinheit in Wirkungsverbindung steht, hohl ausgeführt ist, zumindest eine Wandöffnung für einen Tankanschluss und je einen Außensteg in dem der Betätigungseinheit zugewandten Bereich und dem inneren Ende aufweist, die mit einer den Steuerkolben umgebenden Steuerhülse in Wirkverbindung stehen, und wobei die Steuerhülse mittels einer Ölleithülse in dem Zentralgehäuse fixiert ist.
Derartige Steuerventile für Nockenwellenversteller sind allgemein bekannt. Das Steuerventil der DE 10 2012 200 682 A1 weist einen Steuerkolben auf, der in Richtung zur Betätigungseinheit verlängert ist und dort mehrere Wandöffnungen aufweist, die den Tankanschluss bilden. Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, dass das abfließende Druckmittel in den Bereich zwischen dem Steuerventil und der Betätigungseinrichtung gelangt und dort besondere Abdichtmaßnahmen erforderlich macht. Diese Ausgestaltung erfordert weiterhin, dass der Hohlraum des Steuerkolbens so weit aus dem Bereich des Zentralgehäuses herausragen muss, dass ein sicherer Abfluss gewährleistet ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Abfluss auch sichergestellt werden muss, wenn der Steuerkolben gegen die Kraft der Feder in das Zentralgehäuse eingeschoben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Steuerventil derart zu verbessern, dass die angesprochenen Nachteile behoben werden und eine kurze raumsparende Ausgestaltung des Steuerventils zur Verfügung gestellt wird. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erfolgen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass am Steuerkolben zwischen den Außenstegen ein Zusatzsteg vorgesehen ist und dass dem Zusatzsteg benachbart die Wandöffnung(en) angeordnet sind. Diese sind am Steuerkolben vorzugsweise zwischen dem der Betätigungseinheit zugewandten Außensteg und dem Zusatzsteg vorgesehen. Dadurch kann das zum Tank abfließende Druckmittel direkt aus dem Steuerventil abgeleitet werden. Dazu sind der/den Wandöffnung(en) zugeordnet in der Steuerhülse und der Ölleithülse zumindest eine Anschlussöffnung vorgesehen, die mit einer Tankanschlussleitung in Verbindung steht. Dadurch, dass die Tankanschlussleitung im rotierenden Bauteil des Nockenwellenverstellers angeordnet ist, wird das abfließende Druckmittel durch die Zentrifugalkraft besser und schneller abgeführt, so dass kein Stau innerhalb des Steuerventils bzw. des Steuerkolbens entsteht. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann nun das der Betätigungseinheit zugewandte Ende des Steuerkolbens beliebig ausgeführt werden, da ja der Raum für die Wandöffnung(en) entfällt. Der Steuerkolben kann beispielsweise mit dem der Betätigungseinheit zugewandten Außensteg bündig abschließen, da die Betätigungseinheit direkt oder über ein Zwischenelement den Steuerkolben betätigen kann. An dem Steuerkolben kann aber auch ein relativ dünner Zapfen vorgesehen sein, der den Abstand zwischen Steuerkolben und Betätigungseinheit verkürzt.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Steuerventil mit Teilschnitt durch einen Nockenwellenversteller,
2 zeigt einen Schnitt entsprechend 1, bei dem der Steuerkolben in Richtung zur Feder verschoben ist,
3 zeigt einen Schnitt durch ein Steuerventil mit verkürztem Steuerkolben und
4 zeigt einen Schnitt durch das Steuerventil gemäß 3 mit am Steuerkolben angeformten Zapfen.
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Steuerventil bezeichnet, das ein Zentralgehäuse 2 aufweist. Das Zentralgehäuse 2 ist als Schraubhülse ausgebildet, die in die mit 3 bezeichnete Nockenwelle eingeschraubt ist und mittels eines Flansches einen mit 4 bezeichneten Versteller/Rotor des Nockenwellenverstellers mit der Nockenwelle 3 verspannt. Im Zentralgehäuse 2 sind Arbeitskammeranschlüsse A und B eingearbeitet, die zu entsprechenden Kanälen im Versteller 4 führen. Im Zentralgehäuse 2 ist eine mit 5 bezeichnete Steuerhülse eingebaut, die von einer Ölleithülse 6 umgeben ist. Die Ölleithülse 6 und die Steuerhülse 5 sind im Zentralgehäuse 2 fixiert und weisen zu den Anschlüssen A und B passende Öffnungen auf, die von Außenstegen 8 und 9 und einem Zusatzsteg 12 an einem Steuerkolben 10 beherrscht sind. Der Steuerkolben 10 ist axial verschiebbar in der Steuerhülse 5 angeordnet und wird von einer Feder 11 so belastet, dass der Steuerkolben 10 aus der Steuerhülse 5 heraus bewegt würde. Der Steuerkolben 10 ist anderseits durch eine nicht dargestellte feststehende Betätigungseinheit abgestützt, die den Steuerkolben 10 gegen die Kraft der Feder 11 bewegen kann. Der Außensteg 8 und der Zusatzsteg 12 bilden einen Ringraum, an dem im Steuerkolben 10 Wandöffnungen 13 eingearbeitet sind. Die Wandöffnungen 13 stehen mit einem Hohlraum 14 im Steuerkolben 10 in Verbindung. Wie 1 zu entnehmen ist, kann aus dem Kammeranschluss A abfließendes Druckmittel über den Hohlraum 14 zu den Wandöffnungen 13 gelangen und von dort über Anschlussöffnungen 7 in der Steuerhülse 5 und der Ölleithülse 6 zu zumindest einer Tankanschlussleitung 15, die im Versteller 4 oder Rotor eingearbeitet ist. Da der Versteller 4 oder Rotor sich dreht, wird das abfließende Druckmittel mittels Zentrifugalkraft beschleunigt, so dass es sicher abfließen kann. Wie 2 zu entnehmen ist, kann aus dem Arbeitskammeranschluss B Druckmittel in den Ringraum zwischen dem Zusatzsteg 12 und dem Außensteg 8 gelangen, von dort durch die Wandöffnungen 13 und die Anschlussöffnungen 7 und dann über die Tankanschlussleitung 15 abfließen. Dem Steuerventil 1 wird Druckmittel durch eine Filter-Rückschlagventileinheit 16 axial zugeführt, wobei das Druckmittel über Kanäle in der Ölleithülse 6 zu Öffnungen in der Steuerhülse 5 zum Steuerkolben 10 gelangen kann. In den 1 und 2 ist der Hohlraum 14 im Steuerkolben 10 in Richtung zu der nicht dargestellten Betätigungseinheit verlängert, so dass der Abstand zur Betätigungseinheit verkürzt ist. Wie 3 zu entnehmen ist, kann der Steuerkolben 10 aber auch direkt mit dem Außensteg 8 abschließen, so dass ein verkürzter leichter Steuerkolben 10 zur Verfügung steht. Er kann auch, wie in 4 dargestellt, einen Zapfen 17 aufweisen, der ebenfalls leicht ausgeführt sein kann, wodurch der Abstand zu der Betätigungseinheit beliebig verkürzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Steuerventil
2: Zentralgehäuse
3: Nockenwelle
4: Versteller / Rotor
5: Steuerhülse
6: Ölleithülse
7: Anschlussöffnungen
8, 9: Außenstege
10: Steuerkolben
11: Feder
12: Zusatzsteg
13: Wandöffnungen
14: Hohlraum
15: Tankanschlussleitung
16: Filter-Rückschlagventileinheit
17: Zapfen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012200682 A1 [0002]

Claims

Steuerventil (1) für einen Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, das mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern beherrscht, mit einem Zentralgehäuse (2), das Arbeitskammeranschlüsse (A und B) und einen zentralen Druckanschluss aufweist und mit einem beweglich geführten Steuerkolben (10) versehen ist, wobei der Steuerkolben (10) einerseits von einer Feder (11) belastet ist und andererseits mit einer maschinenfest angeordneten Betätigungseinheit in Wirkungsverbindung steht, hohl ausgeführt ist, zumindest eine Wandöffnung (13) für einen Tankanschluss und je einen Außensteg (8, 9) in dem der Betätigungseinheit zugewandten Bereich und dem inneren Ende aufweist, die mit einer den Steuerkolben (10) umgebenden Steuerhülse (5) in Wirkverbindung stehen, und wobei die Steuerhülse (5) mittels einer Ölleithülse (6) in dem Zentralgehäuse (2) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Steuerkolben (10) zwischen den Außenstegen (8, 9) ein Zusatzsteg (12) vorgesehen ist und dass dem Zusatzsteg (12) benachbart die Wandöffnung(en) (13) angeordnet sind.
Steuerventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandöffnung(en) (13) im Steuerkolben (10) zwischen dem der Betätigungseinheit zugewandten Außensteg (8) und dem Zusatzsteg (12) angeordnet sind.
Steuerventil (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der/den Wandöffnung(en) (13) zugeordnet in der Steuerhülse (5) und der Ölleithülse (6) zumindest je eine Anschlussöffnung (7) vorgesehen sind.
Steuerventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der/den Anschlussöffnung(en) (7) zumindest eine Tankanschlussleitung (15) in Verbindung steht.
Steuerventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankanschlussleitung(en) (15) im rotierenden Versteller / Rotor (4) angeordnet sind.
Steuerventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungseinheit zugewandt am Steuerkolben (10) ein Zapfen (17) angebaut ist.
Steuerventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14) des Steuerkolbens (10) in Richtung zur Betätigungseinheit verlängert ist und eine Stützfläche für die Betätigungseinheit oder ein Element derselben aufweist.