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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil, insbesondere für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 60 2005 000 504 T2 ist ein Hydraulikventil bekannt, bei welchem ein Kolbenschieber für einen variablen Nockenwellenversteller einen Kolben, eine Mehrzahl von Rückschlagventilen und Kanäle von der Vorschubkammer und der Verzögerungskammer zu einer Öffnung in dem Kolbenschieber aufweist. Der Kolben, der mindestens zwei durch eine zentrale Stange voneinander getrennte Schieberkörper aufweist, ist innerhalb einer Bohrung in dem Rotor verschiebbar gelagert. Wenn sich der Kolben in der ersten Position befindet, strömt Hydraulikfluid von der Vorschubkammer durch den Kanal und die Öffnung zu der die zentrale Stange des Kolbenschiebers umgebenden Bohrung und durch ein Rückschlagventil und die Öffnung zu dem Kanal zur Verzögerungskammer. Wenn sich der Kolben in der zweiten Position befindet, strömt Hydraulikfluid aus der Verzögerungskammer durch den Kanal und die Öffnung zu der die zentrale Stange des Kolbenschiebers umgebenden Bohrung und durch ein Rückschlagventil und die Öffnung zu dem Kanal zur Vorschubkammer.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hydraulikventil zu schaffen, das in einer einfachen und kompakten Bauweise ein gutes Steuerungsverhalten eines Schwenkmotorverstellers ermöglicht.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle zu schaffen, der in einer einfachen und kompakten Bauweise ein gutes Steuerungsverhalten aufweist.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Hydraulikventil vorgeschlagen, insbesondere für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle, das eine Buchse mit einem in einer Bohrung entlang einer Längsrichtung verschiebbar angeordneten Kolben, einen Versorgungsanschluss zum Zuführen eines Hydraulikfluids, wenigstens einen ersten Arbeitsanschluss und einen zweiten Arbeitsanschluss, sowie wenigstens einen Tankabfluss zum Ableiten des Hydraulikfluids umfasst. Der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss sind durch ein Verschieben des Kolbens über wenigstens ein Rückschlagventil wechselweise miteinander und/oder mit dem Versorgungsanschluss und/oder mit dem wenigstens einen Tankabfluss verbindbar. Das wenigstens eine Rückschlagventil ist auf einer Außenseite des Kolbens angeordnet. Das Rückschlagventil umfasst ein bandartiges flexibles Element und gibt in einer geöffneten Position eine Verbindung zwischen einem Innenbereich des Kolbens und dessen Außenseite frei. Die Außenseite des Kolbens weist einen inneren Anschlag für das Rückschlagventil auf, so dass das Element durch einen im Innenbereich des Kolbens herrschenden Hydraulikdruck, insbesondere einen pulsartigen Hydraulikdruck, nach außen öffenbar ist.
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Pulsartige Hydraulikdrücke stellen zum einen Wechselmomente an dem hydraulischen Kolben dar, die sowohl zeitweilig einen positiven, veränderlichen Anteil als auch einen zeitweise negativen Anteil aufweisen. Demgegenüber sind schwellende Momente solche Momente, die sich zwar betragsmäßig verändern, jedoch über einen längeren Zeitraum von mehreren Millisekunden im gleichen Vorzeichenbereich der Momentenkennlinie verbleiben.
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Auf einen Kraftfahrzeughydraulikkreis eines Nockenwellenverstellers mit einem gegenläufigen Hydraulikkolben mit wenigstens zwei Hydraulikkammern wirkt ein äußeres Moment, das entweder wechselnd oder schwellend einwirkt. Der Hydraulikkreis führt durch, einer Hydraulikpumpe entnehmbare, unterschiedliche Druckbeaufschlagung der gegenläufigen Hydraulikkammern eine Positionsveränderung durch. Neben einer hydraulischen Weichenverstellung, vorzugsweise durch ein Ventil verkörpert, die die Druckbeaufschlagung auf das Hydraulikfluid auf den Kolben leitet, wird der negative Anteil des Wechselmoments genutzt, um den Hydraulikkolben in seiner Position zu verändern. Der schwellende Anteil des Moments wird hingegen durch weitere Mittel, wie zum Beispiel Rückschlagventile, ausgeblendet. Die selektive Nutzung von Momenten, insbesondere durch die Freigabe über Rückschlagventile, führt zu einer Linearisierung der Verstellgeschwindigkeit über der Drehzahl des Motors, während die fortdauernde Nutzung einer möglichst kleinen Hydraulikversorgung aus einer Pumpe zur Verstellung des Kolbens auch bei reinen Schwellanteilen des Moments die hohe Verstellgeschwindigkeit sicherstellt.
