AT522793B1

AT522793B1 - Kompakter hydraulischer Ventilmechanismus für eine längenverstellbare Pleuelstange

Info

Publication number: AT522793B1
Application number: ATA50855/2019A
Authority: AT
Inventors: Heller Malte; Blumberg Adrian
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-02-15
Also published as: AT522793A4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventilmechanismus (1; 1‘) zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, insbesondere einer zu einer Hochdruckkammer (31, 32) einer längenverstellbaren Pleuelstange führenden Hydraulikleitung (35, 36), mit einem Zulaufventil (2, 2‘) und einem Ablassventil (3, 3‘). Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Ventilmechanismus bereitzustellen, der die Stabilität der aus dem Stand der Technik bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen erhöht. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zulaufventil (2, 2‘) und das Ablassventil (3, 3‘) in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit (4) mit einer Gehäusewandung (5) und einem Gehäusedeckel (22) angeordnet sind und die Gehäuseeinheit (4) in die Hydraulikleitung (35, 36) einsetzbar ausgestaltet ist, wobei innerhalb der Gehäuseeinheit (4) ein durch die Gehäusewandung (5) begrenzter Hohlraum ausgeführt ist, der durch den öffnungsfreien Gehäusedeckel (22) verschlossen ist und die Zu- und Ableitung von Hydraulikfluid in und aus dem Hohlraum ausschließlich durch eine erste Zulauf- und Ablassöffnung (7.1) und eine in der Gehäusewandung (5) vorgesehene zweite Zulauf- und Ablassöffnung (7.2) erfolgt, wobei die Strömungsrichtung durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung (7.1) unterschiedlich ist zur Strömungsrichtung durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung (7.2).

Description

Beschreibung

KOMPAKTER HYDRAULISCHER VENTILMECHANISMUS FÜR EINE LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, insbesondere einer zu einer Hochdruckkammer einer längenverstellbaren Pleuelstange führenden Hydraulikleitung, wobei der Ventilmechanismus ein Zulaufventil und ein Ablassventil aufweist.

[0002] Bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben gibt es Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs zu verändern und an den jeweiligen Betriebszustand des Motors anzupassen, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Insbesondere im Volllastbereich kann jedoch 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.

[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 eine 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 und es werden im Vergleich zu einem konventionellen Kolbenmotor trotzdem eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades sowie entsprechende Einsparungen im Verbrauch und im Schadstoffausstoß ermöglicht.

[0004] So offenbart zum Beispiel die DE 10 2005 055 199 A1 eine längenverstellbare Pleuelstange, mit der unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden können, wobei ein in einem der Pleuelaugen angeordneter Exzenter durch zwei Zylinder-Kolben-Einheiten und einen hydraulischen Druckunterschied des zugeführten Motoröls in unterschiedliche Positionen fixiert wird.

[0005] Die WO 2015/055582 A?2 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei ein Pleuelteil einen Verstellkolben und das zweite Pleuelteil einen Zylinder ausbildet. Der im ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben unterteilt den Zylinder in zwei Druckräume, die von einer hydraulischen Steuereinrichtung mit Motoröl versorgt werden. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden jeweils über einen Zulaufkanal, in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist, mit Motoröl versorgt, wobei jeweils nur eine der Druckkammern mit unter Druck stehendem Motoröl gefüllt ist. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer kein Motoröl, während die untere Druckkammer hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird die Pleuelstange aufgrund der wirkenden Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die mit Motoröl gefüllte untere Druckkammer übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass die Pleuelstange in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist. Auch hier ändert sich die Pleuellänge nicht. 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 Druckkammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuelstange, während eine Druckkraft durch den unteren mechanischen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen wird.

[0006] Die Pleuellänge dieser längenverstellbaren Pleuelstange kann zweistufig verstellt werden, indem die gerade gefüllte Druckkammer entleert wird. Dazu ist jede Druckkammer mit einem Rücklaufkanal verbunden, der das jeweilige Rückschlagventil im Zulaufkanal der Druckkammer überbrückt. Durch diese Rücklaufkanäle strömt Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen der Druckkammer und der Versorgung mit Motoröl, wodurch das jeweilige Rückschlagventil seine Wirkung verliert. Die beiden Rücklaufkanäle werden durch eine hydraulische Steuereinrichtung geöffnet und geschlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen und der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hydraulisch durch den Versorgungsdruck des Motoröls angesteuert, wobei die Versorgung mit Motoröl über entsprechende Hydraulikleitungen im Pleuel und das Lager des Kurbelwellenzapfens im zweiten Pleuelauge erfolgt. Die aktive Verstellung der Pleuellänge erfolgt dann durch gezieltes Entleeren der mit Motoröl gefüllten Druckkammer unter Ausnutzung der an der Pleuelstange wirkenden Massen- und Gaskräfte, wobei die andere Druckkammer über den zugehörigen Zulaufkanal mit dem darin angeordneten Rückschlagventil mit Motoröl versorgt und hydraulisch gesperrt wird.

[0007] Vergleichbare Pleuelstangen sind beispielsweise in AT 521 606 A4, DE 10 2017 107 731 A1 und WO 2017/207070 A1 beschrieben. DE 10 2011 013 176 A1 und EP 0 921 321 A1 zeigen Ventilmechanismen zum Öffnen und Schließen von Hydraulikleitungen.

[0008] Gerade bei der Entwicklung von modernen Kolbenmotoren ist der Bauraum für solche Pleuelstangen sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. Axial ist ohnehin nur der Abstand zwischen den Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen verfügbar. Darüber hinaus ist auch die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch. Die Pleuelstange wird im ständigen Wechsel auf Zug und Druck belastet. Entsprechend entsteht in den Druckkammern und den zugehörigen Hydraulikleitungen bis zum Ablassventil ein schwellender Druck von über 300 bar. Hieraus ergeben sich sehr hohe Anforderungen an die Bauteile der Pleuelstange, unter anderem auch an die Komponenten der hydraulischen Ansteuerschaltung, zum Beispiel die Ablassventile. Alle Komponenten müssen ausreichend dauerfest sein und dennoch in dem zur Verfügung stehenden geringen Bauraum untergebracht werden, dabei soll die Schwächung der Pleuelstange so gering wie möglich gehalten werden.

[0009] Ein weiteres Problem bildet das Vorsehen der hydraulischen Steuereinrichtung mit den verschiedenen Zulauf-, Rücklauf- und Versorgungskanälen für Motoröl und der notwendigen Rückschlag- und Steuerventile, die die Bauteile der Pleuelstange zusätzlich schwächen.

[0010] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Ventilmechanismus bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet und insbesondere die Stabilität der aus dem Stand der Technik bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen erhöht.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Zulaufventil und das Ablassventil in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit mit einer Gehäusewandung und einem Gehäusedeckel angeordnet sind und die Gehäuseeinheit in die Hydraulikleitung einsetzbar ausgestaltet ist, wobei innerhalb der Gehäuseeinheit ein durch die Gehäusewandung begrenzter Hohlraum ausgeführt ist, der durch den öffnungsfreien Gehäusedeckel verschlossen ist und die Zu- und Ableitung von Hydraulikfluid in und aus dem Hohlraum ausschließlich durch eine erste Zulaufund Ablassöffnung und eine in der Gehäusewandung vorgesehene zweite Zulauf- und Ablassöffnung erfolgt, wobei die Strömungsrichtung durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung unterschiedlich ist zur Strömungsrichtung durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung.

[0012] Unter dem Begriff „Gehäuseeinheit“ ist im vorliegenden Kontext ein Bauteil oder eine zusammenhängende Bauteilgruppe zu verstehen, die die Ventilsitze für die Schließkörper des

Rückschlagventils und des Drosselventils ausbilden bzw. aufnehmen. Diese Gehäuseeinheit kann vormontiert und im montierten Zustand eingebaut werden. Die hydraulische Ventileinheit kann daher als Patrone ausgebildet sein, die einfach in eine Hydraulikleitung eingesetzt werden kann. Dadurch kann der Ventilmechanismus einfach eingebaut werden. Durch die gemeinsame Gehäuseeinheit wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids, also insbesondere des Motoröls, nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellbaren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung der längenverstellbaren Pleuelstange reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

[0013] Das Vorsehen einer gemeinsamen Gehäuseeinheit mit einer Gehäusewandung und einem Gehäusedeckel ermöglicht eine einfache Montage des hydraulischen Ventilmechanismus; alle benötigten Bauteile können in der Gehäusewandung montiert und dann über den Gehäusedeckel fixiert werden. Insbesondere ermöglicht der Gehäusedeckel auch eine Abstützung der Rückstellfeder.

[0014] Eine einfache und dennoch stabile Ausgestaltung des Ventilmechanismus kann dadurch erreicht werden, dass zumindest eine Zulauf- und Ablassöffnung in der Gehäusewandung ausgebildet ist.

[0015] In einer Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass das Zulaufventil einen ersten Ventilsitz und einen relativ zum ersten Ventilsitz bewegbaren ersten Schließkörper aufweist, wobei der erste Ventilsitz in der Gehäuseeinheit ausgebildet ist und der erste Schließkörper mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Schließkörperteile umfasst. Die Ausgestaltung des ersten Ventilsitzes in der Gehäuseeinheit führt daher ebenfalls zu einer Bauraumreduzierung.

[0016] Vorteilhafterweise ist ein erster Schließkörperteil des ersten Schließkörpers als eine relativ zum ersten Ventilsitz bewegbare Hülse ausgeführt und ein zweiter Schließkörperteil des ersten Schließkörpers als ein in der Hülse bewegbarer Ventilkörper, wobei die Hülse einen zweiten Ventilsitz für den Ventilkörper ausbildet. Der erste Schließkörper, der durch die Hülse und den darin bewegbaren Ventilkörper ausgebildet ist, ist daher ebenfalls ein Ventil, das in dem ersten Ventil angeordnet ist. Somit sind die beiden Ventile, das Zulaufventil und das Ablassventil, geschachtelt ineinander angeordnet, was eine sehr kompakte Ausgestaltung des hydraulischen Ventilmechanismus ermöglicht.

[0017] In einer bevorzugten Variante kann vorgesehen sein, dass die Hülse und der darin angeordnete Ventilkörper das Ablassventil ausbilden. Somit ist das Ablassventil in dem Zulaufventil ausgebildet und bildet den Schließkörper des Zulaufventils aus.

[0018] In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Hülse eine mit dem ersten Ventilsitz in der Gehäuseeinheit zusammenwirkende erste Dichtfläche aufweist. Die Dichtwirkung des ersten Ventils wird daher einfach über die Gehäuseeinheit und die Hülse erreicht.

[0019] Ferner kann auch vorgesehen sein, dass zumindest das Ablassventil schaltbar ist. Damit kann einfach die gewünschte Funktion des hydraulischen Ventilmechanismus, nämlich das Offnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, erreicht werden.

[0020] In einer einfachen und robusten Ausgestaltung kann dafür vorgesehen sein, dass das Ablassventil mittels eines Schaltstößels und einer dem Schaltstößel zugeordneten Schaltkugel schaltbar ist.

