AT521887B1

AT521887B1 - System und Verfahren zum Einstellen einer wirksamen Länge einer Pleuelstange mittels Schmiermittelversorgung

Info

Publication number: AT521887B1
Application number: ATA51078/2018A
Authority: AT
Inventors: Rath Dipl Ing Martin
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2021-06-15
Also published as: AT521887A1; DE112019006024A5; WO2020113252A1; CN113383153A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (100) und ein Verfahren (110) zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) für eine Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) und einem solchen System (100). Die Pleuelstange (1) weist zumindest einen ersten Pleuelteil (4) und einen zweiten Pleuelteil (5) auf, die mittels einer Längenverstelleinrichtung (16) in Richtung einer Längsachse (1a) der Pleuelteile (4, 5) zu- und/oder ineinander verschiebbar sind. Dabei ist eine Schmiermittelversorgungsanordnung (101), über welche zumindest ein Kurbelwellenlager (K) und/oder Kurbelzapfenlager (3c) der Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel beschickbar ist, und eine Hydraulikzuleitung (13), über welche die Längenverstelleinrichtung (16) mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist, vorgesehen. Zudem ist eine Versorgungseinrichtung (37) vorgesehen, die ausgangsseitig sowohl mit der Schmiermittelversorgungsanordnung (101) als auch mit der Hydraulikzuleitung (13) strömungsverbindbar und dazu eingerichtet ist, das Schmiermittel eingangsseitig aus einem Schmiermittelreservoir (38) zu entnehmen und das dem Schmiermittelreservoir (38) entnommene Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung (101) und der Hydraulikzuleitung (13) aufzuteilen, indem ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers (K) und/oder Kurbelzapfenlagers (3c) in die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) geleitet wird und ein zweiter Anteil des Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung (13) zum Verschieben der beiden Pleuelteile (4, 5) zu- und/oder ineinander geleitet wird.

Description

Beschreibung

SYSTEM UND VERFAHREN ZUM EINSTELLEN EINER WIRKSAMEN LÄNGE EINER PLEUELSTANGE MITTELS SCHMIERMITTELVERSORGUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, sowie eine Brennkraftmaschine mit einer längenverstellbaren Pleuelstange und einem solchen System.

[0002] Um Brennkraftmaschinen hinsichtlich Emissionen und Verbrauch zu optimieren, werden zunehmend Varianten mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis untersucht. Durch Ändern der Verdichtung einer Brennkraftmaschine kann Volllast mit geringerem Verdichtungsverhältnis, Teillast und Starten mit erhöhtem Verhältnis gefahren werden. Dabei wird im Teillastbereich der Verbrauch verbessert, beim Start der Kompressionsdruck mit dem erhöhten Verdichtungsverhältnis gesteigert und bei hoher Leistung der Spitzendruck mit verringertem Verhältnis reduziert, sowie Klopfen verhindert.

[0003] Aus dem Dokument AT 511 803 B1 ist in diesem Zusammenhang beispielsweise eine längenverschiebbare Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen bekannt, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Pleuelteil ein Hochdruckraum aufgespannt ist, in den ein erster Olkanal einmündet.

[0004] Die DE 101 51 508 A1 beschreibt einen hydraulischen Kreis mit Akkumulator zum Entriegeln eines Verriegelungsmechanismus einer Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit variablem Kompressionsverhältnis.

[0005] Vergleichbare Lösungen bei Kolben mit gegeneinander verstellbaren Kolbenteilen zum Variieren eines Verdichtungsverhältnisses zeigen die Dokumente US 2015/167561 A1 und JP S6390039 U.

[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System und Verfahren zur Einstellung einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange sowie eine entsprechende Brennkraftmaschine anzugeben. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, die hydraulische Betätigung einer Längenverstelleinrichtung zu vereinfachen.

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System und ein Verfahren zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, sowie eine Brennkraftmaschine mit einer längenverstellbaren Pleuelstange und einem solchen System.

[0008] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, wobei die Pleuelstange zumindest einen ersten Pleuelteil und einen zweiten Pleuelteil aufweist. Die beiden Pleuelteile sind vorzugsweise mittels einer, insbesondere hydraulisch betätigbaren, Längenverstelleinrichtung in Richtung einer Längsachse der Pleuelteile, insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar. Dabei ist in bevorzugter Weise eine Schmiermittelversorgungsanordnung, über welche zumindest ein Kurbelwellenlager und/oder Kurbelzapfenlager der Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel beschickbar ist, und eine Hydraulikzuleitung, über welche die Längenverstelleinrichtung mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist, vorgesehen. Zudem kann eine Versorgungseinrichtung vorgesehen sein, die ausgangsseitig sowohl mit der Schmiermittelversorgungsanordnung als auch mit der Hydraulikzuleitung strömungsverbindbar ist. Die Versorgungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das Schmiermittel eingangsseitig aus einem Schmiermittelreservoir zu entnehmen und das dem Schmiermittelreservoir entnommene Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung und der Hydraulikzuleitung aufzuteilen, indem ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers und/oder Kurbelzapfenlagers in die Schmiermittelversorgungsanordnung geleitet wird und

ein zweiter Anteil des Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung zum Verschieben der beiden Pleuelteile zu- und/oder ineinander geleitet wird. Bei dem Schmiermittel kann es sich beispielsweise um Motoröl handeln.

[0009] Vorzugsweise bilden der zweite Pleuelteil, welcher insbesondere ein großes Pleuelauge zur Verbindung mit einer Kurbelwelle aufweist, und der erste Pleuelteil, welcher insbesondere ein kleines Pleuelauge zur Verbindung mit einem Kolben aufweist, dabei eine erste Hydraulikkammer, die in einer ersten, insbesondere langen, Schaltstellung der Pleuelstange maximal (also vollständig) mit einem Hydraulikmedium befüllt ist, und eine zweite Hydraulikkammer, die in einer zweiten, insbesondere kurzen, Schaltstellung maximal (also vollständig) mit dem Hydraulikmedium befüllt ist. Uber die Hydraulikzuleitung sind die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer in bevorzugter Weise selektiv mit dem Hydraulikmedium beschickbar. Die Versorgungseinrichtung ist dabei insbesondere dazu eingerichtet, das Hydraulikmedium in die Hydraulikzuleitung zum Uberführen der Pleuelstange von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung und/oder zum Aufrechterhalten der zweiten Schaltstellung zu leiten.

[0010] Eine wirksame Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange im Sinne der Erfindung ist insbesondere der Abstand zwischen einer Drehsymmetrieachse eines kleinen Pleuelauges zur Verbindung mit einem Kolben und einer Drehsymmetrieachse eines großen Pleuelauges zur Verbindung mit einer Kurbelwelle.

[0011] Bei einer Längsachse der Pleuelteile im Sinne der Erfindung handelt es sich insbesondere um eine Längsachse der längenverstellbaren Pleuelstange.

