Zentralventil für einen Nockenwe enversteiier miiMiitenverriegeiung s Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Proportional--VVegeventl!e _i die als

Zentralventil Insbesondere zu der Steuerung $pgen nnter

, oßk§nw@ll@nyeFsiejter- eingesetzt- werden- können. No.ekenweiienverstei.ier dienen der Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, Indem der LadungsweehseS gezielt beeinfiusst wird: Eine Verstellung der Phasenlage der) Nockenwelle ändert deren Position in Relation zur Pbasenlage der Kurbelwelle; somit lassen sich die Öffnyngs- und SchlieEzeiten der Gaswechse!veRtiie zu einem früheren bzw. späteren Zeitpunkt des durchlaufenen Kreisprozesses verschieben, Zentraiventile verfügen über mehrere Schaitpositionen, mittels derer der Verlauf eines Druckmiitpfades zwischen einem Zu- und Ablauf5 eingestellt werden kann - der Druckmittelstrom übt auf den

oekenwelienversteiler sin Kraft aus, die von der Schaitposition abh ngig ist und eine Versleilunq in eine bestimmte Laoe bewirkt.

Die DE 10 2012 201 567 AI zeigt ein: Zentralveniii eines selchen

0 Nockenwellenversteiiers. Der Zulauf erfolgt über eine radiale Bohrung in der Nockenweile und versorgt das Zentralventil über sein nockenwelfenseiflges Ende mit- Druckmittel. Der Ablauf erfolgt über eine radiale Bohrung am

Ventilgehäuse. Zwecks Steuerung verfügt das Zentralventii über zwei

Versorgungsansehlusse, mittels derer eine Verbindung zwischen einem

5 Zulaufanschluss und einer Arbeitskammer des Nockenweilenversteilers

hergestellt werden kann. Weiterentwicklungen derartiger

Nocken ellerwereteiler beln haften ziisäfeliche Merkmale _: . beispielsweise einen Verrlegelungskolbem der die beweglichen Elemente des Versiellers

mechanisch festlegen kann Erforderlich sind ei weiterer

o Versorgungsanschliiss und eine zusätzliche Schaitpesition - ^» also eine

Erweiterung des Zeniraivenhls. mitteis derer der Ven isgelungskclben angesteuert erders kann. Nachteilig Js die aus einer konventionellen: Erweiterung folgende Verlängerung des Steuerventils, die auf den

erforderlichen Bau räum wirkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein einfach aufgebautes

Zentraiventi} mit erweiterter Funktionalität bereitzustellen und gleichzeitig den erforderlichen Sauräum zu optimieren.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmale de Häuptanspruehs, während vorteilhafte Weiterbildungen, und ^'

Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Demnach wird ein Zentralventil für eine NocKenwelienverstellvorrichiung beansprucht mit einem Steuerkoiben, der eine erste und eine zweite

Steuerkante aufweist die eine erste Ringnut einschließen, rnit einem

Ventilgehäuse, an dessen Umfangswand Öffnungen angeordnet sind sowie mit zwischen einem Z - und Äbiaufanschiuss P, T verlaufenden Pruekmittelpfadeh, deren einstellbarer Verlauf durch die Steuerkantengeoraetrie und die

Anordnung der Öffnungen vorgegeben ist und deren eingestellter Verlauf von der relativen axialen Lage des Steuerkolbens abhängt

Darüber hinaus ist - jeweils bezogen auf eine mittlere Lage des Steuerfeolbens - die erste Steuerkante einer ersten Öffnung- zugeordnet und gegenüber der ersten Öffnung mit einer negativen Überdeckung dergestalt ausgelegt, dass die erste Steuerkant auf der der zweiten Steuerkante zugewandten Seite die erste Öffnung nicht abdeckt während die erste Steuerkante auf der der zweiten Steuerkante abge andfen Seite die erste Öffnung - die venfilgehäuseseitig in eine Ringkarral übergeht ^■ · gerade verschließt sowie dass die zweite

Steuerkante einer zweiten Öffnung zugeordnet ist und diese an ihrer der ersten Steuerkante zugewandten Seite gerade verscblieBt wobei eine dritte Öffnung zu der ersten Öffnung in Umtangsrichiung versetzt angeordnet ist und wobei die gegenüber der dritten Öffnung mit positiver Uberdeckung ausgelegte erste Steuerkante die dritt Öffnung auf der der zweiten Steuerkante zugewandten Seite gerade vollständig verschließt. Nach Erkenntnis der Erfindung kann die ^■ -- herkömmlich als erforderlich erachtete --.Zuordnung einer Steuerkante zu ihrer korrespondierenden Öffnung aufgehoben werden. Durch eine geschickte Anordnung von Öffnungen entläng des Umfangs wird ein: Druckmitteipfad auch für den Fall unterbrochen, dass s eine Steuerkante ihre korrespondierende Öffnung nicht abdec t oder sogar vollständig freigibt: Das Druckmittel gelangt zwar über die freigegebene

