EP1924759B1 - Steuerventil für eine vorrichtung zur veränderung der steuerzeiten einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1924759B1
EP1924759B1 EP20060762977 EP06762977A EP1924759B1 EP 1924759 B1 EP1924759 B1 EP 1924759B1 EP 20060762977 EP20060762977 EP 20060762977 EP 06762977 A EP06762977 A EP 06762977A EP 1924759 B1 EP1924759 B1 EP 1924759B1
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pressure medium
control valve
control piston
valve
control
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Rainer Ottersbach
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Definitions

  • the invention relates to a control valve for a device for changing the timing of an internal combustion engine according to the preamble of claims 1 or 2 and a device for changing the timing of an internal combustion engine according to the preamble of claim 18th
  • camshafts are used to actuate the gas exchange valves.
  • Camshafts are mounted in the internal combustion engine such that cams attached to them abut cam followers, for example cup tappets, drag levers or rocker arms. If a camshaft is rotated, the cams roll on the cam followers, which in turn actuate the gas exchange valves. Due to the position and the shape of the cams thus both the opening duration and the opening amplitude but also the opening and closing times of the gas exchange valves are set.
  • valve lift and valve opening duration should be variable, up to the complete shutdown of individual cylinders.
  • concepts such as switchable cam followers or electrohydraulic or electric valve actuations are provided.
  • it has been found to be advantageous to be able to influence the opening and closing times of the gas exchange valves during operation of the internal combustion engine. It is particularly desirable for the opening and closing times of the intake or to be able to exert an influence separately on exhaust valves, for example, to set a defined valve overlap in a targeted manner.
  • the specific fuel consumption can be reduced, the exhaust behavior positively influenced, the engine efficiency, the maximum torque and the maximum power increases become.
  • the described variability of the gas exchange valve timing is achieved by a relative change in the phase angle of the camshaft to the crankshaft.
  • the camshaft is usually via a chain, belt, gear drive or equivalent drive concepts in drive connection with the crankshaft.
  • a device for changing the timing of an internal combustion engine hereinafter also called camshaft adjuster, mounted, which transmits the torque from the crankshaft to the camshaft.
  • this device is designed such that during operation of the internal combustion engine, the phase angle between the crankshaft and camshaft securely held and, if desired, the camshaft can be rotated in a certain angular range relative to the crankshaft.
  • the seat of modern camshaft adjuster is usually located at the drive end of the camshaft.
  • the camshaft adjuster can also be arranged on an intermediate shaft, a non-rotating component or the crankshaft. It consists of a driven by the crankshaft, a fixed phase relation to this holding drive wheel, one in drive connection standing with the camshaft driven part and a torque transmitting from the drive wheel to the driven part adjusting mechanism.
  • the drive wheel may be designed as a chain, belt or gear in the case of a not arranged on the crankshaft camshaft adjuster and is driven by means of a chain, a belt or a gear drive from the crankshaft.
  • the adjustment mechanism can be operated electrically, hydraulically or pneumatically.
  • hydraulically adjustable camshaft adjusters Two preferred embodiments of hydraulically adjustable camshaft adjusters are the so-called Axialkolbenversteller and Rotationskolbenversteller.
  • the drive wheel is connected to a piston and this with the output part via helical gears in combination.
  • the piston separates a cavity formed by the driven part and the drive wheel into two pressure chambers arranged axially relative to one another. If one pressure chamber is acted upon by pressure medium while the other pressure chamber is connected to a tank, then the piston shifts in the axial direction. The axial displacement of the piston is translated by the helical gears in a relative rotation of the drive wheel to the output part and thus the camshaft to the crankshaft.
  • a second embodiment of hydraulic phaser are the so-called Rotationskolbenverstelter.
  • the drive wheel is rotatably connected to a stator.
  • the stator and a rotor or driven element are arranged concentrically to one another, wherein the rotor is non-positively, positively or materially connected, for example by means of a press fit, a screw or welded connection with a camshaft, an extension of the camshaft or an intermediate shaft.
  • a plurality of circumferentially spaced cavities are formed which extend radially outward from the rotor. The cavities are limited pressure-tight in the axial direction by side cover.
  • each cavity in two pressure chambers Splits.
  • camshaft adjuster sensors detect the characteristics of the engine such as the load condition and the speed. These data are supplied to an electronic control unit, which controls the supply and the outflow of pressure medium to the various pressure chambers after comparing the data with a characteristic field of the internal combustion engine.
  • one of the two counteracting pressure chambers of one cavity is connected in hydraulic camshaft adjusters with a pressure medium pump and the other with the tank.
  • the inlet of pressure medium to a chamber in conjunction with the flow of pressure medium from the other chamber moves the pressure chambers separating piston in the axial direction, whereby in Axialkolbenverstellern on the helical gears, the camshaft is rotated relative to the crankshaft.
  • Rotationskolbenverstellern is caused by the pressurization of a chamber and the pressure relief of the other chamber, a displacement of the wing and thus directly a rotation of the camshaft to the crankshaft.
  • both pressure chambers are either connected to the pressure medium pump or separated from both the pressure medium pump and the tank.
  • control valves usually by means of a 4/3-way proportional valve.
  • This has a valve housing, which is each provided with a connection for the pressure chambers (working port) and at least two supply connections. At least one of the supply connections serves as an inflow connection, via which the control valve is supplied with pressure medium from a pressure medium pump. Furthermore, a further supply connection serves as a discharge connection, via which the pressure medium leaving the pressure chambers is guided becomes. It can be provided, for example, that the drain port communicates with a tank.
  • an axially displaceable control piston is arranged within the substantially hollow cylindrical valve housing.
  • the control piston can be brought by means of an electromagnetic, pneumatic or hydraulic actuator, against the spring force of a spring member axially in any position between two defined end positions.
  • the control piston is further provided with control edges, whereby the working ports with the supply ports and thus the individual pressure chambers or groups of pressure chambers can be selectively connected to the pressure medium pump or the tank.
  • a position of the control piston may be provided, in which the Druckstoffkammem are separated from both the pressure medium pump and the pressure medium tank.
  • Such a control valve is out of US 6,363,896 B1 known.
  • This consists of a substantially hollow cylindrical valve housing and an axially displaceably arranged therein control piston.
  • On the valve housing two working ports, an inlet port and a drain port are formed.
  • the two working ports and the inlet port are formed as axially spaced openings in the cylindrical surface of the valve housing.
  • the inlet connection lies in the axial direction between the two working connections.
  • an axial outlet connection is provided, via which pressure medium can be removed from the control valve.
  • a control piston is provided, which can be moved by means of an electromagnetic actuator in the axial direction relative to the valve housing.
  • an annular groove is formed, via which depending on the position of the control piston to the valve housing selectively either the first or the second working port can be connected to the inlet port.
  • the drain connection can either be directly connected to the one working connection or be connected by means of a pressure medium channel formed within the control piston with the other working port.
  • a supply line is provided, via which the inlet connection communicates with a pressure medium pump which continuously supplies the control valve with pressure medium.
  • the position of the inlet connection between the working connections requires an elaborate supply of material within the output element.
  • On the one hand are located within an axial portion of the output element both radially extending pressure medium lines, starting from one of the working ports, as well as axially extending supply lines, starting from the radial supply port.
  • This accumulation of lines in an axial section reduces their maximum flow cross-sections.
  • a further disadvantage arises from the fact that a connection between the axial supply lines and the radial pressure medium lines must be prevented.
  • the supply lines are formed by a plurality of thin bores communicating with each other, via which pressure medium is supplied from a camshaft bearing to the inlet port.
  • the formation of these holes is very expensive and error-prone.
  • the process reliability suffers because the thin drills tend to break during the formation of the holes.
  • the EP 1447602 A1 shows an oil control valve for a phaser. There is provided a check valve by which a backflow of oil is prevented in the engine oil system.
  • the check valve is integrated in the housing of the oil control valve. As a result, the control piston of the oil control valve is not affected by a sudden change in oil pressure.
  • the invention is therefore based on the object to avoid these disadvantages and thus to provide a hydraulic control valve, wherein the Pressure medium supply to the inlet port and the pressure fluid discharge from the tank connection by simple, inexpensive to produce constructive features can be accomplished.
  • Another object is to realize a simple and inexpensive to produce connection between the working ports and the pressure chambers of the camshaft adjuster.
  • a control valve for a device for variably setting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine having a substantially hollow cylindrical valve housing, and a control piston axially displaceably arranged therein, wherein exactly two working ports, exactly one first and exactly one second supply port on the valve housing are formed, via one of the supply ports to the control valve pressure medium supplied from a pressure medium pump and the other supply port pressure medium from the control valve can be discharged into a tank, both working ports and the first supply port are formed by at least one radial opening in an outer circumferential surface of the valve housing wherein the working ports and the first supply port are spaced apart in the axial direction, and wherein the first supply port communicates with a supply line, the object is achieved in that the working ports are arranged directly adjacent in the axial direction and the first supply port is connected in the axial direction on the side of the supply line to the working ports.
  • the control valve consists of a substantially hollow cylindrical valve housing and a control piston arranged axially displaceable therein.
  • the valve housing is arranged within a valve receptacle of a surrounding structure, for example a camshaft, a cylinder head or an output element of a camshaft adjuster, wherein the outer diameter of the valve housing is adapted to the inner diameter of the valve receptacle.
  • On the outer lateral surface of the valve housing at least three axially spaced connections in the form of radial openings of the valve housing are formed.
  • the one radial connection serves as a supply connection.
  • the remaining radial ports serve as working ports, via which pressure medium can be passed to the pressure chambers of the device or discharged from them.
  • the supply connection as an inlet connection, via which the control valve pressure medium is supplied, or as a drain connection, via the pressure medium the control valve is discharged serve.
  • the supply connection is arranged in the axial direction such that no working connection is arranged between it and an axial end of the control valve. Due to this arrangement of the supply connection, a strict separation in the axial direction is established between the pressure medium lines communicating with the working connections and the supply line which communicates with the supply connection.
  • the axially extending supply line no longer penetrates into the region of the radial pressure medium lines which communicate with the working ports.
  • Another advantage is that the axial pressure medium channels can be formed with larger cross-sectional areas. Overall, this leads to a considerable simplification of the pressure medium system and thus to a reduction in the manufacturing cost of the device.
  • the supply line is at least partially formed as an annular space between the valve housing and the surrounding structure.
  • the supply line can be formed, at least in sections, as at least one groove, which opens out onto the outer jacket surface of the control piston and opens into the first supply connection.
  • a further simplification of the pressure medium system results from the fact that the supply line is realized by a gap between the valve housing and the valve receptacle of the surrounding construction.
  • a valve housing comprehensive annular channel or one or more circumferentially spaced longitudinal grooves may be provided, which open into the radial supply port.
  • the inner diameter of the valve receptacle is larger than the outer diameter of the valve housing.
  • the longitudinal grooves these may be on an inner lateral surface of the valve seat or an outer lateral surface of the Valve housing are formed. In both cases, this can be done inexpensively or cost-neutral during the molding process.
  • each of the pressure fluid channels communicates with each of the control piston in any position of the supply ports, each of the pressure fluid channels by appropriate positioning of the control piston relative to the valve housing with at least one the working connections can be connected and wherein at least one of the pressure medium channels is not formed rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the control valve.
  • a control valve for a device for variably setting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine having a substantially hollow cylindrical valve housing, and a axially displaceably arranged therein control piston, wherein on the valve housing two working ports and two supply ports are formed, each working port through at least one radial opening in an outer circumferential surface of the valve housing is formed, wherein the working ports are spaced apart in the axial direction, wherein at least two axially extending, mutually delimited pressure fluid channels are formed on the control piston, each of the pressure fluid channels in each position of the control piston with one of the supply ports communicates with each of the pressure medium channels by suitably positioning the control piston relative to the valve housing with at least one of the Ar Beitsan say can be connected, the object is achieved in that at least one of the pressure medium channels is not formed rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the control valve.
  • the control piston can be used for different valve housing configurations.
