DE102013111617A1 - Changeover valve and internal combustion engine with such a changeover valve - Google Patents

Changeover valve and internal combustion engine with such a changeover valve Download PDF

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Abstract

Umschaltventil (36) für einen Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, nämlich zum Steuern eines Hydraulikölstroms insbesondere für eine Exzenter-Verstelleinrichtung des Verbrennungsmotors, mit einem mit einer Rückstellfeder (40) zusammenwirkenden Steuerkolben (39), der abhängig von seiner Schaltstellung den Hydraulikölstrom steuert, und mit einem Schaltmechanismus für den Steuerkolben (39), über welchen der Steuerkolben (39) zwischen Schaltstellungen verlagerbar ist, nämlich zwischen einer ersten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben (39) durch eine Federkraft die Rückstellfeder (40) verlagerbar ist, und einer zweiten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben (39) entgegen der Federkraft der Rückstellfeder (40) verlagerbar ist, wobei der Schaltmechanismus eine Stützhülse (43) aufweist, auf welcher der Steuerkolben (39) verschiebbar geführt ist, wobei der Schaltmechanismus weiterhin einen zumindest abschnittsweise in der Stützhülse (43) geführten und mit einer Druckfeder (45) zusammenwirkenden Druckkolben (46) aufweist, und wobei der Schaltmechanismus weiterhin mindestens ein mit dem Steuerkolben (39), dem Druckkolben (46) und der Stützhülse (43) zusammenwirkendes Rastierelement (47) aufweist, über welches der Steuerkolben (39) in der zweiten Schaltstellung rastierbar ist.Switching valve (36) for an internal combustion engine, which has an adjustable compression ratio, namely for controlling a hydraulic oil flow, in particular for an eccentric adjusting device of the internal combustion engine, with a with a return spring (40) cooperating control piston (39) which controls the hydraulic oil flow depending on its switching position , And with a switching mechanism for the control piston (39), via which the control piston (39) is displaceable between switching positions, namely between a first switching position, in which the control piston (39) by a spring force, the return spring (40) is displaceable, and a second switching position, in which the control piston (39) against the spring force of the return spring (40) is displaceable, wherein the switching mechanism comprises a support sleeve (43) on which the control piston (39) is displaceably guided, wherein the switching mechanism further comprises an at least partially in the support sleeve (43) guided and with a compression spring (45) cooperating pressure piston (46), and wherein the switching mechanism further comprises at least one with the control piston (39), the pressure piston (46) and the support sleeve (43) cooperating detent element (47) , via which the control piston (39) can be latched in the second switching position.

Description

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 10. 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 10.

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, wobei die Funktion des Umschaltventils 29 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, with the function of the switching valve 29 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, 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. 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 return spring 33 and a control piston 34 shown schematically. 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 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. To of the DE 10 2010 016 037 A1 the control piston of the switching valve is displaceable or switchable by a switching mechanism, namely between a first switching position, in which the control piston is pressed by the return spring, and a second switching position, in which the control piston must be displaced against the spring force of the return spring. The switching mechanism has, in addition to the actuating element and the return spring on a control sleeve and a rotating element. The actuating element presses oil pressure-dependent against the rotating element, namely depending on a hydraulic oil pressure prevailing in a pressure chamber which is delimited by the actuating element and in which a hydraulic oil pressure can be provided which serves for the displacement and thus the switching of the control piston. The hydraulic oil pressure which serves for the switching of the control piston is also referred to as switching pressure. For displacement of the control piston in the second switching position against the spring force of the return spring and for holding the same in the second switching position must after the DE 10 2010 016 037 A1 the switching pressure can be raised permanently. This is a disadvantage.

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 provide a novel switching valve for an internal combustion engine with an adjustable compression ratio and an internal combustion engine with such a switching valve.

Diese Aufgabe wird durch ein Umschaltventil gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a switching valve according to claim 1.

Erfindungsgemäß weist der Schaltmechanismus eine Stützhülse auf, auf welcher der Steuerkolben verschiebbar geführt ist, wobei der Schaltmechanismus weiterhin einen zumindest abschnittsweise in der Stützhülse geführten und mit einer Druckfeder zusammenwirkenden Druckkolben aufweist, und wobei der Schaltmechanismus weiterhin mindestens ein mit dem Steuerkolben, dem Druckkolben und der Stützhülse 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. According to the invention, the switching mechanism has a support sleeve on which the control piston is displaceably guided, wherein the switching mechanism further comprises a at least partially guided in the support sleeve and cooperating with a compression spring pressure piston, and wherein the switching mechanism further at least one with the control piston, the pressure piston and the Support sleeve cooperating Rastierelement, via which the control piston is latched in the second switching position. To shift the control piston in the second switching position against the spring force of the return spring, the switching pressure must be raised only briefly. The holding of the control piston in the second switching position, however, is carried out by the or each Rastierelement, so then the switching pressure can be lowered again.

Vorzugsweise ist die Stützhülse feststehend ausgebildet, wobei der auf der Stützhülse geführte Steuerkolben abhängig von der Federkraft der Rückstellfeder und abhängig von einem am Steuerkolben anliegenden Steuerdruck zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung relativ zur Stützhülse verlagerbar ist, und wobei der in der Stützhülse geführte Druckkolben abhängig von einer Federkraft der Druckfeder und abhängig von dem ebenfalls am Druckkolben anliegenden Steuerdruck ebenfalls relativ zur Stützhülse verlagerbar ist. Diese Ausgestaltung des Schaltmechanismus ist einfach und zuverlässig. Preferably, the support sleeve is formed stationary, wherein the guided on the support sleeve control piston is displaceable relative to the support sleeve depending on the spring force of the return spring and dependent on a control piston applied to the control pressure between the first switching position and the second switching position, and wherein the guided in the support sleeve pressure piston Depending on a spring force of the compression spring and depending on the also applied to the pressure piston control pressure also relative to the support sleeve is displaced. This embodiment of the switching mechanism is simple and reliable.

Vorzugsweise nehmen in der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens der Druckkolben und das oder jedes Rastierelement eine erste Position ein, in welcher das oder jedes Rastierelement nach radial innen verlagert ist und den Steuerkolben nicht rastiert, wohingegen in der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens der Druckkolben und das oder jedes Rastierelement eine zweite Position einnehmen, in welcher das oder jedes Rastierelement nach radial außen verlagert ist und den Steuerkolben rastiert. Bei der Verlagerung des Steuerkolbens von der ersten in die zweite Schaltstellung sind der Druckkolben und das oder jedes Rastierelement von der ersten in die zweite Position überführbar, wohingegen bei der Verlagerung des Steuerkolbens von der zweiten in die erste Schaltstellung der Druckkolben und das oder jedes Rastierelement von der zweiten in die erste Position überführbar sind. In der ersten Position des Druckkolbens und des oder jedes Rastierelements ist das oder jedes Rastierelement nach radial innen in eine Nut im Druckkolben hineinragt, wohingegen in der zweiten 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 ist. Diese Ausgestaltung des Schaltmechanismus ist einfach und zuverlässig. Preferably take in the first switching position of the control piston of the pressure piston and the or each Rastierelement a first position in which the or each Rastierelement is displaced radially inward and does not latch the control piston, whereas in the second switching position of the control piston of the pressure piston and the or each Rastierelement occupy a second position in which the or each locking element is displaced radially outward and rests the control piston. During the displacement of the control piston from the first to the second switching position of the pressure piston and the or each Rastierelement be transferred from the first to the second position, whereas in the displacement of the control piston from the second to the first switching position of the pressure piston and the or each Rastierelement of the second can be converted into the first position. In the first position of the plunger and the or each Rastierelements the or each Rastierelement projects radially inward into a groove in the pressure piston, whereas in the second of the plunger and the or each Rastierelements the or each Rastierelement radially outwardly from the groove of the plunger out is displaced and protrudes into a groove of the control piston. This embodiment of the switching mechanism is simple and reliable.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Druckfeder und die Rückstellfeder derart ausgelegt, dass zur Verlagerung des Druckkolbens entgegen der Federkraft der Druckfeder ein geringerer Druck erforderlich ist als zur Verlagerung des Steuerkolbens entgegen der Federkraft der Rückstellfeder. Hierdurch ist es möglich, das Umschaltverhalten des Schaltmechanismus weiter zu verbessern. According to an advantageous embodiment of the invention, the compression spring and the return spring are designed such that for displacement of the pressure piston against the spring force of the compression spring, a lower pressure is required than for displacement of the control piston against the spring force of the return spring. This makes it possible to further improve the switching behavior of the switching mechanism.

Der Verbrennungsmotor ist in Patentanspruch 10 definiert. The internal combustion engine is defined in claim 10.

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 der 2 in einer zweiten Schaltstellung desselben; 3 a cross section through the switching valve of the invention 2 in a second switching position thereof;

4 eine Pleuelstange mit einem an derselben verbauten Umschaltventil; 4 a connecting rod with a switching valve installed on the same;

5 ein Detail der 6; 5 a detail of 6 ;

6 das erfindungsgemäße Umschaltventil der 2 zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der ersten Schaltstellung des Umschaltventils; 6 the switching valve of the invention 2 together with hydraulic chambers, which cooperate with the eccentric rods, in the first switching position of the switching valve;

7 das erfindungsgemäße Umschaltventil der 2 zusammen mit Hydraulikkammern, die mit den Exzenterstangen zusammenwirken, in der zweiten Schaltstellung des Umschaltventils; 7 the switching valve of the invention 2 together with hydraulic chambers, which cooperate with the eccentric rods, in the second switching position of the changeover valve;

8 einen Querschnitt durch ein alternatives erfindungsgemäßes Umschaltventil in einer ersten Schaltstellung desselben; 8th a cross section through an alternative changeover valve according to the invention in a first switching position thereof;

9 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Umschaltventil der 8 in einer zweiten Schaltstellung desselben; und 9 a cross section through the switching valve of the invention 8th in a second switching position thereof; and

10 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Umschaltventils. 10 a diagram illustrating the operation of the switching valve according to the invention.

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. 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. 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 basic structure 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 grips with its bung eye 11 such on a crankshaft journal of the crankshaft, that between the crankshaft journal and the eye bearing eye 11 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. The eccentric adjusting device 13 has eccentric bars 15 and 16 depending on a in cooperating with the eccentric 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 the respective connecting rod via hydraulic oil lines 24 . 25 supplied with hydraulic oil, with check valves 26 . 27 a return flow of the oil in the hydraulic oil lines 24 . 25 prevent. The adjustment of the eccentric adjustment 13 is initiated by the action of mass and load forces of the internal combustion engine.

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, 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. In a recess or bore 28 the connecting rod 10 is a switching valve 36 recorded, wherein the switching position of the switching valve 36 determines which of the hydraulic chambers 22 . 23 filled with hydraulic oil and which of the hydraulic chambers 22 . 23 is emptied. The hydraulic chambers 22 . 23 are above fluid lines 30 . 31 with the recess or bore 28 in contact, which is the switching valve 36 receives. The present invention relates to details of the switching valve 36 ,

2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt durch ein erstes 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. 2 and 3 each show a cross section through a first inventive switching valve 36 for an internal combustion engine having an adjustable compression ratio, wherein 2 the changeover valve 36 in a first switching position and 3 the changeover valve 36 in a second switching position shows.

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. In 6 and 7 is the switching valve according to the invention 36 in a schematic hydraulic scheme, in each case in combination with the hydraulic chambers 22 and 23 shown in which the eccentric rods 15 . 16 the eccentric adjusting device 13 associated piston 20 . 21 are guided, wherein the hydraulic chambers 22 and 23 over the fluid lines 30 and 31 with the switching valve 36 are coupled, and wherein depending on the switching position of the switching valve 36 one of the two hydraulic chambers 22 and 23 can be emptied or vented.

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. Then, if like in 2 and 6 shown, the switching valve 36 assumes a first switching position, terminals A and A * of the switching valve 36 shorted, so that then the hydraulic chamber 23 can be vented. Then, however, when the switching valve 36 the second switching position of 3 and 7 are connections B and B * of the switching valve 36 shorted, in which case the hydraulic chamber 22 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. 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. According to 6 and 7 is the fluid line 30 to port B and the fluid line 31 to port A of the changeover valve 36 coupled, wherein at the terminals A * and B * hydraulic lines 37 and 38 attack on which in the embodiment shown in each case applied engine oil pressure. The hydraulic chambers 22 and 23 can therefore be dependent on the switching position of the switching valve 36 be emptied or vented against the engine oil pressure. It should be noted at this point that at the connection A * and thus on the hydraulic line 37 not necessarily engine oil pressure must be present. The connection A * can also be vented to the outside or in the direction of the engine block or engine compartment. At port B *, however, the engine oil pressure is applied. The pressure at port B * determines a control pressure of the changeover valve 36 ,

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. The changeover valve 36 has a control piston 39 on, in the first switching position of the switching valve 36 according to 2 and 6 the Connections A and A * in the direction of the arrow 57 connects to each other and the ports B and B * separated from each other, whereas the control piston 39 in the second switching position according to 3 and 7 the connections A and A * are separated from each other and the connections B and B * in the direction of the arrow 58 couples together or short circuits.

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. The control piston 39 the changeover valve 36 is displaceable by a switching mechanism or switchable or actuated. The present invention relates to details of the switching mechanism of the switching valve 36 ,

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. The switching mechanism for the control piston 39 the switching valve according to the invention 36 includes a return spring 40 , wherein the return spring 40 due to their spring force the control piston 39 in the in 2 and 6 shown first switching position presses.

In der in 2 und 6 gezeigten ersten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 kommt derselbe an einer ersten Gehäusestirnwand 41 eines Gehäuses 42 zur Anlage. In the in 2 and 6 shown first switching position of the control piston 39 it comes to a first housing end wall 41 a housing 42 to the plant.

Der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 umfasst weiterhin eine Stützhülse 43, wobei der Steuerkolben 39 auf der Stützhülse 43 verschiebbar und gegebenenfalls drehbar geführt ist. Die Stützhülse 43 ist feststehend 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 der Stützhülse 43 geführten und mit einer Druckfeder 45 zusammenwirkenden Druckkolben 46. Der Druckkolben 46 ist innerhalb der feststehenden Stützhülse 43 angeordnet und relativ zur feststehenden Stützhülse 43 verlagerbar. Ferner verfügt der Schaltmechanismus für den Steuerkolben 39 über mindestens ein mit dem Steuerkolben 39, dem Druckkolben 46 und der Stützhülse 43 zusammenwirkendes Rastierelement 47. Über das oder jedes Rastierelement 47 kann der Steuerkolben 39 in einer zweiten Schaltstellung (siehe 3, 7) rastiert werden. The switching mechanism for the control piston 39 further comprises a support sleeve 43 , wherein the control piston 39 on the support sleeve 43 slidably and optionally guided rotatably. The support sleeve 43 is fixed and extends in the embodiment of 2 and 3 continuous between the first housing end wall 41 and an opposite second housing end wall 44 , The switching mechanism for the control piston 39 further includes one in the support sleeve 43 guided and with a compression spring 45 cooperating pressure piston 46 , The pressure piston 46 is inside the fixed support sleeve 43 arranged and relative to the stationary support sleeve 43 displaced. Furthermore, the switching mechanism has the control piston 39 via at least one with the control piston 39 , the pressure piston 46 and the support sleeve 43 cooperating Rastierelement 47 , About the or each Rastierelement 47 can the spool 39 in a second switching position (see 3 . 7 ) be rastiert.

Wie bereits ausgeführt, ist die Stützhülse 43, die sich im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 zwischen den Gehäusestirnwänden 41 und 44 des Gehäuses 42 des Umschaltventils 36 erstreckt, feststehend ausgebildet. Der auf der feststehenden Stützhülse 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 zur feststehenden Stützhülse 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. As already stated, the support sleeve 43 , which in the embodiment of the 2 and 3 between the housing end walls 41 and 44 of the housing 42 the changeover valve 36 extends, formed fixed. The on the stationary support sleeve 43 guided control pistons 39 is dependent on the spring force of the return spring 40 and depending on the control piston 39 applied control pressure between the first switching position of 2 . 6 and the second switching position of 3 and 7 relative to the stationary support sleeve 43 displaced. The return spring 40 relies according to 2 and 3 on the one hand on the control piston 39 and on the other hand on the housing end wall 44 of the housing 42 the changeover valve 36 from.

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. The control pressure, as well as the spring force of the return spring 40 on the control piston 39 acts, lies in a pressure chamber 48 on, between the spool 39 and the housing end wall 41 of the housing 42 the changeover valve 36 formed and connected to the port B * of the switching valve 36 permanently coupled.

Der in der Stützhülse 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, wobei gemäß 2 und 3 in die Steuerhülse 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 gekoppelt ist. In den Druckräumen 48, 50 herrschen identische Druckverhältnisse, nämlich der Druck am Anschluss B* des Umschaltventils 36. Das Ausbreiten des Drucks am Anschluss B* in die Druckräumen 48, 50 ist in 6, 7 durch Pfeile 56 visualisiert. Der mit dem Steuerkolben 39 zusammenwirkende Druckraum 48 und der mit dem Druckkolben 46 zusammenwirkende Druckraum 50 sind über die Ausnehmungen 49 in der Stützhülse 43 permanent gekoppelt, nämlich sowohl in den Schaltstellungen des Steuerkolbens 39 sowie bei der Überführung des Steuerkolbens 39 zwischen seinen Schaltstellungen. The one in the support sleeve 43 guided pressure piston 46 is dependent on the spring force of the compression spring 45 and also dependent on the control pressure in the pressure chamber 48 abuts, relative to the support sleeve 43 relocatable, according to 2 and 3 in the control sleeve 43 recesses 49 are introduced, over which the between the control piston 39 and the housing end wall 41 formed pressure chamber 48 with one between the plunger 46 and the housing end wall 41 formed pressure chamber 50 is coupled. In the pressure chambers 48 . 50 There are identical pressure conditions, namely the pressure at port B * of the changeover valve 36 , Spreading the pressure at port B * into the pressure chambers 48 . 50 is in 6 . 7 through arrows 56 visualized. The with the control piston 39 cooperating pressure chamber 48 and with the pressure piston 46 cooperating pressure chamber 50 are about the recesses 49 in the support sleeve 43 permanently coupled, namely both in the switching positions of the control piston 39 as well as during the transfer of the control piston 39 between his switch positions.

In der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 (siehe 2 und 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. In the first switching position of the control piston 39 (please refer 2 and 6 ), in which the control piston 39 by the spring force of the return spring 40 against the housing end wall 41 the changeover valve 36 is pressed, the pressure piston takes 46 and the or each locking element 47 a first position in which the or each detent element 47 is displaced radially inward and the control piston 39 not rested. In this position of the control piston 39 as well as the first position of the pressure piston 46 protrudes the or each Rastierelement 47 radially inward into a groove 51 in the pressure piston 46 into it.

In der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens 39 (siehe 3 und 7) nimmt der Druckkolben 46 und das oder jedes Rastierelement 47 eine zweite Position ein, in welcher das oder jedes Rastierelement 47 nach radial außen verlagert ist und den Steuerkolben 39 in seiner zweiten Schaltstellung rastiert. 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. In the second switching position of the control piston 39 (please refer 3 and 7 ) takes the pressure piston 46 and the or each locking element 47 a second position in which the or each detent element 47 is displaced radially outward and the control piston 39 rests in its second switching position. In the second switching position of the control piston 39 and the second position of the pressure piston 46 is the or each Rastierelement 47 radially outward of the groove 51 displaced out of the plunger and protrudes into a groove 52 of the control piston 39 in, so the control piston 39 to engage in its second switching position.

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 den über die Ausnehmungen 49 in der Stützhülse 43 gekoppelten Druckkammern 48 und 50 ein Schaltdruck aufgebaut, der einerseits den Steuerkolben 39 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 40 und andererseits den Druckkolben 46 entgegen der Federkraft der Druckfeder 45 verlagert, wobei die Verlagerung des Druckkolbens 46 versucht, die Rastierelemente 47 nach radial außen zu verlagern. Then, when the control piston 39 starting from his in 2 and 6 shown first switching position in the in 3 and 7 shown second switching position is to be transferred via the terminal B * in the on the recesses 49 in the support sleeve 43 coupled pressure chambers 48 and 50 a switching pressure built on the one hand the control piston 39 against the spring force of the return spring 40 and on the other hand the pressure piston 46 against the spring force of the compression spring 45 shifted, with the displacement of the pressure piston 46 tried the locking elements 47 to shift radially outward.

Gemäß 2 und 3 greifen dabei 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. According to 2 and 3 grip the Rastierelemente 47 in recesses 55 in the stationary support sleeve 43 a, wherein when the groove 52 of the control piston 39 with the recesses 55 in the support sleeve 43 Aligns, the plunger 46 the Rastierelemente 47 radially outward into the groove 52 in the control piston 39 pushes. It is then according to 3 and 7 the Rastierelemente 47 on a lateral surface of the pressure piston 46 on and are partially opposite the support sleeve 43 radially outward, so that they are in the groove 52 in the control piston 39 intervention.

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. During the displacement of the control piston 39 from the in 2 and 6 shown first switching position in the in 3 and 7 shown second switching position are therefore the Rastierelemente 47 in its second position radially outwardly transferred, in the opposite displacement of the control piston 39 from the in 3 and 7 shown second switching position in the in 2 and 6 shown first switching position are the Rastierelemente 47 radially inward into the first position can be transferred.

Bei dem erfindungsgemäßen Umschaltventil 36 muss demnach 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, wobei jedoch dieser Steuerdruck nach Überführung der Rastierelemente 47 in die in 3 und 7 gezeigte zweite Position nicht aufrechterhalten werden muss, um den Steuerkolben 39 in seiner zweiten Schaltstellung zu halten. Vielmehr wird der Steuerkolben 39 in der zweiten Schaltstellung durch die Rastierelemente 47 rastiert. In the switching valve according to the invention 36 must therefore for the transfer of the control piston 39 from the in 2 and 6 shown first switching position in the in 3 and 7 shown second switching position in the pressure chambers 48 . 50 via the port B * a control pressure can be built up to the control piston 39 and the plunger 46 against the spring forces of return spring 40 and compression spring 45 to shift, but this control pressure after transfer of Rastierelemente 47 in the in 3 and 7 shown second position does not have to be maintained around the spool 39 to hold in its second switching position. Rather, the control piston 39 in the second switching position by the Rastierelemente 47 detented.

Die Druckfeder 45 und die Rückstellfeder 40 sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass zur Verlagerung des Druckkolbens 46 entgegen der Federkraft der Druckfeder 45 ein geringerer Druck erforderlich ist als zur Verlagerung des Steuerkolbens 39 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 40. Hierdurch ist es möglich, den Schaltdruck in den Druckkammern 48, 50 abzusenken, ohne dass der Steuerkolben 39 zurückschalten kann, da sich der Druckkolben 46 auch nach Druckabsenkung des Steuerdrucks noch in der zweiten Position der 3 und 7 befindet. Die die Stützhülse 43 durchdringenden Rastierelemente 47 verhindern ein Zurückschalten des Steuerkolbens 39 in die erste Schaltstellung. The compression spring 45 and the return spring 40 are preferably designed such that for the displacement of the pressure piston 46 against the spring force of the compression spring 45 a lower pressure is required than for the displacement of the control piston 39 against the spring force of the return spring 40 , This makes it possible, the switching pressure in the pressure chambers 48 . 50 lower without the spool 39 can switch back, as the pressure piston 46 even after pressure reduction of the control pressure in the second position of the 3 and 7 located. The support sleeve 43 penetrating Rastierelemente 47 prevent a return of the control piston 39 in the first switching position.

Erst dann, wenn der Steuerdruck in den Druckkammern 48, 50 weiter abgesenkt wird, kann die Federkraft der Druckfeder 45 den Druckkolben 46 wieder in seine erste Position der 2, 6 verlagern, wobei dann die Rastierelemente 47 wieder nach radial innen verlagert werden und aus der Nut 52 im Steuerkolben 39 heraus bewegt werden. Hierdurch wird dann die Rastierung des Steuerkolbens 39 gelöst und der Steuerkolben 39 bewegt sich zurück in seine erste Schaltstellung der 2 und 6. Only then, when the control pressure in the pressure chambers 48 . 50 is further lowered, the spring force of the compression spring 45 the pressure piston 46 back to his first position 2 . 6 shift, in which case the Rastierelemente 47 be relocated radially inward and out of the groove 52 in the control piston 39 to be moved out. As a result, then the detent of the control piston 39 solved and the spool 39 moves back to its first switching position the 2 and 6 ,

10 zeigt über der Zeit t einen Druckverlauf des Steuerdrucks P in den Druckkammern 48, 50, also des Druckverlaufs am Anschluss B*, wobei zum Zeitpunkt t1 der in den Druckkammern 48, 50 herrschende Steuerdruck über ein Niveau PX angehoben wird, um den Steuerkolben 39 ausgehend von der ersten Schaltstellung der 2, 6 in die zweite Schaltstellung der 3, 7 zu überführen. Dabei wird das Druckniveau des Steuerdrucks P lediglich kurzzeitig für das Zeitintervall Δt1 über das Niveau PX angehoben, da nach Überführung des Steuerkolbens 39 in seine zweite Schaltstellung der 3, 7 derselbe in dieser zweiten Schaltstellung durch die Rastierelemente 47 rasiert wird. 10 shows over the time t a pressure profile of the control pressure P in the pressure chambers 48 . 50 , So the pressure curve at port B *, wherein at the time t1 in the pressure chambers 48 . 50 prevailing control pressure is raised above a level PX to the control piston 39 starting from the first switching position of 2 . 6 in the second switching position of 3 . 7 to convict. In this case, the pressure level of the control pressure P is raised only briefly for the time interval .DELTA.t1 on the level PX, since after the transfer of the control piston 39 in its second switching position of 3 . 7 the same in this second switching position by the Rastierelemente 47 shaved.

Zum Zeitpunkt t2 erfolgt ein Rückschalten des Steuerkolbens 39 von der zweiten Schaltstellung der 3, 7 in die erste Schaltstellung der 2, 6, wozu der Steuerdruck P unter ein Niveau PY gesenkt wird, so dass dann die Federkraft der Druckfeder 45 den Druckkolben 46 zurück in seine erste Position verlagern kann, um die Rastierelemente 47 nach radial innen in die Nut 51 des Druckkolbens 46 zu verlagern und außer Eingriff mit der Nut 52 des Steuerkolbens 39 zu bringen. Die Absenkung des Steuerdrucks P unter das Niveau PY erfolgt für ein Zeitintervall t2. At the time t2 there is a switch back of the control piston 39 from the second switching position of 3 . 7 in the first switching position of 2 . 6 for which the control pressure P is lowered below a level PY, so that then the spring force of the compression spring 45 the pressure piston 46 can shift back to its first position to the Rastierelemente 47 radially inward into the groove 51 of the pressure piston 46 to shift and out of engagement with the groove 52 of the control piston 39 bring to. The lowering of the control pressure P below the level PY takes place for a time interval t2 ,

In 10 nimmt demnach das Umschaltventil 36 bzw. der Steuerkolben 39 vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 seine erste Schaltstellung der 2 und 6 ein, zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 nimmt der Steuerkolben 39 seine zweite Schaltstellung der 3 und 7 ein, wobei zum Zeitpunkt 1 durch Anheben des Steuerdrucks P über das Niveau PX ein Umschalten des Steuerkolbens 39 von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung und zum Zeitpunkt t2 durch Absenken des Steuerdrucks unter das Niveau PY ein Umschalten des Steuerkolbens 39 zwischen der zweiten Schaltstellung und der ersten Schaltstellung erfolgt. In 10 takes the changeover valve 36 or the control piston 39 before the time t1 and after the time t2 its first switching position the 2 and 6 one, between times t1 and t2 takes the control piston 39 its second switching position the 3 and 7 one, being at the time 1 by raising the control pressure P above the level PX, a switching of the control piston 39 from the first shift position to the second Switch position and at the time t2 by lowering the control pressure below the level PY, a switching of the control piston 39 takes place between the second switching position and the first switching position.

Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Umschaltventils 36 zeigen 8 und 9, wobei der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise des Umschaltventils der 8 und 9 dem Umschaltventil der 2 und 3 entsprechen, so dass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden und nachfolgend nur auf solche Details eingegangen wird, durch die sich das Ausführungsbeispiel der 8 und 9 vom Ausführungsbeispiel der 2 und 3 unterscheidet. A modification of the switching valve according to the invention 36 demonstrate 8th and 9 , Wherein the basic structure and the basic operation of the switching valve of the 8th and 9 the switching valve of the 2 and 3 correspond, so that the same reference numerals are used to avoid unnecessary repetition for the same components and will be discussed below only on such details, by which the embodiment of the 8th and 9 from the embodiment of 2 and 3 different.

In Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist der Druckkolben 46 nur abschnittsweise in der Stützhülse 43 geführt, so dass sich demnach die Stützhülse 43 im Ausführungsbeispiel der 8 und 9 nicht vollständig zwischen den beiden Gehäusestirnwänden 41, 44 des Gehäuses 42 des Umschaltventils 36 erstreckt, sondern lediglich abschnittsweise. In embodiment of the 8th and 9 is the pressure piston 46 only in sections in the support sleeve 43 guided, so that accordingly the support sleeve 43 in the embodiment of 8th and 9 not completely between the two housing end walls 41 . 44 of the housing 42 the changeover valve 36 extends, but only in sections.

Die Ausführungsform der 8 und 9 verfügt dabei über den Vorteil, dass dieselbe nicht nur einfacher ist, sondern darüber hinaus eine höhere Anzahl an als Rastierkugeln ausgebildeten Rastierelementen 47 zum Einsatz kommen können, als dies im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 der Fall ist. The embodiment of the 8th and 9 has the advantage that the same is not only simpler, but also a higher number of Rastierkugeln designed as Rastierelementen 47 can be used as this in the embodiment of 2 and 3 the case is.

Im Ausführungsbeispiel der 8 und 9 füllen die als Rastierkugeln 47 ausgebildeten Rastierelemente die Nut 51 im Druckkolben 46 in Umfangsrichtung gesehen vollständig aus. Dies vereinfacht die Montage des Umschaltventils 36, ferner kann sich die Federkraft der Rückstellfeder 40 auf einer größeren Anzahl an Rastierelementen 47 abstützen, wodurch die Lebensdauer des Umschaltventils 36 erhöht wird. In the embodiment of 8th and 9 fill the as Rastierkugeln 47 trained Rastierelemente the groove 51 in the pressure piston 46 In the circumferential direction completely off. This simplifies the assembly of the changeover valve 36 , Further, the spring force of the return spring 40 on a larger number of Rastierelementen 47 support, reducing the life of the switching valve 36 is increased.

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. 4 illustrates the installation position of the switching valve according to the invention 36 in a connecting rod 10 adjacent to the bearing eye 11 , wherein at the hub bearing eye 11 a groove 53 is formed with the hydraulic oil lines 24 and 25 communicates and over in the direction of the arrow 54 Hydraulic oil from the hub bearing eye 11 the hydraulic chambers 22 and 23 can be supplied.

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. Preferably, the switching valve according to the invention 26 like a cartridge in a corresponding recess 28 in the connecting rod 10 used. This has the advantage that the switching valve 36 can be pre-assembled as a unit and in a later assembly only in the connecting rod 10 must be pressed. In the field of such a switching valve 36 receiving recess 28 the connecting rod 10 are only relatively simple processing, for example by forming connections between the recess 28 and the hydraulic chambers 22 and 23 required. This allows the connecting rod 10 easy to be made.

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Claims (10)

Umschaltventil für einen Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, nämlich zum Steuern eines Hydraulikölstroms insbesondere für eine Exzenter-Verstelleinrichtung des Verbrennungsmotors, mit einem mit einer Rückstellfeder (40) zusammenwirkenden Steuerkolben (39), der abhängig von seiner Schaltstellung den Hydraulikölstrom steuert, und mit einem Schaltmechanismus für den Steuerkolben (39), über welchen der Steuerkolben (39) zwischen Schaltstellungen verlagerbar ist, nämlich zwischen einer ersten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben (39) durch eine Federkraft der Rückstellfeder (40) verlagerbar ist, und einer zweiten Schaltstellung, in welche der Steuerkolben (39) entgegen der Federkraft der Rückstellfeder (40) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus eine Stützhülse (43) aufweist, auf welcher der Steuerkolben (39) verschiebbar geführt ist, dass der Schaltmechanismus weiterhin einen zumindest abschnittsweise in der Stützhülse (43) geführten und mit einer Druckfeder (45) zusammenwirkenden Druckkolben (46) aufweist, und dass der Schaltmechanismus weiterhin mindestens ein mit dem Steuerkolben (39), dem Druckkolben (46) und der Stützhülse (43) zusammenwirkendes Rastierelement (47) aufweist, über welches der Steuerkolben in der zweiten Schaltstellung rastierbar ist. Switching valve for an internal combustion engine, which has an adjustable compression ratio, namely for controlling a hydraulic oil flow, in particular for an eccentric adjusting device of the internal combustion engine, with one having a return spring ( 40 ) cooperating control piston ( 39 ), which controls the hydraulic oil flow depending on its switching position, and with a control mechanism for the control piston ( 39 ) over which the control piston ( 39 ) is displaceable between switching positions, namely between a first switching position, in which the control piston ( 39 ) by a spring force of the return spring ( 40 ) is displaceable, and a second switching position, in which the control piston ( 39 ) against the spring force of the return spring ( 40 ) is displaceable, characterized in that the switching mechanism is a support sleeve ( 43 ), on which the control piston ( 39 ) is displaceably guided, that the switching mechanism further at least partially in the support sleeve ( 43 ) and with a compression spring ( 45 ) cooperating pressure piston ( 46 ), and that the switching mechanism further comprises at least one with the control piston ( 39 ), the pressure piston ( 46 ) and the support sleeve ( 43 ) cooperating Rastierelement ( 47 ), via which the control piston can be latched in the second switching position. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (43) feststehend ausgebildet ist, dass der auf der Stützhülse (43) geführte Steuerkolben (39) abhängig von der Federkraft der Rückstellfeder (40) und abhängig von einem am Steuerkolben (39) anliegenden Steuerdruck zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung relativ zur Stützhülse (43) verlagerbar ist, und dass der in der Stützhülse (43) geführten Druckkolben (46) abhängig von einer Federkraft der Druckfeder (45) und abhängig von dem ebenfalls am Druckkolben (46) anliegenden Steuerdruck ebenfalls relativ zur Stützhülse (43) verlagerbar ist. Change-over valve according to claim 1, characterized in that the support sleeve ( 43 ) is fixed, that the on the support sleeve ( 43 ) guided control pistons ( 39 ) depending on the spring force of the return spring ( 40 ) and depending on one on the control piston ( 39 ) applied control pressure between the first switching position and the second switching position relative to the support sleeve ( 43 ) is displaceable, and that in the support sleeve ( 43 ) guided pressure piston ( 46 ) depending on a spring force of the compression spring ( 45 ) and depending on which also on the pressure piston ( 46 ) adjacent control pressure also relative to the support sleeve ( 43 ) is displaceable. Umschaltventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Steuerkolben (39) zusammenwirkender Druckraum (48) und ein mit dem Druckkolben (46) zusammenwirkender Druckraum (50) über mindestens eine Ausnehmung (49) in der Stützhülse (43) permanent gekoppelt sind, nämlich sowohl in der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) als auch in der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) sowie bei der Überführung des Steuerkolbens (39) zwischen seinen Schaltstellungen. Change-over valve according to claim 1 or 2, characterized in that one with the control piston ( 39 ) cooperating pressure space ( 48 ) and one with the pressure piston ( 46 ) cooperating pressure space ( 50 ) via at least one recess ( 49 ) in the support sleeve ( 43 ) are permanently coupled, namely both in the first switching position of the control piston ( 39 ) as well as in the second switching position of the control piston ( 39 ) and during the transfer of the control piston ( 39 ) between its switching positions. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) der Druckkolben (46) und das oder jedes Rastierelement (47) eine erste Position einnehmen, in welcher das oder jedes Rastierelement (47) nach radial innen verlagert ist und den Steuerkolben (39) nicht rastiert, dass in der zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) der Druckkolben (46) und das oder jedes Rastierelement (47) eine zweite Position einnehmen, in welcher das oder jedes Rastierelement (47) nach radial außen verlagert ist und den Steuerkolben (39) rastiert, und dass bei der Verlagerung des Steuerkolbens (39) von der ersten in die zweite Schaltstellung der Druckkolben (46) und das oder jedes Rastierelement (47) von der ersten in die zweite Position überführbar sind, wohingegen bei der Verlagerung des Steuerkolbens (39) von der zweiten in die erste Schaltstellung der Druckkolben (46) und das oder jedes Rastierelement (47) von der zweiten in die erste Position überführbar sind. Switching valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the first switching position of the control piston ( 39 ) the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelement ( 47 ) occupy a first position in which the or each Rastierelement ( 47 ) is displaced radially inward and the control piston ( 39 ) is not locked, that in the second switching position of the control piston ( 39 ) the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelement ( 47 ) occupy a second position, in which the or each Rastierelement ( 47 ) is displaced radially outward and the control piston ( 39 ) and that during the displacement of the control piston ( 39 ) from the first to the second switching position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelement ( 47 ) are transferable from the first to the second position, whereas during the displacement of the control piston ( 39 ) from the second to the first switching position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelement ( 47 ) can be transferred from the second to the first position. Umschaltventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position des Druckkolbens (46) und des oder jedes Rastierelements (47) das oder jedes Rastierelement (47) nach radial innen in eine Nut (51) im Druckkolben (46) hineinragt, und dass in der zweiten Position des Druckkolbens (46) und des oder jedes Rastierelements (47) das oder jedes Rastierelement (47) nach radial außen aus der Nut (51) des Druckkolbens (46) heraus verlagert ist und in eine Nut (55) des Steuerkolbens (39) hineinragt ist. Switching valve according to claim 4, characterized in that in the first position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelements ( 47 ) the or each Rastierelement ( 47 ) radially inward into a groove ( 51 ) in the pressure piston ( 46 protrudes, and that in the second position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelements ( 47 ) the or each Rastierelement ( 47 ) radially outward of the groove ( 51 ) of the pressure piston ( 46 ) is shifted out and into a groove ( 55 ) of the control piston ( 39 ) is protruding. Umschaltventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position des Druckkolbens (46) und des oder jedes Rastierelements (47) das oder jedes Rastierelement (37) abschnittsweise gegenüber der Stützhülse (43) nach radial innen vorsteht, und dass in der zweiten Position des Druckkolbens (46) und des oder jedes Rastierelements (47) das oder jedes Rastierelement (37) abschnittsweise gegenüber der Stützhülse (43) nach radial außen vorsteht. Switching valve according to claim 4 or 5, characterized in that in the first position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelements ( 47 ) the or each Rastierelement ( 37 ) in sections relative to the support sleeve ( 43 ) protrudes radially inward, and that in the second position of the pressure piston ( 46 ) and the or each Rastierelements ( 47 ) the or each Rastierelement ( 37 ) in sections relative to the support sleeve ( 43 ) protrudes radially outward. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Rastierelement (47) in einer Ausnehmung (55) der Stützhülse (43) geführt ist. Switching valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the or each Rastierelement ( 47 ) in a recess ( 55 ) of the support sleeve ( 43 ) is guided. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Rastierelement (47) als Rastierkugel ausgebildet ist. Switching valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the or each Rastierelement ( 47 ) is designed as Rastierkugel. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (45) und die Rückstellfeder (40) derart ausgelegt sind, dass zur Verlagerung des Druckkolbens (46) entgegen der Federkraft der Druckfeder (45) ein geringerer Druck erforderlich ist als zur Verlagerung des Steuerkolbens (39) entgegen der Federkraft der Rückstellfeder (40). Switching valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the compression spring ( 45 ) and the return spring ( 40 ) are designed such that for the displacement of the pressure piston ( 46 ) against the spring force of the compression spring ( 45 ) a lower pressure is required than for the displacement of the control piston ( 39 ) against the spring force of the return spring ( 40 ). Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, mit mindestens einem Zylinder und mit einer Kurbelwelle, an der mindestens eine Pleuelstange (10) angreift, wobei die oder jede Pleuelstange (10) ein Hublagerauge (11) zur Anbindung derselben an der Kurbelwelle, ein Pleuellagerauge (12) zur Anbindung derselben an einem Kolben eines Zylinders und eine Exzenter-Verstelleinrichtung (13) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge aufweist, wobei die jeweilige Exzenter-Verstelleinrichtung (13) Exzenterstangen (15, 16) aufweist, die von einem in mit den Exzenterstangen zusammenwirkenden Hydraulikkammern (22, 23) herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt sind, und wobei der in den Hydraulikkammern (22, 23) herrschende Hydraulikdruck über ein Umschaltventil (36) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist. Internal combustion engine having an adjustable compression ratio, with at least one cylinder and with a crankshaft, on which at least one connecting rod ( 10 ), wherein the or each connecting rod ( 10 ) a bung eye ( 11 ) for connecting the same to the crankshaft, a connecting rod eye ( 12 ) for connecting the same to a piston of a cylinder and an eccentric adjusting device ( 13 ) for adjusting an effective connecting rod length, wherein the respective eccentric adjusting device ( 13 ) Eccentric rods ( 15 . 16 ), which of a cooperating with the eccentric hydraulic chambers ( 22 . 23 ) prevailing hydraulic pressure are applied, and wherein the in the hydraulic chambers ( 22 . 23 ) prevailing hydraulic pressure via a switching valve ( 36 ) is adjustable, characterized in that the switching valve ( 36 ) is designed according to one of claims 1 to 9.
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