AT522159B1 - Screw connection for length-adjustable connecting rod with melt insert - Google Patents

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AT522159B1
AT522159B1 ATA50192/2019A AT501922019A AT522159B1 AT 522159 B1 AT522159 B1 AT 522159B1 AT 501922019 A AT501922019 A AT 501922019A AT 522159 B1 AT522159 B1 AT 522159B1
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Heller Malte
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Eder Marc
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Weiss Thomas
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Avl List Gmbh
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    • F16B39/30Locking exclusively by special shape of the screw-thread

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) ein erstes Pleuelauge (7) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge (4) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung (21) mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (10) mit zumindest einem Zylinder (12) und zumindest einem Verstellkolben (9) einstellbar ist. Dabei sind der Verstellkolben (9) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) und das erste Pleuelauge (7) mittels zumindest einer Schraubverbindung (37, 38) mit einem ersten Gewinde (35) und zweiten Gewinde (36) verbunden, wobei ein Gewinde (35, 36) zumindest bereichsweise mit einer Schmelzeinlage (40) versehen ist. Das erste Gewinde (35) und/oder das zweite Gewinde (36) weist eine Nut (42) auf in der die Schmelzeinlage (40) angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Kolbenmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (1).The invention relates to a length-adjustable connecting rod (1) for a piston engine, the connecting rod (1) having a first connecting rod eye (7) for receiving a piston pin and a second connecting rod eye (4) for receiving a crankshaft journal, the distance between the piston pin and the The crankshaft journal is adjustable in the longitudinal direction (A) of the connecting rod (1) by means of a hydraulic control device (21) with at least one cylinder-piston unit (10) with at least one cylinder (12) and at least one adjusting piston (9). The adjusting piston (9) of the cylinder-piston unit (10) and the first connecting rod eye (7) are connected to a first thread (35) and a second thread (36) by means of at least one screw connection (37, 38), one thread (35, 36) is at least partially provided with a melt insert (40). The first thread (35) and / or the second thread (36) has a groove (42) in which the melt insert (40) is arranged. The invention also relates to a piston engine with such a length-adjustable connecting rod (1).

Description

Beschreibungdescription
SCHRAUBVERBINDUNG FÜR LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE MIT SCHMELZEINLAGE SCREW CONNECTION FOR LENGTH ADJUSTABLE CONNECTING ROD WITH MELT INLAY
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung der Pleuelstange mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit mit zumindest einem Zylinder und zumindest einem Verstellkolben einstellbar ist, und wobei der Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit und das Pleuelauge mittels zumindest einer Schraubverbindung verbunden sind. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kolbenmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange. The present invention relates to an adjustable-length connecting rod for a piston engine, the connecting rod having a first connecting rod eye for receiving a piston pin and a second connecting rod eye for receiving a crankshaft pin, the distance between the piston pin and the crankshaft pin in the longitudinal direction of the connecting rod by means of a hydraulic Control device with at least one cylinder-piston unit with at least one cylinder and at least one adjusting piston is adjustable, and wherein the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the connecting rod are connected by means of at least one screw connection. The invention also relates to a piston engine with such a length-adjustable connecting rod.
[0002] Bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben gibt es Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs zu verändern und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors anzupassen, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu, jedoch kann ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstzündung des Kolbenmotors führen. Eine solche frühzeitige Verbrennung des Kraftstoffes führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen des Motors, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstzündung geringer, so dass ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich ist. In internal combustion engines with reciprocating pistons, there are efforts to change the compression ratio during operation and to adapt it to the respective operating state of the engine in order to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine. The thermal efficiency increases as the compression ratio rises, but too high a compression ratio can lead to unintentional auto-ignition of the piston engine. Such an early combustion of the fuel not only leads to uneven running and the so-called knocking of the engine, but can also lead to component damage on the engine. In the partial load range, the risk of self-ignition is lower, so that a higher compression ratio is possible.
[0003] Zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses („variable compression ratio“ - VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Hubkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Längenverstellung des Abstands zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen ermöglicht eine gleitende Einstellung des Verdichtungsverhältnisses auf den jeweiligen Betriebspunkt und damit einen optimalen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Demgegenüber ergeben sich bei einer diskontinuierlichen Verstellung der Pleuellänge mit wenigen Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile, im Vergleich zu einem konventionellen Kolbenmotor wird trotzdem eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades sowie entsprechende Einsparungen im Verbrauch und im Schadstoffausstoß ermöglicht. To achieve a variable compression ratio ("variable compression ratio" - VCR) there are different solutions with which the position of the crank pin of the crankshaft or the piston pin of the reciprocating piston is changed or the effective length of the connecting rod is varied. There are solutions for continuous and discontinuous adjustment of the components. A continuous length adjustment of the distance between the piston pin and the crankshaft journal enables the compression ratio to be adjusted smoothly to the respective operating point and thus an optimal degree of efficiency of the internal combustion engine. On the other hand, a discontinuous adjustment of the connecting rod length with a few steps results in structural and operational advantages; in comparison to a conventional piston engine, a significant improvement in efficiency and corresponding savings in consumption and pollutant emissions are still possible.
[0004] Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Kolbenmotor beschreibt die EP 1 426 584 A1, in der ein mit dem Kolbenbolzen des Hubkolbens verbundener Exzenter eine Anpassung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht, wobei die Fixierung des Exzenters in den jeweiligen Endstellungen des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung erfolgt. Demgegenüber offenbart die DE 10 2005 055 199 A1 eine längenverstellbare Pleuelstange, mit der unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden können, wobei dabei ein Exzenter durch zwei Zylinder-Kolben-Einheiten und den hydraulischen Druckunterschied des zugeführten Motoröls in seiner Position fixiert wird. Auch wenn sich bei solchen Pleuelstangen mit Exzenter die tatsächliche Länge der Pleuelstange nicht verändert, so sind derartige wirklängenverstellbare Pleuelstangen auch von der erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange erfasst. A discontinuous adjustment of the compression ratio for a piston engine is described in EP 1 426 584 A1, in which an eccentric connected to the piston pin of the reciprocating piston enables the compression ratio to be adjusted, with the eccentric being fixed in the respective end positions of the pivoting range by means of a mechanical lock he follows. In contrast, DE 10 2005 055 199 A1 discloses a length-adjustable connecting rod with which different compression ratios can be implemented, an eccentric being fixed in its position by two cylinder-piston units and the hydraulic pressure difference of the supplied engine oil. Even if the actual length of the connecting rod does not change in such connecting rods with an eccentric, such connecting rods which are adjustable in length are also covered by the connecting rod according to the invention which is adjustable in length.
[0005] Die WO 2013/092364 A1 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei ein erstes Pleuelteil einen mit dem Pleuelauge verpressten Verstellkolben und das zweite Pleuelteil einen Zylinder aufweist, in dem der Verstellkolben längsbeweglich angeordnet ist. Diese Zylinder-Kolben-Einheit wird über eine hydraulische Steuereinrichtung mit Motoröl versorgt, um die Länge der Pleuelstange zu verstellen. WO 2013/092364 A1 shows a length-adjustable connecting rod with telescopically slidable connecting rod parts, a first connecting rod part having an adjusting piston pressed with the connecting rod eye and the second connecting rod part having a cylinder in which the adjusting piston is arranged to be longitudinally movable. This cylinder-piston unit is supplied with engine oil via a hydraulic control device in order to adjust the length of the connecting rod.
[0006] Eine weitere teleskopartig längenverstellbare Pleuelstange beschreibt die WO 2015/ 055582 A2, wobei der im ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben den Zylinder in zwei Druck-Another telescopically length-adjustable connecting rod is described in WO 2015/055582 A2, the adjusting piston provided in the first connecting rod part pushing the cylinder in two
räume unterteilt, die von einer hydraulischen Steuereinrichtung mit Motoröl versorgt werden. Hier ist der Verstellkolben mittels einer sich durch den Verstellkolben erstreckenden Befestigungsschraube mit dem oberen Pleuelauge verbunden. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist, dass die Kolbenstange zwischen Verstellkolben und Pleuelauge sehr massiv ausgebildet sein muss, um die Befestigungsschraube aufzunehmen. Subdivided rooms that are supplied with engine oil by a hydraulic control device. Here the adjusting piston is connected to the upper connecting rod eye by means of a fastening screw extending through the adjusting piston. A disadvantage of this construction is that the piston rod between the adjusting piston and the connecting rod eye must be very solid in order to accommodate the fastening screw.
[0007] Die hydraulische Steuereinrichtung der WO 2015/055582 A2 versorgt die beiden Druckräume der Zylinder-Kolben-Einheit über Rückschlagventile mit Motoröl, wobei sich jeweils nur in einer Druckkammer unter Druck stehendes Motoröl befindet. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer kein Motoröl, während die untere Druckkammer vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Beim Betrieb wird das Pleuel aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung der Pleuelstange wird dann eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen, während eine einwirkende Druckkraft über die Kolbenfläche auf die motorölgefüllte untere Druckkammer übertragen wird. [0007] The hydraulic control device of WO 2015/055582 A2 supplies the two pressure chambers of the cylinder-piston unit with engine oil via check valves, with engine oil under pressure in only one pressure chamber. If the length-adjustable connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber, while the lower pressure chamber is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod is loaded alternately in tension and compression due to the gas and inertia forces. In the long position of the connecting rod, a tensile force is absorbed by the mechanical contact with the upper stop of the adjusting piston, while an acting pressure force is transmitted via the piston surface to the lower pressure chamber filled with engine oil.
[0008] Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass der Verstellkolben in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist und die Pleuellänge unverändert bleibt. In der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Die untere Druckkammer ist leer, während die obere Druckkammer mit Motoröl gefüllt ist. Entsprechend bewirkt eine Zugkraft einen Druckanstieg in der oberen Kammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuelstange, während eine Druckkraft durch den mechanischen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen wird. Since the check valve of this chamber prevents the return of the engine oil, the pressure of the engine oil rises, so that the adjusting piston is hydraulically locked in this direction and the connecting rod length remains unchanged. In the short position of the length-adjustable connecting rod, the situation in the cylinder-piston unit is reversed. The lower pressure chamber is empty, while the upper pressure chamber is filled with engine oil. Accordingly, a tensile force causes a pressure increase in the upper chamber and a hydraulic locking of the length-adjustable connecting rod, while a pressure force is absorbed by the mechanical stop of the adjusting piston.
[0009] Bei diesem hydraulischen Verstellmechanismus einer längenverstellbaren Pleuelstange können aufgrund der in Betrieb auf die Pleuelstange wirkenden Massenkräfte und Gasdruckkräfte in den Druckräumen und auf den Verstellkolben sehr hohe Drucke entstehen. Daher werden im Stand der Technik am Verstellkolben qualitativ hochwertige umlaufende Dichtung eingesetzt, Sowie eine Stangendichtung zur Abdichtung einer Kolbenstange und ein einteiliger Zylinderdeckel zur Abdichtung des Zylinders verwendet. Da im Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange in den Druckräumen sehr hohe dynamische Drücke von über 1.000 bar entstehen können, ist sowohl die Auswahl der Kolben- und Stangendichtungen, als auch die dauerhafte Dichtwirkung im Betrieb von ausschlaggebender Bedeutung. Entsprechend werden die Dichtungen und Bauteile üblicherweise vor dem Zusammenbau des ersten Pleuelteils auf der Kolbenstange bzw. auf dem Verstellkolben angeordnet und erst anschließend wird der Verstellkolben mit dem Pleuelauge verbunden. In this hydraulic adjustment mechanism of a length-adjustable connecting rod, very high pressures can arise in the pressure chambers and on the adjusting piston due to the inertia forces and gas pressure forces acting on the connecting rod during operation. Therefore, in the prior art, high-quality circumferential seals are used on the adjusting piston, as well as a rod seal for sealing a piston rod and a one-piece cylinder cover for sealing the cylinder. Since very high dynamic pressures of over 1,000 bar can arise in the pressure chambers when the length-adjustable connecting rod is in operation, both the selection of the piston and rod seals and the permanent sealing effect during operation are of decisive importance. Accordingly, the seals and components are usually arranged on the piston rod or on the adjusting piston before the first connecting rod part is assembled, and only then is the adjusting piston connected to the connecting rod eye.
[0010] DE 10 2017 217 492 A1 zeigt eine ähnliche Lösung mit einer dreiteiligen Pleuelstange, bei der ein erster Teil mit einem Pleuelauge mit einem zweiten Teil, der ein zweiseitig wirkendes Kolbenelement aufweist, verschraubt wird. Dieses Kolbenelement wird in einem Führungszylinder eines dritten Teils geführt. DE 10 2017 217 492 A1 shows a similar solution with a three-part connecting rod in which a first part with a connecting rod eye is screwed to a second part, which has a piston element acting on both sides. This piston element is guided in a guide cylinder of a third part.
