WO2017008792A1 - Steuerventil für einen nockenwellenversteller - Google Patents

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WO2017008792A1
WO2017008792A1 PCT/DE2016/200284 DE2016200284W WO2017008792A1 WO 2017008792 A1 WO2017008792 A1 WO 2017008792A1 DE 2016200284 W DE2016200284 W DE 2016200284W WO 2017008792 A1 WO2017008792 A1 WO 2017008792A1
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connection
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inlet
housing
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David KÖHLER
Stefan Kramer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2301/00—Using particular materials

Definitions

  • the invention is in the field of proportional directional control valves, which can be used as a central valve, in particular for the control of so-called camshaft adjusters.
  • Camshaft adjusters are used to control the operation of an internal combustion engine by the charge change is specifically influenced:
  • An adjustment of the phase angle of the camshaft changes their position in relation to the phase angle of the crankshaft;
  • the opening and closing times of the gas exchange valves can be moved to an earlier or later time of the continuous cycle process.
  • Central valves have several switching positions, by means of which the course of a pressure medium path between an inlet and outlet can be adjusted - the pressure medium flow exerts on the camshaft adjuster a force that is dependent on the switching position and causes an adjustment to a specific position.
  • EP 1 945 917 A1 shows a control valve for a camshaft adjuster with a control sleeve arranged within a valve housing and a hollow-cylindrical control piston guided displaceably therein.
  • Hydraulic fluid can pass through a hydraulic fluid path from a camshaft side supply via an axial channel which is formed between the control sleeve and the inner lateral surface of the valve housing, and via an opening in the control sleeve in a control groove formed on the control piston. From the control groove, the hydraulic fluid can reach a supply port A and / or B depending on the switching position.
  • the supply ports A, B can alternatively be connected to a drain port T in combination.
  • the draining pressure medium is passed through the drain port of the control valve in the cylinder head or the chain case.
  • the object of the invention is to provide a control valve and a camshaft adjuster with such a control valve with optimized space requirement.
  • a control valve for a hydraulic camshaft adjuster is provided with a housing and with a control piston mounted in a receptacle of the housing, wherein on the inner surface of the receptacle a plurality of openings are arranged, of which at least a subset of an inlet port P, a supply port A, a supply port B or a supply port C, and wherein the control piston has a first control groove, a second control groove and a third control groove, which are each connectable to at least two openings of the housing in dependence on the position of the control piston relative to the housing.
  • the first control groove can be brought into fluid-conducting connection with a first inlet opening assigned to the inlet connection P and with an opening assigned to the supply connection A
  • the second control groove can be brought into fluid-conducting connection with an opening assigned to the supply connection A and / or with an opening assigned to the supply connection B and / or with an opening assigned to the supply connection
  • the third control groove being able to be brought into fluid-conducting connection with the first inlet opening or a second inlet opening assigned to the inlet connection P and with an opening assigned to the supply connection B.
  • the required space of a generic control valve is optimized by the design with a second control groove, which can be brought into fluid communication with the supply port C and the supply port A and / or the supply port B:
  • the housing is designed in several parts and includes an outer housing and a molded with plastic guide sleeve, wherein the piston is displaceably mounted in the guide sleeve. This results in advantages in the integration and assembly of other components. For example, this can NEN seat for a spring that can press the spool against a pressure pin of an electromagnetic actuator.
  • a check valve unit can be arranged within the valve housing.
  • an oil guide structure is formed between the guide sleeve and the outer housing by means of the plastic extrusion coating.
  • the first control groove and the third control groove include the second control groove.
  • the first and third control groove of the control piston are thus at the axially outer position, the second control groove is arranged centrally.
  • the supply connection A and the supply connection B preferably include the supply connection C in the axial direction. The same applies to the opening associated with the respective connection on the valve housing or on the guide sleeve.
  • control piston can occupy a first switching position and a second switching position relative to the housing, wherein in the first switching position the third control groove is in fluid communication with the inlet connection P and the supply connection B and the second control groove with the supply connection C and the supply terminal A and wherein in the second switching position, the first control groove with the inlet port P and the supply port A is in fluid communication and the second cam with the supply port C and the supply port B.
  • the two switching positions can be achieved by actuation of the control piston by an elec - Are driven magnetic actuator.
