CN108474408B - 长度可调连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于往复式活塞机的长度可调连杆(1)，包括具有小连接杆孔(3)的至少一个第一杆部(2)和具有大连接杆孔(5)的至少一个第二杆部(4)，两个杆部(2,4)可相对于彼此和/或在彼此内部以伸缩方式移动。第二杆部(4)包括引导缸(8)并且第一杆部(2)固定地连接到活塞元件(7)，活塞元件(7)能在引导缸(8)内在纵向移动，第一高压室(10)安装在活塞元件(7)的第一侧上，在第二杆部(4)与活塞元件(7)之间，并且第二高压室(12)安装在活塞元件(7)的第二侧上，至少一个密封元件(22，24)被设置用于密封至少一个高压室(10，12)。本发明的目的在于允许两个杆部(2,4)之间的抗磨损密封尽可能容易、紧凑和可靠。为此目的，活塞元件(7)通过干涉配合区域(30a)中的干涉配合(30)而力锁合地连接到第一杆部(2)。

Description

长度可调连杆
技术领域
本发明涉及一种用于往复式发动机、特别是内燃机的长度可调连杆，其包括具有小连杆孔的至少一个第一杆部和具有大连杆孔的至少一个第二杆部，两个杆部在连杆的纵向轴线方向上相对于彼此和/或在彼此内部以可伸缩的方式移动，其中，第二杆部包括引导缸，并且第一杆部固定地连接到能够在引导缸中纵向移动的活塞元件，其中，在活塞元件的第一侧上、在第二杆部与活塞元件之间限定第一高压室，并且第二高压室限定在活塞元件的第二侧上，其中每个高压室与至少一个油道流动连接，并且设置至少一个密封元件用于密封至少一个高压室。
背景技术
公开文献AT514071 B1公开了一种具有长度可调连杆的内燃机，该连杆具有第一杆部和第二杆部，这些杆部可相对于彼此和在彼此内部以伸缩方式移动。在这种情况下，第二杆部具有设计为阶梯形活塞的活塞元件，该活塞元件在由第一杆部形成的引导缸中被引导。在每种情况下，活塞元件以彼此相对的端面邻接高压室，该高压室布置在第一杆部与第二杆部之间。为了用油再填充和排空高压室从而调节连杆的长度，在连杆中设置控制阀。为了密封在活塞元件与引导缸之间以及在第二杆部与牢固地连接到第一杆部的夹紧套筒之间的高压室，在每种情况下均设置诸如O形环的密封元件。然而，在这种情况下，可能发生轴向挤压，并且因此，由于沿着引导缸或夹紧套筒的内表面的轴向运动，密封元件会发生强烈的磨损。
发明内容
本发明的目的是避免上述缺点并使两个杆部之间的低磨损密封尽可能简单、紧凑和可靠。
这通过如下方式根据本发明来实现：活塞元件在压配合区域中通过干涉配合而力锁合地连接到第一杆部。
活塞元件的压配合区域优选地由活塞元件的面向小连杆眼的环形端部区域的内套表面形成，并且第一杆部的压配合区域由第一杆部的背离小连杆眼的肩部区域的外套表面形成。环形端部区域的内套表面的内径在组装之前、至少在压配合区域中小于肩部区域的外套表面的外径。由于这种干涉配合，在组装之后，在活塞元件与第一杆部之间发生力锁合连接，该力锁合连接在操作上是不可释放的。由于干涉配合，可以省去径向肩部，活塞元件和第一杆部原本通过该径向肩部彼此支撑以释放(卸压)第二密封元件。这种径向肩部的缺点是在径向方向上需要相对大量的空间，这将显著增加连杆的尺寸和重量。相反，根据本发明的解决方案使得能够保持连杆的尺寸和其重量尽可能小。
在本发明的一种变型中，至少一个第二密封元件在纵向轴线的方向上邻近活塞元件的压配合区域以无力方式布置在第一杆部与活塞元件之间，用于密封第一杆部与第二杆部或牢固地连接到第二杆部的夹紧套筒之间的第二高压空间。为了另外排除对第二密封元件的轴向挤压，如果第二密封元件在纵向轴线的方向上相对于活塞元件和/或第二杆部具有限定的游隙，则是有利的。
在本发明的优选实施例中，规定了活塞元件具有第一活塞部分和第二活塞部分，其中第一活塞部分邻近第一高压室并且第二活塞部分邻近第二高压室，其中优选地，第二活塞部分形成活塞元件的压配合区域。
将干涉配合选择成使得第二活塞元件的惯性力(质量力)可以传递到第一杆部。
本发明的有利实施例规定第一活塞部分螺纹连接(拧到)到第一杆部，其中优选地，第一活塞部分具有带内螺纹的盲孔，盲孔螺纹连接到第一杆部的外螺纹上。因此，邻接第一高压室的第一活塞部分形成为类似于盖螺母，并且从背离小连杆孔的一侧螺纹连接到第一杆部上。
由于第一活塞部分类似于盖螺母具有带内螺纹的盲孔，因此可以避免经由螺纹连接的螺纹的内部泄漏。可选地，原则上，具有常规螺母的设计也是可能的。在这种情况下，由于所提到的泄漏，则提供附加的密封元件。
适宜地，第一活塞部分和第二活塞部分沿纵向轴线方向通过环形接触表面互连，环形接触表面优选地正交于纵向轴线布置。特别有利的是，为了密封在活塞元件与引导缸之间的第一高压室，邻近至少一个接触表面，至少一个第一密封元件沿纵向轴线方向没有力地布置在第一活塞部分与第二活塞部分之间。在这种情况下，第一密封元件优选地在纵向轴线的方向上相对于第一活塞部分和/或第二活塞部分具有经限定的游隙。结果，可靠地避免了对第一密封元件的轴向挤压。
在组装过程中，通过在第一杆部的压配合区域上将第一活塞部分紧密地旋拧到第一杆部上，第二活塞部分以其压配合区域被推动。由于由第一活塞部分的内螺纹和第一杆部的外螺纹形成的螺纹连接的预张紧力的结果，能以相对较小的努力克服由于干涉配合造成的阻力。
附图说明
下面将参考附图中所示的非限制性示例性实施例更详细地解释本发明，其中:
图1示出了处于第一切换位置的根据本发明的连杆的纵向截面；
图2示出了处于第二第一切换位置的该连杆的纵向截面，并且
图3以纵向截面示出了该连杆的组装步骤。
具体实施方式
在图1和图2中，在每种情况下仅示出了连杆1的半侧。
图1和图2分别示出了往复式发动机、特别是内燃机的两部分连杆1，其具有在上的第一杆部2和在下的第二杆部4，第一杆部2具有小连杆孔3用于连接到活塞(未示出)，第二杆部4具有大连杆孔5，大连杆孔5形成用于连接到曲轴(未示出)的连杆轴承5a。第一杆部2可相对于第二杆部4在伸出位置与缩回位置之间在由端部止动件6限定的调节范围沿连杆1的纵向轴线1a的方向进行调节。在第一杆部2中，附接有大致圆柱形的活塞元件7。
连杆1的第一杆部2和第二杆部4在压力方向上液压联接，并且通过端部止动件6机械地限制它们在相反方向上的运动。这里的压力方向是指活塞室中的燃烧力作用在活塞(未示出)上的方向。在此，液压联接应当理解为使得在连杆1的每个设置中(在每次调节连杆1时)，布置在别处的相应液压垫将第一杆部2抵靠第二杆部4支撑。
设计为阶梯形活塞的活塞元件7在连杆1的第二杆部4的引导缸8中轴向(沿连杆1的纵向轴线1a的方向)可移位地引导，其中，在图2所示的两个杆部2、4的伸出位置，在活塞元件7的面对大连杆孔5的第一端面9与第二杆部4或引导缸8之间限定有第一高压室10。此外，在两个杆部2、4的收缩位置，在活塞元件7的面对小连杆孔3的第二端面11与第二杆部4之间限定第二高压室12。在所示实施例中，第二高压室12限定在第二端面11与作为第二杆部4的一部分的夹紧套筒33之间。
阶梯形活塞通常被理解为具有不同尺寸的有效表面的活塞(在本例中为“双作用活塞”)，其中有效表面中的一个(这里：相对于第二高压室12定向的有效表面)形成为环形表面，而另一个有效表面形成为圆形表面。由于有效表面不同，可以实现不同的压力条件。
环形第一端面9和第二端面11形成用于致动介质(例如发动机油)的压力施加表面，该致动介质被导入高压室10、12并处于压力下。
