AT524567B1

AT524567B1 - Längenverstellbare Pleuelstange mit kompaktem Ablassventil

Info

Publication number: AT524567B1
Application number: ATA50476/2021A
Authority: AT
Inventors: Neugärtner Dr Jörg; Rampp Christoph
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-07-15
Also published as: AT524567A4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) eine hydraulische Steuereinrichtung (21) zum Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange (1) aufweist, wobei die hydraulische Steuereinrichtung (21) ein insbesondere hydraulisches Steuerventil (27) mit mindestens einem schaltbaren Ablassventil (31, 32) aufweist, das Ablassventil (31, 32) umfassend einen Ventilstopfen (33), eine Ventilfeder (34) und einen Ventilkörper (35), wobei das schaltbare Ablassventil (31, 32) eine an dem Ventilstopfen (33) befestigte separate Führungshülse (37) mit einer Ventilfeder-Aufnahme (53) zur Anordnung und Führung der Ventilfeder (34) aufweist. Erfindungsgemäß ist die separate Führungshülse (37) an dem Ventilstopfen (33) befestigt weist eine Ventilkörper-Aufnahme (55) zur verliersicheren Anordnung des Ventilkörpers (35) auf, wobei der Innendurchmesser der Ventilfeder- Aufnahme (53) kleiner ist als der Innendurchmesser der Ventilkörper-Aufnahme (55) und zwischen der Ventilkörper-Aufnahme (55) und der Ventilfeder-Aufnahme (53) ein sich verjüngender Übergangsbereich (54) ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines derartigen Ablassventils (31, 32) und einen Kolbenmotor mit zumindest einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (1).

Description

Beschreibung

LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE MIT KOMPAKTEM ABLASSVENTIL

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange eine hydraulische Steuereinrichtung zum Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange aufweist, wobei die hydraulische Steuereinrichtung ein Steuerventil mit mindestens einem schaltbaren Ablassventil aufweist, das Ablassventil umfassend einen Ventilstopfen, eine Ventilfeder und einen Ventilkörper, wobei das mindestens eine schaltbare Ablassventil eine separate Führungshülse mit einer Ventilfeder-Aufnahme, zur Anordnung und Führung der Ventilfeder aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines derartigen Ablassventils und einen Kolbenmotor mit zumindest einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange.

[0002] Mittels derartiger längenverstellbarer Pleuelstangen wird bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs verändert und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors angepasst, 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. Neben längenverstellbaren Pleuelstangen gibt es zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses weitere Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Hubkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird.

[0003] Die WO 2015/055582 A2 beschreibt beispielsweise eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei der am ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben mit umlaufender Kolbendichtung den Zylinder des zweiten Pleuelteils in zwei Druckräume unterteilt. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei sich jeweils nur in einem Druckraum unter Druck stehendes Motoröl befindet. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in dem oberen Druckraum kein Motoröl, während der untere Druckraum hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Im Betrieb wird dann eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den motorölgefüllten unteren Druckraum 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. In der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Der untere Druckraum ist leer, während der obere Druckraum 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.

[0004] Beim Betrieb einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor sind die von der Pleuelstange zu übertragenden Kräfte beträchtlich, weshalb die Drücke in den Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit und damit auch auf die Verstellkolben und Kolbendichtungen sehr hoch sein können. Angesichts der hohen Innendrücke in den Druckräumen ist sowohl die Dauerfestigkeit aller im Bereich der Zylinder-Kolben-Einheit verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion der hydraulischen Steuereinrichtung im Hinblick auf die Belastungen und den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum.

[0005] Die Schaltung der längenverstellbaren Pleuelstange mittels der hydraulischen Steuereinrichtung erfolgt durch gezieltes Entleeren einer der beiden Druckräume durch schaltbare Ablassventile unter Ausnutzung der an der Pleuelstange wirkenden Massen- und Gaskräfte, wobei der

jeweils andere Druckraum durch das zugehörige Rückschlagventil im Zulauf mit Öl versorgt und hydraulisch gesperrt wird.

[0006] Eine vergleichbare Pleuelstange zeigt auch das Dokument WO 2019/213683 A1.

[0007] Eine gattungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses im Verbrennungsmotor ist aus der WO 2016/203047 A1 bekannt.

[0008] Dort wird ein Steuerventil mit Steuerschieber verwendet, bei dem ein mittig angeordneter Niederdruckkolben von einer Steuerschieberfeder in eine Richtung vorgespannt ist. Die konische Steuerkontur an den Enden des Steuerschiebers wirkt auf die von einer Ventilfeder vorgespannten Ventilkörper der quer zur Steuerschieberachse angeordneten Ablassventile. Diese Ausgestaltung des hydraulischen Steuerventils erfordert komplexe Olversorgungswege und eine saubere Trennung zwischen den mit den Druckräumen gekoppelten Ablassventilen und dem Niederdruckkolben des Steuerschiebers. Die Ventilstopfen der Ablassventile werden über ein Gewinde in der Pleuelstage gehalten und ermöglichen eine Führung der Ventilfeder und Vorspannung des Ventilkörpers im Steuerventil. Eine ähnliche Ventillösung zeigt auch die EP 2 730 822 A2, wo ein Regulierventil für die Regulierung eines Hydraulikvolumenstroms beschrieben ist.

[0009] Die Pleuelstangen eines Kolbenmotors sind naturgemäß sehr hohen Beschleunigungskräften ausgesetzt. Diese Beschleunigungskräfte müssen auch bei der hydraulischen Steuereinrichtung einer längenverstellbaren Pleuelstange berücksichtigt werden. Es besteht daher ein generelles Bestreben, Teile der hydraulischen Schaltung so zu konstruieren, dass eine während der Montage der längenverstellbaren Pleuelstange und im Betrieb des Kolbenmotors konstruktiv einfache und funktionsfähige Einheit geschaffen wird.