  • the control valve can be designed in this configuration as a 4/2-way valve with 4 ports (supply ports A, B, C and inlet port P), wherein a branching of the inlet takes place within the valve housing, preferably by means of oil sleeve.
  • the process takes place either directly via the supply connection C or indirectly via a component in fluid-conducting connection with the supply connection C, preferably a volume reservoir.
  • the first control groove with the inlet connection P and the third control groove with the inlet connection P and the second control groove exclusively in fluid communication with the supply connection C.
  • the ratio of the three switching positions to each other corresponds to its numerical order in the axial direction.
  • the development proves to be advantageous insofar as a space-optimal design can be achieved.
  • the third switching position is not controlled in a specific application.
  • the first cam only with the inlet port P and the third cam exclusively with the inlet port P are in fluid communication. Leakage in the area of the control edges is disregarded.
  • control valve is characterized by an inlet port P (axial inlet) formed on an end face of the valve housing.
  • the axial inlet can preferably take place via a cavity of the camshaft.
  • the advantage of the embodiment is an optimal connection to the general hydraulic fluid circuit of the internal combustion engine.
  • the axial inlet can open into at least one axial channel, which is preferably formed between the control sleeve and the inner peripheral surface of the valve housing and forms a connection between the axial inlet and a control groove of the control piston via a radial bore.
  • a hydraulic camshaft adjuster with a stator and with a rotor, which include at least one subdivided into two hydraulically working chambers A and B pressure chamber, as well as with a volume accumulator and with a control valve according to one of the embodiments described above, wherein the Working chamber A is in fluid communication with the supply port A, the working chamber B is in fluid communication with the supply port B and the volume memory with the supply port C is in fluid communication.
  • the supply of one of the working chambers with hydraulic fluid via a supply port in dependence on the switching position of the control piston of the control valve.
  • hydraulic fluid can be removed from a working chamber by realizing a pressure medium path via the supply connection A or the supply connection B, via the second control groove, via the supply connection C and via the volume reservoir to be filled.
  • the volume accumulator can be brought into fluid communication with the working chamber A and the working chamber B.
  • the connection is made directly via a supply line, which is secured by means of a check valve.
  • the volume accumulator has a drain for the delivery of hydraulic fluid to a reservoir (tank). Damming of hydraulic fluid can thus be avoided in a straightforward way.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of a control valve in a first switching position
  • Fig. 2 shows a longitudinal section of the control valve of Fig. 1 in a second
  • Fig. 3 shows a longitudinal section of a camshaft adjuster.
  • a control valve 1 in longitudinal section.
  • the control valve 1 consists of a valve housing 2 and a control piston 3, which has an open bottom, a cavity 35 and the piston head 36 four openings 37 for venting.
  • the control piston 3 is axially movable in a corresponding cavity 4 of the valve housing 2 is guided.
  • the adjustment range of the Control piston 3 is axially limited, by a retaining ring 5 at the first end 6 and by a closing element 7 at the second end 8.
  • the valve housing 3 can be received by a cavity of a camshaft (not shown) and the control of a camshaft adjuster serve (see FIG ).
  • a flange 9 is used together with an external thread 10 of the connection of the control valve 1 with the camshaft.
  • the valve housing 3 has three connections on its outer circumference: The connections form a first supply connection A, a second supply connection B and a third supply connection C, the supply connections A and B enclosing the supply connection C.
  • the valve housing 2 is designed in several parts and includes an outer housing 1 1 and a molded with plastic guide sleeve 12, wherein the piston 3 is slidably mounted in the guide sleeve 12. Between the guide sleeve and the outer housing 1 1, a ⁇ lleit Quilt 14 is formed by the Kunststoffumsp tion 13.
  • the inlet port P is formed on the end face of the valve housing 2 (axial inlet) and is, secured by a check valve 34, via an elongated channel 15 with the first and the second inlet opening 16, 17 in fluid-conducting connection.
  • a plurality of openings 18, 19, 20 are arranged, which can optionally be assigned to the supply connection A, the supply connection B or the supply connection C.
