Die Erfindung betrifft ein Proportionalventil mit einer Kolbenführungshülse und einem in der Kolbenführungshülse bewegbaren Ventilkolben sowie mit einem in einem Druckmittelzulauf zu dem Proportionalventil angeordneten Rückschlagventil sowie ein Montageverfahren für ein derartiges Proportionalventil.
Ein derartiges Proportionalventil ist aus der
Ein weiteres Rückschlagventil ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Proportionalventil, insbesondere für einen Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine, anzugeben, bei dem die Adaptierung des Rückschlagventils an das Proportionalventil gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Rückschlagventil in einem die Kolbenführungshülse im Bereich des Druckmittelzulaufs umgebenden Ringspalt angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung ist das Rückschlagventil einerseits in das eigentliche Proportionalventil integriert, so dass das Rückschlagventil bei der Montage des Proportionalventils nicht als separates Bauteil verbaut werden muss. Andererseits ist dadurch, dass das Rückschlagventil außerhalb der Kolbenführungshülse angeordnet ist, sichergestellt, dass das Rückschlagventil nicht radial gegen den Ventilkolben bewegt werden kann. Das so ausgebildete Proportionalventil wird im Übrigen bevorzugt zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine eingesetzt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Ringspalt von einer die Kolbenführungshülse zumindest teilweise umgebenden Umspritzung und einer zumindest einen Teilbereich der Umspritzung umfassenden Aufnahmehülse begrenzt. Mit dieser Ausgestaltung sind mehrere Vorteile erreicht. Es ist kein zusätzlicher Montageaufwand bei der Montage des Nockenwellenverstellers nötig, wobei dadurch auch die Gefahr von Montagefehlern durch ein falsch oder überhaupt nicht montiertes zusätzliches Rückschlagventil minimiert ist. Weiterhin ist kein zusätzlicher bearbeiteter Bauraum am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine für ein separates Rückschlagventil notwendig und es ist eine hydraulisch kurze Entfernung zum eigentlichen Nockenwellenversteller und damit eine steifere hydraulische Abstützung erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmehülse an ihrem axialen Ende einen einen Teilbereich des Ringspaltes bildenden Aufnahmespalt auf, in den das Rückschlagventil eingesetzt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache und zuverlässige Montage des Rückschlagventils, indem dieses ohne Anwendung von Hilfsmitteln in den endseitigen Aufnahmespalt eingeführt wird und anschließend die Kolbenführungshülse in die Aufnahmehülse eingeführt wird. Durch diese Ausgestaltung ist auch der Bearbeitungsaufwand an den Bauteilen, insbesondere der Kolbenführungshülse reduziert. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Kolbenführungshülse bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung für die Bildung des Ringspaltes unbearbeitet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die mit der Umspritzung versehene Kolbenführungshülse stoffschlüssig mit der Aufnahmehülse verbunden. Dabei wird gemäß einem erfindungsgemäßen Montageverfahren das Rückschlagventil in einen einen Teilbereich des Ringspalts bildenden Aufnahmespalt der Aufnahmehülse eingesetzt und anschließend die mit der Umspritzung versehene Kolbenführungshülse in die Aufnahmehülse eingeführt und mit dieser beispielsweise stoffschlüssig verbunden. Alternativ dazu kann eine kraft- oder formschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Ultraschallschweißen oder Kleben realisiert sein. Eine kraftschlüssige Verbindung wird beispielsweise durch ein Einpressen der mit der Umspritzung versehenen Kolbenführungshülse in die Aufnahmehülse erreicht, während eine formschlüssige Verbindung durch eine Schnappverbindung realisiert werden kann. Alle diese Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass ein äußerst funktionales Proportionalventil für einen Nockenwellenversteller bereitgestellt ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Rückschlagventil als in axialer Richtung geschlitzte Federhülse ausgebildet, wodurch es wiederum in vorteilhafter Weiterbildung aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Blech oder Edelstahl gefertigt sein kann.
In weiterer Ausgestaltung bildet die Umspritzung an ihrer Außenmantelfläche einen radial in Öffnungsstellung des Rückschlagventils wirkenden Anschlag und die Aufnahmehülse an ihrer Innenmantelfläche einen radial in Schließrichtung des Rückschlagventils wirkenden Anschlag. Im unbetätigten Zustand liegt das Rückschlagventil kraftlos oder leicht vorgespannt an der Innenmantelfläche der Aufnahmehülse an. Strömt Druckmittelfluid, insbesondere Hydraulikfluid, von außen radial in den Verstellraum des Proportionalventils, so wird das Rückschlagventil durch den Druck des Druckmittelfluids gegen die die Außenmantelfläche der Umspritzung gedrückt und öffnet den Zulauf. Treten Druckschwingungen entgegengesetzt der Strömung auf, so schließt das Rückschlagventil gegen den radialen Druckmittelzulauf der Aufnahmehülse. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige Funktion sichergestellt ist. In jedem Fall ist so sichergestellt, dass eine Kollision des Rückschlagventils mit dem Ventilkolben ausgeschlossen ist.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Es zeigen:
Das erfindungsgemäße Proportionalventil 1 ist für einen Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Dabei dient die über den Nockenwellenversteller angetriebene Nockenwelle bei einer Brennkraftmaschine dazu, die für das Ausschieben der verbrannten Gase und das Ansaugen der Frischgase dienenden Gaswechselventile entgegen der Kraft von an jedem Gaswechselventil verbauter Ventilfedern zu öffnen. Starre Steuerzeiten für die Gaswechselventile stellen einen Kompromiss für die Auslegung hinsichtlich des erreichbaren Mitteldruckmaximums bzw. Drehmomentmaximums und dessen Lagen im nutzbaren Drehzahlband sowie der erreichbaren Leistung bei Nenndrehzahl dar. Durch einen Nockenwellenversteller kann entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand eine optimale Anpassung der Steuerzeiten der Gaswechselventile erreicht werden.
Das Proportionalventil 1 weist gemäß
Die mit der Umspritzung 5 versehene Kolbenführungshülse 4 ist in eine Aufnahmehülse 8 eingesetzt und an ihrem vom Ansteuerteil 2 abgewandten Ende mit dieser über eine Schnappverbindung 9 (
Über den Druckmittelzulauf 10 wird das Hydraulikfluid, das insbesondere das Motoröl der Brennkraftmaschine ist, dem Proportionalventil 1 zugeführt und durch entsprechende Durchtritte in der Aufnahmehülse 8, der Umspritzung 5 und je nach Stellung des Ventilkolbens 3 über einen von Steuerkolben 12a und 12b als Teil des Ventilkolbens 3 begrenzten Ringraums 12 zu den Arbeitsanschlüssen 11a, 11b geführt.
Vom Arbeitsanschluss 11a ist eine Verbindung zum Rücklaufanschluss 11c über eine Verbindungsöffnung 16 im Ventilkolben 3 herstellbar. An dem Druckmittelzulauf 10, sowie den Arbeitsanschlüssen 11a, 11b sind Ringfilter 17 vorgesehen. Sie sollen das Eindringen von Schmutz in das Proportionalventil 1 verhindern.
Durch dieses erfindungsgemäß ausgestaltete Proportionalventil 1 wird eine definierte Verstellung der Nockenwelle gegenüber einem beispielsweise zahnriemenbetätigten oder kettenbetätigten Antriebsrad erreicht. Dies wird beispielsweise durch einen oder mehrere mit der Nockenwelle verbundenen Verstellkolben des Nockenwellenverstellers 1 erreicht, der/die durch in gegenüberliegende Verstellkolbenräume, die mit den Arbeitsanschlüssen 11a, 11b in Verbindung stehen, durch eingeführtes Hydraulikfluid relativ zu dem Antriebsrad verdreht wird/werden.
Um ein Rückströmen des im Ringraum 12 befindlichen Motoröls in den Hydraulikfluidzugang 10 zu verhindern, was durch die an der Nockenwelle und somit an den Verstellkolben des Nockenwellenverstellers wirkenden Wechselmomenten geschehen kann, ist in den Hydraulikfluidzugang 10 ein Rückschlagventil 13 eingesetzt, das in einer Schließstellung an der Aufnahmehülse 8 (Figur 2) und in einer Offenstellung an der Umspritzung 5 (
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.