Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Proportional-Wegeventile, die als Steuerventil insbesondere zu der Steuerung sogenannter Nockenwellenversteller eingesetzt wer- den können. Nockenwellenversteller dienen der Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, indem der Ladungswechsel gezielt beeinflusst wird: Eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle ändert deren Position in Relation zur Phasenlage der Kurbelwelle; somit lassen sich die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile zu einem früheren bzw. späteren Zeitpunkt des durchlaufenen Kreis- prozesses verschieben. Steuerventile verfügen über mehrere Schaltpositionen, mittels derer der Verlauf eines Druckmittpfades zwischen einem Zu- und Ablauf eingestellt werden kann - der Druckmittelstrom übt auf den Nockenwellenversteller eine Kraft aus, die von der Schaltposition abhängig ist und eine Verstellung in eine bestimmte Lage bewirkt.

Die DE 10 2012 201 567 A1 zeigt ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit einem als Zentralschraube gestalteten Steuerventilgehäuse, das einen Schraubenschaft, einen rohrformigen Abschnitt und einen Schraubenkopf aufweist, sowie mit einem innerhalb eines Ventilgehäuses verschiebbar geführten hohlzylindrischen Steuerkolben. Innerhalb des Kolbenhohlraumes ist ein eine erste Druckmittelleitung in Zulaufrichtung freigebendes, hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil mit einem eine Dichtfläche aufweisenden Schließteil angeordnet, durch das die Zulauföffnung in Rücklaufrichtung verschließbar ist. Das Druckmittel gelangt über den Zulaufanschluss und einen axial am Ventilgehäuse gebildeten Kanal zu einem der Versorgungsan- Schlüsse A oder B, die Arbeitskammern eines hydraulischen Nockenwellenverstellers mit Druckmittel versorgen.

Der Ablauf des Druckmittels aus den versorgten Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers erfolgt ebenfalls zunächst über die Versorgungsanschlüsse A und B in je- weils eine am Steuerkolben gebildete erste und zweite Steuernut. Der Ablauf erfolgt entweder direkt über die erste Steuernut oder indirekt über die zweite Steuernut, den Kolbenhohlraum und die erste Steuernut. Mit dem über den Ablaufanschluss ablau- fenden Druckmittel wird ein Volumenspeicher gespeist, der in dem Nockenwellenvers- teller integriert ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil und einen Nockenwellen- versteller mit einem solchen Steuerventil zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 , während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach wird die Aufgabe ge- löst durch ein Steuerventil für einen Nockenwellenversteller mit einer Ventilhülse, die eine oder mehrere Zulauföffnungen, zwei Versorgungsöffnungen und eine Ablauföffnung aufweist, und mit einem in der Ventilhülse geführten Steuerkolben, der gemeinsam mit der Ventilhülse und mit am Steuerkolben angeordneter Steuerkanten drei Ringkanäle bildet. Über einen Ringkanal A ist eine fluidleitende Verbindung zwischen einer Zulauföffnung P und einer Versorgungsöffnung A steuerbar und über einen

Ringkanal B ist eine fluidleitende Verbindung zwischen der Zulauföffnung P oder einer axial von der Zulauföffnung P beabstandeten weiteren Zulauföffnung und einer Versorgungsöffnung B steuerbar, wobei der Ringkanal A und der Ringkanal B einen mittigen Ringkanal einschließen, über den eine fluidleitende Verbindung zwischen der Versorgungsöffnungen A und der Ablauföffnung C steuerbar ist sowie zwischen der Versorgungsöffnung B und der Ablauföffnung C.

Ablauföffnungen schaffen eine steuerbare Verbindung zwischen den Versorgungsöffnungen und der Umgebung des Steuerventils; auf diese Weise wird das Druckmittel dem Hydraulikmittelkreislauf des Verbrennungsmotors wieder zugeführt. Üblicherweise erfolgt der Ablauf des Druckmittels über getrennte Ablauföffnungen des Steuerventils, die jeweils einem der Versorgungsöffnungen zugeordnet sind. Alternativ kann das aus mehreren Versorgungsöffnungen ablaufende Druckmittel über eine gemeinsamen Ablauföffnung erfolgen. Der beschrieben Druckmittel pfad erfordert jedoch in bekannter Weise eine gemeinsame Druckmittelleitung durch den Kolbenhohlraum, der somit für andere Zwecke nicht mehr als Druckmittel pfad genutzt werden kann. Nach Erkenntnis der Erfindung kann eine gemeinsame Ablauföffnung verwirklicht werden, ohne dass das ablaufende Druckmittel über den Kolbenhohlraum geführt werden muss: Über die Anordnung der Ablauföffnung zwischen den Versorgungsöffnungen kann der Ablauf direkt über einen gemeinsamen, mittigen Ringkanal erfolgen. Auf vorteilhafte Weise kann somit eine unmittelbare Verbindung zwischen den Versorgungsöffnungen A und B zu der Ablauföffnung C hergestellt werden. Der Abfluss des Druckmittels unterliegt somit nur geringen Drosselverlusten.

Ablauföffnung, Zulauföffnung(en) und Versorgungsöffnungen sind jeweils an einer axialen Position angeordnet. An der jeweiligen axialen Position können entlang des Umfangs mehrere Öffnungen angeordnet sein.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Steuerkolben einen Kolbenhohlraum auf, wobei der mittige Ringkanal unmittelbar mit der Ablauföffnung C in Verbindung gebracht werden kann und wobei der Ringkanal A unmittelbar mit der Versorgungsöffnung A in Verbindung gebracht werden kann sowie der Ringkanal B unmittelbar mit der Versorgungsöffnung B. Einer der Ringkanäle A oder B kann unmittelbar mit der Zulauföffnung P in Verbindung gebracht werden, wobei der andere der Ringkanäle A oder B mittelbar über den Hohlraum des Steuerkolbens mit der Zulauföffnung P in Verbindung gebracht werden kann (mittelbare Verbindung). Mit der vorgeschlagenen Ausführung kann eine Steuerventil verwirklicht werden, das insbesondere hinsichtlich der axialen Bauraumbeanspruchung Vorteile zeigt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung erfolgt die mittelbare Verbindung über einen im Kolbenhohlraum gebildeten Versorgungsringkanal, der über Kolbenöffnungen A und B mit dem Ringkanal A und dem Ringkanal B in unmittelbarer Verbindung steht. Auf diese Weise kann konstruktiv unaufwendig eine Verbindung zwischen den durch den mittigen Ringkanal getrennten Ringkanälen A und B hergestellt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Versorgungsringkanal zwischen der Innenmantelfläche des Steuerkolbens und der Außenmantelfläche eines rohrför- migen Kolbeneinsatzes gebildet. Die vorgeschlagene Weiterbildung ermöglicht eine kostengünstige Fertigung des Steuerkolbens.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung dichtet der Kolbeneinsatz den Versor- gungsringkanal gegenüber der Umwelt im Wesentlichen ab, wobei ein zwischen Ventilhülse und Steuerkolben gebildeter Raum über einen im Kolbeneinsatz gebildeten Kanal mit der Umwelt in Verbindung steht. Der Kanal ermöglicht auf vorteilhafte Weise beispielsweise eine Entlüftung des Raumes, der von dem Boden des Steuerkolbens und der Innenmantelfläche der Ventilhülse eingeschlossen wird. Darüber hinaus kann Druckmittel, das aufgrund von Leckage in den so gebildeten Raum gelangt ist, an die Umgebung abgegeben werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ventilhülse als Zentralschraube ausgeführt. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft eine Verbindung zwischen dem Steuerventil und einer Nockenwelle als aufnehmendes Bauteil herstellen. Darüber hinaus kann das Steuerventil auch der Befestigung weiterer Bauteile an der Nockenwelle dienen, beispielswiese des Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ventilhülse eine Kunststof- fumspritzung auf. Mittels der Kunststoffumsp tzung kann eine Führung für das

