DE102012002831A1

DE102012002831A1 - Interlock for adjustment device that is utilized for adjusting compression ratio of e.g. diesel piston engine, has lock provided in locking state such that impact area forms nose of pin, so that pin is locked against rotation

Info

Publication number: DE102012002831A1
Application number: DE201210002831
Authority: DE
Inventors: Eric Möllmann; Dieter Nowak; Tilmann Römheld; Michael Wagenplast
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-02-11
Filing date: 2012-02-11
Publication date: 2013-08-14

Abstract

The interlock has a gudgeon pin (2) for connecting a piston (1) and a piston rod. A lateral surface of the pin eccentrically extends within a center area of the pin relative to lateral surfaces within end regions of the pin. A slide lock (3), a pressure spring (7) and a locking rod (8) move the pin between an unlocking state and a locking state. The pin is rotatable in the unlocking state and fixed relative to the piston in the locking state. The slide lock is provided in the locking state such that an impact area forms a locking nose (9) of the pin, so that the pin is locked against rotation. An independent claim is also included for an interlock element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelung einer Verstelleinrichtung für einen Hubkolbenmotor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a locking of an adjusting device for a reciprocating engine according to the preamble of patent claim 1.

Das Verdichtungsverhältnis eines Hubkolbenmotors bezeichnet das Verhältnis des gesamten Zylinderinnenraums eines Motors vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderinnenraum nach der Verdichtung. In gängigen Otto- oder Dieselmotoren ist dieses Verhältnis bauartbedingt konstant. Bei der Wahl des gewünschten Verdichtungsverhältnisses ist dabei zu beachten, dass ein höheres Verdichtungsverhältnis zwar den Wirkungsgrad hebt und den spezifischen Kraftstoffverbrauch reduziert, gleichzeitig aber auch die thermischen Verluste erhöht. Insbesondere bei Ottomotoren kommt dazu, dass bei zu hohen Verdichtungsverhältnissen die Klopfneigung des Motors ebenfalls ansteigt. Der optimale Kompromiss zwischen spezifischen Kraftstoffverbrauch, thermischen Verlusten und Klopfrisiko hängt dabei jedoch auch von weiteren Parametern ab, die nicht bauartbedingt vorgegeben sind. Einer dieser Faktoren stellt die Oktanzahl des jeweils verwendeten Kraftstoffs dar. Aus den zuvor genannten Gründen kann es daher sinnvoll sein, in Abhängigkeit derart variierender Gegebenheiten das Verdichtungsverhältnis eines Motors einstellbar zu gestalten.The compression ratio of a reciprocating engine refers to the ratio of the entire cylinder interior of an engine before compression to the remaining cylinder interior after compression. In conventional petrol or diesel engines, this ratio is constant due to the design. When choosing the desired compression ratio, it should be noted that a higher compression ratio raises the efficiency and reduces the specific fuel consumption, but at the same time also increases the thermal losses. In particular, in gasoline engines is that at too high compression ratios, the tendency to knock the engine also increases. The optimal compromise between specific fuel consumption, thermal losses and knocking risk, however, also depends on other parameters that are not specified by design. One of these factors represents the octane number of the fuel used in each case. For the reasons mentioned above, it may therefore be useful to make the compression ratio of a motor adjustable depending on such varying circumstances.