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Beispielsweise können jeweils hydraulische Verbindungswege von einer Kammer des einen Typs auf den Arbeitsanschluss für den anderen Kammertyp vorgesehen sein. Somit ergibt sich ein Hydraulikkreis mit einem Ventil. Das Ventil kann den Hydraulikdruck, da aus dem negativen Anteil des Wechselmoments auf dem einen Arbeitsanschluss für jeweils einen Kammertyp über wenigstens ein Rückschlagventil ausleitbar ist, auf den zweiten Arbeitsanschluss des jeweils anderen Kammertyps durchreichen. Es kann eine wechselweise Durchreichung erfolgen. Im Übrigen wird die Druckbeaufschlagung des druckbeaufschlagten Anschlusses zu dem zweiten Arbeitsanschluss weitergeleitet. Die wechselweise Durchreichung des hydraulischen Mediums ist sowohl von der einen Kammer als auch von der anderen Kammer auf die korrespondierende gegenläufige Kammer durchzuführen. Die Funktion der Rückschlagventile kann als Bypass bezeichnet werden, die nur den negativen Anteil der wechselnden Kraft vor dem Nockenwellenversteller wieder einspeisen. Ein geeigneter Ort der Wiedereinspeisung kann der Versorgungsanschluss des Nockenwellenverstellers darstellen. Das Rückschlagventil, bzw. wenn mehrere Rückschlagventile vorhanden sind, die Rückschlagventile, können dann so angeordnet sein, dass nur in Richtung auf die Druckseite des Nockenwellenverstellers eine Durchleitung des Hydraulikdrucks, der aus den Kammern des Kolbens stammt, ermöglicht wird.
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Das wenigstens eine Rückschlagventil des Hydraulikventils ist auf der Außenseite des Kolbens angeordnet, um einen möglichst kompakten Aufbau des Hydraulikventils zu ermöglichen. Insbesondere ist das Rückschlagventil als ein Band-Rückschlagventil ausgeführt, welches ein bandartiges flexibles Element, beispielsweise ein ringförmiges, sich überlappendes Band aus Federstahl, als schließendes Element des Rückschlagventils umfasst. Ein solches flexibles Band weist die notwendige Federspannung auf, um gegen hydraulischen Druck von innen einen Widerstand entgegenzusetzen, so dass das Band erst bei Überschreiten einer bestimmten Druckschwelle nachgibt, sich nach außen aufbiegen lässt und den Ventilquerschnitt öffnet. Die Druckschwelle kann dabei durch Auswahl des Materials sowie der Stärke des Materials eingestellt werden. Die Außenseite des Kolbens stellt einen inneren Anschlag für das Band dar, an dem das Band, solange der hydraulische Druck unter der Druckschwelle ist, anliegt und das Rückschlagventil so geschlossen ist. Bei Überschreiten der Druckschwelle hebt sich das Band von dem Anschlag nach außen ab, und öffnet den Ventilquerschnitt nach außen, so dass Hydraulikfluid von dem Innenbereich des Kolbens auf die Außenseite strömen kann.
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Dadurch, dass das Rückschlagventil durch den Hydraulikdruck der zu entleerenden Kammer des Nockenwellenverstellers nach außen geöffnet wird, wird der Hydraulikdruck in der zu befüllenden Kammer gehalten. Die zu befüllende Kammer ist so durch das Rückschlagventil abgeschottet und gegen ausströmendes Hydraulikfluid gesperrt. Das Rückschlagventil verhindert so eine Druckstossbewegung des Kolbens des Hydraulikventils.
