Nockenwellen-Phasensteller mit Steuerventil für die hydraulische Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle

Abstract

 Nockenwellen-Phasensteller mit einem Steuerventil zur gesteuerten Zu- und Abführung eines hydraulischen Fluids in eine und aus einer der Verstellung der Drehwinkelposition einer Nockenwelle (1) relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine dienenden Druckkammer (8), das Steuerventil umfassend:
a) ein Ventilgehäuse (10), das für das Fluid einen Arbeitsanschluss (B) zur Druckkammer (8) und einen Reservoiranschluss (T_B) zu einem Reservoir aufweist,
b) einen im Ventilgehäuse (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial hin und her verstellbaren Ventilkolben (20) mit einem axialen Hohlraum (21), einem Kolbeneinlass (22) zur Einleitung des Fluids in den Hohlraum (21) und einem aus dem Hohlraum (21) führenden Kolbenauslass (23), der in der ersten Position des Ventilkolbens (20) mit dem Arbeitsanschluss (B) verbunden und in der zweiten Position von diesem getrennt ist,
c) ein mit dem Ventilkolben (20) gekoppeltes Stellglied (15) zum axialen Verstellen des Ventilkolbens (20),
d) und ein Kopplungsorgan (25), das durch eine das Ventilgehäuse (10) verschließende Stirnverschlusswand (11) ragt und das Stellglied (15) mit dem Ventilkolben (10) koppelt,
dadurch gekennzeichnet, dass
e) der Ventilkolben (20) eine radiale Aufweitung (28) aufweist, die von einem angepasst aufgeweiteten Gehäuseabschnitt (18) des Ventilgehäuses (10) umgeben wird und in eine von der Stirnverschlusswand (11) weg weisende axiale Richtung mit dem Fluid beaufschlagbar ist, um eine axiale Druckkraft zu erzeugen
f) und die Aufweitung (28) so bemessen ist, dass das Fluid auf den Ventilkolben (20) trotz des Kopplungsorgans (25) in beide axiale Richtungen zumindest im Wesentlichen mit gleichgroßer Druckkraft: wirkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Nockenwellen-Phasensteller mit einem Steuerventil für die hydraulische Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft den Nockenwellen-Phasensteller als solchen und auch eine Brennkraftmaschine mit dem montieren Nockenwellen-Phasensteller. Bei der Brennkraftmaschine kann es sich insbesondere um einen Antriebsmotor für ein oder in einem Kraftfahrzeug handeln.

[0002] Zur Erhöhung von Leistung und Drehmoment, aber auch zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasschadstoffemission von Verbrennungsmotoren für Straßenfahrzeuge haben Nockenwellen-Phasensteller zur Variation der Einlass- oder Auslasssteuerzeiten Verbreitung gefunden. Im Hinblick auf hohe Zuverlässigkeit und gute Kosten-Nutzen-Relation haben sich hydraulische, durch Motoröl betätigbare Phasensteller nach dem Prinzip des hydraulischen Schwenkmotars durchgesetzt. Nicht zuletzt unter Kostengesichtspunkten haben hydraulisch betätigbare Nockenwellen-Phasensteller Verbreitung gefunden, bei denen ein Steuerventil zur Steuerung der Druckbeaufschlagung von der Verstellung der Phasenlage dienenden Druckkammern und ein der Betätigung des Steuerventils dienender Elektromagnet zentral auf der Drehachse der Nockenwelle angeordnet sind. Aufgrund des nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraums, des Kostendrucks und der für eine schnelle Verstellung erforderlichen großen Kanalquerschnitte in der Ölzufuhr haben sich Lösungen als vorteilhaft erwiesen, in denen das Drucköl zu dem gemeinsam mit der Nockenwelle drehenden Phasensteller über einen in der Nockenwelle vorgesehenen Kanal dem ebenfalls zentral angeordneten Steuerventil zugeführt wird. Das Drucköl wird der drehenden Nockenwelle aus dem Zylinderkopf typischerweise über eines der Nockenwellenlager, bevorzugt einem Spurlager der Nockenwelle, zugeführt. Die Erfindung betrifft Phasensteller der geschilderten Art insbesondere.

[0003] Das Steuerventil ist günstigerweise so angeordnet und gestaltet, dass die Ventilkennlinie unabhängig vom Druck des Öls ist. Andernfalls würde beispielsweise das Einregeln von Zwischenstellungen in der Phasenlage der Nockenwelle erschwert oder sogar verhindert. Es ist daher anzustreben, dass das Drucköl trotz im Betrieb der Brennkraftmaschine wechselnden Drucks keine oder nur vernachlässigbar geringe resultierende Axialkräfte auf den Ventilkolben des Steuerventils ausüben kann, um das Kräftegleichgewicht zwischen dem auf den Ventilkolben wirkenden Elektromagneten und einer diesem üblicherweise entgegenwirkenden Ventilfeder nicht zu stören.

[0004] Zur Vermeidung resultierenden Axialschubs werden mit der Nockenwelle drehende, über die Nockenwelle mit dem Drucköl versorgte Phasensteller üblicherweise über radial von außen auf den Ventilkolben gerichtete Zuführungen mit dem Drucköl versorgt. Phasensteller dieser Art werden beispielsweise in der DE 199 55 507 C2, DE 103 46 443 A1 und DE 196 54 926 C2 offenbart. Eine derartige Beaufschlagung mit dem Drucköl zieht jedoch fertigungstechnisch aufwändige Kanalführungen, insbesondere der P-Leitung, nach sich. Zudem wird es schwierig, die Kanäle mit für hohe Verstellgeschwindigkeiten günstigen großen Kanalquerschnitten zu gestalten.

[0005] Zur Umgehung der geschilderten Problematik sind Nockenwellen-Phasensteller bekannt, beispielsweise aus der DE 198 48 706 A1 und der DE 103 22 394 A1, deren zentrales Steuerventil relativ zu einem Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine nicht drehbar angeordnet ist, so dass die Nockenwelle relativ zum Steuerventil dreht. Die verschiedenen Ölzu- und -abführungen zum und vom Steuerventil werden mittels Wellendichtringen voneinander getrennt, was jedoch erhöhten konstruktiven Aufwand und erhebliche Mehrkosten verursacht. So ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Toleranzen für die Bauteile, die die radiale Position des Steuerventils relativ zur Nockenwelle bestimmen.

[0006] Ein aus dem genannten Stand der Technik bekanntes weiteres Problem verursacht die bevorzugte Anordnung der Spule des Elektromagneten drehfest relativ zum Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine, während der Anker des Elektromagneten drehfest mit dem Ventilkolben des Steuerventils verbunden ist. Der drehende Anker weist praktisch unvermeidbar radialen Versatz zur Spule auf, was auf den Anker und somit auf den Ventilkolben wirkende Radialkräfte verursacht, die von der Gleitpaarung aus Ventilgehäuse und Ventilkolben aufgenommen werden müssen. Dies wiederum erschwert die Erfüllung der Forderung nach einer möglichst geringen Hysterese der Ventilkennlinie und erhöht den Verschleiß an den Gleitflächen der Gleitpaarung.

[0007] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen für die Herstellung in der Großserie tauglichen, konstengünstigen Nockenwellen-Phasensteller zu schaffen, der die Vorteile eines platzsparend, vorzugsweise zentral angeordneten Steuerventils, zentral in Bezug auf eine Stator-Rotor-Anordnung des Phasenstellers, mit einer einfachen Geometrie von Zu- und Abführungen für ein die Verstellung bewirkendes hydraulisches Fluid vereint, aber dennoch keine praktisch ins Gewicht fallende Abhängigkeit der Ventilkennlinie vom in der Zuführung zum Ventil herrschenden Druck des Fluids zeigt.

[0008] Die Erfindung betrifft dementsprechend einen Nockenwellen-Phasensteller mit einem vorzugsweise zentralen Steuerventil zur gesteuerten Zu- und Abführung eines hydraulischen Fluids in eine und aus einer Druckkammer, die der Verstellung der Drehwinkelposition einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine dient. Bei der Druckkammer kann es sich entweder um eine Voreilungskammer handeln, die bei Druckbeaufschlagung die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle auf Voreilung verstellt, oder um eine Nacheilungskammer, die die Nockenwelle bei Druckbeaufschlagung auf Nacheilung verstellt. Eine Druckentlastung geht mit einem Rückstellen in die Gegendrehrichtung einher. In bevorzugten Ausführungen umfasst der Nockenwellen-Phasensteller eine oder mehrere Druckkammer(n) für Voreilung und eine oder mehrere weitere Druckkammer(n) für Nacheilung. In derartigen Ausführungen wird die Phasenlage der Nockenwelle eingestellt, indem das unter Druck stehende Fluid mittels des Steuerventils in entweder die Druckkammer(n) für Voreilung oder in die Druckkammer(n) für Nacheilung eingeleitet und die jeweils andere Art von Druckkammer(n) mit einer Niederdruckseite des Fluids verbunden wird, vorzugsweise mit einem Reservoir für das Fluid wie beispielsweise einem Ölsumpf. Bei dem Fluid kann es sich insbesondere um ein der Schmierung der Brennkraftmaschine dienendes Schmieröl, bei Kraftfahrzeugen typischerweise das Motoröl, handeln.