Öffnung in den Bereich der Ringnut des Steuerkoibens - eine Durchströmung wird aber unterbunden, indem keine weiteren Öffnungen freigegeben werden. Mit der ^■ vorgeschlagenen.: Erfindung wird somit eine Verkürzung jener i:o Steuerkante ..ermöglicht, di die in Rede stehende Öffnung freigibt. Das

Zentralventil kann also zusätzliche Funktionen erfülle und gleichzeitig hinsichtlich seines axialen Bauraumbedarfs optimiert werden. in einer bevorzugten Ausführungsform folgt auf die erste und zweite

15 Steuerkant eine dritte Steuerkante, die mit der zweiten Steuerkante eine

zweite Ringnu einschließt, wobei axial versetzt zu der ersten und dritten Öffnung eine vierte Öffnung angeordnet Ist und zu der ersten, zweiten und dritten Öffnung eine fünfte Öffnung, Die somit beanspruchte Ausführungsf ^' orm beschreibt ein Zenfralventik das für eine Ausgestaltung als 4/5-Proportional- 20 Wegeventil geeignet ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die vierte Öffnung gegenüber der dritte Öffnung in axialer Richtung derart versetzt angeordnet ist, das die gegenüber der vierten Öffnung ^' mit positiver Dberdeekung

K ausgelegte zweite Steuer kante die vierte Öffnung auf der der dritten

Steuerkante zugewandten Seile gerade vollständig freigibt Eine positive Sieuerkan enüberdeokung bedeutet, dass die Höhe der Steuerkanfe großer ist als die Breite der Öffnung. Oer Vorteil dieser Ausführungsform besteht In einer inlmierung der erfordedlcherreterierkani nlängen der ersten und der zweiten

30 Steuerkante. in einer weiteren bevorzugten Ausfübrungsforrn sind die zweite und die drift Steuerkante gegenübe der zweiten respektive fünften Öffnung mit einer Nullüfeerdeekung ausgelegt, so dass jene die zweite respektive fünfte Öffnung verschließen. Auch bei dieser Ausführungsform besteht: der Vorteil darin, dass die erforderliche Länge der Steuerlasten minimiert wird. Eine uliüherdeckung liegt vor, wenn die Steuerkante bündig mil der Öffnung abschließt. Ebenfalls als s uilüberdeokung soll eine Sfeuerkaniengeomeifie angesehen werden, die: nicht vollkommen bündig abschließt. Mittete einer gezielten Drosselung: des

Abflusses wlrd Einfiuss auf das stationär Verhalten eines

Nockenweiienverstellers genommen, wodurch zusätzliche Funktionen ermöglicht werden.

10:

Eine: .vorteilhafte Äusführungsform sieht vor. dass sich - jeweils nach außen weisend - an die zweite Öffnung ein:Versörgungsans0hluss A anschließt, an die dritte und vierte Öffnung ein Versorgungsanschiuss C sowie an die fünfte Öffnung ein Versorgungsanschiuss B, Auf diese Weise kann eine Gestaltung 15. für ein 4/ i-Rropörtä:on:a!--VVegeventil: geschaffen werden, die sich als vorteilhaft: für die Ansieuerung eines Nockenweiienverstellers herausgestellt hat Di Auslegung mit einem Versergungsanschluss C er eistsich als besonders günstig: Der Mockenweiienversfeller kann somit unabhängig von seinen

Arbeiiskammern angesteuert werden.

20.

In eine weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann über die dritte Öffnung ein Druckmitteipfad zwischen dem Versorgongsanschiuss C und dem

Abiaufanschiuss T gebildet werden sowie über die vierte Öffnung ein

Druckmiifeipfad zwischen dem Versorgungsanschiuss C und dem

^• 25: Zulau ansehluss F _; wobei die erste Öffnung in den Ringkanal übergeht, mittels dessen der Versörgungsansehluss Ä mit einem Abiaufansehluss I in

Verbindung gebracht werden kann. Die beanspruchte AusfübRmgsform erweist sich als besonders vorteilhaft für die Ansieuerung von Nockenwellerwersie erm die mit V rriiegefringskoibori ausgestattet sind. Derartige Verriegelungskolben > eignen sich Insbesondere zu de Festlegung der relativ-beweglichen Elemente des Versteilers, Insbesondere in einer Z:wischenposlfion. Die vorgeschlagen Ausgestaltung des Versorgungsanschlusses C stellt sicher, dass de:- Varhegelungskoihen ent eder mit dem Zulauf- oder mit dem Ablaufanschiuss P, T verbunden ist.

E ne bevorzugte Ausführungsiorm des Zentralventils sieht vor, dass in einer ersten ^' Schaltposition däe A ersorgungsansehiüsse A und C nxif dem

Zuiaufanschluss P verbunden; sind und der Versorgungsanscblüss B mit dem Ablaufanschiuss X verbunden ist, in einer zweiten Schaltposition der

Versorgungsanschluss G mit dem Zuiaufanschluss P verbunden ist und die Versorgungsanschlüsse A und B mitteis einer Steuerkante gesperrt sind, in einer dritten Schaltposition die Versorgungsanschlüsse B und C mit dem

Zuiaufanschluss P verbunden: sind und der Versorgungsanscnluss A mit dem Ablaufanschluss T und in einer vierte Schaitposition der

VersorgungsanscNuss C mit dem Ablaufanschiuss T sowie der

Versorgungsanschiuss 6 mit dem Zuiaufanschluss P verbunden ist und der Versorgungsanschiuss A mitteis einer Steuerkante gesperrt ist:. Eine Gestaltung des Zentralvenffe mit einer entsprechenden Geometrie der Steuerkanten ist vorteilhaft für die Verwirklichung einer Besonderen Schaltiögik, die sich für die Steuerung eines Nockenweilersversteliers mit lttenverriegeiung eignet. Eine vorteilhaft Weiterbildung besteht somit darin, das Zentralventil in einer Nockenwellenversteilvorho ung: einzusetzen, die einen Rotor beinhaltet; der koaxial und verdrehbar zu einem Stator angeordnet ist, sowie mindestens einen Verriegelungskolben C, mittels dessen die Position des Rotors im Verhältnis m Stator in definierter Lage festgelegt werden kann.

bevorzugt zur Steuerung eines Flügeizeiienverstellers eingesetzt Flügelzellenversteller beinha ten als wesentliche Elemente einen Stator und ei sei! Rotor.. Der Stator ist drehfest mit einem Antriebsrad

verbunden und wird über e nen Zug nitteltheb von der Kurbelwelle angetrieben. Der Rotor bildet das Abtriebseiement

Der Rotor ist konzentrisch zum Stator angeordnet und wird von diesem umgeben, Im Stator ist in Umfangsrichtung eine Einbuchtung angeordnet, die ohne die Beweglichkeit zwischen Roter u d Stator in Urniangsrichtur g einzuschränken -- zu einem druckdichten Hohlraum verschlossen wird: seitlich durch einen Deckel bzw. durch eine seitliche Wandung und am

Innendurchmesser durch die äußere. Unifangswand des Rotors, in den

Hohlraum greift ein Flüge! ein, der" fest mit dem _. .Rotor verbunden ist und den Hohlraum in zwei druckdicht verschließbare Kammern A und B teilt:

Durch gezielte Verbindung der Druckkammern A und B entweder mii dem Zulaufansehfuss P oder dem Ablaufanschluss T lässt sich ein Dru _. ckuntef schied erzeugen, wodurch eine -kraft auf den Flügel wirkt. Der Flügel wird also gemeinsam mit dem Rotor in Umfangsnchfun verschoben.

Aus der Verschiebung des Rotors resultiert eine Änderung der Phasenlage der Nockenwelle im Verhältni zu der Phaseniage der Kurbelwelle: Dreht sich die Nockenwelle im Uhrzeigersinn und eilt die Druckkammer 8 _: d©r Druckkammer Ä veraas, -.bewirkt eine Verstellung des Flügeis in Richtung Druckkammer 6 eine Versteilung der Ö fnungs- bzw. Schließzeiten zu einem früheren Zeitpunkt, Mittels des VerriegeJungskolbens C kann die Phaseniag des Rotors relativ zu der des Stators in einer definierten Position mechanisch festgelegt werden.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführüngsform, bei der das ZenfrelventSI über die Vefsorgungsanschlüsse A und B mit: Druckkammern Ä und B der

NockenweiSenverstellvorrlchtung kommunizieren kann sowie über den

V ^' ersorgungsanschiuss C mit dem mindestens einen Verriegelungskoiben C und dass der mindestens eine Verriegelungskolben C infolge eine

Druckrnittelbeaüfschlagung entriegelt Die Ausführüngsform zeig ihren Vorteil In der Schaitlogik, die mit dem beanspruchten Zentralven ii erreicht werden kann; nur in der vierten Schaltposition ..ist der Versprgungsahschiuss C mit dem Ahiayfansehluss T verbunden, wodurch der Verriegelungskolben 0 in eine Verriegelungskulisse einfahren kann und die relativ-beweglichen Elemente des NockenweHenversteilers mechanisch festlegt.