Eine besondere Bedeutung kommt einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bei Motoren mit sogenannter homogener Kompressionszündung zu. Solche Motoren arbeiten mit einem homogen verteilten Gemisch aus Ottokraftstoff und Luft, das im Teillastbetrieb des Motors im Gegensatz zu konventionellen Ottomotoren durch Selbstzündung gezündet wird. Lediglich im Volllastbetrieb erfolgt eine Fremdzündung durch eine Zündkerze. Solche Motoren zeichnen sich durch sehr gute Verbrauchseigenschaften aus und vermeiden außerdem die Entstehung von Schadstoffen wie NO_x und Russpartikeln fast vollständig durch innermotorische Maßnahmen. Durch die Möglichkeit des Betriebs als selbst- und als fremdzündender Motor ist ein verstellbares Verdichtungsverhältnis in diesem Anwendungsfall unverzichtbar. Auch innerhalb des selbstzündenden Betriebs kann dabei das Verdichtungsverhältnis weiter variiert werden, um für jeden Betriebspunkt einen optimalen Wirkungsgrad sicherzustellen.Of particular importance is an adjustable compression ratio in engines with so-called homogeneous compression ignition. Such engines work with a homogeneously distributed mixture of gasoline and air, which is ignited in partial-load operation of the engine, in contrast to conventional gasoline engines by auto-ignition. Only in full load operation is a spark ignition by a spark plug. Such engines are characterized by very good fuel efficiency and also avoid the formation of pollutants such as NO _x and soot particles almost completely by internal engine measures. Due to the possibility of operating as a self-ignition and as a spark-ignition engine, an adjustable compression ratio is indispensable in this application. Even within the self-igniting operation, the compression ratio can be further varied in order to ensure optimal efficiency for each operating point.

Die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses wird bei den bekannten technischen Lösungen in der Regel im Bereich der Lagerung des Kolbens am Pleuel erzielt. Hierbei werden in der Regel exzentrische Kolbenbolzen oder Kolbenbolzenlager verwendet. Durch eine Drehung des jeweiligen exzentrischen Elementes wird in solchen Systemen die Relativlage zwischen Kolben und Kolbenbolzen verändert, was einer Veränderung der effektiven Pleuellänge entspricht. Sobald die Verstellung abgeschlossen ist, wird das jeweilige exzentrische Element in seiner gewünschten Position fixiert.The adjustment of the compression ratio is achieved in the known technical solutions usually in the field of storage of the piston on the connecting rod. This eccentric piston pin or piston pin bearings are usually used. By a rotation of the respective eccentric element, the relative position between the piston and the piston pin is changed in such systems, which corresponds to a change in the effective connecting rod length. Once the adjustment is completed, the respective eccentric element is fixed in its desired position.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2008 038 077 A1 ein Kolben für einen Hubkolbenmotor mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis bekannt, das mit Hilfe eines exzentrisch verstellbaren Kolbenbolzens variiert wird. Um unerwünschte Verstellungen zu vermeiden, ist dem Kolbenbolzen ein Verriegelungselement zugeordnet, durch das der Kolbenbolzen in der gewünschten Position arretierbar ist. Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass das Verriegelungselement eine Verzahnung aufweist, die derart am Außenumfang des Verriegelungselementes ausgeführt ist, dass diese mit einer komplementären Gegenverzahnung im Bereich des Kolbenschaftes in Eingriff bringbar ist. Der Übergang zwischen Verriegelungs- und Entriegelungsposition ist durch eine kurze axiale Bewegung des Verriegelungselementes möglich. Die Bewegung des Verriegelungselementes wird hierbei durch einen vom Kolben getrennten Aktuator bewirkt.In this context is from the DE 10 2008 038 077 A1 a piston for a reciprocating engine with adjustable compression ratio known, which is varied by means of an eccentrically adjustable piston pin. In order to avoid undesired adjustments, the piston pin is assigned a locking element, by means of which the piston pin can be locked in the desired position. The technical solution described is characterized in particular by the fact that the locking element has a toothing which is designed on the outer circumference of the locking element, that it can be brought into engagement with a complementary counter-toothing in the region of the piston shaft. The transition between locking and unlocking is possible by a short axial movement of the locking element. The movement of the locking element is in this case effected by a separate actuator from the piston.