[0009] Das Steuerventil umfasst ein Ventilgehäuse mit wenigstens einem Arbeitsanschluss und wenigstens einem Reservoiranschluss für das Fluid. Der Arbeitsanschluss dient der Zuführung dieses Druckfluids zu der wenigstens einen Druckkammer des Phasenstellers, und der Reservoiranschluss der Abführung zu einem auf der Niederdruckseite des Fluids vorhandenen Reservoir. Der Arbeitsanschluss dient vorzugsweise auch der Abführung aus der Druckkammer über den Reservoiranschluss. Das Steuerventil umfasst ferner einen Ventilkolben, der im Ventilgehäuse zwischen einer ersten und einer zweiten Kolbenposition axial hin und her verstellbar ist. Der Ventilkolben ist hohl, weist also einen axialen Hohlraum auf, in den über einen Ventilkolbeneinlass Fluid von einer Hochdruckseite, ein Druckfluid, einleitbar ist. Das eingeleitete Druckfluid wird über einen Kolbenauslass aus dem Hohlraum geleitet. In der ersten Kolbenposition ist der Kolbenauslass mit dem Arbeitsanschluss des Ventilgehäuses verbunden, so dass das Druckfluid durch den Ventilkolben über den Arbeitsanschluss der Druckkammer zugeführt werden kann. In der zweiten Kolbenposition ist der Kolbenauslass vom Arbeitsanschluss des Ventilgehäuses getrennt. Vorzugsweise ist der Ventilkolbenauslass in der zweiten Kolbenposition mit dem Reservoiranschluss des Ventilgehäuses verbunden. Das Ventilgehäuse weist in bevorzugten Ausführungen einen Gehäuseeinlass auf, durch den das Fluid der Hochdruckseite in das Ventilgehäuse und durch den mit dem Gehäuseeinlass verbundenen Kolbeneinlass in den Hohlraum des Ventilkolbens eingeleitet werden kann.

[0010] Bestandteil des Nockenwellen-Phasenstellers ist ferner ein mit dem Ventilkolben gekoppeltes Stellglied zum axialen Verstellen des Ventilkolbens. Das Stellglied ist vorzugsweise ein elektromagnetisches Stellglied und kann insbesondere ein Axialhub-Elektromagnet sein. Vorzugsweise ist die Kopplung derart, dass das Stellglied den Ventilkolben nur mit einer axialen Druckkraft beaufschlagt, die Beaufschlagung mit einer axialen Zugkraft wäre jedoch alternativ oder gegebenenfalls auch zusätzlich denkbar. Vorzugsweise weist der Ventilkolben für die Kopplung mit dem Stellglied ein Kopplungsorgan auf, das durch eine das Ventilgehäuse verschließende Stirnverschulsswand ragt. Das Kopplungsorgan ist dementsprechend relativ zur Stirnverschlusswand des Ventilgehäuses axial hin und her beweglich, gleichwohl dichtet die Stirnverschlusswand in enger Passung mit dem Kopplungsorgan das Ventilgehäuse mit der erforderlichen Dichtigkeit ab. Das Kopplungsorgan wirkt vorzugsweise als axialer Stößel.

[0011] Um zu verhindern, dass das Fluid trotz der Durchströmung des hohlen Ventilkolbens auf diesen eine praktisch relevante axiale Druckkraft, einen resultierenden Axialschub, ausüben kann, weist der Ventilkolben eine radiale Aufweitung auf, also einen radial aufgeweiteten Kolbenabschnitt, die bzw. der von einem angepasst aufgeweiteten Gehäuseabschnitt des Ventilgehäuses in enger Passung umgeben wird und in eine von der Stirnverschlusswand weg weisende axiale Richtung mit dem Fluid der Hochdruckseite beaufschlagbar ist. Die Aufweitung ist im Querschnitt so bemessen, dass das Fluid auf den Ventilkolben trotz des die Stirnverschlusswand durchragenden Kopplungsorgans in beide axiale Richtungen zumindest im Wesentlichen mit gleichgroßer Druckkraft wirkt. Wiese der Ventilkolben wie im Stand der Technik üblich über seine axiale Länge überall den gleichen äußeren Umfang auf, würde auf den Ventilkolben eine vom Fluiddruck abhängige resultierende axiale Druckkraft wirken, die der Flächendifferenz der axial voneinander abgewandten, axial parallel projizierten Stirnflächen des Ventilkolbens multipliziert mit dem momentanen Druck des Fluids entspräche. Die Flächendifferenz entspräche der Querschnittsfläche des Kopplungsorgans im Bereich der Stirnverschlusswand, da diese Fläche nicht mit dem Fluid beaufschlagt werden kann, wenn die Kopplung wie bevorzugt auf der Niederdruckseite des Fluids stattfindet. Eine Anordnung des Stellglieds auf der Niederdruckseite hat den Vorteil, dass beim Stellglied keine besonderen Dichtungsmaßnahmen vorgenommen werden müssen.

[0012] Der axiale Hohlraum des Ventilkolbens ist vorzugsweise ein zentraler, zylindrischer Hohlraum, der am Einlassende zweckmäßigerweise einfach gerade ausläuft und dadurch den Kolbeneinlass mit einer den Hohlraumquerschnitt entsprechenden Querschnittsfläche bildet. Das Fluid strömt somit widerstandsarm in den Ventilkolben und durch den Kolbenauslass zur Druckkammer, wenn der Ventilkolben die entsprechende axiale Kolbenposition einnimmt. Der Kolbenauslass ist vorzugsweise ein radialer Auslass am Umfang des Ventilkolbens. Die axiale Einströmung und radiale Ausströmung ist einem einfachen Verlauf der Zu- und Abführungen und dementsprechend einer weitgehenden geometrischen Gestaltungsfreiheit der Kanalquerschnitte der Zuführung zum Ventilkolben und der Abführung zur Druckkammer und dem Reservoir förderlich.

[0013] In bevorzugten Ausführungen ist der Gehäuseeinlass an einer axialen Stirnseite des Ventilgehäuses gebildet, so dass das dem Steuerventil zuströmende Fluid bereits axial in das Steuerventil einströmt. Grundsätzlich kann der Gehäuseeinlass aber auch ein radialer Einlass am Umfang des Ventilgehäuses sein. Obgleich weniger bevorzugt, soll auch ein schräg in das Steuerventil führender Gehäuseeinlass nicht ausgeschlossen werden. Der Arbeüsanschluss erstreckt sich vorzugsweise radial durch den Umfang des Ventilgehäuses. Falls wie bevorzugt ein weiterer Arbeitsanschluss vorhanden ist, erstreckt sich auch dieser vorzugsweise einfach gerade radial durch das Ventilgehäuse. Ein radialer Verlauf ist auch für den Reservoiranschluss, und falls ein weiterer Reservoiranschluss vorhanden ist, auch für diesen von Vorteil. In anltemativen Ausführungen kann der Reservoiranschluss, der optionale weitere Reservoiranschluss, der Arbeitsanschluss oder der optional weitere Arbeitsanschluss durch den Umfang des Ventilgehäuses auch schräg verlaufen.

[0014] Das Steuerventil ist vorzugsweise so angeordnet, dass es mit der Nockenwelle dreht. Vorzugsweise ist es an einem axialen Ende der Nockenwelle in einen zentralen, zum Stirnende der Nockenwelle offenen Aufnahmeraum von dem Stirnende her eingesetzt. Ein mitdrehendes Steuerventil, insbesondere ein in Bezug auf den Phasensteller zentrales Steuerventil, kann grundsätzlich aber auch am Stirnende der Nockenwelle nur angesetzt sein. Ein mit der Nockenwelle drehendes, zentrales Steuerventil ermöglicht eine Platz sparende Bauweise für den Nockenwellen-Phasensteller und eine geometrisch einfache Zuführung des Druckfluids durch die Nockenwelle.

[0015] Das Stellglied ist vorzugsweise auf der Niederdruckseite des Fluids angeordnet und kann insbesondere unter Atmosphärendruck stehen, so dass keine besonderen Maßnahmen für eine Abdichtung getroffen werden müssen. Das Stellglied ist vorzugsweise relativ zum Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine nicht drehbar angeordnet, so dass bei vorteilhafterweise mit der Nockenwelle drehbar angeordnetem Steuerventil das Kopplungsorgan des Ventilkolbens relativ zum Stellglied, dem Stellglied im Ganzen gesehen, drehbar ist. Das Stellglied kann wie bereits erwähnt insbesondere ein elektromagnetisches Stellglied sein, mit einer elektromagnetischen Spule und einem relativ zur Spule axial beweglichen Anker, der relativ zur Spule nicht drehbar angeordnet ist oder zumindest nicht drehbar angeordnet sein kann, da die Relativdrehung in der Kopplung von Kopplungsorgan und Stellglied stattfindet. Vorzugsweise sind das Stellglied und das Kopplungsorgan direkt miteinander in einem Kopplungseingriff. Die Kopplung ist vorzugsweise lediglich ein axialer Druckkontakt, im Falle des direkten Eingriffs ein Druckkontakt eines Stellelements des Stellglieds und des Kopplungsorgans, in dem das Stellelement, beispielsweise der genannte Anker, axial gegen ein Stirnende des Kopplungsorgans drückt.

[0016] Ein in Bezug auf den Rotor des Phasenstellers zentrales, mit der Nockenwelle drehfest verbindbares oder verbundenes Steuerventil ist in Kombination mit einem Ventilkolben, der relativ zum axial beweglichen Wirkelement des Stellglieds drehbar angeordnet ist, bereits alleine von Vorteil, ohne die Kompensation eines etwaigen Axialschubs. Falls solch eine Kombination aus hydraulischem Teil des Steuerventils und des Stellglieds verwirklicht ist, wird es ferner bevorzugt, wenn der Ventilkolben den beschriebenen axialen Hohlraum aufweist und somit vom Fluid der Hochdruckseite durchströmt werden kann. Die Kopplung kann wie unter der vorliegenden Erfindung offenbart ausgeführt sein. Alternativ kann die Kopplung aber auch so gestaltet sein, dass bei Ausführung des Stellglieds als Axialhub-Stellglied dessen Wirkelement, beispielsweise der Anker eines Magneten, durch die Stirnverschlusswand des Ventilgehäuses ragt und innerhalb des Ventilgehäuses auf das ihm zugewandte Stirnende des Ventilkolbens wirkt. Grundsätzlich kann solch ein Wirkelement auch das Kopplungsorgan der hier beanspruchten Erfindung bilden.