第一高压室10和第二高压室12经由油道15、16连接到控制阀(未示出)，该控制阀例如设计为简单的切换阀，其选择性地以油压作用在第一高压室10或第二高压室12上。高压腔室10、12用油加压不是本发明的一部分，例如可以以类似于AT 514 071B1所述的方式进行。
第一高压室10的容积由螺纹连接到第二杆部4的轴部4a中的夹紧套筒33限制，夹紧套筒33限定活塞元件7的最大可能冲程。根据该夹紧套筒33的长度，长度可调连杆1的连杆长度的调节范围ΔL可以根据需要设定。
如图所示，活塞元件7由第一活塞部分17和第二活塞部分27构成。第一活塞部分17邻接第一高压室10，第二活塞部分27邻接第二高压室12。
第一活塞部分17在其背离小连杆孔3的端部2a处螺纹连接到第一杆部2。第一活塞部分17具有盲孔18，盲孔18具有内螺纹19，内螺纹19螺纹连接到第一杆部2的外螺纹20上。内螺纹19和外螺纹20因此在活塞元件7与第一杆部2之间形成螺纹连接21。因此，第一活塞部分17形成为类似于盖螺母，并且从背离小连杆孔3的一侧螺纹连接到第一杆部2上。由于第一活塞部分17的构造类似于盖螺母，因此避免了经由螺钉21的螺纹的内部泄漏。
活塞元件7的第一活塞部分17和第二活塞部分27在纵向轴线1a的方向上通过环形接触表面17a、27a彼此连接或彼此接触，接触表面17a、27a在本实施例中正交于连杆1的纵向轴线1a布置。与第二活塞部27的接触面27a相邻，第一密封元件22在纵向轴线1a的方向上无力地布置在第一活塞部17与第二活塞部27之间。这种轴向上无力的布置通过在第一密封元件22的纵向轴线1a的方向上相对于第一活塞部分17和/或第二活塞部分27的限定的游隙来实现。结果，可以排除在纵向轴线方向上对第一密封元件22的挤压，这将导致第一密封元件22的磨损增加。
活塞元件7的第二活塞部分27在其压配合区域30a中经由干涉配合30力锁合地连接到第一杆部2的相应的压配合区域30b。与压配合区域30a、30b相邻，第二密封元件24在纵向轴线1a的方向上无力地布置在第一杆部2与第二活塞部分27之间。
活塞元件7的压配合区域30a由活塞元件7的面向小连杆孔3的环形端部区域7a的内套表面27b形成，而第一杆部2的压配合区域30b通过第一杆部2的肩部区域23的外套表面23a形成，肩部区域23背离小连杆孔3并且邻接第一杆部2的包含小连杆孔3的部分。在组装之前，环形端部区域7a的内套表面27b的内径d至少在活塞元件7的压配合区30a中小于第一杆部2的肩部区域23的外套表面23a的外径D。由于这种干涉配合30，在组装之后，在活塞元件7与第一杆部2之间发生力锁合连接，该力锁合连接在操作上是不可释放的。根据本发明的解决方案使得能够保持连杆1的尺寸及其重量尽可能小。干涉配合30被选择成使得活塞元件7的第二活塞部分27的惯性力(质量力)能够传递到第一杆部2。
图3示出了活塞元件7在第一杆部2上的组装。在这种情况下，通过在第一杆部2的压配合区域30b上将第一活塞部分17紧密地旋拧到第一杆部2上，第二活塞部分27以其压配合区域30a被推动。由于螺纹连接件21的预张紧力，可以相对容易地克服由干涉配合30引起的阻力。

Claims (10)

1.一种用于往复式发动机的长度可调连杆(1)，包括具有小连杆孔(3)的至少一个第一杆部(2)和具有大连杆孔(5)的至少一个第二杆部(4)，两个杆部(2，4)能在所述连杆(1)的纵向轴线(1a)的方向上相对于彼此和/或在彼此内部以伸缩方式移动，其中所述第二杆部(4)包括引导缸(8)并且所述第一杆部(2)固定地连接到活塞元件，所述活塞元件(7)能在所述引导缸(8)内在纵向移动，其中，第一高压室(10)限定在所述活塞元件(7)的第一侧上、在所述第二杆部(4)与所述活塞元件(7)之间，并且第二高压室(12)限定在所述活塞元件(7)的第二侧上，其中每个高压室(10，12)与至少一个油道(15，16)流动连接，并且其中至少一个密封元件(22，24)被设置成用于密封至少一个高压室(10，12)，其特征在于，所述活塞元件(7)在压配合区域(30a)中通过干涉配合(30)与所述第一杆部(2)力锁合地连接。
2.根据权利要求1所述的连杆(1)，其特征在于，所述活塞元件(7)的压配合区域(30a)由所述活塞元件(7)的面向所述小连杆孔(3)的环形端部区域(7a)的内套表面(27b)形成，并且所述第一杆部(2)的所述压配合区域(30b)由所述第一杆部(2)的背离所述小连杆孔(3)的肩部区域(23)的外套表面(23a)形成。
3.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，为了将所述第二高压室(12)密封在所述第一杆部(2)与所述第二杆部(4)或固定地连接到所述第二杆部(4)的夹紧套筒(33)之间，至少一个第二密封元件(24)在所述纵向轴线(1a)的方向上邻近所述活塞元件(7)的压配合区域(30a)布置在所述第一杆部(2)与所述活塞元件(7)之间，其中优选地所述第二密封元件(24)在所述纵向轴线(1a)上相对于所述活塞元件(7)和/或所述杆部(2)具有限定的游隙。
4.根据权利要求1所述的连杆(1)，其特征在于，所述活塞元件(7)具有第一活塞部分(17)和第二活塞部分(27)，其中所述第一活塞部分(17)邻接所述第一高压室(10)，并且所述第二活塞部分(27)邻接所述第二高压室(12)。
5.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，所述第二活塞部件(27)形成所述活塞元件(7)的所述压配合区域(30a)。
6.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，所述第一活塞部分(17)与所述第一杆部(2)螺纹连接在一起。
7.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，所述第一活塞部件(17)具有盲孔(18)，所述盲孔具有内螺纹(19)，所述内螺纹(19)螺纹连接到所述第一杆部(2)的外螺纹(20)上。
8.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，所述第一活塞部分(17)和所述第二活塞部分(27)通过环形接触表面(17a、27a)在所述纵向轴线(1a)的方向上互连，所述环形接触表面优选地正交于所述纵向轴线(1a)布置。
9.根据权利要求8所述的连杆(1)，其特征在于，为了将所述第一高压室(10)密封在所述活塞元件(7)与所述引导缸(8)之间，邻近所述至少一个接触表面(17a、27a)，至少一个第一密封元件(22)在所述纵向轴线(1a)的方向上以不受力的方式布置在所述第一活塞部分(17)与所述第二活塞部分(27)之间。
10.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，第一密封元件(22)被布置成用于密封在所述活塞元件(7)与所述引导缸(8)之间的所述第一高压室(10)，所述第一密封元件(22)相对于所述第一活塞部分(17)和/或所述第二活塞部分(27)在所述纵向轴线(1a)的方向上具有限定的游隙。
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