[0012] Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Ansatz, Schmiermittel aus einem allgemeinen Schmiermittelreservoir, z.B. mittels einer Pumpe, zu entnehmen und dann, in eine Schmiermittelversorgungsanordnung zum Schmieren wenigstens eines Kurbelwellen- und/oder Kurbelzapfenlagers und/oder in eine Hydraulikzuleitung zum Verschieben von zwei Pleuelteilen einer längenverstellbaren Pleuelstange zu- und/oder ineinander zu leiten. Dazu ist eine Versorgungseinrichtung vorgesehen, die in bevorzugter Weise dazu eingerichtet ist, das entnommene Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung, z.B. einer Hauptölgalerie, und der Hydraulikzuleitung aufzuteilen. Die Versorgungseinrichtung kann z.B. als Mengenteiler ausgebildet sein oder einen solchen aufweisen und/oder dazu eingerichtet sein, die Menge des in die Schmiermittelversorgungsanordnung und in die Hydraulikzuleitung geleiteten Schmiermittels, vorzugsweise individuell bzw. unabhängig voneinander, zu regulieren. Die Versorgungseinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den Fluss des Schmiermittels in der bzw. in die Hydraulikzuleitung derart zu regulieren, insbesondere zu erhöhen bzw. zu vermindern, dass ein zum Wechseln zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung notwendiger Druckanstieg bzw. Druckabfall realisiert wird.

[0013] Die Erfindung erlaubt es somit, eine mittels Schmieröl hydraulisch betätigbare Längenverstelleinrichtung in die Schmiermittelversorgung einer Brennkraftmaschine zu integrieren. Dadurch, dass die entnommene, z.B. aus dem Schmiermittelreservoir herausgepumpte, Menge an Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung und der Hydraulikzuleitung aufgeteilt wird, kann die Anzahl der benötigten Bauteile zur Versorgung der Längenverstelleinrichtung mit als Hydraulikmedium eingesetztem Schmiermittel vorteilhaft reduziert werden. Die Versorgungseinrichtung erlaubt es insbesondere, lediglich eine einzige Pumpe, z.B. die konventionelle Motorölpumpe, zum Pumpen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelreservoir sowohl in die Schmiermittelversorgungsanordnung als auch in die Hydraulikzuleitung vorzusehen. Somit kann auf eine (elektrische) Zusatzpumpe, welche in konventionellen Systemen zur Regulierung des Drucks in der Hydraulikzuleitung zur Betätigung der Längenverstelleinrichtung vorgesehen ist, verzichtet werden. Dies verringert nicht nur den Platzbedarf des Systems, sondern erhöht auch den Wirkungsgrad der mit dem System ausgestatteten Brennkraftmaschine, da die durch die Zusatzpumpe erzeugte Reibung wegfällt. Nicht zuletzt können dadurch auch die Kosten eines solchen Systems reduziert werden.

[0014] Insgesamt erlaubt es die Erfindung, ein verbessertes System und Verfahren zur Einstellung der wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange sowie eine entsprechende

Brennkraftmaschine anzugeben. Insbesondere kann durch die Erfindung eine Integration einer, insbesondere hydraulisch betätigbaren, Längenverstelleinrichtung in die Schmiermittelversorgung einer Brennkraftmaschine verbessert, insbesondere vereinfacht, werden.

[0015] Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.

[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Versorgungseinrichtung eine Pumpe auf, die dazu eingerichtet ist, das Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir zu entnehmen und, insbesondere den zweiten Anteil des Schmiermittels, mit einem Ausgangsdruck, insbesondere zum Verschieben der beiden Stangenteile zu- und/oder ineinander, zu beaufschlagen. Dabei kann die Pumpe insbesondere dazu eingerichtet sein, die Fördermenge des Schmiermittels aus dem Schmiermittelreservoir zum Verschieben der beiden Stangenteil zu- und/oder ineinander zu erhöhen bzw. zu verringern. Mit anderen Worten ist die Pumpe vorzugsweise dazu eingerichtet, die Fördermenge zum Betätigen der Längenverstelleinrichtung zu regulieren. Dadurch kann der zum Betätigen der Längenverstelleinrichtung notwendige (Ausgangs-) Druck, insbesondere das Druckniveau in der Hydraulikzuleitung, auf einfache Weise eingestellt werden.

[0017] Dabei ist die Pumpe, z.B. eine konventionelle Motorölpumpe, wie sie in Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine üblicherweise vorgesehen ist, in bevorzugter Weise steuerbar, etwa mittels eines Motorsteuergeräts (ECU), um das zur Betätigung der Längenverstelleinrichtung notwendige Druckniveau einzustellen.

[0018] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpe eine erste Pumpanordnung, die, insbesondere ausgangsseitig, mit der Schmiermittelversorgungsanordnung strömungsverbindbar ist, eine zweite Pumpanordnung, die, insbesondere ausgangsseitig, mit der Hydraulikzuleitung strömungsverbindbar ist, und einen gemeinsamen Antrieb zum Antreiben der ersten und zweiten Pumpanordnung auf. Vorzugsweise ist dabei jede der beiden Pumpanordnungen individuell steuerbar, etwa mittels eines Motorsteuergeräts. Auf diese Weise können zwei bezüglich der Anteile des in die Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. Hydraulikzuleitung geleiteten Schmiermittels getrennt regelbare Ausgänge der Versorgungseinrichtung gebildet werden, z.B. ohne dass zusätzlich Bauraum für einen weiteren Antrieb benötigt wird. Das aus dem Schmiermittelreservoir entnommene Schmiermittel, insbesondere dessen Druck in der Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. Hydraulikzuleitung, kann dadurch besonders präzise und unabhängig von der Aufteilung in die Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. Hydraulikzuleitung dosiert werden.

[0019] Die erste und zweite Pumpanordnung können beispielsweise exzentrisch zu einem Stator einer Drehschieberpumpe bzw. Flügelzellenpumpe angeordnete Rotoren aufweisen. Dabei ist die Drehschieberpumpe bzw. Flügelzellenpumpe vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Exzentrizität des Rotors der ersten Pumpanordnung und des Rotors der zweiten Pumpanordnung getrennt einstellbar sind, so dass an den Ausgangsseiten der beiden Pumpanordnungen zwei unterschiedliche Volumenströme realisiert werden können.

[0020] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Versorgungseinrichtung eine, insbesondere stromabwärts der Pumpe angeordnete, Teileranordnung auf, die dazu eingerichtet ist, den Fluss des mit dem Ausgangsdruck beaufschlagten Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung und/oder den Fluss des Hydraulikmediums in die Hydraulikzuleitung zum Verschieben der beiden Stangenteile zu- und/oder ineinander zu regulieren, insbesondere aktiv, z.B. in Abhängigkeit des Ausgangsdrucks. Dabei kann die Teileranordnung insbesondere das Verhältnis zwischen dem Fluss in die Schmiermittelversorgungsanordnung und dem Fluss in die Hydraulikzuleitung einstellen. Mit anderen Worten kann die Teileranordnung das aus dem Schmiermittelreservoir entnommene, z.B. mittels der Pumpe gepumpte und mit dem Ausgangsdruck beaufschlagte, Schmiermittel in den ersten Anteil und den zweiten Anteil aufteilen, z.B. um die Druckniveaus in der Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. der Hydraulikzuleitung zu regulieren. Das Aufteilen des Schmiermittels zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung

und der Hydraulikzuleitung kann dadurch besonders effizient erfolgen.