  • an insert may be provided in a control valve on whose valve housing the working connections are arranged directly adjacent.
  • an insert in a control valve between the radial working ports a supply connection is provided.
  • the working connections are arranged directly adjacent in the axial direction. It can be formed on the valve housing exactly two working connections and / or exactly two supply connections. Furthermore, it can be provided that one of the supply connections is designed as a feed connection, via which the control valve pressure medium is supplied and / or that one of the supply connections is designed as a drain port can be discharged via the pressure medium from the control valve to a tank.
  • the non-rotationally symmetrical design according to the invention of at least one pressure medium channel with respect to the longitudinal axis of the control valve offers the advantage of establishing the communication between the working connection farther from the radial supply connection and the supply connection without establishing a connection to the working connection therebetween. This can be done without further design features, such as adapters, while still being able to dispense with the formation of further supply connections to the valve housing.
  • At least one pressure medium channel is formed on an outer circumferential surface of the control piston.
  • this embodiment of the invention is one of the pressure medium channels in the interior formed of the control piston and provided as a second pressure medium channel extending in the axial direction of a groove on the outer circumferential surface of the control piston. From the axially extending groove one or two axially spaced, extending in the circumferential direction of grooves, which establish the connection between the second pressure medium channel and the circumferentially to the pressure medium channel spaced radial openings in the valve housing, which form the working connections. In the case of a circumferentially extending groove, two radial openings are provided on the control piston through which the exterior of the control piston can communicate with its interior.
  • the circumferentially extending groove is located on the outer circumferential surface of the control piston in the axial direction between the openings and between the working ports, while the openings comprise the working ports in the axial direction.
  • the circumferentially extending groove may communicate with either the first or the second working port.
  • one of the two openings of the control piston communicates with the other working connection.
  • a radial opening is provided on the control piston. This lies in the axial direction between the two circumferentially extending channels and between the working ports, the circumferentially extending grooves comprising the working ports.
  • one of the two circumferentially extending grooves can communicate with the corresponding working port, while the connection of the other groove is interrupted with the other working port.
  • the opening of the control piston communicates with the other work connection.
  • the controls may be arranged on the control piston such that a middle position exists in which either both working ports only communicate with the inlet port or with none of the supply ports. In this position of the control piston, the phase position of the device is maintained.
  • control piston all pressure medium channels are formed within the control piston.
  • a pressure medium channels separating wall can be integrally formed with the control piston.
  • control piston it is also conceivable to form the control piston as a substantially hollow cylindrical component, in the interior of which a separately manufactured insert component is provided, wherein the insert component forms the pressure medium channels in cooperation with an inner circumferential surface of the control piston.
  • At least two separate pressure medium channels are formed within the control piston, which communicate via radial openings with the exterior of the control piston and thus can be connected to the working ports.
  • each of the pressure medium passages can be connected to each of the working ports by suitably positioning the control piston relative to the valve body. This measure ensures that exactly two supply connections, namely an inlet connection and a discharge connection, are required in order to operate the device.
  • control piston is made of a plastic and is produced by means of an injection molding process. Molds are produced for the injection molding process which already have all the typical geometric features of the finished component.
  • the component is produced by filling the plasticized plastic into the mold and then curing the mass.
  • undercuts or cavities by means of slide and / or Kemzugtechnologie, wherein the non-material to be filled spaces are filled with one or more moldings during the injection molding process.
  • These moldings are elements of the injection mold and can be removed again from the workpiece after completion of the injection molding operation. Basically, the use of lost cores is conceivable.
  • control piston consists of a metal and is produced by means of a metallurgical injection molding process, also known as metal injection molding (MIM).
  • MIM metal injection molding
  • This process is analogous to the plastic injection molding process described above, in which case the material to be introduced into the mold consists of a mixture of fine metal powder and organic binders. The volume fraction of the metal powder is usually more than 50%.
  • the organic binder and any lost cores are removed in a subsequent debinding process. This can be done either by thermal decomposition and subsequent evaporation or by solvent extraction.
  • the remaining porous moldings are compacted by sintering under various shielding gases or under vacuum to give the components having the final geometric properties.
  • the advantage of this manufacturing method is that even structures that are not rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the control piston, can be produced inexpensively and reliably.
  • the device for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine comprises at least two mutually acting pressure chambers, by means of which the phase position between a camshaft and a crankshaft can be adjusted or held either.
  • the pressure chambers pressure medium is supplied or derived from these.
  • a control valve is provided on which at least two working ports and at least two supply ports, in the form of an inlet and a drain port are formed. At least one of the supply ports is formed as at least one radial opening on an outer circumferential surface of the valve housing, wherein this connects in the axial direction of the control valve to the radially formed working ports.
  • This supply connection communicates with a supply line which is designed at least in sections as formed on the valve receptacle of the surrounding construction, axially extending groove.
  • the surrounding construction may be a rotor of a camshaft adjuster, a camshaft, a cylinder head cover or a cylinder head.
  • the groove can be formed cost-neutral during the manufacture of the surrounding structure. For example, this can be realized cost-neutral by simple modifications of the forming tool in the manufacture of a rotor made of sintered steel.
  • the working ports can also be designed as axially spaced radial openings in the valve housing, wherein these in the axial direction on the side facing away from the groove side of the supply terminal to connect to this.
  • an axial supply connection can be provided, wherein at least two pressure medium channels are formed on the control piston, wherein each of the pressure medium channels is connected to one of the supply connections.
  • at least one of the pressure medium channels is not rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the control valve. It can be provided that all pressure medium channels are formed within the control piston.
  • the pressure medium channels from each other separating wall can be integrally formed with the control piston.
  • the control piston may be formed as a substantially hollow cylindrical component, in the interior of which a separately manufactured insertion component is provided, wherein the insertion component forms the pressure medium channels in cooperation with an inner circumferential surface of the control piston.
  • FIG. 1 an internal combustion engine 100 is outlined, wherein a seated on a crankshaft 101 piston 102 is indicated in a cylinder 103.
  • the crankshaft 101 is in the illustrated embodiment via a respective traction drive 104 and 105 with an intake camshaft 106 and exhaust camshaft 107 in conjunction, with a first and a second device 1 for relative rotation between the crankshaft 101 and cam shafts 106, 107 can provide.
  • Cams 108, 109 of the camshafts 106, 107 actuate an inlet gas exchange valve 110 and an outlet gas exchange valve 111. Equally, only one of the camshafts 106, 107 can be provided with a device 1, or only one camshaft 106, 107 provided with a device 1 is provided.
  • FIGS. 2a . 2 B show a first embodiment of a device 1 for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves 110, 111 of an internal combustion engine 100th
  • An adjusting device 1a essentially consists of a drive wheel 5, a stator 2 and a rotor arranged concentrically therewith, referred to below as output element 3.
  • the output element 3 consists of a wheel hub 4, on whose outer circumference five wings 6 are formed, which extend radially outward.
  • the device 1 In the assembled state of the device 1, this can, for example by means of a force, friction, form, or cohesive connection or by means of fastening means, rotatably connected to the camshaft 3a.
  • the device 1 is rotatably connected by means of a central screw 17 with the camshaft 3a.
  • the stator 2 is formed as a thin-walled sheet metal part, which consists of inner peripheral walls 7 and outer peripheral walls 8, which are connected to one another via side walls 9.
  • the inner and outer peripheral walls 7, 8 extend substantially in the circumferential direction.
  • the stator 2 is rotatably mounted on the driven element 3.
  • the side walls 9 extend outwardly in a substantially radial direction and merge into the outer circumferential walls 8.
  • a plurality of, in the illustrated embodiment, five, pressure chambers 10 are formed, which are closed in the axial direction of the drive wheel 5 and a sealing washer 12 pressure-tight.
  • the wings 6 are arranged on the outer circumferential surface of the driven element 3 such that exactly one wing 6 extends into each pressure chamber 10.
  • the wings 6 are in the radial direction of the outer peripheral walls 8 of the stator 2 at.
  • the width of the wings 6 is designed such that they rest in the axial direction on the drive wheel 5 and the sealing washer 12. As a result, each wing 6 divides a pressure chamber 10 into two counteracting pressure chambers 14, 15.
  • the stator 2 and the driven element 3 are arranged within a cup-shaped housing 11, which kapseit these components by interacting with the drive wheel 5 fluid-tight.
  • the open end of the housing 11 is oil-tightly connected to the drive wheel 5.
  • the connection between the drive wheel 5 and the housing 11 can by means of a sealing joining process or be realized by the use of a sealant, not shown.
  • a circumferential circumferential weld joint 16a is provided.
  • a concentric with the central bore 4b arranged opening 16 is provided on a bottom 13 of the housing 11.
  • a central screw 17 passes through the opening 16 and the central bore 4b, wherein a threaded portion of the central screw 17 engages in a provided with an internal thread receptacle 18 of the camshaft 3a.
  • the central screw 17 is further provided with a collar 19 which is supported in the assembled state of the central screw 17 either directly or indirectly on the output element 3 and thus rotatably connected to the camshaft 3a.
  • the region of the central screw 17, which is arranged within the output element 3, is designed as a control valve 20.
  • This region of the central screw 17 extends within the central bore 4b, which acts as a valve seat 4a.
  • the central screw 17 is provided with a blind hole-like receptacle 21, which extends to the camshaft facing away from the axial end of the central screw 17.
  • the resulting cylindrical outer surface of the control valve 20 fulfills the function of a valve housing 22.
  • the outer diameter of the valve housing 22 is adapted to the inner diameter of the driven element 3.
  • the valve housing 22 is provided with three groups of axially spaced-apart openings 23 a, b, c, via which the exterior of the valve housing 22 can communicate with the receptacle 21.
  • Each group of openings 23a, b, c forms a pressure medium connection of the control valve 20, the camshaft-side group of openings 23a forming a supply connection 24 and the two other groups of openings 23b, c serving as working connections A, B.
  • two axially spaced annular channels 25a, 25b are formed in the form of radially inwardly open annular grooves, which are bounded by the valve housing 22 radially inwardly.
  • Each of the ring channels 25a, 25b communicates with one of Working connections A, B.
  • two groups of pressure medium lines 26 are formed, each of the pressure medium lines 26 on the one hand communicates with one of the pressure chambers 14, 15 and on the other hand with one of the annular channels 25a, 25b.
  • the supply port 24 of the valve housing 22 is formed in the illustrated embodiment as a feed port P, via the control valve 20 pressure medium is supplied from a pressure medium pump. This is in fluid communication with a formed between the central screw 17 and the camshaft 3a supply line 27.
  • the supply line 27 communicates via formed in the region of a camshaft bearing 28 tap holes 29 and a rotary feedthrough, not shown, with a likewise not shown pressure medium pump.
  • a substantially hollow cylindrical trained control piston 30 is received axially displaceable.
  • its outer diameter is adapted to the inner diameter of the receptacle 21 of the valve housing 22.
  • the control piston 30 can be arbitrarily positioned by means of an actuating unit 31 via a push rod 32 against the force of a spring element 33 in the axial direction within the valve housing 22.
  • the respective annular grooves 39a, 39b, 39c communicate with the interior of the control piston 30 via the radial openings 34a, 34b, 34c. Furthermore, fourth radial openings 35 are formed on the end of the control piston 30 remote from the camshaft.
  • a drain port T from, via the pressure medium from the control valve 20 can be removed.
  • the inflow port P pressure medium can be supplied, which, depending on the position of the control piston 30 relative to the valve housing 22, to one of the two working ports A, B can be passed.
  • the pressure medium passes via the working port A, B the corresponding annular channel 25a, 25b and the corresponding pressure medium line 26 to the respective pressure chamber 14, 15.
  • At least one axially extending groove 38b is provided, which connects the annular space 38a to the inlet port P.
  • the groove 38b may be formed either on an inner wall of the surrounding structure, in the illustrated case the camshaft 3a and the output element 3, or the outer circumferential surface of the valve housing 22. In any case, these can be formed during the manufacturing process of the respective component cost neutral or with little additional effort. This is compared to the wells described in the prior art a considerable simplification, while at the same time increasing process safety and thereby reducing the scrap rate. Overall, this leads to a significant cost reduction in the production of the device. 1
  • control valve 20 is not limited to the illustrated embodiment. It is also conceivable, the output element 3 not rotatably with a central screw 17, but other friction, material, non-positive or positive means to connect with the camshaft 3a, wherein within a central bore 4b of the output element 3, a control valve 20 is arranged. Likewise, the control valve 20 according to the invention may also be designed as a so-called. Plug-in or cartridge valve, which is arranged in a formed on a cylinder head or a cylinder head cover valve receptacle 4a. In the case of central valve applications, the control valve 20, depending on the design of the device 1, for example, be arranged within the driven element 3, the camshaft 3a or an extension of the camshaft 3a. The inlet P and the outlet connection T may be arranged on the cam shaft facing or -abgewandten end or at different ends of the control valve 20. In this case, the radial supply connection 24 can serve both as supply P and as discharge connection T.
  • a first embodiment of a control valve 20 according to the invention is in the Figures 2c . 3, 3a-c shown.
  • the outer diameter of the outer circumferential surface of the substantially hollow cylindrical control piston 30 is adapted to the inner diameter of the valve housing 22.
  • three annular grooves 39a, b, c are formed on the outer lateral surface of the control piston 30, wherein these are arranged spaced apart in the axial direction.
  • a first, central pressure medium channel 40 is formed, to which two second pressure medium channels 41 adjoin in the radial direction, which extend in the cross section of the control piston 30 only within an angular segment of less than 360 °.
  • the pressure medium channels 40, 41 are separated from each other within the control piston 30 by walls 42, wherein the two second pressure medium channels 41 are arranged opposite to the longitudinal axis 36 of the control piston 30 opposite.
  • the second pressure medium channels 41 communicate with the first and third annular grooves 39a, 39c via the first and third radial openings 34a, 34c, respectively.
  • the first pressure medium channel 40 communicates via the second radial openings 34b with the second annular groove 39b.
  • the second radial openings 34b offset from the first and the third radial openings 34a, 34c in the circumferential direction by 90 °, whereby it is achieved that the first pressure medium channel 40 exclusively with the second annular groove 39b and the second pressure medium channels 41 exclusively with the first and third annular groove 39a, 39c communicate.
  • the first annular groove 39a is designed such that it communicates with the inlet port P relative to the valve housing 22 in each position of the control piston 30. Pressure medium entering the control valve 20 via the inlet port P passes into the first annular groove 39a and via the second pressure medium channels 41 to the third annular groove 39c.
  • the pressure medium passes either via the first annular groove 39a to the working port B or via the third annular groove 39c to the working port A and from there to the respective pressure chamber 14, 15.
  • the pressure medium enters the central Pressure medium channel 40, from where it is directed in the axial direction to the drain port T and thus discharged from the control valve 20.
  • the walls 42 prevent the pressure medium to be discharged from entering the first or third annular groove 39a, 39c.
  • the pressure medium channels 40, 41 are formed in this embodiment by an insert 43, which is made separately to the control piston 30 and is then arranged by means of a force, form, frictional or cohesive connection in the interior thereof.
  • FIGS. 4, 4a-d show a further embodiment of a control piston 30 of a control valve 20 according to the invention.
  • This is identical in many parts to that in FIG. 3
  • the separation between the pressure medium channels 40, 41 realized by means of one piece with the control piston 30 running walls 42.
  • a first central pressure medium channel 40 is formed, followed by two opposing second pressure medium channels 41 in the radial direction.
  • the second pressure medium channels 41 are again not rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 36 of the control piston 30.
  • the first pressure medium channel 40 communicates on the one hand with the drain port T and on the other hand with the second annular groove 39b.
  • the second pressure medium channels 41 communicate with both the first and the third annular groove 39a, 39c.
  • FIGS 5, 5a-5d show a third embodiment of a control piston 30 of a control valve 20 according to the invention, which is identical to the first two embodiments in large parts.
  • two first and two second pressure medium channels 41 are arranged within the control piston 30, two first and two second pressure medium channels 41 are arranged.
  • the first and second pressure medium channels 40, 41 in turn extend in the axial direction, but are arranged alternately in the circumferential direction in this embodiment.
  • the pressure medium channels 40, 41 separating walls 42 are not; as in the first two Embodiments, designed as circular chords, but extend along two mutually perpendicular inner diameter of the control piston 30th
  • the second pressure medium channels 41 facing one another in the vertical direction in the illustrations 5a-5d in turn connect the first to the third annular groove 39a, 39c, while the horizontally opposed first pressure medium channels 40 connect the drain port T to the second annular groove 39b.
  • control valve 20 In addition to the one-piece design of the control valve 20 with a central screw 17 through which the device 1 is attached to the camshaft 3a, embodiments are also conceivable in which the device 1 is fixed by means of non-positive, positive or cohesive connections to a camshaft 3a and the Control valve 20 is designed as a separate component. Also conceivable is the use of a control valve 20 according to the invention as a so-called plug-in or cartridge valve, which is mounted in a valve seat 4a in the cylinder head or cylinder head cover, wherein the working ports A, B of the control valve 20 are passed by suitable pressure medium lines and rotary unions to the adjuster.
  • control piston 30 of the control valve 20 according to the invention or the insert 43 is produced by means of an injection molding process. It is conceivable here to produce the components from a suitable plastic by means of a plastic injection molding method or from metal by means of a powder metallurgical injection molding method, also known as a metel-injection molding method. In both processes, moldings are produced which already have all the typical geometric features of the component in the negative. In these moldings, the plasticized plastic is introduced under pressure in the case of a plastic injection molding. Subsequently, the plastic is cured and can be removed from the reusable molding after this step.
  • the shaped body is filled with a mixture of fine metal powder and organic binders during the injection molding process. Subsequently, the organic binders are removed, for example, by evaporation or solvent extraction, and the remaining blank is compacted by sintering under appropriate protective gases or vacuum to the finished control piston 30.
  • injection molding methods have the advantage that the shaping of the components can be carried out without costly machining such as milling or drilling.
  • the non-rotationally symmetrical design of the pressure medium channels 40, 41 shown in the embodiments has the advantage that on the cylindrical surface of the valve housing 22 no additional openings must be formed, and thus less structural features must be realized. This leads to a considerable cost reduction in the production of the control valve 20.
  • valve housing 22 In addition to the illustrated embodiments or analogous modifications, it is also possible to form one of the pressure medium channels 40, 41 within the control piston 30 and the other of the pressure medium channels 40, 41 on the outer circumferential surface of the control piston 30.
  • the working ports A, B must be arranged at excellent positions of the valve housing 22 in the circumferential direction.
  • an anti-rotation device between valve housing 22 and control piston 30 must be provided.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil (20) für eine Vorrichtung (1) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (110, 111) einer Brennkraftmaschine (100). An einer Außenmantelfläche eines Ventilgehäuses (22) des Steuerventils (20) sind zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) und ein Versorgungsanschluss (24) ausgebildet, wobei die Arbeitsanschlüsse (A, B) direkt benachbart angeordnet sind und der Versorgungsanschluss (24) sich daran anschließt. Des Weiteren ist vorgesehen am Steuerkolben (30) zwei Druckmittelkanäle (40, 41) auszubilden, wobei zumindest einer der Druckmittelkanäle (40, 41) nicht rotationssymmetrisch zur Längsachse (36) des Steuerkolbens (30) ausgeführt ist.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 und eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
  • In Brennkraftmaschinen werden zur Betätigung der Gaswechselventile Nockenwellen eingesetzt. Nockenwellen sind in der Brennkraftmaschine derart angebracht, dass auf ihnen angebrachte Nocken an Nockenfolgern, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepphebeln oder Schwinghebeln, anliegen. Wird eine Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgern ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken sind somit sowohl die Öffnungsdauer als auch die Öffnungsamplitude aber auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile festgelegt.
  • Moderne Motorkonzepte gehen dahin, den Ventiltrieb variabel auszulegen. Einerseits sollen Ventilhub und Ventilöffnungsdauer variabel gestaltbar sein, bis hin zur kompletten Abschaltung einzelner Zylinder. Dafür sind Konzepte wie schaltbare Nockenfolger oder elektrohydraulische oder elektrische Ventilbetätigungen vorgesehen. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, während des Betriebs der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile nehmen zu können. Dabei ist es insbesondere wünschenswert auf die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Einlass- bzw. Auslassventile getrennt Einfluss nehmen zu können, um beispielsweise gezielt eine definierte Ventilüberschneidung einzustellen. Durch die Einstellung der Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Gaswechselventile in Abhängigkeit vom aktuellen Kennfeldbereich des Motors, beispielsweise von der aktuellen Drehzahl bzw. der aktuellen Last, können der spezifische Treibstoffverbrauch gesenkt, das Abgasverhalten positiv beeinflusst, der Motorwirkungsgrad, das Maximaldrehmoment und die Maximalleistung erhöht werden.
  • Die beschriebene Variabilität der Gaswechselventilsteuerzeiten wird durch eine relative Änderung der Phasenlage der Nockenwelle zur Kurbelwelle erreicht. Dabei steht die Nockenwelle meist über einen Ketten-, Riemen-, Zahnradtrieb oder gleichwirkende Antriebskonzepte in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle. Zwischen dem von der Kurbelwelle angetriebenen Ketten-, Riemen- oder Zahnradtrieb und der Nockenwelle ist eine Vorrichtung zur Änderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, im folgenden auch Nockenwellenversteller genannt, angebracht, die das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle überträgt. Dabei ist diese Vorrichtung derart ausgebildet, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle sicher gehalten und, wenn gewünscht, die Nockenwelle in einem gewissen Winkelbereich gegenüber der Kurbelwelle verdreht werden kann.
  • In Brennkraftmaschinen mit je einer Nockenwelle für die Einlass- und die Auslassventile können diese mit je einem Nockenwellenversteller ausgerüstet werden. Dadurch können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlass- und Auslassgaswechselventile zeitlich relativ zueinander verschoben und die Ventilüberschneidungen gezielt eingestellt werden.
  • Der Sitz moderner Nockenwellenversteller befindet sich meist am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle. Der Nockenwellenversteller kann aber auch auf einer Zwischenwelle, einem nicht rotierenden Bauteil oder der Kurbelwelle angeordnet sein. Er besteht aus einem von der Kurbelwellen angetriebenen, eine feste Phasenbeziehung zu dieser haltenden Antriebsrad, einem in Antriebsverbindung mit der Nockenwelle stehenden Abtriebsteil und einem das Drehmoment vom Antriebsrad auf das Abtriebsteil übertragenden Verstellmechanismus. Das Antriebsrad kann im Fall eines nicht an der Kurbelwelle angeordneten Nockenwellenverstellers als Ketten-, Riemen- oder Zahnrad ausgeführt sein und wird mittels eines Ketten-, eines Riemen- oder eines Zahnradtriebs von der Kurbelwelle angetrieben. Der Verstellmechanismus kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden.
  • Zwei bevorzugte Ausführungsformen hydraulisch verstellbarer Nockenwellenverstellern stellen die so genannten Axialkolbenversteller und Rotationskolbenversteller dar.
  • Bei den Axialkolbenverstellern steht das Antriebsrad mit einem Kolben und dieser mit dem Abtriebsteil jeweils über Schrägverzahnungen in Verbindung. Der Kolben trennt einen durch das Abtriebsteil und das Antriebsrad gebildeten Hohlraum in zwei axial zueinander angeordnete Druckkammern. Wird die eine Druckkammer mit Druckmittel beaufschlagt, während die andere Druckkammer mit einem Tank verbunden wird, so verschiebt sich der Kolben in axialer Richtung. Die axiale Verschiebung des Kolbens wird durch die Schrägverzahnungen in eine relative Verdrehung des Antriebsrades zum Abtriebsteil und damit der Nockenwelle zur kurbelwelle übersetzt.
  • Eine zweite Ausführungsform hydraulischer Nockenwellenversteller sind die so genannten Rotationskolbenverstelter. In diesen ist das Antriebsrad drehfest mit einem Stator verbunden. Der Stator und ein Rotor bzw. Abtriebselement sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Rotor kraft-, form- oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Presssitzes, einer Schraub- oder Schweißverbindung mit einer Nockenwelle, einer Verlängerung der Nockenwelle oder einer Zwischenwelle verbunden ist. Im Stator sind mehrere, in Umfangsrichtung beabstandete Hohlräume ausgebildet, die sich ausgehend vom Rotor radial nach außen erstrecken. Die Hohlräume sind in axialer Richtung durch Seitendeckel druckdicht begrenzt. In jeden dieser Hohlräume erstreckt sich ein mit dem Rotor verbundener Flügel, der jeden Hohlraum in zwei Druckkammern teilt. Durch gezieltes Verbinden der einzelnen Druckkammern mit einer Druckmittelpumpe bzw. mit einem Tank kann die Phase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle eingestellt bzw. gehalten werden.
  • Zur Steuerung des Nockenwellenverstellers erfassen Sensoren die Kenndaten des Motors wie beispielsweise den Lastzustand und die Drehzahl. Diese Daten werden einer elektronischen Kontrolleinheit zugeführt, die nach Vergleich der Daten mit einem Kenndatenfeld der Brennkraftmaschine den Zu- und den Abfluss von Druckmittel zu den verschiedenen Druckkammern steuert.
  • Um die Phasenlage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle zu verstellen wird in hydraulischen Nockenwellenverstellern eine der zwei gegeneinander wirkenden Druckkammern eines Hohlraums mit einer Druckmittelpumpe und die andere mit dem Tank verbunden. Der Zulauf von Druckmittel zur einen Kammer in Verbindung mit dem Ablauf von Druckmittel von der anderen Kammer verschiebt den die Druckkammern trennenden Kolben in axiale Richtung, wodurch in Axialkolbenverstellern über die Schrägverzahnungen die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verdreht wird. In Rotationskolbenverstellern wird durch die Druckbeaufschlagung der einen Kammer und die Druckentlastung der anderen Kammer eine Verschiebung des Flügels und damit direkt eine Verdrehung der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirkt. Um die Phasenlage zu halten werden beide Druckkammern entweder mit der Druckmittelpumpe verbunden oder sowohl von der Druckmittelpumpe als auch vom Tank getrennt.
  • Die Steuerung der Druckmittelströme zu bzw. von den Druckkammern erfolgt mittels Steuerventilen, meist mittels eines 4/3-Wegeproportionalventils. Dieses weist ein Ventilgehäuse auf, welches mit je einem Anschluss für die Druckkammern (Arbeitsanschluss) und zumindest zwei Versorgungsanschlüsse versehen ist. Zumindest einer der Versorgungsanschlüsse dient als Zulaufanschluss, über den dem Steuerventil Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt wird. Des Weiteren dient ein weiterer Versorgungsanschluss als Ablaufanschluss, über den das die Druckkammern verlassendes Druckmittel geführt wird. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Ablaufanschluss mit einem Tank kommuniziert.
    Innerhalb des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuses ist ein axial verschiebbarer Steuerkolben angeordnet. Der Steuerkolben kann mittels eines elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Stellgliedes, entgegen der Federkraft eines Federelements axial in jede Position zwischen zwei definierte Endstellungen gebracht werden. Der Steuerkolben ist weiterhin mit Steuerkanten versehen, wodurch die Arbeitsanschlüsse mit den Versorgungsanschlüssen und somit die einzelnen Druckkammern oder Gruppen von Druckkammern wahlweise mit der Druckmittelpumpe oder dem Tank verbunden werden können. Ebenso kann eine Stellung des Steuerkolbens vorgesehen sein, in der die Druckmittelkammem sowohl von der Druckmittelpumpe als auch vom Druckmitteltank getrennt sind.
  • Ein derartiges Steuerventil ist aus der US 6,363,896 B1 bekannt. Dieses besteht aus einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben. An dem Ventilgehäuse sind zwei Arbeitsanschlüsse, ein Zulaufanschluss und ein Ablaufanschluss ausgebildet. Die zwei Arbeitsanschlüsse und der Zulaufanschluss sind als axial zueinander beabstandete Öffnungen in der zylindrischen Mantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet. Dabei liegt der Zulaufanschluss in axialer Richtung zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen. Des Weiteren ist ein axialer Ablaufanschluss vorgesehen, über welchen Druckmittel aus dem Steuerventil abgeführt werden kann.
  • Innerhalb des Ventilgehäuses ist ein Steuerkolben vorgesehen, der mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit in axialer Richtung relativ zum Ventilgehäuse verschoben werden kann. An der Außenmantelfläche des Steuerkolbens ist eine Ringnut ausgebildet, über welche abhängig von der Position des Steuerkolbens zum Ventilgehäuse selektiv entweder der erste oder der zweite Arbeitsanschluss mit dem Zulaufanschluss verbunden werden kann.
    Der Ablaufanschluss kann abhängig von der relativen Stellung des Steuerkolbens innerhalb des Ventilgehäuses entweder direkt mit dem einen Arbeitsanschluss oder mittels eines innerhalb des Steuerkolbens ausgebildeten Druckmittelkanals mit dem anderen Arbeitsanschluss verbunden werden.
    Weiterhin ist eine Versorgungsleitung vorgesehen, über die der Zulaufanschluss mit einer Druckmittelpumpe kommuniziert, die dem Steuerventil kontinuierlich Druckmittel zuführt.
  • Die Lage des Zulaufanschlusses zwischen den Arbeitsanschlüssen erfordert eine aufwändige aruckmittelfu̅hrung innerhalb des Abtriebselements. Zum einen befinden sich innerhalb eines axialen Teilstücks des Abtriebselements sowohl radial verlaufende Druckmittelleitungen, ausgehend von einem der Arbeitsanschlüsse, als auch axial verlaufende Versorgungsleitungen, ausgehend von dem radialen Versorgungsanschluss. Diese Häufung von Leitungen in einem axialen Teilstück verringert deren maximale Durchflussquerschnitte.
    Ein Weiterer Nachteil erwächst daraus, dass eine Verbindung zwischen den axialen Versorgungsleitungen und den radialen Druckmittelleitungen verhindert werden muss. Zu diesem Zweck sind im Stand der Technik die Versorgungsleitungen durch mehrere miteinander kommunizierende, dünne Bohrungen ausgebildet, über welche dem Zulaufanschluss Druckmittel von einem Nockenwellenlager zugeführt wird. Die Ausbildung dieser Bohrungen ist sehr kostenintensiv und fehlerantällig. Darüber hinaus leidet die Prozesssicherheit, da die dünnen Bohrer während der Ausbildung der Bohrungen zum Abbrechen neigen.
  • Die EP 1447602 A1 zeigt ein Ölsteuerventil für einen Nockenwellenversteller. Es ist ein Rückschlagventil vorgesehen, durch welches ein Rückfluss von Öl in das Motorölsystem verhindert wird. Das Rückschlagventil ist in das Gehäuse des Ölsteuerventils integriert. Hierdurch wird der Steuerkolben des Ölsteuerventils bei einem plötzlichen Öldruckwechsel nicht beeinflusst.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde diese geschilderten Nachteile zu vermeiden und somit ein hydraulisches Steuerventil zu schaffen, wobei die Druckmittelzufuhr zu dem Zulaufanschluss und die Druckmittelabfuhr von dem Tankanschluss durch einfache, kostengünstig herstellbare konstruktive Merkmale bewerkstelligbar sind. Ein weiteres Ziel besteht darin, eine einfache und kostengünstig herstellbare Verbindung zwischen den Arbeitsanschlüssen und den Druckkammern des Nockenwellenverstellers zu realisieren.
  • In einer ersten Ausführungsform eines Steuerventils für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse, und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben, wobei an dem Ventilgehäuse genau zwei Arbeitsanschlüsse, genau ein erster und genau ein zweiter Versorgungsanschluss ausgebildet sind, wobei über einen der Versorgungsanschlüsse dem Steuerventil Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt und über den anderen Versorgungsanschluss Druckmittel aus dem Steuerventil in einen Tank abgeführt werden kann, wobei beide Arbeitsanschlüsse und der erste Versorgungsanschluss durch mindestens eine radiale Öffnung in einer Außenmantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet sind, wobei die Arbeitsanschlüsse und der erste Versorgungsanschluss in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind, und wobei der erste Versorgungsanschluss mit einer Versorgungsleitung kommuniziert, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Arbeitsanschlüsse in axialer Richtung direkt benachbart angeordnet sind und der erste Versorgungsanschluss sich in axialer Richtung auf der Seite der Versorgungsleitung an die Arbeitsanschlüsse anschließt.
  • Das erfindungsgemäße Steuerventil besteht aus einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben. Das Ventilgehäuse ist innerhalb einer Ventilaufnahme einer Umgebungskonstruktion angeordnet, beispielsweise einer Nockenwelle, einem Zylinderkopf oder einem Abtriebselement eines Nockenwellenverstellers, wobei der Außendurchmesser des Ventilgehäuses dem Innendurchmesser der Ventilaufnahme angepasst ist. An der Außenmantelfläche des Ventilgehäuses sind mindestens drei axial zueinander beabstandete Anschlüsse in Form von radialen Öffnungen des Ventilgehäuses ausgebildet. Der eine radiale Anschluss dient als Versorgungsanschluss. Die restlichen radialen Anschlüsse dienen als Arbeitsanschlüsse, über welche Druckmittel zu den Druckkammern der Vorrichtung geleitet oder von diesen abgeführt werden kann. Dabei kann der Versorgungsanschluss als Zulaufanschluss, über den dem Steuerventil Druckmittel zugeführt wird, oder als Ablaufanschluss, über den Druckmittel aus dem Steuerventil abgeführt wird, dienen. Der Versorgungsanschluss ist in axialer Richtung derart angeordnet, dass zwischen diesem und einem axialen Ende des Steuerventils kein Arbeitsanschluss angeordnet ist.
    Durch diese Anordnung des Versorgungsanschlusses ist eine strikte Trennung in axialer Richtung zwischen den mit den Arbeitsanschlüssen kommunizierenden Druckmittelleitungen und der Versorgungsleitung, welche mit dem Versorgungsanschluss kommuniziert, hergestellt. Somit sind nicht nur die Druckmittelanschlüsse, sondern auch die von diesen ausgehenden Druckmittelleitungen in axialer Richtung voneinander getrennt, wodurch die Komplexität des Druckmittelsystems reduziert wird. Die axial verlaufende Versorgungsleitung dringt nicht mehr in den Bereich der radial verlaufenden Druckmittelleitungen, welche mit den Arbeitsanschlüssen kommunizieren, ein.
    Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die axialen Druckmittelkanäle mit größeren Querschnittsflächen ausgebildet werden können.
    Insgesamt führt dies zu einer erheblichen Vereinfachung des Druckmittelsystems und somit zu einer Reduktion der Herstellungskosten der Vorrichtung.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Versorgungsleitung zumindest abschnittsweise als Ringraum zwischen dem Ventilgehäuse und der Umgebungskonstruktion ausgebildet ist. Alternativ kann die Versorgungsleitung zumindest abschnittsweise als zumindest eine, an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens vorgesehene, in den ersten Versorgungsanschluss mündende Nut ausgebildet sein.
  • Eine weitere Vereinfachung des Druckmittelsystems ergibt sich dadurch, dass die Versorgungsleitung durch einen Zwischenraum zwischen dem Ventilgehäuse und der Ventilaufnahme der Umgebungskonstruktion realisiert wird. Dabei können ein das Ventilgehäuse umfassender Ringkanal oder eine oder mehrere, in Umfangsrichtung zueinander beabstandete Längsnuten vorgesehen sein, die in den radialen Versorgungsanschluss münden. Im ersten Fall eines Ringkanals ist der Innendurchmesser der Ventilaufnahme größer auszuführen, als der Außendurchmesser des Ventilgehäuses. Im Fall der Längsnuten können diese an einer Innenmantelfläche der Ventilaufnahme oder einer Außenmantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet werden. In beiden Fällen kann dies während des Formgebungsprozesses kostengünstig bzw. kostenneutral erfolgen.