Auch die DE 10 2008 038 076 A1 beschreibt einen Kolben für einen Hubkolbenmotor mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis. Der Kolbenbolzen ist in diesem Fall derart drehbar und schwimmend in einer Kolbenbolzenlagerung gelagert, dass die Achse des Kolbenbolzens durch Drehverstellung eines Exenterelements der Kolbenbolzenlagerung exzentrisch verstellbar ist. Somit ist hier nicht der Kolbenbolzen selbst mit exzentrischer Kontur versehen, sondern es ist vielmehr ein exzentrisches Element in der Kolbenbolzenlagerung vorgesehen. Zur Realisierung der Verstellung des Verdichtungsverhältnisses wird wiederum die Relativlage des Kolbenbolzens zum Kolben verändert.Also the DE 10 2008 038 076 A1 describes a piston for a reciprocating engine with adjustable compression ratio. The piston pin is in this case rotatably and floatingly mounted in a piston pin bearing, that the axis of the piston pin is eccentrically adjustable by rotational adjustment of an Exenterelements the piston pin bearing. Thus, not the piston pin itself is provided with eccentric contour here, but rather an eccentric element is provided in the piston pin bearing. To realize the adjustment of the compression ratio, in turn, the relative position of the piston pin is changed to the piston.

Ferner ist aus der DE 10 2008 038 074 A1 die Ansteuerung für eine Verstelleinrichtung eines Hubkolbenmotors zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses in einem Brennraum bekannt. Eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses wird wiederum dadurch bewirkt, dass die Lage des Kolbenbolzens relativ zum Kolben verändert wird. Bei der beschriebenen technischen Lösung erfolgt die Ansteuerung der Verstelleinrichtung mit Hilfe eines Verstellelementes, wobei eine Koppelungseinrichtung vorgesehen ist, durch die das Verstellelement mit einer Schaltkulisse an einem Gegengewicht einer Kurbelwelle des Hubkolbenmotors koppelbar ist. Durch eine geeignete Ausführung der Schaltkulisse an einem Gegengewicht der Kurbelwelle wird eine Bewegung des Verstellelementes hervorgerufen und so die Lage des Kurbelwellenbolzens durch eine Drehung verändert.Furthermore, from the DE 10 2008 038 074 A1 the control for an adjustment of a reciprocating engine for changing the compression ratio in a combustion chamber known. A change in the compression ratio is in turn caused by the fact that the position of the piston pin is changed relative to the piston. In the described technical solution, the control of the adjustment takes place by means of an adjusting element, wherein a coupling device is provided, through which the adjusting element can be coupled with a shift gate on a counterweight of a crankshaft of the reciprocating engine. By a suitable design of the shift gate on a counterweight of the crankshaft, a movement of the adjusting element is caused and thus changes the position of the crankshaft bolt by a rotation.

Die DE 10 2008 038 090 A1 beschreibt eine Verriegelung eines verstellbaren, an einem Kolben gelagerten Kolbenbolzens für einen Hubkolbenmotor mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis. Die Steuerungseinrichtung verfügt hierbei über ein Betätigungselement in Form eines Schlüsselelementes, das fest mit einem Kurbelgehäuse des Motors verbunden ist. Sobald sich der Kolben während eines Arbeitszyklus im unteren Totpunkt eines befindet, gerät das Schlüsselelement in Wirkverbindung mit einem Führungselement, das wiederum an einem Verriegelungselement angeordnet ist. Das Schlüsselelement übt daraufhin eine Kraft auf das Führungselement aus und entriegelt die Verriegelung des Kolbenbolzens. Die Entriegelung der Verstelleinrichtung findet somit ausschließlich im unteren Totpunkt des Kolbens statt. Auf diese Weise wird eine mit der Kolbenbewegung synchronisierte Ver- und Entriegelung gewährleistet, so dass die Verstellung nur in einem bereich des jeweiligen Arbeitszyklus möglich ist, an welchem die einwirkenden Gas- und Massenkräfte minimal sind.The DE 10 2008 038 090 A1 describes a locking of an adjustable, on a Piston bearing piston pin for a reciprocating engine with adjustable compression ratio. The control device in this case has an actuating element in the form of a key element which is fixedly connected to a crankcase of the engine. As soon as the piston is in bottom dead center during a work cycle, the key element is in operative connection with a guide element, which in turn is arranged on a locking element. The key element then exerts a force on the guide member and unlocks the locking of the piston pin. The unlocking of the adjustment thus takes place exclusively in the bottom dead center of the piston. In this way, a synchronized with the piston movement locking and unlocking is ensured, so that the adjustment is possible only in a range of the respective duty cycle, at which the acting gas and inertial forces are minimal.

In der DE 10 2008 038 088 A1 wird darüber hinaus ein Hubkolbenmotor mit einer Steuerungseinrichtung für eine Verriegelung eines verstellbar an einem Kolben gelagerten Kolbenbolzen beschrieben. Um ein Verriegelungselement zwischen einer Arretierungs- und einer Freigabestellung zu bewegen, ist bei der beschriebenen technischen Lösung vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung eine Führung umfasst, die mit einem Führungselement korrespondiert, das zwischen einer Arretierungs- und einer Freigabestellung bewegbar ist. Das Verriegelungselement wird somit wiederum über eine Schaltkulisse am Gegengewicht der Kurbelwelle zwischen diesen beiden Positionen hin- und herbewegt.In the DE 10 2008 038 088 A1 In addition, a reciprocating motor is described with a control device for locking a displaceably mounted on a piston piston pin. In order to move a locking element between a locking and a release position, it is provided in the described technical solution that the control device comprises a guide which corresponds to a guide element which is movable between a locking and a release position. The locking element is thus in turn reciprocated via a shift gate on the counterweight of the crankshaft between these two positions.

Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Verriegelung eines Verstellelementes zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors derart weiterzubilden, dass eine zuverlässige Ver- und Entriegelung des Kolbenbolzens mit vergleichsweise einfachen Mitteln realisiert wird. Gleichzeitig sollte die Verriegelung sowie die hierfür benötigten Elemente über einen einfachen Aufbau verfügen sowie möglichst kompakt und platzsparend ausgeführt sein. Die anzugebende technische Lösung sollte weiterhin zu Verbrauchseinsparungen beim Betrieb des Hubkolbenmotors führen.Based on the technical solutions known from the prior art, the invention has the object, the locking of an adjusting element for varying the compression ratio of a reciprocating engine such that a reliable locking and unlocking of the piston pin is realized with relatively simple means. At the same time, the lock and the elements required for this purpose should have a simple structure and be as compact and space-saving as possible. The specified technical solution should continue to lead to fuel savings in the operation of the reciprocating engine.

Die vorstehende Aufgabe wird mit einer Verriegelung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.The above object is achieved with a lock according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.

Erfindungsgemäß ist die Verriegelung einer Verstelleinrichtung für einen Hubkolbenmotor, durch die ein Verdichtungsverhältnis in einem Brennraum des Motors verstellbar ist, mit einem Kolbenbolzen, der einen Kolben mit einem diesem zugeordneten Pleuel verbindet, mit einer Kolbenbolzenlagerung, über die der Kolbenbolzen drehbar im Kolben gelagert ist, wobei eine Mantelfläche des Kolbenbolzens im Mittenbereich des Bolzens exzentrisch in Bezug auf Mantelflächen in Endbereichen des Bolzens ausgeführt ist, und mit einem Verriegelungselement, durch das der Kolbenbolzen wahlweise zwischen einem Entriegelungszustand, in dem der Kolbenbolzen drehbar ist, und einem Verriegelungszustand, in dem der Kolbenbolzen relativ zum Kolben drehfest ist, umschaltbar ist, derart weitergebildet worden, dass das Verriegelungselement über einen verschiebbar gelagerten Verriegelungsschieber verfügt, der in der Verriegelungsstellung derart wenigstens bereichsweise eine Anschlagfläche mit einer Verriegelungsnase des Kolbenbolzens bildet, dass der Kolbenbolzen drehfest arretiert ist.According to the invention the locking of an adjusting device for a reciprocating engine by which a compression ratio in a combustion chamber of the engine is adjustable, with a piston pin which connects a piston with a connecting rod associated therewith, with a piston pin bearing, via which the piston pin is rotatably mounted in the piston, wherein a lateral surface of the piston pin in the center region of the bolt is designed eccentrically with respect to lateral surfaces in end regions of the bolt, and with a locking element, by which the piston pin optionally between an unlocking state in which the piston pin is rotatable, and a locking state in which the piston pin is rotatable relative to the piston, can be switched, has been developed such that the locking element has a displaceably mounted locking slide, which in the locking position so at least partially a stop surface with a lock ungsnase the piston pin forms that the piston pin is locked against rotation.

Wesentlich an der erfindungsgemäßen technischen Lösung ist, dass bei einer Einrichtung zur Verstellung des Kolbenhubes in einem Verbrennungsmotor ein Verriegelungselement vorgesehen ist, mit dem ein drehbar gelagerter Exzenterkolbenbolzen derart arretiert werden kann, dass es nicht zu einer Verstellung des Kolbehubes kommt. Mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen, verschiebbaren Verriegelungsschiebers ist es vergleichsweise einfach möglich, den Kolbenbolzen gezielt in einen entriegelten, drehbaren Zustand oder in einen verriegelten Zustand, in dem der Kolbenbolzen nicht drehbar ist, zu überführen. Der verschiebbar gelagerte Verriegelungsschieber verfügt hierbei über ein Anschlagelement, das in der Verriegelungsstellung zumindest bereichsweise in Wirkverbindung mit dem Kolbenbolzen tritt.Essential to the technical solution according to the invention is that in a device for adjusting the piston stroke in an internal combustion engine, a locking element is provided, with which a rotatably mounted eccentric piston pin can be locked so that it does not come to an adjustment of the Kolbehubes. With the help of the inventively provided, sliding locking slide, it is comparatively easy to selectively transfer the piston pin in an unlocked, rotatable state or in a locked state in which the piston pin is not rotatable. The displaceably mounted locking slide in this case has a stop element which occurs in the locking position at least partially in operative connection with the piston pin.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Verriegelungsschieber in der Verriegelungsstellung einerseits an der Verriegelungsnase des Kolbenbolzens und andererseits an einer Innenverzahnung einer Zahnwellenhülse an. Der Kolbenbolzen wird durch diese Maßnahme drehsicher gelagert und ist arretiert, so dass es nicht zu einer unerwünschten Verstellung des Kolbenhubes kommt. Damit auch die Zahnwellenhülse in ihrer Lage relativ zum Kolben sicher fixiert ist, ist auf bevorzugte Weise vorgesehen, dass eine Außenverzahnung der Zahnwellenhülse in eine Innenverzahnung im Bolzenauge des Kolbens eingreift.In a preferred embodiment, the locking slide is in the locking position on the one hand to the locking lug of the piston pin and on the other hand to an internal toothing of a toothed shaft sleeve. The piston pin is rotatably supported by this measure and is locked, so that there is no undesirable adjustment of the piston stroke. Thus, the toothed shaft sleeve is securely fixed in position relative to the piston is provided in a preferred manner that an external toothing of the toothed shaft sleeve engages in an internal toothing in the pin eye of the piston.

Um den Kolbenbolzen wieder aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung zu überführen, wird der Verriegelungsschieber vom Kolbenbolzen weg bewegt und gibt diesen zur Drehung frei. Gemäß einer speziellen Weiterbildung ist hierfür ein hydraulisches Stellelement mit einer Schieberstange vorgesehen, durch das der Verriegelungsschieber aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung verschiebbar ist. In einer speziellen Ausführungsform ist die Schieberstange fest mit dem Verriegelungsschieber verbunden.To the piston pin again to transfer from the locking position to the unlocked position, the locking slide is moved away from the piston pin and releases it for rotation. According to a specific refinement, a hydraulic actuating element with a slide rod is provided for this purpose, by means of which the locking slide can be displaced out of the locking position into the unlocking position. In a specific embodiment, the slider bar is fixedly connected to the locking slide.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das für die Verstellung des Verriegelungsschiebers wird das Stellelement mit einem Drucköl versorgt, das durch die Zylinderwand und den Kolben zugeführt wird. Auf vorteilhafte Weise wird das Drucköl in einen Schieberraum des Stellelements geleitet und bewirkt so eine hydraulische Kraft auf die mit dem Verriegelungsschieber verbundene Schieberstange, die gegen die Federkraft einer Druckfeder bewegbar ist. Wird der Verriegelungsschieber aus einer verriegelten in eine entriegelte Stellung des Kolbenbolzens verschoben, erfolgt dies durch Einleitung einer Kraft über das Drucköl in die Schieberstange. Die Bewegung des Verriegelungsschiebers aus der entriegelten in die verriegelte Stellung erfolgt hingegen mit Hilfe der von einer Druckfeder ausgehenden Federkraft. Eine ungewollte Entriegelung des Kolbenbolzens, und damit eine ungeplante Verstellung des Kolbenhubes, wird somit, insbesondere auch bei Ausfall der Druckölversorgung, zuverlässig vermieden.In a particular embodiment of the invention that for the adjustment of the locking slide, the actuator is supplied with a pressurized oil which is supplied through the cylinder wall and the piston. Advantageously, the pressure oil is passed into a valve chamber of the actuating element and thus causes a hydraulic force on the slider rod connected to the locking slide, which is movable against the spring force of a compression spring. If the locking slide is moved from a locked to an unlocked position of the piston pin, this is done by introducing a force on the pressure oil in the slide rod. The movement of the locking slide from the unlocked into the locked position, however, takes place with the aid of the spring force originating from a compression spring. An unintentional unlocking of the piston pin, and thus an unplanned adjustment of the piston stroke, thus, especially in case of failure of the pressure oil supply, reliably avoided.

Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:In the following, the invention without any limitation of the general inventive concept is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the figures. Showing:

1 eine perspektivische Schnittansicht eines Exzenterkolbenbolzens einer Kolbenhubverstellung in verriegelter Stellung; sowie 1 a perspective sectional view of a Exzenterkolbenbolzens a piston stroke adjustment in the locked position; such as

2 eine perspektivische Schnittansicht des Exzenterkolbenbolzens einer Kolbenhubverstellung in entriegelter Stellung. 2 a perspective sectional view of the Exzenterkolbenbolzens a piston stroke adjustment in the unlocked position.

1 zeigt einen Exzenterkolbenbolzen, wie er in Hubkolbenmotoren mit Kolbenhubverstellung zum Einsatz kommt. Der dargestellte Kolben 1 umfasst einen Kolbenschaft 10, in dessen Bereich gegenüberliegend zwei Bolzenaugen 5 vorgesehen sind, die der Aufnahme des Kolbenbolzens 2 dienen. Oberhalb des Kolbenschaftes 10 schließt sich die Kolbenringzone 11 an, in der mehrere Kolbenringe (nicht dargestellt) in Nuten fixiert angeordnet werden. Die Kolbenringzone 11 ist hierbei zum Kolbenboden 12 durch den Feuersteg 13 abgegrenzt. Der Kolbenboden 12 steht in Kontakt mit dem Brennraum des zugeordneten Zylinders eines Hubkolbenmotors, der hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. 1 shows an eccentric piston pin, as used in reciprocating piston reciprocating engines. The illustrated piston 1 includes a piston stem 10 , in whose area opposite two pin bosses 5 are provided, the recording of the piston pin 2 serve. Above the piston shaft 10 closes the piston ring zone 11 on, in which a plurality of piston rings (not shown) are arranged fixed in grooves. The piston ring zone 11 is here to the piston crown 12 through the firebrigade 13 demarcated. The piston bottom 12 is in contact with the combustion chamber of the associated cylinder of a reciprocating engine, which is not shown here for reasons of clarity.

In den Bolzenaugen 5 des Kolbens 1 ist am Innenumfang ein Zahnwellenprofil 6 vorgesehen. Das Zahnwellenprofil 6 ist hierbei derart ausgeführt, dass die Zahnwellenhülse 4 mit ihrem am Außenumfang vorgesehenen Zahnprofil in das Zahnwellenprofil 6 des Bolzenauges 5 einführbar ist. In dem in 1 dargestellten Betriebszustand befindet sich der Kolbenbolzen 2 in verriegelten Zustand, kann somit nicht verdreht werden. Hierzu ist ein radial zur Kolbenmittenachse verschiebbarer Verriegelungsschieber 3 vorgesehen, der einerseits in eine Innenverzahnung der Zahnwellenhülse 4 eingreift und andererseits an einer Anschlagnase 9 des Kolbenbolzens 2 anliegt. Der Kolbenbolzen 2 wird somit durch seine Anschlagnase 9, die über den Verriegelungsschieber 3 und die Zahnwellenhülse 4 gehalten wird, drehsicher gelagert und ist arretiert. Hierbei wird der Verriegelungsschieber 3 von einer Druckfeder 7 mit einer Federkraft beaufschlagt, die radial zur Kolbenaußenseite wirkt.In the bolt eyes 5 of the piston 1 is on the inner circumference a splined shaft profile 6 intended. The toothed shaft profile 6 is in this case designed such that the toothed shaft sleeve 4 with her provided on the outer circumference tooth profile in the toothed shaft profile 6 of the bolt eye 5 is insertable. In the in 1 shown operating state is the piston pin 2 in locked state, thus can not be twisted. For this purpose, a sliding radially to the piston center axis locking slide 3 provided, on the one hand in an internal toothing of the toothed shaft sleeve 4 engages and on the other hand on a stop lug 9 of the piston pin 2 is applied. The piston pin 2 becomes thus by its stop nose 9 that over the locking slide 3 and the toothed shaft sleeve 4 is held, stored non-rotatably and is locked. This is the locking slide 3 from a compression spring 7 acted upon by a spring force which acts radially to the piston outer side.

2 zeigt den Exzenterkolbenbolzen 2 einer Kolbenhubverstellung in entriegelter Position, so dass der Kolbenbolzen 2 drehbar ist. Zum Entriegeln des Kolbenbolzens 2 ist ein hydraulisches Stellelement vorgesehen, dass über eine mit dem Verriegelungsschieber 3 verbundene Schieberstange 8 verfügt. Das Stellelement wird mit einem Drucköl versorgt, das durch die Zylinderwand und den Kolben 1 zugeführt wird. Weiterhin wird das Drucköl in einen Schieberraum des Stellelements geleitet und bewirkt eine hydraulische Kraft auf die mit dem Verriegelungsschieber 3 verbundene Schieberstange 8. 2 shows the eccentric piston pin 2 a piston stroke in the unlocked position, so that the piston pin 2 is rotatable. To unlock the piston pin 2 is a hydraulic actuator provided that via a with the locking slide 3 connected slide bar 8th features. The actuator is supplied with a pressurized oil through the cylinder wall and the piston 1 is supplied. Furthermore, the pressure oil is directed into a valve chamber of the actuator and causes a hydraulic force on the with the locking slide 3 connected slide bar 8th ,

Die Schieberstange 8 ist hierbei im Druckraum derart gelagert, dass sie gegen die Federkraft der Druckfeder 7 bewegbar ist.The slider bar 8th in this case is mounted in the pressure chamber such that it is against the spring force of the compression spring 7 is movable.