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Durch diese Funktion eines Rückschlagventils im Innenbereich des Kolbens lässt sich eine bessere Regelgüte des Hydraulikventils mit einer besonders kompakten und kostengünstigen Bauweise des Hydraulikventils verknüpfen. Auch wird das Risiko, dass der Fluss des Hydraulikfluids durch das Rückschlagventil blockiert wird, gemindert. Ein solches Rückschlagventil mit einem bandartigen flexiblen Element öffnet schneller als vergleichbare Rückschlagventile und schließt langsamer. Das Hydraulikventil kann durch ein solches Rückschlagventil auftretende Momente durch pulsartigen Hydraulikdruck effektiv umsetzen und für die Funktion des angeschlossenen Nockenwellenverstellers nutzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dem ersten Arbeitsanschluss und dem zweiten Arbeitsanschluss jeweils ein Rückschlagventil auf der Außenseite des Kolbens zugeordnet sein. Auf diese Weise können durch Druckpulse sowohl auf dem ersten Arbeitsanschluss als auch auf dem zweiten Arbeitsanschluss jeweils zugeordnete Rückschlagventile nach außen geöffnet werden und so die Druckpulse auf den zweiten oder den ersten Arbeitsanschluss weitergeleitet werden, um die Funktion der Wechselmomente so günstig für die Verstellung des Nockenwellenverstellers auszunutzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine erste Arbeitsposition des Hydraulikventils vorgesehen sein, in welcher ein erster Fluidpfad des Hydraulikfluids von dem zweiten Arbeitsanschluss über das dem ersten Arbeitsanschluss zugeordneten Rückschlagventil zu dem ersten Arbeitsanschluss offen ist, und eine zweite Arbeitsposition vorgesehen sein, in welcher ein zweiter Fluidpfad des Hydraulikfluids von dem ersten Arbeitsanschluss über das dem zweiten Arbeitsanschluss zugeordneten Rückschlagventil zu dem zweiten Arbeitsanschluss offen ist. Dadurch kann in der ersten Arbeitsposition des Hydraulikventils der Hydraulikdruck direkt von dem zweiten Arbeitsanschluss auf den ersten Arbeitsanschluss durchgeleitet werden, während in der zweiten Arbeitsposition der Hydraulikdruck direkt von dem ersten Arbeitsanschluss auf den zweiten Arbeitsanschluss durchgereicht werden kann, was für ein schnelles Regelverhalten des Hydraulikventils vorteilhaft ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dem ersten Arbeitsanschluss und dem zweiten Arbeitsanschluss ein gemeinsames Rückschlagventil auf der Außenseite des Kolbens zugeordnet sein. Auf diese Weise kann durch Druckpulse sowohl auf dem ersten Arbeitsanschluss als auch auf dem zweiten Arbeitsanschluss das Rückschlagventil nach außen geöffnet werden und so die Druckpulse auf den zweiten oder den ersten Arbeitsanschluss weitergeleitet werden, um die Funktion der Wechselmomente so günstig für die Verstellung des Nockenwellenverstellers auszunutzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine erste Arbeitsposition des Hydraulikventils vorgesehen sein, in welcher ein erster Fluidpfad des Hydraulikfluids von dem zweiten Arbeitsanschluss über das gemeinsame Rückschlagventil zu dem ersten Arbeitsanschluss offen ist, und eine zweite Arbeitsposition vorgesehen sein, in welcher ein zweiter Fluidpfad des Hydraulikfluids von dem ersten Arbeitsanschluss über das gemeinsame Rückschlagventil zu dem zweiten Arbeitsanschluss offen ist. Dadurch kann in der ersten Arbeitsposition des Hydraulikventils der Hydraulikdruck direkt von dem zweiten Arbeitsanschluss auf den ersten Arbeitsanschluss durchgeleitet werden, während in der zweiten Arbeitsposition der Hydraulikdruck direkt von dem ersten Arbeitsanschluss auf den zweiten Arbeitsanschluss durchgereicht werden kann, was für ein schnelles Regelverhalten des Hydraulikventils vorteilhaft ist. Ermöglicht wird diese Ausgestaltung eines für die beiden Arbeitsanschlüsse gemeinsamen Rückschlagventils durch eine angepasste Ausbildung des Kolbens, bei