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WO2013174563A1 - Steuerventil eines nockenwellenverstellers - Google Patents

Steuerventil eines nockenwellenverstellers Download PDF

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Publication number
WO2013174563A1
WO2013174563A1 PCT/EP2013/057055 EP2013057055W WO2013174563A1 WO 2013174563 A1 WO2013174563 A1 WO 2013174563A1 EP 2013057055 W EP2013057055 W EP 2013057055W WO 2013174563 A1 WO2013174563 A1 WO 2013174563A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
control
extension
control valve
control piston
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/057055
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ali Bayrakdar
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102012208809.1A external-priority patent/DE102012208809B4/de
Priority claimed from DE201210208814 external-priority patent/DE102012208814A1/de
Priority claimed from DE201210210024 external-priority patent/DE102012210024A1/de
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2013174563A1 publication Critical patent/WO2013174563A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a control valve for controlling the pressure medium flows of a camshaft adjuster which comprises a substantially hollow cylindrical control sleeve, which is arranged within a casing and a ment within the control sleeve against a spring force of a Federele- element axially displaceably guided control piston.
  • a camshaft adjuster which comprises a substantially hollow cylindrical control sleeve, which is arranged within a casing and a ment within the control sleeve against a spring force of a Federele- element axially displaceably guided control piston.
  • an extension of the casing is formed in the region of an axial end of the control sleeve, which forms an axial end stop for the control piston.
  • a camshaft In an internal combustion engine of a motor vehicle, a camshaft is usually used to actuate the gas exchange valves, which is in drive connection with a crankshaft. 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. By adjusting the opening and closing times, for example, as a function of the current speed, in particular the fuel consumption can be reduced, the exhaust behavior positively influenced and the engine efficiency can be increased.
  • the variability of the gas exchange valve timing is regularly achieved by a relative change in the phase angle of the camshaft to the crankshaft.
  • a so-called camshaft adjuster is integrated into the drive train, via which the torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft.
  • the seat of modern camshaft adjuster is located for example at the drive end of the camshaft, on an intermediate shaft, a non-rotating component or on the crankshaft.
  • the camshaft adjuster is designed such that during operation, the phase position between the crankshaft and camshaft securely held and, if necessary, the camshaft can be rotated in a certain angular range relative to the crankshaft.
  • the camshaft adjuster is substantially formed with at least two mutually acting pressure chambers. By selectively connecting the pressure chambers with a pressure medium pump or with a pressure medium tank, the phase of the camshaft can be adjusted or held relative to the crankshaft.
  • the pressure medium supply to and the removal of pressure medium from the pressure chambers is usually controlled by means of a control valve, usually in the form of a multi-way slide valve.
  • a control valve usually in the form of a multi-way slide valve.
  • This usually comprises as essential components a control sleeve and a control sleeve in the control sleeve axially against the spring force of a spring element slidably received control piston, which is actuated by an actuator, typically an electromagnet.
  • the control valve in particular has a pressure medium connection, a drain connection and working connections, via which the pressure medium can be introduced into a pressure chamber or be discharged from a pressure chamber.
  • a jacket is further provided which has corresponding pressure medium channels to a pressure chamber which can be actuated via the control piston.
  • one of the pressure chambers is connected via one of the working ports to the supply port and is filled with pressure medium.
  • the opposite Pressure chamber via its associated working port with the drain port on the control valve and is emptied.
  • such a control valve is configured for example as a so-called central valve, which is inserted into a central bore of the camshaft adjuster and screwed to the camshaft.
  • a control valve of the type mentioned is known for example from DE 10 2010 026 853 A1.
  • the illustrated control valve which is designed as a central valve, as a sheath enclosing a hollow cylindrical valve housing.
  • a control piston with an axially one-sided open piston cavity against the spring force of a spring element is received axially displaceable.
  • an extension of the sheath is formed, which in particular forms an axial end stop for the control piston.