In dem in 2 gezeigten Betriebszustand ist der Verriegelungsschieber 3 gegen die Federkraft der Druckfeder aus einer verriegelten in eine entriegelte Stellung des Kolbenbolzens 2 verschoben worden. Der Verriegelungsschieber 3 befindet sich nun nicht mehr im Eingriff mit der Innenverzahnung der Zahnwellenhülse 4 und liegt nicht mehr an der Anschlagnase 9 des Kolbenbolzens 2 an. In diesem Betriebszustand ist es somit möglich, den Kolbenbolzen 2 relativ zum Kolben zu drehen und somit eine Verstellung des Kolbenhubs durchzuführen.In the in 2 shown operating state is the locking slide 3 against the spring force of the compression spring from a locked to an unlocked position of the piston pin 2 been moved. The locking slide 3 is now no longer in engagement with the internal toothing of the toothed shaft sleeve 4 and is no longer at the stop nose 9 of the piston pin 2 at. In this operating state, it is thus possible, the piston pin 2 to rotate relative to the piston and thus perform an adjustment of the piston stroke.

Durch das Vorsehen einer Druckfeder 7, die der hydraulischen Kraft des Stellelementes entgegen wirkt, wird in jedem Fall, insbesondere auch bei Ausfall des hydraulischen Stellelementes, sicher gestellt, dass der Kolbenbolzens 2 nicht ungewollt entriegelt wird und damit eine ungeplante Verstellung des Kolbenhubes erfolgt.By providing a compression spring 7 , which counteracts the hydraulic force of the actuating element, is in any case, in particular in case of failure of the hydraulic actuator, made sure that the piston pin 2 not unintentionally unlocked and thus an unplanned adjustment of the piston stroke takes place.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kolbenpiston
22: Kolbenbolzenpiston pin
33: Verriegelungsschieberlocking slide
44: ZahnwellenhülseSplined shaft sleeve
5 5: Bolzenaugepin boss
66: Zahnwellenprofil am BolzenaugeSplined shaft profile on the pin eye
77: Druckfedercompression spring
88th: Schieberstangeslide rod
99: Anschlagnasestop lug
1010: Kolbenschaftpiston shaft
1111: KolbenringzonePiston ring zone
1212: Kolbenbodenpiston crown
1313: Feuerstegtop land

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008038077 A1 [0005]
DE 102008038076 A1 [0006]
DE 102008038074 A1 [0007]
DE 102008038090 A1 [0008]
DE 102008038088 A1 [0009]

Claims

Locking of an adjusting device for a reciprocating piston engine, by means of which a compression ratio in a combustion chamber of the engine is adjustable, with a piston pin ( 2 ), which has a piston ( 1 ) with a connecting rod associated therewith, with a piston pin bearing, via which the piston pin ( 2 ) rotatable in the piston ( 1 ) is mounted, wherein a lateral surface of the piston pin ( 2 ) in the middle region of the bolt ( 2 ) eccentrically with respect to lateral surfaces in end regions of the bolt ( 2 ) is executed, and with a locking element ( 3 . 7 . 8th ), through which the piston pin ( 2 ) optionally between an unlocking condition in which the piston pin ( 2 ) is rotatable, and a locking state, in which the piston pin ( 2 ) relative to the piston ( 1 ) is rotationally fixed, is switchable, characterized in that the locking element via a slidably mounted locking slide ( 3 ), which in the locking position at least partially a stop surface with a locking nose ( 9 ) of the piston pin ( 2 ) forms, that the piston pin is locked against rotation.

Lock according to claim 1, characterized in that the locking slide ( 3 ) in the locking position on the one hand at the locking nose ( 9 ) of the bolt ( 2 ) and on the other hand on an internal toothing of a toothed shaft sleeve ( 4 ) is present.

Lock according to claim 2, characterized in that an outer toothing of the toothed shaft sleeve ( 4 ) in an internal toothing ( 6 ) in the piston pin eye ( 5 ) of the piston ( 1 ) intervenes.

Lock according to one of claims 1 to 3, characterized in that a hydraulic actuator with a slide rod ( 8th ) is provided, through which the locking slide ( 3 ) is displaceable from the locked position into the unlocked position.

Lock according to claim 4, characterized in that the slide rod ( 8th ) fixed with locking slide ( 3 ) connected is.

Locking element according to one of claims 1 to 5, characterized in that a spring element ( 7 ) is provided whose spring force against movement of the locking slide ( 3 ) acts from the locking position into the unlocked position.