In einer Vvetterbilduog des Zentralventils ist vorgesehen, dass auf die dritte: Steuerkante eine vierte Steuerkante folgt, die mit der dritten Steuerkante eine dritte Ringnut eins hließt; wobei der dritten Steuerkante eine sechste Öffnung; zugeordnet ist. Diese Ausführüngsform zeigt imertVorieil -darin, das das beanspruchte Zenttaiventil um weitere Schaustellungen erweitert werden kann, Somit: kann insbesondere ein S/S-Preportional-Wegeventi! verwirklicht ^■ werden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungebeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnung genommen wird. Figur 1 zeigt ein

Schnittansicht eines Steuerventils in einem Zenfraigehäuse,

Die Figur 1 zeigt ein- Zentralventil 1 mit einem Steuerkolben 2, dessen abgebildete mittlere Lage in eingängiger Weise die für die Erfindung

charakteristische Steuerkantengeometrie veranschaulicht. Der Steuerkoiberv2 hat eine erste, zweit und dritte Steuerkante 5, 4, 5 sowie eine erste und eine zweite Ringnut 8, 7. Zudem Ist der Steuerkolben 2 hohl ausgeführt, so dass ein Druckmitte durch einen Steuerköibenhohlraum ,8 hindurchtreten kann. Zu diesem Zweck sind an beiden Enden Ein- bzw. Äustritisöffnungen vorgesehen. In der gezeigten Äusfuhrungsförm befindet sich an einem ersten Ende 9 eine stirnseitige Öffnung und an einem zweiten Ende 10 weitere Öffnungen. Die Öffnungen am zweiten Ende 10 sind entlang des Umfangs eines Kolbenkopfes 11 angeordnet {KQibenkopföfmungen 12), der einen gegenüber den

Steuerkantenahsehnitte verminderten Durchmesser aufweist.

Der Steuerkolben 2 ist in einer Führungen üise 13 axial verschiebbar geführt, pi Führungshüls i.3 ^' hat eine-e-f$fe. ^' bi§ -fünfte Öffnung (14, 5, 18, 17 _: 18}, die versetzt angeordnet sind. Die erste und die dritte Öffnung sind in

Urnfangsrichtung versetzt angeordnet.

Die Führungshülse 13 ist mit Kunststoff umspritzt (Kunststoff u sprltzung 19), Auch n der nststoffumspn!zung 9 befinden sich Öffnungen, die den Übergang des Druckmittels zwischen Zentralventil 1 und einem das

Zerrtralyentn 1 rsnigebenden, nicht gezeigten Nockehweltenversteiie

ermöglichen (übergangsonYmng): erste bis vierte Obergangserinung (20. 21 , 22, 23). Die Kunststomimspntziing 19 bild t zudem einen Fesersitz 24 für eine Feder 25, deren Kraft auf das erste Ende 9 des . ^' Steuerkolbens 2 wirkt.

Der Steuerkolbe 2 wird mit Führungs-hülse 13 und Kunststoff umspritzung 19 in ein Zentralgehäuse 26 eingelegt Innerhalb des Zentralgehäuses 26 stürzt sich die Kunststoffun spntzung i g an einer Anlegefläche 27 ab. zwischen Kunststoffumspritzung 19 und Zentralgehäuse 26 ist zudem eine Hülse vorgesehen, die ein Rückschlagventil 2?a enthält. Auf der gegenüberliegenden Seite sst zur Festlegung ein Sicherungsring 28 angeordnet Arn Zentralgehäuse 26 ist ein Flansch 29 vorgesehen, der das Zentraiventil 1 n einem das

Zenfralventll 1 autnehmenden Hohlraum einer nicht gezeigten Nockenwelle ausrichtet und abstützt

Auch am Zentrakgebäuse 26 befinden sich Öffnungen, die den Übergang des Druckmittels zwischen Zentraiventil und einem Noekeriweiienversteller ermöglichen {Gehiuseöffnungen); die Gehäuseöff ungen bilden di

ersörgungsanschlüsse A, B und C sowie den Zu- und AÖfaufaüscliSuss P und T;

* Der Versorgungsanschluss A steht über die zweite Übergangsoffnung 21 mit der zweiten Öffnung 15 in Verbindung;

* Der Versorgungsanschluss B steht über die vierte Übergangsöffnung 23 mit der fünften Öffnung 18 in Verbindung;

* Der Versorgungsanschluss C steht über die dritte Übergangsöffnung 22 mit der dritten und der vierten Öffnung 16, 1? in Verbindung:

grundsätzlich können die dritte und vierte Öffnung auch mit getrennten Gehäuseöffnongen in Verbindung stehen;

* Die erste Übergangsoffnung 20 steht mit der ersten Öffnung 14 in

Verbindung. Die erste Übergangsöffnung 20 ist gehäuseseifig

verschlossen und bildet somit einen Ringkanat, dendem Druckmittel einen Druckmitieipfad vom Versorgungsanschluss Ä über die erste Ringnut 8 ^: , die erste Übergangsöffnung 14 sowie den

Steuerkolbenhohlraurn 8 und die Kolhenkopföffnungen 12 zum

Äblaufanschiuss T freigibt;. in der gezeigten minieren Lage

* uberdeckt die dritte Steuerksnte S die fünfte Öffnung 18:. so dass der Versorgungsanschluss B gesperrt Ist, Die dritte Steuerkante 5 Ist gegenüber der fünflen Öffnung 18 mit einer Nullüberdeckung ausgelegt ■ ^■ · ^■ die Steuerkanfe schließt mit de Öffnung bündig ab _; : *. überdeckt dl© zweite Steuerkante 4 die zweite Öffnung iS. so dass der Verscrgungsansehluss A gesperrt ist. Auch die zweite Sfeuerkarife 4 ist mi einer Nuälüberdeckung ausgelegt;

» überdeckt die erste Steuerkante 3 die dritte Öffnung 18, wobei die zweite Steuerkante 4 die vierte Öffnung 17 gerade freigibt, so dass der

Versorgungsänschiuss G über die zweite Ringnut 7 mit dem

Zulauf ansc iuss P in Verbindung gebracht werden kann.

Eine: Verschiebung des Steuerkoitens 2 in ichtung des ersten Endes θ gibt die dritte Öffnung 18 frei; die erste Steuerkante 3 muss demnach auf ihrer der zweiten Steuerkante 4 abgewandten Seite die erste Öffnung 14 verschließen, damit der Versorgungsänschiuss C nicht zeifgleicft mit dem Zulaufanschluss P und dem Äblaufansehiuss T verbunden ist. Femer wird der

Versorgungsänschiuss Ä mit dem Zulaufanschiuss P verbunden und der Versorgunganscftiuss 6 mit dem Äblaufanschluss T. Die erste Sfeuefkante 3 ist also gegenüber der ersten Öffnung 1:4 mit einer negativen Oberdeckung

ausgeiegt; die Sfeüerkanienhö e ist daher kleiner als die Breite der Öffnung. Mit einer Verschiebung des Steuerkoibens 2 in Richtung zweites Ende 10 wird mittels der zweiten Steuerkanie 4 die vierte Öffnung 17 verschlossen und di dritte Öffnung 18 auf de der ersten Ringnut 3 abgewandten Seife freigegeben, Di Höhe der ersten Steuerkante 3 kann somit derart ausgeiegt sein, dass sie gerade der Summe der axialen Erstreck ung der dritten und vierten Öffnung 18.. 17 entspricht Die Höhe der Steuerkarite, also ihre Länge in axialer Richtung, wird: somit minimiert. Ferner wird der Versorgungsänschiuss A gesperrt: und der Versorgungsänschiuss B über die zweite Ringnut mit dem Zulaufanschiuss P verbunden Zentraiventji

Steuerkolhen

erste Steuerkante

zweite Steuerkante

d ritte _: Sie ue rk3 n te

Ringnut, erste Ringnut

zweite Ringnut

Steuerkoibenno lraum

erstes Ende

zweites Ende

Koibenkopf

Kolfoenkopföffnungen

F uhrungsnüise

erste Öff ung

zweite Öffnung

dritte Öffnung

vierte Öffnung

fünfte Öffnung

u nsistoff u m s ritzung

erste Übergangsoffnung, Ring.ka.nal zweite Übergangsöffnung dritt Übergang soff nung

vierte Übergangsöfinung

Federsfe

Feder

Ze aig häus

Anlagefiäche

Rückschlägen!!!

Sicherungsring 28 Flansch

P Zulaufanschhiss, Druckanschiuss

T A laufanschlsjss, lankanschiuss

A Versorgufigsansehiuss Ä

Versorgu gsanschfüss 8

C Versprgungsanschjuss C