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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.
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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 l
eff, 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 l
eff 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.
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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.
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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.
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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 Rückstellfeder 33 und ein Steuerkolben 34 schematisiert gezeigt. 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.
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Nach der
DE 10 2010 016 037 A1 ist der Steuerkolben des Umschaltventils von einem Schaltmechanismus verlagerbar bzw. schaltbar, nämlich zwischen einer ersten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben durch die Rückstellfeder gedrückt wird, und einer zweiten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben entgegen der Federkraft der Rückstellfeder verlagert werden muss. Der Schaltmechanismus weist neben dem Betätigungselement und der Rückstellfeder eine Steuerhülse und ein Verdrehelement auf. 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. Derjenige Hydrauliköldruck, welcher der Schaltung des Steuerkolbens dient, wird auch als Schaltdruck bezeichnet. Zur Verlagerung des Steuerkolbens in die zweite Schaltstellung entgegen der Federkraft der Rückstellfeder und zum Halten desselben in der zweiten Schaltstellung muss nach der
DE 10 2010 016 037 A1 der Schaltdruck dauerhaft angehoben werden. Dies ist von Nachteil.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eines neuartiges Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Umschaltventil zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Umschaltventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist der Schaltmechanismus ein becherartiges Stützelement auf, auf welchem der Steuerkolben verschiebbar geführt ist, wobei der Schaltmechanismus weiterhin einen zumindest abschnittsweise in dem Stützelement geführten und mit einer Druckfeder zusammenwirkenden Druckkolben aufweist, und wobei der Schaltmechanismus weiterhin mindestens ein mit dem Steuerkolben, dem Druckkolben und dem Stützelement zusammenwirkendes Rastierelement aufweist, über welches der Steuerkolben in der zweiten Schaltstellung rastierbar ist. Zur Verlagerung des Steuerkolbens in die zweite Schaltstellung entgegen der Federkraft der Rückstellfeder muss der Schaltdruck nur kurzzeitig angehoben werden. Das Halten des Steuerkolbens in die zweite Schaltstellung erfolgt hingegen durch das oder jedes Rastierelement, sodass dann der Schaltdruck wieder absenkt werden kann.
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Vorzugsweise sind ein mit dem Druckkolben zusammenwirkender Druckraum und ein mit dem Steuerkolben zusammenwirkender Druckraum über Ausnehmungen im Stützelement koppelbar sind, nämlich abhängig von der Position des Steuerkolbens auf dem Stützelement, wobei die Ausnehmungen im Stützelement, über die der mit dem Druckkolben zusammenwirkende Druckraum und der mit dem Steuerkolben zusammenwirkende Druckraum koppelbar sind, derart in das Stützelement eingebracht sind, dass der Steuerkolben die Ausnehmungen in der ersten Schaltstellung desselben verschließt und die Ausnehmungen in der zweiten Schaltstellung desselben freigibt. Dies erlaubt ein Schalten des Umschaltventils bei geringem Verschleiß und geringer Verklemmungsgefahr.
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Vorzugsweise ragt in der ersten Position des Druckkolbens und des oder jedes Rastierelements das oder jedes Rastierelement nach radial innen in eine Nut im Druckkolben hinein, wobei in der zweiten Position des Druckkolbens (und des oder jedes Rastierelements das oder jedes Rastierelement nach radial außen aus der Nut des Druckkolbens heraus verlagert ist und in eine Nut des Steuerkolbens hineinragt. Die Ausnehmungen, über die der mit Druckkolben zusammenwirkende Druckraum und der mit dem Steuerkolben zusammenwirkende Druckraum koppelbar sind, sind vorzugsweise derart in das Stützelement eingebracht, dass der Steuerkolben bei der Verlagerung desselben aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung die Ausnehmungen dann freigibt, wenn die Nut des Steuerkolbens zumindest teilweise die in der ersten Position befindlichen Rastierelemente überdeckt, sodass unmittelbar nach oder bei dem Koppeln der Druckräume über die Ausnehmungen des Stützelements die Rastierelemente in die Nut des Steuerkolbens einführbar sind. Hierdurch ist es möglich, das Umschaltverhalten des Schaltmechanismus und damit des Umschaltventils weiter zu verbessern.
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Der Verbrennungsmotor ist in Patentanspruchs 9 definiert.
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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:
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1 ein Detail eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis;
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2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil in einer ersten Schaltstellung desselben;
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3 einen Querschnitt durch das Umschaltventil der 2 in einer zweiten Schaltstellung desselben;
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4 eine Pleuelstange mit einem an derselben verbauten Umschaltventil;
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5 ein Detail der 6;
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6 das erfindungsgemäße Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der zweiten Schaltstellung des Umschaltventils;
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7 das erfindungsgemäße Umschaltventil zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils.
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Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und ein Umschaltventil für einen solchen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis. Der grundsätzliche 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 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 jeweiligen Pleuellagerschale 35 und dem jeweiligen Kurbelwellenlagerzapfen ein Schmierölfilm aufbauen kann.
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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.
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In einer Ausnehmung bzw. Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 36 aufgenommen, wobei die Schaltstellung des Umschaltventils 36 bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22 und 23 mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern 22, 23 entleert wird. Die Hydraulikkammern 22 und 23 stehen über Fluidleitungen 30 und 31 mit der Ausnehmung bzw. Bohrung 28 in Kontakt, welche das Umschaltventil 36 aufnimmt. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details des Umschaltventils 36.
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2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Umschaltventil 36 für einen Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, wobei 2 das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 in einer ersten Schaltstellung und 3 das erfindungsgemäße Umschaltventil 36 in einer zweiten Schaltstellung zeigt.
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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.
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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 zweite 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.
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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.
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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. Am Anschluss B* liegt hingegen der Motoröldruck an. Der Druck am Anschluss B* bestimmt einen Steuerdruck des Umschaltventils 36.
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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 57 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 58 miteinander koppelt bzw. kurzschließt.
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Der Steuerkolben 39 des Umschaltventils 36 ist von einem Schaltmechanismus verlagerbar bzw. schaltbar bzw. betätigbar. Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details des Schaltmechanismus des Umschaltventils 36.
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Der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 umfasst eine Rückstellfeder 40, wobei die Rückstellfeder 40 bedingt durch ihre Federkraft den Steuerkolben 39 in die in 2 und 6 gezeigte erste Schaltstellung drückt.
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In der in 2 und 6 gezeigten ersten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 kommt derselbe an einer ersten Gehäusestirnwand 41 eines Gehäuses 42 zur Anlage.
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Der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 umfasst weiterhin ein becherartiges Stützelement 43, wobei der Steuerkolben 39 auf dem Stützelement 43 verschiebbar geführt ist. Das Stützelement 43 ist feststehend und gegebenenfalls drehbar ausgebildet und erstreckt sich im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 durchgehend zwischen der ersten Gehäusestirnwand 41 und einer gegenüberliegenden zweiten Gehäusestirnwand 44. Der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 umfasst weiterhin einen in dem Stützelement 43 geführten und mit einer Druckfeder 45 zusammenwirkenden Druckkolben 46.
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Der Druckkolben 46 ist innerhalb des Stützelements 43 angeordnet und relativ zum feststehenden Stützelement 43 verlagerbar. Ferner verfügt der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 über mindestens ein mit dem Steuerkolben 39, dem Druckkolben 46 und dem Stützelement 43 zusammenwirkendes Rastierelement 47. Über das oder jedes Rastierelement 47 kann der Steuerkolben 39 in einer zweiten Schaltstellung (siehe 3, 7) rastiert werden.
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Wie bereits ausgeführt, ist das Stützelement 43, das sich im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 zwischen den Gehäusestirnwänden 41 und 44 des Gehäuses 42 des Umschaltventils 36 erstreckt, feststehend ausgebildet. Der auf dem feststehenden Stützelement 43 geführte Steuerkolben 39 ist abhängig von der Federkraft der Rückstellfeder 40 und abhängig von am Steuerkolben 39 anliegenden Steuerdruck zwischen der ersten Schaltstellung der 2, 6 und der zweiten Schaltstellung der 3 und 7 relativ zum feststehenden Stützelement 43 verlagerbar. Die Rückstellfeder 40 stützt sich dabei gemäß 2 und 3 einerseits am Steuerkolben 39 und andererseits an der Gehäusestirnwand 44 des Gehäuses 42 des Umschaltventils 36 ab.
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Der Steuerdruck, der ebenso wie die Federkraft der Rückstellfeder 40 auf den Steuerkolben 39 einwirkt, liegt in einer Druckkammer 48 an, die zwischen dem Steuerkolben 39 und der Gehäusestirnwand 41 des Gehäuses 42 des Umschaltventils 36 ausgebildet und die an den Anschluss B* des Umschaltventils 36 permanent gekoppelt ist.
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Der in dem Stützelement 43 geführte Druckkolben 46 ist abhängig von der Federkraft der Druckfeder 45 und ebenfalls abhängig vom Steuerdruck, der in der Druckkammer 48 anliegt, relativ zur Stützhülse 43 verlagerbar.
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Gemäß 2 und 3 sind in das Stützelement 43 Ausnehmungen 49 eingebracht sind, über die der zwischen dem Steuerkolben 39 und der Gehäusestirnwand 41 gebildete Druckraum 48 mit einem zwischen dem Druckkolben 46 und der Gehäusestirnwand 41 gebildeten Druckraum 50 koppelbar sind.
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Der mit dem Druckkolben 46 zusammenwirkende Druckraum 50 und der mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkende Druckraum 49 sind über die Ausnehmungen 49 im Stützelement 43 koppelbar, nämlich abhängig von der Position des Steuerkolbens 39 auf dem Stützelement 43. Die Ausnehmungen 49 im Stützelement 43, über die der mit dem Druckkolben 46 zusammenwirkende Druckraum 50 und der mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkende Druckraum 48 koppelbar sind, sind derart in das Stützelement 43 eingebracht, dass der Steuerkolben 39 die Ausnehmungen 49 in der ersten Schaltstellung desselben verschließt und die Ausnehmungen 49 in der zweiten Schaltstellung desselben freigibt.
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In der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 (siehe 2, 6), in welcher der Steuerkolben 39 durch die Federkraft der Rückstellfeder 40 gegen die Gehäusestirnwand 41 des Umschaltventils 36 gedrückt ist, nimmt der Druckkolben 46 und das oder jedes Rastierelement 47 eine erste Position ein, in welcher das oder jedes Rastierelement 47 nach radial innen verlagert ist und den Steuerkolben 39 nicht rastiert. In dieser Position des Steuerkolbens 39 sowie ersten Position des Druckkolbens 46 ragt das oder jedes Rastierelement 47 nach radial innen in eine Nut 51 im Druckkolben 46 hinein.
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In der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 (siehe 3, 7) nimmt der Druckkolben 46 und das oder jedes Rastierelement 47 eine zweite Position ein, in welcher das oder jedes Rastierelement nach radial außen verlagert ist und den Steuerkolben in seiner zweiten Schaltstellung rastiert.
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In der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 und der zweiten Position des Druckkolbens 46 ist das oder jedes Rastierelement 47 nach radial außen aus der Nut 51 des Druckkolbens heraus verlagert und ragt in eine Nut 52 des Steuerkolbens 39 hinein, um so den Steuerkolben 39 in seiner zweiten Schaltstellung zu rastieren.
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Die Ausnehmungen 49, über die der mit Druckkolben 46 zusammenwirkende Druckraum 50 und der mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkende Druckraum 48 koppelbar sind, sind derart in das Stützelement 4) eingebracht, dass der Steuerkolben 39 bei der Verlagerung desselben aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung die Ausnehmungen 49 dann freigibt, wenn die Nut 52 des Steuerkolbens 39 zumindest teilweise die in der ersten Position befindlichen Rastierelemente 47 überdeckt, sodass unmittelbar nach oder bei dem Koppeln der Druckräume 48, 50 über die Ausnehmungen 49 des Stützelements 43 die Rastierelemente 47 in die Nut 52 des Steuerkolbens 39 einführbar sind.
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Dann, wenn der Steuerkolben 39 ausgehend von seiner in 2 und 6 gezeigten ersten Schaltstellung in die in 3 und 7 gezeigte zweite Schaltstellung zu überführen ist, wird über den Anschluss B* in dem mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkenden Druckraum 48 ein Steuerdruck aufgebaut, um den Steuerkolben 39 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 40 zu verlagern, wobei dann der mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkende Druckraum 48 noch von dem mit dem Druckkolben 46 zusammenwirkende Druckraum 50 getrennt ist. Erst nach einer definierten Verschiebung des Steuerkolbens 39 und nach Freigeben der Ausnehmungen 49 in der Stützhülse 43 durch den Steuerkolben 39 sind die Druckkammern 48 und 50 gekoppelt, sodass dann der Steuerdruck auch im Druckraum 50 anliegt und der Steuerdruck den Druckkolben 46 entgegen der Federkraft der Druckfeder 45 verlagert.
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Das Freigeben der Ausnehmungen 49 und damit das Verbinden der Druckkammern 48 und 50 erfolgt vorzugsweise kurz bzw. unmittelbar vor dem Erreichen der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens 39. Das Ausbreiten des Drucks am Anschluss B* in die Druckräume 48, 50 abhängig von der Schaltstellung des Steuerkolbens ist in 2, 3, 6 und 7 durch Pfeile 56a, 56b visualisiert.
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Gemäß 2 und 3 greifen die Rastierelemente 47 in Ausnehmungen 55 in der feststehenden Stützhülse 43 ein, wobei dann, wenn die Nut 52 des Steuerkolbens 39 mit den Ausnehmungen 55 in der Stützhülse 43 fluchtet, der Druckkolben 46 die Rastierelemente 47 nach radial außen in die Nut 52 im Steuerkolben 39 hineindrückt. Dabei liegen dann gemäß 3 und 7 die Rastierelemente 47 an einer Mantelfläche des Druckkolbens 46 an und stehen abschnittsweise gegenüber der Stützhülse 43 nach radial außen vor, so dass dann dieselben in die Nut 52 im Steuerkolben 39 eingreifen.
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Bei der Verlagerung des Steuerkolbens 39 von der in 2 und 6 gezeigten ersten Schaltstellung in die in 3 und 7 gezeigte zweite Schaltstellung sind demnach die Rastierelemente 47 in ihre zweite Position nach radial außen überführbar, bei der entgegengesetzten Verlagerung des Steuerkolbens 39 von der in 3 und 7 gezeigten zweiten Schaltstellung in die in 2 und 6 gezeigte erste Schaltstellung sind die Rastierelemente 47 nach radial innen in die erste Position überführbar.
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Bei dem Umschaltventil 36 muss zur Überführung des Steuerkolbens 39 von der in 2 und 6 gezeigten ersten Schaltstellung in die in 3 und 7 gezeigte zweite Schaltstellung in den Druckkammern 48, 50 über den Anschluss B* ein Steuerdruck aufgebaut werden, um den Steuerkolben 39 und den Druckkolben 46 entgegen der Federkräfte von Rückstellfeder 40 und Druckfeder 45 zu verlagern.
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Dieser Steuerdruck muss jedoch nach Überführung der Rastierelemente 47 in die in 3 und 7 gezeigte zweite Position nicht aufrechterhalten, um den Steuerkolben 39 in seiner zweiten Schaltstellung zu halten. Vielmehr wird der Steuerkolben 39 in der zweiten Schaltstellung durch die Rastierelemente 47 rastiert.
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4 verdeutlicht die Einbauposition des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 in einer Pleuelstange 10 benachbart zum Hublagerauge 11, wobei am Hublagerauge 11 eine Nut 53 ausgebildet ist, die mit den Hydraulikölleitungen 24 und 25 kommuniziert und über die im Sinne des Pfeils 54 Hydrauliköl ausgehend vom Hublagerauge 11 den Hydraulikkammern 22 und 23 zugeführt werden kann.
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Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Umschaltventil 26 patronenartig in eine entsprechende Ausnehmung 28 in der Pleuelstange 10 eingesetzt. Dies verfügt über den Vorteil, dass das Umschaltventil 36 als Einheit vormontiert werden kann und bei einer späteren Montage lediglich in die Pleuelstange 10 eingepresst werden muss. Im Bereich der ein solches Umschaltventil 36 aufnehmenden Ausnehmung 28 der Pleuelstange 10 sind nur relativ einfache Bearbeitungen z.B. durch Ausbildung von Verbindungen zwischen der Ausnehmung 28 und den Hydraulikkammern 22 und 23 erforderlich. Hierdurch kann die Pleuelstange 10 einfach hergestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010016037 A1 [0002, 0004, 0006, 0006]