der von drei für die hydraulische Versorgung der Arbeitsanschlüsse je nach Stellung des Kolbens vorgesehenen Bohrungspositionen statt wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel die beiden äußeren Bohrungspositionen mit Rückschlagventilen versehen sind, sondern die mittlere Bohrungsposition des Kolbens mit dem gemeinsamen Rückschlagventil versehen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine dritte, sogenannte Mittenposition des Hydraulikventils vorgesehen sein, in welcher der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss unabhängig von den Rückschlagventilen geschlossen sind und nicht mit den Rückschlagventilen verbunden sind. In dieser Mittenposition sind damit die Rückschlagventile und die Kammern eines angeschlossenen Nockenwellenverstellers verschlossen und gegeneinander abgeschottet. Diese dritte Position entspricht so einer Kontrollstellung oder Mittelstellung des Hydraulikventils.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das bandartige flexible Element in einer auf der Außenseite des Kolbens umlaufenden Nut angeordnet sein. Dadurch ist das bandartige flexible Element gegen Verschieben in Längsrichtung gesichert sein. Das bandartige flexible Element wird so axial in einer Position gehalten und kann sich durch den angreifenden Hydraulikdruck lediglich in radialer Richtung bewegen, um das Rückschlagventil nach außen zu öffnen oder durch Wiederanlegen an der Außenseite des Kolbens zu schließen. So ist das Rückschlagventil als Ganzes auf der Außenseite des Kolbens fixiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Fluidpfad des Hydraulikfluids von dem Innenbereich des Kolbens zu dem wenigstens einen Rückschlagventil über Bohrungen im Kolben vorgesehen sein. Das Hydraulikfluid kann über die Bohrungen in der Wandung des Kolbens auf das bandartige flexible Element des Rückschlagventils drücken und so das Rückschlagventil nach außen öffnen. Auf diese Weise kann das Band an dem Anschlag auf der Außenseite des Kolbens anliegen und wird nur durch Hydraulikdruck von innen nach außen gedrückt und dadurch geöffnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann an dem Versorgungsanschluss innerhalb des Kolbens ein weiteres Rückschlagventil mit einem bandartigen flexiblen Element vorgesehen sein, wobei das weitere Rückschlagventil durch einen an dem Versorgungsanschluss herrschenden Hydraulikdruck nach innen öffenbar ist. Ein solches Rückschlagventil an dem Versorgungsanschluss kann dafür sorgen, dass der Versorgungsdruck des Hydraulikfluids konstant gehalten wird und eventuelle Druckstöße von den Arbeitsanschlüssen nicht auf den Versorgungsanschluss durchschlagen, sondern höchstens einen Abfluss des Hydraulikfluids in den Tankabfluss bewirken können.
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Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle, welcher ein Hydraulikventil umfasst, wobei ein erster Arbeitsanschluss mit einer ersten Druckkammer des Schwenkmotorverstellers verbunden ist und ein zweiter Arbeitsanschluss mit einer zweiten Druckkammer des Schwenkmotorverstellers verbunden ist. Der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss sind durch ein Verschieben des Kolbens über wenigstens ein Rückschlagventil wechselweise miteinander und/oder mit dem Versorgungsanschluss und/oder mit dem wenigstens einen Tankabfluss verbindbar. Das wenigstens eine Rückschlagventil ist auf einer Außenseite des Kolbens angeordnet. Das Rückschlagventil umfasst ein bandartiges flexibles Element und gibt in einer geöffneten Position eine Verbindung zwischen einem Innenbereich des Kolbens und dessen Außenseite frei, wobei die Außenseite des Kolbens einen inneren Anschlag für das Rückschlagventil aufweist, so dass das Element durch einen im Innenbereich des Kolbens herrschenden Hydraulikdruck, insbesondere einen pulsartigen Hydraulikdruck, nach außen öffenbar ist.