  • the control piston 3 shows on its outer circumferential surface four enlarged diameter portions including three reduced diameter portions, namely the first, second and third control grooves 21, 22, 23. These together with the inner circumferential surface of the valve housing have a first, a second and a third circumferential annular channel.
  • the first, second and third control grooves 21, 22, 23 can each be connected to at least two openings of the housing as a function of the position of the control piston relative to the housing.
  • the first control groove can be brought into fluid-conducting connection with a first inlet opening assigned to the inlet connection P. and with an opening assigned to the supply port A.
  • the second control groove can be brought into fluid-conducting connection with an opening assigned to the supply connection A and / or with an opening assigned to the supply connection B and / or with a supply opening. G port C associated opening.
  • the third control groove can be brought into fluid-conducting connection with 17 of a second inlet opening assigned to the inlet connection P and with an opening assigned to the supply connection B.
  • control piston 3 can assume different switching positions, which are characterized by the actual course of possible pressure medium paths.
  • the realization of a switching position by means of a (not shown) adjusting device, which is usually an electromagnetically actuated actuator.
  • Control piston can thus occupy a first switching position and a second switching position relative to the housing, wherein in the first switching position the third control groove 23 is in fluid communication with the inlet connection P and the supply connection B and the second control groove 22 with the supply connection C and the supply connection A.
  • FIG. 3 shows a hydraulic camshaft adjuster 25 with a stator 26 and a rotor 27. Shown are two of stator and rotor enclosed, separated by chamber walls 32 pressure chambers 38, each by means of a blade 39 in two hydraulically working chambers A working against each other and B, respectively, 28, 29 are divided.
  • the hydraulic phaser also has a volume accumulator 30.
  • a receptacle 31 for a control valve of the previously described embodiment is arranged.
  • the working chambers A, and 28, respectively, can be brought into fluid communication with the supply port A, and the working chambers B can be brought into fluid communication with the supply port B, respectively, respectively.
  • the volume accumulator 30 can be brought into fluid communication with the supply port C.
  • volume accumulator 30 can be brought into fluid communication with the working chamber A, or 28 and the working chamber B, or 29 respectively.
  • the volume storage 30 further includes a drain which serves to deliver hydraulic fluid to a reservoir (tank).
  • T drain connection (tank, reservoir)

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Steuerventile für Nockenwellenversteller mit Volumenspeicher. Das Steuerventil (1) enthält ein Gehäuse (2) und einen in einer Aufnahme des Gehäuses (2) gelagerten Steuerkolben (3), wobei der Steuerkolben (3) eine erste Steuernut, eine zweite Steuernut und eine dritte Steuernut (21, 22, 23) aufweist, die jeweils mit zumindest zwei Öffnungen (18, 19, 20) des Gehäuses (2) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens (3) relativ zum Gehäuse (2) verbindbar sind. Die erste Steuernut (21) kann mit einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten ersten Zulauföffnung (16) in fluidleitende Verbindung gebracht werden sowie mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung (18). Die zweite Steuernut (22) kann mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung (18) in fluidleitende Verbindung gebracht werden und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung (20) und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss C zugeordneten Öffnung (19). Die dritte Steuernut (23) kann mit der ersten Zulauföffnung (16) oder einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten zweiten Zulauföffnung (20) in fluidleitende Verbindung gebracht werden sowie mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung (20).

Description

Steuerventil für einen Nockenwellenversteller
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Proportional-Wegeventile, die als Zentralventil insbesondere zu der Steuerung sogenannter Nockenwellenversteller eingesetzt wer- den können. Nockenwellenversteller dienen der Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, indem der Ladungswechsel gezielt beeinflusst wird: Eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle ändert deren Position in Relation zur Phasenlage der Kurbelwelle; somit lassen sich die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile zu einem früheren bzw. späteren Zeitpunkt des durchlaufenen Kreis- prozesses verschieben. Zentralventile verfügen über mehrere Schaltpositionen, mittels derer der Verlauf eines Druckmittpfades zwischen einem Zu- und Ablauf eingestellt werden kann - der Druckmittelstrom übt auf den Nockenwellenversteller eine Kraft aus, die von der Schaltposition abhängig ist und eine Verstellung in eine bestimmte Lage bewirkt.
Die EP 1 945 917 A1 zeigt ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit einer innerhalb eines Ventilgehäuses angeordneten Steuerhülse und einem darin verschiebbar geführten hohlzylindrischen Steuerkolben. Hydraulikmittel kann über einen Hydraulikmittelpfad von einer nockenwellenseitigen Versorgung über einen axialen Kanal, der zwischen Steuerhülse und der Innenmantelfläche des Ventilgehäuses gebildet wird, und über eine Öffnung in der Steuerhülse in eine am Steuerkolben gebildete Steuernut gelangen. Von der Steuernut kann das Hydraulikmittel in Abhängigkeit von der Schaltstellung zu einem Versorgungsanschluss A und oder B gelangen. Die Versorgungsanschlüsse A, B können alternativ auch mit einem Ablaufanschluss T in Verbindung gebracht werden. Das ablaufende Druckmittel wird über den Ablaufanschluss des Steuerventils in den Zylinderkopf oder den Kettenkasten geleitet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil und einen Nockenwellenversteller mit einem solchen Steuerventil mit optimierter Bauraumbeanspruchung be- reitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 , während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach wird ein Steuerventil für einen hydraulischen Nockenwellenversteller bereitgestellt mit einem Gehäuse und mit einem in einer Aufnahme des Gehäuses gelagerten Steuerkolben, wobei an der Innenmantelfläche der Aufnahme mehrere Öffnungen angeordnet sind, von denen zumindest eine Teilmenge einem Zulaufanschluss P, einem Versorgungsanschluss A, einem Versorgungsanschluss B oder einem Versorgungsanschluss C zugeordnet werden können, und wobei der Steuerkolben eine erste Steuernut, eine zweite Steuernut und eine dritte Steuernut aufweist, die jeweils mit zumindest zwei Öffnungen des Gehäuses in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens relativ zum Gehäuse verbindbar sind. Die Aufgabe wird gelöst, indem die erste Steuernut mit einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten ersten Zulauföffnung in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann sowie mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung, indem die zweite Steuernut mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss C zugeordneten Öffnung und indem die dritte Steuernut mit der ersten Zulauföffnung oder einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten zweiten Zulauföffnung in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann sowie mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung.
Nach Erkenntnis der Erfindung wird der erforderliche Bauraum eines gattungsgemäßen Steuerventils optimiert durch die Gestaltung mit einer zweiten Steuernut, die mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsanschluss A und/oder dem Versorgungsanschluss B in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann: Auf diese Weise kann aus den Arbeitskammern eines Nockenwellenverstellers ablaufendes Hydraulikmittel über den Versorgungsanschluss C geführt werden, ohne dass aufwendige strukturelle Änderungen an gattungsgemäßer Gestaltung vorgenommen werden muss. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Gehäuse mehrteilig gestaltet und beinhaltet ein Außengehäuse sowie eine mit Kunststoff umspritzte Führungshülse, wobei der Kolben verschieblich in der Führungshülse gelagert ist. Somit ergeben sich Vorteile in der Integration und Montierbarkeit weiterer Bauteile. Das kann beispielsweise ei- nen Sitz für eine Feder betreffen, die den Steuerkolben gegen einen Druckstift eines elektromagnetischen Stellgliedes drücken kann. Ferner kann eine Rückschlagventileinheit innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform ist zwischen Führungshülse und Außengehäuse mittels der Kunststoffumspritzung eine Ölleitstruktur gebildet. Somit ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Flexibilität, indem das Steuerventil ohne großen strukturellen Aufwand an bestimmte Anwendungen angepasst werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schließen die erste Steuernut und die dritte Steuernut die zweite Steuernut ein. Die erste und dritte Steuernut des Steuerkolbens liegen somit an axial äußerer Position, die zweite Steuernut ist mittig angeordnet. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft mit Blick auf die Optimierung des Bauraums, weil auf diese Weise mit geringem Aufwand eine fluidleitende Verbin- dung zwischen dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsanschluss A und/oder B verwirklicht werden kann. Der Versorgungsanschluss A und der Versorgungsanschluss B schließen vorzugsweise in axialer Richtung den Versorgungsanschluss C ein. Entsprechendes gilt für die dem jeweiligen Anschluss zugeordnete Öffnung am Ventilgehäuse bzw. an der Führungshülse.