[0021] In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper mittels einer Rückstellfeder gegen den zweiten Ventilsitz vorgespannt ist. Der Ventilkörper wird also über die Rückstellfeder gegen den Ventilsitz in der Hülse gedrückt. Somit wird sichergestellt, dass das zweite Ventil, also das Ventil, das durch die Hülse und den darin angeordneten Schließkörper ausgebildet ist, normalerweise geschlossen ist und nur durch Schalten freigebbar ist. Da der

Ventilkörper und die Hülse den ersten Schließkörper des ersten Ventils ausbilden, wird über die Rückstellfeder gleichzeitig auch sichergestellt, dass das zweite Ventil im Ruhezustand geschlossen ist. Ein unbeabsichtigtes Rückströmen von Flüssigkeit in der Hydraulikleitung wird somit sicher vermieden.

[0022] In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass sich die Rückstellfeder an der gemeinsamen Gehäuseeinheit des Zulaufventils und des Ablassventils abstützt. Es werden also keine weiteren Bauteile benötigt, was wiederum zu einer Bauraumreduzierung führt.

[0023] Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass das Ablassventil und das Zulaufventil als Rückschlagventil ausgebildet sind. Dadurch wird ein einfaches Einströmen von Hydraulikfluid durch den hydraulischen Ventilmechanismus in eine Richtung ermöglicht, ein Rückströmen in die andere Richtung in der Hydraulikleitung wird einfach vermieden.

[0024] Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass der Strömungsquerschnitt des Ablassventils kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils. Mit anderen Worten ist vorteilhafterweise im jeweils geöffneten Zustand der Strömungsquerschnitt des Ablassventils kleiner als der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils. Das Ablassventil ist damit als Drosselventil ausgebildet, sodass die innerhalb der Druckkammern herrschenden hohen Drücke nicht auf die in Strömungsrichtung hinter dem Ablassventil liegenden Bauteile übertragen werden.

[0025] Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, und ein zweites Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens, aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge und dem zweiten Pleuelauge mittels einer Längenverstelleinrichtung, die mindestens eine mit mindestens einer Hydraulikleitung verbundene Druckkammer umfasst, verstellbar ist, und wobei in jeder Hydraulikleitung ein wie vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus angeordnet ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Druckkammern vorgesehen, von denen jede Druckkammer mit einer Hydraulikleitung verbunden ist, in der jeweils ein vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus angeordnet ist. Die Längenverstelleinrichtung führt zu einer Einstellung der Wirklänge der Pleuelstange. Dabei kann die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgebildet sein, wobei die Wirklängenänderung in einem ersten Konzept durch einen Teleskopmechanismus erfolgt. Die Pleuelstange beinhaltet dann einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder. Als Hydraulikfluid wird Schmiermittel, also Motoröl, verwendet, das dem Hydraulikzylinder über die Kurbelwelle, das Pleuellager und entsprechende Schmiermittelkanäle in der Pleuelstange zugeführt wird.

[0026] Eine Veränderung der Wirklänge der Pleuelstange, und damit des Verdichtungsverhältnisses im Kolben, kann aber auch mittels eines Exzenters, der in einem der Pleuelaugen der Pleuelstange angeordnet ist, bewirkt werden. Der Exzenter kann ebenfalls mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung angesteuert sein. Auch hier erfolgt die Versorgung der hydraulischen Steuereinrichtung mit Hydraulikmittel, im Regelfall Motoröl, über einen Fluiddurchgang in der Kurbelwelle, also den Schmiermittelkanal der Kurbelwelle. Durch die gemeinsame Gehäuseeinheit des hydraulischen Ventilmechanismus wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids in bzw. aus der Druckkammer notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellbaren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Stabilität der längenverstellbaren Pleuelstange. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

[0027] Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder, mindestens einem in dem Zylinder geführten Hubkolben und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange wie oben beschrieben. Auch hier wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus durch die gemeinsame Gehäuseeinheit erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über

einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen im Pleuel kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung der längenverstellbaren Pleuelstange reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

[0028] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

[0029] Fig. 1 hydraulischer Ventilmechanismus für eine längenverstellbare Pleuelstange, und

[0030] Fig. 2 schematische Darstellung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei hydraulischen Ventilmechanismen aus Fig. 1.

[0031] Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Ventilmechanismus 1 für eine längenverstellbare Pleuelstange 23 (siehe Fig. 2) im Vollschnitt in der Schließstellung. Der hydraulische Ventilmechanismus 1 wird vorzugsweise als Bestandteil einer hydraulischen Ansteuerungsschaltung einer längenverstellbaren Pleuelstange 23 eingesetzt, deren Länge bzw. bei der der Abstand zwischen den beiden Pleuelaugen 25, 28 veränderbar ist. Dazu weist die Pleuelstange 23 zwei Pleuelteile 24, 26 auf, die teleskopierbar ineinander verschiebbar sind. Zwischen den beiden Pleuelteilen 24, 26 sind dazu zwei Druckkammern 31, 32 ausgebildet, die jeweils mit einer Hydraulikleitung 35, 36, insbesondere einem Olkanal 110, verbunden sind, in dem zumindest ein erfindungsgemäßer hydraulischer Ventilmechanismus 1 angeordnet ist. Die Hydraulikleitungen 35, 36 bzw. der Olkanal 110 sind mit einer Quelle für ein Hydraulikfluid - beispielsweise Motoröl - verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine Verbindung zum Pleuellager des großen Pleuelauges 28 vor, dem Motoröl aus dem Olsystem eines Verbrennungsmotors zugeführt wird.

[0032] Mittels des hydraulischen Ventilmechanismus 1 lässt sich jede Druckkammer 31, 32 befüllen, hydraulisch verschließen und entleeren. Die längenverstellbare Pleuelstange 23 wird somit in einer gewünschten Längenstellung arretiert oder zum UÜberführen in eine andere Längenstellung freigegeben. Die längenverstellbare Pleuelstange 23 eines Verbrennungsmotors wird im Betrieb im Wechsel durch Massen- und Gaskräfte auf Zug und Druck belastet. Entsprechend entstehen im Hochdruckbereich der hydraulischen Ansteuerschaltung anschwellende Drücke von über 1000 bar (im geschlossenen Zustand des hydraulischen Ventilmechanismus).

[0033] Der hydraulische Ventilmechanismus 1 umfasst eine gemeinsame Gehäuseeinheit 4, in der ein Zulaufventil 2 und ein Ablassventil 3 angeordnet sind. Die Gehäuseeinheit 4 umfasst eine Gehäusewandung 5 und einen Gehäusedeckel 22. Die Gehäusewandung 5 begrenzt einen innerhalb der Gehäuseeinheit 4 ausgeführten Hohlraum und ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Gehäusedeckel 22 begrenzt diesen Hohlraum in zumindest einer Richtung und kann dabei wie im dargestellten Ausführungsbeispiel als separater, mit der Gehäusewandung 5 durch Schrauben, Verpressen oder anders verbundener Bauteil oder auch einstückig ausgeführt sein. Mit anderen Worten ist innerhalb der Gehäuseeinheit 4 ein durch eine Gehäusewandung 5 begrenzter Hohlraum ausgeführt, der durch einen öffnungsfreien Gehäusedeckel 22 verschlossen ist. Offnungsfrei bedeutet hier, dass der Gehäusedeckel 22 keine Öffnung aufweist und kein Fluid durch den Gehäusedeckel 22 hindurchtreten kann. Der Gehäusedeckel 22 ist damit fluiddicht und/oder massiv ausgeführt.

[0034] In der Gehäuseeinheit 4 ist ein Fluidkanal 6 ausgebildet, über den Hydraulikfluid, insbesondere Motoröl, aus dem Olkanal 110 in Zulaufrichtung Z oder in Ablassrichtung A durch den hydraulischen Ventilmechanismus 1 hindurchströmen kann. Dazu weist der hydraulische Ventiilmechanismus 1 eine erste Zulauf- und Ablassöffnung 7.1 auf, die im eingebauten Zustand des hydraulischen Ventilmechanismus 1 mit einer Hydraulikfluidquelle, vorzugsweise dem Olsystem eines Verbrennungsmotors, verbunden ist. Ferner ist in der Gehäusewandung 5 eine zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2 vorgesehen, über die Hydraulikfluid aus dem hydraulischen Ventilmechanismus 1 in die dem Ventilmechanismus 1 zugeordnete Druckkammer - hier die untere Druckkammer 31 - einströmen oder aus dieser abgelassen werden kann. An einer Seite ist die Gehäusewandung 5 mit dem Gehäusedeckel 22 verschlossen. Das durch den Fluidkanal 6 in die

Gehäuseeinheit 4 eintretende Hydraulikfluid kann daher nur durch die zweite Zulauf- und AblassÖffnung 7.2 in die zugeordnete Druckkammer ausströmen bzw. in umgekehrter Strömungsrichtung aus der zugeordneten Druckkammer durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2 in die Gehäuseeinheit 4 einströmen und durch den Fluidkanal 6 abfließen. Die Zu- und Ableitung von Hydraulikfluid in und aus dem innerhalb der Gehäuseeinheit 4 durch eine Gehäusewandung 5 begrenzten Hohlraum erfolgt ausschließlich durch die erste 7.1 und die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2, wobei die Strömungsrichtung durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung 7.1 unterschiedlich ist zur Strömungsrichtung durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2.

[0035] Das Zulaufventil 2 umfasst einen ersten Ventilsitz 8 und einen ersten Schließkörper 9. Der erste Ventilsitz 8 ist in der Gehäusewandung 5 der Gehäuseeinheit 4 ausgebildet und ist im Wesentlichen konisch. Der erste Schließkörper 9 weist eine erste Dichtfläche 10 auf, die mit dem Ventilsitz 8 in der Gehäusewandung 5 zusammenwirkt. Die erste Dichtfläche 10 ist daher ebenfalls im Wesentlichen konisch. Im geschlossenen Zustand des Zulaufventils 2 liegt also die erste Dichtfläche 10 des ersten Schließkörpers 9 dichtend an dem ersten Ventilsitz 8 der Gehäusewandung 5 an.

[0036] Der erste Schließkörper 9 des Zulaufventil 2 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst zwei Schließkörperteile 9a, 9b. Ein erster Schließkörperteil 9a ist als eine in der Gehäuseeinheit 4 bewegbar angeordnete Hülse 11 ausgeführt, ein zweiter Schließkörperteil 9b ist durch einen in der Hülse 11 bewegbar angeordneten Ventilkörper 12 ausgebildet. An der Außenseite der Hülse 11 ist die erste Dichtfläche 10 ausgebildet. Dazu verjüngt sich die Hülse 11 im in Fig. 1 dargestellten unteren Bereich konisch, sodass die erste Dichtfläche 10 ebenfalls im Wesentlichen konisch ausgebildet ist und mit dem konischen ersten Ventilsitz 8 in der Gehäusewandung 5 zusammenwirken kann.

[0037] An der Innenseite der Hülse 11 ist ein zweiter Ventilsitz 13 ausgebildet. Der zweite Ventilsitz 13 ist etwa auf gleicher Höhe wie die erste Dichtfläche 10 ausgebildet und ebenfalls konisch. Der Ventilkörper 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel kugelförmig und bildet eine zweite Dichtfläche 14 aus, die mit dem zweiten Ventilsitz 13 zusammenwirkt.

[0038] An dem Ventilkörper 12 liegt eine Rückstellfeder 17 an, die sich an dem Gehäusedeckel 22 abstützt. Der Ventilkörper 12 wird daher durch die Rückstellfeder 17 gegen den in der Hülse 11 ausgebildeten zweiten Ventilsitz 13 gedrückt. Der erste Schließkörper 9 des Zulaufventils 2 ist daher ebenfalls als Ventil ausgebildet und stellt das Ablassventil 3 dar.

[0039] Unterhalb des Ventilkörpers 12 ist in der Hülse 11 eine Schaltkugel 15 angeordnet, die mit einem Schaltstößel 16 zusammenwirkt. Der Schaltstößel 16 ist zylindrisch und weist an seinem der Schaltkugel 15 zugewandten Ende eine konische Verjüngung 18 auf, die in einem stiftförmigen Bereich 19 endet. Unter stiftförmig ist hier eine im Wesentlichen zylindrische Form zu verstehen. Mit anderen Worten weist der zylindrische Schaltstößel 16 an seinem der Schaltkugel 15 zugewandten Ende eine konische Verjüngung 18 auf, an die wieder ein im Wesentlichen zylindrischer stiftförmiger Bereich 19 anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Schaltstößels 16 ist dabei größer als der Durchmesser des stiftförmigen Bereichs 19. Der stiftförmige Bereich 19 ist unterhalb der Schaltkugel 15 angeordnet und hält die Schaltkugel 15 an der vorgesehenen Position.

[0040] Der Schaltstößel 16 ist bewegbar in einer in der Gehäusewandung 5 ausgebildeten Schaltstößelaufnahme 40 geführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schaltstößelaufnahme 40 als zylindrische Bohrungen ausgebildet, die durch die gesamte Gehäuseeinheit 4 hindurchgeht und dabei den Fluidkanal 6 schneidet. In Fig. 1 ist daher die linke Seite der SchaltstöBelaufnahme 40 offen dargestellt. Im montierten Zustand des hydraulischen Ventilmechanismus 1, d.h., wenn der hydraulische Ventilmechanismus 1 in eine Hydraulikleitung eingesetzt ist, wird dieses freie Ende von Hydraulikleitung verschlossen. Es wäre aber auch denkbar, die SchaltstöBelaufnahme als Sackloch in der Gehäuseeinheit auszubilden, sodass die Schaltstößelaufnahme endet, nachdem sie den Fluidkanal geschnitten hat.

[0041] Soll das Ablassventil 3 geöffnet werden, sodass Hydraulikfluid aus der Druckkammer 31

abfließen kann, so wird der Schaltstößel 16 in Fig. 1 nach links bewegt, sodass die konische Verjüngung 18 die Schaltkugel 15 nach oben bewegt und den Ventilkörper 12 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 17 nach oben bewegt, sodass der Ventilkörper 12 aus dem in der Hülse 11 ausgebildeten zweiten Ventilsitz 13 gehoben wird und eine zweite Durchflussöffnung 21 freigibt.

[0042] Es kann dann Hydraulikfluid durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2 aus der Druckkammer 31 in die Gehäuseeinheit 4 fließen und durch das Ablassventil 3 bzw. die im Ablassventil 3 ausgebildete zweite Durchflussöffnung 21 abströmen. Durch den Ventilkörper 12 und die Schaltkugel 15 wird nur ein geringer Querschnitt zum Durchfließen freigegeben, wodurch ein Drosseleffekt entsteht. Das Ablassventil 3 wirkt daher als Drosselventil bzw. ist als solches ausgebildet. Eine zusätzliche Drosselung wird dadurch erzielt, dass das Hydraulikfluid durch die Hülse 11 umgelenkt wird.

[0043] Beim Befüllen der Druckkammer 31 strömt Hydraulikfluid in Zulaufrichtung Z durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung 7.1 in den Fluidkanal 6 und weiter in Richtung des Zulaufventils 2 und des Ablassventils 3. Das gesamte Ablassventil 3, das heißt die Hülse 11 mit dem darin angeordneten Ventilkörper 12 und der Schaltkugel 15 wird dann entgegen der Kraft der Rückstellfeder 17 nach oben gedrückt, und gibt eine im Zulaufventil 2 ausgebildete erste DurchflussÖffnung 20 frei. Die erste Durchflussöffnung 20 des Zulaufventils 2 ist deutlich größer als die zweite Durchflussöffnung 21 des Ablassventils 3. Wie bereits beschrieben, fungiert das Ablassventil 3 daher als Drosselventil bzw. ist als solches ausgebildet. Durch den geringen Strömungsquerschnitt, d.h. den geringen Querschnitt der zweiten Durchflussöffnung 21, entsteht eine Drosselung des hindurchströmenden Hydraulikfluids, sodass der Druck des Hydraulikfluids in Strömungsrichtung hinter dem Ablassventil 3 deutlich geringer ist als der Druck in Strömungsrichtung vor dem Ablassventil 3. Das Zulaufventil 2 und das Ablassventil 3 sind parallel zueinander angeordnet. Das Zulaufventil 2 gibt den Fluidkanal 6 und damit auch die entsprechende Hydraulikleitung 31, 32 nur in Zulaufrichtung Z frei. Das Ablassventil 3 ist beim Befüllen der entsprechenden Druckkammer 31, 32 geschlossen, ein Durchströmen des Ablassventils 3 in Zulaufrichtung Z ist also gesperrt. Beim Ablassen hingegen sperrt das Zulaufventil 2, ein Durchströmen des Zulaufventils 2 in Ablassrichtung A ist nicht möglich. Das Ablassventil 3 ist zum Ablassen freigeschaltet und kann dann in Ablassrichtung A von Hydraulikfluid durchströmt werden.

[0044] Wie in Fig. 1 deutlich zu sehen, ist der hydraulische Ventilmechanismus 1 als geschlossene Einheit, beispielsweise in Art einer Patrone, ausgebildet und kann so einfach in eine Hydraulikleitung 35, 36 eingesetzt werden.

[0045] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer längenverstellbare Pleuelstange 23, in der zwei hydraulische Ventilmechanismen 1, 1° gemäß Fig. 1 eingesetzt sind. Die hydraulischen Ventilmechanismen 1, 1° sind mit einem vereinfachten Hydraulikschaltbild dargestellt.

[0046] Die längenverstellbare Pleuelstange 23 umfasst ein oberes Pleuelteil 24, das ein kleine Pleuelauge 25 ausbildet und ein unteres Pleuelteil 26, das zusammen mit einer Lagerschale 27 ein große Pleuelauge 28 ausbildet. Im unteren Pleuelteil 26 ist ein Zylinder 29 ausgebildet, in dem ein mit dem oberen Pleuelteil 24 verbundener Kolben 30 längs beweglich angeordnet ist. Der Zylinder 29 des unteren Pleuelteils 26 ist mittels eines Deckels 33 abgeschlossen, wobei eine Kolbenstange 34, die vorzugsweise am oberen Pleuelteil 24 ausgebildet ist und mit dem Kolben 30 verbunden ist, durch den Deckel 33 hindurchgeführt ist. Der Zylinder 29 und der Kolben 30 bilden eine erste, in Fig. 2 untere Druckkammer 31 und eine zweite, in Fig. 2 obere Druckkammer 32 aus. Die zweite Druckkammer 32 wird durch den Deckel 33 begrenzt.

[0047] Das obere Pleuelteil 24 ist also über den Kolben 30 teleskopierbar in dem Zylinder 29 des unteren Pleuelteils 26 geführt. Dadurch kann der Abstand zwischen einem im kleinen Pleuelauge 25 aufgenommenen Kolbenbolzen eines Hubkolbens und einer in dem großen Pleuelauge 28 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors verstellt werden, um so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als im Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Der Zylinder 29, der Kolben 30 und die Druckkammern 31, 32 bilden damit eine Längenverstelleinrichtung 100.

[0048] In Fig. 2 ist der Kolben 30 in einer Mittelstellung gezeigt, sodass die durch den Zylinder 29 und den Kolben 30 ausgebildete erste 31 und zweite Druckkammer 32 dargestellt sind. Der Deckel 33 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Kolben 30 in der oberen Stellung, d.h. der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 23, anliegt. In der unteren Stellung, d.h. in der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 23, liegt der Kolben 30 an einem vom Boden des Zylinders 29 ausgebildeten unteren Anschlag an.

[0049] Die erste Druckkammer 31 ist mittels einer ersten Hydraulikleitung 35 und dem Ölkanal 110 mit der Hydraulikfluidversorgung des großen Pleuelauges 28 verbunden. Die zweite Druckkammer 32 ist mittels einer zweiten Hydraulikleitung 36 und dem Olkanal 110 ebenfalls mit der Hydraulikfluidversorgung des großen Pleuelauges 28 verbunden.

[0050] In der ersten Hydraulikleitung 35, die zur ersten Druckkammer 31 führt, ist ein wie in Fig. 1 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 1 angeordnet, mittels dem Hydraulikfluid in die erste Druckkammer 31 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Ebenso ist in der zweiten Hydraulikleitung 36, die zur zweiten Druckkammer 32 führt, ein wie in Fig. 1 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 1° angeordnet, mittels dem Hydraulikfluid in die zweite Druckkammer 32 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Dazu weisen beide hydraulischen Ventilmechanismen 1, 1° wie oben beschrieben je eine erste Zulauf- und Ablassöffnung 7.1, 7.1‘ und eine zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2, 7.2‘ auf. Die erste Zulauf- und Ablassöffnung 7.1, 7.1‘ ist jeweils dem großen Pleuelauge 28 zugewandt, die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 7.2, 7.2‘ ist jeweils der entsprechenden Druckkammer 31, 32 zugewandt. Die beiden hydraulischen Ventilmechanismen 1, 1‘ sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und unterscheiden sich darin, dass das Ablassventil 3 des hydraulischen Ventilmechanismus 1, der zur ersten Druckkammer 31 führt, bei niedrigen Druck gesperrt ist, wohingegen das Ablassventil 3‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 1‘, der zur zweiten Druckkammer 32 führt, bei niedrigen Druck geöffnet ist. Dadurch befindet sich die Pleuelstange 23 bei niedrigem Druck in der langen Stellung. Bei hohem Druck ist die Stellung der Ablassventile 3, 3‘ genau umgekehrt. D.h., das Ablassventil 3 des hydraulischen Ventilmechanismus 1, der zu der ersten Druckkammer 31 führt, ist bei hohem Druck geöffnet, das Ablassventil 3‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 1‘, der zur zweiten Druckkammer 32 führt, ist bei hohem Druck geschlossen. Bei hohem Druck befindet sich die Pleuelstange 23 daher in der kurzen Stellung. Dies wird im Folgenden noch näher beschrieben.

[0051] Ist die längenverstellbare Pleuelstange 23 in der langen Position, befindet sich in der zweiten Druckkammer 32 kein Hydraulikfluid, während die erste Druckkammer 31 hingegen vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist. Während des Betriebs wird die längenverstellbare Pleuelstange 23 aufgrund der Gas-, Massen- und Beschleunigungskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet.

[0052] In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Kolbens 30 mit der Unterseite des Deckels 33 aufgenommen. Die Länge der längenverstellbare Pleuelstange 23 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die mit Hydraulikfluid gefüllte erste Druckkammer 31 übertragen. Der der ersten Druckkammer 31 zugeordnete hydraulische Ventilmechanismus 1 ist nicht freigeschaltet, d.h. das Ablassventil 3 des hydraulischen Ventilmechanismus 1 ist geschlossen, sodass ein Ausströmen des Hydraulikfluids verhindert wird. Dadurch steigt der Öldruck des Hydraulikfluids stark an und verhindert eine Anderung der Pleuellänge. Die längenverstellbare Pleuelstange 23 ist in dieser Bewegungsrichtung also hydraulisch gesperrt. In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 23 drehen sich die Verhältnisse um. Die erste Druckkammer 31 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Kolbens 30 am Boden des Zylinders 29 aufgenommen, während die zweite Druckkammer 32 vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist, sodass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuelstange 23 einen Druckanstieg in der zweiten Druckkammer 32 verursacht und damit eine hydraulische Sperrung bewirkt.

[0053] Die Pleuellänge der hier dargestellten längenverstellbare Pleuelstange 23 kann zweistufig verstellt werden, indem eine der beiden Druckkammern 31, 32 entleert wird und die jeweils

andere Druckkammer 32, 31 mit Hydraulikfluid, also Motoröl, gefüllt wird. Hierzu wird der hydraulische Ventilmechanismus 1, 1° der gefüllten Druckkammer 31, 32 durch eine nicht näher dargestellte Ansteuerschaltung geschaltet, sodass das entsprechende Ablassventil 3, 3° geöffnet wird und das Hydraulikfluid über das Ablassventil 3, 3‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 1, 1° aus der bisher gefüllten Druckkammer 31, 32 abfließen kann. Das Ablassventil 3‘, 3 der bisher leeren Druckkammer 32, 31 wird geschlossen. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung der längenverstellbare Pleuelstange 23 wirkenden Gas, Massen- und Beschleunigungskräfte in der bisher leeren Druckkammer 32, 31 eine Sogwirkung, durch die sich das Zulaufventil 2, 2‘ des zugehörigen hydraulischen Ventilmechanismus 1, 1‘ öffnet, sodass sich die bisher leere Druckkammer 32, 31 mit Hydraulikfluid füllt. Mit zunehmender Füllung dieser Druckkammer 32, 31 wird aus der anderen Druckkammer 31, 32 zunehmend das Hydraulikfluid über den zugehörigen geöffneten hydraulischen Ventilmechanismus 1, 1‘ abgeführt, wodurch sich die Länge der Pleuelstange 23 ändert. Das wechselseitige Schalten der Ablassventile 3, 3‘ der hydraulischen Ventilmechanismen 1, 1° kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die nicht dargestellte Ansteuerschaltung einen Steuerschieber aufweist, der an den jeweils gegenüberliegenden Enden die Schaltstößel 16 mit stiftförmigem Bereich 19 für das zugeordnete Ablassventil 3, 3‘ aufweist. Durch Hin- und Herbewegen des Steuerschiebers, beispielsweise durch Variieren des Oldrucks in der Hydraulikfluidversorgung, kann der Schaltstößel 16 dann jeweils ein Ablassventil 3 öffnen und das andere Ablassventil 3‘ sperren, bzw. umgekehrt. In einer solchen Lösung weist also die Pleuelstange 23 zwei hydraulische Ventilmechanismen 1, 1° auf, wobei die Schaltstößel 16 der jeweiligen Ablassventile 3, 3‘ die Enden eines gemeinsamen Steuerschieber bilden, der mit beiden Ventilmechanismen 1, 1‘ wechselwirkt. Diese Variante ist durch die strichlierte Linie in Fig. 2 angedeutet.

[0054] Da der Abfluss des Hydraulikfluids über das als Drosselventil ausgebildete Ablassventil 3, 3‘ gedrosselt wird, können mehrere Hübe der längenverstellbaren Pleuelstange 23 erforderlich sein, bis die zu befüllende Druckkammer 32, 31 vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt und die andere Druckkammer 31, 32 vollständig geleert ist und so die maximal mögliche Längenänderung der längenverstellbaren Pleuelstange erreicht ist. Dies führt auch dazu, dass der Kolben 30 nicht hart an den jeweiligen Anschlag in der oberen oder unteren Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 23 anstößt. Dadurch wird eine Verschleißminderung erreicht. Es ist eine freie Anordnung jedes hydraulischen Ventilmechanismus 1, 1‘ in der jeweiligen Hydraulikleitung 35, 36 möglich.

[0055] In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist die lange Stellung der Pleuelstange 23 die DefaultStellung. D.h., das Ablassventil 3 der ersten Druckkammer 31 ist bei niedrigem Druck geschlossen, das Ablassventil 3‘ der zweiten Druckkammer 32 ist bei niedrigem Druck geöffnet. Aus der zweiten Druckkammer 32 wird also Hydraulikfluid abgelassen, wohingegen die erste Druckkammer 31 über das zugehörige Zulaufventil 2 mit Hydraulikfluid befüllt wird. Bei niedrigem Versorgungsdruck, also insbesondere bei Teillast, befindet sich die Pleuelstange 23 also in der langen Stellung.

[0056] Bei hohem Druck, also insbesondere bei Volllast, wird das Ablassventil 3 der ersten Druckkammer 31 geöffnet, sodass Hydraulikfluid aus der ersten Druckkammer 31 abfließen kann. Das Ablassventil 3° der zweiten Druckkammer 32 wird hingegen geschlossen, so dass kein Hydraulikfluid aus der zweiten Druckkammer 32 abfließen kann. Über das Rückschlagventil 2‘ der zweiten Druckkammer 32 kann Hydraulikfluid in die zweite Druckkammer 32 einströmen. Dadurch ergibt sich bei Volllast (hohem Druck) die kurze Stellung der Pleuelstange 23.

BEZUGSZEICHENLISTE

1, 1‘ hydraulischer Ventilmechanismus 2,2‘ Zulaufventil

3,3‘ Ablassventil

4 Gehäuseeinheit

5 Gehäusewandung

6 Fluidkanal

7.1,7.1‘ erste Zulauf- und Ablassöffnung

7.2, 7.2‘ zweite Zulauf- und Ablassöffnung

8 erster Ventilsitz

9 erster Schließkörper

9a erster Schließkörperteil 9b zweiter Schließkörperteil 10 erste Dichtfläche

11 Hülse

12 Ventilkörper

13 zweiter Ventilsitz

14 zweite Dichtfläche

15 Schaltkugel

16 Schaltstößel

17 Rückstellfeder

18 konische Verjüngung

19 stiftförmiger Bereich

20 erste Durchflussöffnung 21 zweite Durchflussöffnung 22 Gehäusedeckel

23 Pleuelstange

24 oberes Pleuelteil

25 kleines Pleuelauge

26 unteres Pleuelteil

27 Lagerschale

28 großes Pleuelauge

29 Zylinder

30 Kolben

31 erste Druckkammer

32 zweite Druckkammer 33 Deckel

34 Kolben

35 erste Hydraulikleitung 36 zweite Hydraulikleitung 40 Schaltstößelaufnahme 100 Längenverstelleinrichtung 110 Ölkanal

Z Zulaufrichtung

A Ablassrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, insbesondere einer zu einer Druckkammer (31, 32) einer längenverstellbaren Pleuelstange (23) führenden Hydraulikleitung (35, 36), wobei der Ventimechanismus (1) ein Zulaufventil (2) und ein Ablassventil (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufventil (2) und das Ablassventil (3) in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit (4) mit einer Gehäusewandung (5) und einem Gehäusedeckel (22) angeordnet sind und die Gehäuseeinheit (4) in die Hydraulikleitung (35, 36) einsetzbar ausgestaltet ist, wobei innerhalb der Gehäuseeinheit (4) ein durch die Gehäusewandung (5) begrenzter Hohlraum ausgeführt ist, der durch den öffnungsfreien Gehäusedeckel (22) verschlossen ist und die Zu- und Ableitung von Hydraulikfluid in und aus dem Hohlraum ausschließlich durch eine erste Zulauf- und Ablassöffnung (7.1) und eine in der Gehäusewandung (5) vorgesehene zweite Zulauf- und Ablassöffnung (7.2) erfolgt, wobei die Strömungsrichtung durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung (7.1) unterschiedlich ist zur Strömungsrichtung durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung (7.2).

2. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufventil (2) einen ersten Ventilsitz (8) und einen relativ zum ersten Ventilsitz (8) bewegbaren ersten Schließkörper (9) aufweist, wobei der erste Ventilsitz (9) in der Gehäuseeinheit (4) ausgebildet ist und der erste Schließkörper (9) mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Schließkörperteile (9a, 9b) umfasst.

3. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Schließkörperteil (9a) als eine relativ zum ersten Ventilsitz (8) bewegbare Hülse (11) ausgeführt ist und ein zweiter Schließkörperteil (9b) als ein in der Hülse (11) bewegbarer Ventilkörper (12) ausgeführt ist, wobei die Hülse (11) einen zweiten Ventilsitz (13) für den Ventilkörper (12) ausbildet.

4. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) und der darin angeordnete Ventilkörper (12) das Ablassventil (3) ausbilden.

5. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) eine mit dem ersten Ventilsitz (8) in der Gehäuseeinheit (4) zusammenwirkende erste Dichtfläche (10) aufweist.

6. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Ablassventil (3) schaltbar ist.

7. Hydraulische Ventilmechanismus (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablassventil (3) mittels eines Schaltstößels (16) und einer dem Schaltstößel (16) zugeordneten Schaltkugel (15) schaltbar ist.

8. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) mittels einer Rückstellfeder (17) gegen den zweiten Ventilsitz (13) vorgespannt ist.

9. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückstellfeder (17) an der gemeinsamen Gehäuseeinheit (4) des Zulaufventils (2) und des Ablassventils (3) abstützt.

10. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablassventil (3) und das Zulaufventil (2) als Rückschlagventil ausgebildet sind.

11. Hydraulischer Ventilmechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Ablassventils (3) kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils (2).

12. Längenverstellbare Pleuelstange (23) für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, wobei die Pleuelstange (23) ein erstes Pleuelauge (25), bevorzugt zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, und ein zweites Pleuelauge (28), bevorzugt zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens, aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge (25) und dem zweiten Pleuelauge (28) mittels einer Längenverstelleinrichtung (100) verstellbar ist, die mindestens eine mit mindestens einer Hydraulikleitung (35, 36) verbundene Druckkammer (31, 32) umfasst, und wobei in der mindestens einen Hydraulikleitung (35, 36) ein hydraulischer Ventilmechanismus (1, 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist.

13. Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder, mindestens einem in dem Zylinder geführten Hubkolben und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange (23) nach Anspruch 12.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen