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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil, ein Herstellungsverfahren eines Hydraulikventils und einen Schwenkmotornockenwellenversteller.
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Zur Steuerung von Ventilöffnungszeitpunkten oder Ventilschließzeitpunkten in Verbrennungskraftmaschinen werden häufig Nockenwellen verwendet. Hierbei sind die vorgenannten Zeitpunkte durch die Position der Nocke auf der Nockenwelle und die geometrische Form der Nocke fest vorgegeben.
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Im Stand der Technik ist ein Zentralventil für einen Schwenkmotorversteller mit einem Gehäuserohr bekannt, das einen ersten Arbeitsanschluss, einen Versorgungsanschluss, einen zweiten Arbeitsanschluss und einen Tankabflussanschluss aufweist. Ein von dem Gehäuserohr umgebener Kolben ist relativ zum Gehäuserohr beweglich. Der Kolben trägt auf seiner Außenseite ein oder mehrere erste Rückschlagventile, die einen Strömungsweg von dem ersten Arbeitsanschluss zu dem zweiten Arbeitsanschluss öffnen, wenn der Kolben in einer ersten Stellung ist und an dem ersten Arbeitsanschluss ein Druck anliegt, die einen Schwellwert übersteigt.
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Ferner ist auch ein Hydraulikventil, insbesondere für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle bekannt, mit einer Buchse mit einem in einer Bohrung entlang einer Längsrichtung verschiebbar angeordneten Kolben, mit einem Versorgungsanschluss zum Zuführen eines Hydraulikfluides, mit wenigstens einem ersten Arbeitsanschluss und mit einem zweiten Arbeitsanschluss sowie mit wenigstens einem Tankabfluss zum Ableiten des Hydraulikfluides. Der erste Arbeitsanschluss und der zweite Arbeitsanschluss sind durch ein Verschieben des Kolbens über wenigstens ein Rückschlagventil wechselweise miteinander und/oder mit dem Versorgungsanschluss und/oder mit dem wenigstens einem Tankabfluss verbindbar. Das wenigstens eine Rückschlagventil ist in einem Innenbereich des Kolbens angeordnet. Das Rückschlagventil umfasst ein bandartiges flexibles Element. Das Element ist durch einen an der Außenseite des Kolbens herrschenden Hydraulikdruck, insbesondere einem pulsartigen Hydraulikdruck, nach innen öffenbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes, effizient und verschleißfrei arbeitendes Hydraulikventil, ein Herstellungsverfahren dafür, sowie einen verbesserten Schwenkmotornockenwellenversteller mit vereinfachtem Aufbau und wenigen Bauteilen zu schaffen.
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Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe durch ein Hydraulikventil gelöst. Das Hydraulikventil, insbesondere für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle, umfasst ein zylindrisches Gehäuse mit einem radial ausgebildeten ersten Arbeitsanschluss, einem zweiten Arbeitsanschluss, einem Versorgungsanschluss und einem Tankabflussanschluss zum Ableiten eines hydraulischen Fluids. Des Weiteren umfasst das Hydraulikventil einen Zentralkolben mit einer axialen Bohrung, wobei der Zentralkolben koaxial im zylindrischen Gehäuse mittels eines Aktuators gegen eine koaxial angeordnete Feder verschiebbar angeordnet ist. Der Zentralkolben weist zumindest zwei am Außenumfang ausgebildete koaxiale Teller mit jeweils einem koaxialen zylindrischen Telleraußenumfang auf, wobei der erste Teller zur Steuerung des ersten Arbeitsanschlusses und der zweite Teller zur Steuerung des zweiten Arbeitsanschlusses ausgebildet ist. Der erste und der zweite Teller weisen jeweils an dem zylindrischen Telleraußenumfang eine radiale Öffnung auf, welche von der Innenseite der Teller abdichtbar ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und nebengeordneten Ansprüchen angegeben.
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Das verbesserte Hydraulikventil bringt den Vorteil mit sich, dass weniger mechanische Bauteile erforderlich sind und die Rückschlagventilvorrichtungen jeweils in den Tellern untergebracht sind. Somit ist der Zentralkolben kompakter gestaltet und es kann eine verbesserte Präzision bei geringerem Montageaufwand erreicht werden. Die Teller bilden jeweils einen Käfig in dem die Rückschlagventilvorrichtungen kompakt verbaut sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die wesentlichen Steuerkanten an den Tellern an einem einzigen Bauteil eingearbeitet sind. Somit kann eine höhere Genauigkeit in der Fertigung und der Montage des Hydraulikventils erzielt werden. Die Steuerkanten sind wichtig, um die Druckkammern des Schwenkmotorverstellers präzise mit dem Fluid anzusteuern. Probleme oder Schwierigkeiten bei der Montage durch Aufpressen von Tellern oder Kolbenaufsätzen, sowie eine Deformation des Zentralkolbens werden somit vermieden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, ist der Zentralkolben mit den Tellern einstückig aus einem homogenen Werkstoff ausgebildet. Einstückig ist in diesem Zusammenhang derart zu verstehen, dass der Zentralkolben beispielweise durch ein additives oder abtragendes zerspanendes Verfahren aus einem Werkstück hergestellt wird. Das reduziert die Montagezeiten und führt zu einer Verbesserung von Spaltmaßen zwischen dem Zentralkolben und den Tellern bzw. dem zylindrischen Innengehäuse sowie zu einer deutlich geringeren inneren Leckage des Arbeitsfluids.
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Bei einer herkömmlichen Fertigung, werden Kolbenaufsätze wie Hülsen und Teller auf den Zentralkolben aufgepresst. Dies führt zum Aufweiten der Kolbenaufsätze. Durch das damit verbundene höhere Laufspiel im Inneren des zylindrischen Gehäuses, wird eine erhöhte innere Leckage verursacht, welche eine zusätzliche Nachbearbeitung des Kolbens nach sich zieht. Durch eine vorteilhafte homogene einstückige Ausführung des Zentralkolbens mit Teller bzw. Käfig wird also eine höhere Zylindergenauigkeit mit deutlich geringeren Spaltmaßen erzielt.
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Bevorzugt sind die koaxialen Teller jeweils einseitig axial geöffnet. Im Tellerboden sind axiale Bohrungen ausgebildet. Die Fertigung von Tellern mit Öffnungen zu den Enden an dem Zentralkolben ist vorteilhaft, da sie mit Standardwerkzeugen effizient realisierbar ist.
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Um den Herstellungsaufwand zusätzlich zu reduzieren, weisen der erste und der zweite Teller jeweils ein stirnseitig angeordnetes Deckelelement auf, wobei die radiale Öffnung jeweils zwischen dem Deckelelement und dem Teller ausgebildet ist. Dadurch wird beispielsweise der Vorteil erreicht, dass die radialen Öffnungen nicht gesondert in den zylindrischen Telleraußenumfang eingebracht werden müssen. Beispielsweise entfällt somit auch ein Entgraten der zusätzlich eingebrachten Öffnungen im zylindrischen Telleraußenumfang. Die radialen Öffnungen entstehen bereits durch einen Spalt zwischen Deckelelement und dem stirnseitigen offenen Ende jedes Tellers.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, weist das Deckelelement Aussparungen auf, welche radiale Öffnung ausbilden. Dadurch wird der zusätzliche Vorteil erreicht, dass die Herstellung der radialen Öffnungen bereits durch die einfache Herstellung des Deckelelements ausgebildet werden. Es ist somit nicht notwendig gesonderte radiale Öffnungen in den zylindrischen Telleraußenumfang einzubringen. Dies reduziert den Herstellungsaufwand erheblich, wobei keine qualitativen Einschränkungen zu erwarten sind. Beispielsweise kann das Deckelelement in Form einer einfachen Hülse ausgebildet werden, wobei die ausgebildeten Aussparungen in einem weiteren Bearbeitungsschritt in die Seitenwände des hülsenartigen Deckelelements eingebracht werden.
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Um zu verhindern, dass die in den Tellern angeordneten Bandrückschlagventile durch die Belastung des Fluids symmetrisch radial deformiert werden, sind die Aussparungen in einer Umfangsrichtung des Deckelelements asymmetrisch angeordnet. Beispielsweise können drei Aussparungen derart angeordnet werden, dass in einer Draufsicht in einem Bereich von etwa 90 ° des gesamten Umfangs des Deckelelements keine Aussparung ausgebildet ist, während die drei Aussparungen im verbleibenden Bereich von 270° des gesamten Umfangs ausgebildet sind. Die Anordnung kann jedoch auch in jeder anderen asymmetrischen Art erfolgen. Durch die asymmetrische Anordnung der Aussparungen, wird das Innenliegende Bandrückschlagventil ebenfalls asymmetrisch durch das Fluid deformiert. Hierdurch kann ein Taumeln des Bandrückschlagventils und ein damit verbundener Verschleiß verhindert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform, sind die Aussparungen stufenförmig ausgebildet. Hierbei sind die Aussparungen als Stufen in der zylinderförmigen Wandung ausgebildet. Dies erleichtert die Herstellung der Deckelelemente. Die stufenförmig ausgebildeten Aussparungen sind zusätzlich leicht zu entgraten, wodurch der Verschleiß während des Betriebs weiter reduziert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Versorgungsanschluss ein Rückschlagventil in Form eines Bandrückschlagventils zugeordnet. Somit ist das Hydraulikventil direkter und effizient ansteuerbar. Die Ansteuerung von zwei Druckkammern in einem Schwenkmotorversteller mittels des Fluids ist somit besonders präzise realisierbar.
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Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Tankabflussanschluss koaxial angeordnet. Somit ist der benötigte Steuerdruck niedriger, da ein zentraler großer Tankabflussanschluss vorhanden ist.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die radiale Öffnung der Teller mittels eines Bandrückschlagventils von einer Innenseite der Teller abgedeckt. Ein Bandrückschlagventil hat beispielsweise den Vorteil, dass eine definierte Gegenkraft gegen die radialen Öffnungen aufgebracht wird. Andererseits stellt ein Bandrückschlagventil eine kostengünstige und einfach zu fertigende Möglichkeit dar, eine Rückschlagventilvorrichtung auszubilden.
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Um einen symmetrischen Aufbau zu schaffen und somit im Wesentlichen gleiche Ansprechzeiten zum Befüllen und Entleeren der ersten und zweiten Druckkammer des Schwenkmotorverstellers zu erzielen, ist der Versorgungsanschluss mittig in axialer Richtung zwischen beiden Arbeitsanschlüssen am Gehäuse ausgebildet. Um den Bauraum effizient zu nutzen, ist der Versorgungsanschluss vorzugsweise in gleicher radialer Richtung wie die Arbeitsanschlüsse ausgebildet.
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Ferner weisen die zylindrischen Telleraußenumfänge jeweils an den axial äußeren Enden eine Verjüngung auf. Diese reduzieren den Schaltdruck des Hydraulikventils. Die Verjüngungen können auch als Entlastungsnuten zum Abfluss des Fluids in der ersten und dritten Position des Zentralkolbens vorgesehen sein. Die Entlastungsnuten können beispielweise im Innenzylinder des Gehäuses den Durchmesser vergrößernd ausgebildet sein. Bevorzugt sind sie an dem zylindrischen Außenumfängen der Teller angeordnet. Hierbei sind die Teller beispielsweise im Durchmesser verjüngt und als Spielpassung gegenüber dem zylindrischen Innenraum des Gehäuses ausgebildet. Alternativ können in axialer Richtung Nuten an den zylindrischen Innen- und/oder Außenumfängen des ersten und zweiten Tellers zum Ende des Zentralkolbens hin verlaufend ausgebildet sein.
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Um das Hydraulikventil mit wenigen Bauteilen zu realisieren, sind an den Zentralkolben die beiden Teller derart angeordnet, dass der Zentralkolben in einer ersten Position mit dem ersten Teller den ersten Arbeitsanschluss mittels einer ersten Steuerkante öffnet und die radiale Öffnung im zweiten Teller zum zweiten Arbeitsanschluss fluchtet, so dass der zweite Arbeitsanschluss im Wesentlichen geschlossen ist und ein Austreten eines gepressten Fluids über die Rückschlagventilvorrichtung im zweiten Teller möglich ist. Zusätzlich kann ein gepresstes Fluid auch über die Verjüngungen an den axialen äußeren Enden der zylindrischen Telleraußenumfänge zum Tankabflussanschluss austreten.
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In einer zweiten Position des Zentralkolbens sind beide Arbeitsanschlüsse mittels der zylindrischen Telleraußenumfänge des ersten und zweiten Tellers verschlossen.
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In einer dritten Position des Zentralkolbens öffnet der zweite Teller mittels einer zweiten Steuerkante den zweiten Arbeitsanschluss und die radiale Öffnung im ersten Teller fluchtet zum ersten Arbeitsanschluss, so dass der erste Arbeitsanschluss im Wesentlichen geschlossen ist und ein Austreten eines gepressten Fluids über die Rückschlagventilvorrichtung im ersten Teller möglich ist. Ein Austreten eines gepressten Fluids zum Tankabflussanschluss erfolgt hierbei auch über die Verjüngung am axialen äußeren Ende des zylindrischen Telleraußenumfangs und die Radialbohrungen im Zentralkolben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren eines Hydraulikventils, insbesondere für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle, gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen gelöst. Das Herstellungsverfahren bringt ähnliche Vorteile wie das erfindungsgemäße Hydraulikventil mit sich und umfasst die Schritte des Bereitstellens eines Zentralkolbens mit zumindest zwei am Außenumfang ausgebildeten koaxialen Tellern in einstückiger Form, axiales innenseitiges Einsetzen eines Bandrückschlagventils in die koaxialen Teller, stirnseitiges Anordnen jeweils eines Deckelements auf die koaxialen Teller, und Einsetzen des Zentralkolbens in ein zylindrisches Gehäuse mit einem radial ausgebildeten ersten Arbeitsanschluss, einem zweiten Arbeitsanschluss, einem Versorgungsanschluss und einem Tankabflussanschluss zum Ableiten eines hydraulischen Fluids. Mittels dieses Herstellungsverfahrens ist das Hydraulikventil einfacher mit wenigen Bauteilen schnell montierbar. Ferner kann das Hydraulikventil mit wenig Aufwand gewartet oder repariert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch einen Schwenkmotornockenwellenversteller mit einem Hydraulikventil, gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen gelöst.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Schwenkmotorversteller mit einem Hydraulikventil in einer ersten Position;
- 2 einen Schwenkmotorversteller mit einem Hydraulikventil in einer zweiten Position;
- 3 einen Schwenkmotorversteller mit einem Hydraulikventil in einer dritten Position;
- 4 ein Hydraulikventil in einer vergrößerten Schnittansicht;
- 5 eine Explosionsdarstellung eines Zentralkolbens;
- 6 einen Zentralkolben in einer perspektivischen Ansicht; und
- 7 ein Deckelelement in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt den erfindungsgemäßen Schwenkmotornockenwellenversteller 1 mit einer im Querschnitt dargestellten Nockenwelle 2 sowie den Querschnitt eines Hydraulikventils 3. Mit dem Hydraulikventil 3 und dem Schwenkmotorversteller 1 sind Nocken stufenlos relativ zur Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verstellbar. Durch eine Verstellung der Nocken auf der Nockenwelle 2 werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte von Gaswechselventilen so verschoben, dass eine Brennkraftmaschine bei der jeweiligen Last und Drehzahl eine optimale Verbrennung mit reduzierten Emissionen erbringt.
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Das Hydraulikventil 3 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 4 mit einem koaxialen Innenzylinder 5 mit einem radial ausgebildeten ersten Arbeitsanschluss B, einem zweiten Arbeitsanschluss A, einem Versorgungsanschluss P und einem Tankabflussanschluss T zum Ableiten eines hydraulischen Fluids. Mittig zwischen dem ersten Arbeitsanschluss B und dem zweiten Arbeitsanschluss A ist symmetrisch der Versorgungsanschluss P ausgebildet. Die Arbeitsanschlüsse sind in Form von Bohrungen im Gehäuse 4 ausgebildet. Die Bohrungen sind dabei bevorzugt durchgängig, radial im Gehäuse 4 ausgebildet, so dass es zu jedem Arbeitsanschluss A, B zwei Anschlüsse gibt, jeweils einen oberen und unteren Arbeitsanschluss. Somit kann der Hydraulikzylinder eine größere Menge an Fluid bewegen und kleiner gebaut sein.
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Der Versorgungsanschluss P ist durch ein Rückschlagventil 6 gesichert. Das Rückschlagventil 6 ist im Innenzylinder 5 eingesetzt und durch eine dafür vorgesehene Nut 7 gesichert. Die Nut 7 sichert das Rückschlagventil 6 in axialer Richtung. Bevorzugt ist das Rückschlagventil 6 als Bandrückschlagventil ausgebildet. Der Versorgungsanschluss P umfasst mehrere Bohrungen oder Öffnungen, welche außerhalb des Bandrückschlagventils in radialer Richtung im Gehäuse 4 ausgebildet sind. Hierbei sind die Bohrungen asymmetrisch um den Umfang des Gehäuses 4 verteilt. Beispielsweise umfasst der Versorgungsanschluss 6 oder 7 Bohrungen, welche asymmetrisch am Gehäuse 4 ausgebildet sind.
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Im Innenzylinder 5 ist ein Zentralkolben 8 eingesetzt. Der Zentralkolben 8 ist in der 1, 2 und 3 gegen eine rechtsseitig angeordnete Feder 9 vorgespannt und wird von einem nicht dargestellten elektrisch betätigbaren Aktuator axial gegen die Feder 9 relativ zum Gehäuse 4 verschoben. Der Zentralkolben 8 weist eine axiale Innenbohrung 10 auf, um ein Fluid in Richtung Tankabflussanschluss T abzuleiten. Der Zentralkolben 8 weist beidseitig an den Enden jeweils am Außenumfang ausgebildete koaxiale Teller 11, 12 mit einem zylindrischen koaxialen Telleraußenumfang 13, 14 auf. Der erste Teller 11 dient zur Steuerung eines unter Druck eingeführten Fluids vom ersten Arbeitsanschluss B und der zweite Teller 12 dient zur Steuerung des zweiten Arbeitsanschlusses A. Hierfür haben beide Teller 11, 12 radiale Öffnungen 15, 16, die sich abschnittsweise um den gesamten Telleraußenumfang 13, 14 erstrecken. Die radialen Öffnungen 15, 16 sind hierbei asymmetrisch um den Außenumfang der Teller 11, 12 herum verteilt. Die radialen Öffnungen 15, 16 sind mit einer ersten und einer zweiten Rückschlagventilvorrichtung 17, 18 in Form von Bandrückschlagventilen 31, 32 von der Innenseite der Teller 11, 12 her abgedichtet.
