DE112021007457T5

DE112021007457T5 - Rezirkulierendes Hydraulikfluid-Steuerventil

Info

Publication number: DE112021007457T5
Application number: DE112021007457.1T
Authority: DE
Inventors: Gustavo de Oliveira Figueiredo; Andrew MLINARIC
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-04-05
Filing date: 2021-04-05
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2022216269A1; CN117480312A

Abstract

Es wird ein Hydraulikfluid-Steuerventil (HFCV) bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist, ein Hydraulikfluid, das aus einer ersten hydraulischen Betätigungskammer austritt, zu einer zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu rezirkulieren Das HFCV beinhaltet einen selektiv bewegbaren Schieber, der eine innere Fluidkammer beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, das austretende Hydraulikfluid zu empfangen und entweder zu einem Sumpf oder einer der ersten oder zweiten hydraulischen Betätigungskammern oder zu beiden zu liefern.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Hydraulikfluid-Steuerventil, das auf eine hydraulisch betätigte Komponente oder ein hydraulisch betätigtes System angewendet werden kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Nockenwellenversteller für einen Verbrennungsmotor (IC-Motor).
Hintergrund
Ein Hydraulikfluid-Steuerventil kann die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid zu einer hydraulisch betätigten Komponente, wie etwa einem Nockenwellenversteller eines Verbrennungsmotors, verwalten. Druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid wird in einem Verbrennungsmotor von einer Hydraulikfluidpumpe bereitgestellt, die fluidtechnisch mit einem Hydraulikfluidbehälter oder -sumpf verbunden ist. Die Größe und somit der Leistungsbedarf der Hydraulikfluidpumpe hängt von einem Gesamtvolumen an druckbeaufschlagtem Fluid ab, das von dem Verbrennungsmotor und seinen assoziierten Hydraulikfluidsystemen angefordert oder verbraucht wird. Dieses angeforderte oder verbrauchte Hydraulikfluid kann reduziert werden, indem mindestens ein Teil des Hydraulikfluids, das typischerweise in den Behälter oder den Sumpf zurückgeführt wird, nachdem es für Betätigungszwecke innerhalb einer hydraulisch betätigten Komponente verwendet wurde, rezirkuliert und wiederverwendet wird.
Kurzdarstellung
Es wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Hydraulikfluid-Steuerventils, das ein Gehäuse und einen Schieber umfasst, bereitgestellt. Das Gehäuse weist einen ersten Fluidanschluss, der konfiguriert ist, mit einer ersten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein; und einen zweiten Fluidanschluss, der dazu konfiguriert ist, mit einer zweiten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein, auf. Die erste und zweite hydraulische Betätigungskammer sind dazu konfiguriert, Hydraulikfluid zu empfangen und auszulassen. Der Schieber ist mindestens teilweise innerhalb des länglichen Gehäuses angeordnet. Der Schieber weist eine Entlüftungsöffnung, eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und eine dritte Öffnung auf.
Die erste Öffnung kann an einem Federende des Schiebers eingerichtet sein, die Entlüftungsöffnung kann an einem Betätigungsende des Schiebers eingerichtet sein, und die zweite und dritte Öffnung sind zwischen der ersten Öffnung und der Entlüftungsöffnung eingerichtet. In einer ersten axialen Position des Schiebers: ist die erste Öffnung dazu konfiguriert, Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; die zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, einen Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und die Entlüftungsöffnung ist dazu konfiguriert, einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen. In einer zweiten axialen Position des Schiebers: ist die dritte Öffnung dazu konfiguriert, Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; die zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und die Entlüftungsöffnung ist dazu konfiguriert einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen.
Der Schieber kann eine sich in Längsrichtung erstreckende innere Fluidkammer aufweisen, die dazu konfiguriert ist, Hydraulikfluid direkt zu berühren und jede der vier Öffnungen kontinuierlich mit den verbleibenden drei der Öffnungen in der ersten und zweiten axialen Position des Schiebers fluidtechnisch zu verbinden.
Zwischen einer radialen Außenoberfläche des Schiebers und einer radialen Innenoberfläche des Gehäuses kann ein Einwegventil eingerichtet sein. Das Einwegventil kann in einer radialen Richtung öffnen. Das Einwegventil kann dazu konfiguriert sein zu ermöglichen, dass: das Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer in der ersten axialen Position des Schiebers von der zweiten Öffnung zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer strömt; und das Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer in der zweiten axialen Position des Schiebers von der zweiten Öffnung zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer strömt.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die innere Fluidkammer dazu konfiguriert sein: Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen und einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen und einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu verteilen. Die zweite Öffnung (auch als die Rezirkulationsöffnung bezeichnet) kann dazu konfiguriert sein, Folgendes zu liefern: den ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer; und den ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer.
Es wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers, der einen Rotor, einen Stator und ein Hydraulikfluid-Steuerventil umfasst, bereitgestellt. Der Rotor ist dazu konfiguriert, antreibbar mit einer Nockenwelle verbunden zu sein, der Stator ist dazu konfiguriert antreibbar mit der Kurbelwelle verbunden zu sein, und der Stator und der Rotor bilden eine erste und eine zweite hydraulische Betätigungskammer. Das hydraulische Steuerventil ist dazu konfiguriert, eine Drehposition des Rotors in Bezug auf den Stator über eine Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der ersten und zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu steuern. Das hydraulische Steuerventil beinhaltet einen Schieber, der dazu konfiguriert ist, Hydraulikfluid an einem ersten Ende der inneren Fluidkammer von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen. Der Schieber definiert eine innere Fluidkammer, die dazu konfiguriert ist: Hydraulikfluid an einem ersten Ende der inneren Fluidkammer von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; einen ersten Fluidweg für das Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen, wobei sich der erste Fluidweg von dem ersten Ende zu einem zweiten Ende der inneren Fluidkammer erstreckt und eine erste Fluidströmungsrichtung definiert; einen zweiten Fluidweg für einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen, wobei sich der zweite Fluidweg von dem ersten Fluidweg erstreckt; Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; einen dritten Fluidweg in der ersten Fluidströmungsrichtung für einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen; und einen vierten Fluidweg in einer zweiten Fluidströmungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten Fluidströmungsrichtung für einen zweiten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen. Bei einem weiteren Aspekt kann die innere Fluidkammer eine Rezirkulationsöffnung aufweisen, die an einer mittleren Position auf dem Schieber eingerichtet ist, wobei die Rezirkulationsöffnung dazu konfiguriert ist, sowohl den ersten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer als auch den zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen. Bei noch einem weiteren Aspekt kann die innere Fluidkammer eine Entlüftungsöffnung aufweisen, die dazu konfiguriert ist, Folgendes auszulassen: i) einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu einem Sumpf; und ii) den ersten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu dem Sumpf.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die oben erwähnten und andere Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsformen und die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden unter Bezugnahme auf die folgenden Beschreibungen mehrerer beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich und besser verständlich. Es folgt nun eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Nockenwellenverstellersystems, das einen Aktuator, eine beispielhafte Ausführungsform eines Hydraulikfluid-Steuerventils (HFCV, Hydraulic Fluid Control Valve), einen Nockenwellenversteller und eine Nockenwelle beinhaltet.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers und des HFCV von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors und eines Stators des Nockenwellenverstellers der 1.