[0017] Unter dem Aspekt der Trennstellenbildung von drehenden und nicht drehenden Komponenten des Steuerventils ist daher insbesondere auch Gegenstand der Erfindung ein Nockenwellen-Phasensteller mit einem Steuerventil zur gesteuerten Zu- und Abführung eines hydraulischen Fluids in eine und aus einer der Verstellung der Drehwinkelposition einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine dienenden Druckkammer, das Steuerventil umfassend:

a) ein Ventilgehäuse, das für das Fluid einen Gehäuseeinlass, einen Arbeitsanschluss zur Druckkammer und einen Reservoiranschluss zu einem Reservoir aufweist und mit der Nockenwelle drehfest verbunden ist oder von der Nockenwelle gebildet wird,

b) einen im Ventilgehäuse zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial hin und her verstellbaren Ventilkolben mit einer mit dem Gehäuseeinlass verbundenen Kolbenzuführung, die in der ersten Position des Ventilkolbens mit dem Arbeitsanschluss verbunden und in der zweiten Position von diesem getrennt ist,

c) ein mit dem Ventilkolben gekoppeltes Stellglied, das eine drehfest mit einem Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine verbundene elektromagnetische Spule und einen relativ zur Spule axial beweglichen Anker umfasst,

d) und ein axial zwischen dem Ventilkolben und dem Anker erstrecktes Kopplungsorgan, das durch eine das Ventilgehäuse verschließende Stirnverschlusswand ragt, um eine axiale Stellkraft des Stellglieds auf den Ventilkolben zu übertragen,

e) wobei der Ventilkolben relativ zum Anker drehbar ist.

[0018] Die vorstehenden Merkmale a) bis e) können um jedes der unter der hier beanspruchten Erfindung offenbarten Merkmale vorteilhaft ergänzt werden, ebenso können umgekehrt die vorstehenden Merkmale a) bis e) jeweils einzeln und in jeder Kombination die hier beanspruchte Erfindung vorteilhaft weiterbilden. Der Ventilkolben kann einen axialen Hohlraum aufweisen, die Kolbenzuführung wäre in solchen Ausführungen der genannte Kolbeneinlass. Wird das mittels des Ventilkolbens zu steuernde Fluid nicht in den Ventilkolben eingeleitet, sondern wie zum Stand der Technik beschrieben an den äußeren Umfang des Ventilkolbens geführt, ist die genannte Kolbenzuführung eine am Umfang des Ventilkolbens gebildete Vertiefung, die den Gehäuseeinlass in der entsprechenden Kolbenposition mit dem Arbeitsanschluss verbindet und vorzugsweise umläuft.

[0019] Obgleich es denkbar ist, dass die Kopplung und das Stellglied dafür eingerichtet sind, dass das Stellglied sowohl axiale Zug- als auch Druckkräfte ausüben kann, das Stellglied also dem Ventilkolben in die eine der Kolbenpositionen drückt und in die andere zieht, wird Ausführungen der Vorzug gegeben, in denen das Steuerventil ein Federglied, vorzugsweise eine mechanische Feder wie etwa eine Schraubendruckfeder, umfasst, die mit ihrer Federkraft: der Stellkraft des Stellglieds entgegen auf den Ventilkolben wirkt. Das Federglied kann vorteilhafterweise so angeordnet sein, dass es sich mit einem Federende unmittelbar am Ventilgehäuse und mit einem anderen Federende unmittelbar am Ventilkolben abstützt und den Ventilkolben dadurch in die entsprechende axiale Richtung spannt.

[0020] Falls nur das Kopplungsorgan für die Flächendifferenz ursächlich ist, ist die Aufweitung im Querschnitt vorzugsweise so bemessen, dass zumindest annäherungsweise, bevorzugt genau die Querschnittsfläche kompensiert wird, mit der das Kopplungsorgan durch die Stirnverschlusswand ragt. Der Ventilkolben ist im aufgeweiteten Kolbenabschnitt am äußeren Umfang vorzugsweise kreiszylindrisch, so dass durch die Aufweitung eine die Querschnittsfläche des Kopplungsorgans zumindest näherungsweise, vorzugsweise genau kompensierende Kreisringfläche erhalten wird. Der Steuerkolben wird an der Stirnseite der Aufweitung, die der Stirnverschlusswand des Ventilgehäuses zugewandt ist, mit dem Fluid der Hochdruckseite beaufschlagt. Obgleich denkbar ist, dass dieses der Kompensation dienende Druckfluid beispielsweise von außerhalb des Ventilkolbens oder sogar von außerhalb des Steuerventils zugeführt wird, entspricht es bevorzugteren Ausführungen, wenn das Fluid durch den axialen Hohlraum des Ventilkolbens an die von der Aufweitung gebildete Kompensationsfläche geführt wird. So kann der Hohlraum in seinem Mantel oder vorzugsweise in einer Kolbenstimwand einen einzigen Durchlass oder aber mehrere um die zentrale Längsachse des Ventilkolbens verteilt angeordnete Durchlässe aufweisen, durch den oder die das Druckfluid zu der Stirnverschlusswand des Ventilgehäuses zugewandten Stirnfläche des Ventilkolbens, insbesondere auch zur Kompensationsfläche der Aufweitung, strömen kann.

[0021] Die Aufweitung bildet vorzugsweise das der Stirnverschlusswand zugewandte Stirnende des Ventilkolbens, von dem vorzugsweise das Kopplungsorgan in Richtung auf das Stellglied abragt. Die von der Aufweitung gebildete Kompensationsfläche ist in derartigen Ausführungen eine der Stirnverschlusswand axial unmittelbar gegenüberliegende Endfläche des Ventilkolbens. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, die Aufweitung nicht in dem der Stirnverschlusswand des Ventilgehäuses nahen axialen Endabschnitt, sondern in einem mittleren Axialabschnitt oder sogar in dem der Stirnverschlusswand fernen anderen Endabschnitt des Ventilkolbens vorzusehen. Die Formung der Aufweitung an dem der Stirnverschlusswand zugewandten Ende des Ventilkolbens erlaubt jedoch auf besonders einfache Weise eine Zuführung durch den axialen Hohlraum an dem vom Kolbeneinlass abgewandten Ende des Ventilkolbens. Hierdurch kann die erfindungs gemäße Kompensation von der Steuerungsfunktion des Steuerventils auf einfache Weise entkoppelt werden.

[0022] Der aufgeweitete Gehäuseabschnitt erstreckt sich axial über den aufgeweiteten Kolbenabschnitt hinaus, um die axialen Verstellbewegungen des Ventilkolbens zu ermöglichen. An der von der Stirnverschlusswand abgewandten Seite wird der Ventilkolben im Bereich der Aufweitung vorzugsweise nur mit dem Fluiddruck der Niederdruckseite beaufschlagt. Vorzugsweise ist der Reservoiranschluss oder ein weiterer Reservoiranschluss in dem aufgeweiteten Gehäuseabschnitt an der von der Stirnverschlusswand abgewandten Seite der Ausweitung angeordnet, so dass an dieser Seite zumindest im Wesentlichen der Fluiddruck des Reservoirs herrscht.

[0023] In Weiterbildungen weist der Ventilkolben an einer von der Stirnverschlusswand abgewandten Seite axial an die Aufweitung anschließend eine radiale Vertiefung auf, vorzugsweise eine umlaufende Vertiefung. Vorzugsweise sind der Arbeitsanschluss und der Reservoiranschluss des Ventilgehäuses so angeordnet und die Vertiefung axial so lang, dass der Arbeitsanschluss in der zweiten Kolbenposition des Ventilkolbens über die Vertiefung mit dem Reservoiranschluss verbunden ist. In der ersten Kolbenposition trennt eine die Vertiefung begrenzende Steuerkante des Ventilkolbens den Arbeitsanschluss von dem Reservoiranschluss. Die Steuerkante ist am Ventilkolben vorzugsweise axial so angeordnet und das Stellglied vorzugsweise so ansteuerbar, dass der Ventilkolben auch in Zwischenpositionen zwischen der ersten und der zweiten Position positioniert werden kann, so dass der Steuerkolben den Reservoiranschluss auch nur teilweise verdecken und teilweise freigeben kann. Vorteilhaft ist es auch, wenn die axiale Geschwindigkeit, mit der der Ventilkolben aus der ersten Position in Richtung auf die zweite Position oder aus der zweiten Position in Richtung auf die erste Position bewegt wird, verändert, der Ventilkolben also auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden kann.

[0024] Der Nockenwellen-Phasensteller umfasst in Weiterbildungen eine weitere Druckkammer für das Fluid. Von diesen wenigstens zwei Druckkammern wird entweder die eine oder die andere mit dem Fluid der Hochdruckseite beaufschlagt. Dementsprechend bewirkt eine Druckbeaufschlagung der einen Druckkammer, dass die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle in Richtung Voreilung und bei Druckbeaufschlagung der anderen in die Gegendrehrichtung auf Nacheilung verstellt wird. Das Steuerventil ist in derartigen Ausführungen dafür eingerichtet, das Druckfluid wahlweise entweder in die eine Druckkammer oder in die andere Druckkammer zu leiten. Für die Erfüllung dieser Funktion weist das Ventilgehäuse einen weiteren Arbeitsanschluss auf, durch den das Fluid zu der weiteren Druckkammer strömen kann. Der weitere Arbeitsanschluss ist im Ventilgehäuse so gebildet, dass der Kolbenauslass in der zweiten Kolbenposition mit dem weiteren Arbeitsanschluss verbunden und in der ersten Kolbenposition von dem weiteren Arbeitsanschluss getrennt ist. In der ersten Kolbenposition ist der weitere Arbeitsanschluss vorzugsweise mit dem Reservoir verbunden, so dass das Druckfluid aus der weiteren Druckkammer über den weiteren Arbeitsanschluss in das Reservoir abströmen kann. Um solch eine Druckentlastung zu bewirken, kann der Ventilkolben eine weitere radiale Vertiefung aufweisen, vorzugsweise ebenfalls eine umlaufende Vertiefung, die den weiteren Arbeitsanschluss des Ventilgehäuses in der ersten Kolbenposition mit dem Reservoir, vorzugsweise einen mit dem Reservoir verbundenen weiteren Reservoiranschluss des Ventilgehäuses verbindet. Obgleich weniger bevorzugt, wäre es aber dennoch möglich, im Ventilgehäuse nur einen einzigen Reservoiranschluss vorzusehen und den Verlauf der Kanäle so zu gestalten, dass der weitere Arbeitsanschluss in der ersten Kolbenposition mit diesem gleichen Reservoiranschluss verbunden ist.