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Das Hydraulikventil soll insbesondere bei dem schwenkmotorartigen Nockenwellenversteller die Momentenschwankungen, die sowohl als Wechselmomente als auch als schwellende Momente auftreten können, mit dem Hydraulikdruck aus dem Versorgungsanschluss durchreichen. Arbeitsanschlüsse, die auf die Kammern des Hydraulikkolbens führen, werden je nach Schaltstellung des Hydraulikkolbens innerhalb des Ventils wechselweise durchgeschaltet bzw. unterbrochen. Ohne Momentenschwankungen leitet das Ventil den Hydraulikdruck zeitweilig in eine der Kammern des Schwenkmotorverstellers. In dem Hydraulikkreis entsteht ein weiterer Hydraulikdruck, der aus dem negativen Anteil des Wechselmoments stammt. Der Hydraulikdruck, der aus dem negativen Anteil des Wechselmoments herrührt, ist immer wenigstens über ein Rückschlagventil ausleitbar. Der ausgeleitete Druck wird auf den zweiten Arbeitsanschluss durchgereicht. Der beschriebene Zustand ist ein Sonderzustand, weil die meiste Zeit die Druckbeaufschlagung, die vom Versorgungsanschluss stammt, zu dem entsprechenden Arbeitsanschluss weitergeleitet wird. Es findet eine weitergehende Nutzung von Drücken innerhalb des Hydraulikkreises über den Dauerdruck hinaus statt. Die sich aus dem Rückschlagventil ergebende Bypassleitung nützt das negative Moment, während die Standardverstellung durch die gewählte Standardposition des Hydraulikkolbens sichergestellt wird. Neben einer vorteilhaften energetischen Nutzung von zusätzlichen Druckressourcen wird durch diese Rückkoppelung die Regelgüte und sogar die Verstellgeschwindigkeit vergleichmäßigt oder verbessert.
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Insbesondere für das Durchreichen des negativen Anteils des Wechselmoments werden zwei Rückschlagventile verwendet. Die Rückschlagventile sind so angeordnet, dass sie einen Hydraulikmittelfluss von dem Versorgungsanschluss auf den Arbeitsanschluss verhindern, wenn der sich aus dem Betrag des negativen Anteils des Wechselmoments ergebende Druck absolut den Druck des Versorgungsanschlusses übersteigt. Die Ventile funktionieren sozusagen als Richtungsdrosseln.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
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1 ein Hydraulikventil zur Verstellung eines Schwenkmotorverstellers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Arbeitsposition, dargestellt in einem Längsschnitt;
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2 das Hydraulikventil gemäß 1 in einer Mittenposition;
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3 das Hydraulikventil gemäß 1 in einer zweiten Arbeitsposition;
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4 ein Hydraulikventil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einzigen Rückschlagventil; und
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5 einen Schwenkmotorversteller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Querschnitt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt ein Hydraulikventil 12 zur Verstellung eines Schwenkmotorverstellers 14 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer ersten Arbeitsposition 54, dargestellt in einem Längsschnitt. Das Hydraulikventil 12 umfasst eine Buchse 15 mit einem in einer Bohrung 42 entlang einer Längsrichtung L verschiebbar angeordneten Kolben 44. Der Kolben 44 ist mit einer Schraubendruckfeder 24 an der Buchse 15 abgestützt.