4 ist eine perspektivische Ansicht des HFCV der 1 gemeinsam mit einer Hydraulikfluid-Druckquelle.
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des HFCV der 4 mit einem Schieber, einem Einwegventil, einer hydraulischen Hülse und einem Außengehäuse.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Einwegventils der 5.
7 ist eine Entwicklungsansicht des Einwegventils der 6.
8A ist eine perspektivische Ansicht des Schiebers der 5 ohne installiertes Einwegventil.
8B ist eine perspektivische Ansicht des Schiebers der 5 mit dem installierten Einwegventil.
9A ist eine perspektivische Ansicht der hydraulischen Hülse der 5.
9B ist eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer hydraulischen Hülse.
10A ist eine Querschnittsansicht der 4, die einen Einlass-Hydraulikfluidweg in einem entregten Zustand des HFCV zeigt.
10B ist eine Querschnittsansicht der 4, die einen Einlass-Hydraulikfluidweg in einem erregten Zustand des HFCV zeigt.
11A ist eine Querschnittsansicht der 4, die mehrere Hydraulikfluidwege in einem entregten Zustand des HFCV zeigt.
11 B ist eine Querschnittsansicht der 4, die mehrere Hydraulikfluidwege in einem erregten Zustand des HFCV zeigt.

Ausführliche Beschreibung der ausführungsformen
Identisch bezeichnete Elemente, die in unterschiedlichen Figuren vorkommen, betreffen dieselben Elemente, es wird jedoch möglicherweise in der Beschreibung nicht für alle Figuren darauf Bezug genommen. Die hierin dargelegte Erläuterung veranschaulicht mindestens eine Ausführungsform in mindestens einer Form, und eine derartige Erläuterung soll nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie den Schutzumfang der Ansprüche in irgendeiner Weise einschränkt. Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung lediglich zur Vereinfachung verwendet und ist nicht einschränkend. Die Wörter „innere(r)“, „äußere(r)“, „nach innen“ und „nach außen“ verweisen auf Richtungen zu und von den Teilen, auf die in den Zeichnungen Bezug verwiesen wird. Axial verweist auf Richtungen entlang einer diametralen Mittelachse oder einer Drehachse. Radial verweist auf Richtungen, die zu der Mittelachse senkrecht sind. Die Wörter „links“, „rechts“, „hinauf“, „aufwärts“, „hinunter“ und „abwärts“ bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Terminologie beinhaltet die oben speziell erwähnten Begriffe, Ableitungen davon und Wörter mit ähnlicher Bedeutung.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Nockenwellenverstellersystems 100, das einen Aktuator 14 beinhaltet, der ein Hydraulikfluid-Steuerventil (HFCV) 20 eines Nockenwellenverstellers 10 betätigt, der an einer Nockenwelle 13 angebracht ist. Der Aktuator 14 wird von einer (nicht gezeigten) elektronischen Steuerung, wie etwa einer Maschinensteuereinheit (ECU, Engine Control Unit), elektronisch gesteuert. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers 10 und des HFCV 20 der 1. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors 11 und eines Stators 12 des Nockenwellenverstellers 10, die hydraulische Betätigungskammern 43, die zwischen dem Rotor 11 und dem Stator 12 gebildet sind, zeigt. 4 ist eine perspektivische Ansicht des HFVC 20 der 1. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des HFCV 20 der 4, die einen Schieber 22, ein Einwegventil 50, eine hydraulische Hülse 24 und ein Außengehäuse 26 beinhaltet. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Einwegventils 50 der 5. 7 ist eine Entwicklungsansicht des Einwegventils 50 der 6. 8A ist eine perspektivische Ansicht des Schiebers 22 der 5 ohne installiertes Einwegventil 50. 8B ist eine perspektivische Ansicht des Schiebers 22 der 5 mit dem installierten Einwegventil 50. 9A ist eine perspektivische Ansicht der hydraulischen Hülse 24 der 5. 9B ist eine perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer hydraulischen Hülse 24A. 10A ist eine Querschnittsansicht der 4, die einen Einlass-Hydraulikfluidweg in einem entregten Zustand des HFCV 20 zeigt. 10B ist eine Querschnittsansicht der 4, die einen Einlass-Hydraulikfluidweg in einem erregten Zustand des HFCV 20 zeigt. 11A ist eine Querschnittsansicht der 4, die mehrere Hydraulikfluidwege in einem entregten Zustand des HFCV 20 zeigt. 11B ist eine Querschnittsansicht der 4, die mehrere Hydraulikfluidwege in einem erregten Zustand des HFCV 20 zeigt. Die folgende Erläuterung sollte angesichts der 1 bis 11 B gelesen werden.
Der Nockenwellenversteller 10 wird durch druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid F hydraulisch betätigt, das von dem HFCV 20 und dem Aktuator 14 gesteuert wird, um den Rotor 11 entweder im Uhrzeigersinn CW oder gegen den Uhrzeigersinn CCW um eine Drehachse 16 in Bezug auf den Stator 12 über eine Betätigungskammer 43 zu drehen. Da der Rotor 11 mit der Nockenwelle 13 verbunden ist, kann eine Drehung des Rotors 11 in Bezug auf den Stator 12 im Uhrzeigersinn CW und gegen den Uhrzeigersinn CCW ein Motorventilereignis in Bezug auf einen Viertaktzyklus eines IC-Motors vorlaufen lassen bzw. verzögern. Eine Drehung des Rotors 11 in Bezug auf den Stator 12 im Uhrzeigersinn CW kann erreicht werden durch: 1). Druckbeaufschlagung der ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über einen ersten Hydraulikfluidkanal 44A, der in dem Rotor 11 eingerichtet ist; und 2). Druckentlastung der zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über einen zweiten Hydraulikfluidkanal 44B, der in dem Rotor 11 eingerichtet ist, der die zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über eine Austrittsdurchgangsöffnung 35, die innerhalb des HFCV 20 eingerichtet ist, fluidtechnisch mit dem Tank verbindet. Analog dazu kann eine Drehung des Rotors 11 in Bezug auf den Stator 12 gegen den Uhrzeigersinn CCW erreicht werden durch: 1). Druckbeaufschlagung der zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über den zweiten Hydraulikfluidkanal 44B, der in dem Rotor 11 eingerichtet ist; und 2). Druckentlastung der ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über den ersten Hydraulikfluidkanal 44B, der die ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über eine Austrittsdurchgangsöffnung 35, die innerhalb des HFCV 20 eingerichtet ist, fluidtechnisch mit dem Tank verbindet. Die vorstehenden Druckbeaufschlagungs- und Druckentlastungsvorgänge der ersten und der zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17A, 17B können durch das HFCV 20 bewerkstelligt werden. Das HFCV 20 ist fluidtechnisch mit einer Hydraulikfluid-Druckquelle 82 verbunden und wird von dem Aktuator 14, der elektronisch mit der ECU kommunizieren kann, betätigt, um den Nockenwellenversteller 10 zu steuern.
Das HFCV 20 beinhaltet ein Gehäuse 26, eine Einlassfilteranordnung 49, eine hydraulische Hülse 24, eine Vorspannfeder 15, eine Blockierscheibe 75, ein Einwegventil 50, einen Schieber 22 und einen Haltering 80.
Der Schieber 22 des HFCV 20 wird von der Vorspannfeder 15 nach außen oder in Richtung des Aktuators 14 vorgespannt. Der Aktuator 14 kann einen pulsbreitenmodulierten Elektromagnet aufweisen, der einen Anker in Richtung des HFCV 20 bewegt, wobei eine Kraft F1 auf ein Aktuatorende 37 des Schiebers 22 angelegt wird, um eine Vorspannkraft Fb der Feder 15 zu überwinden, um den Schieber 22 selektiv in einer gewünschten Längsposition, wie die in den 10B und 11B gezeigte, zu bewegen. Andere Formen von Aktuatoren zum Bewegen des Schiebers 22 sind ebenfalls möglich. Eine Position des Schiebers 22 innerhalb des HFCV 20 wird von der ECU gesteuert, die einen Arbeitszyklus des Elektromagneten, der innerhalb des Aktuators 14 eingerichtet ist, steuern kann. Das HFCV 20 könnte auch außerhalb des Nockenwellenverstellers 10 an einer entfernten Stelle innerhalb des IC-Motors eingerichtet sein. Das HFCV 20 könnte auch einen in das HFCV integrierten Elektromagnet aufweisen, der dazu dient, den Schieber 22 zu bewegen, statt sich auf eine separate Komponente, wie etwa den Aktuator 14, zu verlassen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen und Funktionsstrategien können auch auf andere HFCV-Anordnungen, die in dieser Offenbarung nicht erwähnt, angewandt werden.
Das HFCV 20 beinhaltet Gewinde (nicht gezeigt), die auf dem Gehäuse 26 eingerichtet sind, die von Gewinden (nicht gezeigt) der Nockenwelle 13 empfangen werden. Das HFCV 20 klemmt den Rotor 11 axial derart an die Nockenwelle 13, dass der Rotor 11 und die Nockenwelle 13 antreibbar verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf die 11A und 11B sind im Hinblick auf 3 unterschiedliche Längspositionen des Schiebers 22 gezeigt, in denen druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid selektiv entweder zu der ersten oder der zweiten hydraulischen Betätigungskammer 17A, 17B geliefert wird über: i) erste und zweite Fluidkanäle 44A, 44B, die innerhalb des Rotors 11 eingerichtet sind; und ii) erste und zweite Fluidanschlüsse 40, 42, die an dem Gehäuse 26 des HFCV 20 eingerichtet sind.
Eine Betätigung des Rotors 11 in Bezug auf den Stator 12 im Uhrzeigersinn CW erfordert eine Druckbeaufschlagung der ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über den ersten Hydraulikfluidkanal 44A und eine Druckentlastung der zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über den zweiten Hydraulikfluidkanal 44B. Nockenwellendrehmomente, die gelegentlich als „Torsionsmomente“ bezeichnet werden, wirken auf die Nockenwelle sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn und sind ein Ergebnis von Ventiltriebreaktionskräften, die auf eine Öffnungsflanke und eine Schließflanke eines sich drehenden Nockenwellennockens wirken. Unter der Annahme einer sich im Uhrzeigersinn drehenden Nockenwelle 13, kann eine Öffnungsflanke eines Nockenwellennockens ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn CCW auf der Nockenwelle und dem Nockenwellenversteller aufgrund von Ventiltriebreaktionskräften verursachen; des Weiteren kann eine Schließflanke eines Nockenwellennockens aufgrund von Ventiltriebreaktionskräften ein Drehmoment im Uhrzeigersinn verursachen. Im Fall eines Drehmoments gegen den Uhrzeigersinn CCW ist es möglich, dass dieses Drehmoment eine Kraft eines druckbeaufschlagten Fluids F, die auf eine Leitschaufel (oder Leitschaufeln) des Rotors 11 wirkt, der den Rotor 11 in einer Richtung im Uhrzeigersinn CW relativ zu dem Stator 12 betätigt, überwinden kann. In einem solchen Fall kann Hydraulikfluid F aus den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A herausgedrückt werden. Der Nocken der Nockenwelle 13 dreht sich weiter, bis er seinen Scheitel (Spitzenhub) erreicht, und dann bewirkt der Eingriff der Schließflanke des Nockens mit dem Ventiltrieb, dass ein Drehmoment im Uhrzeigersinn CW auf den Nockenwellennocken wirkt. Ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn CCW, gefolgt von einem Drehmoment im Uhrzeigersinn CW kann einen Unterdruck in den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A induzieren, wodurch mehr Öl angefordert wird, um die ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A zu füllen. Diese Offenbarung beschreibt in den folgenden Absätzen ein rezirkulierendes HFCV, das nicht nur die Reaktionsfähigkeit eines HFCV auf solche Torsionsmomente und resultierende Unterdrücke erhöhen kann, sondern auch den Verbrauch eines druckbeaufschlagten Hydraulikfluids eines Nockenwellenverstellers reduzieren kann. Dieses Betriebsprinzip wird erreicht, indem ein Teil des Hydraulikfluids, das aus einer Gruppe hydraulischer Betätigungskammern austritt, zu Nachfüllzwecken zu der anderen Gruppe hydraulischer Betätigungskammern geleitet wird.
Der Schieber 22 beinhaltet in aufeinanderfolgender Reihenfolge: ein Federende 41, einen ersten Steg 54, einen zweiten Steg 32, einen dritten Steg 34, einen vierten Steg 36 und ein Aktuatorende 37. Der erste und der zweite Steg 54, 32 bilden ein erstes Segment des Schiebers 22, das eine erste ringförmige Nut 23A definiert; die zweiten und dritten Stege 32, 34 bilden ein zweites Segment, das eine zweite ringförmige Nut 23B definiert; der dritte und der vierte Steg 34, 36 bilden ein drittes Segment, das eine dritte ringförmige Nut 23C definiert; und der vierte Steg 36 und das Aktuatorende 37 bilden ein viertes Segment, das einen Kopfabschnitt 18 definiert. Der Schieber 22 beinhaltet weiter: mindestens eine erste Durchgangsöffnung 29, die zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 54, 32 innerhalb der ersten ringförmigen Nut 23A eingerichtet ist; mindestens eine zweite Durchgangsöffnung 31, die zwischen dem zweiten und dem dritten Steg 32, 34 innerhalb der zweiten ringförmigen Nut 23B eingerichtet ist; mindestens eine dritte Durchgangsöffnung 33, die zwischen dem dritten und dem vierten Steg 34, 36 innerhalb der dritten ringförmigen Nut 23C eingerichtet ist; und mindestens eine Austritts- oder Entlüftungsdurchgangsöffnung 35, die zwischen dem vierten Steg 36 und einem Betätigungsende 37 des Schiebers 22 innerhalb des Kopfabschnitts 18 eingerichtet ist. Der Schieber 22 ist an dem Betätigungsende 37 geschlossen und an dem Federende 41 offen. Das Federende 41 grenzt an mindestens einen Abschnitt einer Vorspannfeder 15 an oder bringt diese unter.
Der Schieber 22 weist eine Längsbohrung 48 auf, die eine radiale Innenoberfläche 67 aufweist, und bildet gemeinsam mit der Blockierscheibe 75, die innerhalb des Federendes 41 des Schiebers 22 angeordnet ist, eine innere Fluidkammer 38. Andere Einrichtungen des Schiebers 22, die die Blockierscheibe 75 nicht beinhalten, sind ebenfalls möglich. Es könnte ausgesagt werden, dass die innere Fluidkammer 38 die erste, zweite, dritte und Austrittsdurchgangsöffnung 29, 31, 33, 35 derart beinhaltet, dass die erste, zweite, dritte und Austrittsdurchgangsöffnung 29, 31, 33, 35 fluidtechnisch mit der inneren Fluidkammer 38 verbunden sind. Des Weiteren können die erste, zweite, dritte und Austrittsdurchgangsöffnung 29, 31, 33, 35 alle über die innere Fluidkammer 38 kontinuierlich fluidtechnisch miteinander verbunden sein. Das heißt, dass unabhängig von: a) der Position des Schiebers und b) ob das Einwegventil 50 offen oder geschlossen ist, eine kontinuierliche Fluidverbindung zwischen einer der vier Durchgangsöffnungen 29, 31, 33, 35 und einer oder allen der verbleibenden drei Durchgangsöffnungen vorhanden sein kann, wie in den Figuren gezeigt. Zur Erläuterung dieser Offenbarung sind zwei aneinandergrenzende Fluidkanäle, die über ein Einweg-Fluidventil miteinander verbunden sind, „fluidtechnisch verbunden“, aber nicht „kontinuierlich fluidtechnisch verbunden“, da es definierte Fluiddruckbedingungen gibt, die keine Fluidströmung von einem Hydraulikfluidkanal zu dem anderen ergeben.
Für die Erläuterung dieser Offenbarung ist die innere Fluidkammer 38 durch einen Hohlraum, eine Höhlung oder einen Leerraum definiert, der ein Hydraulikfluidvolumen, insbesondere Hydraulikfluid, das zu oder von den hydraulischen Betätigungskammern 43 geleitet wird, direkt berührt und unterbringt. Die innere Fluidkammer 38 kann kontinuierlich ohne Unterbrechung (oder kontinuierlich offen) derart sein, dass ihre gesamte Länge L Hydraulikfluid direkt berührt; anders ausgedrückt, dass die innere Fluidkammer 38 von der ersten Durchgangsöffnung 29 bis zur Entlüftungs- oder Austrittsdurchgangsöffnung 35 derart kontinuierlich ist, dass Hydraulikfluid kontinuierlich innerhalb der inneren Fluidkammer 38 von der ersten Durchgangsöffnung 29 zu der Austrittsdurchgangsöffnung 35 ohne Unterbrechung strömen und darin untergebracht werden kann. Die innere Fluidkammer 38 kann als eine Bohrung geformt sein, wie in den Figuren gezeigt, oder kann jede andere geeignete Form aufweisen, um Hydraulikfluid zu empfangen und es zu berühren. Wie in den Figuren gezeigt, sind zusätzliche Komponenten des HFCV 20 nicht innerhalb der inneren Fluidkammer 38 installiert oder angeordnet, jedoch könnte eine solche Einrichtung möglich sein. Wie in 10A gezeigt, kann eine Querschnittsfläche der inneren Fluidkammer 38 an jeder Längsposition X innerhalb der Länge L der inneren Fluidkammer 38 berechnet werden, indem ein Quadrat eines Radius Rx mit pi (3,14159) multipliziert wird. Der Radius Rx erstreckt sich von der Drehachse 16 des HFCV 20 zu der radialen Innenoberfläche 67 der Bohrung 48, die die innere Fluidkammer 38 definiert. Der in den Figuren gezeigte Radius der Bohrung 48 ist konstant, jedoch könnte die Bohrung über ihre gesamte Länge unterschiedliche Radien aufweisen. Trotzdem könnte die Querschnittsfläche der inneren Fluidkammer 38 immer noch von ((pi) × Rx²) definiert werden. Zusätzlich dazu, dass sie kontinuierlich in einer Längsrichtung von der ersten der Durchgangsöffnung 29 zu der Austrittsdurchgangsöffnung 35 offen ist, könnte auch ausgesagt werden, dass die innere Fluidkammer 38 in radialer Richtung von der Drehachse 16 bis zu der radialen Innenoberfläche 67 kontinuierlich offen ist. Eine Ebene, die zu der Drehachse 16 quer eingerichtet ist und die innere Fluidkammer 38 schneidet, schneidet nicht durch Material (Stahl, Kunststoff etc.) von der radialen Innenoberfläche 25 zu der Drehachse 16. Daher kann das Volumen der inneren Fluidkammer 38 durch Multiplizieren der Querschnittsfläche mit der Länge L bestimmt werden.
Wie in 7 gezeigt, kann das Einwegventil 50 (oder Rückschlagventil) eine rechteckig geformte Platte 51 mit einem weggeschnittenen Abschnitt 52, der an drei Seiten von der Platte 51 getrennt ist, beinhalten. Das Einwegventil 50 ist derart flexibel, dass es als Zylinder um eine vierte ringförmige Nut 23D des Schiebers 22, der sich innerhalb der zweiten ringförmigen Nut befindet (siehe 6-8B), gebildet sein kann, wobei die vierte ringförmige Nut 23D die zweiten Durchgangsöffnungen 31 beinhaltet. Dies ist eine von mehreren möglichen Stellen, die für das Einwegventil 50 möglich sind. Das Einwegventil 50: i) erlaubt eine Hydraulikfluidströmung von der inneren Fluidkammer 38 zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer 17A oder der zweiten hydraulischen Betätigungskammer 17B über die zweiten Durchgangsöffnungen 31 oder stellt diese bereit; und ii) verhindert eine Hydraulikfluidströmung von der ersten hydraulischen Betätigungskammer 17A und der zweiten hydraulischen Betätigungskammer 17B zu der inneren Fluidkammer 38. Das Einwegventil kann jede geeignete Konstruktion für die beschriebene Funktion aufweisen und braucht nicht die hierin beschriebene und in den Figuren gezeigte zu sein.
Der Schieber 22 ist mindestens teilweise in einer Bohrung 61 oder einer Höhlung der hydraulischen Hülse 24 angeordnet. Die hydraulische Hülse 24 ist in einer Bohrung 65 des Gehäuses 26 angeordnet. Der erste, zweite, dritte und vierte Steg 54, 32, 34, 36 des Schiebers 22 greifen in eine Innenoberfläche 25 der Bohrung 61 der hydraulischen Hülse 24 ein und werden verschiebbar in abdichtender Weise von dieser geführt. Bei einer Ausführungsform ohne die hydraulische Hülse 24 können der erste, der zweite, der dritte und der vierte Steg 54, 32, 34, 36 verschiebbar in eine Innenoberfläche 66 einer Bohrung 65 des Gehäuses 26 eingreifen. Die hydraulische Hülse 24 weist ein offenes Betätigungsende 21 und ein geschlossenes Fluideinlassende 27 auf. Das Fluideinlassende 27 stellt ein Widerlager oder Gehäuse für die Vorspannfeder 15 und einen Anschlag für das Federende 41 des Schiebers 22 bereit. Die hydraulische Hülse beinhaltet Einlassanschlüsse 39, die an dem Ende von Längsausschnitten 46 der hydraulischen Hülse 24, die den Schieber 22 fluidtechnisch mit der Hydraulikfluiddruckquelle 82 verbinden, eingerichtet sind. Der erste und der zweite hydraulische Betätigungskammeranschluss 28, 30 verbinden über entsprechende erste und zweite Ausschnitte 45, 47 die jeweilige erste hydraulische Betätigungskammer 17A und die zweite hydraulische Betätigungskammer 17B fluidtechnisch mit dem HFCV 20. 9B zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer hydraulischen Hülse 24A, die ein Basisrohr 62 und ein spritzgegossenes Gehäuse 64, das um das Basisrohr 62 gebildet ist, beinhaltet. Das spritzgegossene Gehäuse 64 kann den Herstellungsprozess vereinfachen, der erforderlich ist, um die vorstehend beschriebenen Fluidausschnitte und anderen Merkmale nach Bedarf zu erzielen. Andere geeignete Formen des Basisrohrs 62 und des spritzgegossenen Gehäuses 64 sind möglich.
10A zeigt eine Querschnittsansicht des HFCV 20, die durch die Längsausschnitte 46 der hydraulischen Hülse schneidet, um einen Hydraulikfluidweg A des HFCV 20 deutlich zu zeigen, wenn sich der Schieber 22 in seiner ersten Position (entregten Position) befindet. In dieser ersten Position des Schiebers 22 bewegt sich Hydraulikfluid durch die Einlassfilteranordnung 49, bevor es in die hydraulische Hülse 24 eintritt. Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet die Einlassfilteranordnung 49 ein Gehäuse 74, einen Einlassfilter 70 und ein Einwegeventil 72. Die Einlassfilteranordnung steht mit der hydraulischen Hülse 24 über Laschen 76 des Gehäuses 74, die von Laschenstegen 78, die an der hydraulischen Hülse 24 eingerichtet sind, aufgenommen werden. Das Einwegeventil 72 stellt eine Hydraulikfluidströmung von der Hydraulikfluiddruckquelle 82 zu dem HFCV 20 aber nicht umgekehrt bereit. Das Hydraulikfluid bewegt sich durch das offene Einwegventil 72 in die Längsausschnitte 46 der hydraulischen Hülse 24, durch die Einlassanschlüsse 39 der hydraulischen Hülse und in die zweite ringförmige Nut 23B des Schiebers 22. Aus der zweiten ringförmigen Nut 23B strömt das Hydraulikfluid weiter, bis es die erste hydraulische Betätigungskammer 17A erreicht, wie nun erläutert wird.
11A zeigt eine Querschnittsansicht des HFCV 20, die durch die Fluidanschlüsse 40, 42 des Gehäuses 26 schneidet, während sich der Schieber 22 in seiner ersten Position befindet, um deutlich zusätzliche Hydraulikwege B, C, D zu zeigen. Die erste Position des Schiebers 22 erleichtert: i) die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid zu den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über die ersten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 28 und die ersten Fluidanschlüsse 40; und ii) einen Austrittshydraulikfluidweg B von den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B zu der inneren Fluidkammer 38 über die zweiten Fluidanschlüsse 42 und die zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 30. Sobald es in der inneren Fluidkammer 38 ist, bewegt sich Hydraulikfluid von dem Federende 41 zu dem Betätigungsende 37 in einer ersten Fluidströmungsrichtung FD1. Einem Hydraulikfluid-Unterdruckzustand oder einem Bedarf an Hydraulikfluid in den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A kann durch das aus den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über die zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 30 austretende Hydraulikfluid nachgekommen werden. Das aus den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B austretende Hydraulikfluid kann über den Hydraulikfluidweg B zu und innerhalb der inneren Fluidkammer 38 strömen, bis es sich in zwei Hydraulikfluidwege C, D aufteilt. Der Hydraulikfluidweg C, der sich radial nach außen von dem Hydraulikweg B erstreckt, kann eine Hydraulikfluidströmung zu dem ersten hydraulischen Betätigungsanschluss 28 über das Einwegventil 50 erleichtern. Das Einwegventil 50 öffnet radial zu der radialen Innenoberfläche 25 der hydraulischen Hülse 24 und kann in seinem Weg von dieser begrenzt werden. Der Hydraulikfluidweg D kann die Hydraulikfluidströmung von der inneren Fluidkammer 38 zu dem Sumpf (oder Tank) über die Austritts- oder Entlüftungsdurchgangsöffnung 35 erleichtern.
10B zeigt eine Querschnittsansicht des HFCV 20, die durch die Längsausschnitte 46 der hydraulischen Hülse schneidet, um einen Hydraulikfluidweg A1 des HFCV 20 deutlich zu zeigen, wenn der Schieber 22 durch den Aktuator 14 selektiv in seine zweite Position (erregte Position) bewegt wird. In dieser zweiten Position des Schiebers 22 bewegt sich Hydraulikfluid durch die Einlassfilteranordnung 49, bevor es in die hydraulische Hülse 24 eintritt. Das Hydraulikfluid bewegt sich durch das offene Einwegventil 72 in die Längsausschnitte 46 der hydraulischen Hülse 24, durch die Einlassanschlüsse 39 der hydraulischen Hülse und in die zweite ringförmige Nut 23B des Schiebers 22. Aus der zweiten ringförmigen Nut 23B strömt das Hydraulikfluid weiter, bis es die zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B erreicht, wie nun erläutert wird.
11 B zeigt eine Querschnittsansicht des HFCV 20, die durch die Fluidanschlüsse 40, 42 des Gehäuses 26 schneidet, während sich der Schieber 22 in seiner zweiten Position befindet, um Hydraulikfluidströmungswege B1, C1, D1 deutlich zu zeigen. Die zweite Position des Schiebers 22 erleichtert: i) die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid zu den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über die zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 30 und die zweiten Fluidanschlüsse 42; und ii) einen Austrittshydraulikfluidströmungsweg B1 von den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A zu der inneren Fluidkammer 38 über die ersten Fluidanschlüsse 40 und die ersten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 28. Einem Hydraulikfluid-Unterdruckzustand oder einem Bedarf an Hydraulikfluid in den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B kann durch das aus den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über den ersten hydraulischen Betätigungsanschluss 28 austretende Hydraulikfluid nachgekommen werden. Das aus den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A austretende Hydraulikfluid kann über den Hydraulikfluidweg B1 zu und in die innere Fluidkammer 38 strömen und sich in zwei Hydraulikfluidwege C1, D1 teilen. Der Hydraulikfluidweg C1 kann die Hydraulikfluidströmung zu den zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüssen 30 über das Einwegventil 50 erleichtern. Hydraulikfluid bewegt sich in einer zweiten Fluidströmungsrichtung FD2, entgegengesetzt zu der ersten Strömungsrichtung FD1, innerhalb der inneren Fluidkammer 38 über den Hydraulikweg C1, um aus der inneren Fluidkammer 38 über das Einwegventil 50 auszutreten. Das Einwegventil 50 öffnet sich zu der radialen Innenoberfläche 25 der hydraulischen Hülse 24 und kann in seinem Weg davon begrenzt werden. Der Hydraulikfluidweg D1 kann die Hydraulikfluidströmung von der inneren Fluidkammer 38 zu dem Sumpf (oder Tank) über die Entlüftungsdurchgangsöffnung 35 erleichtern.
In der in 11A gezeigten ersten Schieberposition rezirkuliert das HFCV 20 aus den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B austretendes Öl zu den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A. Dies wird erreicht, indem die zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B mit den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über, in aufeinanderfolgender Reihenfolge, die zweiten Fluidanschlüsse 42 des Gehäuses 26, den zweiten Fluidausschnitt 47 der hydraulischen Hülse 24, die zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 30 der hydraulischen Hülse 24, die erste ringförmige Nut 23A des Schiebers 22, die ersten Durchgangsöffnungen 29 des Schiebers 22, die innere Fluidkammer 38 des Schiebers 22, die zweiten Durchgangsöffnungen 31 des Schiebers 22, das Einwegventil 50, die zweite ringförmige Nut 23B des Schiebers 22, die ersten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 28 der hydraulischen Hülse 24, die ersten Fluidausschnitte 45 der hydraulischen Hülse 24 und die ersten Fluidanschlüsse 40 des Gehäuses 26 fluidtechnisch verbunden werden. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Funktion der zweiten Durchgangsöffnungen 31, können diese auch als Rezirkulationsöffnungen bezeichnet werden.