  • the object of the invention is to further develop a control valve of the type mentioned at the outset so that, as far as possible, dirt particles in the control valve can not lead to a noticeable reduction of the adjusting movement and jamming of the control piston.
  • control valve for controlling pressure medium flows of a camshaft adjuster which comprises a substantially hollow cylindrical running control sleeve, which is disposed within a sheathing coat and within the control sleeve against a spring force of a spring member axially displaceably guided control piston, wherein in the region axial end of the control sleeve, an extension of the sheath is formed, which forms an axial end stop for the control piston.
  • a recess for receiving dirt particles is formed on the control piston facing end side of the extension.
  • the invention is based in a first step on the consideration that in the pressure medium often dirt particles are included, which also partly reach the control valve via the pressure medium supply or the discharge from a pressure chamber.
  • the working connections in the control valve are controlled via control edges on the control sleeve and on the control piston.
  • control edges are provided with very narrow tolerances and as far as possible “sharp-edged", that is to say provided with the smallest possible edge radius, which can lead to abrasion in the control valve and thus to further dirt particles within come the control valve.
  • the invention proceeds from the consideration that these dirt particles are also moved by the movement of the control piston in the direction of the extension of the casing, which forms an axial end stop for the control piston, and accumulate there over time.
  • This can lead to a reduction of the axial adjusting movement in the direction of the extension, whereby an exact control of the working connections is no longer guaranteed. Furthermore, this can also lead to jamming of the control piston. Therefore, the invention provides, at the end face of the extension facing the control piston, to form a recess for receiving dirt particles.
  • This recess acts as a kind of "dirty bag", in which the dirt particles can accumulate, so that they do not affect the piston movement and the Kolbenendanschlag.
  • the recess is formed in particular circumferentially along the entire extension.
  • the recess is formed in particular in the region of the axially inner end face of the extension, which serves as a stop surface for the control piston.
  • the embodiment according to the invention has the advantage that dirt particles in the control valve essentially do not lead to a noticeable reduction of the adjusting movement and to a jamming of the control piston.
  • the dirt particles can accumulate in the recess, whereby it comes to no impairment of the piston movement ung.
  • the recess can be produced easily and inexpensively in terms of manufacturing technology, and further, no additional component has to be made available.
  • the projection has a radially outer stop surface for the control piston, wherein the recess is formed in the region of the stop surface.
  • the recess is formed as a circumferential groove.
  • the groove may for example have a rectangular or trapezoidal cross-section.
  • only one groove flank can be substantially parallel and the other groove flank can run obliquely to the lateral surface line of the control piston.
  • the groove bottom for example, also be curved.
  • the radially inner lateral surface of the control sleeve forms at least part of a groove flank.
  • the groove is disposed on the radially outer end of the extension.
  • the radially inner circumferential surface of the control sleeve can form the complete radially outer groove flank of the groove.
  • the radially inner circumferential surface of the control sleeve can also form only part of the radially outer groove flank, wherein the remaining part of the groove flank is formed by the extension.
  • Fig. 2 in a detailed view of the formed in an extension of a Ummantelu recess
  • Fig. 3 in a detail view of the recess formed in a shell of a recess in an alternative embodiment.
  • a control valve 2 is shown in the form of a central valve in a longitudinal section.
  • the control valve 2 can be inserted in a central bore of a camshaft adjuster or in a central screw.
  • the control valve 2 essentially comprises a hollow cylindrical control sleeve 4 which is received in a sheath 6 made of a plastic. Inside the control sleeve 4 designed as a hollow piston control piston 8 is mounted axially displaceable.
  • the control piston 8 is biased by a spring element 10. From the position shown, the control piston 8 can be inserted against the spring force of the spring element 10 in the control sleeve 4.
  • an actuator for example an electromagnet with a plunger, can act on its axially outer end face.
  • a pressure medium chamber 14 formed between the control piston 8 and the control sleeve 4 is connected, for example, via an axial bore in the camshaft or in a central screw to a pressure line of the hydraulic system. Furthermore, radial bores 16, which are in communication with working ports A, B formed in the casing 6 for the opposing pressure medium chambers of a camshaft adjuster, can be recognized on the control sleeve 4. By moving the control piston 8, the working ports A, B are alternately fluidly connected to the pressure medium chamber 14. For the outlet of a pressure medium, such as oil, 8 outlets 18 are provided on the axially outer end face of the control piston, which open into a tank outlet T of the hydraulic system.
  • a pressure medium such as oil
  • an extension 20 of the casing 6 is formed, which forms in particular an axial end stop for the control piston 8. Furthermore, the extension 20 forms an axial bearing surface for the spring derelement 10. The other end of the spring element 10 acts against a collar in the interior of the control piston eighth
  • control valve 2 and in particular in the cavity of the control sleeve 4 dirt particles are often included, which are moved by the movement of the control piston 8 in the direction of the extension 20 of the casing 6 and accumulate there with time. This can lead to a reduction of the axial adjusting movement in the direction of the extension 22 and to jamming of the control piston 8.
  • control piston 8 facing the end face of the extension 20 radially outward in the area which serves the control piston 8 as a stop surface 22, designed as a circumferential groove recess 24 for receiving the dirt particles on.
  • the recess 24 acts here as a kind of "dirty bag” in which the dirt particles can accumulate so that they do not impair the piston end stop in particular
  • the recess 24 can be manufactured in a simple and cost-effective manner, and no additional component has to be made available.
  • Figure 2 shows a detail view of the recess 24 formed in the extension 20 of the casing 6.
  • the curved groove bottom is to see Fig. 3 shows a detail view of the formed in an extension 20 of a casing 6 recess 24 in one In this case, the radial au en groove flank lying through the radially inner Man- formed surface of the control sleeve 4.
  • the recess 24 has a rectangular cross-section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Die Erfindung gibt ein Steuerventil (2) zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers an, welches eine im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführte Steuerhülse (4), die innerhalb einer Ummantelung (6) angeordnet ist und einen innerhalb der Steuerhülse (4) entgegen einer Federkraft eines Federelements (10) axial verschiebbar geführten Steuerkolben (8) umfasst, wobei im Bereich eines axialen Endes der Steuerhülse (4) ein Fortsatz (20) der Ummantelung (6) ausgebildet ist, der einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben (8) bildet. Dabei ist an der dem Steuerkolben (8) zugewandten Stirnseite des Fortsatzes (20) eine Ausnehmung (24) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln ausgebildet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Steuerventil eines Nockenwellenverstellers
Beschreibung Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers, welches eine im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführte Steuerhülse, die innerhalb einer Ummantelung angeordnet ist und einen innerhalb der Steuerhülse entgegen einer Federkraft eines Federele- ments axial verschiebbar geführten Steuerkolben umfasst. Dabei ist im Bereich eines axialen Endes der Steuerhülse ein Fortsatz der Ummantelung ausgebildet, der einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben bildet.
Gebiet der Erfindung
Hintergrund der Erfindung
In einer Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeugs wird üblicherweise zur Betätigung der Gaswechselventile eine Nockenwelle eingesetzt, welche in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, während des Betriebs der Verbrennungsmaschine Einfluss auf die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile nehmen zu können. Durch die Einstellung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte, beispielsweise in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl, können insbesondere der Treibstoffverbrauch gesenkt, das Abgasverhalten positiv beeinflusst und der Motorwirkungsgrad erhöht werden. Die Variabilität der Gaswechselventilsteuerzeiten wird regelmäßig durch eine relative Änderung der Phasenlage der Nockenwelle zur Kurbelwelle erzielt. Hierzu wird üblicherweise ein sogenannter Nockenwellenversteller in den Antriebsstrang integriert, über welchen das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Der Sitz moderner Nockenwellenversteller befindet sich beispielsweise am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle, auf einer Zwischenwelle, einem nicht rotierenden Bauteil oder auf der Kurbelwelle.
Der Nockenwellenversteller ist dabei derart ausgebildet, dass während des Betriebs die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle sicher gehalten und bei Bedarf die Nockenwelle in einem gewissen Winkelbereich gegenüber der Kurbelwelle verdreht werden kann. Dazu ist der Nockenwellenversteller im Wesentlichen mit zumindest zwei gegeneinander wirkenden Druckkammern ausgebildet. Durch gezieltes Verbinden der Druckkammern mit einer Druckmittelpumpe bzw. mit einem Druckmitteltank kann die Phase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle eingestellt oder gehalten werden.
Die Druckmittelzufuhr zu und die Druckmittelabfuhr von den Druckkammern wird dabei in der Regel mittels eines Steuerventils, meist in Form eines Mehr- wege-Schieberventils, gesteuert. Dieses umfasst üblicherweise als wesentliche Komponenten eine Steuerhülse und einen in der Steuerhülse axial gegen die Federkraft eines Federelements verschiebbar aufgenommenen Steuerkolben, der von einem Aktuator, typischerweise ein Elektromagnet, betätigt wird. Außerdem weist das Steuerventil insbesondere einen Druckmittelanschluss, einen Ablaufanschluss sowie Arbeitsanschlüsse auf, über die das Druckmittel in eine Druckkammer eingeleitet bzw. aus einer Druckkammer abgeleitet werden kann. Zur schaltbaren Verteilung des Druckmittels auf die Arbeitsanschlüsse ist weiter eine Ummantelung vorgesehen, die entsprechende Druckmittelkanäle zu einem über den Steuerkolben betätigbaren Druckraum aufweist. In Abhängig- keit von der Stellung des Steuerkolbens ist beispielsweise eine der Druckkammern über einen der Arbeitsanschlüsse mit dem Zufuhranschluss verbunden und wird mit Druckmittel befüllt. Gleichzeitig kommuniziert die gegenläufige Druckkammer über den ihr zugeordneten Arbeitsanschluss mit dem Ablaufan- schluss am Steuerventil und wird dabei entleert.
In einer gängigen Bauart ist ein derartiges Steuerventil beispielsweise als ein sogenanntes Zentralventil ausgestaltet, welches in eine Zentralbohrung des Nockenwellenverstellers eingesetzt und mit der Nockenwelle verschraubt wird.
Ein Steuerventil der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2010 026 853 A1 bekannt. Dabei umfasst das dargestellte Steuerventil, das als Zentralventil ausgebildet ist, als Ummantelung ein hohl ausgeführtes zylindrisches Ventilgehäuse. Innerhalb des Ventilgehäuses ist eine als Steuerhülse ausgebildete, hohlzylindrische Hülse angeordnet, in der ein Steuerkolben mit einem axial einseitig offenen Kolbenhohlraum entgegen der Federkraft eines Federelements axial verschiebbar aufgenommen ist. Im Bereich eines a- xialen Endes der Steuerhülse ist ein Fortsatz der Ummantelung ausgebildet, der insbesondere einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben bildet.
In der DE 10 2008 004 591 A1 ist ebenfalls ein Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers offenbart. Das Steuerventil sitzt in einem Gehäusehohlraum einer Zentralschraube. In dem Gehäusehohlraum ist innerhalb einer als Druckmittelleiteinsatz ausgebildeten Ummantelung eine Steuerhülse eingesetzt. In der Steuerhülse sitzt ein axial gegen ein Federelement verschiebbar geführter Steuerkolben. Zur Abstützung des Federelements und als axialer Endanschlag für den Steuerkolben ist eine separate, massiv geformte Federaufnahme vorgesehen, die sich an der Ummantelung abstützt. Mittels eines in einer Nut der Zentralschraube angeordneten Sicherungsrings, der insbesondere zur Gegenlagerung des Steuerkolbens dient, wird ein axiales Herausgleiten insbesondere des Steuerkolbens verhindert. Nachteiligerweise hat sich gezeigt, dass sich im Steuerventil befindliche Schmutzpartikel im Bereich eines axialen Endanschlags ansammeln können, was zu einer Reduzierung der axialen Stellbewegung und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens führen kann. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der eingangs ge- nannten Art dahingehend weiter zu bilden, dass es durch Schmutzpartikel im Steuerventil möglichst nicht zu einer merklichen Reduzierung der Stellbewegung und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens kommen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Steuerventil zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nockenwellenverstellers, welches eine im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführte Steuerhülse, die innerhalb einer Um- mantelung angeordnet ist und einen innerhalb der Steuerhülse entgegen einer Federkraft eines Federelements axial verschiebbar geführten Steuerkolben umfasst, wobei im Bereich eines axialen Endes der Steuerhülse ein Fortsatz der Ummantelung ausgebildet ist, der einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben bildet. Dabei ist an der dem Steuerkolben zugewandten Stirnseite des Fortsatzes eine Ausnehmung zur Aufnahme von Schmutzpartikeln ausgebildet.
Die Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass in dem Druckmittel häufig Schmutzpartikel enthalten sind, die über die Druckmittelzufuhr oder die Ableitung aus einer Druckkammer teilweise auch in das Steuerventil gelangen. Zudem werden die Arbeitsanschlüsse im Steuerventil über Steuerkanten an der Steuerhülse und am Steuerkolben angesteuert. Um hierbei eine möglichst exakte Ansteuerung zu erreichen, sind diese Steuerkanten mit sehr engen Toleranzen versehen und möglichst„scharfkantig" ausgeführt, das heißt, mit einem möglichst geringem Kantenradius versehen. Da- durch kann es im Steuerventil zu einem Abrieb und somit zu weiteren Schmutzpartikeln innerhalb des Steuerventils kommen. In einem weiteren Schritt geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass diese Schmutzpartikel durch die Bewegung des Steuerkolbens auch in Richtung des Fortsatzes der Ummantelung, der einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben bildet, mit bewegt werden und sich dort mit der Zeit ansammeln. Dies kann zu einer Reduzierung der axialen Stellbewegung in Richtung des Fortsatzes führen, wodurch eine exakte Ansteuerung der Arbeitsanschlüsse nicht mehr gewährleistet ist. Ferner kann dies auch zu einem Verklemmen des Steuerkolbens führen. Daher sieht die Erfindung vor, an der dem Steuerkolben zugewandten Stirnseite des Fortsatzes eine Ausnehmung zur Aufnahme von Schmutzpartikeln auszubilden. Diese Ausnehmung wirkt als eine Art„Schmutztasche", in der sich die Schmutzpartikel ansammeln können, so dass diese die Kolben beweg ung und den Kolbenendanschlag nicht beeinträchtigen.
Die Ausnehmung ist insbesondere umlaufend entlang des gesamten Fortsatzes ausgebildet. Dabei ist die Ausnehmung insbesondere in dem Bereich der axial innen liegenden Stirnfläche des Fortsatzes ausgebildet, der dem Steuerkolben als Anschlagsfläche dient.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass damit Schmutzpartikel im Steuerventil im Wesentlichen nicht zu einer merklichen Reduzierung der Stellbewegung und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens führen. Die Schmutzpartikel können sich in der Ausnehmung ansammeln, wodurch es zu keiner Beeinträchtigung der Kolben beweg ung kommt. Zudem lässt sich die Ausnehmung fertigungstechnisch einfach und kostengünstig erzeugen und es muss ferner kein zusätzliches Bauteil zur Verfügung gestellt werden.
Vorteilhafterweise weist der Fortsatz radial außen eine Anschlagsfläche für den Steuerkolben auf, wobei die Ausnehmung im Bereich der Anschlagsfläche ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausnehmung als eine umlaufende Nut ausgebildet. Diese lässt sich besonders einfach und damit kostengünstig fertigen. Die Nut kann beispielsweise einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Ferner kann beispielsweise auch nur eine Nutflanke im Wesentlichen parallel und die andere Nutflanke kann schräg zur Mantelflächenlinie des Steuerkolbens verlaufen. Außerdem kann der Nutgrund beispielsweise auch gewölbt ausgestaltet sein.
Zweckmäßigerweise bildet die radial innen liegende Mantelfläche der Steuer- hülse zumindest einen Teil einer Nutflanke. Damit ist die Nut am radial außen liegenden Ende des Fortsatzes angeordnet. Hierbei kann die radial innen liegende Mantelfläche der Steuerhülse die vollständige radial außen liegende Nutflanke der Nut bilden. Die radial innen liegende Mantelfläche der Steuerhülse kann aber auch nur einen Teil der radial außen liegenden Nutflanke bilden, wobei der übrige Teil der Nutflanke von dem Fortsatz gebildet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einem Längsschnitt ein Steuerventil,
Fig. 2 in einer Detailansicht die in einem Fortsatz einer Ummantelu ausgebildete Ausnehmung, und
Fig. 3 in einer Detailansicht die in einem Fortsatz einer Ummantelung ausgebildete Ausnehmung in einer alternativen Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen In Fig .1 ist in einem Längsschnitt ein Steuerventil 2 in Form eines Zentralventils dargestellt. Das Steuerventil 2 kann in eine Zentralbohrung eines Nocken- wellenverstellers oder in eine Zentralschraube eingesetzt werden. Das Steuerventil 2 umfasst im Wesentlichen eine hohlzylindrisch ausgeführte Steuerhülse 4, die in einer Ummantelung 6 aus einem Kunststoff aufgenommen ist. Im Inneren der Steuerhülse 4 ist ein als Hohlkolben ausgebildeter Steuerkolben 8 axial verschiebbar gelagert. Der Steuerkolben 8 ist dabei mittels eines Federelements 10 vorgespannt. Aus der eingezeichneten Position kann der Steuerkolben 8 entgegen der Federkraft des Federelements 10 in die Steuerhülse 4 eingeschoben werden.
Zur Betätigung des Steuerkolbens 8 kann an seiner axial außenliegenden Stirnseite ein Aktuator, beispielsweise ein Elektromagnet mit einem Stößel, angreifen. Ein insbesondere durch die Federkraft des Federelements 10 bewirktes axiales Herausgleiten von Steuerkolben 8 oder Steuerhülse 4 aus der Ummantelung 6 wird durch einen Sicherungsring 12 verhindert.
Ein zwischen dem Steuerkolben 8 und der Steuerhülse 4 gebildeter Druckmit- telraum 14 ist beispielsweise über eine Axialbohrung in der Nockenwelle oder in einer Zentralschraube mit einer Druckleitung des hydraulischen Systems verbunden. Weiter sind an der Steuerhülse 4 Radialbohrungen 16, die mit in der Ummantelung 6 gebildeten Arbeitsanschlüssen A, B für die gegenläufigen Druckmittelkammern eines Nockenwellenverstellers in Verbindung stehen, er- kennbar. Durch Verschieben des Steuerkolbens 8 werden die Arbeitsanschlüsse A, B abwechselnd strömungstechnisch mit dem Druckmittelraum 14 verbunden. Zum Auslass eines Druckmittels, wie beispielsweise Öl, sind an der axial außen liegenden Stirnseite des Steuerkolbens 8 Auslässe 18 vorgesehen, die in einen Tankauslass T des hydraulischen Systems münden.
An einem axialen Ende der Steuerhülse 4 ist ein Fortsatz 20 der Ummantelung 6 ausgebildet, der insbesondere einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben 8 bildet. Ferner bildet der Fortsatz 20 eine axiale Anlagefläche für das Fe- derelement 10. Das andere Ende des Federelements 10 wirkt gegen einen Bund im Inneren des Steuerkolbens 8.
In dem Steuerventil 2 und insbesondere in dem Hohlraum der Steuerhülse 4 sind häufig Schmutzpartikel enthalten, welche durch die Bewegung des Steuerkolbens 8 auch in Richtung des Fortsatzes 20 der Ummantelung 6 mit bewegt werden und sich dort mit der Zeit ansammeln. Dies kann zu einer Reduzierung der axialen Stellbewegung in Richtung des Fortsatzes 22 und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens 8 führen.