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Die Buchse 15 weist einen Versorgungsanschluss 30 zum Zuführen eines Hydraulikfluids, einen ersten Arbeitsanschluss 34 und einen zweiten Arbeitsanschluss 36, sowie zwei Tankabflüsse 38, 40 zum Ableiten des Hydraulikfluids auf. Der erste Arbeitsanschluss 34 und der zweite Arbeitsanschluss 36 sind durch ein Verschieben des Kolbens 44 über wenigstens ein Rückschlagventil 46, 48 wechselweise miteinander und/oder mit dem Versorgungsanschluss 30 und/oder mit dem wenigstens einen Tankabfluss 38, 40 verbindbar. Die beiden Rückschlagventile 46, 48 sind auf der Außenseite 66 des Kolbens 44 angeordnet. Die Rückschlagventile 46, 48 umfassen ein bandartiges flexibles Element 80, welches in einer geöffneten Position eine Verbindung zwischen dem Innenbereich 64 des Kolbens 44 und dessen Außenseite 66 freigibt. Die Außenseite 66 des Kolbens 44 weist einen inneren Anschlag für die Rückschlagventile 46, 48 auf, so dass das Element 80 durch einen im Innenbereich 64 des Kolbens 44 herrschenden Hydraulikdruck, insbesondere einen pulsartigen Hydraulikdruck, nach außen öffenbar ist. Dem ersten Arbeitsanschluss 34 und dem zweiten Arbeitsanschluss 36 ist jeweils ein Rückschlagventil 46, 48 auf der Außenseite 66 des Kolbens 44 zugeordnet. An dem Versorgungsanschluss 30 ist innerhalb des Kolbens 44 ein weiteres Rückschlagventil 32 mit einem bandartigen flexiblen Element 94 vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 32 ist durch einen an dem Versorgungsanschluss 30 herrschenden Hydraulikdruck nach innen öffenbar. Das bandartige flexible Element 94 liegt bei diesem Rückschlagventil 32 im drucklosen Zustand, in dem das Rückschlagventil 32 geschlossen ist, an der Innenwandung 20 der Buchse 15 an.
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Das bandartige flexible Element 80 der Rückschlagventile 46, 48 ist jeweils in einer auf der Außenseite 66 des Kolbens 44 umlaufenden Nut 68 angeordnet. Das bandartige flexible Element 80 ist so axial fixiert und kann sich nur radial bewegen. Ein Fluidpfad 52, 72 des Hydraulikfluids ist von dem Innenbereich 64 des Kolbens 44 zu dem Rückschlagventil 46, 48 über Bohrungen 60 im Kolben 44 vorgesehen. Das Hydraulikfluid kann von dem Innenbereich 64 über die Bohrungen 60 von innen auf das bandartige flexible Element 80 drücken und so das Rückschlagventil 46, 48 öffnen.
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In 1 ist das Hydraulikventil 12 in einer ersten Arbeitsposition 54 dargestellt, in welcher ein erster Fluidpfad 52 des Hydraulikfluids von dem zweiten Arbeitsanschluss 36 über das dem ersten Arbeitsanschluss 34 zugeordnete Rückschlagventil 46 zu dem ersten Arbeitsanschluss 34 offen ist. Das Rückschlagventil 46 kann durch den im Innenbereich 64 des Kolbens 44 anstehenden Hydraulikdruck geöffnet werden. In der Zeichnung von 1 ist das Rückschlagventil 46 selbst jedoch in geschlossenem Zustand mit anliegendem bandartigem flexiblem Element 80 dargestellt. Auch der Fluidpfad 74 vom Versorgungsanschluss 30 über den Innenbereich 64 des Kolbens 44 zu dem ersten Arbeitsanschluss 34 ist offen.
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2 zeigt das Hydraulikventil 12 gemäß 1 in einer Mittenposition 57, in welcher der erste Arbeitsanschluss 34 und der zweite Arbeitsanschluss 36 unabhängig von den Rückschlagventilen 46, 48 geschlossen sind. Beide Arbeitsanschlüsse 34, 36 sind durch den Steuerkolben 44 geschlossen, so dass dadurch auch keine Verbindung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen 34, 36 und den Rückschlagventilen 46, 48 besteht.
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In 3 ist das Hydraulikventil 12 gemäß 1 in einer zweiten Arbeitsposition 56 dargestellt, in welcher ein zweiter Fluidpfad 72 des Hydraulikfluids von dem ersten Arbeitsanschluss 34 über das dem zweiten Arbeitsanschluss 36 zugeordnete Rückschlagventil 48 zu dem zweiten Arbeitsanschluss 36 offen ist. Das Rückschlagventil 48 kann durch den den im Innenbereich 64 des Kolbens 44 anstehenden Hydraulikdruck geöffnet werden. In der Zeichnung von 3 ist das Rückschlagventil 48 selbst jedoch in geschlossenem Zustand mit anliegendem bandartigem flexiblem Element 80 dargestellt. Auch der Fluidpfad 74 vom Versorgungsanschluss 30 über den Innenbereich 64 des Kolbens 44 zu dem zweiten Arbeitsanschluss 34 ist offen.