Druckmittel verwirklicht werden, indem beispielsweise längliche Kanäle zwischen Ventilhülse und einem die Ventilhülse aufnehmenden Bauteil geschaffen werden. Die axiale Position von Zulauföffnungen, Ablauföffnungen sowie Versorgungsöffnungen muss somit nicht mit der axialen Position der Öffnungen entsprechen, die am aufneh- menden Bauteil den Zugang zu weiterführenden Druckmittelleitungen freigeben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Ventilhülse in einer Zentralschraube angeordnet. Die mit Kunststoff umspritzte Ventilhülse wird dabei von der Zentralschraube aufgenommen. Vorzugsweise steht die Zulauföffnung über einen in der Kunststof- fumspritzung gebildeten axialen Kanal mit einem an der Zentralschraube gebildeten Zulaufanschluss in Verbindung. Die Versorgung mit Druckmittel kann somit über ein Nockenwellenlager und die Nockenwelle erfolgen, indem Druckmittel axial oder radial über den Zulaufanschluss in die Zentralschraube eintritt, in axialer Richtung durch ein Rückschlagventil durchtritt und anschließend über den axialen Kanal über die Zulauföffnung in den Ringkanal gelangt. Darüber hinaus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile einer Gestaltung als Zentralschraube.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit einem Stator, einem Rotor und einem Steuerventil in einer der vorangegangen beschriebenen Ausführungsformen. Das Steuerventil ist als Zentralventil gestaltet ist, wobei die Versorgungsöffnung A mit einer zwischen Stator und Rotor gebildeten Arbeitskammer A in Verbindung steht sowie die Versorgungsöffnung B mit einer zwischen Stator und Rotor gebildeten Arbeitskammer B. Die Ablauföffnung C steht mit einem Volumenspeicher in Verbindung, wobei der Volumenspeicher mit der Arbeitskammer A, der Arbeitskammer B und über einen Ablaufanschluss T mit der Umgebung verbindbar ist. Nockenwellenversteller in der Bauweise eines Flügelzellenverstellers beinhalten als wesentliche Elemente einen Stator und einen Rotor. Der Stator kann drehfest mit einem Antriebsrad verbunden und über einen Zugmitteltrieb von der Kurbelwelle angetrieben werden. Der Rotor bildet das Abtriebselement. Rotor und Stator schließen eine Druckkammer ein, die mittels eines am Rotor gebildeten Flügels in Arbeitskammern A und B unterteilt ist. Die Arbeitskammern A und B können mit den Versorgungsanschlüssen A und B eines Steuerventils in Verbindung gebracht werden: Eine Druckbeaufschlagung mit Druckmittel führt zu einer relativen Drehung des Rotors gegenüber dem Stator. In den Nockenwellenversteller oder in einem Bereich zwischen Nockenwellenversteller und Steuerventil kann ein Volumenspeicher angeordnet sein, der über den Ablaufanschluss C gespeist wird. Tritt in einer der Arbeitskammern ein Unterdruck auf, kann Druckmittel von dem Volumenspeicher über Rückschlagventile in die Arbeitskammer gelangen und den Unterdruck ausgleichen. Der Volumenspeicher kann einen weiteren Ablaufanschluss zu einem Reservoir (Tank) enthalten. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird. Funktionsgleiche Elemente der erläuterten Ausführungsformen werden mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt des Steuerventils der gezeigten Ausführungsform; Fig. 2 zeigt das Steuerventil aus Fig. 1 in einer zweiten Schaltposition;

Fig. 3 zeigt beispielhaft einen Nockenwellenversteller mit Volumenspeicher und dem Steuerventil aus Fig. 1 .

In Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuerventils 1 im Längsschnitt gezeigt. Das Steuerventil 1 besteht aus einer Zentralschraube als Ventilgehäuse 3 und einem hohlzylindrischen Steuerkolben 4, der axialbeweglich in einem entsprechenden Hohlraum des Ventilgehäuses 3 geführt ist. Der Verstellbereich des Steuer- kolbens 4 ist axial begrenzt, durch einen Sicherungsring 5 am ersten Ende 6 und durch ein Abschlusselement 7 am zweiten Ende 8. Das Ventilgehäuse 3 kann von einem Hohlraum einer Nockenwelle aufgenommen werden und der Steuerung eines Nockenwellenverstellers dienen (siehe Fig. 4). Ein Flansch 9 dient gemeinsam mit einem Außengewinde 10 der Verbindung des Steuerventils 1 mit der Nockenwelle. Das Ventilgehäuse 3 weist an seinem Außenumfang drei Anschlüsse auf: Die Anschlüsse bilden den Versorgungsanschluss A, den weiteren Versorgunganschluss B sowie den Ablaufanschluss C. Ein Zulaufanschluss P befindet sich an dem zweiten Ende 8 des Ventilgehäuses. Im Bereich der Öffnung, die den Zulaufanschluss P bildet, sind ein Filter 12 und ein Rückschlagventil 2 angeordnet.

Der Steuerkolben 3 ist innerhalb einer Ventilhülse 13 geführt. Die Ventilhülse 13 um- fasst ein innenliegendes Bauteil 14 und ein außenliegendes Bauteil 15. Das innenliegende Bauteil 14 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und wird von einem außenliegenden Bauteil 15 aus Kunststoff umgeben. Beide Bauteile sind hülsenförmig bzw. hohlzylindrisch gestaltet. Das äußere hülsenförmige Bauteil 15 ist als Spritzgussteil hergestellt und das innere hülsenförmige Bauteil 14 als Einlegebauteil ausgebildet, das während des Spritzgussprozesses des äußeren Bauteils von diesem umspritzt wird. Der Steuerkolben 4 zeigt an seiner Außenmantelflache vier Abschnitte mit erweitertem Durchmesser, die drei Abschnitte mit verringertem Durchmesser einschließen. Diese bilden gemeinsam mit der Innenmantelfläche des Druckmittelleiteinsatzes 13 einen Ringkanal A 16, einen Ringkanal B 17 und einen mittigen Ringkanal 18. Zu der Steuerung eines Nockenwellenverstellers kann der Steuerkolben 4 zwei Schaltpositionen einnehmen, die durch den tatsächlichen Verlauf möglicher Druckmittelpfade gekennzeichnet sind.

Die Verwirklichung einer Schaltposition erfolgt mithilfe einer (nicht gezeigten) Stellvorrichtung, bei der es sich in der Regel um einen elektromagnetisch betätigten Aktuator handelt. Eine mit einem Anker des Elektromagneten verbundene Stößelstange wird mit einer Betätigungsfläche an der Stirnseite des Steuerkolbens 4 in Kontakt gebracht - die auf den Anker wirkende Kraft wird somit über die Stößelstange auf den Steuerkolben 4 übertragen und bewirkt somit dessen axiales Verschieben entgegen der Kraft einer Feder 19: Der Ringkanal A 16 kann in die axiale Position der Versorgungsöffnung A 20 gebracht werden, der Ringkanal B 17 kann somit in die axialen Positionen der Versorgungsöffnung B 21 und der Zulauföffnung P 22 gebracht werden. Der mittige Ringkanal 18 kann in die axialen Positionen der Versorgungsöffnung A 20 und der Versorgungsöffnung B 21 gebracht werden.

Auf diese Weise kann die in der Fig. 1 gezeigte erste Schaltposition eingestellt werden. Die Stellvorrichtung ist nicht bestromt, sodass sich der Steuerkolben in einer unbetätigten Lage befindet. In der ersten Schaltposition wird ein Druckmittelpfad ver- wirklicht zwischen dem Zulaufanschluss P und dem Versorgungsanschluss B. Ein weiterer Druckmittelpfad wird zwischen dem Versorgungsanschluss A und dem Ablaufan- schluss C hergestellt.