[0021] Ein Fluss des Schmiermittels im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Menge des pro Zeiteinheit durch einen Abschnitt der Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. Hydraulikzuleitung fließenden Schmiermittels. Eine Erhöhung des Flusses in die Hydraulikzuleitung korrespondiert dabei in bevorzugter Weise mit einer Erhöhung des Ausgangsdrucks.

[0022] Die Teileranordnung ist in bevorzugter Weise, etwa durch ein Motorsteuergerät, steuerbar, um den Fluss des Schmiermittels, insbesondere in die Schmiermittelversorgungsanordnung und/oder die Hydraulikzuleitung, zu regulieren.

[0023] Die Teileranordnung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, den Fluss des Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung derart zu steuern, dass eine ausreichende Menge an Schmiermittel in den Kurbelwellenlagern und/oder Kurbelzapfenlagern bereitgestellt wird. Die Teileranordnung kann insbesondere dafür sorgen, dass der Fluss in die Schmiermittelversorgungsanordnung unabhängig vom Ausgangsdruck konstant bleibt.

[0024] Alternativ oder zusätzlich kann die Teileranordnung dazu eingerichtet sein, den Fluss des Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung derart zu steuern, dass bei einer Erhöhung des Ausgangsdrucks ein größerer Anteil des Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung und bei einer Verringerung des Ausgangsdrucks ein geringerer Anteil des Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung geleitet wird. Dadurch kann die Längenverstelleinrichtung zuverlässig betätigt werden.

[0025] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Teileranordnung ein der Schmiermittelversorgungsanordnung zugeordnetes erstes Stromventil und ein der Hydraulikzuleitung zugeordnetes zweites Stromventil auf. Die Stromventile können insbesondere als Drosselventile, Blendenventile und/oder dergleichen ausgebildet sein. Dadurch ist die Fördermenge des Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. Hydraulikzuleitung zuverlässig steuerbar. Z.B. kann in dieser Weise der Druck des Schmiermittels in der Schmiermittelversorgungsanordnung durch Drosselung des Ausgangsdrucks mittels des ersten Stromventils auf ein gewünschtes bzw. vorgegebenes Druckniveau gesenkt werden, während in der Hydraulikzuleitung, insbesondere durch entsprechende Konfiguration des zweiten Stromventils, eine Steigerung des Drucks ermöglicht wird.

[0026] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hydraulikzuleitung zum Beschicken der Längenverstelleinrichtung mit dem wenigstens einen Kurbelwellenlager strömungsverbunden. Die Schmiermittelversorgungsanordnung weist dabei vorzugsweise wenigstens ein Rückschlagventil auf, das dazu eingerichtet, insbesondere derart angeordnet, ist, einen Abfluss des über die Hydraulikzuleitung in das wenigstens eine Kurbelwellenlager geleiteten Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung zu verhindern. Die Hydraulikzuleitung weist dabei in bevorzugter Weise wenigstens einen Zuleitungskanal auf, der in der Kurbelwelle von dem wenigstens einen Kurbelwellenlager zu einem Kurbelzapfenlager verläuft, wo mittels des als Hydraulikmedium eingesetzten, gegebenenfalls unter Druck gesetzten Schmiermittels die Längenverstelleinrichtung betätigbar ist. Durch das wenigstens eine Rückschlagventil kann dabei ein Druckabfall in der Hydraulikzuleitung bzw. im Kurbelzapfenlager, der eine zuverlässige Betätigung der Längenverstelleinrichtung unmöglich macht oder zumindest erschwert, vermieden werden.

[0027] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schmiermittelversorgungsanordnung mit einer ersten Gruppe von Kurbelwellenlagern strömungsverbunden. Die Hydraulikzuleitung zum Beschicken der Längenverstelleinrichtung ist dabei vorzugsweise mit einer zweiten Gruppe von Kurbelwellenlagern strömungsverbunden, wobei die erste Gruppe kein Kurbelwellenlager der zweiten Gruppe enthält und die Versorgungseinrichtung dazu eingerichtet ist, neben der ersten Gruppe von Kurbelwellenlagern über die Schmiermittelversorgungsanordnung auch die zweite Gruppe von Kurbelwellenlagern über die Hydraulikzuleitung mit dem Schmiermittel zu schmieren. Dadurch wird der Aufbau der Schmiermittelversorgungsanordnung vereinfacht, da Olzuleitungen zu der zweiten Gruppe von Kurbelwellenlagern eingespart werden können.

[0028] Die Versorgungseinrichtung ist dabei in bevorzugter Weise dazu eingerichtet, unabhängig

vom Schaltzustand der Pleuelstange einen Anteil des aus dem Schmiermittelreservoir entnommenen Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung zu leiten, um die Schmierung der zweiten Gruppe von Kurbelwellenlagern sicherstellen zu können.

[0029] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, wobei die Pleuelstange zumindest einen ersten Pleuelteil und einen zweiten Pleuelteil aufweist. Die beiden Pleuelteile sind dabei vorzugsweise mittels einer, insbesondere hydraulisch betätigbaren, Längenverstelleinrichtung in Richtung einer Längsachse der Pleuelteile, Insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar. Im Rahmen des Verfahrens wird in bevorzugter Weise ein Schmiermittel mittels einer Versorgungseinrichtung aus einem Schmiermittelreservoir entnommen, wobei die Versorgungseinrichtung ausgangsseitig sowohl mit einer Schmiermittelversorgungsanordnung, über welche zumindest ein Kurbelwellenlager und/oder Kurbelzapfenlager der Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel beschickbar ist, als auch mit einer Hydraulikzuleitung, über welche die Längenverstelleinrichtung mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist, strömungsverbindbar ist. Ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers und/oder Kurbelzapfenlagers kann in die Schmiermittelversorgungsanordnung geleitet werden, und ein zweiter Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Verschieben der beiden Pleuelteile zu- und/oder ineinander kann in die Hydraulikzuleitung geleitet werden.

[0030] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, mit einer längenverstellbaren Pleuelstange, die zumindest einen ersten Pleuelteil und einen zweiten Pleuelteil aufweist, wobei die beiden Pleuelteile mittels einer, insbesondere hydraulisch betätigbaren, Längenverstelleinrichtung in Richtung einer Längsachse der Pleuelteile, insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar sind, und einem System nach dem ersten Aspekt der Erfindung.

