AT519303B1

AT519303B1 - Connecting rod with stepped piston

Info

Publication number: AT519303B1
Application number: ATA50928/2017A
Authority: AT
Inventors: Kai Arens Dr; Riba Zóltan; Bodensteiner Martin; Latz Steffen; Heller Malte; Norbert Mayrhofer Dr
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-06-15
Also published as: DE102016120942A1; AT519303A3; AT519303A2; WO2018083263A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem ersten (17.1, 17.2, 17.3) und einem zweiten Pleuelteil (18.1, 18.2, 18.3), die gegeneinander bewegbar sind, um die Länge der Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) zu verstellen, und mittels mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1, 20.2, 20.3) verstellbar sind. Die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1, 20.2, 20.3) umfasst mindestens eine Zylinderbohrung (33.1, 34.1), einen in der Zylinderbohrung (33.1, 34.1) längst bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), eine Kolbenstange (28.1) und mindestens einen in der Zylinderbohrung (33.1) vorgesehenen ersten Druckraum (40.1) zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von einer Stirnseite (24.19 des bewegbaren Verstellkolbens (21.1) begrenzt ist. Des Weiteren ist ein hydraulisches Schaltelement (57.1) zum Schalten von Zu- und Ablauf des Motoröls in bzw. aus dem Druckraum (40.1) vorgesehen. Die vorliegende Erfindung stellt eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) bereit, die in stark begrenztem Bauraum eingesetzt werden kann und die benötigte hohe Lebensdauer aufweist. Hierzu ist der Verstellkolben (21.1) abgesetzt und weist mindestens zwei weitere Stirnflächen (25.1, 26.1, 27.1) auf, sodass mindestens zwei weitere Druckräume (41.1, 42.1, 43.1) ausgebildet sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf die Verwendung einer solchen Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) in einem Verbrennungsmotor (1) und auf einen Verbrennungsmotor (1) mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3).The present invention relates to a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) for an internal combustion engine (1) with a first (17.1, 17.2, 17.3) and a second connecting rod (18.1, 18.2, 18.3), which are mutually movable to the length the connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) to adjust, and by means of at least one cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) are adjustable. The cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) comprises at least one cylinder bore (33.1, 34.1), one in the cylinder bore (33.1, 34.1) long movably arranged adjusting piston (21.1), a piston rod (28.1) and at least one in the Cylinder bore (33.1) provided for receiving motor oil, which is bounded on one side by a front side (24.19 of the movable adjusting piston (21.1).) Furthermore, a hydraulic switching element (57.1) for switching inlet and outlet of the engine oil in The present invention provides a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) which can be used in a very limited space and has the required high service life has at least two further end faces (25.1, 26.1, 27.1), so that at least two further pressure chambers (41.1, 42.1, 43.1) are formed It also relates to the use of such a connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) in an internal combustion engine (1) and to an internal combustion engine (1) with such a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3).

Description

Beschreibungdescription

PLEUELSTANGE MIT STUFENKOLBENCONNECTING BAR WITH STEPPING PISTON

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil bewegbar ist, um die Länge der Pleuelstange zu verstellen und mit mindestens einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit mindestens eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl umfasst, wobei der Druckraum einseitig von einer Stirnseite des bewegbaren Verstellkolbens begrenzt ist, und mit einem hydraulischen Schaltelement zum Schalten von Zu- und Ablauf des Motoröls in bzw. aus dem Druckraum. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Pleuelstange, die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und ein Verfahren zur Montage der längenverstellbaren Pleuelstange.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, with a first Pleuelteil and a second Pleuelteil, wherein the first Pleuelteil relative to the second Pleuelteil is movable to adjust the length of the connecting rod and with at least one means Engine oil of the engine hydraulically actuated cylinder-piston unit to move the first Pleuelteil relative to the second Pleuelteil, wherein the cylinder-piston unit at least one cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston, a piston rod and at least one in the cylinder bore includes the first pressure chamber for receiving engine oil, wherein the pressure chamber is bounded on one side by an end face of the movable adjusting piston, and with a hydraulic switching element for switching the inlet and outlet of the engine oil into and out of the pressure chamber. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a connecting rod, the use of such a connecting rod in an internal combustion engine and a method for mounting the length-adjustable connecting rod.

[0002] Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere bei Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis zwischen Hubvolumen und Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.The thermal efficiency of an internal combustion engine, especially in gasoline engines, is dependent on the compression ratio between the stroke volume and compression volume in the combustion chamber. As the compression ratio increases, the thermal efficiency increases. The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but still relatively strong in the range of today's usual values.

[0003] In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbren-nungsgemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist, geringer. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to an inadvertent spontaneous combustion of the combustion mixture by increasing the pressure and the temperature. This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine. In the partial load range, the risk of spontaneous combustion, which depends not only on the influence of ambient temperature and pressure but also on the operating point of the engine, is lower. Accordingly, a higher compression ratio is possible in the partial load range. In the development of modern internal combustion engines, there are therefore efforts to adjust the compression ratio to the respective operating point of the engine.

[0004] Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VOR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des CO2-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und im CO2-Ausstoß.For the realization of a variable compression ratio (VOR) exist different solutions with which the position of the crank pin or the piston pin of the engine piston changes or the effective length of the connecting rod is varied. There are always solutions for a continuous and discontinuous adjustment of the components. Continuous adjustment allows optimal reduction of CO2 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point. In contrast, a discontinuous adjustment with two stages designed as end stops of the adjustment allows design and operational advantages and still allows significant savings in consumption and in CO2 emissions compared to a conventional crank mechanism.

[0005] Bereits die Druckschrift US 2,217,721 beschreibt einen Verbrennungsmotor mit einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, die gemeinsam einen Hochdruckraum ausbilden. Zur Befüllung und Entleerung des Hochdruckraums mit Motoröl und damit zur Längenänderung der Pleuelstange ist ein Steuerventil mit einem federvorgespannten Verschlusselement vorgesehen, das durch den Druck des Motoröls in eine geöffnete Stellung verschiebbar ist.Already the document US 2,217,721 describes an internal combustion engine with a length-adjustable connecting rod with two telescopically movable rod parts, which together form a high-pressure chamber. For filling and emptying of the high-pressure chamber with engine oil and thus to change the length of the connecting rod, a control valve is provided with a spring-biased closure element which is displaceable by the pressure of the engine oil in an open position.

[0006] Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Verbrennungsmotor zeigt die EP 1 426 584 A1, bei der ein mit dem Kolbenbolzen verbundener Exzen-ter eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht. Dabei erfolgt eine Fixierung desA discontinuous adjustment of the compression ratio for an internal combustion engine is shown in EP 1 426 584 A1, in which an eccentric connected to the piston pin enables an adjustment of the compression ratio. In this case, a fixation of the

Exzenters in der einen oder anderen Endstellung des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung.Eccentric in one or the other end position of the pivoting range by means of a mechanical lock.

[0007] Aus der DE 10 2005 055 199 A1 geht ebenfalls die Funktionsweise eines längenvariablen Pleuels hervor, mit dem verschiedene Verdichtungsverhältnisse ermöglicht werden. Die Realisierung erfolgt auch hier über einen Exzenter im kleinen Pleuelauge, das in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.DE 10 2005 055 199 A1 likewise discloses the mode of operation of a length-variable connecting rod, with which different compression ratios are made possible. The realization is also done here via an eccentric in the small connecting rod, which is fixed in position by two hydraulic cylinders with variable resistance.

[0008] Die WO 2013/092364 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, wobei ein Stangenteil einen Zylinder und das zweite Stangenteil ein längsverschiebbares Kolbenelement ausbildet. Zwischen dem Verstellkolben des ersten Stangenteils und dem Zylinder des zweiten Stangenteils ist ein Hochdruckraum ausgebildet, der über einen Ölkanal und ein öldruckabhängiges Ventil mit Motoröl versorgt wird.WO 2013/092364 A1 describes a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with two telescopically movable rod parts, wherein a rod part forms a cylinder and the second rod part forms a longitudinally displaceable piston element. Between the adjusting piston of the first rod part and the cylinder of the second rod part, a high-pressure space is formed, which is supplied via an oil passage and an oil pressure-dependent valve with engine oil.