[0010] Neben der Teleskopierung einer Pleuelstange, die direkt zu einer Längenveränderung führt, kann die Wirklängenveränderung auch durch die Verwendung eines Exzenters, bevorzugt am kleinen Pleuelauge, erreicht werden. Ein solcher Exzenter kann ebenfalls hydraulisch angesteuert sein. Aufgrund der Tatsache, dass sich die Längenverstellbarkeit auf die Abstandsveränderung zwischen den Pleuelaugen bezieht, fällt auch eine Exzenterlösung unter die vorliegende Erfindung.

[0011] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass selbst bei einem kleinen Bauraum eine einfache Montage und sichere Funktion der längenverstellbaren Pleuelstange selbst und der hydraulischen Steuereinrichtung im Besonderen ermöglicht wird.

[0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die separate Führungshülse an dem Ventilstopfen befestigt ist und eine Ventilkörper-Aufnahme zur verliersicheren Anordnung des Ventilkörpers aufweist, wobei der Innendurchmesser der Ventilfeder-Führung kleiner als der Innendurchmesser der Ventilkörper-Aufnahme ist und zwischen der Ventilfeder-Führung und der Ventilkörper-Aufnahme ein sich verjüngender Ubergangsbereich ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Führungshülse nacheinander eine Ventilkörper-Aufnahme, einen Übergangsbereich und eine Ventilfeder-Aufnahme auf, wobei der Innendurchmesser der Ventilfeder-Aufnahme kleiner ist als der Innendurchmesser der Ventilfeder-Aufnahme und der Übergangsbereich mit einem sich von der Ventilkörper-Aufnahme in Richtung der VentilfederAufnahme verjüngenden Durchmesser ausgeführt ist. Ein solcher sich verjüngender Übergangsbereich ermöglicht einen einfachen Aufbau der Führungshülse und gleichzeitig eine klare Trennung zwischen der Ventilfeder-Aufnahme zur Anordnung und Führung der Ventilfeder sowie der Ventilkörper-Aufnahme zur Anordnung und Führung des Ventilkörpers. Dabei sind die Ventilfeder-Führung und die Ventilkörper-Aufnahme im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, ohne eine Berücksichtigung von Prägungen, Stufen, Öffnungen und Laschen. Zusammen mit dem zur Anordnung der Ventilfeder und des Ventilkörpers relevanten Innendurchmesser der Ventilkörper-Aufnahme und der Ventilfeder-Aufnahme ändern sich durch den sich verjüngenden, bevorzugt konischen Übergangsbereich auch die zugehörigen Außendurchmesser.

[0013] Aufgrund der direkten Beaufschlagung des Ablassventils mit dem aus einem zugehörigen Druckraum abfließenden, unter hohem Druck stehenden Hydraulikmittels ist eine hohe Festigkeit

der für den Ventilkörper, die Ventilfeder und den Ventilstopfen eingesetzten Materialien notwendig.

[0014] Dieser erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht eine verliersichere Anordnung der Ventilfeder und des Ventilkörpers in der Führungshülse und die Ausführung einer einteiligen Montageeinheit zusammen mit dem Ventilstopfen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ablassventilen, bei denen zuerst der Ventilkörper und dann die Ventilfeder in einer Ventilbohrung montiert werden müssen, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung die gemeinsame Montage der VentilBauteile an der längenverstellbaren Pleuelstange, wodurch sowohl Montagefehler als auch ein Verlieren der Ventilfeder oder des Ventilkörpers verhindert werden. Der bevorzugt kugelförmige Ventilkörper kann über die Vorspannung der Ventilfeder auf einen zugehörigen Ventilsitz des hydraulischen Steuerventils jenseits der Montageeinheit des Ablassventils drücken, um dieses zu schließen und bei entsprechendem Gegendruck zu öffnen. Neben der verliersicheren Anordnung der Ventilfeder in der Ventilfeder-Aufnahme und des Ventilkörpers in der Ventilkkörper-Aufnahme kann die Führungshülse auch durch die entsprechende Führung der Ventilfeder und des Ventilkörpers in der Führungshülse ein Verklemmen der Bauteile verhindern und so eine sichere Funktion des Ablassventils ermöglichen. Dabei kann sowohl die konstruktive Ausgestaltung der Ventilfeder-Aufnahme als auch der Ventilkörper-Aufnahme sehr unterschiedlich sein, ohne die Funktion der verliersicheren Anordnung und Führung der Ventilfeder und des Ventilkörpers einzuschränken.

[0015] Da die Ventilfeder eines schaltbaren Ablassventils für das Steuerventil einer längenverstellbaren Pleuelstange sehr klein und damit schwierig zu greifen ist, besteht hier die Gefahr, die Ventilfeder bei der Montage zu beschädigen, falsch einzubauen oder zu verlieren. Neben diesen Montagevorteilen ermöglicht die Ventilfeder-Aufnahme der Führungshülse auch während des Betriebs eine sichere und klemmfreie Führung der Ventilfeder in der Ventilfeder-Aufnahme. Neben der Ausbildung einer gemeinsamen Montageeinheit und sicheren Funktion des Ablassventils, ermöglicht die Anordnung der Ventilfeder in der Ventilfeder-Aufnahme der Führungshülse insbesondere auch bei Druckstößen durch das Offnen des Ablassventils eine dauerhaft sichere Führung der Ventilfeder.

[0016] Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass der Ventilstopfen eine Grundlochöffnung aufweist und die separate Führungshülse in der Grundlochöffnung des Ventilstopfens angeordnet ist, bevorzugt eingepresst ist. Um das Zerspanungsvolumen der hochfesten Materialien der Ventil-Bauteile zu reduzieren und komplexe Geometrien zu vermeiden, insbesondere für den Ventilstopfen, ist die separate Führungshülse in einer einfachen Grundlochöffnung des Ventilstopfens angeordnet und mit dem Ventilstopfen zu einer die Ventilfeder und den Ventilkörper sicher aufnehmenden Montageeinheit verbunden.

[0017] Eine besondere Ausbildung sieht vor, dass die Ventilfeder-Aufnahme der separaten Führungshülse seitlich vorstehende Prägungen, bevorzugt nach außen vorstehende Prägungen aufweist, um die separate Führungshülse sicher in der Grundlochöffnung des Ventilstopfens anzuordnen. Mit anderen Worten weist die Ventilfeder-Aufnahme Prägungen auf, die hinsichtlich des Inneren der Führungshülse in radialer Richtung nach außen abstehen. Vorzugsweise ist der hinsichtlich der äußeren Oberfläche der Prägungen resultierende Außendurchmesser der Führungshülse größer als der Innendurchmesser der Grundlochöffnung des Ventilstopfens. Solche seitlich vorstehenden Prägungen sind damit eine einfache Lösung für eine schnelle und sichere Montage der separaten Führungshülse in der Grundlochöffnung des Ventilstopfens, da sie zu einem Verklemmen der Führungshülse in der Grundlochöffnung führen, und bieten gleichzeitig im Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange eine sichere Fixierung der Führungshülse am Ventilstopfen.

[0018] Bevorzugt kann zwischen der Ventilkkörper-Aufnahme und dem Ventilkörper ein Fluidspalt und in dem sich verjüngenden UÜbergangsbereich Fluidöffnungen vorgesehen sein, um im Betrieb eine Strömung durch die separate Führungshülse zu ermöglichen, bevorzugt eine Fluidströmung eines Hydraulikmittels, insbesondere von Motoröl. Neben der Ausbildung einer gemeinsamen Baugruppe für das schaltbare Ablassventil sowie dem Schutz und der Führung der Ventilfeder

ermöglicht die separate Führungshülse auch eine sichere und gleichbleibende Fluidströmung durch den Spalt in der Ventilkörper-Aufnahme zwischen Ventilkörper und der Innenwandung der Ventilkopf-Aufnahme sowie den Fluidöffnungen in dem sich verjüngenden Übergangsbereich.

[0019] Eine Variante der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass die Ventilkörper-Aufnahme eine Ventilkörpersicherung aufweist, um den Ventilkörper verliersicher in einer Montagestellung in der Ventilkkörper-Aufnahme zu halten, wobei die Montagestellung des Ventilkörpers sich von einer Betriebsstellung des Ventilkörpers in der Ventilkörper-Aufnahme unterscheidet, in der der Ventilkkörper an dem Ventilsitz anliegt. Je nach konkreter Ausgestaltung der separaten Führungshülse kann eine Ventilkörpersicherung schon vor der Anordnung des Ventilkörpers und der Ventilfeder in der Ventilkörper-Aufnahme bzw. der Ventilfeder-Aufnahme vorgesehen sein, oder erst Ende der Vormontage dieser Baugruppe an der Ventilkörper-Aufnahme angebracht oder in Funktion gesetzt werden. Vor oder während der Montage der Vormontage-Baugruppe wird der Ventilkörper von der Ventilfeder gegen die Ventilkörpersicherung gedrückt, während nach dem Einbau der Vormontage-Baugruppe des Ablassventils der Ventilkörper durch ein Anliegen am Ventilsitz gegen die Vorspannung der Ventilfeder von der Ventilkörpersicherung abgehoben wird und sich im Betrieb auch nicht wieder an die Ventilkörpersicherung anlegt. Entsprechend wird im Betrieb die Ventilfeder im Gegensatz zu der Vormontage-Baugruppe, in der die Ventilfeder den Ventilkörper gegen die Ventilkörpersicherung drückt, weiter zusammengedrückt und damit der Ventilkörper unter einer größeren Vorspannung gegen einen Ventilsitz gedrückt.

[0020] In einer nützlichen Ausführung weist die Ventilkörper-Aufnahme an einem der VentilfederAufnahme abgewandten freien Ende vorstehende Laschen auf, wobei zumindest ein Teil der Laschen nach innen gebogen ist, um den Ventilkörper in der Ventilkörper-Aufnahme zu halten. Vorzugsweise halten die Laschen den Ventilkörper zumindest in einer Montagestellung in der Ventilkörper-Aufnahme. Diese Konstruktion ermöglicht eine sehr einfache Ausgestaltung einer Ventilkörpersicherung und gleichzeitig auch einen sicheren Fluiddurchfluss in dem Bereich der vorstehenden Laschen und weiter durch die Ventilkörper-Aufnahme.

[0021] Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die separate Führungshülse als ein Blechformteil hergestellt ist. Die Herstellung der Führungshülse als Blechformteil reduziert die Kosten des eingesetzten Materials sowie die Materialmenge und ermöglicht gleichzeitig einfache Detaillösungen für die Aufnahme und Führung der Ventilfeder und des Ventilkörpers, für die Befestigung der Führungshülse im Ventilstopfen und für eine Ventilkörpersicherung. Dabei umfasst der Begriff Blechformteil neben dem einfachen Umformteil aus Blech auch tiefgezogene und umgeformte Bauteile aus Stahl oder weiterbearbeitete Komponenten aus einem Spritzgussmaterial.

[0022] In einer einfachen Konstruktion kann der Ventilstopfen ein Außengewinde aufweisen, bevorzugt am Außenumfang einer Grundlochöffnung. Mit anderen Worten weist der Ventilstopfen in einem Bereich, in dem sich in seinem Inneren die Grundlochöffnung erstreckt, an seiner AuBenseite ein Außengewinde auf. Dies ermöglicht ein einfaches Einschrauben einer solchen mit der separaten Führungshülse ausgestalteten Ventilschraube in eine entsprechende Öffnung der Pleuelstange, bevorzugt zur Ausbildung des hydraulischen Steuerventils. Ein solcher Ventilstopfen mit Außengewinde vermeidet insbesondere in Verbindung mit einem zusätzlichen Führungsabschnitt einen Fehler beim Einbau des Ablassventils bzw. beim Zusammenbau des hydraulischen Steuerventils.

[0023] Eine praktische Ausbildung sieht vor, dass das Steuerventil, bevorzugt ein hydraulisches Steuerventil, der hydraulischen Steuereinrichtung einen hydraulisch betätigten Steuerschieber aufweist, wobei der Steuerschieber mit dem mindestens einen schaltbaren Ablassventil wirkverbunden ist, um das schaltbare Ablassventil zu öffnen und zu schließen. Ein derartiges hydraulisches Steuerventil mit Steuerschieber ermöglicht eine relativ einfache Ausgestaltung und sichere Funktion des Steuerschiebers ohne mechanische Antriebe oder elektronisch aktuierte Komponenten. Dabei kann zwischen dem hydraulisch betätigten Steuerschieber und dem Ventilkörper des schaltbaren Ablassventils ein Schließkörper vorgesehen sein. Ein solcher Schließkörper, der beispielsweise aus einem Keramikmaterial hergestellt sein kann, ermöglicht ein indirektes Bewegen des Ventilkörpers von einer Schließstellung in eine Offnungsstellung und umgekehrt, wäh-

rend der Schließkörper direkt von dem hydraulisch betätigten Steuerschieber bewegt wird. Der Schließkörper ermöglicht eine relativ freie und unterschiedliche Anordnung eines oder mehrerer Ablassventile in Bezug auf den Steuerschieber, ohne die Wirkungsweise des Ablassventils selbst zu beeinflussen.

[0024] Des Weiteren kann für eine erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange die hydraulische Steuereinrichtung eine in der Pleuelstange angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder längs beweglich angeordneten Verstellkolben aufweisen, wobei der Verstellkolben mit dem Zylinder mindestens einen Druckraum ausbildet, der hydraulisch mit dem schaltbaren Ablassventil verbunden ist. Dabei ermöglicht die Verbindung des Ablassventils mit dem Druckraum das Öffnen und Schließen des Druckraums und damit ein Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange.

[0025] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen 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 zumindest 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 jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheiten mit der Motorölhydraulik des Kolbenmotors verbunden. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Kolbenmotors kann beträchtlich sein, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Mittels dem kompakten Ablassventil mit Führungshülse ist neben einer einfachen und sicheren Montage auch eine dauerhafte Funktion der hydraulischen Steuereinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange gewährleistet.

[0026] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung eines schaltbaren Ablassventils in einer längenverstellbaren Pleuelstange gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsformen, wobei das schaltbare Ablassventil als Baugruppe mit einem Ventilstopfen, einer Ventilfeder, einem Ventilkörper und einer separaten Führungshülse ausgebildet ist. Dieses als Baugruppe bereitgestellte schaltbare Ablassventil ermöglicht einen einfachen Aufbau des üblicherweise hydraulischen Steuerventils der hydraulischen Steuereinrichtung einer längenverstellbaren Pleuelstange und neben der einfachen Konstruktion auch eine Kosteneinsparung während der Montage, ohne die eigentliche Funktion des schaltbaren Ablassventils negativ zu beeinflussen. Dabei kann der Ventilkörper beim Einbau des scheinbaren Ablassventils in ein hydraulisches Steuerventil gegen die Ventilfeder bewegt werden, wodurch sich die auf den Ventilkörper einwirkende Federkraft erhöht, mit dem der Ventilkörper gegen einen Ventilsitz drückt, der sich außBerhalb der Baugruppe befindet.

[0027] Im Folgenden werden nicht-einschränkende Ausführungsformen der Erfindung anhand beispielhafter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

[0028] Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange;

[0029] Fig. 2 eine schematische Ansicht der teilweise freigeschnittenen längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1;

[0030] Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der hydraulischen Steuereinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 entlang der Linie 1-1;

[0031] Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des schaltbaren Ablassventils aus Fig. 3 ohne Ventilfeder; und

[0032] Fig. 5 eine perspektivische Seitenansicht eines schaltbaren Ablassventils für die hydraulische Steuereinrichtung aus Fig. 3.

[0033] Die 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 zweite Pleuelteil 2 weist ein großes Pleuelauge 4 auf, mit dem die längenverstellbare Pleuelstange 1 auf der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Kolbenmotors gelagert ist. Dazu ist am zweiten Pleuelteil 2 eine Lagerschale 5 angeordnet, die zusammen mit

dem ebenfalls lagerschalenartig ausgebildeten unteren Bereich der zweiten Pleuelstange 2 das große Pleuelauge 4 ausbildet. Die Lagerschale 5 und das zweite Pleuelteil 2 werden mittels Pleuelschrauben 57 miteinander verbunden. Abgesehen von der Drehbewegung um bzw. mit der Kurbelwelle führt das zweite Pleuelteil 2 keine Bewegung aus, die die Wirklänge der Pleuelstange 1 beeinflusst. Das verstellbare erste Pleuelteil 3 weist einen Pleuelkopf 6 mit einem kleinen Pleuelauge 7 auf, das den Kolbenbolzen (nicht gezeigt) des Hubkolbens im Kolbenmotor aufnimmt.

[0034] Die hydraulische Steuereinrichtung 21 ermöglicht die Verstellung der Wirklänge der längenverstellbaren Pleuelstange 1, wobei das obere erste Pleuelteil 3 sich teleskopartig relativ zu dem zweiten Pleuelteil 2 bewegt. Die hydraulische Steuereinrichtung 21 umfasst zwei Ablassventile 31, 32, die von außen in die längenverstellbare Pleuelstange 1 eingeschraubt sind. Dazu sind die Ventilstopfen 33 der Ablassventile 31, 32 als Ventilschrauben ausgebildet und in eine entsprechende, mit einem Gewinde versehene Aufnahmeöffnung im zweiten Pleuelteil 2 eingeschraubt. Die Schnittlinie Ill-IIl gibt die Schnittebene wieder, die in Fig. 3 dargestellt ist, um den Aufbau der hydraulischen Steuereinrichtung 21 im Detail zu erläutern.

[0035] Wie in der teilweise freigeschnittenen Ansicht der längenverstellbaren Pleuelstange 1 in Fig. 2 gut zu erkennen, ist der Pleuelkopf 6 mit einer Kolbenstange 8 und über die Kolbenstange 8 mit dem Verstellkolben 9 einer hier als Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstelleinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 verbunden. Der Verstellkolben 9 ist in einem Zylinder 12 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 längs beweglich angeordnet. Der Pleuelkopf 6 kann mit der Kolbenstange 8 verschraubt, verschweißt oder verstiftet sein, während der Verstellkolben 9 und die Kolbenstange 8 dann einteilig ausgebildet sein können. Alternativ können der Verstellkolben 9 und die Kolbenstange 8 mehrteilig und der Pleuelkopf 6 einstückig mit der Kolbenstange 8 ausgeführt sein. Die mehrteilige Ausbildung ermöglicht vor einem Zusammenbau des ersten Pleuelteils 3, einen Zylinderdeckel 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und eine Stangendichtung 16 auf der Kolbenstange 8 sowie eine obere Kolbendichtung 17 zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens 9 und einer Innenwandung des Zylinders 12 einfach und sicher an dem Verstellkolben 9 anzuordnen.

[0036] Das verstellbare erste Pleuelteil 3 ist über den Verstellkolben 9 teleskopierbar in dem zweiten 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 Abstand zwischen dem kleinen Pleuelauge 7 und dem großen Pleuelauge 4 zu verstellen, und den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als unter Volllast zu betreiben, um so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. In einem Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils 2 ist im oberen Bereich der Zylinder 12 ausgebildet, der als Zylinderbohrung oder Zylinderhülse in das Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils 2 eingebracht ist. In dem Zylinder 12 ist der Verstellkolben 9 des ersten Pleuelteils 3 in Längsachsenrichtung A der Pleuelstange 1, bzw. des Verstellkolbens 9 bewegbar angeordnet, um gemeinsam mit dem Zylinder 12 und dem Zylinderdeckel 15 die Zylinder-Kolben-Einheit 10 auszubilden. Der Verstellkolben 9 ist in Fig. 2 in einer Mittelstellung dargestellt, in der der Verstellkolben 9 den Zylinder 12 in zwei Druckräume 13 und 14 unterteilt. Die Druckräume 13, 14 befinden sich in Längsachsenrichtung A auf gegenüberliegenden Seiten des Verstellkolbens 9.

[0037] 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. An dem Zylinderdeckel 15 ist eine Stangendichtung 16 vorgesehen, die von einem Sicherungsring 19 am Ubergang zwischen Kolbenstange 8 und dem Zylinderdeckel 15 gehalten wird. Die Stangendichtung 16 umgibt die Kolbenstange 8 und dichtet den oberen Druckraum 14 gegenüber der Umgebung ab. 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, wobei zumindest die untere Kolbendichtung 18, bevorzugt beide Kolbendichtungen 17, 18 als Hochdruck-Dichtungsringe ausgeführt sind. Möglich ist dabei eine einteilige Ausführung oder eine Ausbildung aus mehreren, radial nicht trennbaren Teilen. Der

Sicherungsring 19 bildet zusammen mit dem Zylinderdeckel 15 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.

[0038] Die beiden auf dem Verstellkolben angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Verstellkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab. Die den oberen Druckraum 14 abdichtende Kolbendichtung 17 wird vor der Verbindung des Pleuelkopfs 6 mit der Kolbenstange 8 und dem Verstellkolben sowie vor der Montage der Stangendichtung 16 auf dem Verstellkolben 9 angeordnet.

[0039] Am Pleuelkopf 6 des oberen Pleuelteils 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Kolbenstange 8 bzw. zur Längsachsenrichtung A ein in Richtung des Gehäuses 11 vorstehender Führungsstift 28 vorgesehen. Der fest mit dem Pleuelkopf 6 verbundene Führungsstift 28 ist verschiebbar in einer am Gehäuse 11 ausgebildeten Führungsbohrung 29 angeordnet, so dass sich bei einer axialen Bewegung des ersten teleskopierbaren Pleuelteils 3 in Längsachsenrichtung A relativ zum zweiten Pleuelteil 2 keine Rotation der Pleuelteile 2, 3 zueinander und damit eine Verdrehung des ersten Pleuelauges 7 zur Aufnahme des Kolbenbolzens und des zweiten Pleuelauges 4 zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens auftritt. Auch andere, nicht dargestellte Lösungen zur Verdrehsicherung sind möglich.

[0040] Wie in Fig. 1 gezeigt, und schematisch der Fig. 2 zu entnehmen ist, befindet sich die hydraulische Steuereinrichtung 21 zur Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10 in dem Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils 2 unterhalb des Zylinders 12. Anhand der in Fig. 2 schematisch dargestellten hydraulischen Verschaltung der Steuereinrichtung 21 wird die Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und die Steuerung der Wirklängenverstellung der Pleuelstange 1 im Folgenden näher erläutert. Die beiden Druckräume 13, 14 sind jeweils über getrennte Hydraulikmittelleitungen 22, 23 und separate Rückschlagventile 24, 25 über einen gemeinsamen Ölversorgungskanal 26, der in dem großen Pleuelauge 4 mündet, mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. 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. Beim Betrieb des Kolbenmotors 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 dem Sicherungsring 19 aufgenommen, wobei sich die Länge der Pleuelstange 1 nicht weiter verändert. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den mit Motoröl gefüllten unteren Druckraum 13 übertragen. Da das dem unteren Druckraum 13 zugeordnete Rückschlagventil 24 ein Ausströmen des Motoröls verhindert, steigt der Druck des Motoröls stark an und verhindert eine Anderung der Wirklänge der Pleuelstange 1, wodurch die längenverstellbare Pleuelstange 1 in dieser Bewegungsrichtung hydraulisch gesperrt ist.

[0041] 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 und eine hydraulische Sperrung bewirkt.

[0042] Die Wirklänge 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 in 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 3/2-Wegeventil 27, dessen beiden schaltbaren Ablassventile 31, 32 jeweils über eine Drossel mit der Hydraulikmittelleitung 22, 23 der Druckräume 13, 14 verbunden sind. Dabei wird das 3/2-Wegeventil 27 über den Druck des Motoröls betätigt, das dem 3/2-Wegeventil 27 über eine mit dem Ölversorgungskanal 26 ver-

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bundene Steuerdruckleitung zugeführt wird. Die Rückstellung des 3/2-Wegeventils 27 erfolgt durch eine Rückstellfeder (Steuerkolbenfeder 44).

[0043] Die beiden schaltbaren Ablassventile 31, 32 des 3/2-Wegeventils 27 sind mit einem Abströmkanal 30 verbunden, der das aus den Druckräumen 13, 14 abgeführte Motoröl an den Olversorgungskanal 26 abgibt, von wo aus es zur Befüllung des jeweils anderen Druckraums 14, 13 zur Verfügung steht oder über das große Pleuelauge 4 an die Umgebung abgegeben werden kann.

[0044] Die beiden Ablassventile 31 und 32 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut, weshalb die zugehörigen Elemente nur anhand des ersten Ablassventils 31 beschrieben werden. Das Ablassventil 31 umfasst einen Ventilstopfen 33, der hier als Schraubstopfen mit einem Gewinde und einem Schraubprofil ausgebildet ist und in eine entsprechende, mit einem Gegengewinde versehene Aufnahmeöffnung im zweiten Pleuelteil 2 eingeschraubt ist. In dem Ventilstopfen 33 ist eine Ventilfeder 34 (Schraubendruckfeder) angeordnet, die auf einen kugelförmigen Ventilkörper 35 wirkt. Dabei sind die Ventilfeder 34 und der Ventilkörper 35 in einer Führungshülse 37 angeordnet, wobei die Führungshülse 37 separat von dem Ventilstopfen 33 ausgebildet, aber fest mit dem Ventilstopfen 33 verbunden ist. Der kugelförmige Ventilkörper 35 interagiert mit einem konischen Ventilsitz 40, der in dem zweiten Pleuelteil 2 ausgebildet ist und in eine Ventilöffnung 41 mündet. In der Ventilöffnung 41 ist ein ebenfalls kugelförmiger Schließkörper 42 angeordnet. Das erste Ablassventil 31 ist in Fig. 3 in der geschlossenen Stellung dargestellt und das zweite Ablassventil 32 ist in der geöffneten Stellung dargestellt.

[0045] Die Betätigung der Ablassventile 31 und 32 erfolgt mittels des Steuerschiebers 36. Der Steuerschieber 36 ist hydraulisch ansteuerbar und steht mit der Motorölhydraulik in Verbindung. Mittels Druckerhöhung im Steuerdruckraum 46 durch die Olpumpe wirkt einseitig ein Druck auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 43 des Steuerschiebers 36. Hierdurch wird der Steuerkolben 43 gegen die Wirkung der Steuerkolbenfeder 44 nach links (Fig. 3) bewegt. Hierzu weist der Steuerschieber 36 einen Anschlagflansch 45 auf, der die zweite Stellung vorgibt. Zum VerschlieBen des dem Steuerkolben 43 zugeordneten Steuerdruckraums 46 gegenüber der Umgebung ist eine Verschlussschraube 47 vorgesehen. Der Steuerschieber 36 weist einen ersten Schaltnocken 48 und einen zweiten Schaltnocken 49 auf. Die Schaltnocken 48 und 49 wirken jeweils auf den zugehörigen Schließkörper 42, der dann in Folge die Ventilkörper 35 des ersten und zweiten Ablassventils 31, 32 bewegt. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Steuerschiebers 36 ist so viel Spiel zwischen Steuerschieber 36 und dem Schließkörper 42 des ersten Ablassventils 31 vorhanden, dass der Ventilkörper 35 sicher auf dem Ventilsitz 40 aufsitzt und nicht von dem Schließkörper 42 beeinträchtigt wird. Der dem zweiten Ablassventil 32 zugeordnete Schließkörper 42 weist in der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Steuerschiebers 36 eine angehobene Stellung auf. Der Schließkörper 42 wirkt somit auf den Ventilkörper 35 und drückt in der Folge die Ventilfeder 34 zusammen und somit den Ventilkörper 35 vom Ventilsitz 40 weg. Das zweite Ablassventil 32 wird hierdurch geöffnet. Das Ol kann über die Hydraulikmittelleitungen 23 aus dem zweiten Druckraum 14 abfließen, während der erste Druckraum 13 gesperrt ist.

[0046] Bewegt sich nunmehr der Steuerschieber 36 nach links, gleitet der Schließkörper 42 des zweiten Ablassventils 32 an der Steuernocke 49 nach unten in eine entspannte Position und gibt den Ventilkörper 35 frei, so dass die Ventilfeder 34 in der Folge den Ventilkörper 35 auf den Ventilsitz 40 drückt. Anschließend gleitet der Schließkörper 42 des ersten Ablassventils 31 an der Steuernocke 48 nach oben, wodurch auch der zugehörige Ventilkörper 35 von der Achse As des Steuerschiebers 36 weggedrückt wird. Gleichzeitig wird die zugehörige Ventilfeder 34 zusammengedrückt und der Ventilkörper 35 hebt vom Ventilsitz 40 ab. Hierdurch wird dann die zweite Ventilstellung des Steuerventils 21 eingenommen. Dies resultiert in der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1.

[0047] Im besonderen Aufbau der als separate Baugruppen ausgebildeten schaltbaren Ablassventile 31, 32 aus Fig. 3 wird anhand der vergrößerten Schnittansicht des schaltbaren Ablassventils 31 in Fig. 4 erläutert, wobei zur Erleichterung des Verständnisses die Ventilfeder 34 weggelassen ist. Der als Schraubstopfen mit Außengewinde 50 und Werkzeugaufnahme 51 ausge-

bildete Ventilstopfen 33 weist eine als angefaste Sacklochbohrung ausgebildete Grundlochöffnung 52 auf, in der die Führungshülse 37 eingepresst ist. Die Führungshülse 37 umfasst eine in der Grundlochöffnung 52 aufgenommene Ventilfeder-Aufnahme 53, einen sich anschließenden UÜbergangsbereich 54 und einen gegenüber dem Ventilstopfen 33 vorstehende Ventilkörper-Aufnahme 55. Die Ventilfeder-Aufnahme 53 und die Ventilkörper-Aufnahme 55 sind im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, während der dazwischen angeordnete Übergangsbereich 54 sich zur Ventilfeder-Aufnahme 53 hin konisch verjüngt. Die Ventilfeder-Aufnahme 53 weist nach außen vorstehende Prägungen 56 auf, um eine Montage der Führungshülse 37 in der Grundlochöffnung 52 zu erleichtern und gleichzeitig einen sicheren Presssitz zu ermöglichen. Mit anderen Worten weist die Ventilfeder-Aufnahme 53 Prägungen 56 auf, die hinsichtlich der Ventilfeder-Aufnahme 53 in radialer Richtung nach außen von der Außenoberfläche der Führungshülse 37 abstehen. Alternativ könnten die Prägungen 56 auch nach innen vorstehen. Weiterhin dienen die Prägungen 56 zur Führung der Ventilfeder 34 in der Ventilfeder-Aufnahme 53 und verhindern gleichzeitig ein Verkleinern der Ventilfeder 34 in der OÖffnungsstellung des Ablassventils 31.

[0048] Der kugelförmige Ventilkkörper 35 des ersten Ablassventils 31 ist in der Ventilkörper-Aufnahme 55 angeordnet und wird, wie in Fig. 3 gezeigt, von der Ventilfeder 34 gegen den Ventilsitz 40 gedrückt. Dazu stützt sich die Ventilfeder 34 am Boden der Grundlochöffnung 52 ab. Zwischen den am offenen Ende der Ventilkörper-Aufnahme 55 vorgesehenen Laschen 58 bzw. der Ventilkörper-Aufnahme 52 selbst und dem Ventilkörper 35 ist ein Fluidkanal 59 ausgebildet, durch den bei geöffnetem Ablassventil 31, d.h. wenn der Ventilkörper 35 durch die Bewegung des Steuerschiebers 36 von dem Ventilsitz 40 abgehoben ist, Hydraulikmittel aus dem zugeordneten Druckraum 13, 14 über die Hydraulikmittelleitungen 22, 23 und die in dem konischen Ubergangsbereich 54 vorgesehenen Fluidöffnungen 60 in den Abströmkanal 30 abströmen kann.

[0049] Ein Teil der am offenen Ende der Ventilkörper-Aufnahme 55 vorgesehenen Laschen 58, bevorzugt jede zweite Lasche 58 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, nach innen gebogen, um den Ventilkörper 35 verliersicher in der Ventilkörper-Aufnahme 55 anzuordnen. Die perspektivische Seitenansicht in Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des ersten Ablassventils 31, bzw. des zweiten Ablassventils 32. In dieser Ausführungsform ist der Ventilstopfen 33 als gewindeloser Stopfen ausgeführt, der beispielsweise mittels Reibschweißen oder einer anderen Verbindungstechnik mit dem zweiten Gehäuseteil 3 verbunden werden kann, um das Steuerventil 27 der hydraulischen Steuereinrichtung 21 auszubilden.

[0050] Die Vormontage der in den Fign. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen der Ablassventile 31, 32 eines Steuerventils 27 der hydraulischen Steuereinrichtung 21 einer längenverstellbaren Pleuelstange 1 zu einer Vormontage-Baugruppe erfolgt derart, in dem zunächst der Ventilkörper 35 in der Ventilkörper-Aufnahme 55 angeordnet wird und mittels dem Verbiegen zumindest eines Teils der Laschen 58 nach innen in der Ventilkörper-Aufnahme 55 verliersicher zwischen den nach innen gebogenen Laschen 58 und dem konischen Übergangsbereich 54 aufgenommen ist. Anschließend wird die Ventilfeder 34 auf der offenen Seite der Ventilfeder-Aufnahme 53 in der Führungshülse 37 positioniert und die Führungshülse 37 zusammen mit der Ventilfeder 34 und dem Ventilkörper 35 in die Grundlochöffnung 52 des Ventilstopfens 33 eingepresst. Dabei muss zumindest beim Ende des Einpressvorgangs der Ventilfeder-Aufnahme 53 in die Grundlochöffnung 52 eine gewisse Vorspannung der Ventilfeder 34 überwunden werden, um den Ventilkörper 35 gegen die nach innen gebogenen Laschen 58 zu drücken.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 längenverstellbare Pleuelstange 2 zweites Pleuelteil

3 erstes Pleuelteil

4 Pleuelauge

5 Lagerschale

6 Pleuelkopf

7 Pleuelauge

8 Kolbenstange

9 Fluidkoben

10 Zylinder-Kolben-Einheit 11 Gehäuse

12 Zylinder

13 Druckraum

14 Druckraum

15 Zylinderdeckel

16 Stangendichtung

17 (obere) Kolbendichtung 18 (untere) Kolbendichtung 19 Sicherungsring

20 Zylinderboden

21 hydraulische Steuereinrichtung 22 Hydraulikmittelleitung 23 Hydraulikmittelleitung 24 Rückschlagventil