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4 zeigt ein Hydraulikventil 12 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einzigen Rückschlagventil 46, dargestellt in einem Längsschnitt. Bei diesem Hydraulikventil 12 ist ein gemeinsames Rückschlagventil 46 eingesetzt, welches wahlweise dem ersten oder dem zweiten Arbeitsanschluss 34, 36 zugeordnet werden kann und somit in der ersten Arbeitsposition 54 als auch in der zweiten Arbeitsposition 56 aktiv sein kann. Dabei ist die erste Arbeitsposition 54 des Hydraulikventils so vorgesehen, dass der erste Fluidpfad 52 des Hydraulikfluids von dem zweiten Arbeitsanschluss 36 über das gemeinsame Rückschlagventil 46 zu dem ersten Arbeitsanschluss 34 offen ist, und eine zweite Arbeitsposition 56 ist so vorgesehen, dass der zweite Fluidpfad 72 des Hydraulikfluids von dem ersten Arbeitsanschluss 34 über das gemeinsame Rückschlagventil 46 zu dem zweiten Arbeitsanschluss 36 offen ist. In 4 ist das Hydraulikventil 12 in der zweiten Arbeitsposition 56 dargestellt, in der ein Druckpuls von dem ersten Arbeitsanschluss 34 über das Rückschlagventil 46 auf den zweiten Arbeitsanschluss 36 geleitet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kolben 44 so ausgebildet, dass von drei für die hydraulische Versorgung der Arbeitsanschlüsse 34, 36 je nach Stellung des Kolbens 44 vorgesehenen Bohrungspositionen 76, 77, 78 statt wie bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden äußeren Bohrungspositionen 76, 78 mit Rückschlagventilen 46, 48 versehen sind, sondern die mittlere Bohrungsposition 77 des Kolbens 44 mit dem gemeinsamen Rückschlagventil 46 versehen ist.
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5 zeigt einen Schwenkmotorversteller 14 einer Nockenwelle 18 in einem Querschnitt. Der Schwenkmotorversteller 14 ist zum Zusammenwirken mit einem beispielsweise in den 1 bis 3 dargestellten Hydraulikventil 12 vorgesehen, wobei ein erster Arbeitsanschluss 34 mit einer ersten Druckkammer 9 des Schwenkmotorverstellers 14 verbunden ist und ein zweiter Arbeitsanschluss 36 mit einer zweiten Druckkammer 10 des Schwenkmotorverstellers 14 verbunden ist. Dabei sind der erste Arbeitsanschluss 34 und der zweite Arbeitsanschluss 36 durch ein Verschieben des Kolbens 44 über wenigstens ein Rückschlagventil 46, 48, wie es beispielsweise in den 1 bis 3 dargestellt ist, wechselweise miteinander und/oder mit dem Versorgungsanschluss 30 und/oder mit dem wenigstens einen Tankabfluss 38, 40 verbindbar. Das wenigstens eine Rückschlagventil 46, 48 ist auf einer Außenseite 66 des Kolbens 44 angeordnet. Das Rückschlagventil 46, 48 umfasst ein bandartiges flexibles Element 80 und gibt in einer geöffneten Position eine Verbindung zwischen dem Innenbereich 64 des Kolbens 44 und dessen Außenseite 66 frei, wobei die Außenseite 66 des Kolbens 44 einen inneren Anschlag für das Rückschlagventil 46, 48 aufweist, so dass das Element 80 durch einen im Innenbereich 64 des Kolbens 44 herrschenden Hydraulikdruck, insbesondere einen pulsartigen Hydraulikdruck, nach außen öffenbar ist.
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Mit einem Schwenkmotorversteller 14 gemäß 5 wird während des Betriebes eines Verbrennungsmotors die Winkellage an der Nockenwelle 18 gegenüber einem Antriebsrad 2 stufenlos verändert. Durch Verdrehen der Nockenwelle 18 werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung. bringt. Der Schwenkmotorversteller 14 weist einen zylindrischen Stator 1 auf, der drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Antriebsrad 2 ein Kettenrad, über das eine nicht näher dargestellte Kette geführt ist. Das Antriebsrad 2 kann aber auch ein Zahnriemenrad sein, über das ein Antriebsriemen als Antriebselement geführt ist. Über dieses Antriebselement und das Antriebsrad 2 ist der Stator 1 mit der Kurbelwelle antriebsverbunden.