In der in 11 B gezeigten zweiten Schieberposition rezirkuliert das HFCV 20 Öl aus den ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A zu den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B. Dies wird erreicht, indem die ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A mit den zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B in aufeinanderfolgender Reihenfolge über die ersten Fluidanschlüsse 40 des Gehäuses 26, die ersten Fluidausschnitte 45 der hydraulischen Hülse 24, die ersten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 28 der hydraulischen Hülse 24, die dritte ringförmige Nut 23C des Schiebers 22, die dritten Durchgangsöffnungen 33 des Schiebers 22, die innere Fluidkammer 38 des Schiebers 22, die zweiten Durchgangsöffnungen 31 des Schiebers 22, das Einwegventil 50, die zweite ringförmige Nut 23B des Schiebers 22, die zweiten hydraulischen Betätigungsanschlüsse 30 der hydraulischen Hülse 24, die zweiten Fluidausschnitte 47 der hydraulischen Hülse 24 und die zweiten Fluidanschlüsse 42 des Gehäuses 26 fluidtechnisch verbunden werden.
Die 11A und 11B zeigen jeweilige Rezirkulationsströmungswege, um eine Hydraulikfluidnachfüllung für eine der ersten oder zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17A, 17B bereitzustellen. In derartigen Fällen des Nachfüllens von Hydraulikfluid kann ein Teil einer eingehenden Strömung zu der inneren Fluidkammer 38 über die Hydraulikströmungswege B und B1 zu der hydraulischen Betätigungskammer mit Mangel an druckbeaufschlagtem Fluid geleitet oder geliefert werden. Beispielsweise werden in der in 11A gezeigten ersten Position des Schiebers die ersten hydraulischen Betätigungskammern 17A über die ersten Fluidanschlüsse 40 mit Hydraulikfluid aus den Hydraulikwegen C und A aufgefüllt. Ebenso werden in der zweiten Position des Schiebers, die in 11B gezeigt wird, die zweiten hydraulischen Betätigungskammern 17B über die zweiten Fluidanschlüsse 42 mit Hydraulikfluid aus den Hydraulikwegen C1 und A1 aufgefüllt. In Fällen, in denen weder die erste noch die zweite hydraulische Betätigungskammer 17A, 17B eine Nachfüllung in der jeweiligen ersten und zweiten Position des Schiebers 22 erfordert oder benötigt, werden die jeweiligen Fluidströmungswege C und C1 nicht verwendet und kein Teil der eingehenden Strömung zu der inneren Fluidkammer 38 wird wiederverwendet; stattdessen lassen die jeweiligen Fluidströmungswege D und D1 das gesamte eingehende Hydraulikfluid, das in die innere Fluidkammer 38 über die Strömungswege B und B1 strömt, auszulassen.
Die Größe oder der Durchmesser der Entlüftungsdurchgangsöffnung 35 kann angepasst werden, um die Rezirkulationsmengen, die innerhalb des HFCV 20 auftritt, einzustellen. Diese Menge könnte von dem Ausmaß der Nockenwellenverdrehungen, die auf den Nockenwellenversteller wirken, abhängen; beispielsweise können höhere Nockenwellenverdrehungen eine kleiner bemessene Entlüftungsdurchgangsöffnung erfordern. Bei einigen Anwendungen könnte die Entlüftungsdurchgangsöffnung 35 sogar eliminiert werden, so dass die innere Fluidkammer ausschließlich dazu dient, die Rezirkulation zu erleichtern, ohne Fluid zu dem Tank zu leiten (außer jenem, das über eine interne Leckage des HFCV in den Tank entweicht).
Die in den 10A, 10B, 11A, 11B gezeigten Strömungswege B-D, B1-D1 können jeweils mehrfach vorhanden sein, so dass sie in Bezug auf einen Umfang der Zylinderlaufbuchse symmetrisch eingerichtet sind. Bei der in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsform schneidet eine transversale Schnittebene, die die Drehachse 16 des HFCV 20 und einen der Strömungswege schneidet, auch eine zweite Instanz des gleichen Strömungswegs. Andere Anordnungen von Strömungswegen sind ebenfalls möglich, einschließlich nicht symmetrischer Anordnungen.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, wird nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Wörtern handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Wörter, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht sind. Während verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen gemäß dem Stand der Technik beschrieben werden könnten, versteht der Durchschnittsfachmann, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder Charakteristiken ein Kompromiss eingegangen werden kann, um gewünschte Gesamtsystemattribute, die von der konkreten Anwendung und Realisierungsform abhängen, zu erreichen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. beinhalten, sind aber nicht auf diese beschränkt. In dem Maße, in dem Ausführungsformen in Bezug auf ein oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen gemäß dem Stand der Technik beschrieben sind, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Hydraulikfluid-Steuerventil, umfassend: ein Gehäuse, das aufweist: einen ersten Fluidanschluss, der dazu konfiguriert ist, mit einer ersten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein; und einen zweiten Fluidanschluss, der dazu konfiguriert ist, mit einer zweiten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein, wobei die erste und die zweite hydraulische Betätigungskammer dazu konfiguriert sind, Hydraulikfluid zu empfangen und auszulassen; und einen Schieber, der mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Schieber aufweist: eine Entlüftungsöffnung; eine erste Öffnung; eine zweite Öffnung; und eine dritte Öffnung; und wobei in einer ersten axialen Position des Schiebers: die erste Öffnung dazu konfiguriert ist, Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; die zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und die Entlüftungsöffnung dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen; und wobei in einer zweiten axialen Position des Schiebers: die dritte Öffnung dazu konfiguriert ist, Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; die zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und die Entlüftungsöffnung dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 1, wobei die erste Öffnung an einem Federende des Schiebers eingerichtet ist, die Entlüftungsöffnung an einem Betätigungsende des Schiebers eingerichtet ist und die zweite und dritte Öffnung zwischen der ersten Öffnung und der Entlüftungsöffnung eingerichtet sind.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 2, wobei der Schieber weiter eine sich in Längsrichtung erstreckende innere Fluidkammer umfasst, die dazu konfiguriert ist: i) Hydraulikfluid direkt zu berühren und ii) jede der vier Öffnungen in der ersten und zweiten axialen Position des Schiebers kontinuierlich fluidtechnisch miteinander zu verbinden.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 1, das weiter ein Einwegventil umfasst, das zwischen einer radialen Außenoberfläche des Schiebers und einer radialen Innenoberfläche des Gehäuses eingerichtet ist.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 4, wobei das Einwegventil dazu konfiguriert ist zu ermöglichen, dass: i) das Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer in der ersten axialen Position des Schiebers von der zweiten Öffnung zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer strömt; und ii) das Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer in der zweiten axialen Position des Schiebers von der zweiten Öffnung zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer strömt.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 4, wobei sich das Einwegventil in einer radialen Richtung öffnet.
Hydraulikfluid-Steuerventil, umfassend: ein Gehäuse, das einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, wobei der erste Fluidanschluss dazu konfiguriert ist, mit einer ersten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein, der zweite Fluidanschluss dazu konfiguriert ist, mit einer zweiten hydraulischen Betätigungskammer fluidtechnisch verbunden zu sein, und die erste und zweite hydraulische Betätigungskammer dazu konfiguriert sind, Hydraulikfluid zu empfangen und auszulassen; und einen Schieber, der mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Schieber eine innere Fluidkammer aufweist, die dazu konfiguriert ist, Hydraulikfluid direkt zu berühren, wobei die innere Fluidkammer beinhaltet: eine erste Öffnung; eine zweite Öffnung; und eine dritte Öffnung; und wobei die innere Fluidkammer dazu konfiguriert ist: i) die erste, zweite und dritte Öffnung kontinuierlich fluidtechnisch miteinander zu verbinden; ii) Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen und einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und iii) Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen und einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 7, weiter umfassend eine Entlüftungsöffnung, die dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer und einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer auszulassen, und wobei die innere Fluidkammer dazu konfiguriert ist, die erste Öffnung, die zweite Öffnung, die dritte Öffnung und die Entlüftungsöffnung kontinuierlich fluidtechnisch miteinander zu verbinden.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 8, wobei die Entlüftungsöffnung an einem Betätigungsende des Schiebers eingerichtet ist.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 7, wobei die zweite Öffnung dazu konfiguriert ist: i) den ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern; und ii) den ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu liefern.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 10, das weiter ein Einwegventil umfasst, das zwischen einer radialen Außenoberfläche des Schiebers und einer radialen Innenoberfläche des Gehäuses eingerichtet ist.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 11, wobei das Einwegventil eingerichtet ist, um es einem des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer oder des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu ermöglichen, aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer von der zweiten Öffnung zu der entsprechenden zweiten und ersten hydraulischen Betätigungskammer zu strömen.
Hydraulikfluid-Steuerventil nach Anspruch 11, wobei sich das Einwegventil in einer radialen Richtung öffnet.
Nockenwellenversteller, umfassend: einen Rotor, der dazu konfiguriert ist, antreibbar mit einer Nockenwelle verbunden zu sein; einen Stator, der dazu konfiguriert ist, antreibbar mit einer Kurbelwelle verbunden zu sein, wobei der Stator und der Rotor erste und zweite hydraulische Betätigungskammern bilden, die dazu konfiguriert sind, Hydraulikfluid zu empfangen und auszulassen; ein Hydraulikfluid-Steuerventil, das dazu konfiguriert ist, eine Drehposition des Rotors in Bezug auf den Stator über Druckbeaufschlagung und Druckentlastung der ersten und zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu steuern, wobei das Hydraulikfluid-Steuerventil aufweist: ein Gehäuse; einen Schieber, der mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Schieber eine innere Fluidkammer definiert, die dazu konfiguriert ist: Hydraulikfluid an einem ersten Ende der inneren Fluidkammer von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; einen ersten Fluidweg für das Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen, wobei sich der erste Fluidweg von dem ersten Ende zu einem zweiten Ende der inneren Fluidkammer erstreckt und eine erste Fluidströmungsrichtung definiert; einen zweiten Fluidweg für einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der ersten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen, wobei sich der zweite Fluidweg von dem ersten Fluidweg erstreckt; Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; einen dritten Fluidweg in der ersten Fluidströmungsrichtung für einen ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen; und einen vierten Fluidweg in einer zweiten Fluidströmungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten Fluidströmungsrichtung für einen zweiten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer bereitzustellen.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 14, wobei die innere Fluidkammer weiter eine Rezirkulationsöffnung umfasst, die an einer mittleren Position auf dem Schieber eingerichtet ist, wobei die Rezirkulationsöffnung dazu konfiguriert ist, Folgendes auszulassen: i) den ersten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer; und ii) den zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der zweiten hydraulischen Betätigungskammer.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 15, der weiter ein Einwegventil umfasst, das zwischen einer radialen Außenoberfläche des Schiebers und einer radialen Innenoberfläche des Gehäuses eingerichtet ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 16, wobei sich das Einwegventil in einer radialen Richtung öffnet.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 16, wobei das Einwegventil dazu konfiguriert ist: zu ermöglichen, dass Hydraulikfluid in einer ersten Position des Schiebers von der Rezirkulationsöffnung zu der ersten hydraulischen Betätigungskammer strömt; und zu ermöglichen, dass Hydraulikfluid in einer zweiten Position des Schiebers von der Rezirkulationsöffnung zu der zweiten hydraulischen Betätigungskammer strömt.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 16, wobei die innere Fluidkammer weiter umfasst: eine erste Öffnung, die an dem ersten Ende eingerichtet ist, wobei die erste Öffnung dazu konfiguriert ist, das Hydraulikfluid von der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen; und eine zweite Öffnung, die dazu konfiguriert ist, das Hydraulikfluid von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu empfangen, wobei die Rezirkulationsöffnung zwischen der ersten und der zweiten Öffnung eingerichtet ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 19, wobei die innere Fluidkammer weiter eine Entlüftungsöffnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, Folgendes auszulassen: i) einen zweiten Teil des Hydraulikfluids aus der ersten hydraulischen Betätigungskammer zu einem Sumpf; und ii) den ersten Teil des Hydraulikfluids von der zweiten hydraulischen Betätigungskammer zu dem Sumpf.