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform kann der Steuerkolben relativ zum Gehäuse eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung einnehmen, wobei in der ersten Schaltstellung die dritte Steuernut mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss B in fluidleitender Verbindung steht sowie die zwei- te Steuernut mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsanschluss A und wobei in der zweiten Schaltstellung die erste Steuernut mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss A in fluidleitender Verbindung steht sowie die zweite Steuernut mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsanschluss B. Die zwei Schaltstellungen können durch Aktuierung des Steuerkolbens mittels einer elekt- romagnetischen Stellvorrichtung angesteuert werden. Das Steuerventil kann in dieser Konfiguration als 4/2-Wegeventil mit 4 Anschlüssen (Versorgungsanschlüsse A, B, C sowie Zulaufanschluss P) ausgelegt sein, wobei eine Verzweigung des Zulaufs innerhalb des Ventilgehäuses erfolgt, vorzugsweise mittels Ölleithülse. Der Ablauf erfolgt entweder unmittelbar über den Versorgungsanschluss C oder mittelbar über eine mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung stehende Komponenten, vorzugsweise einem Volumenspeicher. In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform steht in der dritten Schaltstellung die erste Steuernut mit dem Zulaufanschluss P und die dritte Steuernut mit dem Zulaufanschluss P sowie die zweite Steuernut ausschließlich mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung. Das Verhältnis der drei Schaltstellungen zueinander entspricht seiner zahlenmäßigen Reihenfolge in axialer Richtung. Die Weiterbildung erweist sich insofern als vorteilhaft, als eine bauraumoptimale Auslegung erreicht werden kann. Das gilt auch für den Fall, dass die dritte Schaltstellung in einer konkreten Anwendung nicht angesteuert wird. Vorzugsweise kann in der dritten Schaltstellung die erste Steuernut ausschließlich mit dem Zulaufanschluss P und die dritte Steuernut ausschließlich mit dem Zulaufanschluss P in fluidleitender Verbindung stehen. Leckage im Bereich der Steuerkanten bleibt unberücksichtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuerventil durch einen an einer Stirnseite des Ventilgehäuses gebildeten Zulaufanschluss P (axialer Zulauf) gekennzeichnet. Der axiale Zulauf kann vorzugsweise über einen Hohlraum der No- ckenwelle erfolgen. Der Vorteil der Ausführungsform besteht in einer optimalen An- bindung an den allgemeinen Hydraulikmittelkreislauf des Verbrennungsmotors. Vorzugsweise kann der axiale Zulauf in zumindest einen axialen Kanal münden, der vorzugsweise zwischen Steuerhülse und der Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses gebildet wird und über eine radiale Bohrung eine Verbindung zwischen axialem Zulauf und einer Steuernut des Steuerkolbens bildet.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem Stator und mit einem Rotor, die zumindest eine in zwei hydraulisch gegeneinander arbeitende Arbeitskammern A und B unterteilte Druckkammer einschließen, sowie mit einem Volumenspeicher und mit einem Steuerventil nach einer der vorangegangen beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Arbeitskammer A mit dem Versorgungsanschluss A in fluidleitender Verbindung steht, die Arbeitskammer B mit dem Versorgungsanschluss B in fluidleitender Verbindung steht und der Volumen- speicher mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung steht. Die Versorgung einer der Arbeitskammern mit Hydraulikmittel erfolgt über einen Versorgungsanschluss in Abhängigkeit von der Schaltposition des Steuerkolbens des Steuerventils. Auf vorteilhafte Weise kann Hydraulikmittel aus einer Arbeitskammer abge- führt werden, indem ein Druckmittelpfad über den Versorgungsanschluss A bzw. den Versorgungsanschluss B, über die zweite Steuernut, über den Versorgungsanschluss C sowie über den zu befüllenden Volumenspeicher zum Ablauf verwirklicht wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Volumenspeicher mit der Arbeitskammer A und der Arbeitskammer B in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung unmittelbar über eine Versorgungsleitung, die mittels eines Rückschlagventils abgesichert ist. Der Vorteil der Ausführungsform besteht darin, dass in unkomplizierter weise ein Ansaugen von Luft bei der Verstellung des No- ckenwellenverstellers vermieden wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Volumenspeicher einen Ablauf zur Abgabe von Hydraulikfluid an ein Reservoir auf (Tank). Ein Aufstauen von Hydraulikmittel kann somit auf unkomplizierte Weise vermieden werden. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird:
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Steuerventils in einer ersten Schaltstellung;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des des Steuerventils aus Fig. 1 in einer zweiten
Schaltstellung;
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt eines Nockenwellenverstellers.
In Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuerventils 1 im Längsschnitt gezeigt. Das Steuerventil 1 besteht aus einem Ventilgehäuse 2 und einem Steuerkolben 3, der einen offenen Boden, einen Hohlraum 35 und am Kolbenkopf 36 vier Öffnungen 37 zur Entlüftung aufweist. Der Steuerkolben 3 ist axialbeweglich in einem entsprechenden Hohlraum 4 des Ventilgehäuses 2 geführt ist. Der Verstellbereich des Steuerkolbens 3 ist axial begrenzt, durch einen Sicherungsring 5 am ersten Ende 6 und durch ein Abschlusselement 7 am zweiten Ende 8. Das Ventilgehäuse 3 kann von einem Hohlraum einer Nockenwelle aufgenommen werden (nicht gezeigt) und der Steuerung eines Nockenwellenverstellers dienen (siehe Fig. 3). Ein Flansch 9 dient gemeinsam mit einem Außengewinde 10 der Verbindung des Steuerventils 1 mit der Nockenwelle.
Das Ventilgehäuse 3 weist an seinem Außenumfang drei Anschlüsse auf: Die Anschlüsse bilden einen ersten Versorgungsanschluss A, einen zweiten Versorgungan- schluss B und einen dritten Versorgungsanschluss C, wobei die Versorgungsan- Schlüsse A und B den Versorgungsanschluss C einschließen. Das Ventilgehäuse 2 ist mehrteilig gestaltet und enthält ein Außengehäuse 1 1 sowie eine mit Kunststoff umspritzte Führungshülse 12, wobei der Kolben 3 verschieblich in der Führungshülse 12 gelagert ist. Zwischen Führungshülse und Außengehäuse 1 1 ist mittels der Kunststoffumsp tzung 13 eine Ölleitstruktur 14 gebildet. Der Zulaufanschluss P ist an der Stirnseite des Ventilgehäuses 2 gebildet (axialer Zulauf) und steht, abgesichert mittels eines Rückschlagventils 34, über einen länglichen Kanal 15 mit der ersten und der zweiten Zulauföffnung 16, 17 in fluidleitender Verbindung. An der Innenmantelfläche der Führungshülse 12 sind mehrere Öffnungen 18, 19, 20 angeordnet, die wahlweise dem Versorgungsanschluss A, dem Versorgungsanschluss B oder dem Versor- gungsanschluss C zugeordnet werden können.
Der Steuerkolben 3 zeigt an seiner Außenmantelfläche vier Abschnitte mit erweitertem Durchmesser, die drei Abschnitte mit verringertem Durchmesser einschließen, nämlich die erste, zweite und dritte Steuernut 21 , 22, 23. Diese bilden gemeinsam mit der Innenmantelfläche des Ventilgehäuses einen ersten, einen zweiten und einen dritten umlaufenden Ringkanal. Die erste, zweite und dritte Steuernut 21 , 22, 23 sind jeweils mit zumindest zwei Öffnungen des Gehäuses in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens relativ zum Gehäuse verbindbar: Die erste Steuernut kann mit einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten ersten Zulauföffnung in fluidleitende Verbin- dung gebracht werden sowie mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung. Die zweite Steuernut kann mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung in fluidleitende Verbindung gebracht werden und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung und/oder mit einer dem Versor- gungsanschluss C zugeordneten Öffnung. Die dritte Steuernut kann mit 17 einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten zweiten Zulauföffnung in fluidleitende Verbindung gebracht werden sowie mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung.
Zu der Steuerung eines Nockenwellenverstellers kann der Steuerkolben 3 unterschiedliche Schaltpositionen einnehmen, die durch den tatsächlichen Verlauf möglicher Druckmittelpfade gekennzeichnet sind. Die Verwirklichung einer Schaltposition erfolgt mithilfe einer (nicht gezeigten) Stellvorrichtung, bei der es sich in der Regel um einen elektromagnetisch betätigten Aktuator handelt.