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Der Stator 1 umfasst einen zylindrischen Statorgrundkörper 3, an dessen Innenseite radial nach innen in gleichen Abständen Stege 4 abstehen. Zwischen benachbarten Stegen 4 werden Zwischenräume 5 gebildet, in die, über ein beispielsweise in 1 näher dargestelltes Hydraulikventil 12 gesteuert, Hydraulikfluid eingebracht wird. Das Hydraulikventil 12 ist dabei als dezentrales Ventil ausgeführt, kann aber auch in einer Ausgestaltung als Zentralventil ausgeführt sein. Zwischen benachbarten Stegen 4 ragen Flügel 6, die radial nach außen von einer zylindrischen Rotornabe 7 eines Rotors 8 abstehen. Diese Flügel 6 unterteilen die Zwischenräume 5 zwischen den Stegen 4 jeweils in zwei Druckkammern 9 und 10.
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Die Stege 4 liegen mit ihren Stirnseiten dichtend an der Außenmantelfläche der Rotornabe 7 an. Die Flügel 6 ihrerseits liegen mit ihren Stirnseiten dichtend an der zylindrischen Innenwand des Statorgrundkörpers 3 an.
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Der Rotor 8 ist drehfest mit der Nockenwelle 18 verbunden. Um die Winkellage zwischen der Nockenwelle 18 und dem Antriebsrad 2 zu verändern, wird der Rotor 8 relativ zum Stator 1 gedreht. Hierzu wird je nach gewünschter Drehrichtung das Hydraulikfluid in den Druckkammern 9 oder 10 unter Druck gesetzt, während die jeweils anderen Druckkammern 10 oder 9 zum Tank des Hydraulikfluids hin entlastet werden. Um den Rotor 8 gegenüber dem Stator 1 entgegen dem Uhrzeigersinn in die dargestellte Stellung zu verschwenken, wird vom Hydraulikventil 12 ein ringförmiger erster Rotorkanal in der Rotornabe 7 unter Druck gesetzt. Von diesem ersten Rotorkanal führen dann weitere Kanäle 11 in die Druckkammern 10. Dieser erste Rotorkanal ist dem ersten Arbeitsanschluss 34 zugeordnet. Um den Rotor 8 hingegen im Uhrzeigersinn zu verschwenken, wird vom Hydraulikventil 12 ein zweiter ringförmiger Rotorkanal in der Rotornabe 7 unter Druck gesetzt. Dieser zweite Rotorkanal ist dem zweiten Arbeitsanschluss 36 zugeordnet. Diese beiden Rotorkanäle sind bezüglich einer Zentralachse 22 axial beabstandet zueinander angeordnet.
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Der Schwenkmotorverstellers 14 ist auf die als Hohlrohr 16 ausgeführte gebaute Nockenwelle 18 aufgesetzt. Dazu ist der Rotor 8 auf die Nockenwelle 18 gesteckt. Der Schwenkmotorversteller 14 ist mittels des in 2 ersichtlichen Hydraulikventils 12 schwenkbar.
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Der Schwenkmotorversteller 14 einer Nockenwelle 18 umfasst erfindungsgemäß ein Hydraulikventil 10, wobei ein erster Arbeitsanschluss 34 mit der ersten Druckkammer 9 des Schwenkmotorverstellers 14 verbunden ist und ein zweiter Arbeitsanschluss 36 mit der zweiten Druckkammer 10 des Schwenkmotorverstellers 14 verbunden ist. Dabei steuert das Hydraulikventil 12 abhängig von einer Druckdifferenz des Hydraulikfluids in einem Versorgungsanschluss 30 und an dem ersten Arbeitsanschluss 34 einen Fluidpfad 52 von dem ersten Arbeitsanschluss 34 zu einem zweiten Tankabfluss 40.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602005000504 T2 [0002]
