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 switching valve for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio according to the preamble of patent claim 1 and an internal combustion engine according to the preamble of patent 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 leff, 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 region of a connecting rod. So is in 1 a connecting rod 10 shown by a bung eye 11 and a connecting rod eye 12 has, with the Hub eye 11 the connection of the connecting rod 10 to an in 1 not shown crankshaft and the connecting rod eye 12 the connection of the connecting rod 10 to an in 1 Not shown cylinder piston of the engine is used. The connecting rod 10 is an eccentric adjusting device 13 associated with an eccentric body 14 and eccentric bars 15 . 16 having. The eccentric body 14 has an eccentric to a midpoint 17 of the connecting rod bearing eye 12 arranged piston pin bore with a center point 18 on, wherein the piston pin bore receives a piston pin. The eccentric adjusting device 13 is used to adjust an effective connecting rod length l eff , where as the connecting rod length of the distance of the center point 18 the piston pin bore to a center point 19 of the stroke bearing eye 11 to understand. For rotation of the eccentric body 14 and thus to change the effective connecting rod length l eff are the eccentric rods 15 . 16 the eccentric adjusting device 13 displaced. Every eccentric rod 15 is a piston 20 respectively. 21 assigned in a hydraulic chamber 22 respectively. 23 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 22 . 23 There is a hydraulic pressure on the eccentric rods 15 . 16 associated piston 20 respectively. 21 acting, depending on the amount of oil in the hydraulic chambers 22 . 23 the displacement of the eccentric rods 15 . 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. The adjustment of the eccentric adjustment 13 is initiated by the action of mass and load forces of the internal combustion engine, which in a power stroke of the internal combustion engine to the eccentric adjusting device 13 Act. During a work cycle, the directions of action of the change on the eccentric adjustment 13 acting forces constantly. The adjustment is made by the acted upon with hydraulic oil piston 20 . 21 on the eccentric rods 15 . 16 act, supported, the pistons 20 . 21 a reset of the eccentric adjusting device 13 due to varying force action directions of the eccentric adjusting device 13 prevent acting forces. The eccentric rods 15 . 16 that with the pistons 20 . 21 interact, are on both sides of the eccentric body 14 tethered. The hydraulic chambers 22 and 23 in which the pistons 20 . 21 are guided over hydraulic oil lines 24 and 25 from the eye bearing eye 11 from acted upon with hydraulic oil. check valves 26 and 27 prevent backflow of the hydraulic oil from the hydraulic chambers 23 and 24 back into the hydraulic lines 24 and 25 , In a hole 28 the connecting rod 10 is a switching valve 29 recorded, whose function also already from the DE 10 2010 016 037 A1 is known, wherein the switching position of the switching valve 29 determines which of the hydraulic chambers 22 and 23 filled with hydraulic oil and which of the hydraulic chambers 22 and 23 is emptied, of which the adjustment direction or direction of rotation of the eccentric adjustment 13 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, ein Federelement 33 und ein Steuerkolben 34 schematisiert gezeigt. The hydraulic chambers 22 and 23 stand thereby over fluid lines 30 respectively. 31 with the hole 28 in contact, which is the switching valve 29 receives. From the changeover 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 applied to the hydraulic chambers 22 . 23 guided piston 20 . 21 the eccentric rods 15 . 16 acts, the hydraulic chambers 22 . 23 starting from the bearing eye 11 via hydraulic lines 24 and 25 fed, the connecting rod 10 in such a way with the eye bearing eye 11 at the in 1 not shown crankshaft attacks that between the crankshaft, namely a crankshaft journal thereof, and the eye 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 Rastierelement umgibt das Verdrehelement und das Betätigungselement zumindest abschnittsweise radial außen. Das Betätigungselement begrenzt einen Druckraum, wobei in diesem Druckraum zum Verlagern des Betätigungselements und damit zum Verlagern sowie Schalten des Steuerkolbens des Umschaltventils ein Betätigungsdruck bzw. Betätigungsimpuls einstellbar ist. Das Federelement, welches dem Verlagern des Steuerkolbens entgegenwirkt, ist in einem weiteren Druckraum angeordnet, der vom Steuerkolben des Umschaltventils begrenzt ist. After DE 10 2010 016 037 A1 the control piston of the changeover valve is displaceable or switchable by a ball-point mechanism-like switching mechanism, the switching mechanism preferably having, in addition to the actuating element and the spring element, a fixed detent element designed as a control sleeve and a torsion element designed as a torsion sleeve. The spring element, the control piston, the torsion element and the actuating element are all positioned one behind the other in the direction of displacement of the control piston. The Rastierelement surrounds the torsion and the actuator at least partially radially outward. The actuating element limits a pressure chamber, wherein in this pressure chamber for displacing the actuating element and thus for displacing and switching the control piston of the changeover valve, an actuating pressure or actuating pulse is adjustable. The spring element, which counteracts the displacement of the control piston, is in another Pressure chamber arranged, which is limited by the control piston of the changeover valve.
Nach dem Stand der Technik besteht die Gefahr, dass nach Bereitstellen eines Betätigungsimpulses, der zum Schalten der Umschaltventile benötigt wird, einige Umschaltventile des Verbrennungsmotors schalten während andere Umschaltventile des Verbrennungsmotors nicht schalten, da zum Beispiel der Betätigungsimpuls nicht gleichförmig an allen Umschaltventilen ankommt. Solche Fehlschaltungen im Bereich der Umschaltventile des Verbrennungsmotors können dazu führen, dass an einigen Zylindern ein relativ hohes Verdichtungsverhältnis und an anderen Zylindern ein relativ niedriges Verdichtungsverhältnis eingestellt ist. Dies gilt es zu vermeiden. In the prior art, there is a risk that after providing an actuating pulse needed to switch the switching valves, some switching valves of the internal combustion engine will switch while other switching valves of the internal combustion engine will not switch because, for example, the actuating pulse will not arrive uniformly at all the switching valves. Such malfunctions in the area of the switching valves of the internal combustion engine can lead to a relatively high compression ratio being set at some cylinders and a relatively low compression ratio at other cylinders. This should be avoided.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, mit Hilfe dessen derartige Fehlschaltungen vermieden bzw. behoben werden können, und einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Umschaltventil zu schaffen. The object of the invention is to provide a switching valve for an internal combustion engine with adjustable compression ratio, by means of which such faulty circuits can be avoided or eliminated, and to provide an internal combustion engine with such a changeover valve.
Diese Aufgabe wird durch ein Umschaltventil gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der kugelschreibermechanikartige Schaltmechanismus des erfindungsgemäßen Umschaltventils für den Steuerkolben weist ein mechanisches Fail-Safe-Element zur Vermeidung bzw. Behebung von Fehlschaltungen des Steuerkolbens auf. Die Verwendung eines mechanischen Fail-Safe-Elements zur Vermeidung bzw. Behebung von Fehlschaltungen ist einfach und zuverlässig. This object is achieved by a switching valve according to claim 1. The ballpoint pen mechanism-like switching mechanism of the control valve switching valve according to the invention has a mechanical fail-safe element for preventing or eliminating faulty operations of the control piston. The use of a mechanical fail-safe element to prevent or eliminate faulty circuits is simple and reliable.
Vorzugsweise ist das mechanische Fail-Safe-Element ausschließlich bei der Verlagerung des Steuerkolbens ausgehend von einer ersten oder alternativ zweiten Schaltstellung desselben in eine zweite oder alternativ erste Schaltstellung desselben jedoch nicht bei der Verlagerung des Steuerkolbens ausgehend von der zweiten oder alternativ ersten Schaltstellung desselben in die erste oder alternativ zweite Schaltstellung desselben wirksam ist, nämlich bei Anliegen eines oberhalb des Steuerdrucks liegenden Drucks. Preferably, the mechanical fail-safe element is the same but only in the displacement of the control piston, starting from a first or alternatively second switching position of the same in a second or alternatively first switching position of the same but not in the displacement of the control piston from the second or alternatively first switching position thereof in the first or alternatively second switching position of the same is effective, namely in the presence of a pressure above the control pressure.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Schaltmechanismus weiterhin ein der Verlagerung des Steuerkolbens infolge des Steuerdrucks entgegenwirkendes Federelement, ein feststehendes Rastierelement für die Schaltstellungen des Steuerkolbens, ein gegenüber dem Rastierelement verlagerbares und mit dem Rastierelement zusammenwirkendes Verdrehelement und ein zwischen dem Verdrehelement und dem Rastierelement positioniertes Betätigungselement auf. Das Fail-Safe-Element ist einerseits von einer Fail-Safe-Kontur des Rastierelements und anderseits von einer Fail-Safe-Kontur des Verdrehelements gebildet, die abhängig davon, zwischen welchen Schaltstellung der Steuerkolben zu überführen ist, bei Anliegen eines oberhalb des Steuerdrucks liegenden Drucks in Eingriff bringbar sind, um dann, wenn die Fail-Safe-Konturen in Eingriff gebracht sind, den Steuerkolben ausgehend von seiner ursprünglichen Schaltstellung nicht in eine abweichende Schaltstellung sondern wieder in seine ursprünglichen Schaltstellung zu überführen. Vorzugsweise weist das Rastierelement an einer gegenüberliegenden Seite eine Schaltkontur aufweist, die mit einer Schaltkontur des Betätigungselements zusammenwirkt, wobei die Schaltkonturen von Rastierelement und Betätigungselement bei Anliegen des Steuerdrucks das Verdrehelement relativ zum Rastierelement verdrehen und so den Steuerkolben zwischen seinen Schaltstellungen überführen. Bei Anliegen eines oberhalb des Steuerdrucks liegenden Drucks ist das Verdrehelement relativ zum Rastierelement einerseits durch die Schaltkonturen von Rastierelement und Betätigungselement und andererseits abhängig von ursprünglichen Schaltstellung des Steuerkolbens durch die Fail-Safe-Konturen des Fail-Safe-Elements verdrehbar. Diese Ausgestaltung des Schaltmechanismus des erfindungsgemäßen Umschaltventils ist einfach und erlaubt verlässig die Vermeidung bzw. Behebung von Fehlschaltungen des Steuerkolbens. According to an advantageous development, the switching mechanism further comprises a displacement of the control piston due to the control pressure counteracting spring element, a fixed Rastierelement for the switching positions of the control piston, a relative to the Rastierelement displaced and cooperating with the Rastierelement torsion and a positioned between the torsion and the Rastierelement actuator , The fail-safe element is formed on the one hand by a fail-safe contour of the Rastierelements and on the other hand by a fail-safe contour of the rotating element, which is to be transferred depending on which switching position of the control piston, in case of a lying above the control pressure Pressure can be brought into engagement, then, when the fail-safe contours are brought into engagement, the control piston, starting from its original switching position not in a different switching position but to return to its original switching position. Preferably, the Rastierelement has on an opposite side a switching contour which cooperates with a switching contour of the actuating element, wherein the switching contours of Rastierelement and actuating element in contact with the control pressure rotate the rotating relative to the Rastierelement and thus transfer the control piston between its switching positions. When applying a pressure above the control pressure, the rotating element is rotatable relative to the Rastierelement on the one hand by the switching contours of Rastierelement and actuator and on the other hand depending on the original switching position of the control piston through the fail-safe contours of the fail-safe element. This embodiment of the switching mechanism of the switching valve according to the invention is simple and reliably allows the prevention or elimination of faulty switching of the control piston.
Der Verbrennungsmotor ist in Patentanspruch 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: Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
1 ein Detail eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis; 1 a detail of a known from the prior art internal combustion engine with adjustable compression ratio;
2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in einer ersten Schaltstellung desselben; 2 a cross section through an inventive switching valve in a first switching position thereof;
3 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Umschaltventil einer zweiten Schaltstellung desselben; 3 a cross section through the changeover valve according to the invention a second switching position thereof;
4 das Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit Exzenterstangen zusammenwirken, in der Schaltstellung der 2; 4 the changeover valve together with hydraulic chambers, which interact with eccentric rods, in the switching position of 2 ;
5 das Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit Exzenterstangen zusammenwirken, in der Schaltstellung der 3; 5 the changeover valve together with hydraulic chambers, which interact with eccentric rods, in the switching position of 3 ;
6 ein erstes Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Schaltmechanismus des Umschaltventils bei der Überführung desselben von der zweiten in die erste Schaltstellung; 6 a first flowchart to illustrate the operation of the Switching mechanism of the switching valve in the transfer of the same from the second to the first switching position;
7 ein zweites Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Schaltmechanismus des Umschaltventils bei der Überführung desselben von der ersten in die zweite Schaltstellung; und 7 a second flow chart illustrating the operation of the switching mechanism of the switching valve in the transfer of the same from the first to the second switching position; and
8 ein drittes Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Schaltmechanismus des Umschaltventils bei der Vermeidung bzw. Behebung von Fehlschaltungen des Steuerkolbens. 8th a third flow diagram illustrating the operation of the switching mechanism of the switching valve in the prevention or elimination of spurious circuits of the control piston.
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und ein Umschaltventil für einen solchen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis. Der Aufbau eines Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis ist dem Fachmann geläufig und wurde unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. An dieser Stelle sei der Vollständigkeit halber nochmals ausgeführt, dass ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mindestens einen, vorzugsweise mehrere, Zylinder aufweist. Jeder Zylinder verfügt über einen Kolben, der über eine Pleuelstange 10 an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 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 derart an einem Kurbelwellenlagerzapfen der Kurbelwelle an, dass zwischen dem Kurbelwellenlagerzapfen und dem Hublagerauge eine Pleuellagerschale 35 positioniert ist, wobei sich zwischen der jeweiligen Pleuellagerschale 35 und dem jeweiligen Kurbelwellenlagerzapfen ein Schmierölfilm aufbauen kann. Ein Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis weist im Bereich jedes Pleuels 10 eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zur Verstellung der effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange 10 auf. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 weist Exzenterstangen 15, 16 auf, die abhängig von einem in mit dem den Exzenterstangen 15, 16 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 über Hydraulikölleitungen 24, 25 der jeweiligen Pleuelstange 10 mit Hydrauliköl versorgbar. Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert. The invention relates to an internal combustion engine with an adjustable compression ratio and a switching valve for such an internal combustion engine with an adjustable compression ratio. The construction of an internal combustion engine with adjustable compression ratio is familiar to the expert and has been described with reference to 1 described. For the sake of completeness, it should again be stated at this point that an internal combustion engine having an adjustable compression ratio has at least one, preferably a plurality of cylinders. Each cylinder has a piston, which has a connecting rod 10 is coupled to a crankshaft of the internal combustion engine. Every connecting rod 10 has a connecting rod eye at one end 12 and at an opposite end via a Bublagerauge 11 , The respective connecting rod 10 engages with its Hublagerauge so on a crankshaft journal of the crankshaft, that between the crankshaft journal and the Hublagerauge a connecting rod bearing shell 35 is positioned, being between the respective connecting rod bearing shell 35 and the respective crankshaft journal can build up a lubricating oil film. An internal combustion engine with adjustable compression ratio points in the area of each connecting rod 10 an eccentric adjustment 13 for adjusting the effective connecting rod length of the respective connecting rod 10 on. The eccentric adjusting device 13 has eccentric bars 15 . 16 depending on one in with the eccentric rods 15 . 16 cooperating hydraulic chambers 22 . 23 prevailing hydraulic pressure for adjusting the compression ratio are displaced. This with the eccentric rods 15 . 16 cooperating hydraulic chambers 22 . 23 are starting from the hub bearing eye 11 over hydraulic oil lines 24 . 25 the respective connecting rod 10 supplied with hydraulic oil. The adjustment of the eccentric adjustment 13 is initiated by the action of mass and load forces of the internal combustion engine.
In einer Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 36 aufgenommen, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22, 23 entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung 13 abhängt. Die Hydraulikkammern 22, 23 stehen über Fluidleitungen 30, 31 mit der Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 36 aufnimmt. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details des Umschaltventils 36, mit Hilfe derer Fehlschaltungen am jeweiligen Umschaltventil 36 vermieden bzw. behoben werden können. In a hole 28 the connecting rod 10 is a switching valve 36 recorded, wherein the switching position of the switching valve determines which of the hydraulic chambers 22 . 23 filled with hydraulic oil and which of the hydraulic chambers 22 . 23 is emptied, of which the adjustment direction or direction of rotation of the eccentric adjustment 13 depends. The hydraulic chambers 22 . 23 are above fluid lines 30 . 31 with the hole 28 in contact, which is the switching valve 36 receives. The present invention relates to details of the switching valve 36 , with the help of these errors on the respective changeover valve 36 can be avoided or eliminated.
2 und 3 zeigen Querschnitte durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil 36 für einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis, wobei im Bereich jeder Pleuelstange 10 ein derartiges Umschaltventil 36 verbaut ist, um den Hydraulikdruck in den Hydraulikkammern 22, 23, die mit den Exzenterstangen 15, 16 zusammenwirken, einzustellen. 4 und 5 zeigen stark schematisiert ein Hydraulikschema für das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 in Kombination mit den Hydraulikkammern 22 und 23, um zu verdeutlichen, dass abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 36 eine der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl befüllt und die andere der Hydraulikkammern 23, 22 entleert werden kann. 2 and 3 show cross sections through an inventive switching valve 36 for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio, wherein in the region of each connecting rod 10 such a switching valve 36 is installed to the hydraulic pressure in the hydraulic chambers 22 . 23 that with the eccentric rods 15 . 16 interact, adjust. 4 and 5 show a highly schematic hydraulic scheme for the switching valve according to the invention 36 in combination with the hydraulic chambers 22 and 23 to clarify that depending on the switching position of the switching valve 36 one of the hydraulic chambers 22 . 23 filled with hydraulic oil and the other of the hydraulic chambers 23 . 22 can be emptied.
In der in 2 und 4 gezeigten ersten Schaltstellung des Umschaltventils 36 sind die Anschlüsse A und A* des Umschaltventils 36 kurzgeschlossen bzw. gekoppelt, sodass demnach die Fluidleitung 31, die mit der Hydraulikkammer 23 zusammenwirkt und an dem Anschluss A angreift, durch die kurzgeschlossenen Anschlüsse A und A* an eine Fluidleitung 37 gekoppelt ist, um so die mit der Exzenterstange 15 zusammenwirkende Hydraulikkammer 23 im Sinne des Pfeils 38 über die kurzgeschlossenen Anschlüsse A und A* des Umschaltventils 36 zu entleeren. In der Fluidleitung 37 herrscht Motoröldruck. In the in 2 and 4 shown first switching position of the switching valve 36 are the ports A and A * of the changeover valve 36 shorted or coupled, so therefore the fluid line 31 connected to the hydraulic chamber 23 cooperates and acts on the port A, through the shorted ports A and A * to a fluid line 37 coupled with the eccentric rod 15 cooperating hydraulic chamber 23 in the sense of the arrow 38 via the short-circuited connections A and A * of the changeover valve 36 to empty. In the fluid line 37 there is engine oil pressure.
In der in 2 und 4 gezeigten ersten Schaltstellung des Umschaltventils 36 sind hingegen die Anschlüsse B und B* des Umschaltventils 36 voneinander getrennt, sodass über die Fluidleitung 30 der Hydraulikkammer 22 aus der Hydraulikkammer 22 kein Hydrauliköl abströmen kann. In der in 2 und 4 gezeigten ersten Schaltstellung des Umschaltventils 36 wird demnach eine Entleerung der mit der Exzenterstange 16 zusammenwirkenden Hydraulikkammer 22 verhindert. In the in 2 and 4 shown first switching position of the switching valve 36 on the other hand are the connections B and B * of the switching valve 36 separated so that via the fluid line 30 the hydraulic chamber 22 from the hydraulic chamber 22 no hydraulic oil can escape. In the in 2 and 4 shown first switching position of the switching valve 36 Therefore, an emptying of the eccentric rod 16 cooperating hydraulic chamber 22 prevented.
In der in 3 und 5 gezeigten zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 36 sind hingegen die Anschlüsse A und A* des Schaltventils 36 getrennt und die Anschlüsse B und B* des Schaltventils 36 sind kurzgeschlossen bzw. verbunden, sodass sich die Druckverhältnisse an den Hydraulikkammern 22 und 23 umkehren. In der zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 36 der 3 und 5 kann demnach die Hydraulikkammer 22 im Sinne des Pfeils 39 über die Fluidleitung 30, die bei kurzgeschlossenen Anschlüssen B und B* des Umschaltventils 36 mit der Fluidleitung 40 gekoppelt ist, entleert werden, wohingegen über die Fluidleitung 31 der Hydraulikkammer 23 kein Hydrauliköl abfließen kann. In der Fluidleitung 40 herrscht wiederum Motoröldruck. In the in 3 and 5 shown second switching position of the changeover valve 36 on the other hand are the connections A and A * of the switching valve 36 disconnected and the connections B and B * of the switching valve 36 are short-circuited or connected, so that the pressure conditions on the hydraulic chambers 22 and 23 turning back. In the second switching position of the switching valve 36 of the 3 and 5 can therefore the hydraulic chamber 22 in the meaning of arrow 39 over the fluid line 30 , with short-circuited connections B and B * of the changeover valve 36 with the fluid line 40 coupled, are discharged, whereas via the fluid line 31 the hydraulic chamber 23 no hydraulic oil can drain. In the fluid line 40 In turn, engine oil pressure prevails.
Das Umschaltventil 36 umfasst einen Steuerkolben 41, der die Schaltstellung des Schaltventils 36 bestimmt, wobei der Steuerkolben 41 des Schaltventils 36 in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils 36 der 2 und 4 die Anschlüsse A und A* des Schaltventils 36 verbindet bzw. kurzschließt und die Anschlüsse B und B* des Schaltventils 36 voneinander trennt, wohingegen der Steuerkolben 41 des Schaltventils 36 in der zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 36 der 3 und 5 die Anschlüsse A und A* des Schaltventils 36 voneinander trennt und die Anschlüsse B und B* des Schaltventils 36 miteinander verbindet bzw. kurzschließt. The changeover valve 36 includes a control piston 41 , the switching position of the switching valve 36 determined, wherein the control piston 41 the switching valve 36 in the first switching position of the switching valve 36 of the 2 and 4 the connections A and A * of the switching valve 36 connects or short circuits and the ports B and B * of the switching valve 36 separates, whereas the control piston 41 the switching valve 36 in the second switching position of the changeover valve 36 of the 3 and 5 the connections A and A * of the switching valve 36 separates from each other and the connections B and B * of the switching valve 36 interconnects or short circuits.
Die Verlagerung bzw. Schaltung des Steuerkolbens 41 des Umschaltventils 36 erfolgt mit Hilfe eines kugelschreibermechanikartigen Schaltmechanismus, wobei der Schaltmechanismus im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein verlagerbares Betätigungselement 42, ein feststehendes Rastierelement 43, ein als Rückstellelement dienendes Federelement 44, ein verlagerbares und verdrehbares Verdrehelement 45 und ein mechanisches Fail-Safe-Element 50 aufweist. Das Betätigungselement 42 umfasst einen Druckkranz 46 und eine Druckfeder 47. The displacement or circuit of the control piston 41 the changeover valve 36 takes place by means of a ballpoint pen mechanism-like switching mechanism, wherein the switching mechanism in the preferred embodiment, a displaceable actuating element 42 , a fixed Rastierelement 43 , A serving as a return spring element 44 , a displaceable and rotatable torsion element 45 and a mechanical fail-safe element 50 having. The actuator 42 includes a pressure ring 46 and a compression spring 47 ,
Der Steuerkolben 41 des Umschaltventils 36 ist abhängig von einem Steuerdruck bzw. Hydrauliköldruck, der in einem ersten Druckraum 48 des Umschaltventils 36 herrscht, entgegen einer von dem Federelement 44 bereitgestellten Federkraft verlagerbar, wobei das Federelement 44 vorzugsweise in einem zweiten Druckraum 49 angeordnet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel steht der erste Druckraum 48 über die Fluidleitungen 37, 40 mit den Anschlüssen A* und B* in Wirkverbindung. Der zweite Druckraum 49 ist vom ersten Druckraum 48 über den Steuerkolben 41 getrennt. The control piston 41 the changeover valve 36 is dependent on a control pressure or hydraulic oil pressure in a first pressure chamber 48 the changeover valve 36 prevails, against one of the spring element 44 provided spring force displaced, wherein the spring element 44 preferably in a second pressure chamber 49 is arranged. In the embodiment shown, the first pressure chamber 48 over the fluid lines 37 . 40 with the connections A * and B * in operative connection. The second pressure chamber 49 is from the first pressure room 48 over the control piston 41 separated.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel trennt der Steuerkolben 41 des Umschaltventils 36 den ersten Druckraum 48 vom zweiten Druckraum 49, wobei der Steuerkolben 41 des Umschaltventils 36 mit den Bauelementen des kugelschreibermechanikartigen Umschaltmechanismus des Umschaltventils 36 verschachtelt ausgeführt ist. In the embodiment shown, the control piston separates 41 the changeover valve 36 the first pressure room 48 from the second pressure chamber 49 , wherein the control piston 41 the changeover valve 36 with the components of the ballpoint pen mechanism-like switching mechanism of the switching valve 36 is nested.
So umgibt gemäß 2 und 3 der Steuerkolben 41 radial außen das feststehende Rastierelement 43 abschnittsweise, wobei das Rastierelement 43 gegenüber dem Steuerkolben 41 vorsteht und zwischen einem Deckel 51 und einem Boden 52 eines Ventilgehäuses 53 verspannt ist. So surround according to 2 and 3 the control piston 41 radially outside the fixed Rastierelement 43 in sections, wherein the Rastierelement 43 opposite the control piston 41 protrudes and between a lid 51 and a floor 52 a valve housing 53 is tense.
Das feststehende Rastierelement 43 erstreckt sich ferner durch das Betätigungselement 42 sowie durch das Verdrehelement 45 hindurch, sodass demnach sowohl das Betätigungselement 42 als das Verdrehelement 45 das feststehende Rastierelement 43 radial außen zumindest abschnittsweise konzentrisch umgeben. The fixed locking element 43 further extends through the actuator 42 and by the torsion element 45 through, so therefore both the actuator 42 as the twisting element 45 the fixed Rastierelement 43 radially outwardly at least partially concentrically surrounded.
Das als Rückstellelement dienende Federelement 44 ragt in eine Nut des Steuerkolbens 41 hinein. Das Betätigungselement 42, nämlich sowohl der Druckkranz 46 als auch die Druckfeder 47 desselben, und das Federelement 44 sind über den Steuerkolben 41 vom ersten Druckraum 48 getrennt, sodass ausschließlich der Steuerkolben 41 von einem im ersten Druckraum 48 aufgebauten Hydrauliköldruck beaufschlagt ist. Die Druckfeder 47 des Betätigungselements 42 drückt den Druckkranz 46 desselben öldruckunabhängig, also unabhängig von dem Hydraulikdruck in dem ersten Druckraum 48, gegen das Verdrehelement 45. The serving as a return element spring element 44 protrudes into a groove of the control piston 41 into it. The actuator 42 , namely both the pressure ring 46 as well as the compression spring 47 the same, and the spring element 44 are over the spool 41 from the first pressure room 48 separated so that only the control piston 41 from one in the first pressure room 48 constructed hydraulic oil pressure is applied. The compression spring 47 of the actuating element 42 presses the pressure ring 46 the same oil pressure independent, ie independent of the hydraulic pressure in the first pressure chamber 48 , against the twisting element 45 ,
Dann, wenn zur Überführung des Steuerkolbens 41 und damit der Umschaltventil 36 zwischen seinen unterschiedlichen Schaltstellungen im ersten Druckraum 48 ein Steuerdruck in Form eines definierten Betätigungsimpulses aufgebracht wird, wird der Steuerkolben 41 aus der jeweiligen in 2 und 3 gezeigten Schaltstellung heraus nach links bewegt, und zwar entgegen der Federkraft des Federelements 44, wobei hierbei auch das Betätigungselement 42 und das Verdrehelement 45 nach links bewegt werden. Das Verdrehelement 45, nämlich nicht sichtbare Vorsprünge desselben, werden hierbei aus Nuten des Rastierelements 43 herausbewegt, sodass dann anschließend eine Verdrehung des Verdrehelements 45 relativ zum Rastierelement 43 möglich ist. Diese Verdrehbewegung des Verdrehelements 45 relativ zum Rastierelement 43 wird durch eine schräg verlaufende Schaltkonturen 54, 55 von Verdrehelement 45 und Betätigungselement 40, nämlich des Druckkranzes 46, initiiert, die in Folge der Federkraft des Federelements 44 gegeneinander gedrückt sind. Then, when to transfer the spool 41 and thus the switching valve 36 between its different switching positions in the first pressure chamber 48 a control pressure is applied in the form of a defined actuation pulse, the control piston 41 from the respective in 2 and 3 shown switching position moves to the left, against the spring force of the spring element 44 , in which case also the actuating element 42 and the torsion element 45 to be moved to the left. The twisting element 45 , namely not visible projections of the same, in this case of grooves of the Rastierelements 43 moved out, so then then a rotation of the torsion element 45 relative to the Rastierelement 43 is possible. This twisting movement of the torsion element 45 relative to the Rastierelement 43 is characterized by an oblique switching contours 54 . 55 of twisting element 45 and actuator 40 , namely the pressure ring 46 , initiated as a result of the spring force of the spring element 44 pressed against each other.
Dann, wenn die Vorsprünge des Verdrehelements 45 zuvor in relativ langen Nuten des Rastierelements 43 eingeführt waren, greifen dieselben nach einer Verdrehung anschließend in relativ kurze Nuten des Rastierelements 43 ein. Dann, wenn dieselben zuvor in relativ kurze Nuten des Rastierelements 43 eingeführt waren, greifen dieselben nach entsprechender Verdrehung des Verdrehelements 45 anschließend in relativ lange Nuten des Rastierelements 43 ein, um so die Umschaltung am Schaltventil 36 zwischen den Schaltpositionen der 3 und 4 vorzunehmen. Then, when the projections of the torsion element 45 previously in relatively long grooves of the Rastierelements 43 were introduced, then grab the same after a rotation in relatively short grooves of Rastierelements 43 one. Then, if the same previously in relatively short grooves of the Rastierelements 43 were introduced, they grip after appropriate rotation of the torsion element 45 then in relatively long grooves of the Rastierelements 43 so as to switch over at the switching valve 36 between the switching positions of 3 and 4 make.
6 zeigt insgesamt vier unterschiedliche Zustände I, II, III und IV, die das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 bei der Umschaltung desselben ausgehend von der zweiten Schaltstellung (Zustand I) in die erste Schaltstellung (Zustand IV) einnimmt. 6 shows a total of four different states I, II, III and IV, the inventive switching valve 36 in the same switching from the second switching position (state I) in the first switching position (state IV) assumes.
7 ziegt ebenfalls vier unterschiedliche Zustände IV, V, VI und I, die das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 einnimmt, wenn dasselbe ausgehend von der ersten Schaltstellung (Zustand IV) in die zweite Schaltstellung (Zustand I) überführt wird. 7 also draws four different states IV, V, VI and I, which are the switching valve according to the invention 36 occupies, when the same starting from the first switching position (state IV) in the second switching position (state I) is transferred.
In 6 handelt es sich demnach bei der ursprünglichen Schaltstellung bzw. bei der Ausgangsschaltstellung um die zweite Schaltstellung (Zustand I) und bei der Endschaltstellung um die erste Schaltstellung (Zustand IV), wohingegen es sich in 7 bei der ursprünglichen Schaltstellung bzw. Ausgangsschaltstellung um die erste Schaltstellung (Zustand IV) und bei der Endschaltstellung um die zweite Schaltstellung (Zustand I) handelt. In 6 Accordingly, it is at the original switching position or at the output switching position to the second switching position (state I) and at the final position to the first switching position (state IV), whereas it is in 7 at the original switching position or output switching position to the first switching position (state IV) and at the final switching position to the second switching position (state I) is.
Wie bereits ausgeführt, wird zur Überführung des Umschaltventils 36 von seiner jeweiligen Ausgangsschaltstellung in die jeweilige Endschaltstellung im Druckraum 48 ein definierter Steuerdruck in Form eines definierten Betätigungsimpulses aufgebracht. As already stated, is used to transfer the switching valve 36 from its respective output switching position to the respective limit switching position in the pressure chamber 48 a defined control pressure applied in the form of a defined actuation pulse.
Der definierte Steuerdruck in Form eines definierten Betätigungsimpulses initiiert eine Verlagerung des Steuerkolbens 41 entgegen der Federkraft des Federelements 44, wobei hierbei dann Vorsprünge des Verdrehelements 45 aus entsprechenden Nuten im Rastierelement 43 herausbewegt werden, sodass dann nach Abbau des Betätigungsimpulses infolge der über das Federelement 44 gegeneinandergedrückten Schaltkonturen 54, 55 das Verdrehelement 45 relativ zum Rastierelement 43 verdreht werden kann, sodass die Vorsprünge desselben in andere Nuten des Rastierelements 43 gelangen und so die Schaltstellung des Steuerkolbens 41 und damit letztendlich die Schaltstellung des Umschaltventils 36 verändert werden kann. The defined control pressure in the form of a defined actuation pulse initiates a displacement of the control piston 41 against the spring force of the spring element 44 , in which case projections of the torsion element 45 from corresponding grooves in the locking element 43 be moved out, so then after removal of the actuating pulse due to the over the spring element 44 pressed against each other switching contours 54 . 55 the twisting element 45 relative to the Rastierelement 43 can be rotated, so that the projections of the same in other grooves of the Rastierelements 43 arrive and so the switching position of the control piston 41 and thus ultimately the switching position of the changeover valve 36 can be changed.
Im Zustand II der 6 sowie im Zustand V der 7 ist bei einer durch das Aufbringen des Steuerdrucks initiierten Verlagerung des Steuerkolbens 41 ein sogenannter Überrutschpunkt für das Verdrehelement 45 erreicht, die Vorsprünge desselben sind demnach aus den entsprechenden Nuten des Rastierelements 43 heraus bewegt. In state II of the 6 as well as in state V of 7 is at a initiated by the application of the control pressure displacement of the control piston 41 a so-called slip-over point for the torsion element 45 achieved, the projections thereof are therefore from the corresponding grooves of the Rastierelements 43 moved out.
Im Zustand III der 6 sowie im Zustand VI der 7 erfolgt die Verdrehung der Verdrehhülse 45 relativ zum Rastierelement 43, damit die Vorsprünge desselben in entsprechend anders konturierte Nuten des Rastierelements 43 überführt werden können. In state III of the 6 as well as in state VI of 7 the twisting of the torsion sleeve takes place 45 relative to the Rastierelement 43 , So that the projections of the same in correspondingly contoured grooves of the Rastierelements 43 can be transferred.
Um nun Fehlschaltungen im Bereich des Umschaltventils 36 zu vermeiden bzw. zu beheben, die sich durch eine nicht gleichförmige Breitstellung des Betätigungsimpulses an den einzelnen Umschaltventilen 36 des Verbrennungsmotors ausbilden können, zu verhindern bzw. zu beheben, umfasst der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 41 des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 weiterhin das bereits oben erwähnte mechanische Fail-Safe-Element 50. To now faulty circuits in the range of the changeover valve 36 To avoid or remedy, which is characterized by a non-uniform spreading of the actuating pulse to the individual changeover valves 36 of the internal combustion engine can form, prevent or remedy, comprises the control mechanism for the control piston 41 the switching valve according to the invention 36 continue the already mentioned above mechanical fail-safe element 50 ,
Das mechanische Fail-Safe-Element 50 ist ausschließlich bei der Verlagerung des Steuerkolbens 41 ausgehend von einer ersten Schaltstellung oder alternativ zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens 41 in die zweite Schaltstellung oder alternativ erste Schaltstellung desselben wirksam, jedoch nicht bei der Verlagerung des Steuerkolbens 41, ausgehend von der zweiten Schaltstellung oder alternativ ersten Schaltstellung desselben in die erste Schaltstellung oder alternativ zweite Schaltstellung desselben, nämlich bei Anliegen eines oberhalb des definierten Steuerdrucks liegenden Drucks im Druckraum 48 des Umschaltventils 36. The mechanical fail-safe element 50 is exclusively at the displacement of the control piston 41 starting from a first switching position or alternatively second switching position of the control piston 41 in the second switching position or alternatively first switching position of the same effective, but not in the displacement of the control piston 41 , starting from the second switching position or alternatively the first switching position of the same in the first switching position or alternatively the second switching position thereof, namely in the presence of a pressure above the defined control pressure in the pressure chamber 48 the changeover valve 36 ,
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das mechanische Fail-Safe-Element 50 ausschließlich dann wirksam, wenn bei der Verlagerung des Umschaltventils 36 bzw. Steuerkolbens 41, ausgehend von der zweiten Schaltstellung (Zustand IV) im Druckraum 48 eine Druckimpulse aufgebaut wird, der oberhalb des definierten Steuerdrucks liegt, sodass dann das Umschaltventil 36, ausgehend von der ersten Schaltstellung (Zustand IV) nicht in die zweite Schaltstellung (Zustand I) überführt wird, sondern vielmehr wiederum in seine ursprüngliche Schaltstellung, also die erste Schaltstellung (Zustand IV) überführt wird. Dies ist in 8 gezeigt. In the illustrated preferred embodiment of the invention, the mechanical fail-safe element 50 only effective if at the relocation of the switching valve 36 or control piston 41 , starting from the second switching position (state IV) in the pressure chamber 48 a pressure pulses is built up, which is above the defined control pressure, so then the switching valve 36 , is not converted into the second switching position (state I), starting from the first switching position (state IV), but rather in turn is converted into its original switching position, ie the first switching position (state IV). This is in 8th shown.
Bei der Überführung des Umschaltventils ausgehend von seiner zweiten Schaltstellung (Zustand I) in seine erste Schaltstellung (Zustand IV) ist das mechanische Fail-Safe-Element 50 hingegen nicht wirksam, und zwar auch dann nicht, wenn der oberhalb des Steuerdrucks liegende Druck im Druckraum 48 aufgebaut wird. In the transfer of the switching valve, starting from its second switching position (state I) in its first switching position (state IV) is the mechanical fail-safe element 50 on the other hand, not effective even if the pressure in the pressure chamber is above the control pressure 48 is built.
Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 ist das mechanische Fail-Safe-Element 50 einerseits von einer Fail-Safe-Kontur 56 des Rastierelements 43 und anderseits von einer Fail-Safe-Kontur 57 des Verdrehelements 45 gebildet. In the illustrated, preferred embodiment of the switching valve according to the invention 36 is the mechanical fail-safe element 50 on the one hand by a fail-safe contour 56 of Rastierelements 43 and on the other hand by a fail-safe contour 57 of the torsion element 45 educated.
Die Fail-Safe-Konturen 56, 57 können, wie oben bereits ausgeführt, bei Aufbringen eines oberhalb des Steuerdrucks liegenden Druckniveaus im Druckraum 48 des Umschaltventils 36 nur dann in Eingriff gebracht werden, wenn der Steuerkolben 41 des Umschaltventils 36 ausgehend von seiner ersten Schaltstellung (Zustand IV) in seine zweite Schaltstellung überführt werden soll. The fail-safe contours 56 . 57 can, as already stated above, applying a lying above the control pressure pressure level in the pressure chamber 48 the changeover valve 36 only be engaged when the spool 41 the changeover valve 36 starting from its first switching position (state IV) to be converted into its second switching position.
Wird hierbei im Druckraum 48 ein Druckniveau aufgebaut, das oberhalb des Steuerdrucks liegt, der zur Überführung des Steuerkolbens 41 zwischen seinen unterschiedlichen Schaltstellungen im Druckraum 48 aufgebaut wird, so gelangen die Fail-Safe-Konturen 56, 57 von Rastierelement 43 und Verdrehelement 45 in Eingriff, sodass dann das Verdrehelement 45 zusätzlich zu seiner bereits unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Verdrehung einer weiteren Verdrehung relativ zum Rastierelement 43 unterliegt, sodass dann der Steuerkolben 41 ausgehend von seiner ursprünglichen, ersten Schaltstellung (Zustand IV) nicht in eine abweichende Schaltstellung, sondern wiederum in seine ursprüngliche Schaltstellung, also in die erste Schaltstellung (Zustand IV), überführt wird. Will be in the pressure room 48 built a pressure level that is above the control pressure, the transfer of the control piston 41 between its different switching positions in the pressure chamber 48 is built, so get the fail-safe contours 56 . 57 of Rastierelement 43 and torsion element 45 engaged, so then the torsion element 45 in addition to its already referring to 7 described rotation of a further rotation relative to the Rastierelement 43 is subject, so then the spool 41 starting from its original, first switching position (state IV) not in a different switching position, but in turn in its original switching position, ie in the first switching position (state IV), is transferred.
Gemäß dem Ablaufschema der 8 wird dann, wenn der Steuerkolben 41 seine erste Schaltstellung (Zustand IV) als Ausgangsschaltstellung einnimmt, zunächst im Druckraum 48 ein Druckniveau aufgebaut, welches dem Steuerdruck entspricht, der zur Überführung des Umschaltventils in seine zweite Schaltstellung üblicherweise im Druckraum 48 aufgebaut wird, wobei die Zustände IV und VI der 8 den Zuständen IV und VI der 7 entsprechen. According to the flow chart of 8th is when the control piston 41 its first switching position (state IV) assumes as the output switching position, first in the pressure chamber 48 constructed a pressure level which corresponds to the control pressure, which is for the transfer of the changeover valve in its second switching position usually in the pressure chamber 48 is constructed, the states IV and VI of the 8th States IV and VI of the 7 correspond.
Nach dem Zustand VI wird jedoch in 8 im Unterschied zu 7 nicht der Steuerdruck abgebaut, vielmehr wird im Druckraum 48 ein Druckniveau aufgebaut, welches oberhalb des Steuerdrucks liegt. After state VI, however, in 8th in contrast to 7 not reduced the control pressure, but rather in the pressure chamber 48 built a pressure level which is above the control pressure.
Hierdurch werden dann die Fail-Safe-Konturen 56, 57 des Fail-Safe-Elements 50 in Eingriff gebracht, wodurch dann das Verdrehelement 45 einer weiteren Verdrehung durch das Fail-Safe-Element 50 unterliegt, nämlich einer Zurückdrehung in den Zuständen VII, VIII und IX, sodass dann nach Abbauen des Druckniveaus im Druckraum 48 der Steuerkolben 41 wiederum seine erste Schaltstellung (Zustand IV) einnimmt. This will then become the fail-safe contours 56 . 57 of the fail-safe element 50 brought into engagement, whereby then the rotating element 45 another twist by the fail-safe element 50 subject, namely a reverse rotation in the states VII, VIII and IX, so then after reducing the pressure level in the pressure chamber 48 the control piston 41 again assumes its first switching position (state IV).
Den Fig. kann entnommen werden, dass die Fail-Safe-Kontur 57 des Verdrehelements 45 am Verdrehelement 45 an einer gegenüberliegenden Seite desselben ausgebildet ist wie die Schaltkontur 54 desselben. The Fig. It can be seen that the fail-safe contour 57 of the torsion element 45 on the torsion element 45 is formed on an opposite side thereof as the switching contour 54 thereof.
Beim erfindungsgemäßen Umschaltventil können demnach Fehlschaltungen am Steuerkolben 41 und damit am Umschaltventil 36 verhindert bzw. behoben werden. Hierzu wird ein mechanisches Fail-Safe-Element 50 genutzt, welches dann, wenn im Druckraum 48 des Umschaltventils 36 ein Druckniveau aufgebaut wird, das oberhalb des regulären Steuerdrucks liegt, eine weitere translatorische Verschiebung von Steuerkolben 41, Verdrehelement 45 und Betätigungselement 42 über den regulären Umschaltpunkt hinaus bewirkt, wobei dann die Fail-Safe-Konturen 56, 57 von Rastierelement 43 und Verdrehelement 45 aneinandergedrückt werden und das Verdrehelement 45 einer weiteren Verdrehung, nämlich einem Zurückdrehen, unterliegt. Dabei ist das Fail-Safe-Element 50 ausschließlich bei der Verlagerung des Umschaltventils ausgehend von einer der Ausgangsschaltstellungen jedoch nicht bei der Verlagerung desselben ausgehend von der anderen Ausgangsschaltstellung bei Aufbringen des oberhalb des Steuerdrucks liegenden Druckniveaus wirksam. Ein Rückdrehen des Verdrehelements 45 bei Aufbringen des oberhalb des Steuerdrucks liegenden Druckniveaus ist demnach nur dann möglich, wenn der Steuerkolben 41 bzw. das Umschaltventil 36 ausgehend von einer definierten Ausgangsschaltstellung verlagert wird. In the changeover valve according to the invention can therefore faulty circuits on the control piston 41 and thus at the changeover valve 36 prevented or eliminated. This will be a mechanical fail-safe element 50 used, which if in the pressure room 48 the changeover valve 36 a pressure level is established which is above the regular control pressure, another translational displacement of control piston 41 , Twisting element 45 and actuator 42 beyond the regular switching point, in which case the fail-safe contours 56 . 57 of Rastierelement 43 and torsion element 45 pressed together and the torsion element 45 another twist, namely a turning back subject. This is the fail-safe element 50 but only in the displacement of the switching valve starting from one of the output switching positions but not in the displacement of the same starting from the other output switching position upon application of the pressure above the control pressure levels. A reverse rotation of the torsion element 45 when applying the above the control pressure pressure levels is therefore only possible if the control piston 41 or the changeover valve 36 is shifted starting from a defined output switching position.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102010016037 A1 [0002, 0004, 0007] DE 102010016037 A1 [0002, 0004, 0007]