25 Rückschlagventil

26 Ölversorgungskanal

27 3/2-Wegeventil

28 Führungsstift

29 Führungsbohrung

30 Abströmkanal

31 erstes Ablassventil

32 zweites Ablassventil

33 Ventilstopfen

34 Ventilfeder

35 Ventilkörper

36 Steuerschieber

37 Führungshülse

38 Schaltnocken

39 Schaltnocken

40 Ventilsitz

41 Ventilöffnung

42 Schließkörper

43 Steuerkolben

44 Steuerkolbenfeder 45 Anschlagflansch

46 Steuerdruckraum

47 Verschlussschraube 48 erste Steuernocke 49 zweite Steuernocke 50 Außengewinde

51 Werkzeugaufnahme 52 Grundlochöffnung 53 Ventilfeder-Aufnahme 54 Übergangsbereich 55 Ventilkörper-Aufnahme 56 Prägungen

57 Pleuelschrauben

58 Laschen

59 Fluidspalt

60 Fluidöffnungen

A Längsachsenrichtung As Achse des Steuerschiebers

Claims

Patentansprüche

1. Längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) eine hydraulische Steuereinrichtung (21) zum Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange (1) aufweist, wobei die hydraulische Steuereinrichtung (21) ein Steuerventil (27) mit mindestens einem schaltbaren Ablassventil (31, 32) aufweist, das Ablassventil (31, 32) umfassend einen Ventilstopfen (33), eine Ventilfeder (34) und einen Ventilkörper (35), wobei das mindestens eine schaltbare Ablassventil (31, 32) eine separate Führungshülse (37) mit einer VentilfederAufnahme (53) zur Anordnung und Führung der Ventilfeder (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Führungshülse (37) an dem Ventilstopfen (33) befestigt ist und eine Ventilkörper-Aufnahme (55) zur verliersicheren Anordnung des Ventilkörpers (35) aufweist, wobei der Innendurchmesser der Ventilfeder-Aufnahme (53) kleiner als der Innendurchmesser der Ventilkörper-Aufnahme (55) ist und zwischen der Ventilkörper-Aufnahme (55) und der Ventilfeder-Aufnahme (53) ein sich verjüngender Übergangsbereich (54) ausgebildet ist.

2. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstopfen (33) eine Grundlochöffnung (52) aufweist und die separate Führungshülse (37) in der Grundlochöffnung (52) des Ventilstopfens (33) angeordnet ist, bevorzugt eingepresst ist.

3. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder-Aufnahme (53) der separaten Führungshülse (37) seitlich vorstehende Prägungen (56) aufweist, um die separate Führungshülse (37) sicher in der Grundlochöffnung (52) des Ventilstopfens (33) anzuordnen.

4. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilkörper-Aufnahme (55) und dem Ventilkörper (35) ein Fluidspalt (59) und in dem sich verjüngenden Ubergangsbereich (54) FluidÖffnungen (60) vorgesehen sind, um im Betrieb eine Fluidströmung durch die separate Führungshülse (37) zu ermöglichen, bevorzugt eine Fluidströmung eines Hydraulikmittels.

5. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkörper-Aufnahme (55) eine Ventilkörpersicherung aufweist um den Ventilkörper (35) verliersicher in einer Montagestellung in der VentilkörperAufnahme (55) zu halten, wobei die Montagestellung des Ventilköpers (35) sich von einer Betriebsstellung des Ventilkörpers (35) in der Ventilkörper-Aufnahme (55) unterscheidet, in der der Ventilkörper (35) an einem Ventilsitz (40) anliegt.

6. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkörper-Aufnahme (55) an einem der VentilfederAufnahme (53) abgewandten freien Ende vorstehende Laschen (58) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Laschen (58) nach innen gebogen sind, um den Ventilkörper (35) in der Ventilkörper-Aufnahme (55) zu halten.

7. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Führungshülse (37) als ein Blechformteil hergestellt ist.

8. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstopfen (33) ein Außengewinde (50) aufweist, bevorzugt am Außenumfang einer Grundlochöffnung (52).

9. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (27) der hydraulischen Steuereinrichtung (21) einen hydraulisch betätigten Steuerschieber (36) aufweist, wobei der Steuerschieber (36) mit dem mindestens einen schaltbaren Ablassventil (31, 32) wirkverbunden ist um das schaltbare Ablassventil (31, 32) zu öffnen und zu schließen.

10. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem hydraulisch betätigten Steuerschieber (36) und dem Ventilkörper (35) des schaltbaren Ablassventils (31, 32) ein Schließkörper (42) vorgesehen ist.

11. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Steuereinrichtung (21) eine in der Pleuelstange (1) angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit (10) mit einem Zylinder (12) und einem in dem Zylinder (12) längsbeweglich angeordneten Verstellkolben (9) aufweist, wobei der Verstellkolben (9) mit dem Zylinder (12) mindestens einen Druckraum (13, 14) ausbildet, der hydraulisch mit dem schaltbaren Ablassventil (31, 32) verbunden ist.

12. 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 zumindest einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Verwendung eines schaltbaren Ablassventils (31, 32) in einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare Ablassventil (31, 32) als Baugruppe mit einem Ventilstopfen (33), einer Ventilfeder (34), einem Ventilkörper (35) und einer separaten Führungshülse (37) ausgebildet ist.

14. Verwendung eines schaltbaren Ablassventil (31, 32) in einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (35) beim Einbau des schaltbaren Ablassventils (31, 32) gegen die Ventilfeder (34) bewegt wird, wobei sich die auf den Ventilkörper (35) einwirkende Federkraft erhöht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen