DE102016125184B4 - Steuerventil für einen Nockenwellenversteller und Nockenwellenversteller - Google Patents

Steuerventil für einen Nockenwellenversteller und Nockenwellenversteller Download PDF

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Abstract

Steuerventil (1) für einen Nockenwellenversteller mit einer Kolbenaufnahme (13), die eine Versorgungsöffnung A, eine Versorgungsöffnung B und eine Versorgungsöffnung C aufweist, sowie mit einem in der Kolbenaufnahme (13) angeordneten Kolben (4), der einen mit einem Ablauf T in fluidleitender Verbindung stehenden Kolbenhohlraum (27) und am Außenumfang eine umlaufende Ringnut (23) aufweist, wobei die Versorgungsöffnung B in einer Ablaufposition des Kolbens (4) in die umlaufende Ringnut (23) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerkanal (26) in der Ablaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut 23) und einer axial zu der umlaufenden Ringnut (23) versetzten Öffnung (30) des Kolbenhohlraums (27) herstellt und dass- die Kolbenaufnahme (13) eine Zulauföffnung P aufweist, wobei der Kolben (4) am Außenumfang eine zweite umlaufende Ringnut (24) aufweist- die Zulauföffnung P in einer Zulaufposition des Kolbens (4) in die zweite umlaufende Ringnut (24) mündet und- der Steuerkanal (26) in der Zulaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut (23) und der zweiten umlaufenden Ringnut (24) herstellt.

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Proportional-Wegeventile, die als Steuerventil insbesondere zu der Steuerung sogenannter Nockenwellenversteller eingesetzt werden können. Nockenwellenversteller dienen der Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, indem der Ladungswechsel gezielt beeinflusst wird: Eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle ändert deren Position in Relation zur Phasenlage der Kurbelwelle; somit lassen sich die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile zu einem früheren bzw. späteren Zeitpunkt des durchlaufenen Kreisprozesses verschieben. Steuerventile verfügen über mehrere Schaltpositionen, mittels derer der Verlauf eines Druckmittpfades zwischen einem Zu- und Ablauf eingestellt werden kann - der Druckmittelstrom übt auf den Nockenwellenversteller eine Kraft aus, die von der Schaltposition abhängig ist und eine Verstellung in eine bestimmte Lage bewirkt.
  • Die DE 10 2012 201 567 A1 zeigt ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit einem als Zentralschraube gestalteten Steuerventilgehäuse, das einen Schraubenschaft, einen rohrförmigen Abschnitt und einen Schraubenkopf aufweist, sowie mit einem innerhalb eines Ventilgehäuses verschiebbar geführten hohlzylindrischen Steuerkolben. Innerhalb des Kolbenhohlraumes ist ein eine erste Druckmittelleitung in Zulaufrichtung freigebendes, hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil mit einem eine Dichtfläche aufweisenden Schließteil angeordnet, durch das die Zulauföffnung in Rücklaufrichtung verschließbar ist. Das Druckmittel gelangt über den Zulaufanschluss und einen axial am Ventilgehäuse gebildeten Kanal zu einem der Versorgungsanschlüsse A oder B, die Arbeitskammern eines hydraulischen Nockenwellenverstellers mit Druckmittel versorgen.
  • Die DE 10 2012 201 573 A1 zeigt ein Steuerventil mit einer Kolbenaufnahme, die eine Versorgungsöffnung A, eine Versorgungsöffnung B und eine Versorgungsöffnung C aufweist. In der Kolbenaufnahme ist ein Steuerkolben angeordnet, dessen Kolbenhohlraum mit einem Ablaufanschluss T in Verbindung steht. Der Steuerkolben weist am Außenumfang eine umlaufende Ringnut auf, wobei die Versorgungsöffnung B in einer Ablaufposition in die umlaufende Ringnut mündet.
  • Die EP 2 693 004 A1 zeigt ein weiteres Steuerventil mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse geführten Steuerkolben. In einer Ablaufposition sind alle Versorgungsöffnungen mit dem Ablauf verbunden, um eine Verriegelungsposition zu erreichen.
  • Der Ablauf des Druckmittels aus den versorgten Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers erfolgt ebenfalls zunächst über die Versorgungsanschlüsse A und B in jeweils eine am Steuerkolben gebildete erste und zweite Steuernut. Der Ablauf erfolgt entweder direkt über die erste Steuernut oder indirekt über die zweite Steuernut, den Kolbenhohlraum und die erste Steuernut. Mit dem über den Ablaufanschluss ablaufenden Druckmittel wird ein Volumenspeicher gespeist, der in dem Nockenwellenversteller integriert angeordnet ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil und einen Nockenwellenversteller mit einem solchen Steuerventil zu verbessern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit einer Kolbenaufnahme, die eine Versorgungsöffnung A, eine Versorgungsöffnung B und eine Versorgungsöffnung C aufweist, sowie mit einem in der Kolbenaufnahme angeordneten Kolben, der einen mit einem Ablauf in fluidleitender Verbindung stehenden Kolbenhohlraum und am Außenumfang eine umlaufende Ringnut aufweist, wobei die Versorgungsöffnung B in einer Ablaufposition des Kolbens in die umlaufende Ringnut mündet. Ein Steuerkanal stellt in der Ablaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut und einer axial zu der umlaufenden Ringnut versetzten Öffnung des Kolbenhohlraums her.
  • Auf vorteilhafte Weise kann somit - unabhängig von der axialen Anordnung der umlaufenden Ringnut am Kolben - eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut und der Öffnung des Kolbenhohlraums hergestellt werden. Da die Versorgungsöffnung B in die umlaufende Ringnut mündet und der Kolbenhohlraum in fluidleitender Verbindung mit dem Ablauf steht, kann über den Steuerkanal eine fluidleitende Verbindung zwischen der Versorgungsöffnung B und dem Ablauf herstellen.
  • Die Kolbenaufnahme weist eine Zulauföffnung P auf, wobei der Kolben am Außenumfang eine zweite umlaufende Ringnut aufweist. Der Kolben weist also neben der bereits eingeführten umlaufenden Ringnut - die erste umlaufende Ringnut - eine zweite umlaufende Ringnut auf, die axial versetzt zu der ersten umlaufenden Ringnut angeordnet ist. Der Kolben kann insbesondere derart axial verlagerbar sein, dass die Zulauföffnung der Kolbenaufnahme in vorbestimmten Schaltpositionen in die zweite umlaufende Ringnut mündet.
  • Die Zulauföffnung P mündet in einer Zulaufposition des Kolbens in die zweite umlaufende Ringnut, wobei der Steuerkanal in der Zulaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der (ersten) umlaufenden Ringnut und der zweiten umlaufenden Ringnut herstellt. Die erste) Zulaufposition zeichnet sich dadurch aus, dass ein Hydraulikmittelpfad vom Zulauf, beispielsweise der allgemeine Hydraulikmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors, über die Zulauföffnung in die zweite umlaufende Ringnut verläuft.
  • Der Steuerkanal kann insbesondere getrennt von dem Kolbenhohlraum angeordnet sein. Der Steuerkanal kann ferner an der Öffnung des Kolbenhohlraums in den Kolbenholraum münden. Die Öffnung des Kolbenhohlraums kann insbesondere auf der dem Ablauf abgewandten Stirnseite des Kolbens angeordnet sein, wobei sich der Ablauf auf der der das Steuerventil als Zentralventil aufnehmenden Nockenwelle abgewandten Seite befindet. Eine Bohrung am Grund der umlaufenden Ringnut ist daher nicht erforderlich, um eine Verbindung zum Ablauf herstellen zu können. Somit kann die umlaufende Ringnut in weiteren Schaltpositionen für andere Zwecke, z.B. für den Zulauf genutzt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform stehen in der Ablaufposition die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung C mit dem Kolbenhohlraum in fluidleitender Verbindung. Auf vorteilhafte Weise kann somit ein Steuerventil bereitgestellt werden, das in der Ablaufposition die Versorgungsöffnungen A, B und C mit dem Ablauf in fluidleitende Verbindung bringt. Die Versorgungsöffnungen können beispielsweise direkt in einen Hohlraum der Kolbenaufnahme münden. Insbesondere kann das Steuerventil gegen die Kraft einer Feder mit einer Stellkraft beaufschlagt werden, beispielsweise mithilfe einer elektromagnetischen Stellvorrichtung, wobei die Ablaufposition die unbetätigte Schaltposition des Steuerventils ist: Der Kolben liegt federbelastet an einem Axialanschlag an. Somit ist die Ablaufposition als Failsafe-Position nutzbar.
  • Der Steuerkanal, der die (erste) umlaufende Ringnut und die zweite umlaufende Ringnut hydraulisch verbindet, vereinfacht die zulaufseitige Versorgung des Steuerventils. Die zulaufseitige Versorgung der (ersten) umlaufenden Ringnut erfolgt mittelbar über die Zulauföffnung der Kolbenaufnahme, über die zweite umlaufende Ringnut und schließlich über den Steuerkanal. Insbesondere ist ein Zulauf, der parallel zu dem Zulauf über die Zulauföffnung verläuft, entbehrlich, weil die Versorgung der ersten und der zweiten umlaufenden Ringnut ausschließlich über die Zulauföffnung erfolgt.
  • In einer Weiterentwicklung mündet in der (ersten) Zulaufposition die Versorgungsöffnung C in den zweiten umlaufenden Ringkanal. Es besteht somit eine fluidleitende Verbindung zwischen der Zulauföffnung, der Versorgungsöffnung C und der Versorgungsöffnung B. Die Versorgungsöffnung A kann hingegen von dem Zulauf getrennt angeordnet sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform münden die Zulauföffnung P, die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung C in einer zweiten Zulaufposition des Kolbens in die zweite umlaufende Ringnut. Die Versorgungsöffnung B kann hingegen von dem Zulauf getrennt sein, indem keine fluidleitende Verbindung zwischen der zweiten umlaufenden Ringnut und der (ersten) umlaufenden Ringnut besteht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Kolben am Außenumfang einen ersten und einen zweiten umlaufenden Steuersteg auf, wobei in einer dritten Zulaufposition des Kolbens die Zulauföffnung P und die Versorgungsöffnung C in die zweite umlaufende Ringnut münden und wobei die Versorgungsöffnung A mittels des ersten Steuerstegs und die Versorgungsöffnung B mittels des zweiten Steuerstegs verschlossen sind. Der erste und der zweite Steuersteg überdecken somit jeweils eine der Versorgungsöffnungen A und B. Auf unaufwendige Weise können somit die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung B von der Zulauföffnung P, also dem Zulauf, getrennt werden. Nicht erforderlich ist hingegen, eine Unterbrechung der über den Steuerkanal hergestellten fluidleitenden Verbindung zwischen der (ersten) umlaufenden Steuernut und der zweiten umlaufenden Steuernut sicherzustellen.
  • Der erste und der zweite umlaufende Steuersteg sind in einer Ausführungsform am Außenumfang des Kolbens angeordnet, wobei der erste umlaufende Steuersteg und der zweite umlaufende Steuersteg einen mittleren umlaufenden Steuersteg einschlie-ßen. Der erste umlaufende Steuersteg schließt mit dem mittleren umlaufenden Steuersteg die (erste) umlaufende Ringnut ein; der mittlere umlaufende Steuersteg schließt mit dem zweiten umlaufenden Steuersteg die zweite umlaufende Ringnut ein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kolbenaufnahme eine erste Steueröffnung und eine zweite Steueröffnung auf, wobei der Steuerkanal sich in axialer Richtung zwischen der ersten Steueröffnung und der zweiten Steueröffnung erstreckt und wobei in der Ablaufposition des Kolbens die erste Steueröffnung in den umlaufenden Ringkanal mündet und die zweite Steueröffnung mit dem Kolbenhohlraum in fluidleitender Verbindung steht. Somit lässt sich konstruktiv unaufwendig eine fluidleitende Verbindung zwischen der (ersten) umlaufenden Ringnut und dem Ablauf herstellen, wobei der Hydraulikmittelpfad über den Kolbenhohlraum verläuft.
  • Als besonders vorteilhaft erweist sich der derart gestaltete Steuerkanal in Zusammenschau mit der Funktionalität der (ersten) umlaufenden Ringnut. In Abhängigkeit von der Schaltstellung kann die (erste) umlaufende Ringnut zum einen für den Zulauf und zum anderen für den Ablauf genutzt werden, wodurch insbesondere eine parallel verlaufende Verbindung der Versorgungsöffnung A, der Versorgungsöffnung B und der Versorgungsöffnung C mit dem Ablauf ermöglicht wird. Ein derart verwirklichter Ablauf ist vorteilhaft hinsichtlich des erforderlichen Bauraums.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Kolbenaufnahme eine in ein Ventilgehäuse eingesetzte Hülse mit einer Kunststoffumspritzung, wobei der Steuerkanal mithilfe der Kunststoffumspritzung zwischen der Hülse und dem Ventilgehäuse gebildet ist. Auf diese Weise lässt sich konstruktiv unaufwendig und kostengünstig ein Steuerkanal der vorgeschlagenen Art verwirklichen.
  • Die Aufgabe wird darüber hinaus gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit einem Stator und einem Rotor, wobei Stator und Rotor eine mit Hydraulikmittel befüllbare Druckkammer einschließen, die zwei durch einen Flügel getrennte Arbeitskammern A und B aufweist, sowie mit einer hydraulisch steuerbaren Verriegelungsvorrichtung, wobei mithilfe der Verriegelungsvorrichtung die relative Position des Flügels festlegbar ist, und mit einem Steuerventil nach einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Ablauf in fluidleitende Verbindung mit zumindest einer Arbeitskammer gebracht werden kann.
  • Nockenwellenversteller in der Bauweise eines Flügelzellenverstellers beinhalten als wesentliche Elemente einen Stator und einen Rotor. Der Stator kann drehfest mit einem Antriebsrad verbunden und über einen Zugmitteltrieb von der Kurbelwelle angetrieben werden. Der Rotor bildet das Abtriebselement. Rotor und Stator schließen eine Druckkammer ein, die mittels eines am Rotor gebildeten Flügels in Arbeitskammern A und B unterteilt ist. Die Arbeitskammern A und B können mit den Versorgungsanschlüssen A und B eines Steuerventils in Verbindung gebracht werden: Eine Druckbeaufschlagung mit Druckmittel führt zu einer relativen Drehung des Rotors gegenüber dem Stator. Mithilfe einer Verriegelungsvorrichtung kann eine relative Drehung des Rotors gegenüber dem Stator unterbunden werden. Insbesondere kann ein Verriegelungspin eine formschlüssige Verbindung zwischen Rotor und Stator herstellen. Die Entriegelung kann mithilfe einer Beaufschlagung mit Hydraulikmitteldruck erfolgen, wobei ein Hydraulikmittelpfad zwischen dem Zulauf, der Versorgungsöffnung C des Steuerventils und einer Betätigungsfläche der Verriegelungsvorrichtung verläuft.
  • In den Nockenwellenversteller oder in einem Bereich zwischen Nockenwellenversteller und Steuerventil kann ein Volumenspeicher angeordnet sein, der über den Ablauf insbesondere mithilfe eines stirnseitig angeordneten Hydraulikmittelleitblechs gespeist wird. Tritt in einer der Arbeitskammern ein Unterdruck auf, kann Druckmittel von dem Volumenspeicher über Rückschlagventile in die Arbeitskammer gelangen und den Unterdruck ausgleichen. Der Volumenspeicher kann einen weiteren Ablaufanschluss zu einem Reservoir (Tank) enthalten.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird. Funktionsgleiche Elemente der erläuterten Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • 1 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils in der Ablaufposition;
    • 2 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 in einer weiteren Schaltposition;
    • 3 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 in der ersten Zulaufposition;
    • 4 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 in der zweiten Zulaufposition;
    • 5 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 in der dritten Zulaufposition;
    • 6 Zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 mit einer Veranschaulichung des Steuerkanals;
    • 7 zeigt einen Rotor und einen Stator eines Nockenwellenverstellers.
  • In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuerventils 1 im Längsschnitt gezeigt. Das Steuerventil 1 besteht aus einer Zentralschraube als Ventilgehäuse 3 und einem hohlzylindrischen Kolben 4, der axialbeweglich in einem entsprechenden Hohlraum 2 des Ventilgehäuses 3 geführt ist. Der Verstellbereich des Kolbens 4 ist axial begrenzt, durch einen Sicherungsring 5 am ersten Ende 6 und durch ein Abschlusselement 7 am zweiten Ende 8. Das Ventilgehäuse 3 kann von einem Hohlraum einer Nockenwelle aufgenommen werden und der Steuerung eines Nockenwellenverstellers dienen. Ein Flansch 9 dient gemeinsam mit einem Außengewinde 10 der Verbindung des Steuerventils 1 mit der Nockenwelle.
  • Das Ventilgehäuse 3 weist an seinem Außenumfang drei Anschlüsse auf: Die Anschlüsse bilden den Versorgungsanschluss 11 (einer Versorgungsöffnung B zugeordnet), den Versorgunganschluss 16 (einer Versorgungsöffnung A zugeordnet) und den Versorgungsanschluss 17 (einer Versorgungsöffnung C zugeordnet) sowie den Ablaufanschluss 18. Ein Zulaufanschluss 19 (einer Zulauföffnung P zugeordnet) befindet sich an dem zweiten Ende 8 des Ventilgehäuses. Im Bereich des Zulaufanschlusses 19 sind ein Filter 12 und ein Rückschlagventil 2 angeordnet.
  • Der Kolben 4 ist innerhalb einer Kolbenaufnahme 13 geführt. Die Kolbenaufnahme 13 umfasst ein innenliegendes Bauteil als Hülse 14 und ein außenliegendes Bauteil. Das innenliegende Bauteil ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und wird von einem außenliegenden Bauteil aus Kunststoff umgeben. Das außenliegende Bauteil ist eine Kunststoffumspritzung 15. Beide Bauteile sind hülsenförmig bzw. hohlzylindrisch gestaltet. Das äußere hülsenförmige Bauteil ist als Spritzgussteil hergestellt und das innere hülsenförmige Bauteil als Einlegebauteil ausgebildet, das während des Spritzgussprozesses des äußeren Bauteils von diesem umspritzt wird.
  • Der Kolben 4 zeigt an seiner Außenmantelfläche drei Abschnitte mit erweitertem Durchmesser, die zwei Abschnitte mit verringertem Durchmesser einschließen. Die drei Abschnitte mit erweitertem Durchmesser bilden den ersten umlaufenden Steuersteg 20, den mittleren umlaufenden Steuersteg 21 und den zweiten umlaufenden Steuersteg 22. Die zwei Abschnitte mit verringertem Durchmesser bilden gemeinsam mit der Innenmantelfläche des Druckmittelleiteinsatzes 13 einen ersten umlaufenden Ringkanal 23 und einen zweiten umlaufenden Ringkanal 24. Zu der Steuerung eines Nockenwellenverstellers kann der Kolben 4 verschiedene Schaltpositionen einnehmen, die durch den tatsächlichen Verlauf möglicher Druckmittelpfade charakterisiert sind.
  • Die Verwirklichung einer Schaltposition erfolgt mithilfe einer (nicht gezeigten) Stellvorrichtung, bei der es sich in der Regel um einen elektromagnetisch betätigten Aktuator handelt. Eine mit einem Anker des Elektromagneten verbundene Stößelstange wird mit einer Betätigungsfläche an der Stirnseite des Kolbens 4 in Kontakt gebracht - die auf den Anker wirkende Kraft wird somit über die Stößelstange auf den Kolben 4 übertragen und bewirkt somit dessen axiales Verschieben entgegen der Kraft einer Feder 25.
  • Der erste umlaufende Ringkanal 23 kann in die axiale Position der Versorgungsöffnung B gebracht werden und der zweite umlaufende Ringkanal 24 kann in die axiale Position der Versorgungsöffnung A, der Versorgungsöffnung C und einer Zulauföffnung P gebracht werden, wobei die Zulauföffnung P eine Öffnung in der Hülse 14 der Kolbenaufnahme 13 ist und über einen mithilfe der Kunststoffumspritzung 15 gebildeten axialen Kanal 26 mit der Zulauföffnung P in fluidleitender Verbindung steht. Die Versorgungsöffnung A, die Versorgungsöffnung B und die Versorgungsöffnung C können über einen Kolbenhohlraum 27 des Kolbens 4 in fluidleitende Verbindung mit dem Ablaufanschluss 18 im Bereich des Ablaufs T gebracht werden.
  • Da die Versorgungsöffnung B in die erste umlaufende Ringnut 23 mündet und der Kolbenhohlraum 27 in fluidleitender Verbindung mit der Ablauföffnung 18 steht, kann über einen Steuerkanal 26 eine fluidleitende Verbindung zwischen der Versorgungsöffnung B und der Ablauföffnung 18 hergestellt werden. Der Steuerkanal 26 ist mithilfe der Kunststoffumspritzung 15 zwischen der Hülse 14 und dem Ventilgehäuse 3 gebildet. Die Hülse 14 der Kolbenaufnahme 13 weist eine erste Steueröffnung 28 und eine zweite Steueröffnung 29 auf, wobei der Steuerkanal 26 sich in axialer Richtung zwischen der ersten Steueröffnung 28 und der zweiten Steueröffnung 29 erstreckt.
  • Der Steuerkanal 26 ist darüber hinaus getrennt von dem Kolbenhohlraum 27 angeordnet und mündet an der Öffnung 30 des Kolbenhohlraums in den Kolbenholraum 27. Die Öffnung 30 des Kolbenhohlraums ist auf der dem Ablauf T abgewandten Stirnseite des Kolbens 4 angeordnet, wobei sich der Ablauf auf der Seite des als Zentralventil gestalteten Steuerventils befindet, die von der das Steuerventil aufnehmenden Nockenwelle abgewandt ist (somit an der ersten Seite 6). Eine Bohrung am Grund der umlaufenden Ringnut 23 ist daher nicht erforderlich, um eine Verbindung zur Ablauföffnung 18 herstellen zu können - obwohl der Ablauf über die Öffnung 30 des Kolbenhohlraums 27 erfolgt, die auf der dem Ablauf abgewandten Stirnseite des Kolbens 4 angeordnet ist.
  • Auf diese Weise kann die in der 1 gezeigte erste Schaltposition als Ablaufposition eingestellt werden. Die Stellvorrichtung ist nicht bestromt, sodass sich der Kolben 4 in einer unbetätigten Lage befindet. In der ersten Schaltposition wird ein Druckmittelpfad verwirklicht zwischen dem Versorgungsanschluss A, dem Versorgungsanschluss B und dem Versorgungsanschluss C einerseits und der Ablauföffnung 18 andererseits. In der Ablaufposition des Kolbens mündet die erste Steueröffnung 28 in den umlaufenden Ringkanal 23; die zweite Steueröffnung 29 steht mit dem Kolbenhohlraum 27 in fluidleitender Verbindung.
  • In 2 befindet sich der Kolben in einer weiteren Schaltposition; die Versorgungsöffnung A mündet in den Hohlraum der Kolbenaufnahme, sodass über die Kolbenhohlraumöffnung und den Kolbenhohlraum eine Verbindung zwischen der Versorgungsöffnung A und dem Ablauf besteht. Die Versorgungsöffnung B und die Versorgungsöffnung C stehen weder mit dem Zulauf noch mit dem Ablauf in Verbindung.
  • In 3 befindet sich der Kolben 4 in der ersten Zulaufposition. Die Zulauföffnung P mündet in der ersten Zulaufposition des Kolbens in die zweite umlaufende Ringnut 24, während der Steuerkanal 26 zugleich eine fluidleitende Verbindung zwischen der ersten umlaufenden Ringnut 23 und der zweiten umlaufenden Ringnut 24 herstellt. Auch die Versorgungsöffnung C mündet in die zweite umlaufende Ringnut 24. Auf diese Weise besteht eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Zulauf P und der Versorgungsöffnung B und der Versorgungsöffnung C. Die Versorgungsöffnung A ist hingegen mit der Ablauföffnung 18 und dem Ablauf T verbunden.