[0025] In Ausführungen, in denen das Ventilgehäuse, die beiden genannten Arbeitsanschlüsse und die beiden genannten Reservoiranschlüsse aufweist, sind diese Anschlüsse vorzugsweise so angeordnet, dass axial zwischen den beiden Reservoiranschlüssen die beiden Arbeitsanschlüsse angeordnet sind, in axialer Richtung gesehen also auf einen der Resevoiranschlüsse der diesem zugeordnete Arbeitsanschluss, auf diesen der andere Arbeitsanschluss und auf diesen der dem anderen Arbeitsanschluss zugeordnete Reservoiranschluss folgt. Mittels einer derart gereihten Anordnung können die Verstellwege, die der Ventilkolben zurücklegt, um wahlweise entweder den einen Arbeitsanschluss mit der einen Art von Druckkammer(n) oder den anderen Arbeitsanschluss mit der anderen Art von Druckkammer(n) zu verbinden, kurz gehalten werden. Durch axial erstreckte Vertiefungen am äußeren Umfang des Ventilkolbens kann derjenige Arbeitsanschluss, der für die Druckentlastung der zugeordneten Druckkammer(n) sorgt, im Steuerventil auf kurzem Wege mit dem zugeordneten Reservoiranschluss verbunden werden. Unter Einschluss des Gehäuseeinlasses sind die Zu- und Abführungen axial vorzugsweise in folgender Reihenfolge angeordnet: Nahe bei oder vorzugsweise an einem axialen Stirnende des Ventilgehäuses ist der Gehäuseeinlass gebildet, auf diesen folgt axial in Richtung auf das andere Stirnende des Ventilgehäuses der weitere Reservoiranschluss, auf diesen der weitere Arbeitsanschluss, dann der zuerst genannte Arbeitsanschluss und schließlich axial am weitesten vom Gehäuseeinlass entfernt der zuerst genannte Reservoiranschluss.

[0026] Der Nockenwellen-Phasensteller ist in Weiterbildungen so gestaltet, dass das zugeführte Fluid, vorzugsweise jegliches das Steuerventil durchströmende Fluid, bei einer für die Verstellung der Phasenlage erforderlichen Druckentlastung der Druckkammer durch eine oder mehrere mit der Nockenwelle drehende Komponente(n) des Phasenstellers in das Maschinengehäuse zurückströmt und nicht erst in ein am Maschinengehäuse außen angebrachtes Anbaugehäuse, beispielsweise einen Kettenkasten, abströmt und von dort zurück zum Reservoir geführt werden muss. Die Brennkraftmaschine, beispielsweise deren Maschinengehäuse, muss in derartigen Ausführungen nicht extra für eine Rückführung des aus dem Phasensteller abströmenden Fluids eingerichtet sein. Die Montage des Phasenstellers wird erleichtert. Die Rückführung erstreckt sich in vorteilhaften Ausführungen durch den im montierten Zustand drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor des Phasensteller, der hierfür mit einer entsprechenden Rückführung, vorzugsweise ein durch den Rotor axial gerade erstreckter Durchgang, versehen ist. Obgleich ein einziger Durchgang die Rückführung bilden kann, wird es bevorzugt, wenn die Rückführung mehrere um die Drehachse des Rotors verteilt angeordnete Durchgänge umfasst. An die Rückführung des Rotors kann sich eine weiterführende Rückführung im Stator erstrecken, wobei die weiterführende Rückführung beispielsweise durch eine oder mehrere Bohrung(en) im Stator oder durch eine oder mehrere nutförmige oder vollumfänglich innere Aufweitung(en) gebildet oder radial außen vom Stator und radial innen von der Nockenwelle gemeinsam begrenzt werden kann. Falls das Steuerventil den genannten weiteren Reservoiranschluss aufweist, wird das für die Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle erforderliche Fluid vorzugsweise über beide Reservoiranschlüsse durch den mit der Nockenwelle drehenden Phasensteller hindurch in das Maschinengehäuse zurückgeführt.

[0027] Die Rückführung innerhalb des mit der Nockenwelle drehbar angeordneten und im Betrieb der Brennkraftmaschine drehenden Phasenstellers ist auch für sich alleine von Vorteil, beispielsweise ohne die Kompensation durch Aufweitung des Ventilkolbens, also auch ohne das Kennzeichen des Hauptanspruchs. Die Rückführung innerhalb des Nockezawellen-Phasenstellers, nämlich innerhalb einer oder mehrerer Komponente(n) des Phasenstellers, die im Betrieb der Brennkraftmaschine mit der Nockenwelle drehend angeordnet ist oder sind, ist aber auch generell von Vorteil und nicht nur in Verbindung mit einem hohlen Ventilkolben, der vom Fluid durchströmt werden kann. So kann eine Rückführung innerhalb des Phasenstellers auch für solche Phasensteller von Vorteil sein, die ein zentrales Steuerventil mit einem Ventilkolben aufweisen, dem das Fluid nur am äußeren Umfang zugeführt wird, der also nicht durchströmt wird. Ein hohler Ventilkolben ist jedoch im Hinblick auf einen möglichst einfachen Kanalverlauf günstig. Ferner kann ein zentrales Steuerventil mit entweder einem hohlen und daher durchströmbaren oder aber einem nicht durchströmbaren Ventilkolben auch ein Stellglied aufweisen, das nicht wie bevorzugt einen relativ zur Spule nicht drehenden Anker aufweist, sondern beispielsweise einen mit dem Ventilkolben drehfest verbundenen Anker.

[0028] So betrifft die Erfindung unter dem Aspekt der Rückführung innerhalb des Phasenstellers auch einen Nockenwellen-Phasensteller zur Verstellung der Drehwinkelposition einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels eines hydraulischen Fluids, der Nockenwellen-Phasensteller umfassend:

a) einen von der Kurbelwelle drehantreibbaren Stator,

b) eine Druckkammer für das Fluid,

c) einen mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Rotor, der mit dem Stator Drehmoment übertragend gekoppelt und relativ zum Stator im Drehwinkel durch Einleitung des Fluids in die Druckkammer verstellbar ist,

d) ein Ventilgehäuse, das für das Fluid einen Gehäuseeinlass, einen Arbeitsanschluss zur Druckkammer und einen Reservoiranschluss zu einem Reservoir aufweist und mit der Nockenwelle drehfest verbunden ist oder von der Nockenwelle gebildet wird,

e) einen im Ventilgehäuse zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial hin und her verstellbaren Ventilkolben mit einer mit dem Gehäuseeinlass verbundenen Kolbenzuführung, die in der ersten Position des Ventilkolbens mit dem Arbeitsanschluss verbunden und in der zweiten Position von diesem getrennt ist,

f) ein mit dem Ventilkolben gekoppeltes Stellglied zum axialen Verstellen des Ventilkolbens

g) und eine Rückführung, durch die mit Ausnahme allenfalls von Leckfluid das gesamte das Ventilgehäuse durchströmende Fluid in ein die Nockenwelle drehbar lagerndes Maschinengehäuse der Brennkraftmaschine rückführbar ist,

h) wobei sich die Rückführung vom Reservoiranschluss bis in das Maschinengehäuse nur durch den Nockeuwellen-Phasensteller erstreckt.

[0029] Die vorstehenden Merkmale a) bis h) können um jedes der unter der hier beanspruchten Erfindung offenbarten Merkmale vorteilhaft ergänzt werden, ebenso können umgekehrt die vorstehenden Merkmale a) bis h) jeweils einzeln und in jeder Kombination die hier beanspruchte Erfindung vorteilhaft weiterbilden. Der Ventilkolben kann einen axialen Hohlraum aufweisen, die Kolbenzuführung wäre in solchen Ausführungen der genannte Kolbeneinlass. Wird das mittels des Ventilkolbens zu steuernde Fluid nicht in den Ventilkolben eingeleitet, sondern wie zum Stand der Technik beschrieben an den äußeren Umfang des Ventilkolbens geführt, ist die genannte Kolbenzuführung eine am Umfang des Ventilkolbens gebildete Vertiefung, die den Gehäuseeinlass in der entsprechenden Kolbenposition mit dem Arbeitsanschluss verbindet und vorzugsweise umläuft.

[0030] Das Ventilgehäuse kann mit der Nockenwelle insbesondere verschraubt sein, wobei das Ventilgehäuse vorzugsweise ein Außengewinde und die Nockenwelle in einem Aufnahmeraum entsprechend ein Innengewinde für die Schraubverbindung aufweisen. Sind das Ventilgehäuse und die Nockenwelle mittels Schraubverbindung miteinander verbunden, kann ein Schraubenkopf des Ventilgehäuses auch gleich die genannte Rückführung für das Fluid verschließen, falls eine solche innerhalb des Phasenstellers vorgesehen ist. Das Ventilgehäuse kann insbesondere als Spannschraube für die Montage des Rotors und des Stators des Nockenwellen-Phasenstellers dienen, so dass der Phasensteller bei Herstellung der Schraubverbindung auch gleich montiert ist. Ein als zentrale Spannschraube gebildetes Ventilgehäuse kann die Funktion eines Zentrierelements für den Rotor des Nockenwellen-Phasenstellers übernehmen, indem es den Rotor relativ zur Nockenwelle zentriert. Das Ventilgehäuse kann in alternativen Ausführungen auch als Gehäusepatrone gebildet sein, die in die Nockenwelle axial nur eingeschoben und anschließend mit einer Sicherungseinrichtung, beispielsweise einem Sicherungsring, axial gesichert wird. Eine Gehäusepatrone, aber auch ein schraubbares Ventilgehäuse, kann axial zusätzlich oder ausschließlich stoffschlüssig gesichert sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. In nochmals anderen Ausführungen kann das Ventilgehäuse auch unmittelbar von der Nockenwelle selbst gebildet werden oder an ein axiales Ende der Nockenwelle mittels stoffschlüssiger Verbindung gefügt sein. Einem form- oder reibschlüssig montierbaren Ventilgehäuse wird jedoch der Vorzug gegeben.

[0031] Die vom Kopplungsorgan durchragte Stirnverschlusswand kann zweckmäßigerweise von einer mit einem Mantel des Ventilgehäuses fest gefügten Verschlussscheibe gebildet werden. Die Verschlussscheibe kann beispielsweise durch Einpressen, Zurollen oder mittels Schraub- oder Schweißverbindung mit dem Ventilgehäusemantel gefügt sein, was auch Kombinationen der beispielhaft genannten Fügemethoden beinhaltet.

[0032] Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen offenbart.

[0033] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1

einen Nockenwellen-Phasensteller eines ersten Ausführungsbeispiels in einem Längsschnitt,

Figur 2

eine Draufsicht auf die von der Nockenwelle abgewandte Stirnseite des Phasenstellers bei abgenommenem Deckel,

Figur 3

ein Steuerventil des Phasenstellers im Querschnitt A-A der Figur 1,

Figur 4

einen zentralen Bereich des Nockenwellen-Phasenstellers der Figur 1,

Figur 5

einen Nockenwellen-Phasensteller eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Figur 6

einen Nockenwellen-Phasensteller eines dritten Ausführungsbeispiels,

Figur 7

das Steuerventil im Querschnitt A-A der Figur 6 und

Figur 8

einen Nockenwellen-Phasensteller eines vierten Ausführungsbeispiels.

[0034] Figur 1 zeigt einen Nockenwellen-Phasensteller in einem Längsschnitt. Der Nockenwellen-Phasensteller ist an einem stirnseitigen Ende einer Nockenwelle 1 angeordnet und dient der Verstellung der Phasenlage, also der Drehwinkelposition der Nockenwelle 1 relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs. Die Nockenwelle 1 ist um eine Drehachse R drehbar in einem Maschinengehäuse 2 der Brennkraftmaschine, üblicherweise in einem Zylinderkopfgehäuse, drehbar gelagert.

[0035] Der Nockenwellen-Phasensteller umfasst einen Stator 3, der von der Kurbelwelle drehangetrieben werden kann, und einen Rotor 7, der drehfest mit der Nockenwelle 1 verbunden ist. Der Stator 3 setzt sich aus einem Antriebsrad 4, beispielsweise ein Kettenrad, einem Deckel 6 und einem axial zwischen dem Antriebsrad 4 und dem Deckel 6 angeordneten Flügelrad 5 zusammen. Das Antriebsrad 4, das Flügelrad 5 und der Deckel 6 sind drehfest miteinander verbunden. Der Stator 3 und der Rotor 7 bilden einen hydraulischen Schwenkmotor.

[0036] Figur 2 zeigt die Stator-Rotor-Anordnung 3, 7 in einer stirnseitigen Draufsicht. Der Deckel 6 des Stators 3 ist abgenommen, so dass das Flügelrad 5 des Stators 3 und der als Flügelgegenrad gebildete Rotor 7 erkennbar sind. Das Flügelrad 5 bildet die Außenkomponente und der Rotor 7 die Innenkomponente des Schwenkmotors. Das hohle Flügelrad 5 weist an seinem inneren Umfang nach radial innen abragende Flügel auf Der Rotor 7 weist nach radial außen abragende Flügel auf, die mit den Flügeln des Flügelrads 5 des Stators 3 erste Druckkammern 8 und zweite Druckkammern 9 bilden. Die Druckkammern 8 sind in Umfangsrichtung jeweils zur Linken und die Druckkammern 9 jeweils zur rechten Seite der Flügel des Rotors 7 angeordnet. Werden die Druckkammern 8 unter Druck gesetzt und die Druckkammern 9 entlastet, dreht der Rotor 7 relativ zum Stator 3 in Figur 2 im Uhrzeigersinn bis maximal in die in Figur 2 eingenommene Endposition. Werden die Druckkammern 9 unter Druck gesetzt und die Druckkammern 8 im Druck entlastet, dreht der Rotor 7 gegen den Uhrzeigersinn. Die relativ zum Stator 3 stattfindende Drehbewegung in die eine Drehrichtung entspricht einer Voreilung und die relative Drehbewegung in die andere Richtung einer Nacheilung der Nockenwelle 1 relativ zur Kurbelwelle.

[0037] Der Nockenwellen-Phasensteller weist ein in Bezug auf die Stator-Rotor-Anordnung 3, 7 zentral angeordnetes Steuerventil mit einem Ventilgehäuse 10 und einem im Ventilgehäuse 10 axial hin und her bewegbar und somit axial verstellbar angeordneten Ventilkolben 20 auf. Der Ventilkolben 20 ist hohl mit einem axial erstreckten Hohlraum 21, einem Kolbeneinlass 22 an einem axialen Ende und einem Kolbenauslass 23, der radial durch einen den Hohlraum 21 umgebenden Mantel des Ventilkolbens 20 führt. Der Ventilkolben 20 weist an seinem vom Kolbeneinlass 22 abgewandten anderen axialen Ende ein Kopplungsorgan 25 auf für eine Kopplung mit einem Stellglied 15, das die axiale Verstellung des Ventilkolbens 20 bewirkt. Das Kopplungsorgan 25 wirkt als Betätigungsstößel des Ventilkolbens 20. Das Kopplungsorgan 25 kann mit dem den Hohlraum 21 umgebenden Kolbenmantel in einem Stück geformt oder gegebenenfalls mit diesem axial fest gefügt sein. Es ragt an dem Stirnende des Ventilkolbens 20 ab, das dem Stellglied 15 axial zugewandt ist. Das Kopplungsorgan 25 durchragt eine Stirnverschlusswand 11 des Ventilgehäuses 10. Die Stirnverschlusswand 11 umgibt das Kopplungsorgan 25 in enger Passung und sorgt so trotz des hin und her beweglichen Kopplungsorgans 25 für den fluiddichten Verschluss des Ventilgehäuses 10.

[0038] Das Stellglied 15 ist ein elektromagnetisches Stellglied, im Ausführungsbeispiel ein Axialhub-Elektromagnet, mit einer bestrombaren Spule 16 und einem Anker 17, den die Spule 16 umgibt. Die Spule 16 ist drehfest mit dem Maschinengehäuse 2 der Brennkraftmaschine verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist die Spule 16 drehfest mit einem Deckel 2b verbunden, der wiederum mit einem am Maschinengehäuse 2 montierten Phasenstellergehäuse 2a fest verbunden ist. Der Anker 17 ist relativ zur Spule 16 axial beweglich. Er ist mit dem Kopplungsorgan 25 unmittelbar in einem Kopplungseingriff, der als axialer Druckkontakt gebildet ist. Bei Bestromung der Spule 16 wirkt auf den Anker 17 eine axial in Richtung auf das Kopplungsorgan 25 gerichtete Stellkraft, die im Kopplungseingriff, einem reinen axialen Druckkontakt, auf das Kopplungsorgan 25 und somit auf den Ventilkolben 20 wirkt. An der Trennstelle zwischen mit der Nockenwelle 1 im Betrieb drehendem Ventilkolben 20 und dem nicht drehenden Stellglied 15 herrscht vorzugsweise nur Punktberührung. Der Anker 17 weist an seinem das Kopplungsorgan 25 kontaktierenden Ende vorzugsweise eine Kugeloberfläche auf. Alternativ könnte das Kopplungsorgan 25 an seinem Stirnende eine kugelförmig Oberfläche aufweisen. In einer Weiterbildung ist das Kontaktende des Ankers 17 als Kugelgleitlager gebildet, indem dort eine Kugel in einer Pfanne des Ankers 17 frei sphärisch drehbar gelagert ist.

[0039] Das Steuerventil umfasst ein Federglied 14, dessen Federkraft der Stellkraft des Stellglieds 15 entgegenwirkt. Das Federglied 14 ist unmittelbar am Ventilgehäuse 10 und in Richtung auf das Stellglied 15 am Ventilkolben 20 abgestützt. Das Stellglied 15 wird von einer Steuerung der Brennkraftmaschine angesteuert, nämlich bestromt. Die Ansteuerung erfolgt vorzugsweise über ein in einem Speicher der Maschinensteuerung abgelegtes Kennfeld, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle, der Last oder anderer bzw. weiterer für den Betrieb der Brennkraftmaschine relevanter Parameter.

[0040] Der Ventilkolben 20 ist in einem zentralen axialen Hohlraum des Ventilgehäuses 10 in der erläuterten Weise hin und her bewegbar angeordnet. Es weist an seinem von der Stirnverschlusswand 11 abgewandten axialen Ende einen axial, zentral in den Gehäusehohlraum führenden Gehäuseeinlass P_a auf, dem über die Nockenwelle 1, nämlich einen Druekeinlass P der Nockenwelle 1, unter Druck stehendes Fluid zuführbar ist. Bei dem Fluid kann es sich insbesondere um ein der Schmierung der Brennkraftmaschine dienendes Schmieröl handeln, das auch zur Schmierung beispielsweise des Spurlagers der Nockenwelle 1 dient. Das Druckfluid wird dem Steuerventil beispielhaft wie bevorzugt durch das Spurlager der Nockenwelle 1 zugeführt, das heißt der Druckanschluss P ist an die Schmierölversorgung für das Spurlager angeschlossen. Dieses Druckfluid strömt bei P in die Nockenwelle 1, durch den axialen Gehäuseeinlass P_a in das Ventilgehäuse 10 und durch den zum Gehäuseeinlass P_a in axialer Flucht liegenden Kolbeneinlass 22 in den Hohlraum 21. Vom Hohlraum 21 zweigt seitlich, beispielhaft wie bevorzugt in radialer Richtung, ein Kolbenauslass 23 ab, durch den das Druckfluid in Abhängigkeit von der axialen Position des Ventilkolbens 20 entweder den Druckkammeni 8 oder Druckkammern 9 zugeführt wird, um die Phasenlage des Rotors 7 relativ zum Stator 3 und somit die Phasenlage der Nockenwelle 1 relativ zur Kurbelwelle einzustellen. Der Kolbenauslass 23 wird von über den Umfang des Ventilkolbens 20 verteilt angeordneten radialen Durchgängen durch den Mantel des Ventilkolbens 20 gebildet. Der Kolbenauslass 23 ist in einem axial mittleren Abschnitt des Ventilkolbens 20 angeordnet.

[0041] Das Ventilgehäuse 10 weist durch seinen Mantel führende Anschlüsse für die Zu- und Abführung des Fluids zu und von den Druckkammern 8 und 9 auf. Hierbei handelt es sich um einen Arbeitsanschluss A und einen Arbeitsanschluss B, einen dem Arbeüsanschluss A zugeordneten Reservoiranschluss T_a und einen dem Arbeitsanschluss B zugeordneten Reservoiranschluss T_B. Die Anschlüsse A bis T_B sind jeweils gerade Durchgänge durch den Mantel des Ventilgehäuses 10. Die Anschlüsse A, B und T_A erstrecken sich auf kürzestem Wege radial durch den Mantel. Der Reservoiranschluss T_B erstreckt sich schräg nach außen in das Phasenstellergehäuse 2a.

[0042] In Figur 3 ist nur das Steuerventil mit dem Ventilgehäuse 10 und dem Ventilkolben 20 im Querschnitt A-A der Figur 1 dargestellt. Die Schnittdarstellung zeigt insbesondere den Kolbenauslass 23 des Ventilkolbens 20 und den Arbeitsanschluss B des Ventilgehäuses 10, der ebenfalls von über den Umfang des Ventilgehäuses 10 verteilt angeordneten, radial erstreckten und daher kurzen Durchgängen durch den Mantel des Ventilgehäuses 10 gebildet wird. Die Anschlüsse A, T_A und T_B werden ebenfalls jeweils von einer Mehrzahl von um die zentrale Achse R verteilt angeordneten Durchgangskanälen gebildet.

[0043] Figur 4 zeigt von Figur 1 nur den zentralen Bereich der Nockenwellen-Phasenstellers. Die Figuren 1, 3 und 4 zeigen den Ventilkolben 20 in einer ersten axialen Kolbenposition, in der ihn das Federglied 14 hält. In der ersten Kolbenposition ist der Kolbenauslass 23 mit dem Arbeitsanschluss B verbunden. Das über den Druckanschluss P der Nockenwelle 1 zugeführte Druckfluid strömt in axialer Richtung durch den axialen Gehäuseeinlass P_a und den Kolbeneinlass 22 in den Hohlraum 21 des Ventilkolbens 20 und von dort durch den abzweigenden Kolbenauslass 23 zu den entsprechend der Darstellung der Figur 2 dem Arbeitsanschluss B zugeordneten Druckkammern 8. Die mit dem Arbeitsanschluss A verbundenen Druckkammern 9 sind über den Arbeitsanschluss A sowie eine am äußeren Umfang des Ventilkolbens 20 geformte Vertiefung 26 mit dem Reservoiranschluss T_A und über diesen sowie eine mit der Nockenwelle 1. drehende Rückführung 4' mit dem Reservoir verbunden und somit im Druck entlastet. Die Vertiefung 26 erstreckt sich über den gesamten äußeren Umfang des Ventilkolbens 20. Von der Vertiefung 26 aus in axialer Richtung gesehen hinter dem Kolbenauslass 23 ist am äußeren Umfang des Ventilkolbens 20 eine weitere axial erstreckte Vertiefung geformt, die sich ebenfalls über den gesamten äußeren Umfang des Ventilkolbens 20 erstreckt. Die Vertiefung 27 ist in der ersten Kolbenposition mit dem Reservoiranschluss T_B verbunden. Der Reservoiranschluss T_B ist dem Arbeitsanschluss B zugeordnet. Allerdings ist er in der ersten Kolbenposition mittels eines zwischen dem Kolbenauslass 23 und der Vertiefung 27 geformten Dichtsteg des Ventilkolbens 20 von dem Arbeitsanschluss B fluidisch getrennt.

[0044] Wird der Anker 17 durch entsprechende Bestromung des Stellglieds 15 mit einer die Federkraft des Federglieds 14 übersteigenden Stellkraft beaufschlagt, schiebt das Stellglied 15 den Ventilkolben 20 aus der dargestellten ersten Kolbenposition axial in Richtung auf den Gehäuseeinlass P_A und bei entsprechend großer Stellkraft bis in eine axial zweite Kolbenposition, in der nicht mehr der Arbeitsanschluss B, sondern der weitere Arbeitsanschluss A mit dem Kolbenauslass 23 verbunden ist. In der zweiten Kolbenposition trennt ein zwischen dem Kolbenauslass 23 und der Vertiefung 26 geformter Dichtsteg des Ventilkolbens 20 den Arbeitsanschluss A vom zugeordneten Reservoiranschluss T_A, so dass in der zweiten Kolbenposition die Druckkammern 9 mit dem Druckfluid beaufschlagt werden. In der zweiten Kolbenposition verbindet ferner die Vertiefung 27 den Arbeitsanschluss B mit dem Reservoiranschluss T_B, so dass das Fluid aus den Druckkammern 8 abströmen kann und diese im Druck entlastet werden. Der Rotor 7 bewegt sich dementsprechend in der Darstellung der Figur 2 gegen den Uhrzeigersinn relativ zum Flügelrad 5 und somit zum Stator 3. Die drehfest mit dem Rotor 7 verbundene Nockenwelle 1 wird in ihrer Phasenlage relativ zur Kurbelwelle um den gleichen Drehwinkel verstellt.

[0045] Das durch den Gehäuseeinlass P_a in das Steuerventil strömende Fluid der Hochdruckseite beaufschlagt den Ventilkolben 20 mit einer in Richtung auf das Stellglied 15 wirkenden ersten Axialkraft. Zur Kompensation dieser ersten Axialkraft ist der Ventilkolben 20 in Richtung auf das Stellglied 15 durchströmbar, so dass sich an seiner dem Stellglied 15 zugewandten Rückseite zwischen dieser Rückseite und der Stirnverschlusswand 11 ein Fluiddruck aufbaut, der auf die Rückseite des Ventilkolbens 20 eine Gegenkraft, eine zweite Axialkraft ausübt. Da die mit dem Druckfluid beaufschlagbare Projektionsfläche um die Querschnittsfläche verringert ist, mit der das Kopplungsorgan 25 durch die Stirnverschlusswand 11 ragt, wäre die axiale Gegenkraft, die zweite Axialkraft, entsprechend der Querschnittsfläche des Kopplungsorgans 25 geringer als die erste Axialkraft. Es entstünde ein resultierender Axialschub, der sich entsprechend der Differenz der Projektionsflächen in Abhängigkeit vom Druck des Fluids ändern würde. Die Kennlinie des Steuerventils würde sich entsprechend ändern, was zu erheblichen Verzerrungen führen kann, da der Druck des Fluids im Betrieb der Brennkraftmaschine schwanken kann.

[0046] Um die zweite Axialkraft zu vergrößern, weisen der Ventilkolben 20 einen radial aufgeweiteten Kolbenabschnitt 28 auf, im folgenden Aufweitung 28, und das Ventilgehäuse 10 einen angepasst aufgeweiteten Gehäuseabschnitt 18, der die Aufweitung 28 in enger Passung umgibt. Soweit das Ventilgehäuse 10 und der Ventilkolben 20 dichtend zusammenwirken, weist der Ventilkolben 20 an seinem äußeren Umfang mit Ausnahme der Aufweitung 28 beispielhaft überall den gleichen zylindrischen Querschnitt auf. Um das Druckfluid an die Rückseite des Ventilkolbens 20 zu führen, weist der Ventilkolben 20 vom Gehäuseeinlass 22 gesehen axial hinter dem Kolbenauslass 23 eine Zuführung 24 auf, die durch mehrere um die zentrale Achse R verteilte Durchgangskanäle in einem Ventilkolbenboden geformt sind. Die Aufweitung 28 und entsprechend der Gehäuseabschnitt 18 sind so bemessen, dass die durch die Aufweitung 28 erhaltende Vergrößerung der dem Stellglied 15 zugewandten Projektionsfläche F₂₈ zumindest einen überwiegenden Teil der für die Kompensation "verlorenen" Querschnittsfläche F₂₅ des Kopplungsorgans 25 ausgleicht. Die Kompensationsfläche ist eine äußere Ringfläche der Projektionsfläche F₂₈. Bevorzugterweise ist die zusätzliche, der Stirnverschlusswand 11 axial zugewandte Projektionsfläche, die Kompensationsfläche der Aufweitung 28, genau so groß, wie die Querschnittsfläche F₂₅, mit der das Kupplungsorgan 25 durch die Stirnverschlusswand 11 ragt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die in Richtung auf das Stellglied 15 wirkende erste Axialkraft durch die entgegengerichtete zweite Axialkraft kompensiert wird und resultierender Axialschub nicht entstehen kann. Die Projektionsflächen, die bei Durchströmung des Ventilkolbens 20 jeweils eine Axialkraft erzeugen, sind in beide axiale Richtungen gleichgroß.