[0011] Neben einem Verschrauben der Kolbenstange mit dem oberen Pleuelauge oder dem Verstellkolben ist auch ein entsprechendes Verpressen oder Verschweißen der Komponenten bekannt. Die DE 10 2017 110363 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange mit einem zunächst einteilig hergestellten ersten Pleuelteil, bei dem die Kolbenstange zwischen dem oberen Pleuelauge und dem Verstellkolben gebrochen wird, um die Kolben- und Stangendichtung, sowie den Zylinderdeckel aufzufädeln, und anschließend durch Schweißen wieder sicher zusammengefügt wird. In addition to screwing the piston rod to the upper connecting rod eye or the adjusting piston, a corresponding pressing or welding of the components is also known. DE 10 2017 110363 A1 describes a length-adjustable connecting rod with a first connecting rod part initially produced in one piece, in which the piston rod is broken between the upper connecting rod eye and the adjusting piston in order to thread the piston and rod seal, as well as the cylinder cover, and then securely again by welding is put together.
[0012] Im Gegensatz zum Verschweißen oder Verpressen von Bauteilen zur Herstellung einer sicheren Verbindung zwischen dem Verstellkolben und dem ersten Pleuelauge besteht beim Einsatz einer Schraubverbindung zwischen dem Verstellkolben und dem ersten Pleuelauge das grundsätzliche Problem, dass Schraubverbindungen konstruktiv an sich auf eine andauernde Zugbelastung ausgerichtet sind und einer wechselnden Belastung nicht gut standhalten. Durch die oszillierende Belastung der Schraubverbindung ist bei einer längenverstellbaren Pleuelstange dann zwischen den beiden Gewinden der Schraubverbindung kein ständiger zugfester Kontakt In contrast to the welding or pressing of components to produce a secure connection between the adjusting piston and the first connecting rod, when a screw connection is used between the adjusting piston and the first connecting rod, the basic problem is that screw connections are structurally geared towards a permanent tensile load and cannot withstand changing loads well. Due to the oscillating load on the screw connection, there is then no permanent, tensile strength contact between the two threads of the screw connection in the case of a length-adjustable connecting rod
vorhanden, sodass sich die Schraubverbindung lösen kann. Bedingt durch die ständigen Wechsel zwischen extremen Zug- und Druckkräften an der Schraubverbindung beim dauerhaften Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange im Verbrennungsmotor helfen auch einfache Schraubensicherungen, beispielsweise eine adhäsive Verbindung der Gewinde, oder eine aufwändige Fadensicherung nicht, eine ausreichende Festigkeit und Dichtheit der Schraubverbindung, sicherzustellen. DE 2 422 712 A1 beschreibt eine Schraubensicherung, bei der durch Flammspritzen eine Abdeckschicht auf ein Gewinde aufgebracht wird, die einen niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist als der Werkstoff des das Gewinde tragenden Befestigungselements. Bei der Lösung gemäß DE 10 2013 106 971 A1 wird eine Schraubverbindung vorgeschlagen, deren Gewindesteigung mindestens drei Umkehrpunkte aufweist. available so that the screw connection can loosen. Due to the constant alternation between extreme tensile and compressive forces on the screw connection during permanent operation of the length-adjustable connecting rod in the internal combustion engine, even simple screw locks, for example an adhesive connection of the threads, or complex thread locks do not help to ensure sufficient strength and tightness of the screw connection. DE 2 422 712 A1 describes a screw locking device in which a cover layer is applied to a thread by flame spraying, which has a lower modulus of elasticity than the material of the fastening element carrying the thread. In the solution according to DE 10 2013 106 971 A1, a screw connection is proposed whose thread pitch has at least three reversal points.
[0013] Im Stand der Technik werden daher ein ausschließliches oder zusätzliches Verschweißen der Bauteile zur Verbindung von Verstellkolben und Pleuelauge bevorzugt. Dies erfordert neben der eigentlichen Verbindung üblicherweise auch eine Nachbearbeitung des gesamten Pleuelteils. In the prior art, therefore, an exclusive or additional welding of the components for connecting the adjusting piston and connecting rod eye is preferred. In addition to the actual connection, this usually also requires reworking of the entire connecting rod part.
[0014] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine sichere und einfach herstellbare Verbindung zwischen Elementen einer gattungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange bereitzustellen. [0014] It is therefore the object of the present invention to provide a secure and easily producible connection between elements of a generic length-adjustable connecting rod.
[0015] Diese Aufgabe wird durch eine Schraubverbindung mit einem ersten Gewinde und einem zweiten Gewinde erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Gewinde und/oder das zweite Gewinde zumindest bereichsweise mit einer Schmelzeinlage versehen ist und das erste Gewinde und/oder das zweite Gewinde eine Nut aufweisen, in der die Schmelzeinlage angeordnet ist. Eine Schmelzeinlage, die in Form eines Strangs in der Nut angeordnet ist, lässt sich im Vergleich zu einem entlang des Umfangs auf dem Gewinde aufgetragenen oder aufgesprühten Schmelzeinlage sehr einfach und kostengünstig an dem ersten oder zweiten Gewinde vorsehen. This object is achieved by a screw connection with a first thread and a second thread according to the invention in that the first thread and / or the second thread is at least partially provided with a melt insert and the first thread and / or the second thread is a groove have, in which the melt insert is arranged. A melt insert, which is arranged in the form of a strand in the groove, can be provided very simply and inexpensively on the first or second thread compared to a melt insert applied or sprayed on the thread along the circumference.
[0016] Vorzugsweise ist dabei die Gewindesteigung des ersten Gewindes gegenüber der Gewindesteigung des zweiten Gewindes unterschiedlich. Preferably, the thread pitch of the first thread is different from the thread pitch of the second thread.
[0017] Im Stand der Technik ist es an sich bekannt, einfache Schrauben mit einem Klebstoff, einer Schicht aus einem weichen porösen Metall oder einen sich verformenden Sicherungsfaden zu versehen, um die Schraube nach dem Einschrauben in ein zugehöriges Gewinde zu sichern. Zwar können solche Sicherungsmaßnahmen ein Lösen der Schrauben durch leichte Vibrationen und schwankende Zugbelastungen verhindern, jedoch können derartige Schraubverbindungen den bei einer gattungsgemäßen Pleuelstange im Einsatz auftretenden Wechselbelastungen zwischen extremen Zug- und Druckkräften nicht dauerhaft widerstehen und eine sichere Verbindung zwischen dem Verstellkolben und dem ersten Pleuelauge gewährleisten. Demgegenüber wird mit der vorliegenden Schraubverbindung mit der Schmelzeinlage - gegebenenfalls ergänzt durch die unterschiedliche Gewindesteigung - ein unregelmäßiger Formschluss und ein zusätzliches Verklemmen oder Verkeilen des ersten Gewindes mit dem zweiten Gewinde erzielt, sodass auch nach vielen Wechselbelastungen zwischen extremen Zug- und Druckkräften ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung verhindert wird. In the prior art, it is known per se to provide simple screws with an adhesive, a layer of a soft porous metal or a deforming securing thread in order to secure the screw after it has been screwed into an associated thread. Although such safety measures can prevent the screws from loosening due to slight vibrations and fluctuating tensile loads, such screw connections cannot permanently withstand the alternating loads between extreme tensile and compressive forces that occur in a generic connecting rod in use and ensure a secure connection between the adjusting piston and the first connecting rod eye . In contrast, the present screw connection with the fusible link - possibly supplemented by the different thread pitch - achieves an irregular form fit and an additional jamming or wedging of the first thread with the second thread, so that even after many alternating loads between extreme tensile and compressive forces, the unintentional loosening of the Screw connection is prevented.
[0018] Durch die sich zwischen dem ersten und zweiten Gewinde einfügende Schmelzeinlage gegebenenfalls verbessert durch das unregelmäßige Einfügen aufgrund der unterschiedlichen Gewindesteigung - wird eine relative Bewegung der beiden Teile der Schraubverbindung zuverlässig verhindert, da ein mögliches Lösen der Klemmverbindung zwischen dem ersten und zweiten Gewinde durch die verkeilende Funktion der Schmelzeinlage in der unterschiedlichen Gewindesteigung zwischen den beiden Gewinden dauerhaft verhindert wird. By inserting between the first and second thread melt insert possibly improved by the irregular insertion due to the different thread pitch - a relative movement of the two parts of the screw connection is reliably prevented because a possible loosening of the clamping connection between the first and second thread the wedging function of the melting insert in the different thread pitches between the two threads is permanently prevented.
[0019] Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das erste Gewinde und/oder das zweite Gewinde über mindestens 90 Grad, bevorzugt über mindestens 180 Grad des Gewindeumfangs mit der Schmelzeinlage versehen ist. Dies ermöglicht einen einfachen Auftrag der Schmelzeinlage auf das erste bzw. zweite Gewinde der Schraubverbindung. Um eine Schraube möglichst zentriert in einem zugehörigen Gewinde zu positionieren, beispielsweise um eine Kegeldichtfläche möglich mittig in dem zugehörigen Kegeldichtsitz zu positionieren und die Dichtungsfunktion sicher zu stellen, kann das erste Gewinde und/oder das zweite Gewinde besonders bevorzugt A preferred embodiment provides that the first thread and / or the second thread is provided with the melt insert over at least 90 degrees, preferably over at least 180 degrees of the thread circumference. This enables the melt inlay to be easily applied to the first or second thread of the screw connection. The first thread and / or the second thread can be particularly preferred in order to position a screw as centered as possible in an associated thread, for example in order to position a conical sealing surface as possible in the center of the associated conical sealing seat and to ensure the sealing function
über 360 Grad des Gewindeumfangs vollumfänglich mit der Schmelzeinlage versehen sein. be fully provided with the melting insert over 360 degrees of the thread circumference.
[0020] Für eine saubere Schraubverbindung kann die Schmelzeinlage auf einem Innengewinde der Schraubverbindung angeordnet sein. Dies ermöglicht eine Sicherung des Schmelzmaterials in der Bohrung, sodass auch keine kleinen Partikel der Schmelzeinlage in den Motor oder in das Hydrauliksystem gelangen und dort Schäden verursachen. Weiterhin wird der zwischen dem ersten und zweiten Gewinde unterschiedlicher Gewindeeignung entstehende Spalt vollständig mit der Schmelzeinlage gefüllt, sodass ein sicherer zug- und druckfester Kontakt zwischen den beiden Gewinden der Schraubverbindung entsteht. For a clean screw connection, the melt insert can be arranged on an internal thread of the screw connection. This enables the melting material to be secured in the bore so that no small particles of the melting insert can get into the engine or the hydraulic system and cause damage there. Furthermore, the gap that arises between the first and second thread of different thread suitability is completely filled with the melt inlay, so that a secure tension and pressure-resistant contact is created between the two threads of the screw connection.
[0021] Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die Schmelzeinlage ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst, bevorzugt zumindest eines der folgenden Metalle oder eine der folgenden Metalllegierungen: Aluminiummaterial, Kupfermaterial, Zinn-Kupfer-Legierung, Zinn-Kupfer-NickelLegierung. Eine derartige Schmelzeinlage kann relativ einfach in einem Sprühverfahren vor dem eigentlichen Montageprozess aufgebracht werden und zusammen mit dem Bauteil bei der Montage des ersten Pleuelteils bereitgestellt werden. Eine Schmelzeinlage mit einem Metall oder einer Metalllegierung ermöglicht nicht nur eine sichere und nicht lö6sbare Schraubverbindung, sondern verhindert auch ein Ablösen von Partikeln der Schmelzanlage vor der Montage des ersten Pleuelteils und auch während des Betriebs der längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor. Alternativ kann als Schmelzeinlage auch ein Kunststoffmaterial vorgesehen sein, das den im Kolbenmotor herrschenden Temperaturen standhält. A further embodiment provides that the melt insert comprises a metal or a metal alloy, preferably at least one of the following metals or one of the following metal alloys: aluminum material, copper material, tin-copper alloy, tin-copper-nickel alloy. Such a melt insert can be applied relatively easily in a spraying process before the actual assembly process and be provided together with the component during assembly of the first connecting rod part. A melt insert with a metal or a metal alloy not only enables a secure and non-detachable screw connection, but also prevents particles from the melting system from being detached before the first connecting rod part is installed and also during operation of the length-adjustable connecting rod in a piston engine. Alternatively, a plastic material that can withstand the temperatures prevailing in the piston engine can also be provided as the melt insert.
[0022] In einer vorteilhaften Ausführung wird als Schmelzeinlage ein Material mit einer Schmelzoder Plastifizierungstemperatur zwischen 400°C und 1000°C verwendet. Eine derart hohe Schmelz- oder Plastifizierungstemperatur reduziert das Risiko, dass sich Partikel von der Schmelzeinlage lösen und in den Kolbenmotor oder das Hydraulikmittelsystem gelangen und dort Schäden verursachen. Geeignete Schmelzeinlagen sind beispielsweise im Bereich der Hartlote zu finden. In an advantageous embodiment, a material with a melting or plasticizing temperature between 400 ° C and 1000 ° C is used as the melt insert. Such a high melting or plasticizing temperature reduces the risk that particles will detach from the melt insert and get into the piston engine or the hydraulic fluid system and cause damage there. Suitable melt inlays can be found, for example, in the field of hard solders.
[0023] Im Gegensatz zur Selbsthemmung eines herkömmlichen Feingewindes verbessert die unterschiedliche Gewindesteigung zwischen der ersten Gewindesteigung und der zweiten Gewindesteigung die Fixierung der Schraubverbindung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Gewinde. Gerade bei einer wechselnden Zug- und Druckbelastung der Schraubverbindung im Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor kann ein Unterschied zwischen 0,25 um und 0,8 um, insbesondere zwischen 0,35 um und 0,5 um pro Gewindegang das Lösen der Schraubverbindung in Kombination mit der Schmelzeinlage auf Dauer verhindern. Das Vorsehen einer solchen unterschiedlichen Gewindesteigung erleichtert im Vergleich zu einem Regelgewinde oder einem Feingewinde mit gleicher Gewindesteigung die exakte Fixierung und Sicherung der Komponenten der Schraubverbindung. Darüber hinaus vergleichmäßigt sich auch die Verteilung der axialen Vorspannkraft der Schraubverbindung über die miteinander im Eingriff stehenden Gewindegänge des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes. Dabei kann die Varianz der an den Gewindegängen wirkenden axialen Vorspannkraft der Schraubverbindung um bis zu 75 % oder mehr reduziert und gleichzeitig auch die Anzahl der miteinander in Eingriff stehenden Gewindegängen für die Übertragung eines signifikanten Anteils der axialen Vorspannkraft erhöht werden. In contrast to the self-locking of a conventional fine thread, the different thread pitch between the first thread pitch and the second thread pitch improves the fixation of the screw connection against unintentional loosening of the thread. Particularly with changing tensile and compressive loads on the screw connection during operation of the length-adjustable connecting rod in a piston engine, a difference between 0.25 .mu.m and 0.8 .mu.m, in particular between 0.35 .mu.m and 0.5 .mu.m per thread turn, can cause the screw connection to loosen Avoid combination with the enamel in the long term. The provision of such a different thread pitch facilitates the exact fixing and securing of the components of the screw connection in comparison to a standard thread or a fine thread with the same thread pitch. In addition, the distribution of the axial pretensioning force of the screw connection is evened out over the mutually engaging threads of the first thread and the second thread. The variance of the axial pretensioning force of the screw connection acting on the threads can be reduced by up to 75% or more and at the same time the number of mutually engaging threads for the transmission of a significant portion of the axial pretensioning force can be increased.
[0024] Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass sich der Unterschied zwischen der ersten Gewindesteigung und der zweiten Gewindesteigung kontinuierlich verändert. Der gleichmäBige Anstieg der Unterschiede zwischen der ersten Gewindesteigung und der zweiten Gewindesteigung verbessert die Vergleichmäßigung der axialen Vorspannkraft der Schraubverbindung über die miteinander in Eingriff stehenden Gewindegänge des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes. Zwar ist der Unterschied der Gewindesteigung der einzelnen Gewindegänge gegenüber den insbesondere bei einem Regelgewinde üblichen Toleranzen der Fertigung als gering zu bewerten, jedoch summieren sich die Unterschiede über die Anzahl der Gewindegänge der Schraubverbindung auf und führen so zu der verbesserten Sicherung der Schraubverbindung und der Vergleichmäßigung der axialen Vorspannkraft über die erfindungsgemäße Schraubverbindung. An expedient embodiment provides that the difference between the first thread pitch and the second thread pitch changes continuously. The uniform increase in the differences between the first thread pitch and the second thread pitch improves the equalization of the axial pretensioning force of the screw connection via the mutually engaging threads of the first thread and the second thread. Although the difference in the thread pitch of the individual thread turns compared to the manufacturing tolerances that are customary, especially for a standard thread, is to be assessed as small, the differences over the number of threads of the screw connection add up and thus lead to the improved securing of the screw connection and the equalization of the axial preload force via the screw connection according to the invention.
[0025] Eine sinnvolle Ausführungsform sieht vor, dass die Anzahl der miteinander in Eingriff stehenden Gewindegänge des ersten Gewindes und des zweiten Gewindes zwischen vier und zehn, insbesondere zwischen fünf und acht Gewindegänge beträgt. Die begrenzte Anzahl der miteinander in Eingriff stehenden Gewindegänge ermöglicht so neben der sicheren Verteilung der axialen Vorspannkraft der Schraubverbindung über die Gewindegänge auch eine sichere und komplikationslose Montage der Schraubverbindung zwischen Verstellkolben und erstem Pleuelauge. Dabei verhindert die Begrenzung der Anzahl der miteinander in Eingriff stehenden Gewindegänge in Abhängigkeit des Unterschieds zwischen der ersten und zweiten Gewindesteigung ein unbeabsichtigtes Verklemmen des ersten und zweiten Gewindes bei der Montage und in der Folge eine Beschädigung der Schraubverbindung. Bevorzugt kann die Schraubverbindung mit Schmelzeinlage und unterschiedlicher Gewindesteigung, sechs miteinander in Eingriff stehende Gewindegänge aufweisen, wobei der gesamte Unterschied zwischen der ersten Gewindesteigung und der zweiten Gewindesteigung entlang der Gewindegänge insgesamt 2,5 um beträgt. Eine solche Gewindepaarung ermöglicht nicht nur eine sichere Montage der erfindungsgemäßen Schraubverbindung, sondern verhindert zusammen mit der Schmelzeinlage das Lösen dieser Schraubverbindung. Dabei verteilt sich die axiale Vorspannkraft dieser Schraubverbindung sehr gleichmäßig über die ersten miteinander in Eingriff stehenden Gewindegänge, sodass sich über die ersten fünf Gewindegänge betrachtet die Varianz der an diesen Gewindegängen wirkenden axialen Vorspannkraft gegenüber einer herkömmlichen Schraubverbindung auf unter 5 % der entsprechenden Varianz der herkömmlichen Schraubverbindung reduziert. Gerade im Hinblick auf die andauernd hohe und wechselnde Belastung einer längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor eröffnet eine solche bevorzugte Schraubverbindung eine sichere, feste und belastbare Verbindung zwischen Verstellkolben und erstem Pleuelauge. A useful embodiment provides that the number of mutually engaging threads of the first thread and the second thread is between four and ten, in particular between five and eight threads. The limited number of mutually engaging threads thus enables, in addition to the reliable distribution of the axial pretensioning force of the screw connection over the threads, a safe and uncomplicated assembly of the screw connection between the adjusting piston and the first connecting rod eye. The limitation of the number of mutually engaged thread turns depending on the difference between the first and second thread pitch prevents the first and second thread from accidentally jamming during assembly and consequently damage to the screw connection. The screw connection with fusible link and different thread pitches can preferably have six mutually engaging threads, the total difference between the first thread pitch and the second thread pitch along the thread turns being a total of 2.5 μm. Such a thread pairing not only enables secure assembly of the screw connection according to the invention, but also prevents this screw connection from loosening together with the fusible link. The axial pre-tensioning force of this screw connection is distributed very evenly over the first mutually engaged thread turns, so that over the first five thread turns the variance of the axial pre-tensioning force acting on these thread turns compared to a conventional screw connection is less than 5% of the corresponding variance of the conventional screw connection reduced. Particularly in view of the continuously high and changing loads on a length-adjustable connecting rod in a piston engine, such a preferred screw connection opens up a secure, firm and resilient connection between the adjusting piston and the first connecting rod eye.
[0026] Aus Vereinfachungsgründen kann eine den Verstellkolben und das erste Pleuelauge verbindende Kolbenstange vorgesehen sein, wobei die Kolbenstange das erste Gewinde aufweist, insbesondere ein Außengewinde, und der Verstellkolben und/oder das erste Pleuelauge das zweite Gewinde aufweisen. Die Kolbenstange ermöglicht einen einfachen Aufbau des ersten Pleuelteils mit Verstellkolben und dem ersten Pleuelauge, wobei sich insbesondere ein Außengewinde einfach auf ein freies Ende der Kolbenstange aufbringen lässt und mit einer besonderen Gewindesteigung versehen lässt. Für eine einfache und sichere Montage, sowie eine dauerhafte Verbindung der Komponenten des ersten Pleuelteils, kann das andere Ende der Kolbenstange fest mit dem jeweils anderen Teil verbunden oder einteilig ausgebildet sein. Die Ausbildung des mit der Kolbenstange verschraubten Verstellkolbens oder Pleuelauges mit einem Innengewinde ermöglicht einen relativ großen Kerndurchmesser der Schraubverbindung, und damit eine hohe Festigkeit. For reasons of simplification, a piston rod connecting the adjusting piston and the first connecting rod eye can be provided, the piston rod having the first thread, in particular an external thread, and the adjusting piston and / or the first connecting rod eye having the second thread. The piston rod enables a simple construction of the first connecting rod part with the adjusting piston and the first connecting rod eye, wherein in particular an external thread can easily be applied to a free end of the piston rod and provided with a special thread pitch. For a simple and safe assembly, as well as a permanent connection of the components of the first connecting rod part, the other end of the piston rod can be permanently connected to the respective other part or it can be formed in one piece. The design of the adjusting piston or connecting rod eye screwed to the piston rod with an internal thread enables a relatively large core diameter of the screw connection and thus a high level of strength.
[0027] In einer weiteren Ausgestaltung weist die Zylinder-Kolben-Einheit zumindest einen Druckraum und die hydraulische Steuereinrichtung ein hydraulisches Steuerventil auf, wobei mit dem hydraulischen Steuerventil eine Fluidverbindung zwischen dem zumindest einen Druckraum und einem Motorölkreislauf des Kolbenmotors und/oder einer Umgebung der Pleuelstange freigebbar oder sperrbar ist. Günstigerweise weist das hydraulische Steuerventil einen Steuerzylinder, einen in dem Steuerzylinder verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren Steuerschieber und mindestens zwei Ablassventile aufweist, wobei der Steuerschieber mindestens einen Steuerkolben mit mindestens einer Steuerdruckfläche aufweist, die einen Steuerdruckraum im Steuerzylinder begrenzt. Ein solches hydraulische Steuerventil ermöglicht neben der einfachen Konzeption auch eine sichere Funktion und exakte Steuerung der längenverstellbaren Pleuelstange. In a further embodiment, the cylinder-piston unit has at least one pressure chamber and the hydraulic control device has a hydraulic control valve, the hydraulic control valve being a fluid connection between the at least one pressure chamber and an engine oil circuit of the piston engine and / or an area surrounding the connecting rod can be released or blocked. Conveniently, the hydraulic control valve has a control cylinder, a control slide which can be pressurized and guided displaceably in the control cylinder, and at least two drain valves, the control slide having at least one control piston with at least one control pressure surface that delimits a control pressure chamber in the control cylinder. Such a hydraulic control valve enables, in addition to the simple conception, a safe function and exact control of the length-adjustable connecting rod.
[0028] Dabei kann dieses Konzept eines in dem Steuersystem verschiebbar geführten Steuerschiebers, die Anforderung an die Toleranzen der Bauteile des hydraulischen Steuerventils, sowie der Abdichtung des Steuerkolbens gegenüber dem Steuerzylinder gering halten. Bei einer stirnseitigen Anordnung des Steuerkolbens kann der Steuerzylinder als einfache Stufenbohrung und die Hydraulikmittelleitungen als einfache Bohrungen ausgebildet sein. Weiter ermöglicht ein stirnseitig angeordneter Steuerkolben eine eindeutige Trennung zwischen den Ablassventilen und dem Steuerdruckraum zur Betätigung und des Steuerschiebers. Für einen konstruktiv einfachen Aufbau des Steuerschiebers kann die dem Steuerdruck aussetzbare Steuerdruckfläche In this case, this concept of a control slide guided displaceably in the control system, the requirement on the tolerances of the components of the hydraulic control valve and the sealing of the control piston relative to the control cylinder can be kept low. In the case of an end-face arrangement of the control piston, the control cylinder can be designed as a simple stepped bore and the hydraulic medium lines as simple bores. Furthermore, a control piston arranged at the end enables a clear separation between the drain valves and the control pressure chamber for actuation and the control slide. For a structurally simple construction of the control slide, the control pressure surface which can be exposed to the control pressure can be used
stirnseitig an dem Steuerkolben des Steuerschiebers angeordnet sein. be arranged on the front side of the control piston of the control slide.
[0029] Ein Ausführungsbeispiel der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass zwei Pleuelteile vorgesehen sind, wobei das erste Pleuelteil das erste Pleuelauge und das zweite Pleuelteil das zweite Pleuelauge aufweist, und wobei zur Verstellung des Abstands zwischen Kolbenbolzen und Kurbelwellenzapfen das erste Pleuelteil mittels der Zylinder-Kolben-Einheit relativ zum zweiten Pleuelteil in Längsrichtung der Pleuelstange bewegbar ist, bevorzugt teleskopierbar in Längsrichtung der Pleuelstange, um den Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und den Kurbelwellenzapfen zu verstellen. Im Gegensatz zu Pleuelstangen mit Exzentern, ermöglichen zwei in Längsrichtung der Pleuelstange zueinander bewegbare Pleuelteile einen stabilen Aufbau, sowie einen sicheren und dauerhaften Betrieb der beiden Pleuelstangen. Dabei kann für einen sehr robusten Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange und die Bereitstellung einfacher und kostengünstiger Pleuelteile im ersten Pleuelteil die Schraubverbindung das erste Pleuelauge mit dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbinden, bevorzugt mittels einer Kolbenstange und das zweite Pleuelteil kann den Zylinder der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen. Dazu kann in dem Gehäuse des zweiten Pleuelteils neben der Zylinderbohrung oder einer Zylinderhülse auch die hydraulische Steuereinrichtung vorgesehen sein. An embodiment of the length-adjustable connecting rod provides that two connecting rod parts are provided, the first connecting rod part having the first connecting rod eye and the second connecting rod part having the second connecting rod eye, and wherein the first connecting rod part by means of the cylinder to adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal Piston unit is movable relative to the second connecting rod in the longitudinal direction of the connecting rod, preferably telescopic in the longitudinal direction of the connecting rod, in order to adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal. In contrast to connecting rods with eccentrics, two connecting rod parts that can be moved relative to one another in the longitudinal direction of the connecting rod enable a stable structure as well as safe and permanent operation of the two connecting rods. For a very robust construction of the length-adjustable connecting rod and the provision of simple and inexpensive connecting rod parts in the first connecting rod part, the screw connection can connect the first connecting rod eye to the adjusting piston of the cylinder-piston unit, preferably by means of a piston rod, and the second connecting rod part can connect the cylinder of the cylinder Have piston unit. For this purpose, in addition to the cylinder bore or a cylinder sleeve, the hydraulic control device can also be provided in the housing of the second connecting rod part.
[0030] In einer alternativen Ausbildung kann eine weitere Schraubverbindung zur Befestigung eines Zylinderdeckels der Zylinder-Kolben-Einheit und/oder einer Lagerschale eines zweiten Pleuelauges und/oder von Bauteilen der hydraulischen Steuereinrichtung vorgesehen sein, wobei das erste Gewinde und/oder das zweite Gewinde der weiteren Schraubverbindung zumindest bereichsweise mit einer Schmelzeinlage versehen ist, wobei vorzugsweise die Gewindesteigung des ersten Gewindes gegenüber der Gewindesteigung des zweiten Gewindes unterschiedlich ist. Auch bei diesen Komponenten der erfindungsgemäßen Pleuelstange verbessert die Schraubverbindung mit Schmelzeinlage und unterschiedlicher Gewindesteigung die Sicherung der Komponenten gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schraubensicherungen oder zum Einsatz von Feingewinden mit gleicher Gewindesteigung, wird über die unterschiedliche Gewindesteigung der beiden Gewinde der Schraubverbindung und die Schmelzeinlage eine dauerhaft sichere Schraubverbindung realisiert. Dieses Konzept der weiteren Schraubverbindung mit Schmelzeinlage und unterschiedlicher Gewindesteigung zur Befestigung eines Zylinderdeckels, einer Lagerschale oder von Bauteilen der hydraulischen Steuereinrichtung könnte auch unabhängig der Schraubverbindung zwischen dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit und dem ersten Pleuelauge Schutz genießen und selbstständig weiterverfolgt werden. In an alternative embodiment, a further screw connection for fastening a cylinder cover of the cylinder-piston unit and / or a bearing shell of a second connecting rod and / or components of the hydraulic control device can be provided, the first thread and / or the second thread the further screw connection is at least partially provided with a fusible link, the thread pitch of the first thread preferably being different from the thread pitch of the second thread. With these components of the connecting rod according to the invention, too, the screw connection with a fusible link and different thread pitch improves the securing of the components against unintentional loosening of the screw connection. In contrast to conventional screw locks or the use of fine threads with the same thread pitch, a permanently secure screw connection is achieved via the different thread pitches of the two threads of the screw connection and the fusible link. This concept of the further screw connection with fusible link and different thread pitches for fastening a cylinder cover, a bearing shell or components of the hydraulic control device could also enjoy protection independently of the screw connection between the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the first connecting rod eye and be pursued independently.
[0031] Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einer Schraubverbindung zwischen dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit und dem ersten Pleuelauge in einem Kolbenmotor, wobei die Schraubverbindung ein erstes Gewinde mit einer ersten Gewindesteigung und ein zweites Gewinde mit einer zweiten Gewindesteigung sowie eine Schmelzeinlage aufweist, und die erste Gewindesteigung gegenüber der zweiten Gewindesteigung unterschiedlich ist. Diese Schraubverbindung zwischen dem Verstellkolben und dem ersten Pleuelauge, bzw. einer von diesen Komponenten ausgebildeten Kolbenstange, ermöglicht neben einer guten Sicherung der Schraubverbindung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen auch eine gleichmäßige Verteilung der axialen Vorspannkraft über die Gewindegänge der Schraubverbindung. The invention also relates to the use of a length-adjustable connecting rod with a screw connection between the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the first connecting rod in a piston engine, the screw connection having a first thread with a first thread pitch and a second thread with a having second thread pitch and a melt insert, and the first thread pitch is different from the second thread pitch. This screw connection between the adjusting piston and the first connecting rod eye, or a piston rod formed by these components, enables not only good securing of the screw connection against unintentional loosening, but also a uniform distribution of the axial pretensioning force over the threads of the screw connection.
[0032] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem in dem Motor-Zylinder bewegbaren Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben des Kolbenmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet und die hydraulische Steuereinrichtung mit der Motorölhydraulik des Kolbenmotors verbunden. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Kolbenmotors kann beträchtlich sein, wenn in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Mittels der Schraubverbindung mit Schmelzeinlage und unterschiedlicher Gewindesteigung zwischen dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Ein-In a further aspect, the invention relates to a piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston movable in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder, as well as with an adjustable-length connecting rod connected to the reciprocating piston the embodiments described above. Preferably, all the reciprocating pistons of the piston engine are equipped with such a length-adjustable connecting rod and the hydraulic control device is connected to the engine oil hydraulics of the piston engine. The fuel savings of such a piston engine can be considerable if the compression ratio is set accordingly as a function of the respective operating state. By means of the screw connection with fusible link and different thread pitches between the adjusting piston of the cylinder-piston
heit und dem ersten Pleuelauge zur Aufnahme des Kolbenbolzens des Hubkolbens, wird eine kostengünstige Herstellung und eine sichere Funktion der längenverstellbaren Pleuelstange ermöglicht. unit and the first connecting rod eye for receiving the piston pin of the reciprocating piston, a cost-effective production and reliable function of the length-adjustable connecting rod is made possible.
[0033] Im Folgenden werden nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung an Hand beispielhafter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following, non-limiting embodiments of the invention are explained in more detail using exemplary drawings. Show it:
[0034] Fig. 1 eine schematische Ansicht einer teilweise freigeschnittenen erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange mit einer schematischen Darstellung des hydraulischen Steuerventils, 1 shows a schematic view of a partially cut-away length-adjustable connecting rod according to the invention with a schematic representation of the hydraulic control valve,
[0035] Fig. 2 eine Detailansicht des ersten Pleuelteils aus Fig. 1 mit einer ersten Schraubverbindung, FIG. 2 shows a detailed view of the first connecting rod part from FIG. 1 with a first screw connection,
[0036] Fig. 3 eine Detailansicht des ersten Pleuelteils aus Fig. 2 mit einer anderen Schraubverbindung, [0036] FIG. 3 shows a detailed view of the first connecting rod part from FIG. 2 with a different screw connection,
[0037] Fig. 4a eine Schnittansicht der Gewindegänge einer Schraubverbindung aus dem Stand der Technik, 4a shows a sectional view of the threads of a screw connection from the prior art,
[0038] Fig. 45 eine Schnittansicht der Gewindegänge der Schraubverbindung aus Fig. 4a mit einer Sicherungsschicht, und 45 shows a sectional view of the threads of the screw connection from FIG. 4a with a securing layer, and
[0039] Fig. 4c eine Schnittansicht der Gewindegänge der Schraubverbindung aus Fig. 2 und 3, und 4c shows a sectional view of the threads of the screw connection from FIGS. 2 and 3, and
[0040] Fig. 4d eine weitere Schnittansicht der Gewindegänge der Schraubverbindung aus Fig. 2 und 3 mit einer Teil-Nut zur Aufnahme der Sicherungsschicht. 4d shows a further sectional view of the threads of the screw connection from FIGS. 2 and 3 with a partial groove for receiving the security layer.
[0041] Die in der schematischen Ansicht in Fig. 1 dargestellte längenverstellbare Pleuelstange 1 umfasst zwei teleskopierbar zueinander bewegbare Pleuelteile 2, 3. Das in der Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 in Fig. 1 unten angeordnete untere Pleuelteil 2 weist ein groBes Pleuelauge 4 auf, mit dem die längenverstellbare Pleuelstange 1 auf der Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Kolbenmotors gelagert ist. Dazu ist am unteren Pleuelteil 2 weiter eine Lagerschale 5 angeordnet, die zusammen mit dem ebenfalls lagerschalenartig ausgebildeten unteren Bereich der unteren Pleuelstange 2 das große Pleuelauge 4 ausbildet. Die Lagerschale 5 und das untere Pleuelteil 2 werden mittels Pleuelschrauben 34 miteinander verbunden. The length-adjustable connecting rod 1 shown in the schematic view in FIG. 1 comprises two connecting rod parts 2, 3 which can be telescoped relative to one another. The lower connecting rod part 2, which is arranged at the bottom in the illustration of the length-adjustable connecting rod 1 in FIG. 1, has a large connecting rod eye 4, with which the length-adjustable connecting rod 1 is mounted on the crankshaft (not shown) of a piston engine. For this purpose, a bearing shell 5 is also arranged on the lower connecting rod part 2, which together with the lower area of the lower connecting rod 2, which is also configured like a bearing shell, forms the large connecting rod eye 4. The bearing shell 5 and the lower connecting rod part 2 are connected to one another by means of connecting rod bolts 34.
[0042] Das obere Pleuelteil 3 weist einen Pleuelkopf 6 mit einem kleinen Pleuelauge 7 auf, das den Kolbenbolzen (nicht gezeigt) des Hubkolbens im Kolbenmotor aufnimmt. Der Pleuelkopf 6 ist mit einer Kolbenstange 8 und über die Kolbenstange 8 mit einem Verstellkolben 9 der hier als Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstellvorrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 verbunden. Dabei ist der Pleuelkopf 6 mit der Kolbenstange 8 verschraubt, während der Verstellkolben 9 und die Kolbenstange 8 hier einteilig ausgebildet sind. Dies ermöglicht vor einem Zusammenbau des oberen Pleuelteils 3, einen Zylinderdeckel 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und eine Stangendichtung 16 auf der Kolbenstange 8 sowie Kolbendichtungen 17, 18 an dem Verstellkolben 9 einfach und beschädigungsfrei anzuordnen. The upper connecting rod part 3 has a connecting rod head 6 with a small connecting rod eye 7 which receives the piston pin (not shown) of the reciprocating piston in the piston engine. The connecting rod head 6 is connected to a piston rod 8 and, via the piston rod 8, to an adjusting piston 9 of the adjusting device of the length-adjustable connecting rod 1, designed here as a cylinder-piston unit 10. The connecting rod head 6 is screwed to the piston rod 8, while the adjusting piston 9 and the piston rod 8 are formed in one piece here. This enables a cylinder cover 15 of the cylinder-piston unit 10 and a rod seal 16 on the piston rod 8 and piston seals 17, 18 on the adjusting piston 9 to be arranged easily and without damage before the upper connecting rod part 3 is assembled.
[0043] Das obere Pleuelteil 3 ist über den Verstellkolben 9 teleskopierbar in dem unteren Pleuelteil 2 geführt, um den Abstand zwischen dem im kleinen Pleuelauge 7 aufgenommenen Kolbenbolzen des Hubkolbens und der in dem großen Pleuelauge 4 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors zu verstellen, und so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als unter Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. The upper connecting rod part 3 is telescopically guided via the adjusting piston 9 in the lower connecting rod part 2 in order to adjust the distance between the piston pin of the reciprocating piston received in the small connecting rod eye 7 and the crankshaft of the piston engine received in the large connecting rod eye 4, and so that Adapt the compression ratio of the piston engine to the respective operating condition. This makes it possible to operate the piston engine in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range and thus to increase the efficiency of the engine.
[0044] In dem Gehäuse 11 des unteren Pleuelteils 2 ist im oberen Bereich ein Zylinder 12 ausgebildet, der als Zylinderbohrung oder Zylinderhülse in das Gehäuse 11 des unteren Pleuelteils 2 eingebracht sein kann. In dem Zylinder 12 ist der Verstellkolben 9 des oberen Pleuelteils 3 in Längsrichtung A der Pleuelstange 1 bewegbar angeordnet, um gemeinsam mit dem Zylinder 12 und dem Zylinderdeckel 15 die Zylinder-Kolben-Einheit 10 auszubilden. Der Verstellkolben 9 ist In the housing 11 of the lower connecting rod part 2, a cylinder 12 is formed in the upper region, which cylinder can be introduced into the housing 11 of the lower connecting rod part 2 as a cylinder bore or cylinder sleeve. The adjusting piston 9 of the upper connecting rod part 3 is arranged in the cylinder 12 so as to be movable in the longitudinal direction A of the connecting rod 1 in order to form the cylinder-piston unit 10 together with the cylinder 12 and the cylinder cover 15. The adjusting piston 9 is
in Fig. 1 in einer Mittelstellung dargestellt, in der der Verstellkolben 9 den Zylinder 12 in zwei Druckräume 13 und 14 unterteilt. Die Kolbenstange 8 erstreckt sich von dem Verstellkolben 9 durch den oberen Druckraum 14 und den Zylinderdeckel 15 hindurch, der das Gehäuse 11 und den Zylinder 12 nach oben hin begrenzt. In dem Zylinderdeckel 15 ist eine Stangendichtung 16 aufgenommen, die die Kolbenstange 8 umgibt und den oberen Druckraum 14 gegenüber der Umgebung abdichtet. Die beiden auf dem Verstellkolben 9 angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Verstellkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab. Die Unterseite 19 des Zylinderdeckels 15 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Verstellkolben 9 in der oberen Stellung, der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1, anliegt, während in der unteren Stellung (Kurzstellung) der längenverstellbaren Pleuelstange 1 der Verstellkolben 9 an dem vom Zylinderboden 20 ausgebildeten unteren Anschlag anliegt. shown in a central position in FIG. 1, in which the adjusting piston 9 divides the cylinder 12 into two pressure chambers 13 and 14. The piston rod 8 extends from the adjusting piston 9 through the upper pressure chamber 14 and the cylinder cover 15, which limits the housing 11 and the cylinder 12 towards the top. A rod seal 16 is received in the cylinder cover 15, which surrounds the piston rod 8 and seals the upper pressure chamber 14 from the environment. The two piston seals 17, 18 arranged on the adjusting piston 9 seal the adjusting piston 9 from the cylinder 12 and thus also the pressure chambers 13, 14 from one another. The bottom 19 of the cylinder cover 15 forms an upper stop on which the adjusting piston 9 rests in the upper position, the long position of the length-adjustable connecting rod 1, while in the lower position (short position) of the length-adjustable connecting rod 1, the adjusting piston 9 is attached to the from Cylinder bottom 20 formed lower stop rests.
[0045] Mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 21 ist der Abstand zwischen Kolbenbolzen und Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung A der Pleuelstange 1 einstellbar. Im Folgenden wird anhand der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Verschaltung der Steuereinrichtung 21 die Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10 mit Hydraulikmittel näher erläutert. Die beiden Druckräume 13, 14 sind jeweils über getrennte Hydraulikmittelleitungen 22, 23 und separate Rückschlagventile 24, 25 und einem gemeinsamen Ölversorgungskanal 26, der in dem großen Pleuelauge 4 mündet, mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. Die Rückschlagventile 24, 25 sind dabei in Richtung der Druckräume 13, 14 öffnend ausgeführt. With a hydraulic control device 21, the distance between the piston pin and the crankshaft journal in the longitudinal direction A of the connecting rod 1 can be adjusted. In the following, the supply of the cylinder-piston unit 10 with hydraulic medium is explained in more detail on the basis of the hydraulic interconnection of the control device 21 shown in FIG. 1. The two pressure chambers 13, 14 are each connected to the engine oil circuit of the piston engine via separate hydraulic medium lines 22, 23 and separate check valves 24, 25 and a common oil supply channel 26 which opens into the large connecting rod eye 4. The check valves 24, 25 are designed to open in the direction of the pressure chambers 13, 14.
[0046] Ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in der langen Position, befindet sich im oberen Druckraum 14 kein Motoröl, während der untere Druckraum 13 hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird die Pleuelstange 1 aufgrund der Massen- und Gaskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Verstellkolbens 9 mit der Unterseite 19 des Zylinderdeckels 15 aufgenommen. Die Länge der Pleuelstange 1 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den mit Motoröl gefüllten unteren Druckraum 13 übertragen. Da das dem unteren Druckraum 13 zugeordnete Rückschlagventil 25 ein Ausströmen des Motoröls verhindert, steigt der Druck des Motoröls stark an und verhindert eine Anderung der Pleuellänge. Dadurch ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in dieser Bewegungsrichtung hydraulisch gesperrt. If the length-adjustable connecting rod 1 is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber 14, whereas the lower pressure chamber 13 is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod 1 is loaded alternately in tension and compression due to the inertia and gas forces. In the long position, the tensile force is absorbed by the mechanical contact of the adjusting piston 9 with the underside 19 of the cylinder cover 15. The length of the connecting rod 1 does not change as a result. An acting pressure force is transmitted via the piston surface to the lower pressure chamber 13, which is filled with engine oil. Since the check valve 25 assigned to the lower pressure chamber 13 prevents the engine oil from flowing out, the pressure of the engine oil rises sharply and prevents the connecting rod length from changing. As a result, the length-adjustable connecting rod 1 is hydraulically locked in this direction of movement.
[0047] In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum 13 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Verstellkolbens 9 am Zylinderboden 20 aufgenommen, während der obere Druckraum 14 mit Motoröl gefüllt ist, so dass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuelstange 1 einen Druckanstieg im oberen Druckraum 14 verursacht und damit eine hydraulische Sperrung bewirkt. In the short version of the length-adjustable connecting rod 1, the situation is reversed. The lower pressure chamber 13 is completely empty and a pressure force is absorbed by the mechanical stop of the adjusting piston 9 on the cylinder base 20, while the upper pressure chamber 14 is filled with engine oil, so that a tensile force on the length-adjustable connecting rod 1 causes a pressure increase in the upper pressure chamber 14 and thus causing a hydraulic lock.
[0048] Die Pleuellänge der hier dargestellten längenverstellbaren Pleuelstange 1 kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume 13, 14 entleert wird und der jeweils andere Druckraum 13, 14 mit Motoröl gefüllt wird. Hierzu wird von der hydraulischen Steuereinrichtung 21 jeweils eines der Rückschlagventile 24, 25 überbrückt, so dass das Motoröl aus dem bisher gefüllten Druckraum 13, 14 abfließen kann. Das jeweilige Rückschlagventil 24, 25 verliert so seine Wirkung. Dazu umfasst die hydraulische Steuereinrichtung 21 ein hydraulisches Steuerventil 27, hier ein 3/2-Wegeventil 27, dessen beiden schaltbaren Anschlüsse 30 jeweils über eine Drossel 28, 29 mit einer Hydraulikmittelleitung 22, 23 der Druckräume 13, 14 verbunden sind. Dabei ist ein erster Anschluss 30 dem oberen Druckraum 13 zugeordnet und ein zweiter Anschluss 30 dem oberen Druckraum 14. The connecting rod length of the length-adjustable connecting rod 1 shown here can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers 13, 14 and filling the other pressure chamber 13, 14 with engine oil. For this purpose, one of the check valves 24, 25 is bridged by the hydraulic control device 21, so that the engine oil can flow out of the previously filled pressure chamber 13, 14. The respective check valve 24, 25 thus loses its effect. For this purpose, the hydraulic control device 21 comprises a hydraulic control valve 27, here a 3/2-way valve 27, the two switchable connections 30 of which are each connected to a hydraulic medium line 22, 23 of the pressure chambers 13, 14 via a throttle 28, 29. A first connection 30 is assigned to the upper pressure chamber 13 and a second connection 30 is assigned to the upper pressure chamber 14.
[0049] Das 3/2-Wegeventil 27 wird über den Druck des Motoröls betätigt, der dem 3/2-Wegeventil 27 über eine mit dem Ölversorgungskanal 26 verbundene Steuerdruckleitung 31 zugeführt wird. Die Rückstellung des 3/2-Wegeventils 27 erfolgt durch eine Rückstellfeder 32. Die beiden schaltbaren Anschlüsse 30 des 3/2-Wegeventils 27 sind mit einem Abströmkanal 33 verbunden, der das aus den Druckräumen 13, 14 abgeführte Motoröl an den Olversorgungskanal 26 abgibt, von The 3/2-way valve 27 is actuated via the pressure of the engine oil, which is supplied to the 3/2-way valve 27 via a control pressure line 31 connected to the oil supply channel 26. The 3/2-way valve 27 is reset by a return spring 32. The two switchable connections 30 of the 3/2-way valve 27 are connected to an outflow channel 33 which releases the engine oil discharged from the pressure chambers 13, 14 to the oil supply channel 26, from
wo aus es zur Befüllung des jeweils anderen Druckraums 14, 13 zur Verfügung steht und/oder über das große Pleuelauge 4 an den Motorölkreiskauf des Kolbenmotors und/oder an die Umgebung abgegeben werden kann. Uber das Steuerventil 27 ist damit eine Fluidverbindung zwischen zumindest einem Druckraum 13, 14 und einem Motorölkreislauf des Kolbenmotors und/oder einer Umgebung der Pleuelstange 1 freigebbar oder sperrbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel mit unterem 13 und oberem Druckraum 14 ist jeweils wechselseitig die Fluidverbindung eines Druckraums 13, 14 freigegeben und die Fluidverbindung des anderen Druckraums 14, 13 gesperrt. Bei besagtem Motorölkreislauf der Kolbenmaschine kann es sich auch um einen separaten Olkreislauf zum Steuern der Längenverstellung handeln. from where it is available for filling the other pressure chamber 14, 13 and / or can be delivered to the engine oil circuit of the piston engine and / or to the environment via the large connecting rod eye 4. A fluid connection between at least one pressure chamber 13, 14 and an engine oil circuit of the piston engine and / or an area surrounding the connecting rod 1 can therefore be released or blocked via the control valve 27. In the illustrated embodiment with lower 13 and upper pressure chamber 14, the fluid connection of one pressure chamber 13, 14 is released alternately and the fluid connection of the other pressure chamber 14, 13 is blocked. Said engine oil circuit of the piston machine can also be a separate oil circuit for controlling the length adjustment.
[0050] In der in Fig. 1 dargestellten Vorzugslage des 3/2-Wegeventils 27 ist der obere Druckraum 14 geöffnet. Alternativ kann der Abströmkanal 33 das Motoröl direkt an die Umgebung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 abgeben. In the preferred position of the 3/2-way valve 27 shown in FIG. 1, the upper pressure chamber 14 is open. Alternatively, the outflow channel 33 can deliver the engine oil directly to the vicinity of the length-adjustable connecting rod 1.
[0051] Bei dem 3/2-Wegeventil 27 ist jeweils einer der schaltbaren Anschlüsse 30 geöffnet, so dass der zugehörige Druckraum 13, 14 geleert ist, während der andere Anschluss 30 geschlossen ist. Bei einer Veränderung der Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 27, durch das Anliegen eines höheren Steuerdrucks über die Steuerdruckleitung 31 oder durch eine Rückstellung über die Rückstellfeder 32 bei einem abnehmenden Steuerdruck, wird der bisher geöffnete Anschluss 30 geschlossen und der bisher geschlossene Anschluss 30 geöffnet. Infolgedessen strömt aus dem bisher mit Motoröl gefüllten Druckraum 13, 14 das unter hohem Druck stehende Motoröl über die jeweilige Hydraulikmittelleitung 22, 23 sowie die zugehörige Drossel 28, 29 durch den geöffneten Anschluss 30 des 3/2-Wegeventils 27 und den Abströmkanal 33 in den Ölversorgungskanal 26. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung der Pleuelstange 1 wirkenden Massen- und Gaskräfte in dem bisher leeren Druckraum 14, 13 eine Sogwirkung, durch die sich das zugehörige Rückschlagventil 24, 25 öffnet, so dass sich der bisher leere Druckraum 14, 13 über den Olversorgungskanal 26 mit Motoröl füllt. In the 3/2-way valve 27, one of the switchable connections 30 is opened, so that the associated pressure chamber 13, 14 is emptied, while the other connection 30 is closed. When the switching position of the 3/2-way valve 27 changes, when a higher control pressure is applied via the control pressure line 31 or when the control pressure is reset via the return spring 32, the previously open port 30 is closed and the previously closed port 30 is opened . As a result, the high-pressure engine oil flows from the pressure chamber 13, 14 previously filled with engine oil via the respective hydraulic medium line 22, 23 and the associated throttle 28, 29 through the open connection 30 of the 3/2-way valve 27 and the outflow channel 33 into the Oil supply channel 26. At the same time, the mass and gas forces acting in a piston engine during the stroke movement of the connecting rod 1 create a suction effect in the previously empty pressure chamber 14, 13, through which the associated check valve 24, 25 opens, so that the previously empty pressure chamber opens 14, 13 fills with engine oil via the oil supply channel 26.
[0052] Mit zunehmender Füllung dieses Druckraums 14, 13 wird aus dem anderen Druckraum 13, 14 zunehmend das Motoröl über den geöffneten Anschluss 30 abgeführt, wodurch sich die Länge der Pleuelstange 1 ändert. Je nach Ausgestaltung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 sowie der hydraulischen Steuereinrichtung 21 und dem Betriebszustand des Kolbenmotors können mehrere Hübe der Pleuelstange 1 erforderlich sein, bis der von der hydraulischen Steuereinrichtung 21 gesperrte Druckraum 14, 13 vollständig mit Motoröl gefüllt ist sowie der andere geöffnete Druckraum 13, 14 vollständig geleert ist und so die maximal mögliche Längenänderung der Pleuelstange 1 erreicht ist. With increasing filling of this pressure chamber 14, 13, the engine oil is increasingly discharged from the other pressure chamber 13, 14 via the open connection 30, whereby the length of the connecting rod 1 changes. Depending on the configuration of the length-adjustable connecting rod 1 and the hydraulic control device 21 and the operating state of the piston engine, several strokes of the connecting rod 1 may be required until the pressure chamber 14, 13 blocked by the hydraulic control device 21 is completely filled with engine oil and the other open pressure chamber 13, 14 is completely emptied and so the maximum possible change in length of the connecting rod 1 is reached.
[0053] Eine vergrößerte Detailansicht des oberen Pleuelteils 3 aus Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt, wobei sowohl der Zylinderdeckel 15 und der Verstellkolben 9, aber auch Teile des Pleuelkopfs 6 geschnitten gezeigt sind. Die Kolbenstange 8 ist fest oder einteilig mit dem Verstellkolben 9 verbunden und weist an ihrem freien oberen Ende ein erstes Gewinde 35 auf, das als Außengewinde ausgebildet ist, und mit einem zugehörigen zweiten Gewinde 36 im Pleuelkopf 6, das als Innengewinde ausgebildet ist, in Eingriff steht. Das erste Gewinde 35 auf der Kolbenstange 8 und das zweite Gewinde 36 im Pleuelkopf 6 bilden gemeinsam eine Schraubverbindung 37 mit einer unterschiedlichen Gewindesteigung P aus, um den Verstellkolben 9 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 sicher mit dem Pleuelkopf 6 mit Pleuelauge 7 zu verbinden. An enlarged detailed view of the upper connecting rod part 3 from FIG. 1 is shown in FIG. 2, both the cylinder cover 15 and the adjusting piston 9, but also parts of the connecting rod head 6 being shown in section. The piston rod 8 is fixedly or integrally connected to the adjusting piston 9 and at its free upper end has a first thread 35, which is designed as an external thread, and engages with an associated second thread 36 in the connecting rod head 6, which is designed as an internal thread stands. The first thread 35 on the piston rod 8 and the second thread 36 in the connecting rod head 6 together form a screw connection 37 with a different thread pitch P in order to securely connect the adjusting piston 9 of the cylinder-piston unit 10 to the connecting rod head 6 with connecting rod eye 7.
[0054] Dabei wird das als Innengewinde ausgebildete zweite Gewinde 36 im Pleuelkopf 6 bereits vor der Montage mit einer Schmelzeinlage 40 versehen, die bevorzugt entlang des gesamten Umfangs des zweiten Gewindes 36 aufgetragen wird. Bei der Montage des oberen Pleuelteils 3 wird vor einem Aufschrauben des Pleuelkopfs 6 auf das erste Gewinde 35 der Kolbenstange 8 die obere Kolbendichtung 18 über die Kolbenstange 8 hinweg auf den Verstellkolben 9 aufgeschoben und dort beschädigungsfrei fixiert, beispielsweise mittels eines Sicherungsrings. Anschließend wird die Stangendichtung 16 und der Zylinderdeckel 15 auf die Kolbenstange 8 aufgeschoben, bevor die Kolbenstange 8 in das zweite mit der Schmelzeinlage 40 versehene Gewinde 36 im Pleuelkopf 6 eingeschraubt wird. In this case, the second thread 36, designed as an internal thread, in the connecting rod head 6 is provided with a melt insert 40 prior to assembly, which is preferably applied along the entire circumference of the second thread 36. When assembling the upper connecting rod part 3, before the connecting rod head 6 is screwed onto the first thread 35 of the piston rod 8, the upper piston seal 18 is pushed over the piston rod 8 onto the adjusting piston 9 and fixed there without damage, for example by means of a locking ring. The rod seal 16 and the cylinder cover 15 are then pushed onto the piston rod 8 before the piston rod 8 is screwed into the second thread 36 in the connecting rod head 6, which thread is provided with the melt insert 40.
[0055] Die auf der Kolbenstange 8 angeordnete Stangendichtung 16, sowie die am Umfang des The arranged on the piston rod 8 rod seal 16, and the circumference of the
Verstellkolbens 9 vorgesehenen Kolbendichtungen 17, 18 müssen im Hinblick auf die in den Druckräumen 13, 14 vorliegenden hohen Systemdrücken von über 1000 bar beim Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange 1 eine sichere Abdichtung der Druckräume 13, 14 ermöglichen. Entsprechend empfindlich reagieren derartige Hochdruckdichtungen auf mechanische Belastungen außerhalb der vorgegebenen Grenzen. Daher müssen sowohl die Stangendichtung 16, aber auch die obere Kolbendichtung 18 vor einer Verbindung der Kolbenstange 8 mit dem Pleuelkopf 6 an ihren Positionen angeordnet und beim Einschrauben des ersten Gewindes 35 in das zweite Gewinde 36 geschützt werden. Piston seals 17, 18 provided for adjusting pistons 9 must enable reliable sealing of pressure spaces 13, 14 in view of the high system pressures of over 1000 bar present in pressure chambers 13, 14 during operation of length-adjustable connecting rod 1. Such high-pressure seals react correspondingly sensitively to mechanical loads outside the specified limits. Therefore, both the rod seal 16 and the upper piston seal 18 must be arranged in their positions before the piston rod 8 is connected to the connecting rod head 6 and protected when the first thread 35 is screwed into the second thread 36.
[0056] Beim Einschrauben des ersten Gewindes 35, dem auf dem Ende auf der Kolbenstange 8 ausgebildeten Außengewinde, in das mit der Schmelzeinlage 40 versehene zweite Gewinde 36 innerhalb des Pleuelkopfs 6 wird die Schmelzeinlage 40 durch die entstehende Reibungswärme oder zusätzlich eingebrachte Wärme plastifiziert oder geschmolzen, sodass das erste Gewinde 35 in das zweite Gewinde 36 eingeschraubt werden kann. Da als Schmelzeinlage sehr unterschiedliche Materialien in Frage kommen, beispielsweise ein Hartlot mit Aluminium, Kupfer oder Legierungen aus Zinn-Kupfer oder Zinn-Kupfer-Nickel, oder ein entsprechend temperaturstabiles Kunststoffmaterial, kann für die Plastifizierung der Schmelzeinlage 40 bereits die bei einem Anziehen der Schraubverbindung 37 entstehende Reibungswärme ausreichen. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Gewinde auf der Kolbenstange 8 oder das zweite Gewinde 36 im Pleuelkopf 6 vor dem Verschrauben angewärmt werden. Durch die Erwärmung der Schraubverbindung 37 wird die Schmelzeinlage 40 weich und drückt sich beim Anziehen der Schraubverbindung 37 leicht an und zwischen die Oberflächen des ersten Gewindes 35 und zweiten Gewindes 36. Da im dargestellten Ausführungsbeispiel die Gewindesteigung P des ersten Gewindes 35 zu der Gewindesteigung P des zweiten Gewindes 36 unterschiedlich ist, verteilt sich die Schmelzeinlage 40 ungleichmäßig über die Gewindegänge G1 bis G5 der Schraubverbindung 37. Dies führt nach dem Abkühlen des oberen Pleuelteils 3 nicht nur zu einer Schraubverbindung 37 mit einer deutlich erhöhten Dauerfestigkeit, sondern auch zu einer guten Beständigkeit der Schraubverbindung 37 gegen extreme Wechselbelastungen mit Zug- und Druckkräften. When the first thread 35, the external thread formed on the end of the piston rod 8, is screwed into the second thread 36 provided with the melting insert 40 within the connecting rod head 6, the melting insert 40 is plasticized or melted by the resulting frictional heat or additionally introduced heat so that the first thread 35 can be screwed into the second thread 36. Since very different materials can be used as the melting insert, for example a hard solder with aluminum, copper or alloys of tin-copper or tin-copper-nickel, or a correspondingly temperature-stable plastic material, the plasticization of the melting insert 40 can already be performed when the screw connection is tightened 37 frictional heat is sufficient. Alternatively or additionally, the first thread on the piston rod 8 or the second thread 36 in the connecting rod head 6 can be heated before screwing. As a result of the heating of the screw connection 37, the fusible link 40 becomes soft and, when the screw connection 37 is tightened, is pressed lightly against and between the surfaces of the first thread 35 and second thread 36 second thread 36 is different, the fusible insert 40 is distributed unevenly over the threads G1 to G5 of the screw connection 37. After cooling of the upper connecting rod part 3, this not only leads to a screw connection 37 with a significantly increased fatigue strength, but also to a good resistance of the Screw connection 37 against extreme alternating loads with tensile and compressive forces.
[0057] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines oberen Pleuelteils 3 für eine erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange 1. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist hier der Pleuelkopf 6 fest oder einteilig mit der Kolbenstange 8 verbunden und das als Außengewinde am freien Ende der Kolbenstange 8 vorgesehene erste Gewinde 35 steht mit einem als Innengewinde ausgebildeten zweiten Gewinde 36 im Verstellkolben 9 in Eingriff, um eine andere Schraubverbindung 38 mit unterschiedlicher Gewindesteigung auszubilden. Auch bei dieser Ausführungsform des oberen Pleuelteils 3 wird vor dem Verbinden der Kolbenstange 8 mit dem Verstellkolben 9 die obere Kolbendichtung 18 auf dem Verstellkolben 9 angeordnet und die Stangendichtung 16 und der Zylinderdeckel 15 auf die Kolbenstange 8 aufgeschoben, bevor die Kolbenstange 8 mit dem ersten Gewinde 35 in das zweite Gewinde 36 am Verstellkolben 9 eingeschraubt wird. Fig. 3 shows a further embodiment of an upper connecting rod part 3 for a length-adjustable connecting rod 1 according to the invention. In contrast to the embodiment shown in Fig. 2, here the connecting rod 6 is fixed or integrally connected to the piston rod 8 and as an external thread on the free The first thread 35 provided at the end of the piston rod 8 is in engagement with a second thread 36 in the adjusting piston 9, designed as an internal thread, in order to form another screw connection 38 with a different thread pitch. In this embodiment of the upper connecting rod part 3, too, the upper piston seal 18 is arranged on the adjusting piston 9 before the piston rod 8 is connected to the adjusting piston 9 and the rod seal 16 and the cylinder cover 15 are pushed onto the piston rod 8 before the piston rod 8 has the first thread 35 is screwed into the second thread 36 on the adjusting piston 9.
[0058] Weiter ist auch hier auf dem als Innengewinde ausgebildeten zweiten Gewinde 36 im Verstellkolben 9 eine Schmelzeinlage 40 aufgebracht. Dabei wird die Schmelzeinlage 40 bereits bei der Herstellung des Verstellkolbens 9 auf dem Innengewinde 36 aufgetragen, beispielsweise durch Anspitzen, Aufsprühen oder Auftragen der auf eine Temperatur oberhalb der Plastifizierungs- oder Schmelztemperatur erwärmten Schmelzeinlage 40. Alternativ kann in dem zweiten Gewinde 36 im Verstellkolben 9 oder im ersten Gewinde 35 der Kolbenstange 8 auch eine Längsnut 42 quer zu dem ersten oder zweiten Gewinde 35, 36 vorgesehen sein, in dem dann ohne eine Temperierung ein Strang der Schmelzeinlage 40 eingelegt werden kann. A melt insert 40 is also applied here to the second thread 36 in the adjusting piston 9, which is designed as an internal thread. The melt insert 40 is already applied to the internal thread 36 during the manufacture of the adjusting piston 9, for example by sharpening, spraying or applying the melt insert 40 heated to a temperature above the plasticizing or melting temperature. Alternatively, the second thread 36 in the adjusting piston 9 or In the first thread 35 of the piston rod 8, a longitudinal groove 42 can also be provided transversely to the first or second thread 35, 36, in which a strand of the melt insert 40 can then be inserted without temperature control.
[0059] Zur Montage des oberen Pleuelteils 3 wird beim Zusammenschrauben der Schraubverbindung 38 die Schmelzeinlage 40 durch die beim Einschrauben entstehende Reibungswärme und eine optionale Wärmezufuhr plastifiziert, sodass sich die Schmelzeinlage 40 an und zwischen die Oberflächen des ersten Gewindes 35 und des zweiten Gewindes 36 andrückt, um einen vollständigen Formschluss auszubilden. Überschüssiges Material der Schmelzanlage 40 wird beim Anziehen der Schraubverbindung 38 auch hier wieder in das als Innengewinde ausgebildete zweite Gewinde 36 hineingedrückt, sodass ein Risiko eines Eintrags von Partikeln einer Schmel-To assemble the upper connecting rod part 3, when the screw connection 38 is screwed together, the melt insert 40 is plasticized by the frictional heat generated during screwing in and an optional heat supply, so that the melt insert 40 presses against and between the surfaces of the first thread 35 and the second thread 36 to develop a complete form fit. When the screw connection 38 is tightened, excess material from the melting system 40 is again pressed into the second thread 36, which is designed as an internal thread, so that there is a risk of particles of a melt
zeinlage 40 in die Zylinder-Kolben-Einheit 10 oder die hydraulische Steuereinrichtung 21 vermieden wird. Zeinlage 40 in the cylinder-piston unit 10 or the hydraulic control device 21 is avoided.
[0060] Im Gegensatz zu der Schraubverbindung 37 zwischen der Kolbenstange 8 und dem Pleuelkopf 6 in Fig. 2 weist die Schraubverbindung 38 zwischen der Kolbenstange 8 und dem Verstellkolben 9 in Fig. 3 einen etwas größeren Kerndurchmesser auf, der durch den größeren Stirndurchmesser des Verstellkolbens 9 ermöglicht wird. Dabei wird der größere Kerndurchmesser des ersten Gewindes 35 an der Kolbenstange 8 durch die beschädigungsfreie Montage des Zylinderdeckel 15 und der Stangendichtung 16 auf der Kolbenstange 8 begrenzt. In contrast to the screw connection 37 between the piston rod 8 and the connecting rod head 6 in FIG. 2, the screw connection 38 between the piston rod 8 and the adjusting piston 9 in FIG. 3 has a slightly larger core diameter, which is due to the larger face diameter of the adjusting piston 9 is made possible. The larger core diameter of the first thread 35 on the piston rod 8 is limited by the damage-free mounting of the cylinder cover 15 and the rod seal 16 on the piston rod 8.
[0061] Die Schnittansicht in Fig. 4a zeigt eine herkömmliche Schraubverbindung 39 aus dem Stand der Technik mit gleicher Gewindesteigung P und ohne Schmelzeinlage 40. Dabei ist die Gewindesteigung P+;- Ps der einzelnen Gewindegänge G; - Gs (nur G1 eingezeichnet) des ersten Gewindes 35‘ jeweils gleichbleibend (P1=P2= P3=Pı4=Ps) und auch gleich gegenüber der Gewindesteigung P+ - Ps der Gewindegänge G+ - Gs (nur Gıieingezeichnet) des zweiten Gewindes 36‘ der herkömmlichen Schraubverbindung 39. The sectional view in FIG. 4a shows a conventional screw connection 39 from the prior art with the same thread pitch P and without a fusible link 40. The thread pitch P +; - Ps of the individual threads G; - Gs (only G1 shown) of the first thread 35 'always constant (P1 = P2 = P3 = Pı4 = Ps) and also equal to the thread pitch P + - Ps of the threads G + - Gs (only Gıi shown) of the second thread 36' of the conventional Screw connection 39.
[0062] Die Vorspannkraft dieser herkömmlichen Schraubverbindung 39 wird im Wesentlichen an dem ersten oder den ersten beiden Gewindegängen G+:, G2, übertragen und nimmt in Richtung des letzten Gewindegangs Gs signifikant ab. Bei einer wechselnden Zug- und Druckbelastung dieser herkömmlichen Schraubverbindung 39 ohne Schmelzeinlage 40 löst sich diese relativ schnell durch die dynamischen Belastungen an der Schraubverbindung 39. The pretensioning force of this conventional screw connection 39 is essentially transmitted to the first or the first two threads G + :, G2, and decreases significantly in the direction of the last thread Gs. In the event of an alternating tensile and compressive load on this conventional screw connection 39 without a melt insert 40, it is released relatively quickly due to the dynamic loads on the screw connection 39.
[0063] Die Verwendung einer Sicherungseinlage 41 für eine solche herkömmliche Schraubverbindung 39, wie in Fig. 4b dargestellt, erhöht zwar die Verliersicherheit und ermöglicht dadurch begrenzte dynamische Belastungen der Schraubverbindung 39, jedoch kann auch eine solche herkömmliche Schraubverbindung 39 auf Dauer keinen extremen Zug- und Druckbelastungen standhalten. Wie in Fig. 4b gezeigt, entsteht bei der Schraubverbindung 39 durch die Sicherungseinlage 41 ein im Wesentlichen gleichmäßiger Formschluss zwischen dem ersten Gewinde 35‘ und dem zweiten Gewinde 36°, der jedoch einem andauernden Belastungswechsel mit extremen Zug- und Druckkräften nicht widersteht. Demgegenüber ist bei einer Schraubverbindung 37, 38 mit Schmelzeinlage 40 und einer unterschiedlichen Gewindesteigung P wie im dargestellten Ausführungsbeispiel für die Verbindung des Pleuelkopf 6 mit dem Verstellkolben 9 in einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 1 der Formschluss zwischen dem ersten und zweiten Gewinde 35, 36 ungleichmäßig. Die Gewindesteigung P+ - Ps des ersten Gewindes 35, dem in Fig. 4c dargestellten Innengewinde, ist unterschiedlich und steigt in der in Fig. 4c gezeigten Ausführungsform der Schraubverbindung 37, 38 kontinuierlich an (P1[0064] Wie in Fig. 4c gut zu erkennen, nimmt in Richtung des ersten Gewindegangs G; die Dicke der Schmelzeinlage 40 zwischen dem ersten Gewinde 35 und dem zweiten Gewinde 36 zu, und bildet so einen ungleichmäßigen Formschluss zwischen den beiden Gewinden 35, 36 der Schraubverbindungen 37, 38 einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange 1 aus. Der ungleichmäßige Formschluss der Schraubverbindung 37, 38 durch die Schmelzeinlage 40 zwischen dem ersten Gewinde 35 und dem zweiten Gewinde 36 ermöglicht eine dauerhafte Übertragung von oszillierenden Belastungen der Schraubverbindung 37, 38 durch wechselnde Zugund Druckkräfte oder Vibrationen und bietet somit eine sichere Möglichkeit der Verbindung der Bauteile des oberen Pleuelteils 3. Darüber hinaus kann durch die unterschiedliche Gewindesteigung P die axiale Vorspannkraft im Verhältnis zu einer herkömmlichen Schraubverbindung 39 signifikant gesteigert werden, ohne das Risiko eines Ausreißens von Gewindegängen G zu erh6öhen. [0065] Fig. 4d zeigt im Wesentlichen die Anordnung aus Fig. 4c, wobei im ersten Gewinde 35 teilweise eine Längsnut 42 ausgeführt ist, in die ein Strang der Schmelzeinlage 40 eingelegt ist. Der verbleibende Teil des ersten Gewindes 35 ist ausgeführt wie in Fig. 4c. Die Längsnut 42 verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung A der The use of a securing insert 41 for such a conventional screw connection 39, as shown in FIG. 4b, increases the security against loss and thereby enables limited dynamic loads on the screw connection 39, but such a conventional screw connection 39 cannot be subjected to extreme tensile stress in the long term. and withstand pressure loads. As shown in FIG. 4b, in the screw connection 39, the securing insert 41 creates a substantially uniform form fit between the first thread 35 and the second thread 36 °, which, however, does not withstand a continuous change in load with extreme tensile and compressive forces. In contrast, in the case of a screw connection 37, 38 with a melt insert 40 and a different thread pitch P as in the illustrated embodiment for the connection of the connecting rod head 6 to the adjusting piston 9 in a connecting rod 1 according to the invention, the form fit between the first and second threads 35, 36 is uneven. The thread pitch P + - Ps of the first thread 35, the internal thread shown in FIG. 4c, is different and increases continuously in the embodiment of the screw connection 37, 38 shown in FIG. 4c (P1 [0064] As can be clearly seen in FIG. 4c , increases in the direction of the first thread G; the thickness of the melting insert 40 between the first thread 35 and the second thread 36, and thus forms an uneven form fit between the two threads 35, 36 of the screw connections 37, 38 of a length-adjustable connecting rod 1 according to the invention The uneven form fit of the screw connection 37, 38 through the fusible link 40 between the first thread 35 and the second thread 36 enables a permanent transmission of oscillating loads on the screw connection 37, 38 due to alternating tensile and compressive forces or vibrations and thus offers a secure way of connecting the Components of the upper connecting rod part 3. In addition, the different thread pitch P the axial pretensioning force can be significantly increased in relation to a conventional screw connection 39 without increasing the risk of thread turns G tearing out. FIG. 4d essentially shows the arrangement from FIG. 4c, with a longitudinal groove 42 being partially formed in the first thread 35, into which a strand of the melt insert 40 is inserted. The remaining part of the first thread 35 is designed as in Fig. 4c. In the exemplary embodiment shown, the longitudinal groove 42 runs essentially parallel to the longitudinal direction A of the
[0065] Fig. 4d zeigt im Wesentlichen die Anordnung aus Fig. 4c, wobei im ersten Gewinde 35 teilweise eine Längsnut 42 ausgeführt ist, in die ein Strang der Schmelzeinlage 40 eingelegt ist. Der verbleibende Teil des ersten Gewindes 35 ist ausgeführt wie in Fig. 4c. Die Längsnut 42 verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung A der FIG. 4d essentially shows the arrangement from FIG. 4c, with a longitudinal groove 42 being partially formed in the first thread 35, into which a strand of the melt insert 40 is inserted. The remaining part of the first thread 35 is designed as in Fig. 4c. In the exemplary embodiment shown, the longitudinal groove 42 runs essentially parallel to the longitudinal direction A of the
Pleuelstange 1 über einen Teil des ersten Gewindes 35. Das erste Gewinde 35 ist über einen oder mehrere Gewindegänge zumindest abschnittsweise unterbrochen und bildet dadurch die Längsnut 42 zur Aufnahme der Schmelzeinlage 40. Es sind auch Ausführungen möglich, in denen die Längsnut 42 geneigt zur Längsrichtung A und/oder im ersten 35 und/oder zweiten Gewinde 36 und/oder über das jeweils gesamte Gewinde 35, 36 ausgeführt ist oder zu je einem Teil in einem Gewinde 35, 36 verläuft. Connecting rod 1 over part of the first thread 35. The first thread 35 is at least partially interrupted by one or more threads and thereby forms the longitudinal groove 42 for receiving the fusible link 40. Versions are also possible in which the longitudinal groove 42 is inclined to the longitudinal direction A. and / or is executed in the first 35 and / or second thread 36 and / or over the entire thread 35, 36 in each case or runs in a thread 35, 36 to one part each.
[0066] Mit der vorliegenden Schraubverbindung 37, 38 mit Schmelzeinlage 40 und unterschiedlicher Gewindesteigung P für die Verbindung des Verstellkolbens 9 mit dem Pleuelkopf 6 des oberen Pleuelteils 3 einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 1 wird die axiale Vorspannkraft relativ gleichmäßig über die Gewindegänge G: - Gs des ersten Gewindes 35 und des zweiten Gewindes 36 der Schraubverbindung 37, 38 übertragen, wobei insbesondere eine kontinuierliche Veränderung der Gewindesteigung P+ - Ps entlang des ersten oder zweiten Gewindes 35, 36 die Vergleichmäßigung der axialen Vorspannkraft der Schraubverbindung 37, 38 optimiert. In der Darstellung der Schraubverbindung 37, 38 in Fig. 4 ist sehr gut die konstruktive Wirkung der unterschiedlichen Gewindesteigung P; - Ps mit einer in Richtung des ersten Gewindegangs G; zunehmenden Dicke der Schmelzeinlage 40 zwischen dem ersten Gewinde 35 und dem zweiten Gewinde 36 zu erkennen. With the present screw connection 37, 38 with fusible insert 40 and different thread pitch P for connecting the adjusting piston 9 to the connecting rod head 6 of the upper connecting rod part 3 of a connecting rod 1 according to the invention, the axial preload force is relatively uniform over the threads G: -Gs of the first Thread 35 and the second thread 36 of the screw connection 37, 38, in particular a continuous change in the thread pitch P + - Ps along the first or second thread 35, 36 optimizes the equalization of the axial pretensioning force of the screw connection 37, 38. In the representation of the screw connection 37, 38 in FIG. 4, the constructive effect of the different thread pitches P; - Ps with one in the direction of the first thread G; to recognize increasing thickness of the melt insert 40 between the first thread 35 and the second thread 36.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
1 längenverstellbare Pleuelstange 2 unteres Pleuelteil 1 length-adjustable connecting rod 2 lower connecting rod part
3 oberes Pleuelteil 3 upper connecting rod part
4 Pleuelauge 4 connecting rod eyes
5 Lagerschale 5 bearing shell
6 Pleuelkopf 6 connecting rod end
7 Pleuelauge 7 connecting rod eyes
8 Kolbenstange 8 piston rod
9 Verstellkolben 9 adjusting pistons
10 Zylinder-Kolben-Einheit 10 cylinder-piston unit
11 Gehäuse 12 Zylinder 11 housing 12 cylinders
13 Druckraum 14 Druckraum 13 pressure chamber 14 pressure chamber
15 Zylinderdeckel 16 Stangendichtung 17 Kolbendichtung 18 Kolbendichtung 15 cylinder cover 16 rod seal 17 piston seal 18 piston seal
19 Unterseite 19 bottom
20 Zylinderboden 20 cylinder bottoms
21 hydraulische Steuereinrichtung 22 Hydraulikmittelleitung 23 Hydraulikmittelleitung 21 hydraulic control device 22 hydraulic medium line 23 hydraulic medium line
24 Rückschlagventil 25 Rückschlagventil 26 Ölversorgung 24 Check valve 25 Check valve 26 Oil supply
27 hydraulisches Steuerventil 27 hydraulic control valve
28 Drossel 28 throttle
29 Drossel 29 throttle
30 Anschlüsse 30 connections
31 Steuerdruckleitung 32 Rückstellfeder 31 Control pressure line 32 Return spring
33 Abströmkanal 33 discharge duct
34 Pleuelschraube 34 connecting rod screw
35, 35° erstes Gewinde 36, 36‘ zweites Gewinde 37 Schraubverbindung 35, 35 ° first thread 36, 36 ‘second thread 37 screw connection
38 Schraubverbindung 38 screw connection
39 herkömmliche Schraubverbindung 40 Schmelzeinlage 39 conventional screw connection 40 fusible link
41 Sicherungseinlage 41 Security deposit
42 Längsnut 42 longitudinal groove
A Längsrichtung A longitudinal direction
G:-Gs Gewindegänge G: -Gs threads
P;- Ps Gewindesteigung P; - Ps thread pitch

Claims (14)

PatentansprücheClaims
1. Längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) ein erstes Pleuelauge (7) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge (4) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung (21) mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (10) mit zumindest einem Zylinder (12) und zumindest einem Verstellkolben (9) einstellbar ist, und wobei der Verstellkolben (9) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) und das erste Pleuelauge (7) mittels zumindest einer Schraubverbindung (37, 38) mit einem ersten Gewinde (35) und einem zweiten Gewinde (36) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewinde (35) und/oder das zweite Gewinde (36) zumindest bereichsweise mit einer Schmelzeinlage (40) versehen ist und das erste Gewinde (35) und/oder das zweite Gewinde (36) eine Nut (42) aufweist in der die Schmelzeinlage (40) angeordnet ist. 1. Length-adjustable connecting rod (1) for a piston engine, the connecting rod (1) having a first connecting rod eye (7) for receiving a piston pin and a second connecting rod eye (4) for receiving a crankshaft journal, the distance between the piston pin and the crankshaft journal in The longitudinal direction (A) of the connecting rod (1) can be adjusted by means of a hydraulic control device (21) with at least one cylinder-piston unit (10) with at least one cylinder (12) and at least one adjusting piston (9), and the adjusting piston (9 ) the cylinder-piston unit (10) and the first connecting rod eye (7) are connected by means of at least one screw connection (37, 38) with a first thread (35) and a second thread (36), characterized in that the first thread (35) and / or the second thread (36) is at least partially provided with a melt insert (40) and the first thread (35) and / or the second thread (36) has a groove (42) in which the Melt insert (40) is arranged.
2. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung (P) des ersten Gewindes (35) gegenüber der Gewindesteigung (P) des zweiten Gewindes (36) unterschiedlich ist. 2. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 1, characterized in that the thread pitch (P) of the first thread (35) is different from the thread pitch (P) of the second thread (36).
3. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewinde (35) und/oder das zweite Gewinde (36) über mindestens 90°, bevorzugt über mindestens 180°, besonders bevorzugt über 360° des Gewindeumfangs mit der Schmelzeinlage (40) versehen ist. 3. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the first thread (35) and / or the second thread (36) over at least 90 °, preferably over at least 180 °, particularly preferably over 360 ° of the thread circumference is provided with the melting insert (40).
4. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeinlage (40) auf einem Innengewinde der Schraubverbindung (37, 38) angeordnet ist. 4. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the melt insert (40) is arranged on an internal thread of the screw connection (37, 38).
5. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeinlage (40) ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst, bevorzugt zumindest eines der folgenden Metalle oder eine der folgenden Metalllegierungen: Aluminiummaterial, Kupfermaterial, Zinn-Kupfer-Legierung, Zinn-KupferNickel-Legierung. 5. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the melt insert (40) comprises a metal or a metal alloy, preferably at least one of the following metals or one of the following metal alloys: aluminum material, copper material, tin-copper -Alloy, tin-copper-nickel alloy.
6. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schmelzeinlage (40) ein Material mit einer Schmelzoder Plastifizierungstemperatur zwischen 400 °C und 1000 °C verwendet wird. 6. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a material with a melting or plasticizing temperature between 400 ° C and 1000 ° C is used as the melt insert (40).
7. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen einer ersten Gewindesteigung und einer folgenden Gewindesteigung pro Gewindegang (G) zwischen 0,25 und 0,8 um beträgt, insbesondere zwischen 0,35 und 0,5 um beträgt. 7. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the difference between a first thread pitch and a subsequent thread pitch per thread turn (G) is between 0.25 and 0.8 µm, in particular between 0.35 and is 0.5 µm.
8. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Unterschied zwischen der ersten Gewindesteigung und den folgenden Gewindesteigungen kontinuierlich verändert. 8. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 7, characterized in that the difference between the first thread pitch and the following thread pitches changes continuously.
9. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl miteinander in Eingriff stehender Gewindegänge (G) des ersten Gewindes (35) und des zweiten Gewindes (36) zwischen vier und zehn, bevorzugt zwischen fünf und acht Gewindegänge (G) beträgt. 9. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the number of mutually engaging threads (G) of the first thread (35) and the second thread (36) is between four and ten, preferably between five and eight threads (G).
10. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Verstellkolben (9) und das erste Pleuelauge (7) verbindende Kolbenstange (8) vorgesehen ist, wobei die Kolbenstange (8) das erste Gewinde (35) aufweist und der Verstellkolben (9) und/oder das erste Pleuelauge (7) das zweite Gewinde (36) aufweist. 10. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a piston rod (8) connecting the adjusting piston (9) and the first connecting rod eye (7) is provided, the piston rod (8) having the first thread ( 35) and the adjusting piston (9) and / or the first connecting rod eye (7) has the second thread (36).
11. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (10) zumindest einen Druckraum (13, 14) und die hydraulische Steuereinrichtung (21) ein hydraulisches Steuerventil (27) aufweist, wobei mit dem hydraulischen Steuerventil (27) eine Fluidverbindung zwischen dem zumindest einen Druckraum (13, 14) und einem Motorölkreislauf des Kolbenmotors und/oder einer Umgebung der Pleuelstange (1) freigebbar oder sperrbar ist. 11. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cylinder-piston unit (10) has at least one pressure chamber (13, 14) and the hydraulic control device (21) has a hydraulic control valve (27) , with the hydraulic control valve (27) being able to release or block a fluid connection between the at least one pressure chamber (13, 14) and an engine oil circuit of the piston engine and / or an area surrounding the connecting rod (1).
12. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Pleuelteile (2, 3) vorgesehen sind, wobei das erste Pleuelteil (3) das erstes Pleuelauge (7) und das zweite Pleuelteil (2) das zweite Pleuelauge (4) aufweist, und wobei zur Verstellung des Abstands zwischen Kolbenbolzen und kurbelwellenzapfen das erste Pleuelteil (3) mittels der Zylinder-Kolben-Einheit (10) relativ zum zweiten Pleuelteil (2) bewegbar ist, bevorzugt teleskopierbar bewegbar ist, um den Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen zu verstellten. 12. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that two connecting rod parts (2, 3) are provided, the first connecting rod part (3) the first connecting rod eye (7) and the second connecting rod part (2) the second connecting rod eye (4), and wherein for adjusting the distance between the piston pin and the crankshaft journal, the first connecting rod part (3) is movable by means of the cylinder-piston unit (10) relative to the second connecting rod part (2), preferably telescopically movable around the Adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal.
13. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 13. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Schraubverbindung zur Befestigung eines Zylinderdeckels (15) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) und/oder einer Lagerschale (5) des zweiten Pleuelauges (4), und/oder von Bauteilen der hydraulischen Steuereinrichtung (21) vorgesehen ist, wobei das erste Gewinde (35) und/oder das zweite Gewinde (36) der weiteren Schraubverbindung zumindest bereichsweise mit einer Schmelzeinlage (40) versehen ist, wobei vorzugsweise die Gewindesteigung des ersten Gewindes (35) gegenüber der Gewindesteigung des zweiten Gewindes (36) unterschiedlich ist. characterized in that a further screw connection is provided for fastening a cylinder cover (15) of the cylinder-piston unit (10) and / or a bearing shell (5) of the second connecting rod eye (4) and / or components of the hydraulic control device (21) is, wherein the first thread (35) and / or the second thread (36) of the further screw connection is at least partially provided with a melt insert (40), preferably the thread pitch of the first thread (35) compared to the thread pitch of the second thread (36 ) is different.
14. Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder bewegenden Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston moving in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder, as well as with a length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 13 connected to the reciprocating piston.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422712A1 (de) * 1971-03-08 1974-12-19 Eaton Corp Befestigungselement mit einem gewinde, auf das zur selbstsicherung zumindest teilweise eine abdeckschicht aus metall aufgebracht ist
EP1426584A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-09 FEV Motorentechnik GmbH Pleuel zur Verwendung an einer Hubkolbenmaschine mit veränderbar einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102005055199A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Fev Motorentechnik Gmbh Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013092364A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Avl List Gmbh Pleuelstange für eine hubkolbenmaschine
DE102013106971A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-08 Ludwig Hettich & Co. Kg Schraube, Verbindungspartner und System für eine Gewindesicherung
WO2015055582A2 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
DE102017217492A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Avl List Gmbh Dreiteiliges Pleuel mit verstellbarer Pleuellänge
DE102017110363A1 (de) * 2017-05-12 2018-11-15 Avl List Gmbh Längerverstellbares Pleuel mit zwei teleskopierbaren Pleuelabschnitten

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2422712A1 (de) * 1971-03-08 1974-12-19 Eaton Corp Befestigungselement mit einem gewinde, auf das zur selbstsicherung zumindest teilweise eine abdeckschicht aus metall aufgebracht ist
EP1426584A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-09 FEV Motorentechnik GmbH Pleuel zur Verwendung an einer Hubkolbenmaschine mit veränderbar einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102005055199A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Fev Motorentechnik Gmbh Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013092364A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Avl List Gmbh Pleuelstange für eine hubkolbenmaschine
DE102013106971A1 (de) * 2013-07-03 2015-01-08 Ludwig Hettich & Co. Kg Schraube, Verbindungspartner und System für eine Gewindesicherung
WO2015055582A2 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
DE102017217492A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Avl List Gmbh Dreiteiliges Pleuel mit verstellbarer Pleuellänge
DE102017110363A1 (de) * 2017-05-12 2018-11-15 Avl List Gmbh Längerverstellbares Pleuel mit zwei teleskopierbaren Pleuelabschnitten

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