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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, sowie ein Pleuel mit einem derartigen Rückschlagventil.
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Stand der Technik
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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 Pleuelstangenlänge bekannt, welche mit Hilfe von hydraulischen Umschaltventilen eine Exzenter-Verstelleinrichtung eines Pleuels betätigen.
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Ein derartiges Pleuel ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 112 461 A1 bekannt und umfasst eine Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden Exzenter aufweist, sowie zwei Kolben, welche jeweils in einer Hydraulikkammer verschiebbar geführt sind und in welchen an dem Exzenterhebel angreifende Exzenterstangen der Exzenter-Verstelleinrichtung gelagert sind. Ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung ist mittels eines Umschaltventils verstellbar. Durch die Änderung des Verstellwegs wird die effektive Pleuelstangenlänge geändert. Damit kann die Verdichtung einer Brennkraftmaschine gesteuert werden. Rückschlagventile im Pleuel verhindern jeweils einen Rückfluss von Hydraulikfluid aus den Hydraulikkammern in die Lagerschale bzw. einen Tank.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Rückschlagventil mit großer Lebensdauer und ferner ein verbessertes Pleuel mit einem solchen Rückschlagventil zu schaffen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Rückschlagventil für ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit wenigstens einer Hydraulikkammer im Pleuel vorgeschlagen, wobei die Hydraulikkammer mittels des Rückschlagventils mit einer Hydraulikflüssigkeitsleitung verbindbar ist.
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Erfindungsgemäß weist das Rückschlagventil einen als Teller ausgebildeten Ventilschließkörper auf.
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Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil mit einem als Teller ausgebildeten Ventilschließkörper liegt der Ventilschließkörper in Strömungsrichtung bei offenem Ventil hinter einer den Ventilschließkörper in den Ventilsitz drückenden Ventilfeder. Dadurch ist es möglich, die Ventilfeder bei diesem Konstruktionsprinzip im Niederdruckbereich der Hydraulikflüssigkeit anzuordnen, wodurch die Funktion der Ventilfeder nicht durch Hydraulikflüssigkeit im Hochdruckbereich beeinflusst werden kann. Auch kann die Ventilfeder bei dieser Anordnung durch eine Anschlaghülse des Rückschlagventils auf der ganzen Länge der Ventilfeder komplett geführt werden, so dass eine sichere Funktion des Rückschlagventils auch unter Vibrationen oder Stößen gewährleistet werden kann. Damit wird auch die Dauerhaltbarkeit der Ventilfeder vorteilhaft verbessert, insbesondere bei Einsatz in der Hydraulikkammer eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung.
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Vorteilhaft weist das Rückschlagventil durch die Führung der Ventilfeder eine stabile Lagerung der Ventilfeder und somit ein sicheres Schaltverhalten des Rückschlagventils auf. Auch ist bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil die Ventilfeder nicht direkt der Hydraulikflüssigkeitsströmung und eventuellen Druckstößen in der Hydraulikkammer ausgesetzt.
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Da die Fläche des Tellers als Ventilschließkörper größer ist als die einer vergleichbaren Kugel, entstehen so bei gleichem Druck der Hydraulikflüssigkeit höhere Kräfte an dem Ventilschließkörper, wodurch robustere und stärkere Ventilfedern verwendet werden können, was wiederum zu einem steiferen dynamischen Verhalten des Rückschlagventils führt. Bei gleichem Strömungsquerschnitt muss der als Teller ausgebildete Ventilschließkörper weniger Hub ausführen als ein als Kugel ausgebildeter Ventilschließkörper und weist trotzdem einen großen Öffnungsquerschnitt auf. Dadurch beinhaltet der Ventilschließkörper als Teller weniger kinetische Energie als eine vergleichbare Kugel. Zusätzlich ist es möglich, die Masse des Ventilschließkörpers dadurch zu verringern, dass der als Werkstoff Keramik eingesetzt wird. Weiter kann das Rückschlagventil so im Pleuel angeordnet werden, dass die Bewegung des Ventilschließkörpers parallel zur Wirkung der auf das Pleuel wirkenden Massenkräfte erfolgt. Dadurch kann die Bewegung des Ventilschließkörpers durch die Massenkräfte günstig unterstützt werden.
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Fertigungstechnisch kritische Überströmkanäle, wie beispielsweise Radialnuten, können auf Grund der Geometrie des als Teller ausgebildeten Ventilschließkörpers entfallen. So ist es möglich, eine kostengünstigere Konstruktion für das Rückschlagventil zu erreichen.
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Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ist so insbesondere für den Einsatz an einer Hydraulikkammer geeignet, welche als Stützkammer einer Exzenter-Verstelleinrichtung eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung ausgelegt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilschließkörper entlang einer Ventillängsachse zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position axial verschieblich vorgesehen sein, und der Teller in axialer Richtung einen stiftförmigen Fortsatz aufweisen. Das Rückschlagventil kann auf diese Weise seine Schließfunktion sicher ausführen, da der tellerförmige Ventilschließkörper durch die axiale Bewegung eine radial umlaufende Öffnung zwischen Teller und Ventilsitz gleichmäßig freigeben und wieder schließen kann. Durch den stiftförmigen Fortsatz an dem Teller in axialer Richtung kann zum einen der Ventilschließkörper während seiner axialen Verschiebebewegung selbst sicher geführt werden. Außerdem kann durch den stiftförmigen Fortsatz auch die Ventilfeder sicher geführt werden, so dass die Funktion des Ventilschließkörpers auch bei äußeren Vibrationen und Druckstößen in der Hydraulikflüssigkeitsversorgung zuverlässig ausgeführt werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilschließkörper in dem Ventilgehäuse mittels eines Führungselements geführt vorgesehen sein. Das Führungselement, welches beispielsweise den stiftförmigen Fortsatz des Ventilschließkörpers umgreifen kann, erlaubt so eine sichere Führung des Ventilschließkörpers in Längsrichtung des Rückschlagventils. Das Führungselement kann dazu in dem Ventilgehäuse selbst als axiale Führung ausgebildet sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Führungselement als zusätzliches Bauteil in dem Ventilgehäuse anzuordnen, beispielsweise einzupressen. Dadurch kann der stiftförmige Fortsatz des Ventilschließkörpers bei der axialen Verschiebung des Ventilschließkörpers günstig gehalten und geführt werden. Auch ist so eine modulare Montage des Rückschlagventils vorteilhaft möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement den stiftförmigen Fortsatz des Ventilschließkörpers radial umschließen. Das Führungselement, welches beispielsweise den stiftförmigen Fortsatz des Ventilschließkörpers umgreifen kann, erlaubt so eine sichere Führung des Ventilschließkörpers in Längsrichtung des Rückschlagventils. Dazu kann eine Gleitlagerung des stiftförmigen Fortsatzes des Ventilschließkörpers vorgesehen sein, da die Führung durch das Führungselement im Betrieb mit Hydraulikflüssigkeit durchströmt wird und so eine verschleißarme Bewegung des Ventilschließkörpers sicher gewährleistet wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilschließkörper mittels einer Ventilfeder gegen einen Ventilsitz vorgespannt sein. Durch die Ventilfeder kann der Ventilschließkörper im drucklosen Zustand gegen den Ventilsitz gepresst werden, wodurch das Rückschlagventil gesperrt ist. Eine geeignete Auslegung der Stärke der Ventilfeder erlaubt, es die Öffnungsfunktion des Rückschlagventils auf einen vorgesehenen Druck der Hydraulikflüssigkeit einzustellen. Dadurch kann das Rückschlagventil mit der Ventilfeder an unterschiedliche Einsatzfälle angepasst werden. Auch kann so eine flexible Fertigung von Rückschlagventilen durch Auswahl unterschiedlicher Ventilfedern günstig gestaltet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ventilfeder den stiftförmigen Fortsatz radial umschließen und zwischen einer den stiftförmigen Fortsatz wenigstens teilweise umschließenden Anschlaghülse und dem Führungselement vorgespannt angeordnet sein. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die Ventilfeder, welche den stiftförmigen Fortsatz in ihrem Inneren aufnehmen kann, durch den stiftförmigen Fortsatz sicher zu führen. Zum anderen kann die Ventilfeder sich an einem Ende an der Anschlaghülse, welche auch den stiftförmigen Fortsatz wenigstens teilweise umschließen und mit diesem verbunden sein kann, gegen den Ventilschließkörper abstützen und am anderen Ende sich an dem Führungselement abstützen, welches mit dem Ventilkörper verbunden ist. Dadurch ist eine sichere Vorspannung des Ventilschließkörpers gegen das Ventilgehäuse gegeben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ventilfeder über ihre Länge durch die Anschlaghülse geführt sein. Die Anschlaghülse, welche mit dem stiftförmigen Fortsatz des Ventilschließkörpers verbunden ist, kann dazu den stiftförmigen Fortsatz radial umschließen. So kann die Ventilfeder, welche ebenfalls den stiftförmigen Fortsatz umschließt, die Anschlaghülse ebenfalls umschließen. Dadurch ist die Ventilfeder durch die Anschlaghülse, welche in ihrem Inneren verläuft, geführt, wodurch eine zuverlässige Funktion des Rückschlagventils gewährleistet werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Anschlaghülse den stiftförmigen Fortsatz in einem Innenbereich axial aufnehmen. Die Anschlaghülse kann zu einer sicheren Verbindung mit dem Ventilschließkörper den stiftförmigen Fortsatz umschließen und insbesondere über die ganze Länge in ihrem Innenbereich aufnehmen. Dadurch ist eine sichere Verbindung zwischen Anschlaghülse und stiftförmigem Fortsatz begünstigt. Insbesondere kann die Anschlaghülse auf den stiftförmigen Fortsatz aufgepresst sein. Auch kann so die Ventilfeder durch die Anschlaghülse sicher geführt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Anschlaghülse wenigstens teilweise im Inneren der Ventilfeder angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Ventilfeder wenigstens auf einem Teil ihrer Länge durch die Anschlaghülse geführt werden, womit eine zuverlässige Funktion des Ventilschließkörpers, insbesondere eine sichere axiale Führung der Ventilfeder in der Längsrichtung des Rückschlagventils gewährleistet ist. Die axiale Abstützung der Ventilfeder an der Anschlaghülse ist so auch vorteilhaft möglich, da die Ventilfeder auch radial an der Anschlaghülse geführt aufliegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement wenigstens teilweise in die Anschlaghülse eintauchen. Durch eine solche Anordnung und Ausbildung des Führungselements kann die radiale Führung des stiftförmigen Fortsatzes und damit des Ventilschließkörpers günstig ausgeführt sein, da das Führungselement auf diese Weise den stiftförmigen Fortsatz auf einem großen Teil seiner Länge umgreifen kann. Auch kann dadurch die Anschlaghülse durch das Führungselement selbst geführt werden, was die Zuverlässigkeit der axialen Bewegung des Ventilschließkörpers weiter erhöhen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ventilgehäuse an einem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Ende einen Anschraubflansch aufweisen, an welchem ein Ventileinlass angeordnet ist. Dadurch kann an einem Bohrungsboden für das Rückschlagventil ein Dichtsitz vorteilhaft vorgesehen werden. Der optionale Ventileinlass kann so spezifisch ausgebildet sein, während das Ventilgehäuse mit Ventilschließkörper standardisiert ausgeführt sein kann. Auf diese Weise ist es möglich, ein modulares Design von Rückschlagventilen günstig umzusetzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ventilgehäuse an einem dem Ventilsitz gegenüberliegenden Ende einen Einpressflansch mit Dichtsitz aufweisen. Über den Einpressflansch mit Dichtsitz kann das Rückschlagventil direkt im Pleuel eingepresst werden. Im Pleuel muss dazu vorteilhaft keine zusätzliche Bohrung für das Rückschlagventil vorgesehen werden. Der Pressverband von Rückschlagventil und Pleuel gewährleistet eine sichere Ventilfunktion mit zuverlässiger Abdichtung des Rückschlagventils im Pleuel.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ventilgehäuse in einem Innenbereich und/oder das Führungselement wenigstens eine Öffnung in axialer Richtung aufweisen, um bei Öffnen des Ventilschließkörpers einen Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen. Die Durchströmung des Innenbereichs des Rückschlagventils mit Hydraulikflüssigkeit kann durch Öffnungen im Ventilgehäuse selbst und/oder in dem Führungselement, beispielsweise über zusätzliche Bohrungen, sichergestellt werden. Auf diese Weise kann ein Fluidpfad entlang des stiftförmigen Fortsatzes und/oder der Anschlaghülse durch das Führungselement und/oder den Innenbereich des Ventilgehäuses zum Ventilsitz und von dort bei geöffnetem Ventilschließkörper in eine Hydraulikkammer des Pleuels vorgesehen sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können das Ventilgehäuse und das Führungselement einstückig ausgebildet sein. Ein solches Design stellt eine feste Verbindung von Ventilgehäuse und Führungselement sicher, wodurch die Führungsfunktion des Führungselements für den stiftförmigen Fortsatz und damit für den Ventilschließkörper in besonders günstiger Weise gewährleistet ist. Auch kann eine gemeinsame Fertigung von Ventilgehäuse und Führungselement sich auf die Gesamtkosten des Rückschlagventils günstig auswirken, da auch die Montage des Rückschlagventils dadurch vereinfacht wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit wenigstens einer Hydraulikkammer vorgeschlagen, welche mittels eines Rückschlagventils mit einer Lagerschale bzw. einem Tank verbindbar ist. Das Pleuel kann beispielsweise eine Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge umfassen, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden Exzenter aufweist, sowie zwei Kolben, welche jeweils in einer Hydraulikkammer verschiebbar geführt sind und in welchen an dem Exzenterhebel angreifende Exzenterstangen der Exzenter-Verstelleinrichtung gelagert sind. Ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung kann mittels eines Umschaltventils verstellbar sein. Durch die Änderung des Verstellwegs kann die effektive Pleuelstangenlänge geändert werden. Damit kann die Verdichtung einer Brennkraftmaschine gesteuert werden. Rückschlagventile im Pleuel können jeweils einen Rückfluss von Hydraulikfluid aus der wenigstens einen Hydraulikkammer in die Lagerschale bzw. einen Tank verhindern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch 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.
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Es zeigen beispielhaft:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pleuels;
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2 einen vergrößerten Ausschnitt des Pleuels gemäß 1;
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3 einen Längsschnitt eines Rückschlagventils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer geschlossenen Position;
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4 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach
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3 in einer geschlossenen Position;
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5 einen Längsschnitt eines Rückschlagventils nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem geschlossenen Position;
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6 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach 5 in einer geschlossenen Position;
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7 einen Längsschnitt des Rückschlagventils nach 3 in einer geöffneten Position;
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8 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach 3 in einer geöffneten Position;
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9 einen Längsschnitt des Rückschlagventils nach 5 in einer geöffneten Position;
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10 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach 5 in einer geöffneten Position;
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11 einen Längsschnitt eines Rückschlagventils nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem geschlossenen Position;
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12 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach 11 in einer geschlossenen Position;
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13 einen Längsschnitt des Rückschlagventils nach 11 in einem geöffneten Position; und
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14 eine teilgeschnittene isometrische Darstellung des Rückschlagventils nach 11 in einer geöffneten Position.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Pleuel 1 für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, mit einer nicht gezeigten Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Die Exzenter-Verstelleinrichtung weist einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden Exzenter auf. Dabei ist ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung mittels eines nicht gezeigten Umschaltventils verstellbar.
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Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirken. Während eines Arbeitstaktes verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte kontinuierlich. Die Drehbewegung oder Verstellbewegung wird durch einen mit Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mit Motoröl, beaufschlagten, im Pleuel 1 integrierten Kolben unterstützt, bzw. die Kolben verhindern ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte.
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Die Kolben sind mittels Exzenterstangen beidseitig mit einem Exzenterkörper der Exzenter-Verstelleinrichtung wirkverbunden. Die Kolben sind in Hydraulikkammern 2, 3 verschiebbar angeordnet und über Hydraulikflüssigkeitsleitungen 4, 5 von dem Hublagerauge 6 aus mit Hydraulikflüssigkeit über Rückschlagventile 7, 8 beaufschlagt, welche insbesondere in einem in 2 gezeigten vergrößerten Ausschnitt des Pleuels 1 ersichtlich sind. Diese verhindern dabei ein Rückfließen der Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikkammern 2, 3 zurück in die Hydraulikflüssigkeitsleitungen 4, 5 und von dort in eine Lagerschale des Hublagerauges 6 bzw. einen Tank und ermöglichen andererseits ein Nachsaugen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammern 2, 3. Die Hydraulikkammern 2, 3 sind mit weiteren nicht gezeigten Hydraulikflüssigkeitsleitungen verbunden, welche mit dem Umschaltventil zusammenwirken.
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Den 3 bis 10 sind zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 7, 8 zu entnehmen. Dabei zeigen die 3 und 4 das erste Ausführungsbeispiel in einer geschlossenen Position des Rückschlagventils 7, 8 und die 7 und 8 in einer geöffneten Position. Dementsprechend zeigen die 5 und 6 das zweite Ausführungsbeispiel in einer geschlossenen Position des Rückschlagventils 7, 8 und die 9 und 10 in einer geöffneten Position.
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Bei den erfindungsgemäßen Rückschlagventilen 7, 8 ist der Ventilschließkörper 10 als Teller ausgebildet und entlang einer Ventillängsachse L zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position axial verschieblich vorgesehen. Durch einen stiftförmigen Fortsatz 12, welcher in axialer Richtung L an dem Ventilschließkörper 10 angeordnet ist, kann der Ventilschließkörper 10 in einem Führungselement 20 in dem Ventilgehäuse 18 geführt werden. Das Führungselement 20 umschließt dafür den stiftförmigen Fortsatz 12 des Ventilschließkörpers 10 radial.
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Der Ventilschließkörper 10 ist mittels einer Ventilfeder 14 gegen einen Ventilsitz 22 vorgespannt. Die Ventilfeder 14 umschließt den stiftförmigen Fortsatz 12 radial und ist zwischen einer den stiftförmigen Fortsatz 12 wenigstens teilweise umschließenden Anschlaghülse 16 und dem Führungselement 20 vorgespannt angeordnet. Dazu liegt die Ventilfeder 14 an einem Bund 32 der Anschlaghülse 16 an. Die Ventilfeder 14 ist über ihre ganze Länge durch die Anschlaghülse 16 geführt. Die Anschlaghülse 16 ist dazu wenigstens teilweise im Inneren der Ventilfeder 14 angeordnet.
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Die Anschlaghülse 16 nimmt den stiftförmigen Fortsatz 12 in einem Innenbereich axial auf und ist mit diesem, insbesondere im Bereich des Bunds 32, verbunden.
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Der Ventilschließkörper 10 liegt vorteilhafterweise in Strömungsrichtung der Hydraulikflüssigkeit hinter der Ventilfeder 14, so dass sich die Ventilfeder 14 permanent im Niederdruckbereich befindet. Der Teller als Ventilschließkörper 10 bietet im Vergleich zu einer Kugel eine größere Fläche, so dass bei gleichem Druck höhere Kräfte entstehen. Dadurch können robustere und stärkere Ventilfedern 14 verwendet werden und das System wird steifer. Bei gleichem Strömungsquerschnitt muss der Ventilschließkörper 10 (Teller) zudem weniger Hub als eine Kugel zurücklegen.
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Das Ventilgehäuse 18 und das Führungselement 20 sind bei dem in den 3 und 4 sowie 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet sind, d.h. das Führungselement 20 ist Teil des Ventilgehäuses 18. Das Ventilgehäuse 18 weist dabei in einem Innenbereich 30 und damit auch das Führungselement 20 Öffnungen 28 in axialer Richtung auf, um bei Öffnen des Ventilschließkörpers 10 einen Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen.
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Das Ventilgehäuse 18 weist an einem dem Ventilsitz 22 gegenüberliegenden Ende einen Anschraubflansch 23 auf, an welchem ein hülsenförmiger Ventileinlass 26 angeordnet ist. Der Ventileinlass 26 kann an seinem offenen Ende einen Dichtbereich vorsehen. Über den Anschraubflansch 23 kann das Rückschlagventil 7, 8 auch in eine Schraubbohrung eines Pleuels 1 dicht eingeschraubt werden.
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Bei dem in den 5 und 6 sowie 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein separates Führungselement 20 im Innenbereich 30 des Ventilgehäuses 18 angeordnet, das bei der Montage des Rückschlagventils 7, 8 beispielsweise eingepresst werden kann. Das Führungselement 20 weist Öffnungen 29 in axialer Richtung auf, um bei Öffnen des Ventilschließkörpers 10 einen Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen. Das Ventilgehäuse 18 weist weiter an einem dem Ventilsitz 22 gegenüberliegenden Ende einen Einpressflansch 24 mit Dichtsitz auf, so dass das Rückschlagventil 7, 8 direkt in ein Pleuel 1 dicht eingepresst werden kann.
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Im Vergleich zu bekannten Rückschlagventilen können bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil 7, 8 fertigungstechnisch kritische Überströmkanäle entfallen. Insbesondere das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den 5, 6, 9 und 10, welches in das Pleuel 1 eingepresst wird, weist eine stark vereinfachte und damit kostengünstige Ausgestaltung auf.
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Die Rückschlagventile 7, 8 können grundsätzlich im Pleuel 1 auch derart positioniert angeordnet werden, dass die auftretenden Beschleunigungskräfte/Massenkräfte den Ventilschließkörper 10 in einen Ventilsitz 22 pressen.
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In den 7 bis 10 sind bei den Rückschlagventilen 7, 8 in einer geöffneten Position mit Pfeilen Fluidpfade eingezeichnet, welche eine Strömungsrichtung der Hydraulikflüssigkeit durch die Rückschlagventile 7, 8 kennzeichnen.
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Den 11 bis 14 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils 7, 8 zu entnehmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Ventilgehäuse 18 und das Führungselement 20 wieder einstückig ausgebildet, so dass zum Durchströmen des Rückschlagventils 7, 8 mit Hydraulikflüssigkeit Öffnungen 28 im Ventilgehäuse 18 vorgesehen sind. Anders als bei den in den 3 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispielen taucht das Führungselement 20 bei diesem Ausführungsbeispiel wenigstens teilweise in die Anschlaghülse 16 ein. Die Anschlaghülse 16 selbst ist dazu nur mit einem Bund 32 über den stiftförmigen Fortsatz 12 aufgeschoben, vorzugsweise aufgepresst und weist einen weiteren Bund 34 auf, der eine axiale Öffnung aufweist, in welche das Führungselement 20 eintauchen kann. Dabei sitzt der Teller des Ventilschließkörpers 10 bei geschlossenem Rückschlagventil 7, 8 auf dem konusförmig ausgebildeten Ventilsitz 22 des Ventilgehäuses 18 auf.
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Die Ventilfeder 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch das Führungselement 20 über die ganze Länge radial geführt, da das Führungselement 20 die ganze Länge der Ventilfeder 14 abdeckt, in deren Innenbereich das Führungselement 20 wenigstens teilweise angeordnet ist.
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Wie in der geöffneten Position des Rückschlagventils 7, 8 in den 13 und 14 zu erkennen ist, taucht das Führungselement 20 bei Öffnen des Rückschlagventils 7, 8 und dabei Verschieben den Ventilschließelements 10 in Längsrichtung L weiter in die Anschlaghülse 16 ein. Der Fluidpfad der strömenden Hydraulikflüssigkeit ist wieder mit Pfeilen dargestellt.
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Das in den 11 bis 14 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt damit eine besonders zuverlässige Variante dar, da in diesem Fall die Ventilfeder 14 über die gesamte Länge durch das Führungselement 20 geführt ist. Auch ist hierbei die Führung des stiftförmigen Fortsatzes 12 des Ventilschließkörpers 10 durch das Führungselement 20 über eine vergleichsweise lange Führungsstrecke gegeben, so dass das Rückschlagventil 7, 8 eine besonders robuste Variante eines Rückschlagventils 7, 8 darstellt. Weiter weist die einstückige Ausführung des Rückschlagventils 7, 8 ein bauraumtechnisch kompaktes Design auf und ist dazuhin kostengünstig zu fertigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012112461 A1 [0003]