[0047] Die Aufweitung 28 ist wie bevorzugt am dem Stellglied 15 zugewandten stirnseitigen Ende des Ventilkolbens 20 gebildet. Der aufgeweitete Gehäuseabschnitt 18 weist eine ausreichende axiale Erstreckung auf, um die Verstellbewegungen des Ventilkolbens 20 zu ermöglichen. Die Aufweitung 28 bildet das dem Stellglied 15 zugewandte Ende der Vertiefung 27. Der aufgeweitete Gehäuseabschnitt 18 verjüngt sich bei 13 auf den im weiteren axialen Verlauf konstanten engeren Querschnitt. Die Verjüngung 13 ist innerhalb der Vertiefung 27, axial beispielhaft im Bereich des Reservoiranschlusses T_B gebildet.

[0048] Ein Verriegelungselement 30 verriegelt den Rotor 7 relativ zum Stator 3 in einer bestimmten Drehwinkelposition. Das Verriegelungselement 30 ist in die Verriegelungsposition mittels eines Federglieds vorgespannt. In die andere Richtung wirkt der Fluiddruck, so dass es bei steigendem Druck des Fluids aus der Verriegelungsposition bewegt wird.

[0049] Figur 5 zeigt einen Nockenwellen-Phasensteller eines zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls in einem die Drehachse R der Nockenwelle 1 enthaltenden Längsschnitt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Ventilgehäuse 10 nicht als Spannschraube für den Phasensteller ausgebildet und mit der Nockenwelle 1 auch nicht mittels Schraubverbindung verbunden. Das Ventilgehäuse 10 ist als Gehäusepatrone ausgeführt, die durch das offene stirnseitige Ende der Nockenwelle 1 in deren zentralen Aufnahmeraum 1a bis gegen einen Anschlag eingeschoben ist und im eingeschobenen Zustand in radial enger Passung in der hohlen Nockenwelle 1 sitzt. Das Ventilgehäuse 10 ist mittels eines Sicherungselements 31, beispielhaft ein Sicherungsring, relativ zur Nockenwelle 1 axial gesichert.

[0050] Der Aufnahmeraum la erstreckt sich im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel innerhalb der Nockenwelle 1 axial weiterführend. Der Aufnahmeraum 1a wird mittels eines in die Nockenwelle 1 eingesetzten Trennelements 1b vom weiterführenden Hohlraum getrennt, insbesondere fluidisch, um das durch den Druckanschluss P der Nockenwelle 1 in den Aufnahmeraum 1a und von dort durch den ebenfalls axialen Gehäuseeinlass P_a in den Ventilkolben 20 zu führen.

[0051] Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der vom Gehäuseeinlass P_a entfernte Reservoiranschluss T_B wie die weiteren Arbeitsanschlüsse A, B und T_A als kurzer radialer Durchgang im Mantel des Ventilgehäuses 10 gebildet. Der Ventilkolben 20 als solcher ist gegenüber dem Ventilkolben 20 des ersten Ausführungsbeispiels lediglich im Hinblick auf die der Kompensation der Axialkraft dienende Zuführung 24 modifiziert, die nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen axial in Richtung auf die Stirnverschlusswand 11 erstreckt ist, sondern vom Kolbenhohlraum 21 aus schräg nach außen verläuft. Wie im ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Mehrzahl von um die zentrale Achse R verteilt angeordneten Durchgangsbohrungen an der Rückseite des Ventilkolbens 20.

[0052] Im übrigen entspricht der Phasenstellers des zweiten Ausführungsbeispiel dem Phasenstellers des ersten Ausführungsbeispiels.

[0053] In Figur 6 ist ein Nockenwellen-Phasensteller eines dritten Ausführungsbeispiels wieder in einem die Drehachse R der Nockenwelle 1 enthaltenden Längsschnitt dargestellt. Figur 7 zeigt von diesem Phasensteller im Querschnitt A-A nur das zentrale Steuerventil mit dem Ventilgehäuse 10 und dem Ventilkolben 20. Der Ventilkolben 20 entspricht mit einer Ausnahme dem Ventilkolben 20 des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird der Kolbenauslass 23 nicht durch einfache Bohrungen, sondern durch in Umfangsrichtung schlitzartig erstreckte Durchgänge gebildet. Die Anschlüsse A bis T_B sind wie im zweiten Ausführungsbeispiel kurze radiale Durchgänge, beispielhaft wiederum über den Umfang verteilt angeordnete Durchgangsbohrungen im Ventilgehäuse 20.

[0054] Bei dem Phasensteller des dritten Ausführungsbeispiels wird das Fluid durch den dem Stellglied 15 nahen Reservoiranschluss T_B nicht in das Phasenstellergehäuse 2a und über dieses zurück ins Maschinengehäuse 2 oder anderweitig in ein Reservoir für das Fluid abgeführt, sondern über eine Rückführung, die sich innerhalb des Phasenstellers bis zur Niederdruckseite in das Maschinengehäuse erstreckt. Die Rückführung umfasst eine durch den Rotor 7 erstreckte Rückführung 7a mit mehreren um die zentrale Achse R verteilt angeordneten Rückführkanälen, jeweils ein Rückführkanal 7a für jeweils einen der Durchgänge, die gemeinsam den Reservoiranschluss T_B bilden. Die Rückführkanäle sind beispielhaft wie bevorzugt jeweils als axial gerader Durchgangskanal im Rotor 7 gebildet ist. Die Rückführung 7a führt in eine sich anschließende Rückführung 4a, die radial innen den von der Nockenwelle 1 und außen vom Stator 3, hier vom Antriebsrad 4, begrenzt wird. Die Rückführung des durch den Reservoiranschluss T_B abgeführten Fluids innerhalb des mit der Nockenwelle 1 im Betrieb der Brennkraftmaschine gemeinsam drehenden Phasenstellers, wie bevorzugt durch dessen Rotor 7, reduziert den Aufwand für die Rückführung des Fluids erheblich, da automatisch mit der Montage des Phasenstellers auch für die Rückführung jeglichen für die Funktion des Phasenstellers erforderlichen Fluids gesorgt ist. Der dem Gehäuseeinlass P_a nahe weitere Reservoiranschluss T_A führt wie bereits im ersten Ausführungsbeispiel auf kurzem Wege zur Niederdruckseite in das Maschinengehäuse 2 zurück. Dies gilt im übrigen für sämtliche Ausführungsbeispiele, neu ist hingegen die integrierte Rückführung 4a, 7a auch über den in Bezug auf die Nockenwelle 1 axial weiter außen liegenden Reservoiranschluss T_B. Die weiterführende Rückführung 4a ist eine gemeinsame Rückführung für beide Reservoiranschlüsse T_A und T_B.

[0055] Vorteilhaft im Hinblick auf eine möglichst einfache konstruktive Gestaltung des Phasenstellers ist auch die Abdichtung der Rückführung 7a am stirnseitigen Ende durch das Ventilgehäuse 20. Das Ventilgehäuse 20 ist wie im ersten Ausführungsbeispiels mittels Schraubverbindung mit der Nockenwelle 1 verbunden. Der Schraubenkopf 19 dient im dritten Ausführungsbeispiel allerdings in zusätzlicher Funktion als Abdichtung für die Rückführung 7a, wodurch deren Verlauf vereinfacht werden kann, beispielhaft zu einem einfach geraden Durchgang durch den Rotor 7. Einfach gestaltet ist auch die Verbindung vom Reservoiranschluss T_B mit der Rückführung 7a, nämlich in Form radialer Nuten am Stirnende des Rotors 7.

[0056] Im Übrigen gelten die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel.

[0057] Figur 8 zeigt einen Nockenwellen-Phasensteller eines vierten Ausführungsbeispiels ebenfalls in einem die Drehachse R der Nockenwelle 1 enthaltenden Längsschnitt. Im Unterschied zu den anderen Ausführungsbeispielen strömt das Fluid der Hochdruckseite nicht einfach axial in das Steuerventil, sondern über einen radialen Druckanschluss P_r. Das Ventilgehäuse 10 ist an seinem axial inneren Stirnende geschlossen. Die Anschlüsse A bis T_B sind wie im zweiten Ausführungsbeispiel gebildet. Im übrigen gelten die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel auch für das vierte Ausführungsbeispiel.

Bezugszeichenliste:

[0058] 

1

Nockenwelle

1a

Aufnahmeraum

1b

Trennelement

2

Spurlager, Maschinengehäuse

2a

Phasenstellergehäuse

2b

Deckel

3

Stator

4

Antriebsrad

4

Rückführung

4a

Rückführung

5

Flügelrad

6

Deckel

7

Rotor

7a

Rückführung

8

Druckkammer

9

Druckkammer

10

Ventilgehäuse

11

Stirnverschlusswand

12

Schraubverbindung

13

Verjüngung

14

Federglied

15

Stellglied

16

Spule

17

Anker

18

aufgeweiteter Gehäuseabschnitt

19

Schraubenkopf

20

Ventilkolben

21

Hohlraum

22

Kolbeneinlass.