  • In 4 befindet sich der Kolben 4 in der zweiten Zulaufposition. Die Zulauföffnung P, die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung C münden in die zweite umlaufende Ringnut 24. Die Versorgungsöffnung B steht mit dem Ablauf T in direkter Verbindung, indem der erste Steuersteg die Versorgungsöffnung B am ersten Ende 6 freigibt.
  • In 5 befindet sich der Kolben in einer dritten Zulaufposition. Die Zulauföffnung P und die Versorgungsöffnung C sowie die zweite Steueröffnung 29 münden in die zweite umlaufende Ringnut 24. Die Versorgungsöffnung A ist hingegen mittels des zweiten Steuerstegs 22 und die Versorgungsöffnung B mittels des ersten Steuerstegs 20 verschlossen.
  • Die 6 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils aus 1 mit einer Veranschaulichung des Steuerkanals 26. Der Steuerkanal 26 erstreckt sich in axialer Richtung von der ersten Steueröffnung 28 zu der zweiten Steueröffnung 29. Der Steuerkanal ist zwischen der Hülse 14 und dem Ventilgehäuse 3 angeordnet und aus der Kunststoffumspritzung 15 geformt.
  • In 7 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 38 mit einem Stator 31 und einem Rotor 32 dargestellt. Abgebildet sind zwei von Stator 31 und Rotor 32 eingeschlossene, durch Kammerwände 33 voneinander getrennte Druckkammern 34, die jeweils mittels eines Flügels 35 in zwei hydraulisch gegeneinander arbeitende Arbeitskammern 36 und 37 unterteilt sind.
  • Mittig ist eine Aufnahme 39 für ein Steuerventil 1 der zuvor beschriebenen Ausführungsform angeordnet. Die Arbeitskammern 36 können jeweils mit einem Versorgungsanschluss 16 in fluidleitende Verbindung gebracht werden und die Arbeitskammern 37 können jeweils mit dem Versorgungsanschluss 11 in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Ein Volumenspeicher kann mit dem Ablauf in fluidleitende Verbindung gebracht werden, indem aus dem Steuerventil 1 ablaufendes Hydraulikmittel aufgefangen und über ein Leitblech dem Volumenspeicher zugeführt wird (nicht gezeigt). Darüber hinaus kann der Volumenspeicher mit der Arbeitskammer A und der Arbeitskammer B in fluidleitende Verbindung gebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Steuerventil
    2
    Hohlraum
    3
    Ventilgehäuse
    4
    Kolben
    5
    Sicherungsring
    6
    erstes Ende
    7
    Abschlusselement
    8
    zweites Ende
    9
    Flansch
    10
    Außengewinde
    11
    Versorgungsanschluss B
    12
    Filter-und-Rückschlagventileinheit
    13
    Kolbenaufnahme
    14
    Hülse
    15
    Kunststoffumspritzung
    16
    Versorgungsanschluss A
    17
    Versorgungsanschluss C
    18
    Ablauföffnung
    19
    Zulaufanschluss P
    20
    erster Steuersteg
    21
    mittiger Steuersteg
    22
    zweiter Steuersteg
    23
    (erste) umlaufende Ringnut
    24
    zweite umlaufende Ringnut
    25
    Feder
    26
    Steuerkanal
    27
    Kolbenhohlraum
    28
    erste Steueröffnung
    29
    zweite Steueröffnung
    30
    Öffnung des Kolbenhohlraums
    31
    Stator
    32
    Rotor
    33
    Kammerwand
    34
    Druckkammer
    35
    Flügel
    36
    Arbeitskammer A
    37
    Arbeitskammer B
    38
    Nockenwellenversteller
    39
    Aufnahme
    A
    Versorgungsöffnung A
    B
    Versorgungsöffnung B
    C
    Versorgungsöffnung C
    P
    Zulauföffnung P
    T
    Ablaufanschluss T

Claims (8)

  1. Steuerventil (1) für einen Nockenwellenversteller mit einer Kolbenaufnahme (13), die eine Versorgungsöffnung A, eine Versorgungsöffnung B und eine Versorgungsöffnung C aufweist, sowie mit einem in der Kolbenaufnahme (13) angeordneten Kolben (4), der einen mit einem Ablauf T in fluidleitender Verbindung stehenden Kolbenhohlraum (27) und am Außenumfang eine umlaufende Ringnut (23) aufweist, wobei die Versorgungsöffnung B in einer Ablaufposition des Kolbens (4) in die umlaufende Ringnut (23) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerkanal (26) in der Ablaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut 23) und einer axial zu der umlaufenden Ringnut (23) versetzten Öffnung (30) des Kolbenhohlraums (27) herstellt und dass - die Kolbenaufnahme (13) eine Zulauföffnung P aufweist, wobei der Kolben (4) am Außenumfang eine zweite umlaufende Ringnut (24) aufweist - die Zulauföffnung P in einer Zulaufposition des Kolbens (4) in die zweite umlaufende Ringnut (24) mündet und - der Steuerkanal (26) in der Zulaufposition eine fluidleitende Verbindung zwischen der umlaufenden Ringnut (23) und der zweiten umlaufenden Ringnut (24) herstellt.
  2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablaufposition die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung C mit dem Kolbenhohlraum (27) in fluidleitender Verbindung stehen.
  3. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zulaufposition die Versorgungsöffnung C in die zweite umlaufende Ringnut (24) mündet.
  4. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Zulaufposition des Kolbens (4) die Zulauföffnung P, die Versorgungsöffnung A und die Versorgungsöffnung C in die zweite umlaufende Ringnut (24) münden.
  5. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) am Außenumfang einen ersten und einen zweiten umlaufenden Steuersteg (20, 22) aufweist und dass in einer dritten Zulaufposition des Kolbens (4) die Zulauföffnung P und die Versorgungsöffnung C in die zweite umlaufende Ringnut (24) münden, wobei die Versorgungsöffnung A mittels des ersten Steuerstegs (20) und die Versorgungsöffnung B mittels des zweiten Steuerstegs (22) verschlossen sind.
  6. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenaufnahme (13) eine erste Steueröffnung (28) und eine zweite Steueröffnung (29) aufweist und dass der Steuerkanal (26) sich in axialer Richtung zwischen der ersten Steueröffnung (28) und der zweiten Steueröffnung (29) erstreckt, wobei in der Ablaufposition des Kolbens (4) die erste Steueröffnung (28) in die umlaufende Ringnut (23) mündet und die zweite Steueröffnung (29) mit dem Kolbenhohlraum (27) in fluidleitender Verbindung steht.
  7. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenaufnahme (13) eine in ein Ventilgehäuse (3) eingesetzte Hülse (14) mit einer Kunststoffumspritzung (15) ist, wobei der Steuerkanal (26) mithilfe der Kunststoffumspritzung (15) zwischen der Hülse (14) und dem Ventilgehäuse (3) gebildet ist.
  8. Nockenwellenversteller (38) mit einem Stator (31) und einem Rotor (32), wobei Stator (31) und Rotor (32) eine mit Hydraulikmittel befüllbare Druckkammer (34) einschließen, die zwei durch einen Flügel (35) getrennte Arbeitskammern (36) und (37) aufweist, sowie mit einer hydraulisch steuerbaren Verriegelungsvorrichtung, wobei mithilfe der Verriegelungsvorrichtung die relative Position des Flügels (35) festlegbar ist, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Ablauf T in fluidleitende Verbindung mit zumindest einer Arbeitskammer (36, 37) gebracht werden kann.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012201573A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller
DE102012201567A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gestaltung eines Hydraulikölkanals zwischen einem Zentralventil und einem Volumenspeicher eines Nockenwellenverstellers
EP2693004A1 (de) 2012-08-01 2014-02-05 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur Regelung der Ventilsteuerzeit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012201573A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller
DE102012201567A1 (de) 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gestaltung eines Hydraulikölkanals zwischen einem Zentralventil und einem Volumenspeicher eines Nockenwellenverstellers
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