Eine mit einem Anker des Elektromagneten verbundene Stößelstange wird mit einer Betätigungsfläche an der Stirnseite des Steuerkolbens in Kontakt gebracht - die auf den Anker wirkende Kraft wird somit über die Stößelstange auf den Steuerkolben übertragen und bewirkt somit dessen axiales Verschieben entgegen der Kraft einer Feder 24: Der Steuerkolben kann somit relativ zum Gehäuse eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung einnehmen, wobei in der ersten Schaltstellung die dritte Steuernut 23 mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss B in fluid- leitender Verbindung steht sowie die zweite Steuernut 22 mit dem Versorgungsan- schluss C und dem Versorgungsanschluss A.
In der in Fig. 2 gezeigten zweiten Schaltstellung steht die erste Steuernut 21 mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss A in fluidleitender Verbindung sowie die zweite Steuernut 22 mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungs- anschluss B. Theoretisch kann auch eine dritte Schaltposition eingestellt werden, in der die erste Steuernut 21 mit dem Zulaufanschluss P und die dritte Steuernut 23 mit dem Zulaufanschluss P sowie die zweite Steuernut 22 ausschließlich mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung steht. In Fig. 3 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 25 mit einem Stator 26 und einem Rotor 27 dargestellt. Abgebildet sind zwei von Stator und Rotor eingeschlossene, durch Kammerwände 32 voneinander getrennte Druckkammern 38, die jeweils mittels eines Flügels 39 in zwei hydraulisch gegeneinander arbeitende Arbeitskammern A und B, respektive 28, 29 unterteilt sind. Der hydraulische Nockenwellenversteller zeigt darüber hinaus einen Volumenspeicher 30.
Mittig ist eine Aufnahme 31 für ein Steuerventil der zuvor beschriebenen Ausführungs- form angeordnet. Die Arbeitskammern A, beziehungsweise 28 können jeweils mit dem Versorgungsanschluss A in fluidleitende Verbindung gebracht werden und die Arbeitskammern B können jeweils mit dem Versorgungsanschluss B, beziehungsweise 29 in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Der Volumenspeicher 30 kann mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitende Verbindung gebracht werden.
Darüber hinaus kann der Volumenspeicher 30 mit der Arbeitskammer A, beziehungsweise 28 und der Arbeitskammer B, beziehungsweise 29 in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Zu diesem Zweck befinden sich in den Kammerwänden 32 des Stators Hydraulikkanäle. Ein Abfließen von Hydraulikmittel von einer der Arbeitskam- mern 28, 29 zu dem Volumenspeicher 30 wird durch den Einsatz von Rückschlagventilen 33 verhindert. Der Volumenspeicher 30 weist ferner einen Ablauf auf, der der Abgabe von Hydraulikmittel an ein Reservoir (Tank) dient.
Bezugszeichenliste
1 Steuerventil
2 Ventilgehäuse, Gehäuse
3 Steuerkolben
4 Hohlraum
5 Sicherungsring
6 erstes Ende
7 Abschlusselement
8 zweites Ende
9 Flansch
10 Außengewinde
1 1 Außengehäuse
12 Führungshülse
13 Kunststoffumspritzung
14 Ölleitstruktur
15 länglicher Kanal
16 erste Zulauföffnung
17 zweite Zulauföffnung
18 Öffnung
19 Öffnung
20 Öffnung
21 erste Steuernut
22 zweite Steuernut
23 dritte Steuernut
24 Feder
25 Nockenwellenversteller
26 Stator
27 Rotor
28 Arbeitskammer A
29 Arbeitskammer B
30 Volumenspeicher
31 Aufnahme 32 Kammerwand
33 Rückschlagventil
34 Rückschlagventil
35 Hohlraum
36 Kolben köpf
37 Öffnungen
38 Druckkammer
39 Flügel
P Zulaufanschluss P
A Versorgungsanschluss A
B Versorgungsanschluss B
C Versorgungsanschluss C
T Ablaufanschluss (Tank, Reservoir)

Claims

Ansprüche
1 . Steuerventil für einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem Gehäuse (2) und mit einem in einer Aufnahme des Gehäuses (2) gelagerten Steuerkolben (3), wo- bei an der Innenmantelfläche der Aufnahme mehrere Öffnungen (18, 19, 20) angeordnet sind, von denen zumindest eine Teilmenge einem Zulaufanschluss P, einem Versorgungsanschluss A, einem Versorgungsanschluss B oder einem Versorgungsanschluss C zugeordnet werden können, und wobei der Steuerkolben (3) eine erste Steuernut, eine zweite Steuernut und eine dritte Steuernut (21 , 22, 23) aufweist, die jeweils mit zumindest zwei Öffnungen (18, 19, 20) des Gehäuses (2) in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens (3) relativ zum Gehäuse (2) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Steuernut (21 ) mit einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten ersten Zulauföffnung (16) in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann sowie mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung (18),
- dass die zweite Steuernut (22) mit einer dem Versorgungsanschluss A zugeordneten Öffnung (18) in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung (20) und/oder mit einer dem Versorgungsanschluss C zugeordneten Öffnung (19),
- dass die dritte Steuernut (23) mit der ersten Zulauföffnung (16) oder einer dem Zulaufanschluss P zugeordneten zweiten Zulauföffnung (20) in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann sowie mit einer dem Versorgungsanschluss B zugeordneten Öffnung (20).
2. Steuerventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mehrteilig gestaltet ist und ein Außengehäuse (1 1 ) sowie eine mit Kunststoff umspritzte Führungshülse (12) beinhaltet, wobei der Steuerkolben (3) verschieblich in der Führungshülse (12) gelagert ist.
3. Steuerventil nach Anspruch 2, wobei zwischen Führungshülse (12) und Außengehäuse (1 1 ) mittels der Kunststoffumspritzung (13) eine Ölleitstruktur (14) gebildet ist.
4. Steuerventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuernut (21 ) und die dritte Steuernut (23) die zweite Steuernut (22) einschließen.
5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (3) relativ zum Gehäuse (2) eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung einnehmen kann,
- wobei in der ersten Schaltstellung die dritte Steuernut (23) mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss B in fluidleitender Verbindung steht sowie die zwei- te Steuernut (22) mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsanschluss A;
- wobei in der zweiten Schaltstellung die erste Steuernut (21 ) mit dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss A in fluidleitender Verbindung steht sowie die zweite Steuernut (22) mit dem Versorgungsanschluss C und dem Versorgungsan- schluss B.
6. Steuerventil nach Anspruch 5, wobei der Steuerkolben (3) relativ zum Gehäuse (2) eine dritte Schaltstellung einnehmen kann und in der dritten Schaltstellung die erste Steuernut (21 ) mit dem Zulaufanschluss P und die dritte Steuernut (23) mit dem Zu- laufanschluss P sowie die zweite Steuernut (22) ausschließlich mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung steht.
7. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an einer Stirnseite des Ventilgehäuses gebildeten Zulaufanschluss P (axialer Zu- lauf), der über einen länglichen Kanal (15) mit der ersten und/oder der zweiten Zulauföffnung (16, 17) in fluidleitender Verbindung steht.
8. Hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem Stator (26) und mit einem Rotor (27), die zumindest eine mittels eines Flügels (29) in zwei hydraulisch gegeneinander arbeitende Arbeitskammern A und B (28, 29) unterteilte Druckkammer (38) einschließen, sowie mit einem Volumenspeicher (30) und mit einem Steuerventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer A (28) mit dem Versorgungsanschluss A in fluidleitender Verbindung steht, die Arbeitskam- mer B (29) mit dem Versorgungsanschluss B in fluidleitender Verbindung steht und der Volumenspeicher (30) mit dem Versorgungsanschluss C in fluidleitender Verbindung steht.
9. Hydraulischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenspeicher (30) mit der Arbeitskammer A und der Arbeitskammer B in fluidleitende Verbindung gebracht werden kann.
10. Hydraulischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenspeicher (30) einen Ablauf aufweist zur Abgabe von Hydraulikmittel an ein Reservoir (Tank).
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