DE102015113617A1 - Pleuelstange und Verbrennungsmotor - Google Patents

Pleuelstange und Verbrennungsmotor Download PDF

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Michael Paul
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length

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Abstract

Pleuelstange (10) für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, mit einem Hublagerauge (11) zur Anbindung derselben an eine Kurbelwelle, mit einem Pleuellagerauge (12) zur Anbindung derselben an einen Kolben eines Zylinders, mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung (13) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (13) einen mit einem Exzenterhebel (14) zusammenwirkenden Exzenter und Exzenterstangen (15, 16) aufweist, wobei die Exzenterstangen (15, 16) mit einem ersten Ende an dem Exzenterhebel (14) angreifen und mit einem zweiten Ende an Kolben (20, 21) angreifen, wobei die Kolben (20, 21) in Hydraulikkammern (22, 23) verschiebbar geführt sind, und wobei in einer Bohrung (28) der Pleuelstange (10) ein Umschaltventil (29) aufgenommen ist, dessen Schaltstellung bestimmt, welche der Hydraulikkammern (22, 23) mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern (22, 23) entleert wird. In einer weiteren Bohrung (40) der Pleuelstange (10) ist ein Hydraulikölspeicherelement (39) aufgenommen, wobei das Hydraulikölspeicherelement (39) über eine Hydraulikölleitung (41) von dem Hublagerauge (11) aus mit Hydrauliköl befüllbar ist, und wobei die Hydraulikkammern (22, 23) ausgehend vom Hydraulikölspeicherelement (39) über Hydraulikölleitungen (42, 43) mit Hydrauliköl befüllbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor und einen Verbrennungsmotor.
  • 1 zeigt eine aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekannte Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis. So verfügt die Pleuelstange 10 über ein Hublagerauge 11 und ein Pleuellagerauge 12, 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 in 1 nicht gezeigten Exzenter, einen Exzenterhebel 14 und Exzenterstangen 15, 16 aufweist. Der Exzenter weist eine exzentrisch zu einem Mittelpunkt 17 einer Pleuellagerauge-Bohrung angeordnete Bohrung mit einem Mittelpunkt 18 auf, wobei die Bohrung im Exzenter einen Zylinderkolbenbolzen aufnimmt. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff, wobei als Pleuelstangenlänge der Abstand des Mittelpunkts 18 der Bohrung im Exzenter 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 verlagerbar. Jeder Exzenterstange 15, 16 ist ein Kolben 20, 21 zugeordnet, der in einer Hydraulikkammer 22, 23 der Pleuelstange verschiebbar geführt ist. In den Hydraulikkammern 22, 23 herrscht ein Hydraulikdruck, der auf die den Exzenterstangen 15, 16 zugeordneten Kolben 20, 21 einwirkt, wobei abhängig von der Ölmenge in den Hydraulikkammern die Verlagerung der Exzenterstangen 15, 16 möglich ist oder nicht möglich ist.
  • 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 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. 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 Betätigungsmittel 32, eine Federeinrichtung 33 und ein Steuerkolben 34 schematisiert gezeigt, wobei die Funktion dieser Bauelemente des Umschaltventils 29 bereits aus der DE 10 2010 016 037 A1 bekannt ist.
  • Aus der DE 10 2013 111 617 A1 ist ein weiteres Umschaltventil einer Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bekannt.
  • Wie oben ausgeführt, wird das Hydrauliköl, welches auf die in den Hydraulikkammern 22, 23 geführten Kolben 20, 21 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 eine Pleuellagerschale 35 angeordnet ist.
  • Durch am Exzenterhebel 14 angreifende Momente kann es in Abhängigkeit der Dichtheit der Hydraulikkammern 22, 23 sowie der Rückschlagventile 26, 27 und des Umschaltventils 29 in den Endlagen der Exzenter-Verstelleinrichtung 13, nämlich in den Endlagen des Exzenterhebels 14, zu Mikrobewegungen an der Pleuelstange kommen. Durch diese Mikrobewegungen werden Leckagen verursacht, sodass die jeweilige Hydraulikkammer 22, 23 zum Ausgleich der Leckage ausgehend vom Hublagerauge 11 mit Hydrauliköl befüllt werden muss. Hierdurch kann es zu einem Einbruch des sogenannten Pleuellagerdrucks kommen. Dies ist von Nachteil.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Pleuelstange mit verbesserter Hydraulikölversorgung der Hydraulikkammern sowie einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Pleuelstange zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist in einer weiteren Bohrung der Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis ein Hydraulikölspeicherelement aufgenommen, wobei das Hydraulikölspeicherelement über eine Hydraulikölleitung von dem Hublagerauge aus mit Hydrauliköl befüllbar ist, und wobei die Hydraulikkammern über Hydraulikölleitungen ausgehend vom Hydraulikölspeicherelement mit Hydrauliköl befüllbar sind.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis in einer entsprechenden Bohrung das Hydraulikölspeicherelement aufnimmt. Das Hydraulikölspeicherelement ist ausgehend vom Hublagerauge mit Hydrauliköl befüllbar, speichert das Hydrauliköl und befüllt die Hydraulikkammern mit demselben. Dadurch, dass in die Pleuelstange des Hydraulikölspeicherelement integriert ist, können die Hydraulikkammern besser mit Hydrauliköl versorgt werden, insbesondere ist es möglich, durch Mikrobewegungen verursachte Leckagemengen ohne die Gefahr des Einbruchs des sogenannten Pleuellagerdrucks ausgehend vom in die Pleuelstange integrierten Hydraulikölspeicherelement auszugleichen bzw. zu kompensieren.
  • Vorzugsweise ist das Hydraulikölspeicherelement als Baueinheit in die weitere Bohrung der Pleuelstange eingesetzt. Dann, wenn das Hydraulikölspeicherelement als eigenständige, separate Baueinheit in die Bohrung der Pleuelstange eingesetzt ist, kann das Hydraulikölspeicherelement einerseits einfach montiert werden, andererseits ist eine separate Prüfung desselben möglich, also eine Prüfung unabhängig von der Einbausituation in der Pleuelstange.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Hydraulikölspeicherelement ein zylindrisches Gehäuse, einen im Gehäuse aufgenommenen, verschiebbaren Kolben und ein im Gehäuse aufgenommenes Federelement auf, welches sich am Kolben und einem gehäuseseitigen Deckel abstützt. Vorzugsweise teilt der Kolben einen vom Gehäuse definierten Innenraum in Teilräume, nämlich einen als Hydraulikölspeicher dienen ersten Teilraum und in einem zweiten Teilraum, in dem das Federelement positioniert ist. Hiermit kann eine besonders kompakte Bauform des Hydraulikölspeicherelements zur vorteilhaften Integration desselben in die Pleuelstange realisiert werden.
  • Vorzugsweise ist das Hydraulikölspeicherelement in die weitere Bohrung der Pleuelstange eingepresst, wobei ein Presssitz zwischen dem Hydraulikölspeicherelement und der Pleuelstange an axialen Enden des Gehäuses außerhalb eines Bewegungsbereichs des Kolbens ausgebildet ist. Das Einpressen des Hydraulikölspeicherelements ist besonders einfach und daher bevorzugt. Die definierte Wahl des Presssitzes an den axialen Enden des Gehäuses stellt sicher, dass mögliche Verformungen des Pleuelstangengrundkörpers und damit des Gehäuses des in die Pleuelstange eingepressten Hydraulikölspeicherelements die Beweglichkeit des Kolbens des Hydraulikölspeicherelements nicht beeinträchtigen.
  • Vorzugsweise weist das Gehäuse an einer dem gehäuseseitigen Deckel gegenüberliegenden, den ersten Teilraum axial begrenzenden Wand mindestens einem Abstandshalter auf, der einen Minimalabstand zwischen der den oder jeden Abstandshalter tragenden Wand und dem Kolben definiert. Hierdurch kann die Hydraulikölbefüllung des Hydraulikölspeicherelements vereinfacht und der Ölaustausch beschleunigt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mündet die Hydraulikölleitung, über die das Hydraulikölspeicherelement von dem Hublagerauge aus mit Hydrauliköl befüllbar ist, in eine Nut der weiteren Bohrung der Pleuelstange, wobei diese Nut zumindest abschnittsweise um das Hydraulikölspeicherelement umläuft und mit mindestens einer Bohrung in einem Gehäuse des Hydraulikölspeicherelements kommuniziert, wobei die oder jede Bohrung in dem Gehäuse des Hydraulikölspeicherelements mit dem ersten Teilraum kommuniziert. Vorzugsweise kommuniziert die oder jede Bohrung in dem Gehäuse des Hydraulikölspeicherelements auch dann mit dem ersten Teilraum, wenn der Kolben an dem oder jedem Abstandshalter anliegt. Hierdurch ist eine besonders kompakte Bauform und zuverlässige Hydraulikölbefüllung des Hydraulikölspeicherelements möglich.
  • Der Verbrennungsmotor ist in Anspruch 14 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine Pleuelstange eines aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotors;
  • 2 ein Detail einer erfindungsgemäßen Pleuelstange mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis mit einem Umschaltventil und einem Druckspeicher; und
  • 3 einen Ausschnitt aus 2 im Bereich des Druckspeichers;
  • 4 einen Ausschnitt aus 3 ohne den Druckspeicher;
  • 5 einen Querschnitt durch die Pleuelstange im Bereich des Druckspeichers in einem ersten Zustand desselben; und
  • 6 einen Querschnitt durch die Pleuelstange im Bereich des Druckspeichers in einem zweiten Zustand desselben.
  • Ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis weist mindestens einen, vorzugsweise mehrere, Zylinder auf. Jeder Zylinder eines Verbrennungsmotors mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis 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 an einem Kurbelwellenlagerzapfen der Kurbelwelle und mit ihrem Pleuellagerauge 12 an einen Zylinderkolben des Verbrennungsmotors an.
  • Ein Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis weist im Bereich jedes Pleuels 10 eine Exzenter-Verstelleinrichtung 13 zur Verstellung der effektiven Pleuelstangenlänge der jeweiligen Pleuelstange 10 auf. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 13 weist einen Exzenter (nicht gezeigt), einen Exzenterhebel 14 und Exzenterstangen 15, 16 auf, die abhängig von einem in mit dem den Exzenterstangen zusammenwirkenden Hydraulikkammern herrschenden Hydraulikdruck zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses verlagerbar sind. Die mit den Exzenterstangen 15, 16 zusammenwirkenden Hydraulikkammern 22, 23 sind ausgehend vom Hublagerauge 11 der jeweiligen Pleuelstange 10 mit Hydrauliköl versorgbar.
  • Rückschlagventile 26 und 27 verhindern ein Rücklaufen des Hydrauliköls aus den Hydraulikkammern 22 und 23 in Richtung auf das Hublagerauge 11.
  • In einer Bohrung 28 der Pleuelstange 10 ist ein Umschaltventil 29 aufgenommen. Die Schaltstellung des Umschaltventils 29 bestimmt, welche der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl befüllt wird und welche der Hydraulikkammern 22, 23 entleert wird.
  • Der 2, die eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 10 zeigt, kann entnommen werden, dass jede der Hydraulikkammern 22, 23 über eine Hydraulikölleitung 36, 37 mit dem Umschaltventil 29 gekoppelt ist, wobei das Umschaltventil 29 über eine weitere Hydraulikölleitung 38 mit einer Nut im Bereich des Hublagerauges 11 gekoppelt ist.
  • Dann, wenn abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 29 die Hydraulikkammer 22 entleert werden kann, steht die Hydraulikkammer 22 über die Hydraulikleitungen 37, 38 mit der Nut im Bereich des Hublagerauges 11 in Verbindung. Dann hingegen, wenn abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 29 die Hydraulikkammer 23 entleert werden kann, steht die Hydraulikkammer 23 über die Hydraulikölleitungen 36, 38 mit der Nut im Bereich des Hublagerauges 11 in Verbindung.
  • Die Hydraulikkammern 22 und 23 sind abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils 29 demnach in Richtung auf das Hublagerauge 11 entleerbar. Ferner sind die Hydraulikkammern 22, 23 ausgehend vom Hublagerauge 11 der Pleuelstange 10 mit Hydrauliköl versorgbar bzw. befüllbar. Hierauf ist die Erfindung gerichtet.
  • Um ein besonders vorteilhaftes Befüllen der Hydraulikkammern 22, 23 mit Hydrauliköl ausgehend vom Hublagerauge 11, insbesondere ausgehend von der Pleuellagerschale 35, zu gewährleisten, umfasst die Pleuelstange 10 der 2 ein Hydraulikölspeicherelement 39, welches in eine weitere Bohrung 40 in der Pleuelstange 10 eingesetzt ist.
  • Das Hydraulikölspeicherelement 39 ist ausgehend vom Hublagerauge 11 über eine Hydraulikölleitung 41, insbesondere ausgehend von einer Nut in der Pleuellagerschale 35, mit Hydrauliköl befüllbar, wobei das Hydraulikölspeicherelement 39 über weitere Hydraulikölleitungen 42, 43 mit den Hydraulikkammern 22, 23 gekoppelt ist, um die Hydraulikkammern 22, 23 über diese weiteren Hydraulikölleitungen 42, 43 ausgehend vom Hydraulikölspeicherelement 39 mit Hydrauliköl zu befüllen.
  • Erfindungsgemäß ist demnach in die Pleuelstange 10 das Hydraulikölspeicherelement 39 integriert, welches in Befüllungsrichtung der Hydraulikkammern 22, 23 gesehen zwischen das Hublagerauge 11 und die Hydraulikkammern 22, 23, insbesondere zwischen das Hublagerauge 11 und die mit den Hydraulikkammern 22, 23 zusammenwirkenden Rückschlagventile 26, 27 geschaltet ist.
  • Das in die Pleuelstange 10 integrierte Hydraulikölspeicherelement 39 stellt innerhalb der jeweiligen Pleuelstange 10 ein Hydraulikölreservoir bereit, über das Leckagen der Rückschlagventile 26, 27, des Umschaltventils 29 sowie der Hydraulikkammern 22, 23 ausgeglichen bzw. kompensiert werden können, und zwar ohne den Pleuellagerdruck negativ zu beeinflussen.
  • Vorzugsweise ist das Hydraulikölspeicherelement 39 als Baueinheit und damit als separate Baugruppe in die entsprechende Bohrung 40 der Pleuelstange 10 eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass das Hydraulikölspeicherelement 39 als separate Baugruppe außerhalb der Pleuelstange 10 einer Funktionsprüfung unterzogen werden kann. Weiterhin wird hierdurch die Montage vereinfacht, da ein separat vormontiertes Hydraulikölspeicherelement in die Bohrung 40 einfach eingesetzt werden kann.
  • Das Hydraulikölspeicherelement 39 verfügt über ein zylindrisches Gehäuse 57, einen im Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Kolben 58, ein ebenfalls im Gehäuse aufgenommenes Federelement 59, sowie über einen gehäuseseitigen Deckel 44. Das Federelement 59 stützt sich einerseits am Kolben 58 und andererseits am gehäuseseitigen Deckel 44 ab. Der Kolben 58 unterteilt einen vom Gehäuse 57 definierten Innenraum des Hydraulikölspeicherelements 39 in Teilräume, nämlich einen als Hydraulikölspeicher dienenden ersten Teilraum 45 und einen gegenüber dem ersten Teilraum 45 abgedichteten zweiten Teilraum 46. Das Federelement 59 ist vollständig innerhalb des zweiten Teilraums 46 positioniert, also in den zweiten Teilraum 46 integriert. Durch diese Ausführung des Hydraulikölspeicherelements 39 kann dasselbe besonders kompakt ausgeführt werden. Das Federelement 59, welche als Rückstellfeder dient, benötigt nur minimalen Einbauraum. Ein Dichtbereich 47 zwischen dem Gehäuse 57 und dem Kolben 58 umschließt den der Aufnahme des Federelements 59 dienenden zweiten Teilraum 46 zumindest abschnittsweise, wodurch die axiale Baulänge des Hydraulikölspeicherelements 39 bei guter Dichtwirkung kurz gehalten werden kann. Ferner wird das in dem ersten Teilraum 45 speicherbare Hydraulikölvolumen maximiert.
  • Wie 5 und 6 entnommen werden kann, ist in den gehäuseseitigen Deckel 44 ein Bund 48 integriert, über welchen das Federelement 59 zentriert werden kann. Dies ist zur Aufrechterhaltung der Funktion des Federelements 39 bei hohen Beschleunigungen der Pleuelstange 10 von Vorteil.
  • 5 kann entnommen werden, dass der gehäuseseitige Deckel 44 ferner als Wegbegrenzung für den Kolben 58 dient, wenn das Hydraulikölspeicherelement 39, nämlich der erste Teilraum 45 desselben, maximal mit Hydrauliköl befüllt ist. In dem Zustand der 5 liegt der Kolben 58 an einem vom Deckel 44 gebildeten Anschlag 56 an.
  • Gegenüberliegend zum Deckel 44 ist an einer axialen Wand 49 des Gehäuses 57, die den als Hydraulikölspeicher dienenden ersten Teilraum 45 an einer Seite axial begrenzt, mindestens ein Abstandhalter 50 ausgebildet. Dann, wenn das Hydraulikölspeicherelement 39 sein gespeichertes Hydraulikölvolumen abgegeben hat, kommt der Kolben 58 des Hydraulikölspeicherelements 39 an dem oder jedem Abstandshalter 50 zur Anlage, sodass demnach der Abstandhalter 50 einen Minimalabstand zwischen der denselben tragenden Wand 49 und dem Kolben 58 definiert. Dabei kann an der Wand 49 des Gehäuses 57 ein einziger Abstandhalter 50 oder es können mehrere Abstandhalter 50 an der Wand 49 vorgesehen sein. Über den durch den oder jeden Abstandhalter 50 vorgegebenen Minimalabstand zwischen dem den jeweiligen Abstandhalter tragenden Wand 49 des Gehäuses 57 und dem Kolben 58 kann die Ölbefüllung des Hydraulikölspeichers 39 ausgehend vom Hublagerauge 11 über die Hydraulikölleitung 41 verbessert werden.
  • Ein am Gehäuse 57 ausgebildeter Absatz 55 bestimmt die Einbauposition des Deckels 44 im Gehäuse 57 und die Federvorspannung für das Federelement 59.
  • Der als Wegbegrenzung für den Kolben 58 dienende Anschlag 56 des Deckels 44 steht nach radial innen gegenüber dem Absatz 55 des Gehäuses 57 vor.
  • Das Federelement 59 ist hinsichtlich Federvorspannung und Federrate so ausgelegt, dass sowohl im entleerten Zustand der 6 als auch im maximal befüllten Zustand der 5 jeweils relativ geringe Drücke herrschen, um so schon bei geringen Motoröldrücken das Hydraulikölspeicherelement 39 zur Befüllung der Hydraulikkammern 22, 23 nutzen zu können. Federvorspannung und Federrate des Federelements sind daher vorzugsweise entsprechend niedrig gewählt.
  • Federvorspannung und Federrate und damit das Kraftniveau sind so gewählt, dass eine sichere Verschiebung des Kolbens 58 gegen die Reibung in allen Motorbetriebszuständen möglich ist, und ferner ein Druckniveau im Teilraum 45 des Hydraulikölspeicherelements 39 hoch genug ist, um eine sichere Befüllung der Hydraulikkammern 22, 23 über die Rückschlagventile 26, 27 zu gewährleisten.
  • Wie bereits ausgeführt, ist der Teilraum 45 des Hydraulikölspeicherelements 39, ausgehend vom Hublagerauge 11 über die Hydraulikölleitung 41 mit Hydrauliköl befüllbar. Die Hydraulikölleitung 41 mündet dabei in eine Nut 52 in der das Hydraulikölspeicherelement 39 aufnehmenden Bohrung 40 des Pleuels 10, wobei sich diese Nut 52 in Umfangsrichtung gesehen vorzugsweise vollständig um das Gehäuse 57 des Hydraulikölspeicherelements 39 herum erstreckt.
  • In die zylindrische Wand des Gehäuses 57 sind dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Bohrungen 53 eingebracht, über welche die Nut 52 mit dem Teilraum 45 des Hydraulikölspeicherelements 39 kommuniziert.
  • Dann, wenn das Hydraulikölspeicherelement 39 den Zustand der 6 einnimmt, also maximal entleert ist und der Kolben 58 desselben an dem oder jedem Abstandhalter 50 anliegt, sind diese Bohrungen 53 zumindest teilweise freigegeben, sodass der Teilraum 45 des Hydraulikölspeicherelements 39 weiter mit der Nut 52 kommuniziert und damit verbunden ist.
  • Wie bereits ausgeführt, ist das Hydraulikölspeicherelement 39 vorzugsweise als separate Baugruppe ausgeführt und in die Bohrung 40 in der Pleuelstange 10 eingesetzt, insbesondere eingepresst. 6 verdeutlicht Bereiche 54, in welchen zwischen dem Gehäuse 57 des Hydraulikölspeicherelements 39 und der Pleuelstange 10 ein Presssitz ausgebildet ist. Der Presssitz ist dabei an den beiden axialen Enden des Gehäuses 57 ausgebildet, und zwar außerhalb eines Bewegungsbereichs des Kolbens 58 des Hydraulikölspeicherelements 39. Hierdurch wird die uneingeschränkte Beweglichkeit des Kolbens 58 gewährleistet, und zwar auch dann, wenn sich die Pleuelstange 10 und damit das Gehäuse 57 des Hydraulikölspeichers 39 infolge von in Betrieb auf dieselben einwirkenden Belastungen verformen sollte. Ein Verklemmen des Kolbens 58 im Gehäuse 57 kann auf diese Art und Weise zuverlässig vermieden werden.
  • 5 und 6 kann entnommen werden, dass das Gehäuse 57 im Bereich seiner axialen Enden, an welcher der Presssitz 54 zur Pleuelstange 10 ausgebildet ist, über einen größeren Außendurchmesser verfügt als in einem Bereich der zwischen den axialen Enden 54 liegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010016037 A1 [0002, 0003]
    • DE 102013111617 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Pleuelstange (10) für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, mit einem Hublagerauge (11) zur Anbindung derselben an eine Kurbelwelle, einem Pleuellagerauge (12) zur Anbindung derselben an einen Kolben eines Zylinders, einer Exzenter-Verstelleinrichtung (13) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (13) einen mit einem Exzenterhebel (14) zusammenwirkenden Exzenter und Exzenterstangen (15, 16) aufweist, die Exzenterstangen (15, 16) mit einem ersten Ende an dem Exzenterhebel (14) angreifen und mit einem zweiten Ende an Kolben (20, 21) angreifen, die Kolben (20, 21) in Hydraulikkammern (22, 23) verschiebbar geführt sind, in einer Bohrung (28) der Pleuelstange (10) ein Umschaltventil (29) aufgenommen ist, dessen Schaltstellung bestimmt, welche der Hydraulikkammern (22, 23) mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern (22, 23) entleert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Bohrung (40) der Pleuelstange (10) ein Hydraulikölspeicherelement (39) aufgenommen ist, wobei das Hydraulikölspeicherelement (39) über eine Hydraulikölleitung (41) von dem Hublagerauge (11) aus mit Hydrauliköl befüllbar ist, die Hydraulikkammern (22, 23) ausgehend vom Hydraulikölspeicherelement (39) über Hydraulikölleitungen (42, 43) mit Hydrauliköl befüllbar sind.
  2. Pleuelstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikölspeicherelement (39) als Baueinheit in die weitere Bohrung (40) der Pleuelstange (10) eingesetzt ist.
  3. Pleuelstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikölspeicherelement (39) ein zylindrisches Gehäuse (57), einen im Gehäuse aufgenommenen, verschiebbaren Kolben (58) und ein im Gehäuse aufgenommenes Federelement (59) umfasst, welches sich am Kolben (58) und einem gehäuseseitigen Deckel (44) abstützt.
  4. Pleuelstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (58) einen vom Gehäuse definierten Innenraum in Teilräume teilt, nämlich einen als Hydraulikölspeicher dienen ersten Teilraum (45) und in einem zweiten Teilraum (46), in dem das Federelement (59) positioniert ist.
  5. Pleuelstange nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikölspeicherelement (39) in die weitere Bohrung (40) der Pleuelstange (10) eingepresst ist, wobei ein Presssitz (54) zwischen dem Hydraulikölspeicherelement (39) und der Pleuelstange (10) an axialen Enden des Gehäuses (57) außerhalb eines Bewegungsbereichs des Kolbens (58) ausgebildet ist.
  6. Pleuelstange nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (57) an einer dem gehäuseseitigen Deckel (44) gegenüberliegenden, den ersten Teilraum (45) axial begrenzenden Wand (49) mindestens einen Abstandshalter (50) aufweist, der einen Minimalabstand zwischen der den oder jeden Abstandshalter (50) tragenden Wand (49) und dem Kolben (58) definiert.
  7. Pleuelstange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikölleitung (41), über die das Hydraulikölspeicherelement (39) von dem Hublagerauge (11) aus mit Hydrauliköl befüllbar ist, in eine Nut (52) der weiteren Bohrung (40) der Pleuelstange (10) mündet, wobei diese Nut (52) zumindest abschnittsweise um das Hydraulikölspeicherelement (39) umläuft und mit mindestens einer Bohrung (53) in einem Gehäuse (57) des Hydraulikölspeicherelements (39) kommuniziert.
  8. Pleuelstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (52) in Umfangsrichtung vollständig um das Hydraulikölspeicherelement (39) umläuft und mit mehreren Bohrungen (53) in dem Gehäuse (57) kommuniziert.
  9. Pleuelstange zumindest nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Bohrung (53) in dem Gehäuse (57) des Hydraulikölspeicherelements (39) mit dem ersten Teilraum (45) des Hydraulikölspeicherelements (39) kommuniziert.
  10. Pleuelstange zumindest nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Bohrung (53) in dem Gehäuse (57) des Hydraulikölspeicherelements (39) auch dann mit dem ersten Teilraum (45) kommuniziert, wenn der Kolben (58) an dem oder jedem Abstandshalter (50) anliegt.
  11. Pleuelstange nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den gehäuseseitigen Deckel (44) ein Bund (48) integriert ist, über welchen das Federelement (59) zentriert ist.
  12. Pleuelstange nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäuseseitige Deckel (44) eine Wegbegrenzung für den Kolben (58) bildet.
  13. Pleuelstange nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Gehäuse (57) ausgebildeter Absatz (55) die Einbauposition des Deckels (44) im Gehäuse (57) und die Federvorspannung für das Federelement (59) betimmt.
  14. Verbrennungsmotor, welcher ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, mit mindestens einem Zylinder und mit einer Kurbelwelle, an der mindestens eine Pleuelstange (10) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Pleuelstange (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
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