23

Kolbenauslass

24

Kompensations-Zuführung

25

Kopplungsorgan

26

Vertiefung

27

Vertiefung

28

Aufweitung, aufgeweiteter Kolbenabschnitt

29

-

30

Verriegelungselement

31

Sicherungselement

A

Arbeitsanschluss

B

Arbeitsanschiuss

P

Druckanschluss

P_a

axialer Gehäuseeinlass

P_r

radialer Gehäuseeinlass

R

Drehachse, zentrale Achse

T_A

Reservoiranschluss

T_B

Reservoiranschluss

Ansprüche

1. Nockenwellen-Phasensteller mit einem Steuerventil zur gesteuerten Zu- und Abführung eines hydraulischen Fluids in eine und aus einer der Verstellung der Drehwinkelposition einer Nockenwelle (1) relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine dienenden Druckkammer (8), das Steuerventil umfassend:

a) ein Ventilgehäuse (10), das für das Fluid einen Arbeitsanschluss (B) zur Druckkammer (8) und einen Reservoiranschluss (T_B) zu einem Reservoir aufweist,

b) einen im Ventilgehäuse (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial hin und her verstellbaren Ventilkolben (20) mit einem axialen Hohlraum (21), einem Kolbeneinlass (22) zur Einleitung des Fluids in den Hohlraum (21) und einem aus dem Hohlraum (21) führenden Kolbenauslass (23), der in der ersten Position des Ventilkolbens (20) mit dem Arbeitsanschluss (B) verbunden und in der zweiten Position von diesem getrennt ist,

c) ein mit dem Ventilkolben (20) gekoppeltes Stellglied (15) zum axialen Verstellen des Ventilkolbens (20),

d) und ein Kopplungsorgan (25), das durch eine das Ventilgehäuse (10) verschließende Stirnverschlusswand (11) ragt und das Stellglied (15) mit dem Ventilkolben (10) koppelt, dadurch gekennzeichnet, dass

e) der Ventilkolben (20) eine radiale Aufweitung (28) aufweist, die von einem angepasst aufgeweiteten Gehäuseabschnitt (18) des Ventilgehäuses (10) umgeben wird und in eine von der Stirnverschlusswand (11) weg weisende axiale Richtung mit dem Fluid beaufschlagbar ist, um eine axiale Druckkraft zu erzeugen

f) und die Aufweitung (28) so bemessen ist, dass das Fluid auf den Ventilkolben (20) trotz des Kopplungsorgans (25) in beide axiale Richtungen zumindest im Wesentlichen mit gleichgroßer Druckkraft; wirkt.

2. Nockenwellen-Phasensteller nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) mit der Nockenwelle (1) drehfest verbunden ist oder von der Nockenwelle (1) gebildet wird, so dass das Steuerventil bei drehender Nockenwelle (1) mit dieser gemeinsam dreht.

3. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (15) eine elektromagnetische Spule (16) und einen relativ zur Spule (16) axial beweglichen Anker (17) umfasst, die Spule (16) drehfest mit einem die Nockenwelle (1) drehbar lagernde Maschinengehäuse (2) der Brennkraftmaschine verbunden ist, der Anker (17) axial auf das Kopplungsorgan (25) wirkt und das Kopplungsorgan (25) relativ zum Anker (17) drehbar ist.

4. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federglied (14) in Richtung auf die erste Position und das Stellglied (15) über das Kopplungsorgan (25) in Richtung auf die zweite Position auf den Ventilkolben (20) wirken.

5. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung (28) eine der Stirnverschlussrwand (11) zugewandte, axiale Endfläche (F₂₈) des Ventilkolbens (20) bildet und das Kopplungsorgan (25) vorzugsweise von dieser Endfläche (F₂₈) axial abragt.

6. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservoiranschluss (T_B) in dem aufgeweiteten Gehäuseabschnitt (18) an einer von der Stirnverschlusswand (11) abgewandten Seite der Aufweitung (28) angeordnet ist, so dass die Aufweitung (28) an dieser Seite zumindest im Wesentlichen nur mit dem Druck des Reservoirs beaufschlagt wird.

7. Nockenwellen-Phasensteller nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (10) an einer von der Stirnverschlusswand (11) abgewandten Seite axial an die Aufweitung (28) anschließend eine radiale Vertiefung (27) aufweist, vorzugsweise eine umlaufende Vertiefung (27), die den Arbeitsanschluss (B) in der zweiten Position des Ventilkolbens (20) mit dem Reservoiranschluss (T_B) verbindet.

8. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Druckkammer (9) für das Fluid vorgesehen ist, eine der Druckkammern (8, 9) in Richtung auf Voreilung und die andere in Richtung auf Nacheilung der Nockenwelle (1) wirkt, das Ventilgehäuse (10) axial von dem Arbeitsanschluss (B) beabstandet einen weiteren Arbeitsanschluss (A) aufweist, um das Fluid zu der weiteren Druckkammer (9) zu führen, und der Kolbenauslass (23) in der zweiten Position des Ventilkolbens (20) mit dem weiteren Arbeitsanschluss (A) verbunden und in der ersten Position des Ventilkolbens (20) von dem weiteren Arbeitsanschluss (A) getrennt ist.

9. Nockenwellen-Phasensteller nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (20) eine radiale Vertiefung (26) aufweist, vorzugsweise eine umlaufende Vertiefung (26), die den weiteren Arbeitsanschluss (A) des Ventilgehäuses (10) in der ersten Position des Ventilkolbens (20) mit dem Reservoir, vorzugsweise einem mit dem Reservoir verbundenen weiteren Reservoiranschluss (T_A) des Ventilgehäuses (10), verbindet.

10. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) einen weiteren Arbeitsanschluss (A) und einen weiteren Reservoiranschluss (T_A) aufweist, der Ventilkolbenauslass (23) in der zweiten Position des Ventilkolbens (20) mit dem weiteren Arbeitsanschluss (A) verbunden und in der ersten Position des Ventilkolbens (20) von dem weiteren Arbeitsanschluss (A) getrennt ist und der Ventilkolben (20) den weiteren Arbeitsanschluss (A) in der ersten Position des Ventilkolbens (20) mit dem weiteren Reservoiranschluss (T_A) verbindet.

11. Nockenwellen-Plaasensteller nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) die Anschlüsse (A, B, T_A, T_B) axial in der Reihenfolge - weiterer Reservoiranschluss (T_A), weiterer Arbeitsanschluss (A), Arbeitsanschluss (B) und Reservoiranschluss (T_B) - und den Gehäuseeinlass (P_A; P_r) vorzugsweise axial vor dem weiteren Reservoiranschluss (T_A) aufweist.

12. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid von dem Reservoiranschluss (T_B) oder dem optionalen weiteren Reservoiranschluss (T_A) in einer mit der Nockenwelle (1) drehbaren Rückführung (4a, 7a, 4') in ein die Nockenwelle (1) drehbar lagerndes Maschinengehäuse (2) der Brennkraftmaschine rückführbar ist.

13. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale:

(i) der Gehäuseeinlass (P_a) an einer Stirnseite des Ventilgehäuses (10) axial in das Ventilgehäuse (10) führt;

(ii) der Kolbeneinlass (22) an einer Stirnseite des Ventilkolbens (20) axial in den Hohlraum (21) führt.

14. Noekenwellen-Plxasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) in einen Aufnahmeraum (1a) der Nockenwelle (1) eingesetzt und mit der Nockenwelle (1) verschraubt oder mittels einer Sicherungseinrichtung (31) axial gesichert ist, wobei vorzugsweise eine mit der Nockenwelle (1) verschraubbare Spannschraube das Ventilgehäuse (10) bildet.

15. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen von der Kurbelwelle drehantreibbaren Stator (3) und einen mit der Nockenwelle (1) drehfest verbundenen Rotor (7), der mit dem Stator (3) Drehmoment übertragend gekoppelt ist und relativ zum Stator (3) im Drehwinkel durch Einleitung des Fluids in die Druckkammer (8) verstellt werden kann.

16. Nockenwellen-Phasensteller nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Reservoiranschluss (T_B) und, falls der weitere Reservoiranschluss (T_A) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 vorhanden ist, auch der weitere Reservoiranschluss (T_A) mit einer Rückführung (4a, 7a, 4') verbunden ist oder sind, die sich innerhalb einer den Stator (3), den Rotor (7), das Steuerventil und die Nockenwelle (1) umfassenden, mit der Nockenwelle (1) gemeinsam drehbaren Anordnung erstreckt, um das Fluid in ein die Nockenwelle (1) drehbar lagerndes Maschinengehäuse (2) der Brennkranmaschine zurück zu fülaren, vorzugsweise über eine zumindest im Wesentlichen axial verlaufende Rückführung (4a, 7a, 4).

17. Nockenwellen-Plasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführung (4a, 7a, 4') vorgesehen ist, durch die mit Ausnahme allenfalls von Leckfluid das gesamte das Ventilgehäuse (10) durchströmende Fluid in eine die Nockenwelle (1) drehbar lagerndes Maschinengehäuse (2) der Brennkraftmaschine rückführbar ist, und sich die Rückführung (4a, 7a, 4') vom Reservoiranschluss (T_B) und, falls der weitere Reservoiranschluss (T_A) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 vorhanden ist, auch der weitere Reservoiranschluss (T_A) bis in das Maschinengehäuse (2) nur durch den Nockenwellen-Phasensteller erstreckt.

18. Nockenwelien-1'hasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem der Ansprüche 12, 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) mit der Nockenwelle (1) verschraubt oder verschraubbar ist und ein Schraubenkopf (19) des Ventilgehäuses (10) die Rückführung (4a, 7a) für das Fluid verschließt.

19. Nockenwellen-Phasensteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Ventilgehäuse (10) fest gefügte Verschlussscheibe die Stirnverschlusswand (11) bildet.

Zeichnung