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Die koaxialen zylindrischen Teller 11, 12 weisen im Tellerboden axiale Bohrungen 23, 24 auf. Um die Teller 11, 12 jeweils zum Ende des Zentralkolbens hin abzudichten, sind stirnseitige Deckelelemente 25, 26 angeordnet. Somit bilden die Teller 11, 12 mit den Deckelelementen 25, 26 jeweils einen Käfig für die Rückschlagventilvorrichtungen 17, 18 aus. Die Deckelelemente 25, 26 umfassen in der Wandung 51 ausgebildete Aussparungen 50, welche entlang des zylindrischen Telleraußenumfangs 13, 14 ausgebildet sind und somit mit den Tellern 11, 12 die radiale Öffnung 15, 16 ausbilden.
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Wie in den 1 - 6 dargestellt, ist der Zentralkolben 8 mit den Tellern 11, 12 als einstückiges homogenes Bauteil, entweder durch abtragendes Verfahren wie Fräsen, Bohren oder durch ein additives Verfahren, hergestellt. An zumindest einem Ende ist der Zentralkolben 8 mit Radialbohrungen 29, 30 versehen. Die Stirnseite des Zentralkolbens 8 am Ende des ersten Tellers 11 ist verschlossen. Die Bohrungen 29, 30 dienen Fluid aus dem ersten Arbeitsanschluss B zum Tankabflussanschluss T über die innere axiale Bohrung 10 abzuleiten. Auf dem gegenüberliegenden Ende ist der Zentralkolben 8 offen ausgebildet. Die Spiralfeder 9 stützt sich gegen eine Nut 39 im Innenzylinder 5 vom Gehäuse 4 und gegen das Deckelelement 26 ab. Das Gehäuse 4 verläuft konisch verjüngend vom Bereich des zweiten Arbeitsanschlusses A zum Tankabflussanschluss T. In den 1 - 6 ist die erste und zweite Rückschlagventilvorrichtung 17, 18 in Form eines ersten und eines zweiten Bandrückschlagventils 31, 32 ausgebildet dargestellt.
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Die zylindrischen Telleraußenumfänge 13, 14 weisen jeweils in Richtung des axialen Endes des Zentralkolbens 8 Entlastungsnuten 35, 36 gegenüber dem Innenzylinder 5 des zylindrischen Gehäuses 4 auf. Die jeweiligen Böden der beiden Teller 11, 12 bilden Steuerkanten 37, 38 zur Steuerung der Arbeitsanschlüsse A, B im Innenzylinder 5 des Gehäuses 4.
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Die 1 zeigt den Zentralkolben 8 in der ersten Position. Die beiden zylindrischen Teller 11, 12 sind im Verhältnis zum Gehäuse 4 derart angeordnet, dass der erste Teller 11 mittels der ersten Steuerkante 37 den ersten Arbeitsanschluss B öffnet und die zweiten radialen Öffnungen 16 im zweiten Teller 12 zum zweiten Arbeitsanschluss A im Gehäuse 4 im Wesentlichen fluchten. So ist der zweite Arbeitsanschluss A im Wesentlichen geschlossen und das Austreten eines gepressten Fluids ist nur über die zweite Rückschlagventilvorrichtung 18 und die zweite Entlastungsnut 36 zum Tankabflussanschluss T möglich.
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Somit wird gezeigt, dass ein Rotor 40 des Schwenkmotornockenwellenversteller 1 im Uhrzeigersinn gemäß der 1 maximal bis zu einer Anschlagsposition rotiert, in dem eine erste Druckkammer 41 mit einem Fluid befüllt wird und eine zweite Druckkammer 42 entleert wird. Der Rotor 40 bewegt sich innerhalb eines Stators 43. Die Nockenwelle 2 kann, wie in den 1 - 3 dargestellt, mittels einer Kette oder eines Zahnriemens über einen Zahnkranz 44 angetrieben werden.
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Die 2 zeigt schematisch im Querschnitt das Hydraulikventil 3 und den Schwenkmotornockenwellenversteller 1. Im Unterschied zu der 1 befindet sich der Zentralkolben 8 in einer zweiten mittleren Position. In dieser Stellung dichten die beiden zylindrischen Teller 11, 12 die Bohrungen für die Arbeitsanschlüsse A, B im Innenzylinder 5 vom Gehäuse 4 ab. Somit steht der Rotor 40 gegenüber dem Stator 43 in seiner Position fest. Dieser ist in der 2 zufällig in einer mittleren Stellung dargestellt. Die Verstellung in eine stufenlose andere Position kann beispielsweise durch pulsartige Betätigung des nicht dargestellten Aktuators erzielt werden.
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Gemäß der Darstellung in der 2 wird keine Druckkammer 41, 42 mit einem Fluid beaufschlagt. Das Fluid aus dem Versorgungsanschluss P drückt als Gegengewicht gegen die erste und zweite Rückschlagventilvorrichtung 17, 18.
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Die 3 zeigt die Stellung des Zentralkolbens 8 in einer dritten Position. Die erste Druckkammer 41 wird mit einem Fluid entleert und die zweite Druckkammer 42 wird mit einem Fluid befüllt, so dass der Rotor 40 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zum Stator 43 verschoben wird.
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In dieser dritten Position wird die zweite Druckkammer 42 durch die Öffnung des Arbeitsanschlusses A mit einem Fluid gefüllt. Hierbei wird die zweite Steuerkante 38 gegen die Feder 9 verschoben, wodurch das Arbeitsfluid aus der ersten Druckkammer 41 über den ersten Arbeitsanschluss B über die erste radiale Öffnung 15 im ersten Teller 11 und gegen die Kraft der ersten Rückschlagventilvorrichtung 17 gedrückt wird. Durch die axialen Bohrungen 23 im Tellerboden wird das Arbeitsfluid weiter in Richtung zweite Druckkammer 42 geleitet. Ein Teil des Fluids wird über eine Verjüngung am axial äußeren Ende des zylindrischen Telleraußenumfangs 13 im ersten Teller 11 und über die Radialbohrungen 29, 30 sowie die axiale Bohrung 10 zum Tankabflussanschluss T geleitet. Somit sind die Nocken einer Nockenwelle stufenlos verstellbar.
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Die 4 zeigt ein Hydraulikventil 3 in einer vergrößerten Schnittansicht. Im Detail ist das Hydraulikventil 3 bereits in der Beschreibung zu den 1 bis 3 beschrieben worden.
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Die 5 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Zentralkolbens 8. Der Zentralkolben 8 ist im Wesentlichen aus fünf Bauteilen hergestellt. Die zu den axialen Enden hin geöffneten Teller 11, 12 nehmen jeweils das erste und das zweite Bandrückschlagventil 31, 32 zum Abdecken der ersten und zweiten radialen Öffnung 15, 16 von der Innenseite her auf. Das erste und das zweite Deckelelement 25, 26 werden jeweils stirnseitig an den Tellern 11, 12 angeordnet. Die stirnseitig angeordneten Deckelelemente 25, 26 weisen Aussparungen 50 auf. Durch das Anordnen der Deckelelemente 25, 26 auf den offenen Enden der Teller 11, 12, werden durch die ausgebildeten Aussparungen 50 radiale Öffnungen 15, 16 jeweils zwischen dem Deckelelement 25, 26 und dem Teller 11, 12 ausgebildet. Zwischen den Aussparungen 50 bestehen Fortsätze 53, die als Distanzhalter zwischen den Deckelementen 25, 26 und den Enden der Teller 11, 12 wirken. Somit ist das Hydraulikventil 3 einfach mit wenigen Bauteilen aufgebaut, wodurch das Herstellungsverfahren vereinfacht und verkürzt wird. Die radialen Öffnungen 15, 16 müssen nicht gesondert in die Teller 11, 12 eingearbeitet werden, sondern entstehen bei der Montage durch das Anordnen der Deckelelemente 25, 26 an die Teller 11, 12. Durch die größere axiale Bohrung 10 im Zentralkolben 8 ist ein verbesserter Abfluss des Fluids zum Tankabflussanschluss T und somit eine Reduzierung des Staudrucks realisierbar. Durch die vereinfachte Montage entfällt der herkömmliche Fügeprozess der Kolbenaufsätze. Kolbenaufsätze, wie beispielsweise Hülsen oder Teller, müssen weder aufgepresst, noch aufgeschrumpft oder aufgeschweißt werden, wodurch eine enorme Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden kann. Der Schmutzeintrag reduziert sich und es findet keine Aufweitung des Außendurchmessers des Zentralkolbens 8 statt, da der Zentralkolben 8 aus dem einstückigen Halbzeug hergestellt wird. Die Spaltmaße bezüglich der Lagerpassungen und der Spielpassungen sind somit deutlich besser einstellbar und dies führt zu einer geringeren internen Leckage. Somit wird deutlich weniger Fluid über den Versorgungsanschluss zum Ansteuern des Schwenkmotornockenwellenverstellers 1 notwendig.
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Die 6 zeigt einen Zentralkolben 8 in einer perspektivischen Ansicht. Die Deckelelemente 25, 26 sind stirnseitig auf den offenen Enden der Teller 11, 12 angeordnet und bilden durch ihre ausgebildeten Aussparungen 50 radiale Öffnungen 15, 16, welche innenseitig durch Bandrückschlagventile 31, 32 abgedichtet sind. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale der vorausgehenden Figuren wird verzichtet.
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Die 7 zeigt ein Deckelelement 25, 26 in einer perspektivischen Ansicht. Das Deckelelement 25, 26 weist eine zylinderförmig ausgebildete Wandung 51 auf, welche einen mit den Tellern 11, 12 des Zentralkolbens 8 im Wesentlichen gleichen Durchmesser aufweist. Das Deckelelement 25, 26 weist Aussparungen 50 auf, welche stufenförmig ausgebildet sind. Die Aussparungen 50 bilden in einem an die Teller 11, 12 des Zentralkolbens 8 angeordneten Zustand die radialen Öffnungen 15, 16 aus. Der Boden des Deckelements 25, 26 weist eine zentrale Öffnung 52 auf, welche das präzise Anordnen an den Zentralkolben 8 vereinfacht. Die Aussparungen 50 sind um den Umfang des Deckelelements 25, 26 asymmetrisch verteilt, damit im Betrieb des Hydraulikventils 3 keine symmetrische Fluidbelastung auf das Bandrückschlagventil 31, 32 aufgebracht wird. Dadurch kann ein Taumeln des Bandrückschlagventil 31, 32 verhindert werden und die Lebensdauer des Hydraulikventils 3 kann erhöht werden.
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In einer Draufsicht auf das Deckelelement 25, 26 befindet sich in einem Bereich a von etwa 90° des gesamten Umfangs des Deckelelements 25, 26 keine Aussparung. In dem verbleibenden Bereich b, welcher in etwa 270° des gesamten Umfangs beträgt, sind drei Aussparungen 50 in der zylinderförmigen Wandung 51 ausgebildet. Durch die asymmetrische Anordnung der Aussparungen 50, wird das innenliegende Bandrückschlagventil 31, 32 im montierten Zustand asymmetrisch durch das Fluid deformiert, weil die Belastung durch das Fluid auf das Bandrückschlagventil 31, 32 primär durch die radiale Öffnung 15, 16 im Bereich b des Deckelelements 25, 26 erfolgt. Hierdurch kann ein Taumeln des Bandrückschlagventils 31, 32 und ein damit verbundener erhöhter Verschleiß verhindert werden.