[0009] Eine ähnliche längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit teleskopartig verschiebbaren Stangenteilen ist in der WO 2015/055582 A2 gezeigt. Gemäß der WO 2015/055582 A2 soll das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt werden. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, wie Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung, etc. Die Pleuellänge wird hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Die gesamte Pleuelstange ist mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus mit einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder erfolgt. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei die Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zur Pleuelstange und dort über die Rückschlagventile in die Druckräume erforderlich. Ist die Pleuelstange in der langen Position, befindet sich kein Motoröl in dem oberen Druckraum. Der untere Druckraum hingegen ist vollständig mit Motoröl gefüllt. Während des Betriebs wird die Pleuelstange aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Position der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit einem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den ölgefüllten unteren Druckraum übertragen. Da das Rückschlagventil dieses Druckraums den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum Drücke von über 2.000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Die Pleuelstange ist in dieser Richtung hydraulisch gesperrt. In der kurzen Stellung der Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, der obere Druckraum ist mit Motoröl gefüllt. Eine Zugkraft bewirkt einen Druckanstieg in dem oberen Druckraum. Eine Druckkraft wird durch einen mechanischen Anschlag aufgenommen. Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierbei wird jeweils eines der beiden Zulaufrückschlagventile durch einen zugeordneten Rücklaufkanal überbrückt. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung fließen. Das jeweilige Rückschlagventil verliert entsprechend seine Wirkung. Die beiden Rücklaufkanäle werden durch ein Steuerventil geöffnet und geschlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen, der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird z.B. hydraulisch durch den Versorgungsdruck angesteuert.A similar length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is shown in WO 2015/055582 A2. According to WO 2015/055582 A2, the compression ratio in the internal combustion engine should be adjusted by the connecting rod length. The connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod therefore leads to a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise the same geometric dimensions, such as piston, cylinder head, crankshaft, valve control, etc. The connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made of several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism with a double-acting hydraulic cylinder. The small connecting rod eye, usually for receiving the piston pin, is connected to a piston rod (telescopic rod part). The associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal. The adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via check valves, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing. For this purpose, an oil passage from the crankshaft journal over the connecting rod bearing to the connecting rod and there via the check valves in the pressure chambers is required. If the connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber. The lower pressure chamber, however, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod is loaded alternately due to the gas and inertial forces on train and pressure. In the long position of the connecting rod, a tensile force is absorbed by the mechanical contact with an upper stop of the adjusting piston. The connecting rod length does not change as a result. An applied compressive force is transmitted via the piston surface to the oil-filled lower pressure chamber. Since the check valve of this pressure chamber prevents the oil return, the oil pressure rises, whereby pressures of more than 2,000 bar can occur in the lower pressure chamber. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction. In the short position of the connecting rod, the conditions turn around. The lower pressure chamber is empty, the upper pressure chamber is filled with engine oil. A tensile force causes a pressure increase in the upper pressure chamber. A compressive force is absorbed by a mechanical stop. The connecting rod length can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers. Here, one of the two inlet check valves is bridged by an associated return channel. Engine oil can flow through these return passages independently of the pressure difference between the pressure chamber and the supply device. The respective check valve loses its effect accordingly. The two return channels are opened and closed by a control valve, always exactly one return channel open, the other is closed. The actuator for switching the two return channels is e.g. hydraulically controlled by the supply pressure.

[0010] Der Bauraum für eine solche längenverstellbare Pleuelstange ist sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Ab stand der Gegengewichte begrenzt. Axial ist ohnehin nur der Bauraum zwischen dem kleinen Pleuelauge zur Lagerung des Kolbenbolzens und dem großen Pleuelauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a length-adjustable connecting rod is limited both axially and radially. In the crankshaft direction of the space is limited by the bearing width and the Ab stood of the counterweights. Axial is anyway only the space between the small connecting rod for the bearing of the piston pin and the large connecting rod for the bearing of the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod available.

[0011] Die in einem Verbrennungsmotor von einer Pleuelstange zu übertragenden Kräfte sind beträchtlich, weshalb auch die Drücke in dem Druckraum des Verstellmechanismus erheblich sein können. Angesichts der hohen Innendrücke bei einem solchen Verstellmechanismus ist die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion des Verstellmechanismus im Hinblick auf den geringen Bauraum. Zudem können über das Motoröl Partikel in die Pleuelstange und den Verstellmechanismus gelangen, weshalb der Verstellmechanismus auch eine hohe Toleranz gegenüber Verunreinigungen aufweisen muss.The forces to be transmitted in a combustion engine from a connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chamber of the adjusting mechanism can be considerable. In view of the high internal pressures in such an adjustment mechanism, the fatigue strength of the materials used is problematic, but also the construction of the adjustment mechanism in view of the small installation space. In addition, particles can enter the connecting rod and the adjusting mechanism via the engine oil, which is why the adjusting mechanism must also have a high tolerance to contamination.

[0012] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange bereitzustellen, die eine einfache Herstellung ermöglicht und eine hohe Lebensdauer trotz vorhandener Verunreinigungen im Motoröl gewährleistet.It is therefore the object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod, which allows easy production and ensures a long service life despite existing impurities in the engine oil.

[0013] Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verstellkolben abgesetzt ist und mindestens zwei weitere Stirnflächen aufweist, so dass mindestens zwei weitere Druckräume ausgebildet sind.For this purpose, the invention provides that the adjusting piston is discontinued and has at least two further end faces, so that at least two further pressure chambers are formed.

[0014] Der Verstellkolben ist als Stufenkolben ausgebildet und weist mehrere Stirnflächen auf. Dadurch ist die Wirkfläche des Verstellkolbens größer und der durch die auf die Pleuelstange wirkenden Kräfte erzeugte Druck geringer. Durch diesen geringeren Systemdruck sind auch die Belastungen auf die Hydraulikkomponenten geringer, wodurch eine hohe Lebensdauer der Pleuelstange ermöglicht wird.The adjusting piston is designed as a stepped piston and has a plurality of end faces. As a result, the effective area of the adjusting piston is larger and the pressure generated by the forces acting on the connecting rod is lower. Due to this lower system pressure and the load on the hydraulic components are lower, whereby a long life of the connecting rod is made possible.

[0015] Eine einfache Ausgestaltung ist möglich, wenn der Verstellkolben mindestens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Verstellkolbenbauteile umfasst. Die Verstellkolbenbauteile sind dabei beabstandet zueinander angeordnet.A simple embodiment is possible if the adjusting piston comprises at least two adjusting piston components arranged one behind the other in the axial direction. The adjusting piston components are arranged spaced from one another.

[0016] In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass die Zylinder-Kolben-Einheit eine weitere Zylinderbohrung umfasst und jedes Verstellkolbenbauteil in einer Zylinderbohrung angeordnet ist. Dadurch ist eine einfache Ausbildung des Verstellkolbens und damit der Zylinder-Kolben-Einheit möglich.In a further variant, it can be provided that the cylinder-piston unit comprises a further cylinder bore and each adjusting piston component is arranged in a cylinder bore. As a result, a simple design of the adjusting and thus the cylinder-piston unit is possible.

[0017] Die beschriebenen Verstellkolben, -bauteile und Zylinderbohrungen der Zylinder-Kolben-Einheit sind üblicherweise rotationssymmetrisch ausgebildet, aber nicht auf eine solche geometrische Form beschränkt. Eine längenverstellbare Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch ovale, mehreckige oder anderweitige Querschnittsformen der Verstellkolben, Verstellkolbenbauteile und Zylinderbohrungen der Zylinder-Kolben-Einheit.The described adjusting piston, components and cylinder bores of the cylinder-piston unit are usually rotationally symmetrical, but not limited to such a geometric shape. A length-adjustable connecting rod according to the present invention also includes oval, polygonal or other cross-sectional shapes of the adjusting piston, adjusting piston components and cylinder bores of the cylinder-piston unit.

[0018] Um eine einfache Fertigung und Montage zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Kolbenstange mindestens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Kolbenstangenbauteile umfasst.In order to enable simple manufacture and assembly, it can be provided that the piston rod comprises at least two piston rod components arranged one behind the other in the axial direction.

[0019] Eine gute Führung der Kolbenstange der Zylinder-Kolben-Einheit wird ermöglicht, wenn das untere Ende der Kolbenstange in einer Vertiefung im zweiten Pleuelteil aufgenommen ist.Good guidance of the piston rod of the cylinder-piston unit is made possible when the lower end of the piston rod is received in a recess in the second Pleuelteil.

[0020] In noch einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass jeder Zylinderbohrung einen integrierten oberen Anschlag für das darin angeordnete Verstellkolbenbauteil aufweist. Durch die Ausbildung der Zylinderbohrung und des oberen Anschlags als ein Bauteil ist der obere Anschlag sehr robust. Da der obere Anschlag integral mit der Zylinderbohrung ausgebildet ist, können die Zylinderbohrung, der obere Anschlag und eine Stangenführung für die Kolbenstange durch den oberen Anschlag gut koaxial gefertigt werden.In yet another variant, it can be provided that each cylinder bore has an integrated upper stop for the adjusting piston component arranged therein. Due to the design of the cylinder bore and the upper stop as a component, the upper stop is very robust. Since the upper stop is integrally formed with the cylinder bore, the cylinder bore, the upper stop and a rod guide for the piston rod can be made good coaxially by the upper stop.

[0021] Es kann auch vorgesehen werden, dass die erste und die zweite Zylinderbohrung mit den integrierten Anschlägen je in einem ersten und einem zweiten Zylindergehäuse ausgebildet sind und die Zylindergehäuse Ölnuten zur Ölversorgung der jeweiligen Druckräume aufweisen. Dadurch werden eine massive Ausgestaltung der Zylinderbohrung und eine einfache Ölversorgung der Zylinder-Kolben-Einheit ermöglicht.It can also be provided that the first and the second cylinder bore are formed with the integrated stops each in a first and a second cylinder housing and the cylinder housing oil grooves for oil supply of the respective pressure chambers. This allows a massive design of the cylinder bore and a simple oil supply of the cylinder-piston unit.

[0022] Darüber hinaus kann die Zylinder-Kolben-Einheit eine Verdrehsicherung aufweisen, mittels der ein relatives Verdrehen zwischen der mindestens einen Zylinderbohrung und dem Verstellkolben verhindert ist. Hierdurch werden keine unnötigen Verdrehkräfte in die Anbindungsstellen der Pleuelstange am Motorkolben und der Kurbelwelle eingeleitet.In addition, the cylinder-piston unit may have an anti-rotation, by means of a relative rotation between the at least one cylinder bore and the adjusting piston is prevented. As a result, no unnecessary torsional forces are introduced into the connection points of the connecting rod on the engine piston and the crankshaft.

[0023] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Montage der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange. Es soll ein Verfahren bereitgestellt werden, dass eine einfache Fertigung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit engen Toleranzen und guter Führung ermöglicht und das zu einer stabilen Pleuelstange mit einer langen Lebensdauer führt. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Montageverfahren die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: [0024] - Montage mindestens einer Kolbenstangendichtung und ggf. mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich des ersten Kolbenstangenbauteils sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des ersten Verstellkolbenbauteils; [0025] - Einsetzen des ersten Verstellkolbenbauteils und des ersten Kolbenstangenbauteils in die erste Zylinderbohrung in dem ersten Zylindergehäuse; [0026] - Montage mindestens einer Kolbenstangendichtung und ggf. mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich des zweiten Kolbenstangenbauteils sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des zweiten Verstellkolbenbauteils; [0027] - Einsetzen der beiden Zylindergehäuse ineinander; [0028] - Einsetzen des zweiten Verstellkolbenbauteils und des zweiten Kolbenstangenbauteils in die zweite Zylinderbohrung in dem zweiten Zylindergehäuse; [0029] - Verbinden der Kolbenstangenbauteile miteinander bzw. mit den Verstellkolbenbauteilen; [0030] - Verbinden der zweiten Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil.Furthermore, the invention also relates to a method for mounting the length-adjustable connecting rod described above. A method is to be provided that allows for easy manufacture of a length adjustable connecting rod with tight tolerances and good guidance and which results in a stable connecting rod with a long service life. For this purpose, it is provided according to the invention that the assembly method comprises the following steps in the order given: Assembly of at least one piston rod seal and possibly at least one piston rod scraper in the region of the first piston rod component and at least one piston seal in the region of the first adjusting piston component; Inserting the first adjusting piston component and the first piston rod component into the first cylinder bore in the first cylinder housing; - Mounting at least one piston rod seal and possibly at least one Kolbenstangenabstreifers in the region of the second piston rod member and at least one piston seal in the region of the second adjusting piston component; - Inserting the two cylinder housings into each other; Inserting the second adjusting piston component and the second piston rod component into the second cylinder bore in the second cylinder housing; Connecting the piston rod components with one another or with the adjusting piston components; - Connecting the second cylinder bore with the second Pleuelteil.

[0031] Dadurch, dass der Verstellkolben mehrere Stirnflächen aufweist, wird seine Wirkfläche größer und dadurch der im Betrieb auftretende Druck geringer. Die Fertigung der Zylinder-Kolben-Einheit wird dadurch erleichtert, dass zwei Verstellkolbenbauteile, zwei Kolbenstangenbauteile und zwei Zylinderbohrungen bzw. zwei Zylindergehäuse mit jeweils einer Zylinderbohrung vorgesehen sind. Dadurch können zuerst ein erster und ein zweiter Druckraum aufgebaut werden, die durch die jeweilige Zylinderbohrung und das darin angeordnete Verstellkolbenbauteil ausgebildet sind, und im Anschluss daran ein dritter und ein vierter Druckraum, die durch die jeweils andere Zylinderbohrung und das darin angeordnete Verstellkolbenbauteil ausgebildet sind. Dies ist insbesondere deshalb wichtig da die einzelnen Bauteile aufgrund des geringen Bauraums relativ klein sind und die Montage daher schwierig wird.Characterized in that the adjusting piston has a plurality of end faces, its effective area is larger and thereby lower the pressure occurring during operation. The production of the cylinder-piston unit is facilitated by the fact that two adjusting piston components, two piston rod components and two cylinder bores or two cylinder housings are provided, each with a cylinder bore. As a result, firstly a first and a second pressure chamber can be constructed, which are formed by the respective cylinder bore and the adjusting piston component arranged therein, and thereafter a third and a fourth pressure chamber, which are formed by the respective other cylinder bore and the adjusting piston component arranged therein. This is particularly important because the individual components are relatively small due to the small space and therefore mounting is difficult.

[0032] Das Verfahren kann einen weiteren Schritt enthalten, in dem eine Verdrehsicherung zwischen dem Verstellkolben und der Zylinderbohrung angebracht wird. Hierdurch wird sichergestellt dass der Verstellkolben immer in der richtigen Position in der Zylinderbohrung läuft.The method may include a further step in which an anti-rotation between the adjusting piston and the cylinder bore is attached. This ensures that the adjusting piston always runs in the correct position in the cylinder bore.

[0033] In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass vor dem Verbinden der zweiten Zylinderbohrung und damit der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil eine Funktionsprüfung der Zylinder-Kolben-Einheit durchgeführt wird. Eventuell vorhandene Fehler können zu diesem Zeitpunkt noch leicht behoben werden.In a further variant it can be provided that before connecting the second cylinder bore and thus the cylinder-piston unit with the second connecting rod part, a functional test of the cylinder-piston unit is performed. Any existing errors can still be easily remedied at this time.

[0034] Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auch auf die Verwendung der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben. Hierdurch wird ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bereitgestellt, der sehr einfach gefertigt und kontrolliert werden kann, und eine hohe Lebensdauer aufweist.The invention further relates to the use of the length-adjustable connecting rod described above in an internal combustion engine with at least one reciprocating piston. As a result, an internal combustion engine with an adjustable compression ratio is provided, which can be very easily manufactured and controlled, and has a long service life.

[0035] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder und einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben eines Verbrennungsmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet, erforderlich ist dies jedoch nicht. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Verbrennungsmotors kann beträchtlich sein und u. U. bis zu 20 % betragen, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird.In a further aspect, the invention also relates to an internal combustion engine having at least one reciprocating piston and having at least one adjustable compression ratio in a cylinder and a length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the embodiments described above. Preferably, all the reciprocating piston of an internal combustion engine are equipped with such a length-adjustable connecting rod, but this is not required. The fuel economy of such an internal combustion engine can be considerable and u. U. up to 20%, if, depending on the operating condition, the compression ratio is set accordingly.

[0036] Gemäß einer Variante des Verbrennungsmotors können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann- und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbindet. Der Steuertrieb ist insofern wichtig, weil dieser maßgeblichen Einfluss auf die dynamische Belastung des Verbrennungsmotors und somit auch auf die längenverstellbare Pleuelstange haben kann. Bevorzugt wird dieser so ausgestaltet, dass keine zu hohen dynamischen Kräfte über den Steuertrieb eingeleitet werden.According to a variant of the internal combustion engine, a control drive with at least one timing chain, a clamping and / or guide rail, and / or a chain tensioner may be provided, which connects the crankshaft with the at least one camshaft of the internal combustion engine. The timing drive is important because it can have a significant influence on the dynamic load of the engine and thus also on the length-adjustable connecting rod. This is preferably designed so that no excessive dynamic forces are introduced via the control drive.

[0037] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: [0038] Figur 1: einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor, [0039] Figur 2: eine Zylinder-Kolben-Einheit zur Längenverstellung einer Pleuelstange des Verbrennungsmotors aus Figur 1, [0040] Figur 3a eine Variante der Zylinder-Kolben-Einheit in einer ersten Schaltstellung, und [0041] Figur 3b die Variante aus Fig. 3a in einer zweiten Schaltstellung.In the following the invention with reference to non-limiting embodiments, which are illustrated in the drawings, explained in more detail. 1 shows a schematic cross section through an internal combustion engine, [0039] FIG. 2 shows a cylinder-piston unit for length adjustment of a connecting rod of the internal combustion engine from FIG. 1, [0040] FIG. 3a shows a variant of the cylinder-piston Unit in a first switching position, and Figure 3b shows the variant of Fig. 3a in a second switching position.

[0042] Aus Gründen der Übersicht sind in den Figuren bzw. der nachfolgenden Beschreibung identische Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.For the sake of clarity identical parts are provided with the same reference numerals in the figures and the following description.

[0043] In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1, 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlagern 5.1 - 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1, 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1, 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1, 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden.In Fig. 1, a combustion engine (gasoline engine) 1 is shown in a schematic representation. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1, 2.2 and 2.3, in each of which a reciprocating piston 3.1, 3.2, 3.3 moves up and down. Furthermore, the internal combustion engine 1 comprises a crankshaft 4, which is rotatably mounted by means of crankshaft bearings 5.1 - 5.4. The crankshaft 4 is connected by means of connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 each with associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3. For each connecting rod 6.1, 6.2 and 6.3, the crankshaft 4 has an eccentrically arranged crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3. The large connecting rod 8.1, 8.2, and 8.3 is each mounted on the associated crankshaft journal 7.1, 7.2 and 7.3. The small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 are each mounted on a piston pin 10.1, 10.2 and 10.3 and so pivotally connected to the associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3.

[0044] Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 11 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1, 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Steuertriebs einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt.The crankshaft 4 is provided with a crankshaft sprocket 11 and coupled to a camshaft sprocket 13 by means of a timing chain 12. The camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with its associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1, 2.2 and 2.3. The slack side of the timing chain 12 is tensioned by means of a pivotally mounted clamping rail 15 which is pressed by means of a chain tensioner 16 to this. The Zugtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail. The essential operation of this control drive including the fuel injection and ignition by spark plug is not explained in detail and assumed to be known.

[0045] Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg HK vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1, 2.2 und 2.3 angeordnet ist. In Fig. 1 ist der Hubkolben 3.1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg HK. Die verbleibende Höhe Hc (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1, 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg HK das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe Hc errechnet sich das Kompressionsvolumen Vc. Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen Vc maßgeblich von der Gestaltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen Vh und Vc berechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε. ε errechnet sich aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens Vc dividiert durch das Kompressionsvolumen Vc. Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.The eccentricity of the crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3 are significantly before the stroke HK, especially if, as in the present case, the crankshaft 4 is arranged exactly centered under the cylinders 2.1, 2.2 and 2.3. In Fig. 1, the reciprocating piston 3.1 is shown in its lowermost position, while the reciprocating piston 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case, the stroke HK. The remaining height Hc (see cylinder 2.2) gives the remaining compression height in cylinder 2.2. In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1, 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1, 2.2 and 2.3 results from the stroke HK the stroke volume Vh and from the remaining compression height Hc is calculated, the compression volume Vc. Of course, the compression volume Vc significantly depends on the design of the cylinder cover. From these volumes Vh and Vc, the compression ratio ε is calculated. ε is calculated from the sum of the stroke volume Vh and the compression volume Vc divided by the compression volume Vc. Today's values for gasoline engines are between 10 and 14 for ε.

[0046] Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (η, T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind die Pleuelstangen 6.1, 6.2 und 6.3 erfindungsgemäß in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann z.B. im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.Thus, depending on the operating point (η, T, throttle position) of the internal combustion engine 1, the compression ratio ε can be adjusted, the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 according to the invention designed to be adjustable in length. As a result, e.g. be operated in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

[0047] Jede der Pleuelstangen 6.1, 6.2, 6.3 umfasst ein erstes Pleuelteil 17.1, 17.2, 17.3 und ein zweites Pleuelteil 18.1, 18.2, 18.3. In dem ersten Pleuelteil 17.1, 17.2, 17.3 ist das besagte kleine Pleuelauge 9.1, 9.2, 9.3 ausgebildet. Das zweite Pleuelteil 18.1, 18.2, 18.3 umgibt zusammen mit einer unteren Lagerschale 19.1, 19.2, 19.3 das besagte große Pleuelauge 8.1, 8.2, 8.3. Die unteren Lagerschalen 19.1, 19.2, 19.3 sind mit dem jeweiligen zweiten Pleuelteil 18.1, 18.2, 18.3 in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist zwischen jedem ersten Pleuelteil 17.1, 17.2, 17.3 und dem zugehörigen zweiten Pleuelteil 18.1, 18.2, 18.3 eine Zylinder-Kolben-Einheit 20.1, 20.2, 20.3 zur Längenverstellung der Pleuelstangen 6.1, 6.2, 6.3 angeordnet. In nicht dargestellten Varianten kann auch nur bei einigen Pleuelstangen 6.1, 6.2, 6.3 des Verbrennungsmotors 1 eine derartige Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen sein.Each of the connecting rods 6.1, 6.2, 6.3 comprises a first Pleuelteil 17.1, 17.2, 17.3 and a second Pleuelteil 18.1, 18.2, 18.3. In the first Pleuelteil 17.1, 17.2, 17.3, the said small connecting rod 9.1, 9.2, 9.3 is formed. The second connecting rod 18.1, 18.2, 18.3 surrounds together with a lower bearing shell 19.1, 19.2, 19.3, the said large connecting rod 8.1, 8.2, 8.3. The lower bearing shells 19.1, 19.2, 19.3 are connected to the respective second connecting rod 18.1, 18.2, 18.3 in the usual manner by means of fastening means. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, between each first connecting rod part 17.1, 17.2, 17.3 and the associated second connecting rod part 18.1, 18.2, 18.3, a cylinder-piston unit 20.1, 20.2, 20.3 is arranged for length adjustment of the connecting rods 6.1, 6.2, 6.3. In variants not shown, such a cylinder-piston unit can be provided only in some connecting rods 6.1, 6.2, 6.3 of the internal combustion engine 1.

[0048] In Fig. 2 ist eine Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 dargestellt, die jedoch identisch zu den anderen Zylinder-Kolben-Einheiten 20.2, 20.3 ausgestaltet ist. Die folgende Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Zylinder-Kolben-Einheiten. Die Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 umfasst einen Verstellkolben 21.1. Der Verstellkolben 21.1 ist abgesetzt und weist also mittig eine Verjüngung auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verstellkolben 21.1 durch ein erstes Verstellkolbenbauteil 22.1 und ein zweites Verstellkolbenbauteil 23.1 ausgebildet, die mittels eines kurzen Wellenstummels, der Teil eines zweiten Kolbenstangenbauteils 30.1 ist, miteinander verbunden sind. Die beiden Verstellkolbenbauteile 22.1 und 23.1 sind axial hintereinander und beanstandet zueinander angeordnet. Das erste Verstellkolbenbauteil 22.1 umfasst eine erste Stirnseite 24.1 und eine zweite Stirnseite 25.1. Das zweite Verstellkolbenbauteil 23.1 umfasst ebenfalls eine erste Stirnseite 26.1 und eine zweite Stirnseite 27.1.In Fig. 2, a cylinder-piston unit 20.1 is shown, which is, however, identical to the other cylinder-piston units 20.2, 20.3 configured. The following description applies accordingly to all cylinder-piston units. The cylinder-piston unit 20.1 comprises an adjusting piston 21.1. The adjusting piston 21.1 is discontinued and thus has a taper on the center. In the illustrated embodiment, the adjusting piston 21.1 is formed by a first adjusting piston component 22.1 and a second adjusting piston component 23.1, which are connected to one another by means of a short stub shaft, which is part of a second piston rod component 30.1. The two adjusting piston components 22.1 and 23.1 are arranged axially one behind the other and objected to one another. The first adjusting piston component 22.1 comprises a first end face 24.1 and a second end face 25.1. The second adjusting piston component 23.1 likewise comprises a first end side 26.1 and a second end side 27.1.

[0049] Der Verstellkolben 21.1 ist mit einer Kolbenstange 28.1 verbunden. Die Kolbenstange 28.1 ist ebenfalls zweiteilig ausgebildet und umfasst ein erstes Kolbenstangenbauteil 29.1 und das bereits erwähnte zweite Kolbenstangenbauteil 30.1. Das erste Kolbenstangenbauteil 29.1 und das zweite Kolbenstangenbauteil 30.1 sind in Axialrichtung hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Das erste Kolbenstangenbauteil 29.1 ist mit dem ersten Verstellkolbenbauteil 22.1 verbunden, das zweite Kolbenstangenbauteil 30.1 ist mit dem zweiten Verstellkolbenbauteil 23.1 verbunden. Das untere Ende 31.1 der Kolbenstange 28.1 ist in einer Vertiefung 32.1 im zweiten Pleuelteil 18.1 aufgenommen.The adjusting piston 21.1 is connected to a piston rod 28.1. The piston rod 28.1 is likewise designed in two parts and comprises a first piston rod component 29.1 and the second piston rod component 30.1 already mentioned. The first piston rod component 29.1 and the second piston rod component 30.1 are arranged one behind the other in the axial direction and at a distance from one another. The first piston rod component 29.1 is connected to the first adjusting piston component 22.1, the second piston rod component 30.1 is connected to the second adjusting piston component 23.1. The lower end 31.1 of the piston rod 28.1 is received in a recess 32.1 in the second connecting rod 18.1.

[0050] Das erste Verstellkolbenbauteil 22.1 ist in einer ersten Zylinderbohrung 33.1 geführt, die in einem ersten Zylindergehäuse 35.1 ausgebildet ist. Das zweite Verstellkolbenbauteil 23.1 ist in einer zweiten Zylinderbohrung 34.1 geführt, die in einem zweiten Zylindergehäuse 36.1 [Bezugszeichen fehlt in Fig. 2!] ausgebildet ist. Das erste Zylindergehäuse 35.1 umfasst einen ersten oberen Anschlag 37.1, der integral mit der ersten Zylinderbohrung 33.1 ausgebildet ist. Das zweite Zylindergehäuse 36.1 umfasst einen zweiten oberen Anschlag 38.1, der integral mit der zweiten Zylinderbohrung 34.1 ausgebildet ist.The first adjusting piston component 22.1 is guided in a first cylinder bore 33.1, which is formed in a first cylinder housing 35.1. The second adjusting piston component 23.1 is guided in a second cylinder bore 34.1, which is formed in a second cylinder housing 36.1 [reference symbol is missing in FIG. 2]. The first cylinder housing 35.1 comprises a first upper stop 37.1, which is formed integrally with the first cylinder bore 33.1. The second cylinder housing 36.1 comprises a second upper stop 38.1, which is formed integrally with the second cylinder bore 34.1.

[0051] Die beiden Stirnseiten 24.1, 25.1 des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 und die zugehörige erste Zylinderbohrung 33.1 bilden einen ersten Druckraum 40.1 und einen zweiten Druckraum 41.1 aus. Die beiden Stirnseiten 26.1, 27.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1 und die zugehörige zweite Zylinderbohrung 34.1 bilden einen dritten Druckraum 42.1 und einen vierten Druckraum 43.1 aus. Alle Stirnflächen 24.1, 25.1, 26.1, 27.1 sind vorzugsweise kreisförmig. In dem ersten Zylindergehäuse 35.1 und dem zweiten Zylindergehäuse 36.1 sind Ölnuten 39.1 ausgebildet, über die die Druckräume 40.1, 41.1, 42.1 43.1 mit Motoröl versorgt wer den. Dazu stehen die Ölnuten 39.1 vorzugsweise mit der Ölschmierung des großen Pleuelauges 8.1 in Verbindung.The two end faces 24.1, 25.1 of the first adjusting piston component 22.1 and the associated first cylinder bore 33.1 form a first pressure chamber 40.1 and a second pressure chamber 41.1. The two end faces 26.1, 27.1 of the second adjusting piston component 23.1 and the associated second cylinder bore 34.1 form a third pressure chamber 42.1 and a fourth pressure chamber 43.1. All end faces 24.1, 25.1, 26.1, 27.1 are preferably circular. In the first cylinder housing 35.1 and the second cylinder housing 36.1 oil grooves 39.1 are formed, via which the pressure chambers 40.1, 41.1, 42.1 43.1 supplied with engine oil who the. For this purpose, the oil grooves 39.1 are preferably in communication with the oil lubrication of the large connecting rod eye 8.1.

[0052] Die Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 mit dem Verstellkolben 21.1 und den Zylinderbohrungen 33.1, 34.1 ist Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange 6.1. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine hydraulische Schaltung, die für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids, d.h. des Motoröls, in bzw. aus den Druckräumen 40.1, 41.1, 42.1, 43.1 und somit für eine Bewegung des Verstellkolbens 21.1 sorgt oder diesen arretiert. Diese Schaltung wird im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 nicht detailliert beschrieben. Lediglich ihre Funktion wird kurz umrissen.The cylinder-piston unit 20.1 with the adjusting piston 21.1 and the cylinder bores 33.1, 34.1 is part of an adjusting mechanism for changing the length of the connecting rod 6.1. The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit which is responsible for the flow of hydraulic fluid, i. of the engine oil, in or out of the pressure chambers 40.1, 41.1, 42.1, 43.1 and thus provides for a movement of the adjusting piston 21.1 or locked. This circuit will not be described in detail in connection with the embodiment of FIG. Only their function is briefly outlined.

[0053] Befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer langen Position, so liegt die erste Stirnseite 24.1 des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 am ersten oberen Anschlag 37.1 der ersten Zylinderbohrung 33.1 an. Die erste Stirnseite 26.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1 liegt am zweiten oberen Anschlag 38.1 der zweiten Zylinderbohrung 34.1 an. Der erste Druckraum 40.1 und der dritte Druckraum 42.1 sind dementsprechend leer. Der zweite Druckraum 41.1 und der vierte Druckraum 43.1 sind mit Motoröl gefüllt. Durch entsprechende Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein Absperrventil, wird sichergestellt, dass das Motoröl nicht aus dem zweiten Druckraum 41.1 und dem vierten Druckraum 43.1 entweichen kann. Die Pleuelstange 6.1 wird dadurch in ihrer langen Stellung hydraulisch gesperrt.If the connecting rod 6.1 is in its long position, then the first end face 24.1 of the first adjusting piston component 22.1 bears against the first upper stop 37.1 of the first cylinder bore 33.1. The first end face 26.1 of the second adjusting piston component 23.1 bears against the second upper stop 38.1 of the second cylinder bore 34.1. The first pressure chamber 40.1 and the third pressure chamber 42.1 are accordingly empty. The second pressure chamber 41.1 and the fourth pressure chamber 43.1 are filled with engine oil. By appropriate devices, such as a shut-off valve, it is ensured that the engine oil can not escape from the second pressure chamber 41.1 and the fourth pressure chamber 43.1. The connecting rod 6.1 is thereby hydraulically locked in its long position.

[0054] Wird durch eine nicht näher beschriebene Steuerung ein Signal gegeben, um die Pleuelstange 6.1 aus der langen Stellung bzw. Position in ihre kurze Stellung bzw. Position zu überführen, so werden der zweite Druckraum 41.1 und der vierte Druckraum 43.1 freigegeben, sodass das Motoröl aus diesen Druckräumen abfließen kann. Gleichzeitig strömt Motoröl in den ersten Druckraum 40.1 und den dritten Druckraum 42.1 ein, sodass diese Druckräume 40.1, 42.1 mit Motoröl gefüllt werden. Dadurch wird die Pleuelstange 6.1 in ihre kurze Stellung überführt. Die kurze Stellung ist erreicht, wenn die zweite Stirnseite 25.1 des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 an dem ersten unteren Anschlag 44.1 anliegt und die zweite Stirnseite 27.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1 an dem zweiten unteren Anschlag 45.1 der zweiten Zylinderbohrung 34.1 anliegt. Dementsprechend sind der zweite Druckraum 41.1 und der vierte Druckraum 43.1 leer, der erste Druckraum 40.1 und der dritte Druckraum 42.1 sind mit Motoröl gefüllt. Die kurze Stellung der Pleuelstange 6.1 wird hydraulisch arretiert, in dem der Abfluss des Motoröls aus dem ersten Druckraum 40.1 und dem dritten Druckraum 42.1, beispielsweise durch ein Absperrventil (nicht dargestellt) unterbunden wird.If a signal given by an unspecified control to transfer the connecting rod 6.1 from the long position or position in their short position or position, the second pressure chamber 41.1 and the fourth pressure chamber 43.1 are released, so that the Engine oil can flow out of these pressure chambers. At the same time, engine oil flows into the first pressure chamber 40.1 and the third pressure chamber 42.1, so that these pressure chambers 40.1, 42.1 are filled with engine oil. As a result, the connecting rod 6.1 is transferred to its short position. The short position is reached when the second end face 25.1 of the first adjusting piston component 22.1 rests against the first lower stop 44.1 and the second end face 27.1 of the second adjusting piston component 23.1 rests against the second lower stop 45.1 of the second cylinder bore 34.1. Accordingly, the second pressure chamber 41.1 and the fourth pressure chamber 43.1 are empty, the first pressure chamber 40.1 and the third pressure chamber 42.1 are filled with engine oil. The short position of the connecting rod 6.1 is hydraulically locked, in which the outflow of engine oil from the first pressure chamber 40.1 and the third pressure chamber 42.1, for example, by a shut-off valve (not shown) is prevented.

[0055] Die kurze Stellung der Pleuelstange 6.1 ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen lange Stellung der Pleuelstange 6.1 für den Teil- und Niedriglastbetrieb vorteilhaft ist.The short position of the connecting rod 6.1 is advantageous at full load, whereas long position of the connecting rod 6.1 is advantageous for the partial and low load operation.

[0056] In den Fig. 3a und 3b ist schematisch eine Variante einer Zylinder-Kolbeneinheit 20.1 dargestellt. Darin ist ein ebenfalls abgesetzter Verstellkolben 21.1 in einer ersten Zylinderbohrung 33.1 innerhalb eines ersten Zylindergehäuses 35.1 geführt. Der Verstellkolben 21.1 ist mit einer Kolbenstange 28.1 verbunden, die ein erstes Kolbenstangenbauteil 29.1 aufweist. Über die Kolbenstange 28.1 erfolgt eine Verbindung mit dem ersten Pleuelteil 17.1 (in Fig. 3a und 3b nicht dargestellt, siehe Fig. 1), in dem das kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet ist.A variant of a cylinder-piston unit 20.1 is shown schematically in FIGS. 3a and 3b. Therein, a likewise offset adjusting piston 21.1 is guided in a first cylinder bore 33.1 within a first cylinder housing 35.1. The adjusting piston 21.1 is connected to a piston rod 28.1, which has a first piston rod component 29.1. Via the piston rod 28.1, a connection is made to the first connecting rod part 17.1 (not shown in FIGS. 3a and 3b, see FIG. 1), in which the small connecting rod eye 9.1 is formed.

[0057] Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist neben dem ersten 22.1 und zweiten Verstellkolbenbauteil 23.1 ein drittes Verstellkolbenbauteil 55.1 vorgesehen. Die Verstellkolbenbauteile 22.1, 23.1, 55.1 sind in Axialrichtung hintereinander und beabstandet zueinander angeordnet und mit dem ersten Kolbenstangenbauteil 29.1 verbunden. Als Axialrichtung wird hierbei eine Richtung entlang einer Längsachse einer Pleuelstange 6.1 bezeichnet, die in Fig. 3a und Fig. 3b durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist.In the illustrated embodiment, a third adjusting piston component 55.1 is provided in addition to the first 22.1 and second adjusting piston 23.1. The adjusting piston components 22.1, 23.1, 55.1 are arranged one behind the other in the axial direction and at a distance from one another and connected to the first piston rod component 29.1. The axial direction here is a direction along a longitudinal axis of a connecting rod 6.1, which is represented in FIG. 3a and FIG. 3b by a dot-dash line.

[0058] Das erste Verstellkolbenbauteil 22.1 umfasst eine erste Stirnseite 24.1 und eine zweite Stirnseite 25.1; das zweite Verstellkolbenbauteil 23.1 umfasst ebenfalls eine erste Stirnseite 26.1 und eine zweite Stirnseite 27.1. Auch das dritte Verstellkolbenbauteil 55.1 weist eine erste Stirnseite 48.1 und eine zweite Stirnseite 49.1 auf. Die ersten Stirnseiten 24.1, 26.1, 48.1 sind zu den zweiten Stirnseiten 25.1, 27.1, 49.1 auf in Axialrichtung gegenüberliegenden Seiten derThe first adjusting piston component 22.1 comprises a first end face 24.1 and a second end face 25.1; The second adjusting piston component 23.1 likewise comprises a first end side 26.1 and a second end side 27.1. The third adjusting piston component 55.1 also has a first front side 48.1 and a second front side 49.1. The first end faces 24.1, 26.1, 48.1 are to the second end faces 25.1, 27.1, 49.1 on axially opposite sides of the

Verstellkolbenbauteile 22.1,23.1, 55.1 angeordnet. Wie schon weiter oben beschrieben sind die Stirnseiten 24.1, 25.1,26.1, 27.1, 48.1,49.1 vorzugsweise kreisförmig.Adjusting piston 22.1,23.1, 55.1 arranged. As already described above, the end faces 24.1, 25.1, 26.2, 27.1, 48.1, 49.1 are preferably circular.

[0059] Im Gegensatz zu den separaten Zylindergehäusen 35.1 und 36.1 des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 ist in der Variante der Fign. 3a und 3b nur ein erstes Zylindergehäuse 35.1 vorgesehen und die Druckräume werden durch Anschlagbauteile 63.1, 63.2, 63.3 separiert. Die Anschlagbauteile 63.1, 62.2, 63.3 sind dabei als ringförmige Elemente ausgeführt, die innerhalb der Zylinderbohrung 33.1 angeordnet, beispielsweise eingeschweißt, sind. An den Anschlagbauteile 63.1, 63.2, 63.3 sind zu den jeweiligen Stirnseiten korrespondierende Anschläge vorgesehen, die - je nach Schaltstellung eines hydraulischen Schaltelements 57.1, das weiter unten näher beschrieben ist - zusammen die Druckräume aufspannen.In contrast to the separate cylinder housings 35.1 and 36.1 of the embodiment of Fig. 2 is in the variant of FIGS. 3a and 3b only a first cylinder housing 35.1 provided and the pressure chambers are separated by stop members 63.1, 63.2, 63.3. The stop members 63.1, 62.2, 63.3 are designed as annular elements which are arranged within the cylinder bore 33.1, for example, welded, are. At the stop members 63.1, 63.2, 63.3 corresponding stops are provided to the respective end faces, which - depending on the switching position of a hydraulic switching element 57.1, which is described in more detail below - together span the pressure chambers.

[0060] Am ersten Anschlagbauteil 63.1 ist ein erster oberer Anschlag 37.1 vorgesehen, der zusammen mit der ersten Stirnseite 24.1 des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 einen ersten Druckraum 40.1 bildet.At the first stop member 63.1, a first upper stop 37.1 is provided which forms a first pressure chamber 40.1 together with the first end face 24.1 of the first adjusting piston component 22.1.

[0061] Ein zweiter Druckraum 41.1 wird ausgebildet durch die zweite Stirnseite 25.1 des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 und einen ersten unteren Anschlag 44.1 eines zweiten Anschlagbauteils 63.2.A second pressure chamber 41.1 is formed by the second end face 25.1 of the first adjusting piston component 22.1 and a first lower stop 44.1 of a second stop component 63.2.

[0062] Die beiden Stirnseiten 26.1, 27.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1 bilden zusammen mit einem zweiten oberen Anschlag 38.1 des zweiten Anschlagbauteils 63.2 und einem zweiten unteren Anschlag 45.1 eines dritten Anschlagbauteils 63.3 einen dritten Druckraum 42.1 (zweiter oberer Anschlag 38.1 und erste Stirnseite 26.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1) und einen vierten Druckraum 43.1 (zweiter unterer Anschlag 45.1 und zweite Stirnseite 27.1 des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1).The two end faces 26.1, 27.1 of the second adjusting piston component 23.1 together with a second upper stop 38.1 of the second stop member 63.2 and a second lower stop 45.1 of a third stop member 63.3 a third pressure chamber 42.1 (second upper stop 38.1 and first end face 26.1 of the second Adjusting piston component 23.1) and a fourth pressure chamber 43.1 (second lower stop 45.1 and second end face 27.1 of the second adjusting piston component 23.1).

[0063] Zusätzlich bilden die Stirnseiten 48.1, 49.1 des dritten Verstellkolbenbauteils 55.1 zusammen mit einem dritten oberen Anschlag 51.1 des dritten Anschlagbauteils 63.3 und einem dritten unteren Anschlag 50.1, der am Grunde der ersten Zylinderbohrung 33.1 als Teil des ersten Zylindergehäuses 35.1 ausgeführt ist, einen fünften Druckraum 53.1 (dritter oberer Anschlag 51.1 und erste Stirnseite 48.1 des dritten Verstellkolbenbauteils 55.1) und einen sechsten Druckraum 54.1 (dritter unterer Anschlag 50.1 und zweite Stirnseite 49.1 des dritten Verstellkolbenbauteils 55.1).In addition, the end faces 48.1, 49.1 of the third Verstellkolbenbauteils 55.1 together with a third upper stop 51.1 of the third stop member 63.3 and a third lower stop 50.1, which is performed at the bottom of the first cylinder bore 33.1 as part of the first cylinder housing 35.1, a fifth Pressure chamber 53.1 (third upper stop 51.1 and first end face 48.1 of the third adjusting piston component 55.1) and a sixth pressure chamber 54.1 (third lower stop 50.1 and second end face 49.1 of the third adjusting piston component 55.1).

[0064] Ein weiterer siebenter Druckraum 52.1 wird gebildet durch eine als Teil des ersten Kolbenstangenbauteils 29.1 ausgeführte Kolbenstangenstirnseite 46.1 und einen vierten unteren Anschlag 47.1, der auf der im eingebauten Zustand dem kleinen Pleuelauge 9.1 zugewandten Seite des ersten Anschlagbauteils 63.1 ausgeführt ist.A further seventh pressure chamber 52.1 is formed by a piston rod end face 46.1 designed as part of the first piston rod component 29.1 and a fourth lower stop 47.1, which is designed on the side of the first stop component 63.1 facing the small connecting rod 9.1 in the installed state.

[0065] Die Befüllung und Drainierung der Druckräume 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1 erfolgt über Ölbohrungen 62.1, 62.2, die im ersten Zylindergehäuse 35.1 ausgeführt sind. Wie schon im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 beschrieben stehen die Ölbohrungen 62.1, 62.2 mit einer Hydraulikmediumquelle in Verbindung, wozu vorzugsweise die Ölschmierung des großen Pleuelauges 8.1 herangezogen wird. Die Drainage kann ebenfalls in die Ölschmierung oder über andere, nicht dargestellte Kanäle in den Kurbelraum erfolgen.The filling and draining of the pressure chambers 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1 via oil holes 62.1, 62.2, which are executed in the first cylinder housing 35.1. As already described in connection with the exemplary embodiment of FIG. 2, the oil bores 62.1, 62.2 communicate with a hydraulic medium source, for which purpose the oil lubrication of the large connecting rod 8.1 is preferably used. The drainage can also be done in the oil lubrication or other, not shown channels in the crankcase.

[0066] Das dazu benötigte hydraulische Schaltelement 57.1 ist nachfolgend kurz beschrieben. Das hydraulische Schaltelement 57.1 weist zwei Schaltstellungen auf und kann die Druckräume 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1 wechselweise mit einer Ölzuführbohrung 58.1 und einer Ölableitungsbohrung 59.1 verbinden.The hydraulic switching element 57.1 required for this purpose is briefly described below. The hydraulic switching element 57.1 has two switch positions and can connect the pressure chambers 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1 alternately with an oil feed bore 58.1 and an oil drainage bore 59.1.

[0067] In einer ersten Schaltstellung, die in Fig. 3a dargestellt ist und einer langen Pleuelstange 6.1 entspricht, sind der zweite Druckraum 41.1, der vierte Druckraum 43.1, der sechste Druckraum 54.1 und der siebente Druckraum 52.1 über die zweite Ölbohrung 62.2 mit der Ölzuführbohrung 58.1 verbunden. Damit wird den besagten Druckräumen Hydraulikmedium zugeführt.In a first switching position, which is shown in Fig. 3a and corresponds to a long connecting rod 6.1, the second pressure chamber 41.1, the fourth pressure chamber 43.1, the sixth pressure chamber 54.1 and the seventh pressure chamber 52.1 via the second oil hole 62.2 with the Ölzuführbohrung 58.1 connected. Thus, the said pressure chambers hydraulic medium is supplied.

[0068] Gleichzeitig sind der erste 40.1, dritte 42.1 und fünfte 53.1 Druckraum über die erste Ölbohrung 62.1 mit der Ölableitungsbohrung 59.1 verbunden, wodurch in ihnen befindliches Hydraulikmedium drainiert wird.At the same time, the first 40.1, third 42.1 and fifth 53.1 pressure chambers are connected via the first oil hole 62.1 to the oil drainage hole 59.1, thereby draining hydraulic medium in them.

[0069] Fig. 3b zeigt die zweite Schaltstellung, die einer kurzen Pleuelstange 6.1 entspricht. Die Verbindungen sind umgekehrt zu denen in Fig. 3a, so dass die darin befüllten Druckräume 41.1, 43.1, 54.1, 52.1 nun mit der Ölableitungsbohrung 59.1 verbunden sind und die in Fig. 3a entleerten Druckräume 40.1,42.1, 53.1 mit der Ölzuführbohrung 58.1 verbunden sind.Fig. 3b shows the second switching position, which corresponds to a short connecting rod 6.1. The connections are inverse to those in FIG. 3a, so that the pressure chambers 41.1, 43.1, 54.1, 52.1 filled therein are now connected to the oil drainage hole 59.1 and the pressure chambers 40.1, 42.1, 53.1 emptied in FIG. 3a are connected to the oil supply bore 58.1 ,

[0070] Das Umschalten des hydraulischen Schaltelements 57.1 kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise hydraulisch über variable Öldrücke, mechanisch durch Ansteuerungen innerhalb oder außerhalb der Pleuelstange 6.1 oder z.B. durch magnetische Betätigung. Diese Schaltvarianten werden hier nicht weiter beschrieben.The switching of the hydraulic switching element 57.1 can take place in various ways, for example hydraulically via variable oil pressures, mechanically by controls inside or outside the connecting rod 6.1 or e.g. by magnetic actuation. These switching variants will not be described further here.

[0071] Das Befüllen und Drainieren der Druckräume wird durch die beim Betrieb der Verbrennungsmaschine 1 auftretenden Massenkräfte begünstigt, die förmlich ein „Einsaugen“ des Hydraulikmediums in die mit der Ölzuführbohrung 58.1 verbundenen Druckräume bewirkt und das Hydraulikmedium aus den zu drainierenden Druckräumen herauspresst.The filling and draining of the pressure chambers is facilitated by the mass forces occurring during operation of the internal combustion engine 1, which positively causes a "sucking" of the hydraulic medium into the pressure chambers connected to the oil supply bore 58.1 and presses out the hydraulic medium from the pressure chambers to be drained.

[0072] Um zu verhindern, dass zu befüllende Druckräume sich zu langsam füllen, weil Massenkräfte das Hydraulikmedium in die Ölzuführbohrung 58.1 zurückdrücken, weist das hydraulische Schaltelement 57.1 in dem zur Ölzuführbohrung 58.1 führenden Kanal ein Rückschlagventil 60.1 auf, das in Richtung der Ölzuführbohrung 58.1 schließt.In order to prevent pressure chambers to be filled from filling too slowly, because inertia forces the hydraulic medium back into the oil feed bore 58.1, the hydraulic switching element 57.1 in the channel leading to the oil feed bore 58.1 has a check valve 60.1 which closes in the direction of the oil feed bore 58.1 ,

[0073] Um des Weiteren Druckspitzen in Richtung der Druckräume 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1, insbesondere aber auch aus den Druckräumen in die Hydraulikmediumquelle -dabei kann es sich ja um das reguläre Ölsystem des Verbrennungsmotors 1 handeln - zu verhindern, sind in den Ölbohrungen 62.1, 62.2 Drosselelemente 56.1, 56.2, 56.3, 56.4, 56.5 vorgesehen. Im Folgenden wird die Montage der Pleuelstange 6.1 gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kurz beschrieben. Dabei wird in folgenden Schritten vorgegangen: Zuerst werden mindestens eine Kolbenstangendichtung und mindestens ein Kolbenstangenabstreifer im Bereich des ersten Kolbenstangenbauteils 29.1 sowie mindestens eine Kolbendichtung im Bereich des ersten Verstellkolbenbauteils 22.1 befestigt. Anschließend werden das erste Verstellkolbenbauteil 22.1 und das erste Kolbenstangenbauteil 29.1 in das erste Zylindergehäuse 35.1 mit der ersten Zylinderbohrung 33.1 eingesetzt. Im Anschluss daran werden mindestens eine Kolbenstangendichtung und mindestens ein Kolbenstangenabstreifer im Bereich des zweiten Kolbenstangenbauteils 30.1 montiert und mindestens eine Kolbenstangendichtung im Bereich des zweiten Verstellkolbenbauteils 23.1 befestigt. Nun werden die beiden Zylindergehäuse 35.1, 36.1 ineinander gesetzt. Anschließend werden das zweite Verstellkolbenbauteil 23.1 und das zweite Kolbenstangenbauteil 30.1 in das zweite Zylindergehäuse 36.1 mit der zweiten Zylinderbohrung 34.1 eingesetzt. Die Kolbenstangenbauteile 29.1, 30.1 werden nun miteinander bzw. mit den Verstellkolbenbauteilen 22.1,23.1 verbunden. Im Anschluss daran wird eine Verdrehsicherung, zum Beispiel ein Stift, zwischen dem Verstellkolben 21.1 und den Zylinderbohrungen 33.1, 34.1 montiert. Die vormontierte und am ersten Pleuelteil 17.1 befestigte Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 kann dann einer Funktionsprüfung unterzogen, bevor sie mit dem zweiten Pleuelteil 19.1 verbunden wird.In order further pressure peaks in the direction of the pressure chambers 40.1, 41.1, 42.1, 43.1, 53.1, 54.1, 52.1, but in particular also from the pressure chambers in the hydraulic medium source - it can indeed be the regular oil system of the internal combustion engine 1 - to prevent, are provided in the oil holes 62.1, 62.2 throttle elements 56.1, 56.2, 56.3, 56.4, 56.5. In the following, the assembly of the connecting rod 6.1 will be briefly described according to the embodiment shown in FIG. The procedure is as follows: First, at least one piston rod seal and at least one piston rod scraper in the region of the first piston rod component 29.1 and at least one piston seal in the region of the first adjusting piston component 22.1 are fastened. Subsequently, the first adjusting piston component 22.1 and the first piston rod component 29.1 are inserted into the first cylinder housing 35.1 with the first cylinder bore 33.1. Following this, at least one piston rod seal and at least one piston rod scraper are mounted in the region of the second piston rod component 30.1 and at least one piston rod seal is fastened in the region of the second adjusting piston component 23.1. Now the two cylinder housings 35.1, 36.1 are interlocked. Subsequently, the second adjusting piston component 23.1 and the second piston rod component 30.1 are inserted into the second cylinder housing 36.1 with the second cylinder bore 34.1. The piston rod components 29.1, 30.1 are now connected to one another or to the adjusting piston components 22.1, 23.1. Following this, an anti-twist device, for example a pin, is mounted between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bores 33.1, 34.1. The preassembled cylinder and piston unit 20.1 fastened to the first connecting rod part 17.1 can then be subjected to a functional test before it is connected to the second connecting rod part 19.1.

[0074] Die dargestellten Varianten der Verstellkolben 21.1 haben den Vorteil, dass die im Betrieb von derartigen längenverstellbaren Pleuelstangen auftretenden Drücke, die deutlich über 1000 bar liegen können, besser verteilt und bewältigt werden können. Das ist besonders bei Großmotoren, in Nutzfahrzeugen und ganz allgemein bei den immer mehr zunehmenden Spitzendrücken in modernen Verbrennungsmaschinen von Vorteil.The illustrated variants of the adjusting piston 21.1 have the advantage that occurring during operation of such length-adjustable connecting rods pressures that can be well over 1000 bar, better distributed and managed. This is particularly advantageous in large engines, in commercial vehicles and more generally in the increasingly increasing peak pressures in modern combustion engines.

[0075] Der Aufbau der Verstellkolben 21.1 ermöglicht des Weiteren das Einsparen von Dichtungen in der Zylinder-Kolben-Einheit 21.1 und damit eine raschere und kostengünstigere Fertigung sowie höhere Dauerhaltbarkeit durch Verschleißfestigkeit.The construction of the adjusting piston 21.1 further enables the saving of seals in the cylinder-piston unit 21.1 and thus a faster and more cost-effective production and higher durability by wear resistance.

[0076] Durch die gegenüber herkömmlichen Lösungen vergrößerten Flächen von Stirnseiten und Anschlägen ergeben sich außerdem größere hydraulische Wirkflächen, die insbesondere ein stabileres hydraulisches Arretieren der Pleuelstangen ermöglichen. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen haben im Betrieb auftretende Leckagen deutlich weniger Einfluss auf die Funktion und ein dadurch bewirktes „Einfedern“, also kleine Längenänderungen der Pleuelstange, können reduziert werden.By compared to conventional solutions enlarged surfaces of faces and attacks also results in larger hydraulic active surfaces that allow in particular a more stable hydraulic locking the connecting rods. In contrast to known solutions, leaks occurring during operation have significantly less influence on the function and a "compression" caused thereby, ie small changes in length of the connecting rod, can be reduced.

Claims

claims

1. Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with - a first connecting rod part (17.1, 17.2, 17.3) and a second connecting rod part (18.1, 18.2, 18.3), wherein the first connecting rod part (17.1, 17.2, 17.3) relative to the second connecting rod (18.1, 18.2, 18.3) is movable to adjust the length of the connecting rod (6.1, 6.2, 6.3), - at least one by means of engine oil of the internal combustion engine (1) hydraulically actuated cylinder Piston unit (20.1, 20.2, 20.3) in order to move the first connecting rod part (17.1, 17.2, 17.3) relative to the second connecting rod part (18.1, 18.2, 18.3), wherein the cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) at least one cylinder bore (33.1, 34.1), one in the cylinder bore (33.1, 34.1) long movably arranged adjusting piston (21.1), a piston rod (28.1) and at least one in the cylinder bore (33.1) provided first pressure chamber (40.1) for receiving engine oil includes, wherein the pressure chamber (40.1) one is limited by an end face (24.1) of the movable adjusting piston (21.1), and - a hydraulic switching element (57.1) for switching the inlet and outlet of the engine oil into or out of the pressure chamber (40.1), characterized in that the adjusting piston ( 21.1) is discontinued and has at least two further end faces (25.1, 26.1, 27.1), so that at least two further pressure chambers (41.1, 42.1, 43.1) are formed.

2. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to claim 1, characterized in that the adjusting piston (21.1) comprises at least two in the axial direction successively arranged adjusting piston components (22.1, 23.1).

3. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) comprises a further cylinder bore (34.1) and each adjusting piston component (22.1, 23.1) in a cylinder bore (33.1, 34.1) is arranged.

4. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston rod (28.1) comprises at least two in the axial direction one behind the other arranged piston rod components (29.1, 30.1).

5. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lower end (31.1) of the piston rod (28.1) is received in a recess (32.1) in the second connecting rod part (18.1).

6. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 5, characterized in that each cylinder bore (33.1, 34.1) has an integrated upper stop (37.1, 38.1) for the adjusting piston component (22.1, 23.1) arranged therein ,

7. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first and the second cylinder bore (33.1, 34.1) with the integrated stops (37.1, 38.1) each in a first and a second Cylinder housing (35.1, 36.1) are formed and the cylinder housing (35.1, 36.1) oil grooves (39.1) for oil supply to the respective pressure chambers (40.1,41.1, 42.1, 43.1) have.

8. length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cylinder-piston unit (20.1 20.2, 20.3) has a rotation, by means of a relative rotation between the at least one cylinder bore ( 33.1) and the adjusting piston (21.1) is prevented.

9. A method for mounting a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 8, characterized by the following steps in the order given: - Assembly of at least one piston rod seal and possibly at least one Kolbenstangenabstreifers in the region of the first piston rod component ( 29.1) and at least one piston seal in the region of the first adjusting piston component (22.1); Inserting the first adjusting piston component (22.1) and the first piston rod component (29.1) into the first cylinder bore (33.1) in the first cylinder housing (35.1); - Mounting at least one piston rod seal and possibly at least one Kolbenstangenabstreifers in the region of the second piston rod member (30.1) and at least one piston seal in the region of the second adjusting piston component (23.1); - Inserting the two cylinder housing (35.1, 36.1) into each other; Inserting the second adjusting piston component (23.1) and the second piston rod component (30.1) into the second cylinder bore (34.1) in the second cylinder housing (36.1); - Connecting the piston rod components (29.1, 30.1) with each other or with the adjusting piston (22.1, 23.1). - Connecting the second cylinder bore (34.1) with the second connecting rod part (18.1, 18.2, 18.3).

10. The method according to claim 9, characterized in that between the adjusting piston (21.1) and the cylinder bores (33.1, 34.1) an anti-rotation device is mounted.

11. The method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that before connecting the cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) with the second connecting rod part (18.1, 18.2, 18.3) is a functional test of the cylinder-piston unit (20.1, 20.2, 20.3) is performed.

12. Use of a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 8 in an internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3).

13. Internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) and with at least one adjustable compression ratio in a cylinder (2.1, 2.2, 2.3) and connected to the reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 8.

14. internal combustion engine (1) according to claim 13, characterized in that a timing drive with at least one timing chain (12), a tensioning and / or guide rail (15) and / or a chain tensioner (16) is provided or are the crankshaft (4) connects with at least one camshaft (14). 4 sheets of drawings