Die Erfindung betrifft ein Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The invention relates to a switchover valve for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio according to the preamble of claim 1 and an internal combustion engine according to the preamble of claim 9.
1 zeigt ein aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekanntes Detail eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis im Bereich einer Pleuelstange. So ist in 1 eine Pleuelstange 10 gezeigt, die über ein Hublagerauge 11 und ein Pleuellagerauge 12 verfügt, wobei das Hublagerauge 11 der Anbindung der Pleuelstange 10 an eine in 1 nicht gezeigte Kurbelwelle und das Pleuellagerauge 12 der Anbindung der Pleuelstange 10 an einen in 1 nicht gezeigten Zylinderkolben des Verbrennungsmotors dient. Der Pleuelstange 10 ist eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zugeordnet, die einen Exzenterkörper 14 und Exzenterstangen 15, 16 aufweist. Der Exzenterkörper 14 weist eine exzentrisch zu einem Mittelpunkt 17 des Pleuellagerauges 12 angeordnete Kolbenbolzenbohrung mit einem Mittelpunkt 18 auf, wobei die Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen aufnimmt. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge left, wobei als Pleuelstangenlänge der Abstand des Mittelpunkts 18 der Kolbenbolzenbohrung zu einem Mittelpunkt 19 des Hublagerauges 11 zu verstehen ist. Zur Verdrehung des Exzenterkörpers 14 und damit zur Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge leff sind die Exzenterstangen 15, 16 der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 verlagerbar. Jeder Exzenterstange 15 ist ein Kolben 20 bzw. 21 zugeordnet, der in einer Hydraulikkammer 22 bzw. 23 verschiebbar gelagert bzw. geführt ist. 1 shows one from the DE 10 2010 016 037 A1 Known detail of an internal combustion engine with an adjustable compression ratio in the area of a connecting rod. So is in 1 a connecting rod 10 shown having a pin bearing eye 11 and a connecting rod eye 12th has, with the pin bearing eye 11 the connection of the connecting rod 10 to an in 1 not shown crankshaft and the connecting rod bearing eye 12th the connection of the connecting rod 10 to one in 1 cylinder piston, not shown, of the internal combustion engine is used. The connecting rod 10 is an eccentric adjustment device 13th assigned to an eccentric body 14th and eccentric rods 15th , 16 having. The eccentric body 14th points an eccentric to a center point 17th of the connecting rod eye 12th arranged piston pin bore with a center point 18th on, the piston pin bore receiving a piston pin. The eccentric adjustment device 13th is used to adjust an effective connecting rod length left, where the connecting rod length is the distance from the center point 18th the piston pin bore to a center point 19th of the pin bearing eye 11 is to be understood. For rotating the eccentric body 14th and thus to change the effective connecting rod length l eff are the eccentric rods 15th , 16 the eccentric adjustment device 13th relocatable. Every eccentric rod 15th is a piston 20th or. 21 assigned to that in a hydraulic chamber 22nd or. 23 is slidably mounted or guided.
In den Hydraulikkammern 22, 23 herrscht ein Hydraulikdruck, der auf die den Exzenterstangen 15, 16 zugeordneten Kolben 20 bzw. 21 einwirkt, wobei abhängig von der Ölmenge in den Hydraulikkammern 22, 23 die Verlagerung der Exzenterstangen 15, 16 möglich ist oder nicht möglich ist.In the hydraulic chambers 22nd , 23 there is a hydraulic pressure that acts on the eccentric rods 15th , 16 associated piston 20th or. 21 acts, depending on the amount of oil in the hydraulic chambers 22nd , 23 the displacement of the eccentric rods 15th , 16 is possible or not possible.
Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirken. Während eines Arbeitstakts verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirkenden Kräfte ständig. Die Verstellbewegung wird durch die mit Hydrauliköl beaufschlagten Kolben 20, 21, die auf die Exzenterstangen 15, 16 einwirken, unterstützt, wobei die Kolben 20, 21 ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wirkenden Kräfte verhindern. Die Exzenterstangen 15, 16, die mit den Kolben 20, 21 zusammenwirken, sind beidseitig an den Exzenterkörper 14 angebunden. Die Hydraulikkammern 22 und 23, in welchen die Kolben 20, 21 geführt sind, sind über Hydraulikölleitungen 24 und 25 von dem Hublagerauge 11 aus mit Hydrauliköl beaufschlagbar. Rückschlagventile 26 und 27 verhindern ein Rückfließen des Hydrauliköls aus den Hydraulikkammern 23 und 24 zurück in die Hydraulikleitungen 24 und 25. In einer Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 29 aufgenommen, dessen Funktion ebenfalls bereits aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekannt ist, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils 29 bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22 und 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22 und 23 entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 abhängt.Adjustment of the eccentric adjustment device 13th is initiated by the action of inertia and load forces of the internal combustion engine, which act on the eccentric adjusting device during a working cycle of the internal combustion engine 13th works. During a work cycle, the directions of action on the eccentric adjusting device change 13th acting forces constantly. The adjustment movement is carried out by the pistons charged with hydraulic oil 20th , 21 that are on the eccentric rods 15th , 16 act, assisted, with the piston 20th , 21 resetting of the eccentric adjusting device 13th due to varying directions of force acting on the eccentric adjusting device 13th prevent acting forces. The eccentric rods 15th , 16 that with the piston 20th , 21 work together are on both sides of the eccentric body 14th tied up. The hydraulic chambers 22nd and 23 in which the pistons 20th , 21 are performed via hydraulic oil lines 24 and 25th from the pin bearing eye 11 can be charged with hydraulic oil. Check valves 26th and 27 prevent the hydraulic oil from flowing back out of the hydraulic chambers 23 and 24 back into the hydraulic lines 24 and 25th . In a hole 28 the connecting rod 10 is a switching valve 29 recorded, the function of which was also taken from the DE 10 2010 016 037 A1 is known, the switching position of the switching valve 29 determines which of the hydraulic chambers 22nd and 23 filled with hydraulic oil and which of the hydraulic chambers 22nd and 23 is emptied, of which the direction of adjustment or direction of rotation of the eccentric adjusting device 13th depends.
Die Hydraulikkammern 22 und 23 stehen dabei über Fluidleitungen 30 bzw. 31 mit der Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 29 aufnimmt. Vom Umschaltventil 29 sind in 1 ein Betätigungselement 32, eine Federelement 33 und ein Steuerkolben 34 schematisiert gezeigt.The hydraulic chambers 22nd and 23 stand above fluid lines 30th or. 31 with the hole 28 in contact which the switching valve 29 records. From the switching valve 29 are in 1 an actuator 32 , a spring element 33 and a control piston 34 shown schematically.
Wie oben ausgeführt, wird das Hydrauliköl, welches auf die in den Hydraulikkammern 22, 23 geführten Kolben 20, 21 der Exzenterstangen 15, 16 einwirkt, den Hydraulikkammern 22, 23 ausgehend vom Hublagerauge 11 über Hydraulikleitungen 24 und 25 zugeführt, wobei die Pleuelstange 10 derart mit dem Hublagerauge 11 an der in 1 nicht gezeigten Kurbelwelle angreift, dass zwischen der Kurbelwelle, nämlich einem Kurbelwellenlagerzapfen derselben, und dem Hublagerauge 11 eine Pleuellagerschale 35 angeordnet ist.As stated above, the hydraulic oil that is in the hydraulic chambers 22nd , 23 guided flask 20th , 21 the eccentric rods 15th , 16 acts on the hydraulic chambers 22nd , 23 starting from the pin bearing eye 11 via hydraulic lines 24 and 25th fed, the connecting rod 10 such with the pin bearing eye 11 at the in 1 Crankshaft, not shown, engages that between the crankshaft, namely a crankshaft journal of the same, and the pin bearing eye 11 a connecting rod bearing shell 35 is arranged.
Nach der DE 10 2010 016 037 A1 ist der Steuerkolben des Umschaltventils von einem kugelschreibermechanikartigen Schaltmechanismus verlagerbar bzw. schaltbar, wobei der Schaltmechanismus neben dem Betätigungselement und dem Federelement vorzugsweise ein als Steuerhülse ausgebildetes, feststehendes Rastierelement und ein als Verdrehhülse ausgebildetes Verdrehelement aufweist. Das Federelement, der Steuerkolben, das Verdrehelement und das Betätigungselement sind in Verlagerungsrichtung des Steuerkolbens gesehen alle hintereinander positioniert. Das Betätigungselement drückt öldruckabhängig gegen das Verdrehelement, nämlich abhängig von einem Hydrauliköldruck, der in einem Druckraum herrscht, der von dem Betätigungselement begrenzt ist und in dem ein Hydrauliköldruck bereitstellbar ist, welcher der Verlagerung und damit Schaltung des Steuerkolbens dient.After DE 10 2010 016 037 A1 the control piston of the switching valve can be displaced or switched by a ballpoint pen mechanism-like switching mechanism, the switching mechanism preferably having, in addition to the actuating element and the spring element, a fixed locking element designed as a control sleeve and a rotating element designed as a rotating sleeve. The spring element, the control piston, the rotating element and the actuating element are all positioned one behind the other as seen in the direction of displacement of the control piston. The actuation element presses against the rotating element as a function of the oil pressure, namely as a function of a hydraulic oil pressure that prevails in a pressure chamber that is limited by the actuation element and in which a hydraulic oil pressure can be provided which is used to shift and thus switch the control piston.
Aus DE 10 2012 014 917 A1 ist weiterer Stand der Technik von Umschaltventilen bekannt. Es ist ein Umschaltventil mit einem beweglichen Steuerkolben gezeigt, der durch eine Rastierkugel durch ein Federelement in zwei Schaltpositionen rastierbar ist.Out DE 10 2012 014 917 A1 further prior art of switching valves is known. It is a switching valve with a moving one Control piston shown, which can be locked in two switching positions by a locking ball by a spring element.
Aufgabe der Erfindung ist es, eines neuartiges Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Umschaltventil zu schaffen.The object of the invention is to create a novel switchover valve for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio and an internal combustion engine with such a switchover valve.
Diese Aufgabe wird durch ein Umschaltventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Umschaltventil umfasst einen bei Anliegen eines Steuerdrucks verlagerbaren Steuerkolben, der abhängig von seiner Schaltstellung den Hydraulikölstrom steuert, und einen Schaltmechanismus für den Steuerkolben, wobei der Schaltmechanismus zumindest einen feststehenden Rastierbolzen mit einer kulissenartigen Schaltnut, mindestens eine in die Schaltnut eingreifende und über den Steuerkolben relativ zum Rastierbolzen verlagerbare Rastierkugel und mindestens eine mit der Schaltnut und der oder jeder Rastierkugel zusammenwirkende Rücklaufsperre aufweist, die Fehlbewegungen der oder jeder Rastierkugel in der Schaltnut und damit Fehlschaltungen des Steuerkolbens und damit des Umschaltventils verhindert.This object is achieved by a switch valve according to claim 1. The switching valve according to the invention comprises a control piston which can be displaced when a control pressure is applied and which controls the hydraulic oil flow depending on its switching position, and a switching mechanism for the control piston, the switching mechanism at least one fixed locking pin with a link-like switching groove, at least one engaging in the switching groove and over the control piston Relative to the locking bolt displaceable locking ball and at least one with the switching groove and the or each locking ball cooperating backstop, which prevents incorrect movements of the or each locking ball in the switching groove and thus incorrect switching of the control piston and thus the switching valve.
Das erfindungsgemäße Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis verfügt einerseits über eine einfachere und kompaktere Bauform als das aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekannte Umschaltventil, andererseits können Fehlschaltungen einfach und zuverlässig vermieden werden.The switching valve according to the invention for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio has on the one hand a simpler and more compact design than that from FIG DE 10 2010 016 037 A1 known switching valve, on the other hand incorrect switching can be avoided easily and reliably.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung stellt die Schaltnut Rastierpositionen für die oder jede Rastierkugel in den Schaltstellungen des Steuerkolbens bereit, wobei zumindest jeder Rastierposition eine Rücklaufsperre zugeordnet ist, wobei in jeder Schaltstellung der Steuerkolben die oder jede Rastierkugel gegen eine der Schaltstellung entsprechende Rastierposition drückt, und wobei die oder jede Rücklaufsperre bei einer durch Anliegen des Steuerdrucks initiierten Bewegung des Steuerkolbens Fehlbewegungen der oder jeder Rastierkugel in der Schaltnut verhindert. Unter Gewährleistung einer einfachen und kompakten Bauform können so Fehlschaltungen des Umschaltventils einfach und zuverlässig vermieden werden.According to an advantageous development, the switching groove provides locking positions for the or each locking ball in the switching positions of the control piston, with at least each locking position being assigned a backstop, wherein in each switching position the control piston presses the or each locking ball against a locking position corresponding to the switching position, and where the or each backstop prevents incorrect movements of the or each locking ball in the switching groove in the event of a movement of the control piston initiated by the application of the control pressure. Incorrect switching of the switchover valve can thus be avoided simply and reliably while ensuring a simple and compact design.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Schaltnut von zwei in Axialrichtung des Rastierbolzens gesehen beabstandeten Führungskurven definiert bzw. begrenzt, wobei in jeder Schaltstellung des Steuerkolbens die oder jede Rastierkugel über den Steuerkolben gegen eine jeweilige von einer ersten Führungskurve bereitgestellte Rastierposition drückt, und wobei bei Überführung des Steuerkolbens zwischen seinen Schaltstellungen die oder jede Rastierkugel gesteuert durch die oder jede Rücklaufsperre unter Gewährleistung einer Sollbewegungsrichtung für die oder jede Rastierkugel an einer von der ersten Führungskurve beabstandeten zweiten Führungskurve zur Anlage kommt. Unter Gewährleistung einer einfachen und kompakten Bauform können so Fehlschaltungen des Umschaltventils einfach und zuverlässig vermieden werden. According to an advantageous development, the switching groove is defined or limited by two guide curves spaced apart as seen in the axial direction of the locking bolt, with the or each locking ball pressing via the control piston against a respective locking position provided by a first guide curve in each switching position of the control piston, and when the Control piston between its switching positions the or each locking ball controlled by the or each backstop while ensuring a target direction of movement for the or each locking ball comes to rest on a second guide curve spaced from the first guide curve. Incorrect switching of the switchover valve can thus be avoided simply and reliably while ensuring a simple and compact design.
Vorzugsweise durchdringt der Rastierbolzen eine mittlere Ausnehmung im Steuerkolben, wobei die oder jede Rastierkugel einerseits in eine an einer Innenfläche der Ausnehmung des Steuerkolbens ausgebildete Führungsnut und andererseits in die an einer Außenfläche des Rastierbolzens ausgebildete Schaltnut eingreift. Mit dem Steuerkolben wirkt ein als Rückstellelement dienendes Federelement zusammen, welches der durch einen Steuerdruck initiierten Bewegung des Steuerkolbens entgegenwirkt und über den Steuerkolben die Rastierkugeln in den Schaltstellungen des Steuerkolbens gegen die jeweiligen Rastierpositionen der Schaltnut drückt.The locking pin preferably penetrates a central recess in the control piston, the or each locking ball engaging on the one hand in a guide groove formed on an inner surface of the recess of the control piston and on the other hand in the switching groove formed on an outer surface of the locking pin. A spring element serving as a restoring element interacts with the control piston and counteracts the movement of the control piston initiated by a control pressure and presses the locking balls in the switching positions of the control piston against the respective locking positions of the switching groove via the control piston.
Der Verbrennungsmotor ist in Patentanspruchs 9 definiert.The internal combustion engine is defined in claim 9.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 ein Detail eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis;
- 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in einer ersten Schaltstellung desselben;
- 3 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Umschaltventil in einer zweiten Schaltstellung desselben;
- 4 ein Detail der 2 im Bereich der Schaltnut in abgewickelter Darstellung der Schaltnut;
- 5 ein Detail der 3 im Bereich der Schaltnut in abgewickelter Darstellung der Schaltnut;
- 6 das erfindungsgemäße Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils;
- 7 das erfindungsgemäße Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der zweiten Schaltstellung des Umschaltventils;
- 8 ein zum Detail der 4 und 5 aiteratives Detail im Bereich einer Schaltnut in einer ersten Schaltstellung;
- 9 das Detail der 8 in einer zweiten Schaltstellung;
- 10 den Querschnitt I-I der 8;
- 11 ein weiteres aiteratives Detail im Bereich einer Schaltnut;
- 12 den Querschnitt II-II der 11; und
- 13 den Querschnitt III-III der 11.
Preferred developments of the invention emerge from the subclaims and the following description. Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted thereto. It shows: - 1 a detail of an internal combustion engine known from the prior art with an adjustable compression ratio;
- 2 a cross section through a switch valve according to the invention in a first switching position of the same;
- 3 a cross section through the switching valve according to the invention in a second switching position of the same;
- 4th a detail of the 2 in the area of the switching groove in a developed representation of the switching groove;
- 5 a detail of the 3 in the area of the switching groove in a developed representation of the switching groove;
- 6th the switching valve according to the invention together with hydraulic chambers which interact with the eccentric rods in the first switching position of the switching valve;
- 7th the switching valve according to the invention together with hydraulic chambers which interact with the eccentric rods in the second switching position of the switching valve;
- 8th a to detail the 4th and 5 additional detail in the area of a switching groove in a first switching position;
- 9 the detail of the 8th in a second switching position;
- 10 the cross section II of the 8th ;
- 11 another additional detail in the area of a switching groove;
- 12th the cross-section II-II of the 11 ; and
- 13th the cross-section III-III of the 11 .
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und ein Umschaltventil für einen solchen Verbrennungsmotor.The invention relates to an internal combustion engine with an adjustable compression ratio and a switchover valve for such an internal combustion engine.
Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Verbrennungsmotors ist dem Fachmann geläufig und wurde unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.The basic structure of such an internal combustion engine is familiar to the person skilled in the art and was described with reference to FIG 1 described.
An dieser Stelle sei nochmals ausgeführt, dass ein Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis mindestens einen, vorzugsweise mehrere, Zylinder aufweist. Jeder Zylinder verfügt über einen Kolben, der über eine Pleuelstange 10 an eine Kurbelwelle gekoppelt ist. Jede Pleuelstange 10 verfügt an einem Ende über ein Pleuellagerauge 12 und an einem gegenüberliegenden Ende über ein Hublagerauge 11. Die jeweilige Pleuelstange 10 greift mit ihrem Hublagerauge 11 derart an einem Kurbelwellenlagerzapfen der Kurbelwelle an, dass zwischen dem Kurbelwellenlagerzapfen und dem Hublagerauge 11 eine Pleuellagerschale 35 positioniert ist, wobei sich zwischen der Pleuellagerschale 35 und dem Kurbelwellenlagerzapfen ein Schmierölfilm aufbauen kann.At this point it should be stated again that an internal combustion engine with an adjustable compression ratio has at least one, preferably several, cylinders. Each cylinder has a piston that has a connecting rod 10 is coupled to a crankshaft. Any connecting rod 10 has a connecting rod eye at one end 12th and at an opposite end via a pin bearing eye 11 . The respective connecting rod 10 engages with its pin bearing eye 11 on a crankshaft bearing journal of the crankshaft in such a way that between the crankshaft bearing journal and the pin bearing eye 11 a connecting rod bearing shell 35 is positioned, being located between the connecting rod bearing shell 35 and the crankshaft journal can build up a film of lubricating oil.
Ein Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis weist im Bereich jedes Pleuels 10 eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zur Verstellung der effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange auf. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 weist Exzenterstangen 15 und 16 auf, die abhängig von einem in mit dem den Exzenterstangen zusammenwirkenden Hydraulikkammern 22, 23 herrschenden Hydraulikdruck zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses verlagerbar sind. Diese mit den Exzenterstangen 15, 16 zusammenwirkenden Hydraulikkammern 22, 23 sind ausgehend vom Hublagerauge 11 der jeweiligen Pleuelstange über Hydraulikölleitungen 24, 25 mit Hydrauliköl versorgbar, wobei Rückschlagventile 26, 27 einen Rückfluss des Öls in die Hydraulikölleitungen 24, 25 verhindern. Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert.An internal combustion engine with an adjustable compression ratio has in the area of each connecting rod 10 an eccentric adjustment device 13th to adjust the effective connecting rod length of the respective connecting rod. The eccentric adjustment device 13th has eccentric rods 15th and 16 on, which depends on a hydraulic chambers that cooperate with the eccentric rods 22nd , 23 The prevailing hydraulic pressure for setting the compression ratio can be shifted. This with the eccentric rods 15th , 16 cooperating hydraulic chambers 22nd , 23 are based on the pin bearing eye 11 the respective connecting rod via hydraulic oil lines 24 , 25th Can be supplied with hydraulic oil, with check valves 26th , 27 a backflow of the oil into the hydraulic oil lines 24 , 25th impede. Adjustment of the eccentric adjustment device 13th is initiated by the action of mass and load forces of the internal combustion engine.
In einer Ausnehmung bzw. Bohrung 28 der Pleuelstange ist ein Umschaltventil 36 aufgenommen, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils 36 bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22, 23 entleert wird. Die Hydraulikkammern 22, 23 stehen über Fluidleitungen 30, 31 mit der Ausnehmung bzw. Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 36 aufnimmt. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details des Umschaltventils 36, die unter Gewährleistung einer einfachen und kompakten Bauform des Umschaltventils Fehlschaltungen des Umschaltventils einfach und zuverlässig vermeiden.In a recess or hole 28 the connecting rod is a switching valve 36 added, the switching position of the switching valve 36 determines which of the hydraulic chambers 22nd , 23 filled with hydraulic oil and which of the hydraulic chambers 22nd , 23 is emptied. The hydraulic chambers 22nd , 23 are above fluid lines 30th , 31 with the recess or bore 28 in contact which the switching valve 36 records. The present invention relates to details of the switching valve 36 which, while ensuring a simple and compact design of the switchover valve, simply and reliably avoid incorrect switching of the switchover valve.
2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil 36 für einen Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, wobei 2 das Umschaltventil 36 in einer ersten Schaltstellung und 3 das Umschaltventil 36 in einer zweiten Schaltstellung zeigt. In 6 und 7 ist das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 in einem schematisierten Hydraulikschema jeweils in Kombination mit den Hydraulikkammern 22 und 23 gezeigt, in welchen die den Exzenterstangen 15, 16 der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zugeordneten Kolben 20, 21 geführt sind, wobei die Hydraulikkammern 22 und 23 über die Fluidleitungen 30 und 31 mit dem Umschaltventil 36 gekoppelt sind, und wobei abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 36 eine der beiden Hydraulikkammern 22 und 23 entleert bzw. entlüftet werden kann. Dann, wenn wie in 2 und 6 gezeigt, das Umschaltventil 36 eine erste Schaltstellung einnimmt, sind Anschlüsse A und A* des Umschaltventils 36 kurzgeschlossen, so dass dann die Hydraulikkammer 23 entlüftet werden kann. Dann hingegen, wenn das Umschaltventil 36 die Schaltstellung der 3 und 7 einnimmt, sind Anschlüsse B und B* des Umschaltventils 36 kurzgeschlossen, wobei dann die Hydraulikammer 22 entleert bzw. entlüftet werden kann. 2 and 3 each show a cross section through a switch valve according to the invention 36 for an internal combustion engine which has an adjustable compression ratio, wherein 2 the switching valve 36 in a first switch position and 3 the switching valve 36 shows in a second switching position. In 6th and 7th is the switching valve according to the invention 36 in a schematic hydraulic scheme, each in combination with the hydraulic chambers 22nd and 23 shown in which the eccentric rods 15th , 16 the eccentric adjustment device 13th associated piston 20th , 21 are performed, the hydraulic chambers 22nd and 23 via the fluid lines 30th and 31 with the switching valve 36 are coupled, and depending on the switching position of the switching valve 36 one of the two hydraulic chambers 22nd and 23 can be emptied or vented. Then if like in 2 and 6th shown, the switching valve 36 assumes a first switch position are connections A. and A * of the switching valve 36 shorted out, so then the hydraulic chamber 23 can be vented. Then, however, when the switching valve 36 the switch position of the 3 and 7th occupies are connections B. and B * of the switching valve 36 short-circuited, in which case the hydraulic chamber 22nd can be emptied or vented.
Gemäß 6 und 7 ist die Fluidleitung 30 an den Anschluss B und die Fluidleitung 31 an den Anschluss A des Umschaltventils 36 gekoppelt, wobei an den Anschlüssen A* und B* Hydraulikleitungen 37 und 38 angreifen, an welchen im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils Motoröldruck anliegt. Die Hydraulikkammern 22 und 23 können demnach abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 36 gegen den Motoröldruck entleert bzw. entlüftet werden.According to 6th and 7th is the fluid line 30th to the connection B. and the fluid line 31 to the connection A. of the switching valve 36 coupled, being on the connectors A * and B * Hydraulic lines 37 and 38 attack, to which engine oil pressure is applied in the exemplary embodiment shown. The hydraulic chambers 22nd and 23 can therefore depend on the switching position of the switching valve 36 be drained or vented against the engine oil pressure.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass am Anschluss A* und damit an der Hydraulikleitung 37 nicht zwingend Motoröldruck anliegen muss. Der Anschluss A* kann auch ins Freie bzw. in Richtung auf den Motorblock bzw. Motorinnenraum entlüftet werden.It should be noted at this point that at the connection A * and thus on the hydraulic line 37 engine oil pressure does not necessarily have to be present. The connection A * can also be vented to the outside or in the direction of the engine block or engine interior.
Das Umschaltventil 36 weist einen Steuerkolben 39 auf, der in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils 36 gemäß 2 und 6 die Anschlüsse A und A* im Sinne des Pfeils 40 miteinander verbindet und die Anschlüsse B und B* voneinander trennt, wohingegen der Steuerkolben 39 in der zweiten Schaltstellung gemäß 3 und 7 die Anschlüsse A und A* voneinander trennt und die Anschlüsse B und B* im Sinne des Pfeils 41 miteinander koppelt bzw. kurzschließt.The switching valve 36 has a control piston 39 on, which is in the first switching position of the switching valve 36 according to 2 and 6th the connections A. and A * in the direction of the arrow 40 connects with each other and the connections B. and B * separates from each other, whereas the control piston 39 in the second switch position according to 3 and 7th the connections A. and A * separates from each other and the connections B. and B * in the direction of the arrow 41 couples or short-circuits with each other.
Der Steuerkolben 39 des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 ist bei Anliegen eines Steuerdrucks in einem Druckraum 42 des Umschaltventils 36 vorzugsweise entgegen einer Federkraft eines Federelements 43 verlagerbar, um den Steuerkolben 39 und damit das Umschaltventil 36 zwischen den Schaltstellungen zu überführen. Der Steuerkolben 39 schirmt dabei den Druckraum 42, in welchem ein der Verlagerung des Steuerkolbens 39 dienender Hydrauliköldruck bzw. Schaltdruck aufbaubar ist, von einem Druckraum 44 ab, in welchem das Federelement 43 positioniert ist.The control piston 39 of the switching valve according to the invention 36 is in a pressure chamber when a control pressure is applied 42 of the switching valve 36 preferably against a spring force of a spring element 43 displaceable to the control piston 39 and with it the switching valve 36 to transfer between the switching positions. The control piston 39 shields the pressure space 42 in which one of the displacement of the control piston 39 Serving hydraulic oil pressure or switching pressure can be built up from a pressure chamber 44 from in which the spring element 43 is positioned.
Der Steuerkolben 39 des Umschaltventils 36 ist mit Hilfe eines Schaltmechanismus verlagerbar bzw. schaltbar bzw. betätigbar, um das Umschaltventil 36 zwischen seinen Schaltstellungen zu überführen, wobei der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 neben dem als Rückstellelement dienenden Federelement 43 einen feststehenden Rastierbolzen 45 mit einer kulissenartigen Schaltnut 46 und mindestens eine in die Schaltnut 46 eingreifende und über den Steuerkolben 39 relativ zum Rastierbolzen 45 verlagerbare Rastierkugel 47 umfasst.The control piston 39 of the switching valve 36 can be displaced or switched or actuated with the aid of a switching mechanism around the switching valve 36 to transfer between its switching positions, the switching mechanism for the control piston 39 next to the spring element serving as a return element 43 a fixed locking bolt 45 with a gate-like switching groove 46 and at least one in the switching groove 46 engaging and over the control piston 39 relative to the locking bolt 45 relocatable locking ball 47 includes.
Die Schaltnut 46 stellt dabei für die oder jede Rastierkugel 47 in den Schaltstellungen des Steuerkolbens 39 bzw. des Umschaltventils 36 Rastierpositionen 48 und 49 bereit, nämlich mindestens eine erste Rastierposition 48 für die erste Schaltstellung (siehe 2, 4 und 6) sowie mindestens eine zweite Rastierposition 49 für die zweite Schaltstellung (siehe 3, 5 und 7) des Steuerkolbens 39 bzw. Umschaltventils 36.The switching groove 46 represents for the or each locking ball 47 in the switching positions of the control piston 39 or the switching valve 36 Locking positions 48 and 49 ready, namely at least a first locking position 48 for the first switch position (see 2 , 4th and 6th ) and at least one second locking position 49 for the second switch position (see 3 , 5 and 7th ) of the control piston 39 or switching valve 36 .
Im Ausführungsbeispiel der 2 bis 7 ist die am Rastierbolzen 45 ausgebildete Schaltnut 46 als am Rastierbolzen 45 in Umfangsrichtung desselben umlaufende, in einer Abwicklung gesehen wellenartig konturierte Schaltkulisse (siehe insbesondere 4 und 5) ausgebildet. Dies erlaubt auch bei einem Rastierbolzen 45 mit geringem Durchmesser bzw. geringem Umfang eine einfache und zuverlässige Umsetzung der Erfindung.In the embodiment of 2 until 7th is the one on the locking bolt 45 trained switching groove 46 than on the locking bolt 45 in the circumferential direction of the same, seen in a development wave-like contoured shift gate (see in particular 4th and 5 ) educated. This is also possible with a locking bolt 45 a simple and reliable implementation of the invention with a small diameter or small circumference.
Sollte der Rastierbolzen 45 einen relativ großen Durchmesser bzw. Umfang aufweisen, so kann alternativ die Schaltnut 46 auch als in Umfangsrichtung des Rastierbolzens 45 nicht umlaufende, herzkurvenartig konturierte Schaltkulisse ausgebildet sein. Eine solche herzkurvenartig konturierte Schaltkulisse bzw. Schaltnut 46 ist jeweils in den Varianten der 8 bis 13 gezeigt.Should the locking bolt 45 have a relatively large diameter or circumference, the switching groove 46 also than in the circumferential direction of the locking bolt 45 be designed not circumferential, heart curve-like contoured shift gate. Such a heart-curve-like contoured shift gate or shift groove 46 is in the variants of the 8th until 13th shown.
Die jeweilige Schaltnut 46 ist von zwei in Axialrichtung des Rastierbolzens 45 gesehen beabstandeten Führungskurven 50, 51 definiert, wobei in jeder Schaltstellung des Steuerkolbens 39 das Federelement 43 über den Steuerkolben 39 die jeweilige Rastkugel 47 gegen eine von einer ersten Führungskurve 50 bereitgestellte Rastierposition drückt, nämlich in 4, 8 in eine für die erste Schaltstellung des Steuerkolbens 39 gültige erste Rastierposition 48 und in 5, 9 gegen eine für die zweite Schaltstellung des Steuerkolbens 39 gültige zweite Rastierposition 49. Dann, wenn bei Aufbau eines definierten Steuerdrucks im Druckraum 42 des Umschaltventils 36 der Steuerkolben 39 entgegen der vom Federelement 43 bereitgestellten Federkraft aus seiner jeweiligen aktuellen Schaltposition herausbewegt wird und demnach der Steuerkolben 39 zwischen seinen Schaltstellungen überführt wird, wird die jeweilige Rastierkugel 47 von der jeweiligen zuvor eingenommenen Rastierposition 48 bzw. 49 der ersten Führungskurve 50 der jeweiligen Schaltnut 46 abgehoben und kommt an einer von der ersten Führungskurve 50 beabstandeten zweiten Führungskurve 51 der jeweiligen Schaltnut 46 zur Anlage. Dabei kann sich die jeweilige Rastierkugel 47 innerhalb der jeweiligen Schaltnut 46 bewegen, und demnach in Umfangsrichtung des Rastierbolzens 45 relativ zu demselben verlagert werden, sodass die jeweilige Rastierkugel 47 im Sinne der in 4, 8 und im Sinne der in 5, 9 eingezeichneten Bewegungspfeile 52, 53 innerhalb der jeweiligen Schaltnut 46 entlang einer definierten Sollbewegungsrichtung von einer Rastierposition in eine andere Rastierposition überführt werden kann.The respective switching groove 46 is of two in the axial direction of the locking bolt 45 seen spaced guide curves 50 , 51 defined, in each switching position of the control piston 39 the spring element 43 via the control piston 39 the respective locking ball 47 against one of a first guide curve 50 provided locking position presses, namely in 4th , 8th into one for the first switching position of the control piston 39 valid first locking position 48 and in 5 , 9 against one for the second switching position of the control piston 39 valid second locking position 49 . Then when a defined control pressure is built up in the pressure chamber 42 of the switching valve 36 the control piston 39 contrary to that of the spring element 43 provided spring force is moved out of its respective current switching position and accordingly the control piston 39 is transferred between its switching positions, the respective locking ball 47 from the respective locking position previously assumed 48 or. 49 the first guide curve 50 the respective switching groove 46 lifted off and comes to one of the first guide curve 50 spaced second guide curve 51 the respective switching groove 46 to the system. The respective locking ball can thereby 47 within the respective switching groove 46 move, and therefore in the circumferential direction of the locking bolt 45 be displaced relative to the same, so that the respective locking ball 47 in the sense of in 4th , 8th and in the sense of in 5 , 9 indicated movement arrows 52 , 53 within the respective switching groove 46 can be transferred from one locking position to another locking position along a defined target movement direction.
Vorzugsweise durchdringt der Rastierbolzen 45 eine mittlere Ausnehmung 56 des Steuerkolbens 39, wobei der Rastierbolzen 45 in mindestens einer Schaltstellung des Steuerkolbens 39 beidseitig aus dieser Ausnehmung 56 des Steuerkolbens 39 herausragt.The locking bolt preferably penetrates 45 a central recess 56 of the control piston 39 , the locking bolt 45 in at least one switching position of the control piston 39 from this recess on both sides 56 of the control piston 39 protrudes.
Die oder jede Rastierkugel 47 ist nicht nur in der oben beschriebenen Schaltnut 46, die am Rastierbolzen 45 ausgebildet ist, geführt, sondern vielmehr auch in einer Führungsnut 57, die am Steuerkolben 39 ausgebildet ist, nämlich an einer Innenfläche der Ausnehmung 56 des Steuerkolbens 39, durch welche sich der Rastierbolzen 45 erstreckt. Diese Führungsnut 57, die an der Innenfläche der Ausnehmung 56 des Steuerkolbens 39 ausgebildet ist, ist im Ausführungsbeispiel der 2 bis 7 in Umfangsrichtung umlaufend und in einer Abwicklung geradlinig ausgeführt, wobei dieselbe innerhalb dieser Führungsnut 57 eine Relativbewegung der Rastierkugel 47 ausschließlich in Umfangsrichtung des Steuerkolbens 39 sowie in Umfangsrichtung des Rastierbolzens 45 zulässt. In den Varianten der 8 bis 13 ist diese Führungsnut in Umfangsrichtung nicht umlaufend. Bedingt dadurch, dass die Rastierkugel 47 auch in die jeweilige Schaltnut 46, die am Rastierbolzen 45 ausgebildet ist, eingreift, kann sich bei der Verlagerung des Steuerkolbens 39 die Rastierkugel 47 auch in Axialrichtung relativ zum Rastierbolzen 45 verlagern, um so zu gewährleisten, dass die Rastierkugel 47 zwischen den unterschiedlichen Rastierpositionen 48 und 49 der jeweiligen Schaltnut 46 überführt werden kann.The or each locking ball 47 is not only in the switching groove described above 46 that on the locking bolt 45 is formed, guided, but rather also in a guide groove 57 on the control piston 39 is formed, namely on an inner surface of the recess 56 of the control piston 39 through which the locking bolt 45 extends. This guide groove 57 on the inner surface of the recess 56 of the control piston 39 is formed is in the embodiment of 2 until 7th running circumferentially and in a straight line in a development, the same within this guide groove 57 a relative movement of the locking ball 47 only in the circumferential direction of the control piston 39 as well as in the circumferential direction of the locking bolt 45 allows. In the variants of the 8th until 13th this guide groove is not circumferential in the circumferential direction. Due to the fact that the Locking ball 47 also in the respective switching groove 46 that on the locking bolt 45 is formed, engages, can occur when the control piston is displaced 39 the locking ball 47 also in the axial direction relative to the locking bolt 45 relocate so as to ensure that the locking ball 47 between the different locking positions 48 and 49 the respective switching groove 46 can be transferred.
Die beiden Führungskurven 50, 51 der jeweiligen Schaltnut 46 sind vorzugweise derart konturiert, dass die Rastierkugel 47 in jeder Schaltstellung des Steuerkolbens 39 derart gegen die jeweilige von der ersten Führungskurve 50 der jeweiligen Schaltnut 46 bereitgestellte Rastierposition 48, 49 drückt, das in jeder Rastierposition 48, 49 ein Mittelpunkt der Rastierkugel 47 bezogen auf die Sollbewegungsrichtung 52, 53 der Rastierkugel 47 immer auf der in Sollbewegungsrichtung führenden Seite eines benachbart zu der jeweiligen Rastierposition 48, 49 ausgebildeten Wendepunkts 54, 55 der zweiten Führungskurve 51 der jeweiligen Schaltnut 46 liegt. Hiermit können bereits Fehlschaltungen verhindert werden.The two guide curves 50 , 51 the respective switching groove 46 are preferably contoured in such a way that the locking ball 47 in every switching position of the control piston 39 against the respective one of the first guide curve 50 the respective switching groove 46 provided locking position 48 , 49 pushes that in every locking position 48 , 49 a center point of the locking ball 47 related to the target direction of movement 52 , 53 the locking ball 47 always on the side of one leading in the target direction of movement adjacent to the respective locking position 48 , 49 trained turning point 54 , 55 the second guide curve 51 the respective switching groove 46 located. This can already prevent incorrect switching.
Um das Risiko von Fehlschaltungen des Umschaltventils 36 bzw. Steuerkolbens 39 noch weiter zu reduzieren und sicherzustellen, dass bei der Überführung des Steuerkolbens 39 zwischen seinen Schaltpositionen die Rastierkugel 47 innerhalb der Schaltnut 46 immer in Sollbewegungsrichtung 52, 53 bewegt wird, weist der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 zusätzlich mindestens eine mit der jeweiligen Schaltnut 46 und der jeweiligen Rastierkugel 47 zusammenwirkende Rücklaufsperre 64, 65 auf, die Fehlbewegungen der jeweiligen Rastierkugel 47 in der jeweiligen Schaltnut 46 entgegengesetzt zur Sollbewegungsrichtung 52, 53 und damit Fehlschaltungen des Steuerkolbens 39 bzw. Umschaltventils 36 verhindert.To reduce the risk of incorrect switching of the switching valve 36 or control piston 39 Reduce even further and ensure that when transferring the control piston 39 the locking ball between its switching positions 47 within the switching groove 46 always in the target direction of movement 52 , 53 is moved, the switching mechanism for the control piston 39 additionally at least one with the respective switching groove 46 and the respective locking ball 47 interacting backstop 64 , 65 on, the incorrect movements of the respective locking ball 47 in the respective switching groove 46 opposite to the target direction of movement 52 , 53 and thus incorrect switching of the control piston 39 or switching valve 36 prevented.
Zumindest ist jeder Rastierposition 48, 49 (siehe 4, 5 und 8, 9) jeweils eine Rücklaufsperre 64 zugeordnet, die bei einer durch Anliegen des Steuerdrucks initiierten Bewegung des Steuerkolbens 39 Fehlbewegungen der Rastierkugel 47 in der Schaltnut 46 und damit Fehlschaltungen des Steuerkolbens 39 bzw. Umschaltventils 36 verhindert.At least everyone is locked 48 , 49 (please refer 4th , 5 and 8th , 9 ) one backstop each 64 associated with a movement of the control piston initiated by the application of the control pressure 39 Incorrect movements of the locking ball 47 in the switching groove 46 and thus incorrect switching of the control piston 39 or switching valve 36 prevented.
So kann sich insbesondere in den Schaltstellungen des Steuerkolbens 39, in welchen die jeweilige Rastierkugel 47 gegen die jeweilige Rastierposition 48, 49 drückt, in Folge von im Betrieb auf die jeweilige Rastierkugel 47 einwirkenden Querbeschleunigungen die Lage des Mittelpunkts der jeweiligen Rastierkugel 47 bezogen auf den benachbart zu der jeweiligen Rastierposition 48, 49 der Führungskurve 50 ausgebildeten Wendepunkt 54, 55 der Führungskurve 51 verändern bzw. verlagern.This can happen in particular in the switching positions of the control piston 39 , in which the respective locking ball 47 against the respective locking position 48 , 49 presses, as a result of during operation, on the respective locking ball 47 acting transverse accelerations the position of the center of the respective locking ball 47 based on the adjacent to the respective locking position 48 , 49 the guide curve 50 trained turning point 54 , 55 the guide curve 51 change or relocate.
Die der jeweiligen Rastierposition 48, 49 zugeordnete Rücklaufsperre 64 stellt dabei sicher, dass die Rastierkugel 47 dennoch in Sollbewegungsrichtung 52, 53 innerhalb der jeweiligen Schaltnut 46 verlagert wird.That of the respective locking position 48 , 49 assigned backstop 64 ensures that the locking ball 47 nevertheless in the target direction of movement 52 , 53 within the respective switching groove 46 is relocated.
Für die Variante der 8, 9 sind nicht nur im Bereich der Rastierposition 48, 49 Rücklaufsperren 64 vorgesehen, vielmehr sind hier zusätzliche Rücklaufsperren 65 im Bereich der Schaltnut 46 vorhanden. Diese zusätzlichen Rücklaufsperren 65 sind solchen Bereichen der Schaltnut 46 zugordnet, an welchen die jeweilige Rastierkugel 47 bei ihrer Bewegung in der jeweiligen Schaltnut 46 nach Abbau des Steuerdrucks im Druckraum 42 in Folge der Federkraft des Federelements 43 gegen die erste Führungskurve 50 gedrückt wird und an welchen die erste Führungskurve 50 Wendepunkte ausbildet.For the variant of the 8th , 9 are not only in the area of the locking position 48 , 49 Backstops 64 rather, additional backstops are provided here 65 in the area of the switching groove 46 present. These additional backstops 65 are such areas of the switching groove 46 assigned to which the respective locking ball 47 when they move in the respective switching groove 46 after the control pressure has been reduced in the pressure chamber 42 as a result of the spring force of the spring element 43 against the first guide curve 50 is pressed and at which the first guide curve 50 Forms turning points.
Soll demnach das Umschaltventil 36 geschaltet werden, also zwischen seinen Schaltpositionen überführt werden, so wird im Druckraum 42 des Umschaltventils 36 ein Schaltdruck bzw. Betätigungsdruck in Form eines Betätigungsimpulses aufgebaut, welcher den Steuerkolben 39 entgegen der Federkraft des Federelements 43 aus den in 4, 5 und 8, 9 gezeigten Positionen heraus verlagert. Dabei nimmt der Steuerkolben 39 die oder jede Rastierkugel 47 mit, bewegt dieselbe aus ihrer jeweiligen Rastierposition 48, 49 in der Schaltnut 46 heraus und drückt dieselbe gegen die zweite Führungskurve 51, wobei die Rücklaufsperren 64 eine Bewegung der Rastierkugel 47 innerhalb der Schaltnut 46 in Sollbewegungsrichtung 52, 53 sicherstellen. Die Rastierkugel 47 kann sich innerhalb der Schaltnut 46 in Umfangsrichtung des Rastierbolzens 45 sowie innerhalb der Führungsnut 57 in Umfangsrichtung des Steuerkolbens 39 bewegen. Wie oben erwähnt, wirkt die Federkraft des Federelements 43 dieser Verlagerung des Steuerkolbens 39 entgegen, sodass dann, wenn der Betätigungsimpuls für den Steuerkolben 39 nachlässt, das Federelement 43 die jeweilige Rastierkugel 47 über den Steuerkolben 39 gegen die erste Führungskurve 50 drückt und wobei hierbei die die Rücklaufsperren 65 die Bewegung der Rastierkugel 47 innerhalb der Schaltnut 46 in Sollrichtung 52, 53 sicherstellen.Should therefore the switching valve 36 are switched, so are transferred between its switching positions, so is in the pressure chamber 42 of the switching valve 36 a switching pressure or actuation pressure built up in the form of an actuation pulse, which the control piston 39 against the spring force of the spring element 43 from the in 4th , 5 and 8th , 9 positions shown. In doing so, the control piston takes 39 the or each locking ball 47 with, moves the same out of its respective locking position 48 , 49 in the switching groove 46 out and presses the same against the second guide curve 51 , the backstops 64 a movement of the locking ball 47 within the switching groove 46 in the target direction of movement 52 , 53 to ensure. The locking ball 47 can be located within the switching groove 46 in the circumferential direction of the locking bolt 45 as well as within the guide groove 57 in the circumferential direction of the control piston 39 move. As mentioned above, the spring force of the spring element acts 43 this displacement of the control piston 39 contrary, so that when the actuation pulse for the control piston 39 wears off, the spring element 43 the respective locking ball 47 via the control piston 39 against the first guide curve 50 presses and thereby the the backstops 65 the movement of the locking ball 47 within the switching groove 46 in the target direction 52 , 53 to ensure.
Infolge des obigen Zusammenspiels der jeweiligen Rastierkugel 47 mit der Schaltnut 46 des Rastierbolzens 45, dem Steuerkolben 39 und den Rücklaufsperren 64, 65 kann der Steuerkolben 39 und damit das Umschaltventil 36 unter Vermeidung von Fehlschaltungen zwischen den oben erwähnten Schaltpositionen überführt werden.As a result of the above interaction of the respective locking ball 47 with the switching groove 46 of the locking bolt 45 , the control piston 39 and the backstops 64 , 65 can the control piston 39 and with it the switching valve 36 be transferred while avoiding incorrect switching between the switching positions mentioned above.
Gemäß 2 bis 7 und 8 bis 10 ist jede Rücklaufsperre 64, 65 als von einem Federelement 65 beaufschlagtes, kugelartiges Sperrelement 66 ausgebildet. Die Rücklaufsperren 64, 65 sind einzeln bzw. individuell jeweils für sich in der jeweiligen Schaltnut 46 an ausgewählten Positionen bzw. in definieren Bereichen angeordnet ist. Die Federkraft der Federelemente 65 ist derart messen, dass dieselbe zwar Fehlbewegungen der jeweiligen Rastierkugel 47 in der jeweiligen Nut 46 vermeiden können, dass dieselben jedoch bei Bewegung der jeweiligen Rastierkugel 47 in Solbewegungsrichtung 52, 53 von der jeweiligen Rastierkugel 47 überfahren werden können, um die Bewegung der Rastierkugel 47 in Solbewegungsrichtung 52, 53 freizugeben.According to 2 until 7th and 8th until 10 is every backstop 64 , 65 than from a spring element 65 loaded, spherical locking element 66 educated. The backstops 64 , 65 are individually or individually in the respective switching groove 46 is arranged at selected positions or in defined areas. The spring force of the spring elements 65 is to measure in such a way that the same incorrect movements of the respective locking ball 47 in the respective groove 46 can avoid that the same, however, when moving the respective locking ball 47 in the direction of movement of the sole 52 , 53 of the respective locking ball 47 can be run over to prevent the movement of the locking ball 47 in the direction of movement of the sole 52 , 53 to release.
Gemäß 11 bis 13 sind alle Rücklaufsperren 64, 65 gemeinsam von einem drahtartigen, federelastischen Sperrelement 67 ausgebildet sind, welches in einer Aussparung 68 in der Schaltnut 46 umlaufend angeordnet ist, und welches an definierten Positionen aus der Aussparung 68 hervortritt und in die jeweilige Schaltnut 46 unter Ausbildung der Rücklaufsperren 64, 65 hineinragt.According to 11 until 13th are all backstops 64 , 65 shared by a wire-like, resilient locking element 67 are formed, which in a recess 68 in the switching groove 46 is arranged circumferentially, and which at defined positions from the recess 68 emerges and into the respective switching groove 46 with the formation of the backstops 64 , 65 protrudes.
Wie bereits ausgeführt, schirmt der Steuerkolben 39 den Druckraum 42 gegenüber dem Druckraum 44 ab. Das als Rückstellelement dienende Federelement 43 wird demnach ausschließlich über den Steuerkolben 39 mit einer vom im Druckraum 42 anliegenden Hydraulikdruck abhängigen Kraft beaufschlagt, sodass für das Federelement 43 eine relativ kleine Federkraft ausreichend ist.As already stated, the control piston shields 39 the pressure room 42 opposite the pressure room 44 away. The spring element serving as a return element 43 is therefore exclusively via the control piston 39 with one of the in the printing room 42 applied hydraulic pressure dependent force, so that for the spring element 43 a relatively small spring force is sufficient.
Das Umschaltventil 36 verfügt über ein Gehäuse 58 mit einer zylindrischen Wand 59, einer Bodenwand 60 und einer Deckelwand 61, wobei das feststehende Rastierelement 45 vorzugsweise derart zwischen der Bodenwand 60 und der Deckelwand 61 des Gehäuses 58 eingespannt ist, dass keine Verschraubung des Rastierelements 45 mit dem Gehäuse 58 erforderlich ist. In die zylindrische Wand 59 des Gehäuses 58 des Umschaltventils 36 sind Ausnehmungen bzw. Nuten 62 eingebracht, welche mit den Anschlüssen A, A*, B, B* kommunizieren und die hydraulische Kopplung der Anschlüsse A, A*, B, B* mit den Fluidleitungen 30, 31 sowie den Hydraulikleitungen 37, 38 gewährleisten. Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in die zylindrische Wandung 59 des Gehäuses 58 des Umschaltventils 36 zusätzlich zu den Anschlüssen A, A*, B, B* ein Anschluss 63 eingebracht, über welchen im Bedarfsfall auch der das Federelement 43 aufnehmende Druckraum 44 mit Hydrauliköl und damit Hydraulikdruck beaufschlagt werden kann, um so im Bedarfsfall eine Verlagerung des Steuerkolbens 39 bei Aufbringen des Betätigungsdrucks in dem Druckraum 42 zu verhindern.The switching valve 36 has a housing 58 with a cylindrical wall 59 , a floor wall 60 and a top wall 61 , wherein the fixed locking element 45 preferably in such a way between the bottom wall 60 and the top wall 61 of the housing 58 is clamped that no screw connection of the locking element 45 with the case 58 is required. In the cylindrical wall 59 of the housing 58 of the switching valve 36 are recesses or grooves 62 introduced, which with the connections A. , A * , B. , B * communicate and the hydraulic coupling of the connections A. , A * , B. , B * with the fluid lines 30th , 31 as well as the hydraulic lines 37 , 38 guarantee. In the preferred embodiment shown, is in the cylindrical wall 59 of the housing 58 of the switching valve 36 in addition to the connections A. , A * , B. , B * a connection 63 introduced, via which, if necessary, the spring element 43 receiving pressure space 44 can be acted upon with hydraulic oil and thus hydraulic pressure, in order to displace the control piston if necessary 39 when the actuation pressure is applied in the pressure chamber 42 to prevent.