In Fig. 3 ist das Steuerventil in seiner zweiten Schaltposition gezeigt. Die Stellvorrich- tung ist bestromt, sodass sich der Steuerkolben 4 in einer betätigten Lage befindet. In der zweiten Schaltposition wird ein Druckmittelpfad verwirklicht zwischen dem Versorgungsanschluss B und dem Ablaufanschluss C. Ein weiterer Druckmittelpfad wird zwi- schen dem Zulaufanschluss B und dem Versorgungsanschluss A hergestellt: Das Druckmittel gelangt über den Zulaufanschluss P in das Steuerventil 1 und fließt entlang eines axialen Kanals 23 in der mit Kunststoff umspritzten Steuerhülse zur Zulauföffnung P. Von dort verläuft der Druckmittelpfad über eine Kolbenöffnung B 24 in den im Kolbenhohlraum mittels eines Kolbeneinsatzes 25 gebildeten Versorgungsringkanal 26. Eine sich an den Versorgungsringkanal 26 anschließende Kolbenöffnung A 27 gibt den Weg frei in den Ringkanal A 16, über den in der zweiten Schaltposition eine Verbindung zur Versorgungsöffnung A 20 und zum Versorgungsanschluss A besteht. Der Versorgungsringkanal 26 wird also zwischen der Innenmantelfläche des Steuerkolbens 4 und der Außenmantelfläche eines rohrförmigen Kolbeneinsatzes 25 gebildet. Auf diese Weise kann eine mittelbare Verbindung über einen im Kolbenhohlraum 28 gebildeten Versorgungsringkanal 26 hergestellt werden, wobei der Versorgungsringkanal 26 über Kolbenöffnungen A und B 27, 24 mit dem Ringkanal A 16 und dem Ringkanal B 17 in unmittelbarer Verbindung steht. Darüber hinaus dichtet der Kolbeneinsatz 27 den Versorgungsringkanal 26 gegenüber der Umwelt im Wesentlichen ab, wobei ein zwischen Ventilhülse und Steuerkolben gebildeter Raum 28 über einen im Kolbeneinsatz 27 gebildeten Kanal 29 mit der Umwelt in Verbindung steht. In Fig. 3 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 30 mit einem Stator 31 und einem Rotor 32 dargestellt. Abgebildet sind zwei von Stator und Rotor eingeschlossene, durch Kammerwände 33 voneinander getrennte Druckkammern 34, die jeweils mittels eines Flügels 35 in zwei hydraulisch gegeneinander arbeitende Arbeitskammern A und B, respektive 36, 37 unterteilt sind. Der hydraulische Nockenwellenversteller zeigt darüber hinaus einen Volumenspeicher 38. Mittig ist eine Aufnahme 39 für ein Steuerventil der zuvor beschriebenen Ausführungsform angeordnet. Die Arbeitskammern A 36 können jeweils mit dem Versorgungsanschluss A in fluidleitende Verbindung gebracht werden und die Arbeitskammern B 37 können jeweils mit dem Versorgungsanschluss B 29 in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Der Volumenspeicher 38 kann mit dem Ablaufanschluss C in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Darüber hinaus kann der Volumenspeicher 38 mit der Arbeitskammer A 36 und der Arbeitskammer B 37 in fluidleitende Verbindung gebracht werden. Zu diesem Zweck befinden sich in den Kammerwänden 33 des Stators Hydraulikkanäle. Ein Abfließen von Druckmittel von einer der Arbeitskammern 36, 37 zu dem Volumenspeicher 38 wird durch den Einsatz von Rückschlagventilen 40 verhindert. Der Volumenspeicher 38 weist ferner einen Ablauf auf, der der Abgabe von Hydraulikmittel an ein Reservoir (Tank) dient.

Bezugszeichenliste

1 Steuerventil

2 Rückschlagventil

3 Zentralschraube, Ventilgehäuse

4 Steuerkolben

5 Sicherungsring

6 erstes Ende

7 Abschlusselement

8 zweites Ende

9 Flansch

10 Außengewinde

1 1 Ablauföffnung C

12 Filter

13 Ventilhülse

14 innenliegendes Bauteil

15 außenliegendes Bauteil, Kunststoffumspritzung

16 Ringkanal A

17 Ringkanal B

18 mittiger Ringkanal

19 Feder

20 Versorgungsöffnung A

21 Versorgungsöffnung B

22 Zulauföffnung P

23 axialer Kanal

24 Kolbenöffnung B

25 Kolbeneinsatz

26 Versorgungsringkanal

27 Kolbenöffnung A

28 zwischen Ventilhülse und Steuerkolben gebildeter Raum

29 Kanal

30 Nockenwellenversteller 31 Stator

32 Rotor

33 Kammerwand

34 Druckkammer

35 Flügel

36 Arbeitskammer A

37 Arbeitskammer B

38 Volumenspeicher

39 Aufnahme

40 Rückschlagventil

41 Kolbenhohlraum

A Versorgungsanschluss A

B Versorgungsanschluss B

P Zulaufanschluss P

C Ablaufanschluss C

T Ablaufanschluss T