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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine.
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Hintergrund der Erfindung
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In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung in einen Antriebsstrang integriert, über welchen Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein. Die Vorrichtungen weisen einen hydraulischen Stellantrieb, bestehend aus mindestens zwei gegeneinander wirkenden Druckkammern, auf. Die Druckmittelströme von und zu den Druckkammern werden mittels eines hydraulischen Steuerventils gesteuert. Derartige Steuerventile weisen einen hydraulischen Abschnitt, über den das Druckmittel geleitet wird, und einen Stellantrieb auf, der den hydraulischen Abschnitt steuert. Dabei sind sogenannte Einsteckventile bekannt, die in einer Aufnahme des Zylinderkopfes oder des Zylinderkopfdeckels angeordnet sind. Der Stellantrieb dieser Steuerventile ist fest mit dem hydraulischen Abschnitt verbunden. Darüber hinaus sind sogenannte Zentralventile bekannt, deren hydraulischer Abschnitt in der Vorrichtung aufgenommen ist und mit dieser rotiert. Der Stellantrieb ist fest mit dem Zylinderkopf oder dem Zylinderkopfdeckel verbunden, wobei die Stellbewegung mittels einer Stößelstange auf den hydraulischen Abschnitt übertragen wird.
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Ein derartiges Steuerventil und eine Vorrichtung sind beispielsweise aus der
US 6,971,353 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Abtriebselement welches drehbar zu einem Antriebselement angeordnet ist, wobei das Antriebselement in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle steht und das Abtriebselement drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist. In axialer Richtung wird die Vorrichtung durch je einen Seitendeckel begrenzt, wobei einer der Seitendeckel ein Antriebsrad trägt. Das Abtriebselement, das Antriebselement und die zwei Seitendeckel begrenzen mehrere Druckräume, wobei jeder der Druckräume mittels eines Flügels in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern unterteilt wird. Durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfuhr von den Druckkammern werden die Flügel innerhalb der Druckräume verschoben, wodurch eine gezielte Verdrehung des Abtriebselements zu dem Antriebselement und somit der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirkt wird. Die Vorrichtung ist mittels einer Zentralschraube, welche gleichzeitig als Steuerventils dient, drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Das Steuerventil weist ein Ventilgehäuse auf, in das zwei axial zueinander versetzte, zentrale und axial verlaufende Hohlräume eingebracht sind. In einem der Hohlräume ist ein Steuerkolben angeordnet, der mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit gegen die Kraft einer Feder axial in dem Hohlraum verschoben werden kann. Der zweite Hohlraum kommuniziert mit dem mit Druckmittel beaufschlagten Inneren der Nockenwelle. Über den zweiten Hohlraum, in diesen mündende Radialbohrungen und Axialbohrungen innerhalb des Abtriebselements kann einem Zulaufanschluss des Steuerventils, der im Bereich des ersten Hohlraums angeordnet ist, Druckmittel zugeführt werden. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens innerhalb des ersten Hohlraums wird den ersten oder zweiten Druckkammern Druckmittel zugeführt und aus den anderen Druckkammern Druckmittel abgeführt.
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Nachteilig an dieser Ausführungsform ist die aufwändige Struktur des Steuerventils. Insbesondere das Einbringen von zwei axial zueinander versetzten Hohlräumen in das Ventilgehäuse, die durch Material des Ventilgehäuses hydraulisch voneinander getrennt sind, erfordert aufwändige und kostenintensive Bearbeitungsschritte. Darüber hinaus können im Inneren der Nockenwelle vorhandene Schmutzpartikel in das Steuerventil eindringen und dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Des Weiteren können sich Druckspitzen, die auf Grund des auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmoments in der Vorrichtung entstehen, in den Druckmittelkreislauf fortpflanzen und angeschlossene Verbraucher oder die Druckmittelpumpe beschädigen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Steuerventil für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei dessen Funktionalität erhöht und dessen Herstellungskosten gesenkt werden sollen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerventil für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilgehäuse und einem Steuerkolben gelöst. Dabei weist das Ventilgehäuse einen axialen Hohlraum, beispielsweise eine Bohrung, auf, wobei in dem Hohlraum ein Trennelement angeordnet ist, das diese in zwei Teilräume teilt und hydraulisch gegeneinander abdichtet. Das Trennelement ist separat zu dem Ventilgehäuse gefertigt und ortsfest, beispielsweise kraft-stoff- oder formschlüssig, in dessen Hohlraum befestigt. Dabei kann das Trennelement auf Grund der ortsfesten Befestigung keine Relativbewegung zu dem Ventilgehäuse ausführen. Durch die separate Ausbildung und nachträgliche Positionierung des Trennelements kann auf einen zweiten Hohlraum verzichtet werden. Darüber hinaus können in dem zweiten Teilraum weitere Bauteile, beispielsweise ein Filter oder ein Rückschlagventil positioniert und durch anschließendes Einbringen des Trennelements fixiert werden. Dadurch sinken die Herstellungskosten und die Komplexität des Steuerventils, wobei dessen Funktionalität erhöht werden kann. Der erste Teilraum nimmt den Steuerkolben auf und ein Zulaufanschluss, beispielsweise eine radiale Öffnung, ist im Bereich des ersten Teilraums ausgebildet. Der zweite Teilraum weist zumindest eine erste Öffnung auf. Diese kann beispielsweise als radiale Öffnung ausgebildet sein, die im Bereich eines Druckmitteldrehübertragers ausgebildet ist, über den das innere der Nockenwelle mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Alternativ kann die erste Öffnung beispielsweise an einer axialen Seitenfläche des Ventilgehäuses ausgebildet sein. Dadurch kann der Druckmitteldrehübertrager an einer beliebigen Position der Nockenwelle angeordnet werden, wodurch ein erhöhter Freiheitsgrad bei der Auslegung der Vorrichtung erreicht wird. Darüber hinaus sinkt der axiale Bauraumbedarf des Steuerventils. Über die erste Öffnung kann dem ersten Teilraum Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt werden, beispielsweise über das Innere der Nockenwelle. Der zweite Teilraum weist zumindest eine zweite Öffnung auf, über die der zweite Teilraum mit dem Zulaufanschluss kommuniziert.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an dem Ventilgehäuse ein Gewinde und eine Anlagefläche zur Befestigung der Vorrichtung an einer Welle ausgebildet sind. Das Steuerventil wirkt somit gleichzeitig als Zentralschraube mittels derer die Vorrichtung an der zu verstellenden Welle, beispielsweise der Nockenwelle, der Kurbelwelle oder einer Zwischenwelle, befestigt ist. Somit sind keine separaten Befestigungselemente nötig.
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In dem zweiten Teilraum kann ein Rückschlagventil mit einem Federelement und einem Schließkörper, beispielsweise einer Kugel, einem zylindrischen Bauteil oder einem Bauteil mit einem konischen Abschnitt, angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum stufenförmig ausgebildet ist, wobei der zweite Teilraum eine Stufe an einem Grenzbereich zwischen einem Bereich größeren und einem Bereich kleineren Durchmessers aufweist und wobei die Stufe als Ventilsitz für den Schließkörper dient. Es wird kein zusätzliches Bauteil zur Realisierung des Ventilsitzes benötigt. Somit sinken der axiale Bauraumbedarf und die Kosten der Vorrichtung. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass sich das Federelement an dem Trennelement abstützt.
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Darüber hinaus kann in dem zweiten Teilraum ein Ringfilter angeordnet sein, wobei das Rückschlagventil innerhalb des Ringfilters angeordnet sein kann. Somit wird verhindert, dass sich in der Vorrichtung entstehende Druckspitzen in den Schmiermittelkreislauf fortsetzten und dass Schmutzpartikel in das Steuerventil eindringen. Durch die Anordnung des Rückschlagventils innerhalb des Ringfilters wird einer Erhöhung des axialen Bauraumbedarfs durch die zwei Funktionsbauteile entgegengewirkt. Darüber hinaus kann der Ringfilter als Führungselement für den Schließkörper dienen, wodurch ein ansonsten üblicher Führungskäfig entfallen kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Feder vorgesehen sein, die sich einerseits an dem Trennelement und andererseits an dem Steuerkolben abstützt. Somit fungiert das Trennelement als Abstützelement sowohl für die Feder, die den Steuerkolben mit einer Kraft beaufschlag, als auch für das Federelement des Rückschlagventils. Ein zusätzliches Bauteil ist nicht nötig.
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In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlraum entlang der gesamten axialen Erstreckung des Ventilgehäuses verläuft und die erste Öffnung an einer axialen Seitenfläche des Ventilgehäuses ausgebildet ist.
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In einer Vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trennelement einteilig mit einem Rahmen eines Ringfilters oder einem Führungskäfig eines Rückschlagventils ausgebildet ist. Somit kann die Anzahl der separaten Bauteile des Steuerventils reduziert und damit der Montageaufwand gesenkt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
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1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine,
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2 einen Längsschnitt durch Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, in der ein erfindungsgemäßes Steuerventil angeordnet ist, entlang der Linie II-II aus 3,
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3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung aus 2 ohne das Steuerventil entlang der Linie III-III,
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4 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventils,
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5 eine perspektivische Ansicht des in dem Steuerventil angeordneten Ringfilters,
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6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventils.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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In 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 2 sitzender Kolben 3 in einem Zylinder 4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 2 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 5 mit einer Einlassnockenwelle 6 bzw. Auslassnockenwelle 7 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 11 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 2 und den Nockenwellen 6, 7 sorgen können. Nocken 8 der Nockenwellen 6, 7 betätigen ein oder mehrere Einlassgaswechselventile 9 bzw. ein oder mehrere Auslassgaswechselventile 10. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 6, 7 mit einer Vorrichtung 11 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 6, 7 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 11 versehen ist.
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Die 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform einer Vorrichtung 11 im Längs- bzw. im Querschnitt. Die Vorrichtung 11 weist ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14 auf. Das Antriebselement 12 weist ein Gehäuse 13 und zwei Seitendeckel 15, 16 auf, die an den axialen Seitenflächen des Gehäuses 13 angeordnet sind. Das Abtriebselement 14 ist in Form eines Flügelrades ausgeführt und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement 17 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich in der dargestellten Ausführungsform drei Flügel 18 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Ausgehend von einer äußeren Umfangswand 19 des Gehäuses 13 erstrecken sich drei Vorsprünge 20 radial nach innen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 20 und die Flügel 18 einteilig mit der Umfangswand 19 bzw. dem Nabenelement 17 ausgebildet. Das Antriebselement 12 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vorsprünge 20 relativ zu dem Abtriebselement 14 drehbar zu diesem angeordnet.
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An einer äußeren Mantelfläche des ersten Seitendeckels 15 ist ein Kettenrad 21 angeordnet, über das mittels eines nicht dargestellten Kettentriebs Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf das Antriebselement 12 übertragen werden kann. Das Abtriebselement 14 ist mittels eines als Zentralschraube ausgebildeten Steuerventils 30 mit einer Nockenwelle 6, 7 verbunden. Zu diesem Zweck ist das Steuerventil 30 mit einem Gewinde 31 und einer Anlagefläche 32 versehen. Das Steuerventil 30 durchgreift eine zentrale Bohrung des Abtriebselements 14 und ist mittels des Gewindes 31 mit der Nockenwelle 6, 7 verschraubt. Gleichzeitig liegt die Anlagefläche 32 an der dem Gewinde 31 abgewandten Seitenfläche der Vorrichtung 11 an, so dass diese an der Nockenwelle 6, 7 reibschlüssig befestigt ist. Alternativ kann die Vorrichtung 11 auch an der Kurbelwelle 2 oder einer Zwischenwelle befestigt sein.
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Je einer der Seitendeckel 15, 16 ist an einer der axialen Seitenflächen des Gehäuses 13 angeordnet und drehfest an diesem fixiert. Zu diesem Zweck ist in jedem Vorsprung 20 eine Axialöffnung 22 vorgesehen. Des Weiteren sind in den Seitendeckeln 15, 16 jeweils drei Öffnungen vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass diese mit den Axialöffnungen 22 fluchten. Jeweils ein Befestigungselement 23 (in der dargestellten Ausführungsform eine Schraube) durchgreift eine Öffnung des zweiten Seitendeckels 16, eine Axialöffnung 22 und eine Öffnung des ersten Seitendeckels 15. Dabei greift ein Gewindeabschnitt der Schraube 23 in einen Gewindeabschnitt ein, der in der Öffnung des zweiten Seitendeckels 16 ausgebildet ist.
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Innerhalb der Vorrichtung 11 ist zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Vorsprüngen 20 ein Druckraum 24 ausgebildet. Jeder der Druckräume 24 wird in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Begrenzungswänden 25 benachbarter Vorsprünge 20, in axialer Richtung von den Seitendeckeln 15, 16, radial nach innen von dem Nabenelement 17 und radial nach außen von der Umfangswand 19 begrenzt. In jeden der Druckräume 24 ragt ein Flügel 18, wobei die Flügel 18 derart ausgebildet sind, dass diese sowohl an den Seitendeckeln 15, 16, als auch an der Umfangswand 19 anliegen. Jeder Flügel 18 teilt somit den jeweiligen Druckraum 24 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 26, 27.
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Das Abtriebselement 14 ist in einem definierten Winkelbereich drehbar zu dem Antriebselement 12 angeordnet. Der Winkelbereich wird in einer Drehrichtung des Abtriebselements 14 dadurch begrenzt, dass die Flügel 18 an je einer korrespondierenden Begrenzungswand 25 (Frühanschlag 28) der Druckräume 24 zum Anliegen kommen. Analog wird der Winkelbereich in der anderen Drehrichtung dadurch begrenzt, dass die Flügel 18 an den anderen Begrenzungswänden 25 der Druckräume 24, die als Spätanschlag 29 dienen, zum Anliegen kommen. Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern 26, 27 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Antriebselements 12 zum Abtriebselement 14 (und damit die Phasenlage der Nockenwelle 6, 7 zur Kurbelwelle 2) variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern 26, 27 kann die Phasenlage konstant gehalten werden.
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Das Steuerventil 30 ist in 4 vergrößert dargestellt. Es weist ein Ventilgehäuse 33 und einen Steuerkolben 34 auf. Das Ventilgehäuse 33 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. Innerhalb des Ventilgehäuses 33 verläuft in axialer Richtung ein Hohlraum 35, der als Durchgangsbohrung an beiden axialen Seitenflächen des Ventilgehäuses 33 offen ausgebildet ist. Somit kann der Hohlraum 35 in einem Arbeitsschritt gefertigt werden. Die Ausbildung eines zweiten Hohlraums, wie im Stand der Technik beschrieben, entfällt. Somit sinkt der Herstellungsaufwand signifikant. In dem Hohlraum 35 ist ein Trennelement 36 angeordnet, welches den Hohlraum 35 in einen ersten und einen zweiten Teilraum 37, 38 trennt. Das Trennelement 36 ist separat zu dem Ventilgehäuse 33 hergestellt und ortsfest mit diesem verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist das Trennelement 36 als Blechbauteil ausgebildet und kraftschlüssig mit einer Wandung des Hohlraums 35 verbunden. Ebenfalls denkbar sind form- oder stoffschlüssige Verbindungen. Das Trennelement 36 ist derart ausgebildet, dass dieses einen direkten Druckmittelfluss zwischen den Teilräumen 37, 38 verhindert, d. h. das Trennelement 36 trennt die Teilräume 37, 38 hydraulisch voneinander. An dem Ventilgehäuse 33 sind im Bereich des ersten Teilraums 37 ein Zulaufanschluss P und zwei Arbeitsanschlüsse A, B, die mit jeweils einer der Gruppen von Druckkammern 26, 27 kommunizieren, ausgebildet. Diese hydraulischen Anschlüsse A, B, P sind in der dargestellten Ausführungsform als Radialöffnungen des Ventilgehäuses 33 ausgebildet, die mit dem ersten Teilraum 37 kommunizieren. Darüber hinaus ist ein Ablaufanschluss T vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform ist dieser als axiale Öffnung des Ventilgehäuses 33 ausgeführt. Innerhalb des ersten Teilraums 37 ist der Steuerkolben 34 axial verschiebbar angeordnet. Der Steuerkolben 34 ist ebenfalls im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei dessen äußere Mantelfläche dem Hohlraum 35 im Bereich des ersten Teilraums 37 angepasst ist. An der äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens 34 ist eine Ringnut 39 ausgebildet, die in jeder Stellung des Steuerkolbens 34 relativ zu dem Ventilgehäuse 33 mit dem Zulaufanschluss P kommuniziert. Des Weiteren sind an der dem zweiten Teilraum 38 abgewandten Seite des Steuerkolbens 34 Radialöffnungen 40 vorgesehen.
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Der Steuerkolben 34 kann mittels einer nicht dargestellten Stelleinheit gegen die Kraft einer Feder 41 in axialer Richtung verschoben und in jeder beliebigen Stellung zwischen zwei Anschlägen 42 gehalten werden. Die Feder 41 stützt sich einenends an dem Steuerkolben 34, anderenends an dem Trennelement 36 ab.
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Der zweite Teilraum 38 weist eine erste und mehrere zweite Öffnungen 43, 44 auf. Die erste Öffnung 43 ist an der dem ersten Teilraum 37 abgewandten Seitenfläche des Ventilgehäuses 33 ausgebildet, wodurch der zweite Teilraum 38 mit dem Inneren der hohl ausgebildeten Nockenwelle 6, 7 kommuniziert. Die zweiten Öffnungen 44 sind als Radialöffnungen des Ventilgehäuses 33 ausgeführt und kommunizieren über Axialbohrungen 45 in dem Abtriebselement 14 mit dem Zulaufanschluss P. Während des Betrieb der Brennkraftmaschine 1 fördert eine Druckmittelpumpe 46 Druckmittel, in der Regel Motoröl, unter hohem Druck in das innere der Nockenwelle 6, 7. Von dort gelangt es über die erste Öffnung 43, den zweiten Teilraum 38, die zweiten Öffnungen 44 und die Axialbohrungen 45 zu dem Zulaufanschluss P und somit in die erste Ringnut 39. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 34 relativ zu dem Ventilgehäuse 33 gelangt das Druckmittel zu dem ersten Arbeitsanschluss A (und damit zu den ersten Druckkammern 26) oder dem zweiten Arbeitsanschluss B (und somit zu den zweiten Druckkammern 27). Gleichzeitig gelangt Druckmittel aus den anderen Druckkammern 26, 27 über den jeweiligen Arbeitsanschluss A, B drucklos in das Innere des Steuerkolbens 34 und wird über die Radialöffnungen 40 und den Ablaufanschluss T aus dem Steuerventil 30 ausgestoßen. Dabei trennt das Trennelement 36 das drucklose Druckmittel in dem ersten Teilraum 37, das aus den jeweiligen Druckkammern 26, 27 ausgestoßen wird, von dem unter Druck stehenden Druckmittel, das in dem zweiten Teilraum 38 vorhanden ist.
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In dem zweiten Teilraum 38 sind in Flussrichtung des Druckmittels zwischen der ersten Öffnung 43 und den zweiten Öffnungen 44 ein Rückschlagventil 47 und ein Ringfilter 48 angeordnet. Das Rückschlagventil 47 umfasst einen Schließkörper 49 und ein Federelement 50. Das Federelement 50 stützt sich einerseits an dem Trennelement 36 ab und greift andererseits an dem als Kugel ausgebildeten Schließkörper 49 an. Neben der Ausbildung des Schließkörpers 49 als Kugel sind auch zylindrische Schließkörper oder Schließkörper mit einem konischen Abschnitt denkbar. Das Federelement 50 beaufschlagt den Schließkörper 49 mit einer Kraft, die entgegen der Flussrichtung des Druckmittels gerichtet ist. Der Hohlraum 35 ist als Stufenbohrung, mit einer Stufe 51 zwischen einem Bereich größeren Durchmessers und einem Bereich kleineren Durchmessers, ausgebildet, wobei die Stufe 51 in dem zweiten Teilraum 38 angeordnet ist. Die Stufe 51 dient als Ventilsitz für den Schließkörper 49 des Rückschlagventils 47. Somit wird kein zusätzliches Bauteil benötigt, das als Ventilsitz dient, wodurch das Steuerventil 30 in axialer Richtung kürzer ausgebildet werden kann. Bei Auftreten von Druckspitzen innerhalb der Vorrichtung 11, wird der Schließkörper 49 in den Ventilsitz (die Stufe 51) gedrängt, so dass sich die Druckspitzen nicht in den Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine 1 fortsetzen. Somit wird einer Beschädigung der Druckmittelpumpe 46 oder anderer angeschlossener Verbraucher entgegengewirkt. 5 zeigt den Ringfilter 48. Dieser besteht aus einem Rahmen 52, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, der zwei ringförmige Abschnitte aufweist, die mittels vier Streben 54 miteinander verbunden sind. Zwischen den Streben 54 sind Durchtrittsöffnungen vorgesehen, in denen ein zylindrisches Filtergewebe 53 angeordnet ist. Das Filtergewebe ist 53 in dem Rahmen 52 aufgenommen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei der Herstellung des Rahmens 52 das Filtergewebe 53 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt wird. Der Ringfilter 48 ist im Bereich der zweiten Öffnungen 44 angeordnet. Somit muss das in den zweiten Teilraum 38 eintretende Druckmittel das Filtergewebe 53 passieren um zu den zweiten Öffnungen 44 zu gelangen. Dadurch wird verhindert, dass Schmutzpartikel in den ersten Teilraum 37 eintreten und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens 34 innerhalb des Ventilgehäuses 33 führen. Der Ringfilter 48 liegt an der Stufe 51 an, wodurch dessen axiale Position festgelegt ist. Der Schließkörper 49 ist innerhalb des Ringfilters 48 angeordnet, wobei die axialen Streben 54 des Ringfilters 48 einen Führungskäfig für den Schließkörper 49 bilden. Zu diesem Zweck sind an den Streben 54 Führungsflächen 55 ausgebildet, die den Schließkörper 49 in dessen axialer Bewegung führen. Die radiale Position des Schließkörpers 49 wird dadurch festgelegt, dass drei oder mehr Streben 54, in der dargestellten Ausführungsform sind es vier Streben 54, vorgesehen sind, die über den Umfang der ringförmigen Abschnitte des Rahmens 52 verteilt sind. Durch die Anordnung des Schließkörpers 49 innerhalb des Ringfilters 48 kann der axiale Bauraumbedarf des Steuerventils 30 weiter reduziert werden. Durch die Ausbildung der Führungsflächen 55 an dem Rahmen 52 des Ringfilters 48 kann auf einen separaten Führungskäfig verzichtet werden, wodurch die Anzahl der Bauteile des Steuerventils 30 reduziert wird und somit deren Herstellungskosten gesenkt werden.
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6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventils 30. In dieser Ausführungsform ist der Rahmen 52 und damit der Führungskäfig des Schließkörpers 49 einteilig mit dem Trennelement 36 ausgebildet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das kombinierte Bauteil aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird.
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Neben den dargestellten Ausführungsformen eines Steuerventils 30, bei denen das Steuerventil 30 als Zentralschraube ausgebildet ist und somit die Befestigung der Vorrichtung 11 an der Nockenwelle 6, 7 über das Steuerventil 30 erfolgt, sind auch andere Ausführungsform denkbar. Beispielsweise könnte die Befestigung der Nockenwelle 6, 7 an der Vorrichtung anderweitig, beispielsweise stoff-, form- oder kraftschlüssig, realisiert sein und das Steuerventil 30 lediglich die Funktion erfüllen die Druckmittelströme zu und von der Vorrichtung zu lenken. In diesem Fall kann auf das Gewinde 31 und die Anlagefläche 32 verzichtet werden. Ebenso denkbar ist es, die Erfindung in einem Einsteckventil zu realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Kurbelwelle
- 3
- Kolben
- 4
- Zylinder
- 5
- Zugmitteltrieb
- 6
- Einlassnockenwelle
- 7
- Auslassnockenwelle
- 8
- Nocken
- 9
- Einlassgaswechselventil
- 10
- Auslassgaswechselventil
- 11
- Vorrichtung
- 12
- Antriebselement
- 13
- Gehäuse
- 14
- Abtriebselement
- 15
- Seitendeckel
- 16
- Seitendeckel
- 17
- Nabenelement
- 18
- Flügel
- 19
- Umfangswand
- 20
- Vorsprung
- 21
- Kettenrad
- 22
- Axialöffnung
- 23
- Befestigungselement
- 24
- Druckraum
- 25
- Begrenzungswand
- 26
- erste Druckkammer
- 27
- zweite Druckkammer
- 28
- Frühanschlag
- 29
- Spätanschlag
- 30
- Steuerventil
- 31
- Gewinde
- 32
- Anlagefläche
- 33
- Ventilgehäuse
- 34
- Steuerkolben
- 35
- Hohlraum
- 36
- Trennelement
- 37
- erster Teilraum
- 38
- zweiter Teilraum
- 39
- Ringnut
- 40
- Radialöffnungen
- 41
- Feder
- 42
- Anschlag
- 43
- erste Öffnung
- 44
- zweite Öffnung
- 45
- Axialbohrung
- 46
- Druckmittelpumpe
- 47
- Rückschlagventil
- 48
- Ringfilter
- 49
- Schließkörper
- 50
- Federelement
- 51
- Stufe
- 52
- Rahmen
- 53
- Filtergewebe
- 54
- Strebe
- A
- erster Arbeitsanschluss
- B
- zweiter Arbeitsanschluss
- P
- Zulaufanschluss
- T
- Ablaufanschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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