[0031] Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, zumindest wo technisch sinnvoll, auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.

[0032] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen wenigstens teilweise schematisch:

[0033] Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer längenverstellbaren Pleuelstange in einem Längsschnitt;

[0034] Fig. 2a ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Längenverstelleinrichtung für eine längenverstellbare Pleuelstange in einer ersten Schaltstellung;

[0035] Fig. 29 die Längenverstelleinrichtung aus Fig. 2a in einer zweiten Schaltstellung; [0036] Fig. 3 ein erfindungsgemäßes System gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung;

[0037] Fig. 4 ein erfindungsgemäßes System gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung; und

[0038] Fig. 5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0039] Figur 1 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange 1 für eine Hubkolbenmaschine, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, mit einem kleinen Pleuelauge 2 für ein nicht weiter dargestelltes Kolbenbolzenlager und einem großen Pleuelauge 3 für ein nicht weiter dargestelltes Kurbelzapfenlager einer Brennkraftmaschine. Die Drehsymmetrieachsen des kleinen bzw. großen Pleuelauges 2, 3 sind mit 2a bzw. 3a bezeichnet. Die Längsachse der Pleuelstange 1 ist mit 1a, eine auf die Drehsymmetrieachsen 2a und 3a des kleinen und großen Pleuelauges 2, 3 normal stehende und die Längsachse 1a der Pleuelstange 1 beinhaltende Längsmittelebene - die Schwingebene - der Pleuelstange 1 ist mit £ bezeichnet.

[0040] Die Pleuelstange 1 weist einen oberen ersten Pleuelteil 4 mit dem kleinen Pleuelauge 2 und einen unteren zweiten Pleuelteil 5 mit dem großen Pleuelauge 3 auf. Der erste Pleuelteil 4 ist gegenüber dem zweiten Pleuelteil 5 zwischen einer mit einer ausgezogenen Lage korrespondierenden ersten Schaltstellung und einer in Fig. 1 dargestellten, mit einer eingeschobenen Lage korrespondierenden zweiten Schaltstellung um einen Verstellbereich AL in Richtung der Längsachse 1a der Pleuelstange 1 verstellbar. Im oberen ersten Pleuelteil 4 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Kolbenelement 6 beispielsweise mit einer durch eine Innensechskantschraube gebildeten Befestigungsschraube 7 befestigt.

[0041] Das Kolbenelement 6 ist in einem Führungszylinder 8 des unteren zweiten Pleuelteils 5 der Pleuelstange 1 axial verschiebbar geführt, wobei zwischen einer dem großen Pleuelauge 3 zugewandten ersten Stirnfläche 6a des Kolbenelementes 6 und dem zweiten Pleuelteil 5 in zumindest einer Lage der beiden Pleuelteile 4, 5 eine erste Hydraulikkammer 9 aufgespannt wird. Das als Stufenkolben ausgebildete Kolbenelement 6 weist eine dem kleinen Pleuelauge 2 zugewandte zweite Stirnfläche 6b auf, welche an eine zweite Hydraulikkammer 10 grenzt, deren zylindrische Mantelfläche vom Führungszylinder 8 des zweiten Pleuelteils 5 gebildet wird. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein Kolben - im vorliegenden Fall ein "zweiseitig wirkender Kolben" - mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden, wobei eine der Wirkflächen (hier: die gegen die zweite Hydraulikkammer 10 orientierte Wirkfläche) als Ringfläche und die andere Wirkfläche als Kreisfläche ausgebildet ist. Durch die unterschiedlichen Wirkflächen lassen sich verschiedene Druckverhältnisse realisieren.

[0042] Die erste und zweite Stirnfläche 6a, 6b bilden Druckangriffsflächen für ein in die Hydraulikkammern 9, 10 geleitetes und unter Druck stehendes Hydraulikmedium, beispielsweise Motoröl oder ein anderes Schmiermittel.

[0043] In die erste Hydraulikkammer 9 mündet ein erster Ölkanal 11 und in die zweite Hydraulikkammer 10 ein zweiter Olkanal 12 ein, über die Schmiermittel zu-/abgeführt werden kann.

[0044] Die Ölversorgung des ersten und zweiten Ölkanals 11, 12 erfolgt über die Hydraulikzuleitung 13, welche vom Pleuellager 3b des großen Pleuelauges 3 ausgeht und somit mit dem nicht weiter dargestellten Kurbelzapfenlager strömungsverbunden ist, sowie über mit der Hydraulikzuleitung 13 verbundene Verbindungskanäle 14, 15.

[0045] Zur Steuerung der Drücke in der ersten und zweiten Hydraulikkammer 9, 10 ist eine Längenverstelleinrichtung 16 in der Pleuelstange 1, und zwar im unteren zweiten Pleuelteil 5, vorgesehen, welche im Strömungsweg zwischen dem ersten Verbindungskanal 14 und dem ersten Olkanal 11 ein erstes Ventil 17 mit einem ersten Ventilraum 18 aufweist, in welchem ein durch eine erste Ventilfeder 19 vorgespannter erster Ventilkörper 20 gegen einen ersten Ventilsitz 21 gedrückt wird. In den ersten Ventilraum 18 mündet der erste Olkanal 11 ein. Weiterhin weist die Längenverstelleinrichtung 16 ein zweites Ventil 22 mit einem zweiten Ventilraum 23 auf, in welchem ein durch eine zweite Ventilfeder 24 vorgespannter zweiter Ventilkörper 25 gegen einen zweiten Ventilsitz 26 gedrückt wird, wobei der zweite Olkanal 12 in den zweiten Ventilraum 23 einmündet. Weiterhin weist die Längenverstelleinrichtung 16 eine Verbindungseinrichtung 27 zwischen dem ersten Ventil 17 und dem zweiten Ventil 22 mit zumindest einem Verbindungselement 28 auf, welches in den Ausführungsbeispielen durch eine normal zur Längsachse 1a, insbesondere in einer Längsmittelebene € der Pleuelstange 1 angeordnete Verbindungsstange 29 gebildet ist. Das Verbindungselement 28 ist fest mit einem in einem Steuerzylinder 30 verschiebbaren Steuerkolben 31 verbunden. Der durch eine Rückstellfeder 32 federbelastete Steuerkolben 31 grenzt an einen Steuerraum 33, in den eine mit der Hydraulikzuleitung 13 bzw. dem Verbindungskanal 15 verbundene Steuerleitung 34 einmündet. Die Ventilkörper 20 bzw. 25 und die Verbindungseinrichtung 27 sind getrennte Bauteile. Dadurch ist die Verbindungseinrichtung 27 in zumindest einer in Figur 2a gezeigten ersten Verschiebestellung des Verbindungselementes 28 vom zweiten Ventilkörper 25 und in einer in Figur 2b gezeigten zweiten Verschiebestellung vom ersten Ventilkörper 20 beabstandet.

[0046] Die ersten und zweiten Ventilkörper 20, 25 der ersten und zweiten Ventile 17, 22 werden bevorzugt durch Kugeln gebildet.

[0047] Durch die Ventilkörper 20, 25 der ersten und zweiten Ventile 17, 22 werden die Strömungsverbindungen zwischen dem ersten Zuführkanal 14 und dem ersten Ölkanal 11 bzw. zwischen dem zweiten Zuführkanal 15 und dem zweiten Olkanal 12 geöffnet oder verschlossen. Der beispielsweise aus Kunststoff bestehende Steuerkolben 31 wird von einem Ausgangsdruck in der Hydraulikzuleitung 13, z.B. vom Öldruck der Brennkraftmaschine, betätigt.

[0048] Wenn der Öldruck - beispielsweise bei Leichtlast - unter einem definierten Ansprechdruck (von zum Beispiel 1,8 bar) gehalten wird, bleibt der Steuerkolben 31 in seiner in Figur 2b dargestellten zweiten Stellung stehen, weil die Federkraft der Rückstellfeder 32 größer ist als die Kraft auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 31 als Folge des Öldrucks in der Steuerleitung 34. In diesem Fall hält die Verbindungsstange 29, die mit dem Steuerkolben 31 fest - beispielsweise durch einen Presssitz - verbunden ist, den Ventilkörper 25 für die Verbindung zur zweiten Hydraulikkammer 10 über den zweiten Olkanal 12 geöffnet, während der erste Ventilkörper 20 des ersten Ventils 17 für die Verbindung zur ersten Hydraulikkammer 9 durch die erste Ventilfeder 19 geschlossen bleibt.

[0049] Während der Hubbewegung wirkt im Bereich des oberen Totpunktes des nicht weiter dargestellten Kolbens eine Massenkraft auf die Pleuelstange 1, welche den ersten Pleuelteil samt Kolben 6 - in Figuren 1, 2a und 2b betrachtet - und damit das kleine Auge nach oben zieht. Dabei wird Ol über das eigentlich geschlossene erste Ventil 21 angesaugt, indem der erste Ventilkörper 20 durch die in der ersten Hydraulikkammer 9 entstehende Sogwirkung entgegen der Rückstellkraft der ersten Ventilfeder 19 angehoben wird; die untere erste Hydraulikkammer 9 füllt sich dabei über den ersten Olkanal 11 mit Ol, während Ol aus der oberen zweiten Hydraulikkammer 10 in den zweiten Olkanal 12 gepresst wird. Die Pleuelstange 1 wird dadurch länger. Der Ölfluss in den Olkanälen 11, 12 ist durch Pfeile in Figur 2b dargestellt.

[0050] Wenn der Öldruck bei höherer Motorlast auf ein höheres Niveau steigt, wird die Rückstellfeder 32 des Steuerkolbens 31 komprimiert, wobei sich der Steuerkolben 31 bis zu einem linken Anschlag des Steuerzylinders 30 bewegt.

[0051] In dieser Stellung drückt die Verbindungsstange 29 den ersten Ventilkörper 20 des ersten Ventils 17 auf, welches die untere erste Hydraulikkammer 9 mit dem Olversorgungskanal 13 verbindet. Dadurch kann das Ol aus der ersten Hydraulikkammer 9 in die Hydraulikzuleitung 13 und somit weiter ins Olversorgungssystem zurückfließen. Da die Verbindungsstange 29 vom zweiten Ventilkörper 25 abgehoben ist und somit der zweite Ventilkörper durch die Rückstellkraft der zweiten Ventilfeder 24 auf den zweiten Ventilsitz 26 gepresst ist, ist das zweite Ventil 22 geschlossen; bei jeder Zündung wird der Kolben 6 heruntergedrückt und Ol in die zweite Hydraulikkammer 10 durch die Sogwirkung in der zweiten Hydraulikkammer 10 über das eigentlich geschlossene zweite Ventil 22 durch den entgegen der Kraft der zweiten Ventilfeder 24 abhebenden zweiten Ventilkörper 25 angesaugt bis die zweite Hydraulikkammer 10 mit Ol gefüllt ist. Die Strömung des ÖOls ist durch Pfeile in Figur 2a angedeutet. In dieser Position ist die Pleuelstange 1 kürzer.

[0052] Wenn der Öldruck im Öl- bzw. Schmiermittelsystem wieder gesenkt wird, expandiert die Rückstellfeder 32 des Steuerkolbens 31 (Figur 2b) und der Steuerkolben 31 rückt - wie in Figur 2b betrachtet - nach rechts, wobei das zweite Ventil 22 für die zweite Hydraulikkammer 10 geöffnet und das erste Ventil 17 für die erste Hydraulikkammer 9 geschlossen wird. Die erste Hydraulikkammer 9 pumpt sich wieder in der beschriebenen Weise durch die auf den zweiten Pleuelteil und das Kolbenelement 6 im oberen Totpunkt des Kolbens wirkenden Massenkräfte auf und die Pleuelstange 1 wird wieder länger.

[0053] Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes System 100 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung. Eine Schmiermittelversorgungsanordnung 101 ist dazu eingerichtet, Kurbelwellenlager K einer Kurbelwelle 50 mit einem Schmiermittel, z.B. Ol, etwa Motoröl, zu versorgen. Die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 weist dazu eine Hauptölleitung 102 auf, von der Ölzuleitungen 102a zu den Kurbelwellenlagern K abzweigen. Kurbelzapfenlager 3c der Kurbelwelle 50 sind mit den Kurbelwellenlagern K über in der Kurbelwelle 50 verlaufende und als gestrichelte Linie angedeutete Zuleitungskanäle 104 strömungsverbunden, so dass auch die Kurbelzapfenlager 3c mit dem Schmiermittel versorgt werden können. An den derart mit dem Öl geschmierten Kurbel-

zapfenlagern 3c der Kurbelwelle 50 ist jeweils eine längenverstellbare Pleuelstange (siehe Figur 1) mittels eines großen Pleuelauges schwenkbar gelagert.

[0054] Wie im Zusammenhang mit Figur 1 ausführlich erläutert, kann die, insbesondere wirksame, Länge der längenverstellbaren Pleuelstangen über den Öldruck in den Kurbelzapfenlagern 3c, mit dessen Hilfe Längenverstelleinrichtungen (siehe Figuren 1, 2a und 2b) in den Pleuelstangen betätigt und so erste und zweite Hydraulikkammern in den Pleuelstangen selektiv mit dem Ol beschickt werden können, reguliert werden. Dazu ist eine Hydraulikzuleitung 13 vorgesehen, welche das Schmiermittel, mit dem die Kurbelwellenlager K und die Kurbelzapfenlager 3c geschmiert werden, als Hydraulikmedium unter oder auf einem zur Betätigung der Längenverstelleinrichtungen notwendigen Druck bzw. Druckniveau bereitzustellen.

[0055] Um zu verhindern, dass das über die Hydraulikzuleitung 13 in zwei der Kurbelwellenlager K eingeleitete Schmiermittel bei dem zum Betätigen der Längenverstelleinrichtungen notwendigen Druck in die Olzuleitungen 102a abfließt und damit der Druck in den Kurbelzapfenlagern 3c abfällt, sind in den Olzuleitungen 102a, die in den beiden Kurbelwellenlagern K münden, die auch mit der Hydraulikzuleitung 13 strömungsverbunden sind, Rückschlagventile 103 vorgesehen.

[0056] Es ist auch denkbar, dass die beiden Ölzuleitungen 102a, in denen die Rückschlagventile 103 angeordnet sind und die in die beiden Kurbelwellenlager K münden, mit denen die Hydraulikzuleitung 13 strömungsverbunden ist, entfallen. In diesem Fall münden die verbleibenden Ölzuleitungen 102a in Kurbelwellenlagern K einer ersten Gruppe und die Hydraulikzuleitung 13 ist mit Kurbelwellenlagern K einer zweiten Gruppe strömungsverbunden, wobei die beiden Gruppen kein gemeinsames Kurbelwellenlager K aufweisen. Dabei sollte sichergestellt werden, dass über die Hydraulikzuleitung 13 nicht nur als Hydraulikmedium eingesetztes Schmiermittel zum Betätigen der Längenverstelleinrichtungen, sondern auch zum Schmieren der Kurbelwellenlager K und Kurbelzapfenlager 3c bereitgestellt wird.

[0057] Das Schmiermittel bzw. Hydraulikmedium kann dabei mittels einer Versorgungseinrichtung 37 aus einem Schmiermittelreservoir 38 entnommen werden, mit dem die Versorgungseinrichtung 37 auf ihrer Eingangsseite strömungsverbindbar ist. Bei dem Schmiermittelreservoir 38 handelt es sich vorzugsweise um eine konventionelle Motorölwanne. Die Versorgungseinrichtung 37 ist zudem in bevorzugter Weise dazu eingerichtet, das dem Schmiermittelreservoir 38 entnommene Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und der Hydraulikzuleitung 13 aufzuteilen, indem ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101, insbesondere in die Hauptölleitung 102, geleitet wird, und ein zweiter Anteil des entnommenen Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung 13 geleitet wird.

[0058] Die Versorgungseinrichtung 37 weist zu diesem Zweck in bevorzugter Weise eine Pumpe 35 auf, welche das Schmiermittel eingangsseitig im Schmiermittelreservoir 38 ansaugt und/oder ausgangsseitig mit einem Ausgangsdruck beaufschlagt. Der Schmiermitteldruck, insbesondere Öldruck, im Schmiermittelreservoir 38 hängt dabei im Wesentlichen von der Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Kurbelwelle 50 ab. Die Pumpe 35 kann deshalb insbesondere dazu eingerichtet sein, den Ausgangsdruck unabhängig vom im Schmiermittelreservoir 38 vorliegenden Schmiermittel- bzw. Motoröldruck zu erzeugen. In bevorzugter Weise ist die Pumpe 35 dazu eingerichtet, das Schmiermittel mit einem Ausgangsdruck zu beaufschlagen, der über dem Schmiermittel- bzw. Motoröldruck im Schmiermittelreservoir 38 liegt.

[0059] Die Versorgungseinrichtung 37 weist zudem eine Teileranordnung 39 auf, die dazu eingerichtet ist, den Fluss, insbesondere des mit dem Ausgangsdruck beaufschlagten, Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und/oder die Hydraulikzuleitung 13 zu regulieren. Wie in Figur 3 gezeigt, kann die Teileranordnung 39 dazu jeweils ein regelbares Stromventil 39a, 39b aufweisen, mit dem die Fördermenge des in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 bzw. die Hydraulikzuleitung 13 eingeleiteten Schmiermittels und damit auch der Druck in der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 bzw. der Hydraulikzuleitung 13 reguliert werden kann. Die Stromventile 39a, 39b können beispielsweise als Drosselventile ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, statt der Stromventile 39a, 39b auch Blendenventile vorzusehen. Alternativ könnte die Teileranordnung 36 auch als Zahnradmengenteiler ausgebildet sein.

[0060] Die Versorgungseinrichtung 37 kann vorzugsweise von einer Steuerungseinrichtung 36, etwa einem Motorsteuergeräts (ECU), gesteuert werden, insbesondere um den ersten Anteil des aus dem Schmiermittelreservoir 38 entnommenen Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und/oder den zweiten Anteil des aus dem Schmiermittelreservoir 38 entnommenen Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung 13 zu regulieren. Erhöht sich beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. Kurbelwelle 50 und steigt somit der Schmiermitteldruck im Schmiermittelreservoir 38, kann beispielsweise die Pumpleistung der Pumpe 35 reduziert werden, um einen konstanten Ausgangsdruck in der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und/oder der Hydraulikzuleitung 13 sicherzustellen. Soll dagegen der Druck in der Hydraulikzuleitung 13 zur Betätigung der Längenverstelleinrichtung erhöht, z.B. auf oder über ein vorgegebenes Druckniveau gehoben, werden, kann z.B. die Pumpe 35 zur Erzeugung eines erhöhten Ausgangsdrucks, das erste Stromventil 39a zur Reduzierung des Schmiermittelflusses in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und das erste Stromventil 39b zur Erhöhung des Schmiermittelflusses in die Hydraulikzuleitung 13 veranlasst werden. In dieser Weise kann der Druck in der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 konstant gehalten werden, obwohl durch die Pumpe 35 ein erhöhter Ausgangsdruck zur Betätigung der Längenverstelleinrichtungen erzeugt wird.

[0061] Das in die Hydraulikzuleitung 13 geleitete Schmiermittel kann in einem Druckspeicher 40 gespeichert werden. Ein, insbesondere elektrisch ansteuerbares, 2/2- Wegeventil 41 kann im Bedarfsfall eine Strömungsverbindung zwischen dem Druckspeicher 40 und der Hydraulikzuleitung 13 herstellen bzw. unterbrechen. Ein Hydraulikrückschlagventil 42 ist dazu eingerichtet, einen Druckabfall in der Hydraulikzuleitung 13 zu verhindern, auch wenn die Versorgungseinrichtung 37 kein Schmiermittel in die Hydraulikzuleitung 13 leitet, insbesondere die Pumpe 35 nicht betrieben wird.

[0062] Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes System 100 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung, welche sich von der in Figur 3 gezeigten Ausführung durch die Ausgestaltung der Versorgungseinrichtung 37 unterscheidet. Hier weist die Versorgungseinrichtung 37 eine Pumpe 35 mit zwei Pumpanordnungen 35a, 35b auf, wobei eine erste Pumpanordnung 35a der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 zugeordnet, insbesondere ausgangsseitig mit dieser strömungsverbindbar, ist, und eine zweite Pumpanordnung 35b der Hydraulikzuleitung 13 zugeordnet, insbesondere ausgangsseitig mit dieser strömungsverbindbar, ist.

[0063] Die Pumpe 35 weist dabei einen einzigen, insbesondere elektrischen oder mechanischen, Antrieb 35c auf, der die beiden Pumpanordnungen simultan 35a, 35b antreibt. Der Antrieb 35c ist dabei in bevorzugter Weise, insbesondere zusammen mit den beiden Pumpanordnungen 35a, 35b, in einem gemeinsamen Gehäuse 35d angeordnet.

[0064] Die Pumpe 35 kann beispielsweise als Drehschieberpumpe bzw. Flügelzellenpumpe mit zwei Rotoren ausgebildet sein. Die beiden Rotoren sind dabei Teil jeweils einer der beiden Pumpanordnungen 35a, 35b. Die Pumpanordnungen 35a, 35b weisen zudem vorzugsweise Mittel auf, um eine Exzentrizität des jeweiligen Rotors in Bezug auf eine gemeinsame Antriebsachse und somit den Fluss bzw. die Fördermenge des von der jeweiligen Pumpanordnung 35a, 35b geförderten Schmiermittels einzustellen.

[0065] Um den ersten Anteil des aus dem Schmiermittelreservoir 38 entnommenen Schmiermittels, der in die Schmiermittelversorgungsanordnung 101 geleitet wird, zu erhöhen oder zu verringern, kann beispielsweise mittels der Steuerungseinrichtung 36 die Exzentrizität des Rotors der ersten Pumpanordnung 35a entsprechend eingestellt werden. Soll dagegen der zweite Anteil des aus dem Schmiermittelreservoir 38 entnommenen Schmiermittels, der in die Hydraulikzuleitung 13 geleitet wird, erhöht oder verringert werden, kann mittels der Steuerungseinrichtung 36 die Exzentrizität des Rotors der zweiten Pumpanordnung 35b entsprechend eingestellt werden. Dadurch kann Versorgungseinrichtung 37 ausgangsseitig zwei Volumenströme des Schmiermittels, insbesondere unabhängig voneinander, bereitstellen und insbesondere den Druck in der Schmiermittelversorgungsanordnung 101 und/oder den Druck in der Hydraulikzuleitung 13 regulieren.

[0066] Figur 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 110 zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine, wobei die Pleuelstange zumindest einen ersten Pleuelteil, einen zweiten Pleuelteil und eine Längenverstelleinrichtung zum Verschieben des ersten Pleuelteils relativ zum zweiten Pleuelteil aufweist, indem in einem ersten Schaltzustand der Längenverstelleinrichtung eine vom ersten und zweiten Pleuelteil gebildete erste Hydraulikkammer mit einem Hydraulikmedium befüllbar ist und in einem zweiten Schaltzustand der Längenverstelleinrichtung eine vom ersten und zweiten Pleuelteil gebildete zweite Hydraulikkammer mit einem Hydraulikmedium befüllbar ist. Wenn sich die erste Hydraulikkammer maximal mit Hydraulikmedium befüllt hat, etwa durch beim Hub auf die Pleuelstange wirkende Massenkräfte, liegt die Pleuelstange dabei in einer ersten, langen Schaltstellung vor. Wenn sich dagegen die zweite Hydraulikkammer maximal mit Hydraulikmedium befüllt hat, etwa durch beim Hub auf die Pleuelstange wirkende Massenkräfte, liegt die Pleuelstange dabei in einer zweiten, kurzen Schaltstellung vor.

[0067] In einem Verfahrensschritt S1 wird ein Schmiermittel, z.B. Öl, insbesondere Motoröl, aus einem Schmiermittelreservoir, insbesondere einer Motorölwanne eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mittels einer Versorgungseinrichtung entnommen. Dazu ist die Versorgungseinrichtung eingangsseitig mit dem Schmiermittelreservoir strömungsverbindbar und weist zur Förderung des Schmiermittels in bevorzugter Weise eine Pumpe auf. Ausgangsseitig ist die Versorgungseinrichtung mit einer Schmiermittelversorgungsanordnung, über welche zumindest ein Kurbelwellenlager und/oder Kurbelzapfenlager der Brennkraftmaschine mit dem Schmiermittel beschickbar ist, verbunden. Zudem ist die Versorgungseinrichtung ausgangsseitig auch mit einer Hydraulikzuleitung, über welche die Längenverstelleinrichtung mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist, verbunden. Dabei weist die Versorgungseinrichtung vorzugsweise getrennte Ausgänge zur Verbindung mit der Schmiermittelversorgungsanordnung bzw. der Hydraulikzuleitung auf.

[0068] In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers und/oder Kurbelzapfenlagers in die Schmiermittelversorgungsanordnung geleitet. Dazu kann die Versorgungseinrichtung beispielsweise eine Teileranordnung aufweisen, mittels welcher der erste Anteil des Schmiermittels eingestellt werden kann.

[0069] Ein zweiter Anteil des entnommenen Schmiermittels wird dabei in einem weiteren Verfahrensschritt S3 zum Verschieben der beiden Pleuelteil zu- und/oder ineinander, d.h. zum Betätigen der Längenverstelleinrichtung, in die Hydraulikzuleitung geleitet. Mittels der Teileranordnung kann vorzugsweise auch der zweite Anteil des Schmiermittels eingestellt werden.

[0070] Auch wenn in der vorliegenden Figur 5 die Verfahrensschritte S1, S2, S3 in Form eines Flussdiagramms dargestellt sind, ist dem Fachmann klar, dass die Verfahrensschritte S1, S2, S3 in bevorzugter Weise im Wesentlichen simultan ausgeführt werden. Mit anderen Worten fördert die Versorgungseinrichtung das Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir direkt in die Schmiermittelversorgungsanordnung und/oder Hydraulikzuleitung, insbesondere wenn das wenigstens eine Kurbelwellenlager und/oder Kurbelzapfenlager geschmiert werden soll und/oder die Längenverstelleinrichtung betätigt werden soll.

BEZUGSZEICHENLISTE

1a

2a

3a 3b 3C

10 11 12 13 14, 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

längenverstellbare Pleuelstange Längsachse der Pleuelstange kleines Pleuelauge Drehsymmetrieachse des kleinen Pleuelauges großes Pleuelauge Drehsymmetrieachse des großen Pleuelauges Pleuellager Kurbelzapfenlager erster Stangenteil zweiter Stangenteil Kolbenelement erste, zweite Stirnseite Befestigungsschraube Führungszylinder erste Hydraulikkammer zweite Hydraulikkammer erster Ölkanal zweiter Ölkanal Hydraulikzuleitung Verbindungskanäle Längenverstelleinrichtung erstes Ventil erster Ventilraum erste Ventilfeder erster Ventilkörper erster Ventilsitz zweites Ventil zweiter Ventilraum zweite Ventilfeder zweite Ventilkörper zweiter Ventilsitz Verbindungseinrichtung Verbindungselement Verbindungsstange Steuerzylinder Steuerkolben

AT 521 887 B1 2021-06-15

32 Rückstellfeder

33 Steuerraum

34 Steuerleitung

35 Pumpe

35a, 35b erste, zweite Pumpanordnung 35c Antrieb

35d Gehäuse

36 Steuerungseinrichtung 37 Versorgungseinrichtung 38 Motorölwanne

39 Teileranordnung

39a, 39b erstes, zweites Stromventil

40 Druckspeicher

41 2/2 Wegeventil

42 Hydraulikrückschlagventil 50 Kurbelwelle

100 Vorrichtung

101 Schmiermittelversorgungsanordnung 102 Hauptölleitung

102a Ölzuleitung

103 Rückschlagventil

104 Zuleitungskanäle

110 Verfahren

S1-S3 Verfahrensschritte

K Kurbelwellenlager € Längsmittelebene AL Verstellbereich

Claims

Patentansprüche

1. System (100) zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, wobei die Pleuelstange (1) zumindest einen ersten Pleuelteil (4) und einen zweiten Pleuelteil (5) aufweist und die beiden Pleuelteile (4, 5) mittels einer Längenverstelleinrichtung (16) in Richtung einer Längsachse (1a) der Pleuelteile (4, 5), insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar sind, aufweisend:

- eine Schmiermittelversorgungsanordnung (101), über welche zumindest ein Kurbelwellenlager (K) und/oder Kurbelzapfenlager (3c) der Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel beschickbar ist;

- eine Hydraulikzuleitung (13), über welche die Längenverstelleinrichtung (16) mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist;

dadurch gekennzeichnet, dass - eine Versorgungseinrichtung (37) vorgesehen ist, die ausgangsseitig sowohl mit der

Schmiermittelversorgungsanordnung (101) als auch mit der Hydraulikzuleitung (13) strömungsverbindbar und dazu eingerichtet ist, das Schmiermittel aus einem Schmiermittelreservoir (38) zu entnehmen und das dem Schmiermittelreservoir (38) entnommene Schmiermittel zwischen der Schmiermittelversorgungsanordnung (101) und der Hydraulikzuleitung (13) aufzuteilen, indem ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers (K) und/oder Kurbelzapfenlagers (3c) in die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) geleitet wird und ein zweiter Anteil des entnommenen Schmiermittels in die Hydraulikzuleitung (13) zum Verschieben der beiden Pleuelteile (4, 5) zu- und/oder ineinander geleitet wird.

2. System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinrichtung (37) eine Pumpe (35) aufweist, die dazu eingerichtet ist, das aus dem Schmiermittelreservoir (38) entnommene Schmiermittel, insbesondere den zweiten Anteil des Schmiermittels, mit einem Ausgangsdruck zu beaufschlagen.

3. System (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (35) eine erste Pumpanordnung (35a), die mit der Schmiermittelversorgungsanordnung (101) strömungsverbindbar ist, eine zweite Pumpanordnung (35b), die mit der Hydraulikzuleitung (13) strömungsverbindbar ist, und einen gemeinsamen Antrieb (35c) zum Antreiben der ersten und zweiten Pumpanordnung (35a, 35b) aufweist.

4. System (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinrichtung (37) eine Teileranordnung (39) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Fluss des mit dem Ausgangsdruck beaufschlagten Schmiermittels in die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) und/oder den Fluss des Hydraulikmediums in die Hydraulikzuleitung (13) zum Verschieben der beiden Stangenteile zu- und/oder ineinander zu regulieren.

5. System (101) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teileranordnung (39) ein der Schmiermittelversorgungsanordnung (101) zugeordnetes erstes Stromventil (39a) und ein der Hydraulikzuleitung (13) zugeordnetes zweites Stromventil (39b) aufweist.

6. System (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzuleitung (13) zum Beschicken der Längenverstelleinrichtung (16) mit dem wenigstens einen Kurbelwellenlager (K) strömungsverbunden ist und die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) wenigstens ein Rückschlagventil (103) aufweist, das dazu eingerichtet ist, einen Abfluss des über die Hydraulikzuleitung (13) in das wenigstens eine Kurbelwellenlager (K) geleitete Schmiermittel in die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) zu verhindern.

7. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) mit einer ersten Gruppe von Kurbelwellenlagern (K) strömungsverbunden ist und die Hydraulikzuleitung (13) zum Beschicken der Längenverstelleinrichtung (16) mit einer zweiten Gruppe von Kurbelwellenlagern (K) strömungsver-

bunden ist, wobei die erste Gruppe kein Kurbelwellenlager (K) der zweiten Gruppe enthält und die Versorgungseinrichtung (37) dazu eingerichtet ist, neben der ersten Gruppe von Kurbelwellenlagern (K) über die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) auch die zweite Gruppe von Kurbelwellenlagern (K) über die Hydraulikzuleitung (13) mit dem Schmiermittel zu schmieren.

8. Verfahren (110) zum Einstellen einer wirksamen Länge einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, wobei die Pleuelstange (1) zumindest einen ersten Pleuelteil (4) und einen zweiten Pleuelteil (5) aufweist und die beiden Pleuelteile (4, 5) mittels einer Längenverstelleinrichtung (16) in Richtung einer Längsachse (1a) der Pleuelteile (4, 5), insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Schmiermittel mittels einer Versorgungseinrichtung (37) aus einem Schmiermittelre-

servoir (38) entnommen wird, wobei die Versorgungseinrichtung (37) ausgangsseitig Sowohl mit einer Schmiermittelversorgungsanordnung (101), über welche zumindest ein Kurbelwellenlager (K) und/oder Kurbelzapfenlager (3c) der Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel beschickbar ist, als auch mit einer Hydraulikzuleitung (13), über welche die Längenverstelleinrichtung (16) mit dem als Hydraulikmedium eingesetzten Schmiermittel beschickbar ist, strömungsverbindbar ist,

- ein erster Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Schmieren des wenigstens einen Kurbelwellenlagers (K) und/oder Kurbelzapfenlagers (3c) in die Schmiermittelversorgungsanordnung (101) geleitet wird, und

- ein zweiter Anteil des entnommenen Schmiermittels zum Verschieben der beiden Pleuelteile (4, 5) zu- und/oder ineinander in die Hydraulikzuleitung (13) geleitet wird.

9. Brennkraftmaschine, insbesondere Hubkolbenmaschine, mit einer längenverstellbaren Pleuelstange (1), die zumindest einen ersten Pleuelteil (4) und einen zweiten Pleuelteil (5) aufweist, wobei die beiden Pleuelteile (4, 5) mittels einer Längenverstelleinrichtung (16) in Richtung einer Längsachse (1a) der Pleuelteile (4, 5), insbesondere teleskopartig, zu- und/oder ineinander verschiebbar sind, und einem System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen