DE102015109924A1 - Piston for a connecting rod and connecting rod - Google Patents
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- F16C2360/00—Engines or pumps
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kolben (14), insbesondere für eine Pleuelstange (100) mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge, der in einer Hydraulikkammer (16) verschiebbar geführt ist und in dem eine Stützstange (18) der Exzenter-Verstelleinrichtung gelagert ist.
Erfindungsgemäß ist der Kolben (14) geteilt vorgesehen und weist einen Grundkörper (22) und einen darauf befestigten Ringkörper (24) auf, wobei mittels des Ringkörpers (24) ein Dichtring (26) auf dem Kolben befestigbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Pleuelstange (100) mit einem solchen Kolben (14) sowie eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Pleuelstange (100). The invention relates to a piston (14), in particular for a connecting rod (100) with an eccentric adjustment device for adjusting an effective connecting rod length, which is displaceably guided in a hydraulic chamber (16) and in which a support rod (18) of the eccentric adjusting device is mounted is.
According to the invention, the piston (14) is provided split and has a base body (22) and an annular body (24) mounted thereon, wherein a sealing ring (26) can be fastened on the piston by means of the annular body (24).
The invention further relates to a connecting rod (100) with such a piston (14) and an internal combustion engine with such a connecting rod (100).
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere für eine Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung sowie eine solche Pleuelstange mit einem solchen Kolben und eine Brennkraftmaschine. The invention relates to a piston, in particular for a connecting rod with an eccentric adjusting device, in particular for an internal combustion engine with variable compression and such a connecting rod with such a piston and an internal combustion engine.
Stand der Technik State of the art
Bei Brennkraftmaschinen wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine aus. Unter Verdichtungsverhältnis wird im Allgemeinen das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderraum nach der Verdichtung verstanden. Bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, insbesondere Ottomotoren, die ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ der Brennkraftmaschine vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich der Brennkraftmaschine, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich einer Brennkraftmaschine kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sind beispielsweise Systeme mit variabler Pleuellänge bekannt. In internal combustion engines, a high compression ratio has a positive effect on the efficiency of the internal combustion engine. Under compression ratio is generally understood the ratio of the entire cylinder space before compression to the remaining cylinder space after compression. In internal combustion engines with spark ignition, in particular gasoline engines, which have a fixed compression ratio, however, the compression ratio may only be selected so high that a so-called "knocking" of the internal combustion engine is avoided at full load operation. However, for the much more frequently occurring partial load range of the internal combustion engine, that is to say with low cylinder filling, the compression ratio could be selected with higher values without "knocking" occurring. The important part load range of an internal combustion engine can be improved if the compression ratio is variably adjustable. For the adjustment of the compression ratio, for example, systems with variable connecting rod length are known.
Aus der
Der Exzenter steht in Verbindung mit einem ersten und einem zweiten Hebel zur Verdrehung des Exzenters, wobei der erste Hebel mit einem ersten Dämpfungsvolumen und der zweite Hebel mit einem zweiten Dämpfungsvolumen gekoppelt sind. Die Dämpfungsvolumina umfassen Hubzylinder, die den Hauptanteil der Dämpfungsvolumina bilden. Dämpfungsvolumina umfassen auch Leitungen wie auch andere Elemente. Ein Dämpfungsvolumen wird auch durch das in einem Zylinder oder zylinderartig wirkenden Raumelement vorhandene Fluid gebildet. The eccentric is in communication with a first and a second lever for rotating the eccentric, wherein the first lever with a first damping volume and the second lever are coupled to a second damping volume. The damping volumes comprise lifting cylinders, which form the majority of the damping volumes. Damping volumes also include conduits as well as other elements. An attenuation volume is also formed by the fluid present in a cylinder or cylinder-like space element.
Eine Verbindung zwischen dem Exzenter und einem Hubkolben eines Hubzylinders wird mit Hilfe eines mit dem Exzenter verbundenen Hebels sowie einer Schubstange hergestellt. Es werden zwei Räume über zwei eingesetzte Hubkolben geschaffen, wobei für jede Drehrichtung ein Hubkolben zur Dämpfung eingesetzt wird. Die eingesetzten Räume sind über ein Rückschlagventil mit einem Druckölkreislauf verbunden. Dieses ist derart angeordnet, dass stets Öl in den Raum einfließen kann. So ist mit Hilfe von Ventilen, die im Pleuel angeordnet sind, jeweils ein Raum mit dem Kurbelraum verbunden ist, während der andere Raum über ein Ventil geschlossen bleibt. A connection between the eccentric and a reciprocating piston of a lifting cylinder is produced by means of a lever connected to the eccentric and a push rod. Two chambers are created via two inserted reciprocating pistons, whereby a reciprocating piston is used for damping for each direction of rotation. The rooms used are connected via a check valve with a pressure oil circuit. This is arranged in such a way that oil can always flow into the room. Thus, with the help of valves, which are arranged in the connecting rod, one room is connected to the crankcase, while the other room is closed by a valve.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kolben, insbesondere für eine Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge zu schaffen, welcher einfach zu montieren ist und gleichzeitig ein gutes Verschleißverhalten aufweist. An object of the invention is to provide a piston, in particular for a connecting rod with an eccentric adjusting device for adjusting an effective connecting rod length, which is easy to assemble and at the same time has a good wear behavior.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Pleuelstange für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einem solchen Kolben zu schaffen. Another object is to provide a connecting rod for a variable compression internal combustion engine with such a piston.
Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. The above objects are achieved with the features of the independent claims.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Es wird ein Kolben, insbesondere für eine Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge vorgeschlagen, der in einer Hydraulikkammer verschiebbar geführt ist und in dem eine Stützstange der Exzenter-Verstelleinrichtung gelagert ist. It is proposed a piston, in particular for a connecting rod with an eccentric adjusting device for adjusting an effective connecting rod length, which is guided displaceably in a hydraulic chamber and in which a support rod of the eccentric adjusting device is mounted.
Erfindungsgemäß ist der Kolben geteilt vorgesehen ist und weist einen Grundkörper und einen darauf befestigten Ringkörper auf, wobei mittels des Ringkörpers ein Dichtring auf dem Kolben befestigbar ist. According to the invention, the piston is provided split and has a base body and an annular body mounted thereon, wherein by means of the annular body a sealing ring on the piston can be fastened.
Der Kolben, der in der Hydraulikkammer verschiebbar geführt ist, ist mit der Stützstange verbunden, welche die Exzenter-Verstelleinrichtung betätigt. Dazu ist der Kolben mit der Stützstange so verbunden, dass die Stützstange durch die Bewegung des Kolbens nicht von dem Kolben abheben kann und somit immer eine Wirkverbindung zwischen den beiden Bauteilen besteht. Der Kolben wird in der Hydraulikkammer eng geführt, um möglichst wenig Leckage des Hydraulikfluids und damit Verluste der Exzenter-Verstelleinrichtung aufzuweisen. Dazu ist der Dichtring vorgesehen, der zweckmäßig auf dem äußeren Umfang des Kolbens angeordnet ist und den Spalt zwischen dem Umfang des Kolbens und einer Innenwand der Hydraulikkammer abdichtet. Der Dichtring soll seine Position auf dem Umfang des Kolbens während der Hubbewegung beibehalten. Gleichzeitig sollen Reibungsverluste bei der Bewegung des Kolbens möglichst niedrig sein. Der Dichtring soll deshalb von dem Hydraulikfluid auch eine Schmierwirkung erfahren. Um eine solch günstige Anordnung des Dichtrings auf der äußeren Oberfläche des Kolbens zu erhalten, ist der Kolben vorteilhaft in wenigstens zwei Teile aufgeteilt. Ein Grundkörper dient zur Lagerung der Stützstange sowie zur Aufnahme des Ringkörpers, der beispielsweise auf diesen Grundkörper aufgeschoben oder aufgepresst werden kann. Dieser Ringkörper dient gleichzeitig zur Befestigung des Dichtrings auf dem Kolben, indem beispielsweise der Dichtring auf einen Abschnittsbereich des Ringkörpers aufgeschoben wird und der Ringkörper mit dem Dichtring auf dem Grundkörper befestigt wird. Günstigerweise kann der Dichtring durch den Ringkörper gegen den Grundkörper gepresst werden, so dass der Dichtring dadurch spielfrei fixiert ist. Damit kann der Dichtring in einfacher Weise auf dem Kolben montiert werden und ist gleichzeitig verliersicher angeordnet. Ein Vorteil bei dieser Art der Montage des Dichtrings ist, dass der Dichtring für die Montage nicht aufgeweitet werden muss, sondern in seiner Sollform auf den Ringkörper aufgeschoben werden kann und diese Sollform auch beibehält. Damit lassen sich auch steife Dichtungsmaterialien zur Dichtung verwenden. The piston, which is guided displaceably in the hydraulic chamber, is connected to the support rod, which actuates the eccentric adjusting device. For this purpose, the piston with the support rod is connected so that the support rod can not lift off from the piston by the movement of the piston and thus always exists an operative connection between the two components. The piston is tightly guided in the hydraulic chamber to have as little leakage of the hydraulic fluid and thus losses of the eccentric adjusting device. For this purpose, the sealing ring is provided, which is expediently arranged on the outer circumference of the piston and the gap seals between the circumference of the piston and an inner wall of the hydraulic chamber. The sealing ring should maintain its position on the circumference of the piston during the lifting movement. At the same time friction losses during the movement of the piston should be as low as possible. The sealing ring should therefore also experience a lubricating effect of the hydraulic fluid. To obtain such a favorable arrangement of the sealing ring on the outer surface of the piston, the piston is advantageously divided into at least two parts. A base body serves to support the support rod and to receive the annular body, which can be pushed or pressed onto this base body, for example. This ring body also serves to attach the sealing ring on the piston, for example, by the sealing ring is pushed onto a portion region of the annular body and the ring body is attached to the sealing ring on the body. Conveniently, the sealing ring can be pressed by the ring body against the body, so that the sealing ring is thus fixed without play. Thus, the sealing ring can be mounted in a simple manner on the piston and is arranged at the same time captive. An advantage of this type of assembly of the sealing ring is that the sealing ring does not have to be expanded for assembly, but can be pushed in its desired shape on the annular body and this nominal shape also retains. This makes it possible to use even rigid sealing materials for sealing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtring auf dem Ringkörper angeordnet sein. Eine solche Anordnung des Dichtrings auf dem Ringkörper ist günstig, da der Dichtring so auf dem Ringkörper vormontierbar ist und zusammen mit dem Ringkörper gelagert und auch montiert werden kann. Dadurch wird die Montage vereinfacht. Außerdem wird die Gefahr, dass der Dichtring bei der Montage beschädigt wird, dadurch auch reduziert. Auch kann der Dichtring so vorzentriert werden. According to an advantageous embodiment, the sealing ring may be arranged on the annular body. Such an arrangement of the sealing ring on the ring body is favorable, since the sealing ring is pre-mounted on the ring body and can be stored together with the ring body and also mounted. This simplifies assembly. In addition, the risk that the sealing ring is damaged during assembly, thereby also reduced. Also, the sealing ring can be pre-centered so.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ringkörper als Pressring vorgesehen sein, welcher auf einen ringförmigen Absatz des Grundkörpers aufpressbar ist. Die Presspassung stellt eine sehr einfache und flexible Art dar, einen Körper an einem anderen Körper zu montieren und dabei eine feste und dauerhafte Verbindung einzugehen. Solche Verbindungen werden als sehr zuverlässig beurteilt. Insofern stellt diese Art der Montage des Ringkörpers auf dem Grundkörper, insbesondere auf dem ringförmigen Absatz des Grundkörpers eine sehr zuverlässige Montagemöglichkeit dar, welche auch unter bauraumtechnischen Gesichtspunkten günstig ist. According to an advantageous embodiment of the annular body may be provided as a press ring, which can be pressed onto an annular shoulder of the body. The press fit is a very simple and flexible way to mount a body to another body while forming a firm and lasting connection. Such compounds are judged to be very reliable. In this respect, this type of assembly of the annular body on the base body, in particular on the annular shoulder of the base body is a very reliable mounting option, which is also favorable from a space engineering point of view.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtring einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, wodurch eine gute Dichtwirkung bei gleichzeitig geringem Spalt zwischen Kolbenaußenfläche und Bohrung der Hydraulikkammer erreicht werden kann. Auch kann ein rechteckförmiger Querschnitt so eine breite Lauffläche der Dichtung auf der Gleitfläche der Bohrung der Hydraulikkammer bilden. Dadurch wird ein günstiges Verschleißverhalten bei gleichzeitig guter Dichtwirkung erzielt, was insgesamt zu einem effizienten Betrieb der Exzenter-Verstelleinrichtung beiträgt. According to an advantageous embodiment, the sealing ring may have a rectangular cross-section, whereby a good sealing effect can be achieved with a small gap between the piston outer surface and bore of the hydraulic chamber. Also, a rectangular cross section may form such a wide running surface of the seal on the sliding surface of the bore of the hydraulic chamber. As a result, a favorable wear behavior is achieved at the same time good sealing effect, which contributes to an overall efficient operation of the eccentric adjusting device.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtring in einer radial außen liegenden ringförmigen Ausnehmung des Ringkörpers angeordnet sein und nach der Montage des Ringkörpers auf dem Grundkörper in axialer Richtung zwischen dem Ringkörper und dem Grundkörper gehalten sein. Dadurch lässt sich eine spielfreie Anordnung des Dichtrings auf dem Ringkörper erreichen. Der Dichtring kann so auch günstig zwischen Grundkörper und Ringkörper gehalten werden, sodass der Dichtring beim Betrieb des Kolbens in seiner Position verbleibt. Außerdem lässt sich der Verschleiß von Dichtring und Gleitfläche der Hydraulikkammer günstig gestalten. Toleranzen lassen sich so bei der Montage vorteilhaft einhalten. According to an advantageous embodiment, the sealing ring may be arranged in a radially outer annular recess of the annular body and be held on the base body in the axial direction between the annular body and the base body after assembly of the annular body. As a result, a play-free arrangement of the sealing ring on the annular body can be achieved. The sealing ring can thus be held favorably between the base body and the annular body, so that the sealing ring remains in its position during operation of the piston. In addition, the wear of the sealing ring and the sliding surface of the hydraulic chamber can be made favorable. Tolerances can be kept so advantageous during assembly.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung kann der Dichtring auf dem ringförmigen Absatz des Grundkörpers angeordnet sein und nach der Montage des Ringkörpers auf dem Grundkörper in axialer Richtung zwischen dem Ringkörper und dem Grundkörper gehalten sein. Auch durch eine solche direkte Anordnung des Dichtrings auf dem Umfang des Grundkörpers lässt sich eine spielfreie Anordnung des Dichtrings auf dem Kolben erreichen. Der Dichtring kann so auch günstig zwischen Grundkörper und Ringkörper gehalten werden, sodass der Dichtring beim Betrieb des Kolbens in seiner Position verbleibt. Außerdem lässt sich der Verschleiß von Dichtring und Gleitfläche der Hydraulikkammer günstig gestalten. Toleranzen lassen sich so bei der Montage vorteilhaft einhalten. According to an advantageous alternative embodiment, the sealing ring may be arranged on the annular shoulder of the base body and be held on the base body in the axial direction between the annular body and the base body after assembly of the annular body. Even by such a direct arrangement of the sealing ring on the circumference of the body, a play-free arrangement of the sealing ring on the piston can be achieved. The sealing ring can thus be held favorably between the base body and the annular body, so that the sealing ring remains in its position during operation of the piston. In addition, the wear of the sealing ring and the sliding surface of the hydraulic chamber can be made favorable. Tolerances can be kept so advantageous during assembly.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtring aus einem nicht elastischen Werkstoff ausgebildet sein. Derartige Dichtungen haben ein verbessertes Verschleißverhalten und werden vom Druck nicht „aktiviert“ und damit auseinandergedrückt. Im Idealfall berührt die Dichtung nicht die Bohrung der Hydraulikkammer und es bildet sich zwischen Dichtung und Bohrung ein Schmierfilm. According to an advantageous embodiment, the sealing ring may be formed of a non-elastic material. Such seals have an improved wear behavior and are not "activated" by the pressure and thus pressed apart. Ideally, the seal does not touch the bore of the hydraulic chamber and a lubricating film is formed between the seal and the bore.
Durch die breite Auflagefläche des Dichtrings auf der Bohrung der Hydraulikkammer wird eine günstige Dichtwirkung erzielt. Dadurch kann insgesamt ein sehr effizienter Betrieb der Exzenter-Versteilleinrichtung erreicht werden. Due to the wide bearing surface of the sealing ring on the bore of the hydraulic chamber a favorable sealing effect is achieved. As a result, a very efficient operation of the eccentric Versteillinrichtung can be achieved overall.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtring aus Graugussmaterial gebildet sein. Graugussmaterial stellt eine sehr günstige Variante eines Dichtrings aus einem nicht elastischen Werkstoff dar. Der Werkstoff ist kostengünstig, lässt sich gut verarbeiten und weist gute Laufeigenschaften auf der Gleitfläche der Bohrung auf. Damit lässt sich eine sehr günstige und effiziente Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens realisieren. According to an advantageous embodiment, the sealing ring may be formed from gray cast iron material be. Cast iron material represents a very favorable variant of a sealing ring made of a non-elastic material. The material is inexpensive, can be processed well and has good running properties on the sliding surface of the bore. This makes it possible to realize a very favorable and efficient embodiment of a piston according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Überstand eines Außendurchmessers des Dichtrings zu einem Außendurchmesser des Grundkörpers und/oder des Ringkörpers von mindestens 10 µm, bevorzugt mindestens 15 µm, ganz besonders bevorzugt mindestens 20 µm vorgesehen sein. Ein solch geringfügiger Überstand ist ausreichend, um eine gute Dichtwirkung des Dichtrings beim Verschieben in der Bohrung der Hydraulikkammer aufzuweisen und ein günstiges Verschleißverhalten auf die Dauer des Betriebs zu zeigen. Der Dichtring macht außerdem eine entsprechende Verformung des Kolbens bei Belastung des Kolbens im Betrieb durch den hohen Druck des Hydraulikfluids mit. According to an advantageous embodiment, a projection of an outer diameter of the sealing ring to an outer diameter of the base body and / or the annular body of at least 10 microns, preferably at least 15 microns, most preferably at least 20 microns be provided. Such a slight projection is sufficient to have a good sealing effect of the sealing ring when moving in the bore of the hydraulic chamber and to show a favorable wear behavior over the duration of the operation. The sealing ring also causes a corresponding deformation of the piston when the piston is loaded during operation due to the high pressure of the hydraulic fluid.
Vorteilhaft kann der Dichtring für den bestimmungsgemäßen Einbau in die Hydraulikkammer mit radialem Spiel zu einer Bohrung der Hydraulikkammer von maximal 100 µm, bevorzugt maximal 80 µm, ganz besonders bevorzugt maximal 50 µm vorgesehen sein. Durch eine solch mechanisch entkoppelte Anordnung des Kolbens mit Dichtring in der Bohrung der Hydraulikkammer gestaltet sich ein Betrieb des Kolbens unter hohem hydraulischem Druck als sehr effizient. Dadurch kann der Dichtring auch eine entsprechende Verformung des Kolbens und/oder der Hydraulikbohrung bei Belastung des Kolbens im Betrieb durch den hohen Druck des Hydraulikfluids mitmachen. Advantageously, the sealing ring for the intended installation in the hydraulic chamber with radial clearance to a bore of the hydraulic chamber of a maximum of 100 .mu.m, preferably at most 80 .mu.m, most preferably a maximum of 50 microns may be provided. By such a mechanically decoupled arrangement of the piston with sealing ring in the bore of the hydraulic chamber, an operation of the piston under high hydraulic pressure designed as very efficient. As a result, the sealing ring can also participate in a corresponding deformation of the piston and / or the hydraulic bore when the piston is loaded during operation due to the high pressure of the hydraulic fluid.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Grundkörper als Kugelkopfaufnahme für einen an der Stützstange angeordneten Kugelkopf ausgebildet sein. Durch ein als Kugelkopf ausgebildetes Endteil der Stützstange, die in einer entsprechenden Kugelkopfaufnahme des Grundkörpers und damit des Kolbens gelagert ist, wird eine sehr große Bewegungsfreiheit der Stützstange relativ zu dem Kolben erreicht, da sich die Stützstange über einen großen Winkelbereich bewegen kann. Auch ist ein solches Kugelgelenk sehr reibungsarm auszuführen, so dass insgesamt die Reibungskräfte im Betrieb der Exzenter-Verstelleinrichtung günstig niedrig gehalten werden können. Dadurch kann ein sehr vorteilhaftes Kugellager vorgesehen werden, das einfach zu montieren ist und hoch belastbar ist und Fertigungstoleranzen zulässt. According to an advantageous embodiment, the base body may be formed as a ball head receptacle for a arranged on the support rod ball head. By designed as a ball end part of the support rod, which is mounted in a corresponding ball-head receptacle of the body and thus the piston, a very large freedom of movement of the support rod is achieved relative to the piston, since the support rod can move over a large angular range. Such a ball joint is also very low friction, so that overall the frictional forces during operation of the eccentric adjustment can be kept low. Thereby, a very advantageous ball bearing can be provided, which is easy to assemble and is highly resilient and allows manufacturing tolerances.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Sicherungselement vorgesehen sein, welches den Kugelkopf an seiner Außenfläche in der Kugelkopfaufnahme gegen Herausgleiten aus der Kugelkopfaufnahme sichert, wobei das Sicherungselement insbesondere mit einem radial nach innen ragenden Hinterschnitt ausgebildet ist. Das Sicherungselement stellt eine sehr effiziente Möglichkeit dar, ein Herausgleiten des Kugelkopfs aus der Kugelkopfaufnahme zu verhindern. Es lässt sich günstig nach dem Einführen der Stützstange mit dem Kugelkopf in die Kugelkopfaufnahme des Grundkörpers montieren und erlaubt außerdem der Stützstange eine größtmögliche Bewegungsfreiheit über einen großen Winkelbereich. According to an advantageous embodiment, a securing element may be provided which secures the ball head on its outer surface in the ball head receptacle against slipping out of the ball head receptacle, wherein the securing element is in particular formed with a radially inwardly projecting undercut. The fuse element is a very efficient way to prevent slipping out of the ball head from the ball head socket. It can be conveniently mounted after the insertion of the support rod with the ball head in the ball head receptacle of the body and also allows the support bar greatest freedom of movement over a large angular range.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Sicherungselement als wenigstens teilweise verformbare Wand des Grundkörpers ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das Sicherungselement ein integraler Bestandteil des Grundkörpers sein und dabei unverlierbar mit diesem verbunden. Auch lässt sich durch Verformung der Wand des Grundkörpers das Sicherungselement auf sehr einfache und kostengünstige Art mit Hilfe eines Werkzeugs durch Umformen zweckmäßig herstellen. Die Wand kann wenigstens teilweise durch Umformen in radialer Richtung nach innen an eine Außenkontur des Kugelkopfes anlegbar sein und so das Sicherungselement bilden. Damit ist die Stützstange auf einfache und verliersichere Weise mit dem Grundkörper verbunden. According to an advantageous embodiment, the securing element may be formed as an at least partially deformable wall of the base body. In this way, the securing element can be an integral part of the body and thereby captively connected thereto. Also can be prepared by deformation of the wall of the body, the fuse element in a very simple and inexpensive way with the help of a tool by forming appropriate. The wall can be applied at least partially by forming in the radial direction inwardly to an outer contour of the ball head and thus form the securing element. Thus, the support rod is connected in a simple and captive manner with the body.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung kann das Sicherungselement als Sicherungsring ausgebildet sein. Auch ein Sicherungsring stellt eine einfache und günstige Art dar, die Sicherung der Stützstange gegen Herausgleiten aus der Kugelkopfaufnahme des Grundkörpers umzusetzen. Ein solcher Sicherungsring stellt ein einfaches Bauteil dar. Auch lässt sich ein solcher Sicherungsring bei Bedarf zu einem Austausch von Kolben und/oder Stützstange wieder lösen, was die Möglichkeit einer Reparatur oder eines Austauschs ergibt. Die Montage des Sicherungsrings ist sehr einfach und schnell durchzuführen. Der Sicherungsring kann einfach in die Kugelkopfaufnahme eingesetzt werden. Der Sicherungsring kann insbesondere entlang seiner Längsachse symmetrisch ausgebildet sein, so dass eine Montage verwechslungssicher erfolgen kann. Alternativ kann die Ausgestaltung auch unsymmetrisch sein. Vorteilhaft ist der Kugelkopf in der Kugelkopfaufnahme verschwenkbar und gleichzeitig axial nur mit hoher Auszugskraft aus der Kugelkopfaufnahme herausziehbar. According to an advantageous alternative embodiment, the securing element may be formed as a securing ring. A circlip is a simple and inexpensive way to implement the backup of the support rod against slipping out of the ball head receptacle of the body. Such a circlip represents a simple component. Also, such a circlip can be solved if necessary to replace the piston and / or support rod again, which gives the possibility of repair or replacement. The mounting of the locking ring is very easy and quick to perform. The locking ring can be easily inserted into the ball head receptacle. The securing ring may be formed symmetrically, in particular along its longitudinal axis, so that a mounting can be carried out confusion. Alternatively, the embodiment may also be asymmetrical. Advantageously, the ball head is pivotable in the ball head receptacle and at the same time axially pulled out only with high pull-out force from the ball head receptacle.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kugelkopfaufnahme an ihrem offenen Ende einen Hinterschnitt aufweisen, der den Sicherungsring in der Kugelkopfaufnahme axial sichert. Ein solcher Hinterschnitt ist fertigungstechnisch leicht herstellbar und bietet eine besonders hohe Sicherheit gegen ein Herausgleiten des Sicherungsrings und damit des Kugelkopfes aus der Kugelkopfaufnahme. According to an advantageous embodiment, the ball head receptacle may have an undercut at its open end, which axially secures the securing ring in the ball head receptacle. Such an undercut is easily produced in terms of production and offers a particularly high level of safety against sliding out of the securing ring and thus of the ball head from the ball head receptacle.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kugelkopfaufnahme ein gewölbtes Bodenteil aufweisen, an das sich in axialer Richtung ein zylinderförmiger Raum anschließt. Der zylinderförmige Raum des Grundkörpers dient in günstiger Weise zum Einführen des Kugelkopfes in die Kugelkopfaufnahme. Der zylinderförmige Raum bietet außerdem Platz zur Aufnahme des Sicherungsrings und ist im Durchmesser größer als der Kugelkopf. Nach erfolgtem Einführen kann das Sicherungselement durch Umformen der Wand des Grundkörpers oder durch Einsetzen des Sicherungsrings gebildet werden. Auf diese Weise ist dann der Kugelkopf der Stützstange in der Kugelkopfaufnahme gehalten und kann nicht wieder herausgleiten oder nur mit sehr großem Kraftaufwand. Das gewölbte Bodenteil ist im Kontaktbereich mit dem Kugelkopf vorteilhaft an die Außenkontur des Kugelkopfes angepasst, so dass der Kugelkopf leicht verschwenkbar ist. Gleichzeitig bietet das gewölbte Bodenteil eine definierte Endlage des Kugelkopfs in axialer Richtung. Der gewölbte Bereich ist vorteilhafterweise etwa so tief wie der Radius des Kugelkopfes. According to an advantageous embodiment, the ball head receptacle may have a curved bottom part, to which a cylindrical space adjoins in the axial direction. The cylindrical space of the base body is used in a favorable manner for introducing the ball head into the ball head receptacle. The cylindrical space also provides space for receiving the locking ring and is larger in diameter than the ball head. After insertion, the securing element can be formed by forming the wall of the body or by inserting the securing ring. In this way, then the ball head of the support rod is held in the ball head receptacle and can not slide out again or only with great effort. The curved bottom part is advantageously adapted in the contact area with the ball head to the outer contour of the ball head, so that the ball head is easily pivoted. At the same time, the curved bottom part offers a defined end position of the ball head in the axial direction. The arched area is advantageously about as deep as the radius of the ball head.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Sicherungsring mit Vorspannung gegen eine Wand der Kugelkopfaufnahme gelegt sein. Durch die radiale Vorspannung ist bereits eine axiale Sicherung des Kugelkopfes möglich. Auch ist so der Sicherungsring selbst gegen ein Verlieren gesichert, da er mindestens auf Grund der Haftreibung an der Wand der Kugelkopfaufnahme haftet, je nach Größe der Vorspannung. Weist die Kugelkopfaufnahme einen Hinterschnitt auf, ist der Sicherungsring mit hoher Sicherheit gegen ein unabsichtliches Herausspringen gesichert. According to an advantageous embodiment of the circlip may be placed with bias against a wall of the ball head socket. Due to the radial preload an axial securing of the ball head is already possible. Also, so the circlip itself is secured against losing, since it is liable at least on the basis of static friction on the wall of the ball head receptacle, depending on the size of the bias. If the ball head receptacle has an undercut, the retaining ring is secured against unintentional spring-out with high security.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Sicherungsring an seinem Umfang unterbrochen sein. Der Sicherungsring kann zur Montage mit einem geeigneten Werkzeug im Umfang verringert und in die Kugelkopfaufnahme eingeführt werden und daraufhin sich wieder im Umfang ausdehnen und an der Wand der Kugelkopfaufnahme radial vorgespannt anliegen. Dazu können die Innendurchmesser der Kugelkopfaufnahme im vorgesehenen Kontaktbereich mit dem Sicherungsring und der Außendurchmesser des Sicherungsrings geeignet aufeinander abgestimmt werden. According to an advantageous embodiment, the retaining ring may be interrupted at its periphery. The circlip can be reduced for mounting with a suitable tool in the scope and introduced into the ball head receptacle and then expand again in the scope and bear against the wall of the ball head receiving radially biased. For this purpose, the inner diameter of the ball head receptacle in the intended contact area with the retaining ring and the outer diameter of the locking ring can be suitably matched to one another.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Sicherungsring radial nach innen eine Wölbung aufweisen. Mit besonderem Vorteil kann diese Wölbung symmetrisch zu einer Mitte einer Längsachse des Sicherungsrings ausgebildet sein. Dies erlaubt einen besonders abriebarmen Kontakt zwischen Sicherungsring und Kugelkopf, so dass auch erhöhte Reinheitsanforderungen erfüllt werden können. Außerdem erlaubt eine solche radiale nach innen geneigte Wölbung eine günstige Bewegungsfreiheit über einen großen Winkelbereich für die Stützstange. According to an advantageous embodiment, the retaining ring may have a curvature radially inwardly. With particular advantage, this curvature can be formed symmetrically to a center of a longitudinal axis of the securing ring. This allows a particularly low-abrasion contact between circlip and ball head, so that even higher purity requirements can be met. In addition, such a radially inwardly inclined curvature allows favorable freedom of movement over a large angular range for the support rod.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Sicherungsring aus Kunststoff gebildet sein. Der Kugelkopf kann vorteilhaft aus Metall sein. Die Paarung Metall/Kunststoff ist besonders günstig, um Abrieb zu vermeiden. Dies stellt einen großen Vorteil beim Betrieb über Lebensdauer der Exzenter-Verstelleinrichtung dar, da die Stützstange sich dabei doch erheblich gegen den Kolben bewegt und ihre Winkelstellung gegen den Kolben häufig verändert, so dass durchaus Reibung entstehen kann. According to an advantageous embodiment, the retaining ring may be formed of plastic. The ball head may advantageously be made of metal. The pairing metal / plastic is particularly favorable to avoid abrasion. This represents a great advantage in the operation over life of the eccentric adjusting device, since the support rod but it moves considerably against the piston and their angular position against the piston changed frequently, so that quite friction can occur.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können der Grundkörper und der Ringkörper aus einem Material mit gleichem thermischem Ausdehnungskoeffizienten gebildet sein, insbesondere aus dem gleichen Material gebildet sein. Zu einem dauerhaften und zuverlässigen Kontakt von Grundkörper und Ringkörper zueinander und damit auch fixierte Position des Dichtrings auf dem Kolben ist es vorteilhaft, wenn sich Grundkörper und Ringkörper nicht gegeneinander bewegen. Auf Grund der Presspassung des Ringkörpers auf dem Grundkörper ist dies auch gegeben, solange die verwendeten Werkstoffe die gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Sehr günstig ist es, wenn Grundkörper und Ringkörper aus dem gleichen Material gebildet sind, da dann diese Voraussetzung automatisch erfüllt ist. According to an advantageous embodiment of the base body and the annular body may be formed of a material having the same thermal expansion coefficient, in particular be formed of the same material. For a permanent and reliable contact of body and ring body to each other and thus also fixed position of the sealing ring on the piston, it is advantageous if the base body and ring body do not move against each other. Due to the interference fit of the annular body on the base body, this is also the case as long as the materials used have the same thermal expansion coefficients. It is very advantageous if the base body and the ring body are made of the same material, since then this condition is fulfilled automatically.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Pleuelstange, insbesondere mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge, mit wenigstens einem Kolben vorgeschlagen, der in einer Hydraulikkammer verschiebbar geführt ist und in dem eine Stützstange der Exzenter-Verstelleinrichtung gelagert ist, wobei der Kolben geteilt vorgesehen ist und einen Grundkörper und einen darauf befestigten Ringkörper aufweist, wobei mittels des Ringkörpers ein Dichtring auf dem Kolben befestigbar ist und wobei insbesondere die Pleuelstange Mittel zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge aufweist. Insbesondere wird eine Pleuelstange mit wenigstens einem Kugellager mit einem an der Stützstange angeordneten Kugelkopf vorgeschlagen, wobei der Kugelkopf in einer Kugelkopfaufnahme gelagert ist, und wobei der Kugelkopf an seiner Außenfläche in der Kugelkopfaufnahme durch einen Sicherungsring gegen Herausgleiten aus der Kugelkopfaufnahme gesichert ist. Das Kugellager ist günstig herzustellen, einfach zu montieren und bietet eine hohe Auszugskraft gegen ein Herausziehen des Kugelkopfs aus der Kugelkopfaufnahme. According to a further aspect of the invention, a connecting rod, in particular with an eccentric adjusting device for adjusting an effective connecting rod length, proposed with at least one piston which is displaceably guided in a hydraulic chamber and in which a support rod of the eccentric adjusting device is mounted, wherein the piston is provided divided and has a main body and a ring body mounted thereon, wherein by means of the annular body a sealing ring on the piston can be fastened and in particular the connecting rod has means for adjusting an effective connecting rod length. In particular, a connecting rod is proposed with at least one ball bearing with a ball head arranged on the support rod, wherein the ball head is mounted in a ball head receptacle, and wherein the ball head is secured on its outer surface in the ball head receptacle by a locking ring against sliding out of the ball head receptacle. The ball bearing is inexpensive to manufacture, easy to assemble and offers a high pull-out force against pulling out of the ball head from the ball head.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit wenigstens einer Pleuelstange wie vorstehend beschrieben vorgeschlagen. According to a further aspect of the invention, an internal combustion engine having an adjustable compression ratio with at least one Connecting rod as described above.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen beispielhaft: They show by way of example:
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.
Die bekannte Pleuelstange
Das obere Pleuellagerauge
Der Dichtring
Der Dichtring
Der Ringkörper
Alternativ kann der Dichtring
Besonders vorteilhaft ist, dass der Dichtring
Es ist dabei ein Überstand eines Außendurchmessers des Dichtrings
Der Grundkörper
Das Sicherungselement
Alternativ kann das Sicherungselement
Die Kugelkopfaufnahme
Die Kugelkopfaufnahme
Die Kugelkopfaufnahme
Der Sicherungsring
Der Sicherungsring
Der Grundkörper
Der Kolben
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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