    Dadurch werden die im Stand der Technik beschriebenen Bohrungen innerhalb des Rotors, der Nockenwelle oder dem Zylinderkopf überflüssig, was zu einer erheblichen Kostenreduktion und Erhöhung der Prozesssicherheit bei der Herstellung der Vorrichtung führt. Des Weiteren wird dadurch das Festigkeits- bzw. Dauerhaltbarkeitsproblem von gebohrten Rotoren gelöst.
    Denkbar ist auch eine Kombination aus einem Ringkanal und zumindest einen sich daran anschließenden axial verlaufenden Kanal. Diese Variante ist besonders für Ausführungsformen vorteilhaft, in denen das Steuerventil als Zentralventil genutzt wird. In diesem Fall kann der Bereich des Ventilgehäuses, in dem der axial verlaufende Kanal ausgebildet ist, zum Zentrieren der Vorrichtung auf der Nockenwelle genutzt werden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei axial verlaufende, gegeneinander abgegrenzte Druckmittelkanäle an dem Steuerkolben ausgebildet sind, wobei jeder der Druckmittelkanäle in jeder Stellung des Steuerkolbens mit einem der Versorgungsanschlüsse kommuniziert, wobei jeder der Druckmittelkanäle durch geeignetes Positionieren des Steuerkolbens relativ zum Ventilgehäuse mit mindestens einem der Arbeitsanschlüsse verbunden werden kann und wobei mindestens einer der Druckmittelkanäle nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Steuerventils ausgebildet ist.
  • Durch die Ausbildung von zwei axial verlaufenden, gegeneinander abgegrenzten Druckmittelkanälen an dem Steuerkolben, wobei mindestens einer der Druckmittelkanäle nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Steuerventils ausgebildet ist, wird konstruktiv einfach und kostengünstig. herstellbare erreicht, dass die zwei in axialer Richtung direkt benachbarten Arbeitsanschlüsse selektiv mit dem radialen oder dem axialen Versorgungsanschluss verbunden werden können. Insbesondere kann eine Verbindung zwischen dem radialen Versorgungsanschluss und dem in axialer Richtung von diesem weiter entfernten Arbeitsanschluss hergestellt werden, ohne dass der Versorgungsanschluss gleichzeitig mit dem näher liegenden Arbeitsanschluss kommuniziert.
    Dadurch werden konstruktiv aufwändig Maßnahmen, wie beispielsweise zusätzliche Adapterbauteile oder die Ausbildung weiterer Versorgungsanschlüsse am Ventilgehäuse überflüssig, wodurch die Kosten der Vorrichtung weiter gesenkt werden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform eines Steuerventils für eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse, und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben, wobei an dem Ventilgehäuse zwei Arbeitsanschlüsse und zwei Versorgungsanschlüsse ausgebildet sind, wobei jeder Arbeitsanschluss durch mindestens eine radiale Öffnung in einer Außenmantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet ist, wobei die Arbeitsanschlüsse in axialer Richtung zueinander beabstandet sind, wobei mindestens zwei axial verlaufende, gegeneinander abgegrenzte Druckmittelkanäle an dem Steuerkolben ausgebildet sind, wobei jeder der Druckmittelkanäle in jeder Stellung des Steuerkolbens mit einem der Versorgungsanschlüsse kommuniziert, wobei jeder der Druckmittelkanäle durch geeignetes Positionieren des Steuerkolbens relativ zum Ventilgehäuse mit mindestens einem der Arbeitsanschlüsse verbunden werden kann, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens einer der Druckmittelkanäle nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Steuerventils ausgebildet ist.
  • Durch die nicht rotationssymmetrische Ausbildung mindestens eines Druckmittelkanals bezüglich der Längsachse des Steuerventils kann der Steuerkolben für unterschiedliche Ventilgehäuseausbildungen benutzt werden. Dabei kann beispielsweise ein Einsatz in einem Steuerventil vorgesehen sein an dessen Ventilgehäuse die Arbeitsanschlüsse direkt benachbart angeordnet sind. Ebenso denkbar ist ein Einsatz in einem Steuerventil zwischen dessen radialen Arbeitsanschlüssen ein Versorgungsanschluss vorgesehen ist. Somit kann ein und dasselbe Bauteil für verschieden ausgebildete Steuerventile benutzt werden, was zu erheblichen Einsparungen bei der Herstellung der Vorrichtung führt.
    Des Weiteren kann die Gestaltung der außen liegenden Bauteile, vor allem im Fall von direkt benachbarten Arbeitsanschlüssen, deutlich vereinfacht und damit Bauraum und Kosten gespart werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Arbeitsanschlüsse in axialer Richtung direkt benachbart angeordnet sind.
    Es können an dem Ventilgehäuse genau zwei Arbeitsanschlüsse und / oder genau zwei Versorgungsanschlüsse ausgebildet sein.
    Weiterhin kann vorgesehen sein, dass einer der Versorgungsanschlüsse als Zulaufanschluss ausgebildet ist, über den dem Steuerventil Druckmittel zugeführt wird und/oder dass einer der Versorgungsanschlüsse als Ablaufanschluss ausgebildet ist, über den Druckmittel aus dem Steuerventil zu einem Tank abführt werden kann.
  • Durch die in axialer Richtung direkt benachbart angeordneten Arbeitsanschlüsse kann der axiale Bauraumbedarf des Steuerventils reduziert werden. Des Weiteren ist eine einfachere Druckmittelzu- bzw. -abfuhr zu dem axial außen liegenden Versorgungsanschluss möglich. Die erfindungsgemäße nichtrotationssymmetrische Ausbildung zumindest eines Druckmittelkanals bezüglich der Längsachse des Steuerventils eröffnet den Vorteil, die Kommunikation zwischen dem vom radialen Versorgungsanschluss weiter entfernten Arbeitsanschluss mit dem Versorgungsanschluss herzustellen, ohne eine Verbindung mit dem dazwischen liegenden Arbeitsanschluss zu schaffen. Dabei kann dies ohne weitere konstruktive Merkmale, wie Adapter erfolgen, wobei weiterhin auf die Ausbildung weiterer Versorgungsanschlüsse an dem Ventilgehäuse verzichtet werden kann.
  • In beiden Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Druckmittelkanal an einer Außenmantelfläche des Steuerkolbens ausgebildet ist.
  • In dieser Ausführungsform der Erfindung ist einer der Druckmittelkanäle im Inneren des Steuerkolbens ausgebildet und als zweiter Druckmittelkanal eine in axialer Richtung verlaufenden Nut an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens vorgesehen. Von der axial verlaufenden Nut gehen eine oder zwei axial zueinander beabstandete, sich in Umfangsrichtung erstreckende Nuten aus, die die Verbindung zwischen dem zweiten Druckmittelkanal und den in Umfangsrichtung zu dem Druckmittelkanal beabstandeten Radialöffnungen im Ventilgehäuse, welche die Arbeitsanschlüsse ausbilden, herstellen.
    Im Falle einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut, sind an dem Steuerkolben zwei radiale Öffnungen vorgesehen, über die das Äußere des Steuerkolbens mit dessen Inneren kommunizieren kann. Dabei liegt die sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens in axialer Richtung zwischen den Öffnungen und zwischen den Arbeitsanschlüssen, während die Öffnungen die Arbeitsanschlüsse in axialer Richtung umfassen. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens relativ zum Ventilgehäuse kann die sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut entweder mit dem ersten oder dem zweiten Arbeitsanschluss kommunizieren. Gleichzeitig kommuniziert eine der beiden Öffnungen des Steuerkolbens mir dem anderen Arbeitsanschluss.
    Im Fall zweier sich in Umfangsrichtung erstreckender Nuten ist eine radiale Öffnung am Steuerkolben vorgesehen. Diese liegt in axialer Richtung zwischen den beiden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kanälen und zwischen den Arbeitsanschlüssen, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten die Arbeitsanschlüsse umfassen. Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens relativ zum Ventilgehäuse kann eine der beiden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten mit dem korrespondierenden Arbeitsanschluss kommunizieren, während die Verbindung der anderen Nut mit dem anderen Arbeitsanschluss unterbrochen ist. Gleichzeitig kommuniziert die Öffnung des Steuerkolbens mir dem anderen Arbeitsanschluss.
    In beiden Fällen können die Steuerelemente auf dem Steuerkolben derart angeordnet sein, dass eine Mittelstellung existiert in der entweder beide Arbeitsanschlüsse nur mit dem Zulaufanschluss oder mit keinem der Versorgungsanschlüsse kommunizieren. In dieser Stellung des Steuerkolbens wird die Phasenlage der Vorrichtung gehalten.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass alle Druckmittelkanäle innerhalb des Steuerkolbens ausgebildet sind. Dabei kann eine die Druckmittelkanäle voneinander trennende Wandung einteilig mit dem Steuerkolben ausgebildet sein. Ebenso denkbar ist es, den Steuerkolben als im Wesentlichen hohlzylindrisches Bauteil auszubilden, in dessen Inneren ein separat gefertigtes Einlegebauteil vorgesehen ist, wobei das Einlegebauteil im Zusammenwirken mit einer inneren Mantelfläche des Steuerkolbens die Druckmittelkanäle ausbildet.
  • In dieser Ausführungsform sind innerhalb des Steuerkolbens zumindest zwei voneinander getrennte Druckmittelkanäle ausgebildet, welche über radiale Öffnungen mit dem Äußeren des Steuerkolbens kommunizieren und somit mit den Arbeitsanschlüssen verbunden werden können. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das Ventilgehäuse weiterhin rotationssymmetrisch ausgebildet werden kann und die Druckmittelzu- bzw. -abfuhr ausschließlich über das innere des Steuerkolbens bewerkstelligt wird. Dadurch wird das Druckmittelsystem wesentlich vereinfacht, Bauraum und Kosten verringert.
  • Vorteilhafterweise kann jeder der Druckmittelkanäle durch geeignetes Positionieren des Steuerkolbens relativ zum Ventilgehäuse mit jedem der Arbeitsanschlüsse verbunden werden.
    Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass genau zwei Versorgungsanschlüsse, nämlich ein Zulaufanschluss und ein Ablaufanschluss, benötigt werden, um die Vorrichtung zu betreiben.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steuerkolben aus einem Kunststoff besteht und mittels eines Spritzgiessverfahrens hergestellt ist.
    Für den Spritzgießprozess werden Gießformen gefertigt, die schon alle typischen geometrischen Merkmale des fertigen Bauteils aufweisen. Die Herstellung des Bauteils erfolgt durch Einfüllen des plastifizierten Kunststoffs in die Form und anschließendes Aushärten der Masse. Dabei erfolgt die Formung von Hinterschnitten oder Hohlräumen mittels Schieber- und/oder Kemzugtechnologie, wobei die nicht mit Werkstoff auszufüllenden Räume mit einem oder mehreren Formkörpern während des Spritzgießvorgangs ausgefüllt werden. Diese Formkörper sind Elemente des Spritzgießwerkzeugs und können nach Beenden des Spritzgießvorgangs wieder verwendbar aus dem Werkstück entfernt werden. Grundsätzlich ist auch der Einsatz von verlorenen Kernen denkbar.
  • Ebenso denkbar ist, dass der Steuerkolben aus einem Metall besteht und mittels eines metallurgischen Spritzgiessverfahrens, auch bekannt als Metal Injection Molding (MIM), hergestellt ist. Dieses Verfahren verläuft analog zu dem oben beschriebenen Kunststoff-Spritzgießverfahren, wobei in diesem Fall das in die Form einzubringende Material aus einer Mischung von feinem Metallpulver und organischen Bindern besteht. Dabei beträgt der Volumenanteil des Metallpulvers in der Regel mehr als 50%. Nach dem Spritzgießvorgang werden der organische Binder und evtl. vorhandene verlorenen Kerne in einem nachfolgenden Entbinderungsprozess entfernt. Dies kann entweder durch thermisches Zersetzen und anschließendes Verdampfen oder auch durch eine Lösungsmittelextraktion erfolgen. Die zurückbleibenden porösen Formkörper werden durch Sintern unter verschiedenen Schutzgasen oder unter Vakuum zu den Bauteilen mit den endgültigen geometrischen Eigenschaften verdichtet.
  • Der Vorteil dieser Herstellungsverfahren besteht darin, dass auch Strukturen, die zur Längsachse des Steuerkolbens nicht rotationssymmetrisch sind, kostengünstig und funktionssicher hergestellt werden können.
  • In einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Steuerventil, welches in einer Ventilaufnahme einer Umgebungskonstruktion angeordnet ist, mit einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse, und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben, wobei an dem Ventilgehäuse mindestens zwei Arbeitsanschlüsse und mindestens ein erster Versorgungsanschluss ausgebildet sind, wobei über den Versorgungsanschluss dem Steuerventil entweder Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt oder Druckmittel aus dem Steuerventil in einen Tank abgeführt werden kann, wobei der erste Versorgungsanschluss durch mindestens eine radiale Öffnung in einer Außenmantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet ist, und in axialer Richtung zwischen den Arbeitsanschlüssen auf der einen Seite und einer Versorgungsleitung auf der anderen Seite angeordnet ist, mit der dieser kommuniziert, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Versorgungsleitung zumindest abschnittsweise durch eine an einer Innenmantelfläche der Ventilaufnahme der Umgebungskonstruktion ausgebildeten Nut ausgeführt ist, die in den ersten Versorgungsanschluss mündet.
  • Die Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine umfasst zumindest zwei gegeneinander wirkende Druckkammern, mittels derer die Phasenlage zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle wahlweise verstellt oder gehalten werden kann. Zu diesem Zweck wird den Druckkammern Druckmittel zugeführt bzw. von diesen abgeleitet. Zur Steuerung der Druckmittelströme ist ein Steuerventil vorgesehen, an dem zumindest zwei Arbeitsanschlüsse und zumindest zwei Versorgungsanschlüsse, in Form eines Zulauf- und eines Ablaufanschlusses ausgebildet sind. Zumindest einer der Versorgungsanschlüsse ist als mindestens eine radiale Öffnung an einer Außenmantelfläche des Ventilgehäuses ausgebildet, wobei sich dieser in axialer Richtung des Steuerventils an die radial ausgebildeten Arbeitsanschlüsse anschließt. Dieser Versorgungsanschluss kommuniziert mit einer Versorgungsleitung, die zumindest abschnittsweise als an der Ventilaufnahme der Umgebungskonstruktion ausgebildete, axial verlaufende Nut ausgeführt ist. Dabei kann es sich bei der Umgebungskonstruktion beispielsweise um einen Rotor eines Nockenwellenverstellers, eine Nockenwelle, einen Zylinderkopfdeckel oder einen Zylinderkopf handeln.
    Die Nut kann kostenneutral während der Herstellung der Umgebungskonstruktion ausgebildet werden. Beispielsweise kann diese durch einfache Modifikationen des Formgebungswerkzeuges bei der Herstellung eines Rotors aus Sinterstahl kostenneutral realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise können die Arbeitsanschlüsse ebenfalls als axial beabstandete radiale Öffnungen im Ventilgehäuse ausgeführt werden, wobei sich diese in axialer Richtung an der von der Nut abgewandten Seite des Versorgungsanschlusses an diesen anschließen. Des Weiteren kann ein axialer Versorgungsanschluss vorgesehen sein, wobei an dem Steuerkolben mindestens zwei Druckmittelkanäle ausgebildet sind, wobei jeder der Druckmittelkanäle mit einem der Versorgungsanschlüsse verbunden ist. Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Druckmittelkanäle nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des Steuerventils ausgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass alle Druckmittelkanäle innerhalb des Steuerkolbens ausgebildet sind. Dabei kann die die Druckmittelkanäle voneinander trennende Wandung einteilig mit dem Steuerkolben ausgebildet sein. Alternativ kann der Steuerkolben als im Wesentlichen hohlzylindrisches Bauteil ausgebildet sein, in dessen Inneren ein separat gefertigtes Einlegebauteil vorgesehen ist, wobei das Einlegebauteil im Zusammenwirken mit einer Inneren Mantelfläche des Steuerkolbens die Druckmittelkanäle ausbildet.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
    • Figur 1
    nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine,
    Figur 2a
    einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine mit einem erfin- dungsgemäßen Steuerventil,
    Figur 2b
    einen Querschnitt durch die Vorrichtung aus Figur 2a, ohne Steuerventil, entlang der Linie IIB-IIB,
    Figur 2c
    einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuer- ventil,
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Steuerkolbens eines erfindungsgemäßen Steuerventils,
    Figur 3a
    einen Querschnitt durch den in Figur 3 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IIIA-IIIA,
    Figur 3b
    einen Querschnitt durch den in Figur 3 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IIIB-IIIB,
    Figur 3c
    einen Querschnitt durch den in Figur 3 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IIIC-IIIC,
    Figur 4
    einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform ei- nes Steuerkolbens eines erfindungsgemäßen Steuerven- tils,
    Figur 4a
    einen Querschnitt durch den in Figur 4 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IVA-IVA,
    Figur 4b
    einen Querschnitt durch den in Figur 4 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IVB-IVB,
    Figur 4c
    einen Querschnitt durch den in Figur 4 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IVC-IVC,
    Figur 4d
    einen Querschnitt durch den in Figur 4 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie IVD-IVD,
    Figur 5
    einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Steuerkolbens eines erfindungsgemäßen Steuerventils,
    Figur 5a
    einen Querschnitt durch den in Figur 5 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie VA-VA,
    Figur 5b
    einen Querschnitt durch den in Figur 5 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie VB-VB,
    Figur 5c
    einen Querschnitt durch den in Figur 5 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie VC-VC,
    Figur 5d
    einen Querschnitt durch den in Figur 5 dargestellten Steu- erkolben entlang der Linie VD-VD.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 100 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 101 sitzender Kolben 102 in einem Zylinder 103 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 101 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 104 bzw. 105 mit einer Einlassnockenwelle 106 bzw. Auslassnockenwelle 107 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 1 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 101 und Nockenwellen 106, 107 sorgen können. Nocken 108, 109 der Nockenwellen 106, 107 betätigen ein Einlassgaswechselventil 110 bzw. ein Auslassgaswechselventil 111. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 106, 107 mit einer Vorrichtung 1 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 106, 107 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 1 versehen ist.
  • Die Figuren 2a, 2b zeigen eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen 110, 111 einer Brennkraftmaschine 100.
    Eine Stellvorrichtung 1a besteht im Wesentlichen aus einem Antriebsrad 5, einem Stator 2 und einem konzentrisch dazu angeordneten Rotor, im folgenden Abtriebselement 3 genannt. Das Abtriebselement 3 besteht aus einer Radnabe 4, an deren Außenumfang fünf Flügel 6 ausgebildet sind, welche sich radial nach außen erstrecken. Weiterhin ist die Stellvorrichtung 1a mit einer gestuften Zentralbohrung 4b versehen, in die im montierten Zustand der Vorrichtung 1 eine Nockenwelle 3a, in der Darstellung der Figur 2a, von links, eingreift. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 kann diese, beispielsweise mittels einer kraft-, reib-, form-, oder stoffschlüssigen Verbindung oder mittels Befestigungsmitteln, drehfest mit der Nockenwelle 3a verbunden werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Vorrichtung 1 mittels einer Zentralschraube 17 mit der Nockenwelle 3a drehfest verbunden.
    Der Stator 2 ist als dünnwandiges Blechteil ausgebildet, wobei dieser aus inneren Umfangswänden 7 und äußeren Umfangswänden 8 besteht, welche über Seitenwände 9 miteinander verbunden sind. Die inneren und die äußeren Umfangswände 7, 8 erstrecken sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung. Über die inneren Umfangswände 7, welche an einer zylindrischen Umfangswand des Abtriebselements 3 anliegen, ist der Stator 2 drehbar auf dem Abtriebselement 3 gelagert. Ausgehend von den inneren Umfangswänden 7 erstrecken sich die Seitenwände 9 im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen und gehen in die äußeren Umfangswände 8 über. Durch diesen Aufbau sind mehrere, in der dargestellten Ausführungsform fünf, Druckräume 10 ausgebildet, welche in axialer Richtung von dem Antriebsrad 5 und einer Dichtscheibe 12 druckdicht abgeschlossen werden.
  • Die Flügel 6 sind derart an der Außenmantelfläche des Abtriebselements 3 angeordnet, dass sich in jeden Druckraum 10 genau ein Flügel 6 erstreckt. Dabei liegen die Flügel 6 in radialer Richtung an den äußeren Umfangswänden 8 des Stators 2 an. Die Breite der Flügel 6 ist derart ausgeführt, dass diese in axialer Richtung an dem Antriebsrad 5 und der Dichtscheibe 12 anliegen. Dadurch teilt jeder Flügel 6 einen Druckraum 10 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 14, 15.
  • Der Stator 2 und das Abtriebselement 3 sind innerhalb eines topfförmigen Gehäuses 11 angeordnet, welches diese Bauteile durch das Zusammenwirken mit dem Antriebsrad 5 druckmitteldicht kapseit. Zu diesem Zweck ist das offene Ende des Gehäuses 11 öldicht mit dem Antriebsrad 5 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Antriebsrad 5 und dem Gehäuse 11 kann mittels eines abdichtenden Fügeverfahrens oder durch den Einsatz eines nicht dargestellten Dichtmittels realisiert werden. In der dargestellten Ausführungsform ist eine in Umfangsrichtung umlaufende Schweißverbindung 16a vorgesehen.
  • An einem Boden 13 des Gehäuses 11 ist eine konzentrisch zur Zentralbohrung 4b angeordnete Öffnung 16 vorgesehen. Eine Zentralschraube 17 durchgreift die Öffnung 16 und die Zentralbohrung 4b, wobei ein mit einem Gewinde versehener Teil der Zentralschraube 17 in eine mit einem Innengewinde versehen Aufnahme 18 der Nockenwelle 3a eingreift. Die Zentralschraube 17 ist weiterhin mit einem Bund 19 versehen, der sich in montiertem Zustand der Zentralschraube 17 entweder direkt oder indirekt an dem Abtriebselement 3 abstützt und somit dieses drehfest mit der Nockenwelle 3a verbindet.
  • Der Bereich der Zentralschraube 17, der innerhalb des Abtriebselements 3 angeordnet ist, ist als Steuerventil 20 ausgebildet. Dieser Bereich der Zentralschraube 17 erstreckt sich innerhalb der Zentralbohrung 4b, die als Ventilaufnahme 4a wirkt. Die Zentralschraube 17 ist mit einer sacklochartigen Aufnahme 21 versehen, welche sich bis zum nockenwellenabgewandten axialen Ende der Zentralschraube 17 erstreckt. Die dadurch entstandene zylindermantelförmige Außenfläche des Steuerventils 20 erfüllt die Funktion eines Ventilgehäuses 22. Dabei ist der Außendurchmesser des Ventilgehäuses 22 dem Innendurchmesser des Abtriebselements 3 angepasst.
    Weiterhin ist das Ventilgehäuse 22 mit drei Gruppen axial zueinander beabstandeter Öffnungen 23a, b, c versehen, über die das Äußere des Ventilgehäuses 22 mit der Aufnahme 21 kommunizieren kann. Jede Gruppe von Öffnungen 23a, b, c bildet einen Druckmittelanschluss des Steuerventils 20 aus, wobei die nockenwellenseitige Gruppe von Öffnungen 23a einen Versorgungsanschluss 24 ausbildet und die beiden anderen Gruppen von Öffnungen 23b, c als Arbeitsanschlüsse A, B dienen.
    An einer Innenmantelfläche der Zentralbohrung 4b sind zwei axial zueinander beabstandete Ringkanäle 25a, 25b in Form von radial nach innen offenen Ringnuten ausgebildet, welche von dem Ventilgehäuse 22 radial nach innen begrenzt werden. Jeder der Ringkanäle 25a, 25b kommuniziert mit einem der Arbeitsanschlüsse A, B. Innerhalb des Abtriebselements 3 sind zwei Gruppen von Druckmittelleitungen 26 ausgebildet, wobei jede der Druckmittelleitungen 26 einerseits mit einer der Druckkammern 14, 15 und andererseits mit jeweils einem der Ringkanäle 25a, 25b kommuniziert.
  • Der Versorgungsanschluss 24 des Ventilgehäuses 22 ist in der dargestellten Ausführungsform als Zulaufanschluss P ausgebildet, über den dem Steuerventil 20 Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt wird. Dieser steht in Fluidverbindung mit einer zwischen der Zentralschraube 17 und der Nockenwelle 3a ausgebildeten Versorgungsleitung 27. Die Versorgungsleitung 27 kommuniziert über im Bereich einer Nockenwellenlagerstelle 28 ausgebildete Stichbohrungen 29 und über eine nicht dargestellte Drehdurchführung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelpumpe.
  • Innerhalb der Aufnahme 21 ist ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeter Steuerkolben 30 axial verschiebbar aufgenommen. Dabei ist dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Aufnahme 21 des Ventilgehäuses 22 angepasst. Der Steuerkolben 30 kann mittels einer Stelleinheit 31 über eine Stößelstange 32 gegen die Kraft eines Federelements 33 in axialer Richtung innerhalb des Ventilgehäuses 22 beliebig positioniert werden. An der Außenmantelfläche des Steuerkolbens 30 sind drei axial zueinander beabstandete Ringnuten 39a, 39b, 39c ausgebildet, wobei innerhalb der ersten Ringnut 39a erste Radialöffnungen 34a, innerhalb der zweiten Ringnut 39b zweite Radialöffnungen 34b, und innerhalb der dritten Ringnut 39c dritte Radialöffnungen 34c ausgebildet sind. Über die Radialöffnungen 34a, 34b, 34c kommunizieren die jeweiligen Ringnuten 39a, 39b, 39c mit dem Inneren des Steuerkolbens 30. Des Weiteren sind an dem nockenwellenabgewandten Ende des Steuerkolbens 30 vierte Radialöffnungen 35 ausgebildet. Diese bilden einen zweiten Versorgungsanschluss 24, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Ablaufanschluss T, aus, über den Druckmittel aus dem Steuerventil 20 abgeführt werden kann.
    Über die Stichbohrungen 29 und die Versorgungsleitung 27 kann dem Zulaufanschluss P Druckmittel zugeführt werden, welches, abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 30 relativ zum Ventilgehäuse 22, zu einem der beiden Arbeitsanschlüsse A, B geleitet werden kann. Das Druckmittel gelangt über den Arbeitsanschluss A, B den korrespondierenden Ringkanal 25a, 25b und die korrespondierende Druckmittelleitung 26 zu der jeweiligen Druckkammer 14, 15. Durch die Zufuhr von Druckmittel zu einer der Druckkammern 14, 15 dehnt diese sich auf Kosten der anderen Druckkammer 14, 15 aus, wobei das Druckmittel aus der anderen Druckkammer 14, 15 über die korrespondierende Druckmittelleitung 26, den korrespondierenden Ringkanal 25a, 25b und den Arbeitsanschluss A, B ins Innere des Steuerventils 20 gelangt. Innerhalb des Steuerkolbens 30 gelangt das Druckmittel zum Ablaufanschluss T und von dort in das Kurbelgehäuse.
  • Durch die Anordnung der Druckmittelanschlüsse in der Reihenfolge Zulaufanschluss P, Arbeitsanschluss A, B, Arbeitsanschluss A, B in axialer Richtung eröffnet sich die Möglichkeit die konstruktive Ausbildung der Druckmittelzufuhr zu dem Zulaufanschluss P erheblich zu vereinfachen. Anstatt die Versorgungsleitung 27, wie im Stand der Technik vorgeschiagen, mittels Bohrungen innerhalb der Nockenwelle 3a und des Abtriebselements 3 zu realisieren, kann in diesem. Fall das Druckmittel an der Grenzfläche zwischen dem Ventilgehäuse 22 und einer Umgebungskonstruktion dem Zulaufanschluss P zugeleitet werden.
    In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Zentralschraube 17 im Bereich zwischen den Stichbohrungen 29 und dem Antriebsrad 5 kleiner ausgeführt, als der Außendurchmesser der Aufnahme 18, wodurch ein Ringraum 38a entsteht. In dem sich daran anschließenden Bereich ist zumindest eine axial verlaufende Nut 38b vorgesehen, die den Ringraum 38a mit dem Zulaufanschluss P verbindet. Die Nut 38b kann entweder an einer inneren Wandung der Umgebungskonstruktion, im dargestellten Fall der Nockenwelle 3a und des Abtriebselements 3, oder der äußeren Mantelfläche des Ventilgehäuses 22 ausgebildet sein.
    In jedem Fall können diese während des Herstellungsprozesses des jeweiligen Bauteils kostenneutral oder mit nur geringem Mehraufwand ausgebildet werden. Dies stellt im Vergleich zu dem im Stand der Technik beschriebenen Bohrungen eine erhebliche Vereinfachung dar, wobei gleichzeitig die Prozesssicherheit erhöht und dadurch die Ausschussquote verringert wird. Insgesamt führt dies zu einer erheblichen Kostenreduktion bei der Herstellung der Vorrichtung 1.
  • Dabei ist die Anwendung eines derartigen Steuerventils 20 nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Ebenso denkbar ist es, das Abtriebselement 3 nicht mit einer Zentralschraube 17, sondern anderen reib-, stoff-, kraft- oder formschlüssigen Mitteln drehfest mit der Nockenwelle 3a zu verbinden, wobei innerhalb einer Zentralbohrung 4b des Abtriebselements 3 ein Steuerventil 20 angeordnet ist.
    Ebenso kann das erfindungsgemäße Steuerventil 20 auch als sog. Einsteck- oder Cartridgeventil ausgebildet sein, welches in einer an einem Zylinderkopf oder einem Zylinderkopfdeckel ausgebildeten Ventilaufnahme 4a angeordnet ist.
    Im Falle von Zentralventilanwendungen kann das Steuerventil 20, je nach Ausführung der Vorrichtung 1, beispielsweise innerhalb des Abtriebselements 3, der Nockenwelle 3a oder einer Verlängerung der Nockenwelle 3a angeordnet sein.
    Der Zulauf- P und der Ablaufanschluss T können am nockenwellenzugewandten oder -abgewandten Ende oder an verschiedenen Enden des Steuerventils 20 angeordnet sein. Dabei kann der radiale Versorgungsanschluss 24 sowohl als Zu- P als auch als Ablaufanschluss T dienen.
  • Im Folgenden wird näher auf die Ausbildung und die Funktion des erfindungsgemäßen Steuerventils 20 eingegangen.
  • Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventils 20 ist in den Figuren 2c, 3, 3a-c dargestellt. Der Außendurchmesser der Außenmantelfläche des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Steuerkolbens 30 ist dem Innendurchmesser des Ventilgehäuses 22 angepasst. Des Weiteren sind an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens 30 drei Ringnuten 39a, b, c ausgebildet, wobei diese in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind.
    Im Inneren des Steuerkolbens 30 ist ein erster, zentraler Druckmittelkanal 40 ausgebildet, an den sich in radialer Richtung außen liegend zwei zweite Druckmittelkanäle 41 anschließen, die sich im Querschnitt des Steuerkolbens 30 nur innerhalb eines Winkelsegments kleiner 360° erstrecken.
    Die Druckmittelkanäle 40, 41 sind innerhalb des Steuerkolbens 30 durch Wandungen 42 voneinander getrennt, wobei die zwei zweiten Druckmittelkanäle 41 bezüglich der Längsachse 36 des Steuerkolbens 30 gegenüberliegend angeordnet sind. Die zweiten Druckmittelkanäle 41 kommunizieren über die ersten bzw. dritten Radialöffnungen 34a, 34c mit der ersten bzw. dritten Ringnut 39a, 39c. Der erste Druckmittelkanal 40 kommuniziert über die zweiten Radialöffnungen 34b mit der zweiten Ringnut 39b. Dabei sind die zweiten Radialöffnungen 34b gegenüber den ersten und den dritten Radialöffnungen 34a, 34c in Umfangsrichtung um 90° versetzt, wodurch erreicht wird, dass der erste Druckmittelkanal 40 ausschließlich mit der zweiten Ringnut 39b und die zweiten Druckmittelkanäle 41 ausschließlich mit der ersten und dritten Ringnut 39a, 39c kommunizieren.
    Die erste Ringnut 39a ist derart ausgebildet, dass diese in jeder Stellung des Steuerkolbens 30 relativ zum Ventilgehäuse 22 mit dem Zulaufanschluss P kommuniziert. Über den Zulaufanschluss P in das Steuerventil 20 eintretendes Druckmittel gelangt in die erste Ringnut 39a und über die zweiten Druckmittelkanäle 41 zur dritten Ringnut 39c. Dabei wird es innerhalb des Steuerkolbens 30 an der zweiten Ringnut 39b vorbeigeführt, wobei es durch die Wandungen 42 am Durchtritt durch die zweite Radialöffnung 34b und damit in die zweite Ringnut 39b gehindert wird.
    Abhängig von der Stellung des Steuerkolbens 30 relativ zum Ventilgehäuse 22 gelangt das Druckmittel entweder über die erste Ringnut 39a zu dem Arbeitsanschluss B oder über die dritte Ringnut 39c zu dem Arbeitsanschluss A und von dort zu der jeweiligen Druckkammer 14, 15. Gleichzeitig wird aus der jeweils anderen Druckkammer 14, 15 Druckmittel zu dem jeweils anderen Arbeitsanschluss A, B geleitet und gelangt von dort in die zweite Ringnut 39b. Über die zweite Radialöffnung 34b gelangt das Druckmittel in den zentralen Druckmittelkanal 40, von wo es in axialer Richtung zum Ablaufanschluss T geleitet und somit aus dem Steuerventil 20 abgeführt wird. Dabei verhindern wiederum die Wandungen 42, dass das abzuführende Druckmittel in die erste oder dritte Ringnut 39a, 39c gelangen kann.
  • Die Druckmittelkanäle 40, 41 werden in dieser Ausführungsform durch ein Einlegeteil 43 ausgebildet, welches separat zum Steuerkolben 30 gefertigt ist und anschließend mittels einer kraft-, form-, reib- oder stoffschlüssigen Verbindung in dessen Inneren angeordnet wird.
  • Die Figuren 4, 4a-d zeigen eine weitere Ausführung eines Steuerkolbens 30 eines erfindungsgemäßen Steuerventils 20. Dieser ist in weiten Teilen identisch zu dem in Figur 3 dargestellten Steuerkolben 30. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird die Trennung zwischen den Druckmittelkanälen 40, 41 mittels einteilig mit dem Steuerkolben 30 ausgeführten Wandungen 42 realisiert. In dieser Ausführungsform ist wiederum ein erster zentraler Druckmittelkanal 40 ausgebildet, an den sich in radialer Richtung zwei sich gegenüberliegende zweite Druckmittelkanäle 41 anschließen. Die zweiten Druckmittelkanäle 41 sind wiederum nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse 36 des Steuerkolbens 30 ausgebildet.
    Der erste Druckmittelkanal 40 kommuniziert zum einen mit dem Ablaufanschluss T und zum anderen mit der zweiten Ringnut 39b. Die zweiten Druckmittelkanäle 41 kommunizieren jeweils sowohl mit der ersten als auch mit der dritten Ringnut 39a, 39c.
  • Die Figuren 5, 5a-5d zeigen eine dritte Ausführungsform eines Steuerkolbens 30 eines erfindungsgemäßen Steuerventils 20, die zu den ersten beiden Ausführungsformen in weiten Teilen identisch ist. Allerdings sind in dieser Ausführungsform innerhalb des Steuerkolbens 30 zwei erste und zwei zweite Druckmittelkanäle 41 angeordnet. Die ersten und die zweiten Druckmittelkanäle 40, 41 erstrecken sich wiederum in axialer Richtung, sind aber in dieser Ausführungsform abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet. Die die Druckmittelkanäle 40, 41 trennenden Wandungen 42 sind nicht; wie in den ersten beiden Ausführungsformen, als Kreissehnen ausgebildet, sondern verlaufen entlang zweier aufeinander senkrecht stehender Innendurchmesser des Steuerkolbens 30.
  • Die in den Darstellungen 5a-5d in vertikaler Richtung sich gegenüberstehenden zweiten Druckmittelkanäle 41 verbinden wiederum die erste mit der dritten Ringnut 39a, 39c, während die sich horizontal gegenüberliegenden ersten Druckmittelkanäle 40 den Ablaufanschluss T mit der zweiten Ringnut 39b verbinden.
  • Neben der einteiligen Ausbildung des Steuerventils 20 mit einer Zentralschraube 17 über die die Vorrichtung 1 an der Nockenwelle 3a befestigt wird, sind ebenso Ausführungsformen denkbar, in denen die Vorrichtung 1 mittels kraft-, form- oder stoffschlüssigen Verbindungen an einer Nockenwelle 3a befestigt wird und das Steuerventil 20 als separates Bauteil ausgeführt ist. Ebenso denkbar ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen Steuerventils 20 als ein so genanntes Einsteck- oder Cartridgeventil, welches in einer Ventilaufnahme 4a im Zylinderkopf oder Zylinderkopfdeckel montiert ist, wobei die Arbeitsanschlüsse A, B des Steuerventils 20 mittels geeigneter Druckmittelleitungen und Drehdurchführungen zu dem Versteller geleitet werden.
  • Vorteilhafterweise wird der Steuerkolben 30 des erfindungsgemäßen Steuerventils 20 bzw. das Einlegeteil 43 mittels eines Spritzgiessverfahrens hergestellt. Dabei ist es denkbar, die Bauteile aus einem geeigneten Kunststoff mittels eines Kunststoffspritzgiessverfahrens oder aus Metall mittels eines pulvermetallurgischen Spritzgiessverfahrens, auch bekannt als Metel-Injection-Molding Verfahren, herzustellen.
    In beiden Verfahren werden Formkörper gefertigt, die bereits alle typischen geometrischen Merkmale des Bauteils im Negativ aufweisen. In diese Formkörper wird im Falle eines Kunststoffspritzgiessverfahrens der plastifizierte Kunststoff unter Druck eingeführt. Anschließend wird der Kunststoff ausgehärtet und kann nach diesem Arbeitsschritt aus dem wieder verwendbaren Formkörper entnommen werden.
  • Im Falle eines pulvermetallurgischen Spritzgiessverfahrens wird der Formkörper während des Spritzgießvorgangs mit einer Mischung von feinem Metallpulver und organischen Bindern ausgefüllt. Anschließend werden die organischen Binder beispielsweise durch verdampfen oder Lösungsmittelextraktion entfernt und der zurückbleibende Rohling durch Sintern unter entsprechenden Schutzgasen oder Vakuum zu den fertigen Steuerkolben 30 verdichtet.
  • Für die Herstellung von nicht rotationssymmetrischen Bauteilen weisen Spritzgießverfahren den Vorteil auf, dass die Formgebung der Bauteile ohne kostenintensive spanende Nachbearbeitung wie beispielsweise Fräsen oder Bohren erfolgen kann.
  • Im Falle von direkt in axialer Richtung benachbart angeordneten Arbeitsanschlüssen A, B hat die in den Ausführungsbeispielen dargestellte nicht rotationssymmetrische Ausbildung der Druckmittelkanäle 40, 41 den Vorteil, dass an der zylindrischen Mantelfläche des Ventilgehäuses 22 keine zusätzlichen Öffnungen ausgebildet werden müssen, und somit weniger konstruktive Merkmale realisiert werden müssen. Dies führt zu einer erheblichen Kostenreduktion bei der Herstellung des Steuerventils 20.
  • Neben den dargestellten Ausführungsformen oder sinngemäßen Abwandlungen, besteht auch die Möglichkeit einen der Druckmittelkanäle 40, 41 innerhalb des Steuerkolbens 30 und den anderen der Druckmittelkanäle 40, 41 an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens 30 auszubilden. In diesem Fall müssen die Arbeitsanschlüsse A, B in Umfangsrichtung an ausgezeichneten Positionen des Ventilgehäuses 22 angeordnet sein. Des Weiteren muss eine Verdrehsicherung zwischen Ventilgehäuse 22 und Steuerkolben 30 vorgesehen sein.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Vorrichtung
    1 a
    Stellvorrichtung
    2
    Stator
    3
    Abtriebselement
    3a
    Nockenwelle
    4
    Radnabe
    4a
    Ventilaufnahme
    4b
    Zentralbohrung
    5
    Antriebsrad
    6
    Flügel
    7
    innere Umfangswand
    8
    äußere Umfangswand
    9
    Seitenwand
    10
    Druckraum
    11
    Gehäuse
    12
    Dichtscheibe
    13
    Boden
    14
    erste Druckkammer
    15
    zweite Druckkammer
    16
    Öffnung
    16a
    Schweißverbindung
    17
    Zentralschraube
    18
    Aufnahme
    19
    Bund
    20
    Steuerventil
    21
    Aufnahme
    22
    Ventilgehäuse
    23a
    Öffnung
    23b
    Öffnung
    23c
    Öffnung
    24
    Versorgungsanschluss
    25a
    erster Ringkanal
    25b
    zweiter Ringkanal
    26
    Druckmittelleitung
    27
    Versorgungsleitung
    28
    Nockenwellelagerstelle
    29
    Stichbohrung
    30
    Steuerkolben
    31
    Stelleinheit
    32
    Stößelstange
    33
    Federelement
    34a
    erste Radialöffnung
    34b
    zweite Radialöffnung
    34c
    dritte Radialöffnung
    35
    vierte Radialöffnung
    36
    Längsachse
    38a
    Ringraum
    38b
    Nut
    39a
    erste Ringnut
    39b
    zweite Ringnut
    39c
    dritte Ringnut
    40
    erster Druckmittelkanal
    41
    zweiter Druckmittelkanal
    42
    Wandung
    43
    Einlegeteil
    100
    Brennkraftmaschine
    101
    Kurbelwelle
    102
    Kolben
    103
    Zylinder
    104
    Zugmitteltrieb
    105
    Zugmitteltrieb
    106
    Einlassnockenwelle
    107
    Auslassnockenwelle
    108
    Nocken
    109
    Nocken
    110
    Einlassgaswechselventil
    111
    Auslassgaswechselventil
    A
    Arbeitsanschluss
    B
    Arbeitsanschluss
    P
    Zulaufanschluss
    T
    Ablaufanschluss

Claims (14)

  1. Steuerventil (20) für eine Vorrichtung (1) zur variablen Einstellung der Steu- erzeiten von Gaswechselventilen (110, 111) einer Brennkraftmaschine (100) mit
    - einem im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuse (22),
    - und einem darin axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben (30),
    - wobei an dem Ventilgehäuse (22) genau zwei Arbeitsanschlüsse (A, B), genau ein erster (P) und ein zweiter Versorgungsanschluss (T) ausge- bildet sind, wobei über, der erste Versorgungsanschlüsse (P) dem Steuer- ventil (20) Druckmittel von einer Druckmittelpumpe zugeführt und über den anderen Versorgungsanschluss (T) Druckmittel aus dem Steuerventil (20) in einen Tank abgeführt werden kann,
    - wobei beide Arbeitsanschlüsse (A, B) und der erste Versorgungsanschluss (P) durch mindestens eine radiale Öffnung (23a, 23b, 23c) in einer Außen- mantelfläche des Ventilgehäuses (22) ausgebildet sind,
    - wobei die Arbeitsanschlüsse (A, B) und der erste Versorgungsanschluss (P) in axialer Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind,
    - und wobei der erste Versorgungsanschluss (P) mit einer Versorgungslei- tung (27) kommuniziert, wobei
    - die Arbeitsanschlüsse (A, B) in axialer Richtung direkt benachbart angeord- net sind und der erste Versorgungsanschluss (P) sich in axialer Richtung auf der Seite der Versorgungsleitung (27) an die Arbeitsanschlüsse (A, B) anschließt, wobei mindestens zwei axial verlaufende, gegeneinander abge- grenzte Druckmittelkanäle (40, 41) an dem Steuerkolben (30) ausgebildet sind, wobei jeder der Druckmittelkanäle (40, 41) in jeder Stellung des Steu- erkolbens (30) mit einem der Versorgungsanschlüsse (P, T) kommuniziert, wobei jeder der Druckmittelkanäle (40, 41) durch geeignetes Positionieren des Steuerkolbens (30) relativ zum Ventilgehäuse (22) mit mindestens ei- nem der Arbeitsanschlüsse (A, B) verbunden werden kann, wobei mindes- tens einer der Druckmittelkanäle (40, 41) nicht rotationssymmetrisch bezüg- lich der Längsachse (36) des Steuerventils (20) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Druckmittelkanäle (40, 41) durch geeigne- tes Positionieren des Steuerkolbens (30) relativ zum Ventilgehäuse (22) mit jedem der Arbeitsanschlüsse (A, B) verbunden werden kann.
  2. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ar- beitsanschlüsse (A, B) in axialer Richtung direkt benachbart angeordnet sind.
  3. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse (22) genau zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) ausgebildet sind.
  4. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilgehäuse (22) genau zwei Versorgungsanschlüsse (24) ausgebildet sind.
  5. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Versorgungsanschlüsse (24) als Zulaufanschluss (P) ausgebildet ist, über den dem Steuerventil (20) Druckmittel zugeführt wird.
  6. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Versorgungsanschlüsse (24) als Ablaufanschluss (T) ausgebildet ist, über den Druckmittel aus dem Steuerventil (20) zu einem Tank abführt wer- den kann.
  7. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Druckmittelkanäle (40, 41) innerhalb des Steuerkolbens (30) ausgebildet sind.
  8. Steuerventil (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Druckmittelkanäle (40, 41) voneinander trennende Wandung (42) einteilig mit dem Steuerkolben (30) ausgebildet ist.
  9. Steuerventil (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (30) als im Wesentlichen hohlzylindrisches Bauteil ausgebildet ist, in dessen Inneren ein separat gefertigtes Einlegebauteil (44) vorgesehen ist, wobei das Einlegebauteil (44) im Zusammenwirken mit einer inneren Mantelfläche des Steuerkolbens (30) die Druckmittelkanäle (40, 41) ausbil- det.
  10. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumin- dest ein Druckmittelkanal (40, 41) an einer Außenmantelfläche des Steuer- kolbens (30) ausgebildet ist.
  11. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (30) aus einem Metall besteht und mittels eines metallurgi- schen Spritzgiessverfahrens hergestellt ist.
  12. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (30) aus einem Kunststoff besteht und mittels eines Spritz- giessverfahrens hergestellt ist.
  13. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (24) zumindest abschnittsweise als Ringraum (38a) zwi- schen dem Ventilgehäuse (22) und der Umgebungskonstruktion (3) ausge- bildet ist
  14. Steuerventil (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- sorgungsleitung (24) zumindest abschnittsweise als zumindest eine, an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens (30) vorgesehene, in den ersten Versorgungsanschluss (24) mündende Nut (38b) ausgebildet ist.
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