DE102016202855A1 - Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Ventilgehäuse (1), an dessen Innenumfangsfläche zumindest mittelbar eine Steuerhülse (2) angeordnet ist, wobei innerhalb der Steuerhülse (2) ein axial verschiebbarer Steuerkolben (3) angeordnet ist, wobei das Steuerventil einen Zuflussanschluss (P), mindestens einen ersten und einen zweiten Arbeitsanschluss (A, B) und einen Tankanschluss (T) aufweist, und wobei der Steuerkolben (3) dazu vorgesehen ist, einen Hydraulikmittelfluss vom Zuflussanschluss (P) zu den Arbeitsanschlüssen (A, B) zu steuern, wobei der jeweilige Arbeitsanschluss (A, B) dazu vorgesehen ist, mit einer jeweiligen Ausnehmung (4a, 4b) in der Steuerhülse (2) fluidtechnisch zusammenzuwirken. Erfindungsgemäß weisen die beiden Ausnehmungen (4a, 4b) einen in Längsrichtung des Steuerventils abnehmenden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt jeweils zu den beiden distalen Enden des Steuerventils hin abnehmend ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für einen Brennkraftmaschine.
- Nockenwellenversteller werden in Brennkraftmaschinen 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 Rotation zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt.
- Aus der
DE 10 2012 202 520 A1 geht ein Zentralventil für einen Nockenwellenversteller hervor. Das Zentralventil weist ein Gehäuse und ein innerhalb des Gehäuses an einer Steuerhülse angeordneten Steuerkolben auf. Die Steuerhülse weist zwei im Wesentlichen rechteckig ausgebildete Ausnehmungen auf, die einen konstanten Querschnitt haben. Ferner hat das Zentralventil einen Zuflussanschluss, mehrere Arbeitsanschlüsse und einen Tankanschluss, wobei der Steuerkolben den Hydraulikmittelfluss vom Zuflussanschluss zu den Arbeitsanschlüssen steuert. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Steuerventil der zuvor genannten Art weiterzuentwickeln und insbesondere die Funktion zu verbessern.
- Das erfindungsgemäße Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung umfasst ein Ventilgehäuse, an dessen Innenumfangsfläche zumindest mittelbar eine Steuerhülse angeordnet ist, wobei innerhalb der Steuerhülse ein axial verschiebbarer Steuerkolben angeordnet ist, wobei das Steuerventil einen Zuflussanschluss, mindestens einen ersten und einen zweiten Arbeitsanschluss und einen Tankanschluss aufweist, und wobei der Steuerkolben dazu vorgesehen ist, einen Hydraulikmittelfluss vom Zuflussanschluss zu den Arbeitsanschlüssen zu steuern, wobei der jeweilige Arbeitsanschluss dazu vorgesehen ist, mit einer jeweiligen Ausnehmung in der Steuerhülse fluidtechnisch zusammenzuwirken. Die beiden Ausnehmungen weisen einen in Längsrichtung des Steuerventils abnehmenden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt jeweils zu den beiden distalen Enden des Steuerventils hin abnehmend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist der Zulauf für Druckmittel in jeder der beiden Stellungen des Steuerkolbens größer als der Ablauf für Druckmittel. Dadurch wird der Nockenwellenversteller während der Verstellung stärker hydraulisch eingespannt. Das gesamte System ist somit stabiler und einfacher zu regeln, wobei Druckspitzen im System vermieden werden.
- Vorzugsweise sind die beiden Ausnehmungen achsensymmetrisch zu einer axial zwischen den beiden Ausnehmungen angeordneten Achse, die orthogonal zur Längsrichtung des Steuerventils angeordnet ist, ausgebildet. Somit sind die beiden Ausnehmungen identisch ausgebildet.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Ausnehmungen im Wesentlichen dreieckig ausgebildet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzen sich die beiden Ausnehmungen jeweils aus einem rechteckigen Abschnitt und einem dreieckigen Abschnitt zusammen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Ausnehmungen im Wesentlichen halbrund ausgebildet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzen sich die beiden Ausnehmungen jeweils aus einem rechteckigen Abschnitt und einem halbrunden Abschnitt zusammen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzen sich die beiden Ausnehmungen jeweils aus zwei unterschiedlich großen rechteckigen Abschnitten zusammen. Vorzugsweise weisen die beiden Ausnehmungen abgerundete Ecken auf.
- Bevorzugt ist die Steuerhülse aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Insbesondere werden die Ausnehmungen in die Steuerhülse eingestanzt. Ferner bevorzugt ist die Steuerhülse durch Tiefziehen hergestellt. Somit wird die Steuerhülse durch Kaltumformung hergestellt. Vorzugsweise wird die Steuerhülse darüber hinaus gehärtet und geschliffen.
- Insbesondere ist die Steuerhülse zumindest teilweise von einer Kunststoffhülle umhüllt, wobei die Kunststoffhülle zumindest zwischen der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses und der Steuerhülse zur Anlage kommt.
- Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der acht Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Schnittansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Steuerventils mit erfindungsgemäßer Steuerhülse, -
2 eine schematische Seitendarstellung der Steuerhülse gemäß1 zur Veranschaulichung von in der Steuerhülse ausgebildeten Ausnehmungen, wobei ein Steuerkolben eine erste Position aufweist, -
3 eine schematische Seitendarstellung der Steuerhülse gemäß1 zur Veranschaulichung von in der Steuerhülse ausgebildeten Ausnehmungen, wobei der Steuerkolben eine zweite Position aufweist, -
4 eine schematische Detaildarstellung der in den1 bis3 gezeigten Ausnehmung, -
5 eine schematische Detaildarstellung einer Ausnehmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, -
6 eine schematische Detaildarstellung einer Ausnehmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, -
7 eine schematische Detaildarstellung einer Ausnehmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und -
8 eine schematische Detaildarstellung einer Ausnehmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. - Gemäß
1 weist das erfindungsgemäße Steuerventil, das als Zentralventil eines – hier nicht dargestellten – Nockenwellenverstellers für eine – hier nicht dargestellte – Brennkraftmaschine ausgebildet ist, ein Ventilgehäuse1 auf, indem ein Steuerkolben3 innerhalb einer Steuerhülse2 angeordnet ist. Ferner ist im Ventilgehäuse1 ein Rückschlagventil10 angeordnet. Das Steuerventil umfasst einen Zuflussanschluss P, zwei Arbeitsanschlüsse A, B und einen Tankanschluss T. Insbesondere ist das Steuerventil dazu vorgesehen, einen Hydraulikmittelfluss vom Zuflussanschluss P zu den Arbeitsanschlüssen A, B zu steuern. Der jeweilige Arbeitsanschluss A, B ist dazu vorgesehen, mit einer jeweiligen Ausnehmung4a ,4b in der Steuerhülse2 fluidtechnisch zusammenzuwirken. Die Steuerhülse2 ist im Wesentlichen von einer Kunststoffhülle9 umhüllt, wobei die Kunststoffhülle9 radial zwischen der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses1 und der Steuerhülse2 zur Anlage kommt. Die axiale Position der Kunststoffhülle9 im Ventilgehäuse1 wird durch einen Sicherungsring11 , der stirnseitig zumindest an der Kunststoffhülle9 angeordnet ist, fixiert. Der Sicherungsring11 kommt dabei in einer radial am Ventilgehäuse1 ausgebildeten Nut12 zur Anlage. Ferner dient der Sicherungsring11 auch als axialer Anschlag für den Steuerkolben3 , wobei eine Druckfeder13 den Steuerkolben3 mit einer Axialkraft beaufschlägt, wodurch der Steuerkolben3 gegen den Sicherungsring11 anschlägt. Die Druckfeder8 kommt axial zwischen der Kunststoffhülle9 und dem Steuerkolben3 zur Anlage. Ferner ist der Steuerkoben3 zur fluidtechnischen Verbindung der beiden Arbeitsanschlüsse A, B mit dem Tankanschluss T hohlzylindrisch ausgebildet. - Das in
1 dargestellte Steuerventil ist in den2 und3 zur Vereinfachung nur teilweise dargestellt. Die2 und3 zeigt eine Seitenansicht des Steuerventils gemäß1 , wobei lediglich die Steuerhülse2 , der Steuerkolben3 und die Kunststoffhülle9 dargestellt sind. - Gemäß
2 befindet sich der Steuerkolben3 in einer ersten Position, wobei wie aus1 ersichtlich ist, die dargestellte Druckfeder13 den Steuerkolben3 maximal auslenkt. In dieser Position ist die Ausnehmung4a als Zulauf für Druckmittel und die Ausnehmung4b als Ablauf für Druckmittel vorgesehen. Die beiden Ausnehmungen4a ,4b weisen einen in Längsrichtung des Steuerventils abnehmenden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt jeweils zu den beiden distalen Enden des Steuerventils hin abnehmend ausgebildet ist. Ferner sind die beiden Ausnehmungen4a ,4b achsensymmetrisch zu einer axial zwischen den beiden Ausnehmungen4a ,4b angeordneten Achse5 , die orthogonal zur Längsrichtung des Steuerventils angeordnet ist, ausgebildet. Mithin sind die beiden Ausnehmungen4a ,4b identisch ausgebildet. Insbesondere ist der effektive Querschnitt der Ausnehmung4a größer als der effektive Querschnitt der Ausnehmung4b . Der effektive Querschnitt in dieser ersten Position ist insbesondere aus1 besser ersichtlich. Ferner zeigen die Pfeile der Bezugszeichen4a und4b auf den effektiven Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung4a ,4b . Mit anderen Worten ist der Zulauf für Druckmittel größer als der Ablauf für Druckmittel. Dadurch wird der Nockenwellenversteller während der Verstellung stärker hydraulisch eingespannt. Das gesamte System ist somit stabiler und einfacher zu regeln, wobei Druckspitzen im System vermieden werden. - Nach
3 befindet sich der Steuerkolben3 in einer zweiten Position, wobei die in1 dargestellte Druckfeder13 in der zweiten Position maximal gestaucht wäre. In dieser Position ist die Ausnehmung4b als Zulauf für Druckmittel vorgesehen und die Ausnehmung4a als Ablauf für Druckmittel vorgesehen. Insbesondere ist der effektive Querschnitt der Ausnehmung4b größer als der effektive Querschnitt der Ausnehmung4a . Mit anderen Worten ist der Zulauf für Druckmittel größer als der Ablauf für Druckmittel. Ferner zeigen die Pfeile der Bezugszeichen4a und4b auf den effektiven Querschnitt der jeweiligen Ausnehmung4a ,4b . -
4 ist eine Detaildarstellung der in den1 bis3 dargestellten Ausnehmungen4a ,4b , wobei zur Vereinfachung lediglich eine der beiden identisch ausgebildeten Ausnehmungen4a ,4b dargestellt ist. Gemäß4 ist die Ausnehmung4a im Wesentlichen dreieckig ausgebildet und weist abgerundete Ecken auf. - Nach
5 ist die Ausnehmungen4a gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen halbrund ausgebildet. - Nach
6 ist die Ausnehmungen4a gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem rechteckigen Abschnitt6 und einem dreieckigen Abschnitt7 ausgebildet. Ferner weist die Ausnehmung4a abgerundete Ecken auf. - Gemäß
7 ist die Ausnehmungen4a gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem rechteckigen Abschnitt6 und einem halbrunden Abschnitt8 ausgebildet. Ferner weist die Ausnehmung4a abgerundete Ecken auf. - In
8 ist die Ausnehmungen4a gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus zwei rechteckigen unterschiedlich großen Abschnitten6 ausgebildet. Mithin ist die Ausnehmung4a gestuft ausgebildet. Ferner weist die Ausnehmung4a abgerundete Ecken auf. - Die Erfindung ist nicht auf die zuvor genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind weitere Geometrien für die Ausnehmungen
4a ,4b denkbar. Wesentlich ist, dass die beiden Ausnehmungen4a ,4b einen in Längsrichtung des Steuerventils abnehmenden Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt jeweils zu den beiden distalen Enden des Steuerventils hin abnehmend ausgebildet ist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ventilgehäuse
- 2
- Steuerhülse
- 3
- Steuerkolben
- 4a, 4b
- Ausnehmung
- 5
- Achse
- 6
- rechteckiger Abschnitt
- 7
- dreieckiger Abschnitt
- 8
- halbrunder Abschnitt
- 9
- Kunststoffhülle
- 10
- Rückschlagventil
- 11
- Sicherungsring
- 12
- Nut
- 13
- Druckfeder
- A
- Arbeitsanschluss
- B
- Arbeitsanschluss
- P
- Zuflussanschluss
- T
- Tankanschluss
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012202520 A1 [0004]
Claims (10)
- Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung, insbesondere Zentralventil eines Nockenwellenverstellers für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Ventilgehäuse (
1 ), an dessen Innenumfangsfläche zumindest mittelbar eine Steuerhülse (2 ) angeordnet ist, wobei innerhalb der Steuerhülse (2 ) ein axial verschiebbarer Steuerkolben (3 ) angeordnet ist, wobei das Steuerventil einen Zuflussanschluss (P), mindestens einen ersten und einen zweiten Arbeitsanschluss (A, B) und einen Tankanschluss (T) aufweist, und wobei der Steuerkolben (3 ) dazu vorgesehen ist, einen Hydraulikmittelfluss vom Zuflussanschluss (P) zu den Arbeitsanschlüssen (A, B) zu steuern, wobei der jeweilige Arbeitsanschluss (A, B) dazu vorgesehen ist, mit einer jeweiligen Ausnehmung (4a ,4b ) in der Steuerhülse (2 ) fluidtechnisch zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (4a ,4b ) einen in Längsrichtung des Steuerventils abnehmenden Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt jeweils zu den beiden distalen Enden des Steuerventils hin abnehmend ausgebildet ist. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) achsensymmetrisch zu einer axial zwischen den beiden Ausnehmungen (4a ,4b ) angeordneten Achse (5 ), die orthogonal zur Längsrichtung des Steuerventils angeordnet ist, ausgebildet sind. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) im Wesentlichen dreieckig ausgebildet sind. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) sich jeweils aus einem rechteckigen Abschnitt (6 ) und einem dreieckigen Abschnitt (7 ) zusammensetzen. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) im Wesentlichen halbrund ausgebildet sind. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) sich jeweils aus einem rechteckigen Abschnitt (6 ) und einem halbrunden Abschnitt (8 ) zusammensetzen. - Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) abgerundete Ecken aufweisen. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (
4a ,4b ) sich jeweils aus zwei unterschiedlich großen rechteckigen Abschnitten (6 ) zusammensetzen. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (
2 ) aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. - Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (
2 ) zumindest teilweise von einer Kunststoffhülle (9 ) umhüllt ist, wobei die Kunststoffhülle (9 ) zumindest zwischen der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses (1 ) und der Steuerhülse (2 ) zur Anlage kommt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016202855.3A DE102016202855A1 (de) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung |
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DE102016202855.3A DE102016202855A1 (de) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102016202855A1 true DE102016202855A1 (de) | 2017-08-24 |
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ID=59522502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016202855.3A Pending DE102016202855A1 (de) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | Steuerventil für eine hydraulische Vorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016202855A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11994045B2 (en) | 2020-03-23 | 2024-05-28 | Denso Corporation | Hydraulic oil control valve and valve timing adjustment device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012202520A1 (de) | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Zentralventil für einen Nockenwellenversteller |
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2016
- 2016-02-24 DE DE102016202855.3A patent/DE102016202855A1/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012202520A1 (de) | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Zentralventil für einen Nockenwellenversteller |
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