Deshalb weist die dem Steuerkolben 8 zugewandte Stirnseite des Fortsatzes 20 radial außen in dem Bereich, der dem Steuerkolben 8 als Anschlagsfläche 22 dient, eine als umlaufende Nut ausgestaltete Ausnehmung 24 zur Aufnahme der Schmutzpartikel auf.
Die Ausnehmung 24 wirkt hier als eine Art„Schmutztasche", in der sich die Schmutzpartikel ansammeln können, so dass diese insbesondere den Kolbenendanschlag nicht beeinträchtigen. Dadurch können die im Steuerventil 2 enthaltenen Schmutzpartikel im Wesentlichen nicht zu einer Reduzierung der Stellbewegung und zu einem Verklemmen des Steuerkolbens 8 führen. Zudem lässt sich die Ausnehmung 24 fertigungstechnisch einfach und kostengünstig erzeugen und es muss ferner kein zusätzliches Bauteil zur Verfügung gestellt werden. In Fig. 2 ist in einer Detailansicht die in dem Fortsatz 20 der Ummantelung 6 ausgebildete Ausnehmung 24 gezeigt. Dabei ist zu erkennen, dass die Ausnehmung 24 derart angeordnet ist, dass die beiden Nutflanken durch den Fortsatz 20 gebildet werden. Ferner ist der gewölbte Nutgrund zu sehen. Fig. 3 zeigt in einer Detailansicht die in einem Fortsatz 20 einer Ummantelung 6 ausgebildete Ausnehmung 24 in einer alternativen Ausführungsform. Dabei wird die radial außen liegende Nutflanke durch die radial innen liegende Man- telfläche der Steuerhülse 4 gebildet. Zudem weist die Ausnehmung 24 rechteckigen Querschnitt auf.
Bezugszeichenliste
2 Steuerventil
4 Steuerhülse
6 Ummantelung
8 Steuerkolben
10 Federelement
12 Sicherungsring
14 Druckraum
16 Radialbohrung
18 Auslass
20 Fortsatz
22 Anschlagsfläche
24 Ausnehmung
A, B Arbeitsanschluss
T Tankauslass

Claims

Patentansprüche
Steuerventil (2) zur Steuerung von Druckmittelströmen eines Nocken- wellenverstellers, welches eine im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführte Steuerhülse (4), die innerhalb einer Unnnnantelung (6) angeordnet ist und einen innerhalb der Steuerhülse (4) entgegen einer Federkraft eines Federelements (10) axial verschiebbar geführten Steuerkolben (8) umfasst, wobei im Bereich eines axialen Endes der Steuerhülse (4) ein Fortsatz (20) der Ummantelung (6) ausgebildet ist, der einen axialen Endanschlag für den Steuerkolben (8) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Steuerkolben (8) zugewandten Stirnseite des Fortsatzes (20) eine Ausnehmung (24) zur Aufnahme von Schmutzpartikeln ausgebildet ist.
2. Steuerventil (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (20) radial außen eine Anschlagsfläche (22) für den Steuerkolben (8) aufweist, wobei die Ausnehmung (24) im Bereich der Anschlagsfläche (22) ausgebildet ist.
3. Steuerventil (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (24) als eine umlaufende Nut ausgebildet ist.
4. Steuerventil (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innen liegende Mantelfläche der Steuerhülse (4) zumindest einen Teil einer Nutflanke bildet.
PCT/EP2013/057055 2012-05-25 2013-04-04 Steuerventil eines nockenwellenverstellers WO2013174563A1 (de)

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DE201210210024 DE102012210024A1 (de) 2012-06-14 2012-06-14 Steuerventil eines Nockenwellenverstellers
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PCT/EP2013/057055 WO2013174563A1 (de) 2012-05-25 2013-04-04 Steuerventil eines nockenwellenverstellers

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