DE102017108888A1

DE102017108888A1 - Connecting rod of a reciprocating engine

Info

Publication number: DE102017108888A1
Application number: DE102017108888.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Nendel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2018-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange (1) einer Hubkolbenmaschine, mit einem Pleuelinnenteil (2), welches ein Hublagerauge (4) zur drehbeweglichen Lagerung auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle sowie einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt (9) aufweist, und mit einem Pleuelaußenteil (3), das ein Kolbenlagerauge (10) zur schwenkbeweglichen Lagerung eines Kolbens sowie einen zylindrischen Kolbenabschnitt (11) aufweist, wobei das Pleuelaußenteil (3) mit dem Kolbenabschnitt (11) axialbeweglich in dem Führungsabschnitt (9) des Pleuelinnenteils (2) geführt ist, wobei die beiden Pleuelteile (2, 3) über ein selbsthemmendes Spindelgetriebe (33) längenverstellbar miteinander verbunden sind, und wobei bei dem Spindelgetriebe (33) dessen Eingangselement (36) mit dem Antriebselement (16) eines im Pleuelfuß (5) des Pleuelinnenteils (2) angeordneten Drehaktuators (13) antriebsverbunden ist. Um in Verbindung mit einem einfachen Aufbau und einem geringen Energiebedarf eine stufenlose Verstellung der Pleuellänge (L) der Pleuelstange (1) zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Drehaktuator (13) als ein Hydraulikmotor mit einem um eine Längsachse (12) der Pleuelstange (1) drehbaren Antriebselement (16) ausgebildet ist, und dass das Antriebselement (16) des Hydraulikmotors (13) über ein in Planetenbauweise ausgeführtes Untersetzungsgetriebe (21) mit dem Eingangselement (36) des Spindelgetriebes (33) antriebsverbunden ist.The invention relates to a connecting rod (1) of a reciprocating piston engine, having a connecting rod inner part (2), which has a Bublagerauge (4) for rotatably supporting on a crank pin of a crankshaft and a hollow cylindrical guide portion (9), and with a connecting rod outer part (3) a piston bearing eye (10) for pivotally mounting a piston and a cylindrical piston portion (11), wherein the connecting rod outer part (3) with the piston portion (11) axially movable in the guide portion (9) of the Pleuelinnenteils (2) is guided, wherein the two connecting rod parts (2, 3) via a self-locking spindle gear (33) are adjustable in length interconnected, and wherein the input shaft (33) whose input element (36) with the drive element (16) in the connecting rod (5) of the Pleuelinnenteils (2) arranged rotary actuator ( 13) is drive-connected. In order to enable a continuous adjustment of the connecting rod length (L) of the connecting rod (1) in conjunction with a simple construction and a low energy requirement, it is provided that the rotary actuator (13) as a hydraulic motor with a about a longitudinal axis (12) of the connecting rod (12) 1) rotatable drive element (16) is formed, and that the drive element (16) of the hydraulic motor (13) via a geared in planetary design reduction gear (21) to the input member (36) of the spindle gear (33) is drivingly connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange einer Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Verbrennungskolbenmotors, mit einem Pleuelinnenteil, welches ein Hublagerauge zur drehbeweglichen Lagerung auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle sowie einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt aufweist, und mit einem Pleuelaußenteil, das ein Kolbenlagerauge zur schwenkbeweglichen Lagerung eines Kolbens sowie einen zylindrischen Kolbenabschnitt aufweist, wobei das Pleuelaußenteil mit dem Kolbenabschnitt axialbeweglich in dem Führungsabschnitt des Pleuelinnenteils geführt ist, wobei die beiden Pleuelteile über ein selbsthemmendes Spindelgetriebe längenverstellbar miteinander verbunden sind, und wobei bei dem Spindelgetriebe dessen Eingangselement mit dem Antriebselement eines im Pleuelfuß des Pleuelinnenteils angeordneten Drehaktuators antriebsverbunden ist.The invention relates to a connecting rod of a reciprocating piston engine, in particular a Verbrennungskulbenmotors, with a Pleuelinnenteil having a Hublagerauge for rotatably supporting on a crank pin of a crankshaft and a hollow cylindrical guide portion, and with a connecting rod outer part, a piston bearing eye for pivotally mounting a piston and a cylindrical piston portion wherein the connecting rod outer part is guided with the piston portion axially movable in the guide portion of the Pleuelinnenteils, wherein the two connecting rod parts are connected to each other adjustable in length via a self-locking spindle gear, and wherein the input element is drivingly connected to the drive element of a Pleuelfuß the Pleuelinnenteils rotary actuator in the spindle gear.

Durch längenverstellbare Pleuelstangen einer Hubkolbenmaschine, wie eines Verbrennungskolbenmotors oder eines Kolbenverdichters, kann das Verdichtungsverhältnis an den aktuellen Betriebszustand der Hubkolbenmaschine angepasst werden. So ist es zum Beispiel bei einem Verbrennungskolbenmotor vorteilhaft, das Verdichtungsverhältnis beim Startvorgang und im Teillastbetrieb zu erhöhen sowie im Volllastbetrieb zu reduzieren. Durch ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis beim Startvorgang wird das Anspringen eines Verbrennungskolbenmotors erleichtert, da dadurch in den Arbeitsräumen relativ schnell ein für den Verbrennungsbetrieb ausreichender Kompressionsdruck erzeugt werden kann. Durch ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis im Teillastbetrieb wird der thermodynamische Wirkungsgrad eines Verbrennungskolbenmotors erhöht und damit der spezifische Kraftstoffverbrauch gesenkt. Durch ein reduziertes Verdichtungsverhältnis im Volllastbetrieb wird der in den Arbeitsräumen eines Verbrennungskolbenmotors auftretende Spitzendruck gesenkt und damit die mechanische Belastung des gesamten Kurbeltriebs sowie die Klopfneigung reduziert.By length-adjustable connecting rods of a reciprocating engine, such as a combustion piston engine or a reciprocating compressor, the compression ratio can be adapted to the current operating state of the reciprocating engine. For example, in a combustion piston engine, it is advantageous to increase the compression ratio during the starting operation and in partial load operation and to reduce it during full load operation. By increasing the compression ratio during the starting process, the starting of a combustion piston engine is facilitated, as a relatively sufficient for the combustion operation compression pressure can be generated in the work spaces relatively quickly. By increasing the compression ratio in part-load operation, the thermodynamic efficiency of a combustion piston engine is increased and thus the specific fuel consumption is lowered. Due to a reduced compression ratio in full-load operation, the peak pressure occurring in the working chambers of a combustion piston engine is lowered, thereby reducing the mechanical stress on the entire crank mechanism and the tendency to knock.

Aus der EP 1 243 773 B1 ist eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungskolbenmotors bekannt, die ein Pleuelinnenteil und ein Pleuelaußenteil umfasst. Durch eine axialbewegliche Führung eines zylindrischen Kolbenabschnitts des Pleuelinnenteils in einem innenzylindrischen Führungsabschnitt des Pleuelaußenteils sind die beiden Pleuelteile in Richtung der Längsachse der Pleuelstange zwischen zwei Endanschlägen relativ zueinander verschiebbar, wodurch die wirksame Länge der Pleuelstange entsprechend verändert werden kann. In den beiden Endpositionen des Verstellweges sind die beiden Pleuelteile jeweils durch zwei in einer Radialbohrung im Kolbenabschnitt des Pleuelinnenteils angeordnete, von einer Druckfeder radial nach außen belastete Koppelbolzen durch deren Eingriff in zugeordnete, in der Innenwand des Führungsabschnitts des Pleuelaußenteils angeordnete Ausnehmungen formschlüssig verriegelbar. Durch eine Beaufschlagung von separaten Ölkanälen mit Drucköl, die ausgehend von dem Hublagerauge des zugeordneten Hubzapfens der Kurbelwelle in dem Pleuelinnenteil und in zwei auf dem Führungsabschnitt des Pleuelaußenteils befestigten Außenscheiben angeordnet sind und von außen in die Ausnehmungen des Pleuelaußenteils führen, kann die jeweils aktive Verriegelung gelöst werden, worauf eine Relativverschiebung der Pleuelteile in die jeweils andere Endposition möglich ist. Die eigentliche Verschiebung der Pleuelteile gegeneinander soll durch die bei laufendem Verbrennungskolbenmotor auf den Kolben wirksamen Druckkräfte und die auf den Kolben sowie das Pleuelaußenteil wirksamen Massenträgheitskräfte erfolgen.From the EP 1 243 773 B1 For example, a length-adjustable connecting rod of a combustion piston engine is known which comprises a rod inner part and a connecting rod outer part. By axially movable guidance of a cylindrical piston portion of the Pleuelinnenteils in an inner cylindrical guide portion of the Pleuelaußenteils the two connecting rod parts in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod between two end stops relative to each other, whereby the effective length of the connecting rod can be changed accordingly. In the two end positions of the adjustment, the two connecting rods are each positively locked by two in a radial bore in the piston portion of the connecting rod inner part, by a compression spring radially outwardly loaded coupling pin by their engagement in associated, arranged in the inner wall of the guide portion of the connecting rod outer recesses. By acting on separate oil passages with pressure oil, which are arranged starting from the crank bearing eye of the associated crank pin in the connecting rod inner part and two attached to the guide portion of the connecting rod outer part outer plates and lead from the outside into the recesses of the connecting rod outer part, the respective active locking can be solved be, whereupon a relative displacement of the connecting rod parts in the other end position is possible. The actual displacement of the connecting rod parts against each other should be effected by the pressure forces acting on the piston when the internal combustion engine is running and the mass inertia forces acting on the piston and the connecting rod outer part.

In der AT 511 803 B1 ist eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungskolbenmotors mit einem Pleuelinnenteil und einem Pleuelaußenteil beschrieben, die in zwei Endpositionen hydraulisch miteinander arretierbar sind. Durch eine axialbewegliche Führung eines zylindrischen Kolbenabschnitts des Pleuelaußenteils in einem innenzylindrischen Führungsabschnitt des Pleuelinnenteils sind die beiden Pleuelteile in Richtung der Längsachse der Pleuelstange zwischen zwei Endanschlägen relativ zueinander verschiebbar. Das Pleuelinnenteil und das Pleuelaußenteil schließen einen Druckraum ein, der über einen ersten Ölkanal und einen dazu parallelen zweiten Ölkanal, in dem ein in Richtung des Druckraums öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist, über ein in dem Pleuelfuß des Pleuelinnenteils angeordnetes, druckgesteuertes Kolbenventil mit einem von dem Hublagerauge des zugeordneten Hubzapfens der Kurbelwelle ausgehenden Ölversorgungskanal verbindbar sind. Bei niedrigem Öldruck in dem Ölversorgungskanal, der insbesondere bei niedriger Motordrehzahl vorliegt, gibt das Kolbenventil nur den zweiten Ölkanal frei, so dass das Pleuelaußenteil mit dem Kolben im Saugtakt durch die wirksame Druckkraft in Verbindung mit dem Ansaugen von Motoröl in den Druckraum axial nach außen gezogen wird, wodurch die wirksame Länge der Pleuelstange bis zum Erreichen des äußeren Endanschlags vergrößert wird. Bei hohem Öldruck in dem Ölversorgungskanal, der insbesondere bei hoher Motordrehzahl vorliegt, gibt das Kolbenventil zusätzlich den ersten Ölkanal frei, so dass das Pleuelaußenteil mit dem Kolben im Verdichtungstakt durch die wirksame Druckkraft in Verbindung mit dem Herausdrücken von Motoröl aus dem Druckraum axial nach innen gedrückt wird, wodurch die wirksame Länge der Pleuelstange bis zum Erreichen des inneren Endanschlags verringert wird.In the AT 511 803 B1 is a length-adjustable connecting rod of a internal combustion piston engine described with a rod inner part and a connecting rod outer part, which are hydraulically locked together in two end positions. By an axially movable guidance of a cylindrical piston portion of the connecting rod outer part in an inner cylindrical guide portion of the connecting rod inner part, the two connecting rod parts in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod between two end stops relative to each other. The connecting rod inner part and the connecting rod outer part enclose a pressure chamber, which is arranged via a first oil passage and a second oil passage parallel thereto, in which a non-return valve opening in the direction of the pressure chamber via a arranged in the connecting rod of the Pleuelelfenteils, pressure-controlled piston valve with one of the Hublagerauge the associated journal of the crankshaft outgoing oil supply channel are connectable. At low oil pressure in the oil supply channel, which is particularly at low engine speed, the piston valve releases only the second oil passage, so that the connecting rod outer part with the piston in the suction cycle by the effective pressure force in connection with the suction of engine oil into the pressure chamber pulled axially outward is, whereby the effective length of the connecting rod is increased until reaching the outer end stop. At high oil pressure in the oil supply channel, which is in particular at high engine speed, the piston valve also releases the first oil passage, so that the connecting rod outer part pressed with the piston in the compression stroke by the effective pressure force in conjunction with the pushing out of engine oil from the pressure chamber axially inwards which reduces the effective length of the connecting rod until it reaches the inner limit stop.

Aus der AT 517 100 B1 ist eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungskolbenmotors mit einem Pleuelinnenteil und einem Pleuelaußenteil bekannt, die über einen im Pleuelfuß des Pleuelinnenteils angeordneten Drehaktuator und ein selbsthemmendes Spindelgetriebe zwischen zwei Endpositionen verstellbar sind. Durch eine axialbewegliche Führung eines zylindrischen Kolbenabschnitts des Pleuelaußenteils in einem innenzylindrischen Führungsabschnitt des Pleuelinnenteils sind die beiden Pleuelteile in Richtung der Längsachse der Pleuelstange zwischen zwei Endanschlägen relativ zueinander verschiebbar. In dem Pleuelfuß des Pleuelinnenteils ist ein als Drehaktuator wirksamer, kreisscheibenförmiger Schwingkörper mit exzentrischem Schwerpunkt um die Längsachse der Pleuelstange drehbar angeordnet. Durch eine Axialverschiebung des Schwingkörpers, die mittels eines über eine von dem Hublagerauge des zugeordneten Hubzapfens der Kurbelwelle ausgehenden Ölversorgungskanal mit Drucköl beaufschlagbaren Stellkolbens gegen die Rückstellkraft einer Druckfeder erfolgt, ist dieser wechselweise über jeweils eine von zwei Freilaufkupplungen mit entgegengesetzten Sperrrichtungen mit dem Eingangselement des Spindelgetriebes verbindbar. Das Spindelgetriebe umfasst als Eingangselement eine drehbar und axial unverschiebbar in dem Pleuelinnenteil gelagerte Spindelmutter mit einem Innengewinde und als Ausgangselement einen mit diesem in Eingriff stehenden Außengewindeabschnitt auf dem Kolbenabschnitt des Pleuelaußenteils. Der Schwingkörper soll bei laufendem Verbrennungskolbenmotor durch die Hin- und Herbewegung der Pleuelstange in Drehschwingung versetzt werden, wodurch entsprechend der angekoppelten Freilaufkupplung jeweils nur die Drehbewegung in eine Drehrichtung auf die Spindelmutter übertragen wird. Entsprechend der Schaltstellung des Stellkolbens erfolgt somit eine selbsttätige Verschiebung des Pleuelaußenteils gegenüber dem Pleuelinnenteil entweder bis an den äußeren Endanschlag oder bis an den inneren Endanschlag. From the AT 517 100 B1 is a length-adjustable connecting rod of a Verbrennungskulbenmotors with a Pleuelinnenteil and a Pleuelaußenteil known, which are adjustable via an in the large end of the Pleuelelfenteils rotary actuator and a self-locking spindle gear between two end positions. By an axially movable guidance of a cylindrical piston portion of the connecting rod outer part in an inner cylindrical guide portion of the connecting rod inner part, the two connecting rod parts in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod between two end stops relative to each other. In the connecting rod end of the rod inner part is effective as a rotary actuator, circular disk-shaped oscillating body with eccentric center of gravity about the longitudinal axis of the connecting rod rotatably arranged. By an axial displacement of the oscillating body, which takes place by means of an outgoing from the Hublagerauge the associated crank pin oil supply channel with pressure oil actuating piston against the restoring force of a compression spring, this is alternately connected via one of two one-way clutches with opposite locking directions with the input element of the spindle gear , The spindle gear comprises as an input element a rotatably and axially non-displaceably mounted in the Pleuelinnenteil spindle nut with an internal thread and as an output element with this engaging male threaded portion on the piston portion of the connecting rod outer part. The oscillating body is to be rotated while the combustion piston engine is running by the reciprocating motion of the connecting rod in torsional vibration, whereby according to the coupled one-way clutch in each case only the rotational movement is transmitted in a rotational direction of the spindle nut. According to the switching position of the actuating piston thus takes place an automatic displacement of the connecting rod outer part relative to the connecting rod inner part either to the outer end stop or to the inner end stop.

Bei den gerade beschriebenen Pleuelstangen ist somit nur eine Verstellung zwischen zwei Endpositionen, also die Einstellung einer maximalen Pleuellänge und einer minimalen Pleuellänge, möglich. Eine gezielte Einstellung einer Zwischenposition zwischen den Endpositionen und somit einer mittleren Pleuellänge oder eine stufenlose Verstellung der Pleuellänge ist dagegen nicht möglich.In the connecting rods just described thus only an adjustment between two end positions, ie the setting of a maximum connecting rod length and a minimum connecting rod length, is possible. A targeted setting of an intermediate position between the end positions and thus a middle conrod length or a continuous adjustment of the connecting rod length is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine längenverstellbare Pleuelstange einer Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Verbrennungskolbenmotors, der eingangs genannten Bauart vorzuschlagen, bei der in Verbindung mit einem einfachen Aufbau und einem geringen Energiebedarf eine stufenlose Verstellung der Pleuellänge möglich ist.The invention is therefore based on the object, a length-adjustable connecting rod of a reciprocating engine, in particular a Verbrennungskolbenmotors to propose the aforementioned type in which a continuous adjustment of the connecting rod length is possible in connection with a simple structure and low energy consumption.

Diese Aufgabe ist durch eine Pleuelstange gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by a connecting rod, which has the features of the claim 1 having. Advantageous developments are defined in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft daher eine Pleuelstange einer Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Verbrennungskolbenmotors, mit einem Pleuelinnenteil, welches ein Hublagerauge zur drehbeweglichen Lagerung auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle sowie einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt aufweist, und mit einem Pleuelaußenteil, das ein Kolbenlagerauge zur schwenkbeweglichen Lagerung eines Kolbens sowie einen zylindrischen Kolbenabschnitt aufweist. Hierbei ist das Pleuelaußenteil mit dem Kolbenabschnitt axialbeweglich in dem Führungsabschnitt des Pleuelinnenteils geführt. Die beiden Pleuelteile sind über ein selbsthemmendes Spindelgetriebe längenverstellbar miteinander verbunden, wobei das Eingangselement des Spindelgetriebes mit dem Antriebselement eines im Pleuelfuß des Pleuelinnenteils angeordneten Drehaktuators antriebsverbunden ist.The invention therefore relates to a connecting rod of a reciprocating piston engine, in particular a Verbrennungskulbenmotors, with a Pleuelinnenteil having a Hublagerauge for rotatably supporting on a crank pin of a crankshaft and a hollow cylindrical guide portion, and with a connecting rod outer part, a piston bearing eye for pivotally mounting a piston and a cylindrical Piston section has. Here, the connecting rod outer part is guided with the piston portion axially movable in the guide portion of the Pleuelinnenteils. The two connecting rod parts are connected to each other in a length-adjustable manner via a self-locking spindle gear, wherein the input element of the spindle gear is drive-connected to the drive element of a rotary actuator arranged in the big end of the connecting rod inner part.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei dieser Pleuelstange vorgesehen, dass der Drehaktuator als ein Hydraulikmotor mit einem um eine Längsachse der Pleuelstange drehbaren Antriebselement ausgebildet ist, und dass das Antriebselement des Hydraulikmotors über ein in Planetenbauweise ausgeführtes Untersetzungsgetriebe mit dem Eingangselement des Spindelgetriebes antriebsverbunden ist.To achieve the object, it is provided in this connecting rod that the rotary actuator is designed as a hydraulic motor with a drive element rotatable about a longitudinal axis of the connecting rod, and that the drive element of the hydraulic motor is drivingly connected to the input element of the spindle gear via a reduction gear constructed in planetary construction.

Durch die Verwendung eines Hydraulikmotors als Drehaktuator kann die Drehrichtung durch die wechselweise Verbindung von zwei Verbindungsleitungen, die über den zugeordneten Hubzapfen und/oder die Seitenwangen der Kurbelwelle sowie den Pleuelfuß des Pleuelinnenteils zu dem Hydraulikmotor geführt sind, mit einer druckführenden Versorgungsdruckleitung oder einer weitgehend drucklosen Rückflussleitung gesteuert werden. Durch das gleichzeitige Verbinden beider Verbindungsleitungen mit der Rückflussleitung oder der Versorgungsdruckleitung kann der Hydraulikmotor in jeder beliebigen Drehposition abgeschaltet werden, wodurch die beiden Pleuelteile der Pleuelstange aufgrund der selbsthemmenden Ausführung des Spindelgetriebes in jeder beliebigen Relativposition zueinander arretierbar sind.By using a hydraulic motor as a rotary actuator, the direction of rotation by the alternate connection of two connecting lines, which are guided via the associated crank pin and / or the side walls of the crankshaft and the connecting rod of the connecting rod inner part to the hydraulic motor, with a pressurized supply pressure line or a largely pressureless return line to be controlled. By simultaneously connecting both connecting lines with the return line or the supply pressure line, the hydraulic motor can be switched off in any rotational position, whereby the two connecting rods of the connecting rod can be locked to each other due to the self-locking design of the spindle gear in any relative position.

Durch die Anordnung eines wegen der kompakten Bauweise vorzugsweise in Planetenbauweise ausgeführten Untersetzungsgetriebes zwischen dem Antriebselement des Hydraulikmotors und dem Eingangselement des Spindelgetriebes wird die Drehzahl des Hydraulikmotors reduziert und das abgegebene Drehmoment in demselben Verhältnis erhöht. Hierdurch reicht zur Verstellung der Pleuellänge ein relativ niedriges, an dem Antriebselement anliegendes Antriebsmoment des Hydraulikmotors aus, für dessen Erzeugung der normale Öldruck einer Druckumlaufschmierung eines Verbrennungskolbenmotors ausreicht, also kein erhöhter Öldruck erforderlich ist.By arranging a preferably made in planetary design because of the compact design reduction gear between the drive element of the hydraulic motor and the input element of the spindle gear, the speed of the hydraulic motor is reduced and increases the output torque in the same ratio. As a result, a relatively low, on the drive element is sufficient to adjust the connecting rod length fitting drive torque of the hydraulic motor, for the production of the normal oil pressure sufficient pressure circulation lubrication of a combustion piston engine, so no increased oil pressure is required.

Der Hydraulikmotor ist bevorzugt als ein füllstückloser Innenzahnradmotor mit einem außenverzahnten Ritzel und einem innenverzahnten Hohlrad ausgebildet, dessen Ritzel auf einem exzentrisch zu der Längsachse der Pleuelstange gehäusefest angeordneten Achsbolzen drehbar gelagert ist, und dessen Hohlrad das Antriebselement des Hydraulikmotors bildet und um die Längsachse der Pleuelstange drehbar gelagert sowie drehfest mit dem Eingangselement des Untersetzungsgetriebes verbunden ist. Im Vergleich zu anderen Bauarten von Hydraulikmotoren weist der füllstücklose Innenzahnradmotor, dessen Aufbau und Wirkungsweise zum Beispiel in der DE 196 51 683 A1 ausführlich beschrieben ist, einen relativ einfachen Aufbau sowie ein vergleichsweise hohes erzeugbares Antriebsmoment auf.The hydraulic motor is preferably designed as a füllstückloser internal gear motor with an externally toothed pinion and an internally toothed ring gear whose pinion is rotatably mounted on a eccentric to the longitudinal axis of the connecting rod fixed to the housing axle, and whose ring gear forms the drive element of the hydraulic motor and rotatable about the longitudinal axis of the connecting rod stored and rotatably connected to the input element of the reduction gear. Compared to other types of hydraulic motors, the pieceless internal gear motor, its structure and operation, for example in the DE 196 51 683 A1 is described in detail, a relatively simple structure and a comparatively high producible drive torque.

Das Untersetzungsgetriebe besteht vorteilhaft aus zwei weitgehend identischen, seriell miteinander gekoppelten Planetenradsätzen mit jeweils einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Planetenträger, und einem Hohlrad, die Platz sparend in dem Pleuelinnenteil axial benachbart zwischen dem Hydraulikmotor und dem Spindelgetriebe angeordnet sind. Bei einem derartigen Untersetzungsgetriebe bildet das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes das Eingangselement des Untersetzungsgetriebes und ist drehfest mit dem Antriebselement des Hydraulikmotors verbunden. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist zur Kopplung der beiden Planetenradsätze drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Der Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes bildet das Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes und ist drehfest mit dem Eingangselement des Spindelgetriebes verbunden. Die Hohlräder beider Planetenradsätze sind drehfest miteinander verbunden und/oder gehäusefest arretiert. Da ein einfacher Planetenradsatz, bei dem das Sonnenrad das Eingangselement und der Planetenträger das Ausgangselement bildet sowie das Hohlrad gehäusefest arretiert ist, ein Übersetzungsverhältnis zwischen i = 2,5 und i = 5 aufweisen kann, ist bei dem vorliegenden Aufbau des Untersetzungsgetriebes ein Übersetzungsverhältnis zwischen i = 6,25 und i = 25 möglich, um das an dem Ausgangselement die Drehzahl des Eingangselementes reduziert sowie das an dem Eingangselement anliegende Antriebsmoment erhöht wird.The reduction gear advantageously consists of two largely identical, serially coupled planetary gear sets, each with a sun gear, a planetary planetary carrier supporting a plurality of planetary gears, and a ring gear, which are arranged to save space in the Pleuelinnenteil axially adjacent between the hydraulic motor and the spindle gear. In such a reduction gear, the sun gear of the first planetary gear sets forms the input element of the reduction gear and is rotatably connected to the drive element of the hydraulic motor. The planet carrier of the first planetary gear set is rotatably connected to the coupling of the two planetary gear sets with the sun gear of the second planetary gear set. The planet carrier of the second planetary gear set forms the output element of the reduction gear and is non-rotatably connected to the input element of the spindle gear. The ring gears of both planetary gear sets are rotatably connected to each other and / or fixed to the housing. Since a simple planetary, in which the sun gear, the input element and the planet carrier is the output element and the ring gear is fixed to the housing, a transmission ratio between i = 2.5 and i = 5 may have, in the present structure of the reduction gear, a transmission ratio between i = 6.25 and i = 25 possible to the reduced at the output element, the speed of the input element and the voltage applied to the input element drive torque is increased.

Das Spindelgetriebe besteht vorzugsweise aus zwei seriell gekoppelten Getriebestufen, dessen Eingangselement durch eine axial verschiebbare Gewindemutter gebildet ist, dessen erste Getriebestufe durch ein Außengewinde an der Gewindemutter und einen mit diesem in Eingriff stehenden Innengewindeabschnitt in dem Führungsabschnitt des Pleuelinnenteils gebildet ist, und dessen zweite Getriebestufe durch ein Innengewinde in der Gewindemutter mit einer der Steigung des Außengewindes entgegengerichteten Steigung und einen mit diesem in Eingriff stehenden Außengewindeabschnitt auf dem Kolbenabschnitt des Pleuelaußenteils gebildet ist.The spindle gear consists preferably of two serially coupled gear stages whose input element is formed by an axially displaceable threaded nut, the first gear stage is formed by an external thread on the threaded nut and an engaging with this female threaded portion in the guide portion of the Pleuelinnenteils, and the second gear stage through an internal thread in the threaded nut is formed with a slope of the external thread opposing pitch and an engaging with this male threaded portion on the piston portion of the connecting rod outer part.

Bei einer Drehung der Gewindemutter in die eine Drehrichtung wird diese am Innengewindeabschnitt des Pleuelinnenteils nach außen in Richtung zum Kolbenlagerauge verschoben und zugleich das Pleuelaußenteil an seinem Außengewindeabschnitt nach axial außen verschoben, so dass sich die Stellwege beider Getriebestufen zur Vergrößerung der Pleuellänge addieren. Bei einer Drehung der Gewindemutter in die entgegengesetzte Drehrichtung wird diese am Innengewindeabschnitt des Pleuelinnenteils nach innen in Richtung des Hublagerauges verschoben und zugleich das Pleuelaußenteil an seinem Außengewindeabschnitt nach axial innen verschoben, so dass sich die Stellwege beider Getriebestufen auch zur Verringerung der Pleuellänge addieren.Upon rotation of the threaded nut in the one direction of rotation, the latter is displaced outwards in the direction of the piston bearing eye on the internally threaded portion of the connecting rod inner part and at the same time the outer end of the connecting rod portion is displaced axially outwards so that the travel paths of both gear stages add to increase the length of the connecting rod. Upon rotation of the threaded nut in the opposite direction of rotation, this is displaced inwardly on the internally threaded portion of the rod inner part in the direction of Hublagerauges and at the same time displaced the connecting rod outer part at its male threaded portion axially inwards, so that the travel of both gear stages also add to reduce the connecting rod length.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt

1 eine Pleuelstange einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen der Erfindung in einer perspektivischen Seitenansicht,
2 die Pleuelstange gemäß 1 in einem Längsschnitt,
2a die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einem Querschnitt A-A gemäß 2,
2b die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einem Querschnitt B-B gemäß 2,
2c die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einem Querschnitt C-C gemäß 2,
2d die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einem Querschnitt D-D gemäß 2,
3 die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einer Endposition der Pleuelteile mit minimaler Pleuellänge in einem vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnittes analog zu demjenigen von 2, und
4 die Pleuelstange gemäß 1 und 2 in einer Endposition der Pleuelteile mit maximaler Pleuellänge in einem vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnittes analog zu demjenigen von 2.

To further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this shows

1 a connecting rod of a reciprocating engine with the features of the invention in a perspective side view,
2 the connecting rod according to 1 in a longitudinal section,
2a the connecting rod according to 1 and 2 in a cross section AA according to 2 .
2 B the connecting rod according to 1 and 2 in a cross section BB according to 2 .
2c the connecting rod according to 1 and 2 in a cross section CC according to 2 .
2d the connecting rod according to 1 and 2 in a cross section DD according to 2 .
3 the connecting rod according to 1 and 2 in an end position of the connecting rod parts with minimum connecting rod length in an enlarged section of a longitudinal section analogous to that of 2 , and
4 the connecting rod according to 1 and 2 in an end position of the connecting rod parts with maximum connecting rod length in an enlarged section of a longitudinal section analogous to that of 2 ,

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 1 einer Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Verbrennungskolbenmotors, ist in 1 in einer perspektivischen Seitenansicht und in 2 in einem Längsschnitt abgebildet. Die Pleuelstange 1 umfasst ein Pleuelinnenteil 2 und ein Pleuelaußenteil 3. Das Pleuelinnenteil 2 weist ein Hublagerauge 4 zur drehbeweglichen Lagerung auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle und einen hohlzylindrischen Führungsabschnitt 9 auf. Das Hublagerauge 4 ist zu einer Hälfte an den Pleuelfuß 5 des Pleuelinnenteils 2 angeformt und wird zur anderen Hälfte durch einen Lagerdeckel 7 gebildet, der mit zwei Schrauben 8a, 8b an dem Pleuelfuß 5 des Pleuelinnenteils 2 befestigt ist. In dem Pleuelfuß 5 des Pleuelinnenteils 2 ist eine zentrale zylindrische Ausnehmung 6 ausgebildet, in der ein als Hydraulikmotor ausgebildeter Drehaktuator 13 sowie ein in Planetenbauweise ausgeführtes Untersetzungsgetriebe 21 angeordnet sind. Das Pleuelaußenteil 3 weist ein Kolbenlagerauge 10 zur schwenkbeweglichen Lagerung eines Kolbens und einen zylindrischen Kolbenabschnitt 11 auf. Das Pleuelaußenteil 3 ist mit dem Kolbenabschnitt 11 in Richtung einer Längsachse 12 der Pleuelstange 1 axialbeweglich in dem hohlzylindrischen Führungsabschnitt 9 des Pleuelinnenteils 2 geführt.A preferred embodiment of a connecting rod according to the invention 1 one Reciprocating piston engine, in particular a combustion piston engine, is in 1 in a perspective side view and in 2 shown in a longitudinal section. The connecting rod 1 includes a connecting rod inner part 2 and a connecting rod outer part 3 , The connecting rod inner part 2 has a bung eye 4 for rotatably supporting on a crank pin of a crankshaft and a hollow cylindrical guide portion 9 on. The eye bearing eye 4 is one-half to the big end of the ball 5 of the connecting rod inner part 2 molded and the other half by a bearing cap 7 Made with two screws 8a . 8b at the big end 5 of the connecting rod inner part 2 is attached. In the big end 5 of the connecting rod inner part 2 is a central cylindrical recess 6 formed in a trained as a hydraulic motor rotary actuator 13 and a planetary gear reduction gear 21 are arranged. The connecting rod outer part 3 has a piston bearing eye 10 for the pivotable mounting of a piston and a cylindrical piston section 11 on. The connecting rod outer part 3 is with the piston section 11 in the direction of a longitudinal axis 12 the connecting rod 1 axially movable in the hollow cylindrical guide portion 9 of the connecting rod inner part 2 guided.

Die beiden Pleuelteile 2, 3 sind über ein selbsthemmendes Spindelgetriebe 33 längenverstellbar miteinander verbunden. Der Hydraulikmotor 13 weist ein um die Längsachse 12 der Pleuelstange 1 drehbares Antriebselement 16 auf, welches über das Untersetzungsgetriebe 21 mit dem Eingangselement 36 des Spindelgetriebes 33 antriebsverbunden ist.The two connecting rods 2 . 3 are via a self-locking spindle gear 33 adjustable in length interconnected. The hydraulic motor 13 indicates one about the longitudinal axis 12 the connecting rod 1 rotatable drive element 16 on, which via the reduction gear 21 with the input element 36 of the spindle gear 33 is drive connected.

Der Hydraulikmotor 13 ist als ein füllstückloser Innenzahnradmotor mit einem außenverzahnten Ritzel 15 und einem innenverzahnten Hohlrad 16 ausgebildet. Das Ritzel 15 ist auf einem exzentrisch zu der Längsachse 12 der Pleuelstange 1 gehäusefest angeordneten Achsbolzen 14 drehbar gelagert. Die Außenverzahnung des Ritzels 15 kämmt einseitig mit der einen zusätzlichen Zahn aufweisenden Innenverzahnung des Hohlrades 16 und schließt diagonal gegenüberliegend Druckkammern mit der Innenverzahnung des Hohlrades 16 ein. Das Hohlrad 16 ist um die Längsachse 12 der Pleuelstange 1 drehbar in der Ausnehmung 6 des Pleuelinnenteils 2 gelagert und bildet das Antriebselement des Hydraulikmotors 13.The hydraulic motor 13 is as a full complement internal gear motor with an externally toothed pinion 15 and an internally toothed ring gear 16 educated. The pinion 15 is on an eccentric to the longitudinal axis 12 the connecting rod 1 fixed axle mounted axle 14 rotatably mounted. The external toothing of the pinion 15 one-sided meshes with the internal toothing of the ring gear having an additional tooth 16 and closes diagonally opposite pressure chambers with the internal teeth of the ring gear 16 one. The ring gear 16 is about the longitudinal axis 12 the connecting rod 1 rotatable in the recess 6 of the connecting rod inner part 2 stored and forms the drive element of the hydraulic motor 13 ,

Durch die wechselweise Zufuhr und Abfuhr von Drucköl über zwei nicht näher dargestellte Verbindungsleitungen, die über den zugeordneten Hubzapfen und/oder die Seitenwangen der Kurbelwelle sowie den Pleuelfuß 5 des Pleuelinnenteils 2 zu dem Hydraulikmotor 13 geführt sind, können das Ritzel 15 und das Hohlrad 16 in die eine Drehrichtung oder die andere Drehrichtung gedreht werden, wodurch über das Hohlrad 16 ein Drehmoment und eine Drehbewegung in das Eingangselement 24 des Untersetzungsgetriebes 21 übertragbar ist.By the alternate supply and removal of pressure oil via two connecting lines, not shown, via the associated crank pin and / or the side walls of the crankshaft and the connecting rod 5 of the connecting rod inner part 2 to the hydraulic motor 13 are guided, the pinion can 15 and the ring gear 16 in which one direction of rotation or the other direction of rotation are rotated, thereby over the ring gear 16 a torque and a rotational movement in the input element 24 of the reduction gear 21 is transferable.

In der perspektivischen Seitenansicht der 1 ist ein pleuelseitiger Abschnitt einer Versorgungsleitung 17 sichtbar, der im montierten Zustand über einen schlitzförmigen Kupplungsabschnitt 18 mit einem in der benachbarten Seitenwange der Kurbelwelle endenden kurbelwellenseitigen Abschnitt derselben hydraulischen Versorgungsleitung in Verbindung steht. In der Querschnittsansicht von 2a, dessen Abbildungsebene in der Schnittebene A-A von 2 liegt, ist der beschriebene Aufbau des Hydraulikmotors 13 deutlich erkennbar.In the perspective side view of 1 is a connecting-end section of a supply line 17 visible, in the mounted state via a slot-shaped coupling section 18 is in communication with a crankshaft side end portion of the same hydraulic supply line in the adjacent side cheek of the crankshaft. In the cross-sectional view of 2a whose plane of illustration in the sectional plane AA of 2 is the described structure of the hydraulic motor 13 clearly.

Das Untersetzungsgetriebe 21 besteht aus zwei weitgehend identischen, seriell miteinander gekoppelten Planetenradsätzen 22, 23, die jeweils ein Sonnenrad 24, 28, einen mehrere Planetenräder 26, 31 tragenden Planetenträger 25, 29, und ein Hohlrad 27, 32 aufweisen. Die beiden Planetenradsätzen 22, 23 sind in der Ausnehmung 6 des Pleuelinnenteils 2 axial benachbart zwischen dem Hydraulikmotor 13 und dem Spindelgetriebe 33 angeordnet. Das Sonnenrad 24 des ersten Planetenradsatzes 22 bildet das Eingangselement des Untersetzungsgetriebes 21 und ist drehfest mit dem Hohlrad 16 des Hydraulikmotors 13 verbunden. Der Planetenträger 25 des ersten Planetenradsatzes 22 ist einstückig mit dem Sonnenrad 28 des zweiten Planetenradsatzes 23 verbunden. Der Planetenträger 29 des zweiten Planetenradsatzes 23 bildet das Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes 21 und ist drehfest mit dem Eingangselement 36 des Spindelgetriebes 33 verbunden. Die Hohlräder 27, 32 beider Planetenradsätze 22, 23 sind einstückig miteinander verbunden und gehäusefest arretiert.The reduction gear 21 consists of two largely identical, serially coupled planetary gear sets 22 . 23 , each a sun gear 24 . 28 , a multiple planet gears 26 . 31 carrying planet carrier 25 . 29 , and a ring gear 27 . 32 exhibit. The two planetary gear sets 22 . 23 are in the recess 6 of the connecting rod inner part 2 axially adjacent between the hydraulic motor 13 and the spindle gear 33 arranged. The sun wheel 24 of the first planetary gear set 22 forms the input element of the reduction gear 21 and is non-rotatable with the ring gear 16 of the hydraulic motor 13 connected. The planet carrier 25 of the first planetary gear set 22 is integral with the sun gear 28 of the second planetary gear set 23 connected. The planet carrier 29 of the second planetary gear set 23 forms the output element of the reduction gear 21 and is non-rotatable with the input member 36 of the spindle gear 33 connected. The ring gears 27 . 32 both planetary gear sets 22 . 23 are integrally connected with each other and fixed to the housing.

Mit den beiden gekoppelten Planetenradsätzen 22, 23 weist das Untersetzungsgetriebe 21 eine großes Übersetzungsverhältnis im Bereich zwischen i = 6,25 und i = 25 auf, welches die Drehzahl des Antriebselementes 16 des Hydraulikmotors 13 reduziert und das abgegebene Drehmoment in demselben Verhältnis erhöht. In der Querschnittsansicht von 2b, dessen Abbildungsebene in der Schnittebene B-B von 2 liegt, ist der Aufbau des ersten Planetenradsatzes 22 des Untersetzungsgetriebes 21 deutlich erkennbar. Der Aufbau des zweiten Planetenradsatzes 23 des Untersetzungsgetriebes 21 ist hierzu weitgehend identisch.With the two coupled planetary gear sets 22 . 23 has the reduction gear 21 a large gear ratio in the range between i = 6.25 and i = 25, which is the speed of the drive element 16 of the hydraulic motor 13 reduces and increases the output torque in the same ratio. In the cross-sectional view of 2 B whose plane of illustration in the section plane BB of 2 is the structure of the first planetary gear set 22 of the reduction gear 21 clearly. The structure of the second planetary gear set 23 of the reduction gear 21 is largely identical to this.

Das Spindelgetriebe 33 besteht aus zwei seriell gekoppelten Getriebestufen 34, 35, dessen Eingangselement 36 durch eine axial verschiebbare Gewindemutter gebildet ist. Die erste Getriebestufe 34 ist durch ein Außengewinde 37 an der Gewindemutter 36 und einen mit diesem in Eingriff stehenden Innengewindeabschnitt 38 in dem Führungsabschnitt 9 des Pleuelinnenteils 2 gebildet. Die zweite Getriebestufe 35 ist durch ein Innengewinde 39 in der Gewindemutter 36 mit einer der Steigung des Außengewindes 37 entgegengerichteten Steigung und einen mit diesem in Eingriff stehenden Außengewindeabschnitt 40 auf dem Kolbenabschnitt 11 des Pleuelaußenteils 3 gebildet.The spindle gear 33 consists of two serially coupled gear stages 34 . 35 , whose input element 36 is formed by an axially displaceable threaded nut. The first gear stage 34 is by an external thread 37 on the threaded nut 36 and a female threaded portion engaged therewith 38 in the guide section 9 of the connecting rod inner part 2 educated. The second gear stage 35 is through an internal thread 39 in the threaded nut 36 with one of the pitch of the external thread 37 opposite slope and engaging with this male threaded portion 40 on the piston section 11 of the connecting rod outer part 3 educated.

Bei einer Drehung der Gewindemutter 36 in die eine Drehrichtung wird diese am Innengewindeabschnitt 38 des Pleuelinnenteils 2 nach axial außen in Richtung zum Kolbenlagerauge 10 verschoben und zugleich das Pleuelaußenteil 3 an seinem Außengewindeabschnitt 40 nach axial außen verschoben, so dass sich die Stellwege beider Getriebestufen 34, 35 zur Vergrößerung der Pleuellänge L_PI addieren. Bei einer Drehung der Gewindemutter 36 in die entgegengesetzte Drehrichtung wird diese am Innengewindeabschnitt 38 des Pleuelinnenteils 2 nach innen in Richtung zum Hublagerauge 4 verschoben und zugleich das Pleuelaußenteil 3 an seinem Außengewindeabschnitt 40 nach axial innen verschoben, so dass sich die Stellwege beider Getriebestufen 34, 35 auch zur Verringerung der Pleuellänge L_PI addieren.Upon rotation of the threaded nut 36 in one direction of rotation, this is the female thread section 38 of the connecting rod inner part 2 axially outward in the direction of the piston bearing eye 10 moved and at the same time the connecting rod outer part 3 at its male threaded portion 40 moved axially outwards, so that the travel paths of both gear stages 34 . 35 for enlarging the connecting rod length _PI add. Upon rotation of the threaded nut 36 in the opposite direction of rotation, this is the female thread section 38 of the connecting rod inner part 2 inside towards the stub bearing eye 4 moved and at the same time the connecting rod outer part 3 at its male threaded portion 40 moved axially inward, so that the travel paths of both gear stages 34 . 35 also for reducing the length of the connecting rod _PI add.

Bei abgestelltem Hydraulikmotor 13 sind die beiden Pleuelteile 2, 3 aufgrund der selbsthemmenden Ausführung der Gewindepaarungen 37, 38 und 39, 40 arretiert, so dass die Pleuellänge L_PI somit bei der vorliegenden Pleuelstange 1 stufenlos einstellbar ist.With the hydraulic motor switched off 13 are the two connecting rods 2 . 3 due to the self-locking design of the thread pairings 37 . 38 and 39 . 40 locked so that the connecting rod length _PI thus at the present connecting rod 1 is infinitely adjustable.

Aus der Querschnittsansicht von 2c, dessen Abbildungsebene in der Schnittebene C-C der 2 liegt, geht der Aufbau einer formschlüssigen Kupplung 41 hervor, über die der als Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes 21 wirksame Planetenträger 29 des zweiten Planetenradsatzes 23 und die als Eingangselement des Spindelgetriebes 33 wirksame Gewindemutter 36 drehfest miteinander verbunden sind. Die Kupplung 41 ist aus den in Richtung des Spindelgetriebes 33 verlängerten Lagerbolzen 30 des Planetenträgers 29 und zugeordneten, in der Gewindemutter 36 ausgebildeten Bohrungen 42 gebildet, wobei die Lagerbolzen 30 spielbehaftet in die Bohrungen 42 eingreifen.From the cross-sectional view of 2c whose plane of illustration in the sectional plane CC of 2 is the construction of a positive coupling goes 41 out, over the as the starting element of the reduction gear 21 effective planet carrier 29 of the second planetary gear set 23 and as the input element of the spindle gear 33 effective threaded nut 36 rotatably connected to each other. The coupling 41 is out of the direction of the spindle gear 33 extended bearing pin 30 of the planet carrier 29 and assigned, in the threaded nut 36 trained holes 42 formed, with the bearing bolts 30 playful in the holes 42 intervention.

Aus der Querschnittsansicht von 2d, dessen Abbildungsebene in der Schnittebene D-D der 2 liegt, ist ersichtlich, dass das Pleuelaußenteil 3 über ein zwischen dem Außengewindeabschnitt 40 und dem Kolbenlagerauge 10 in dem Kolbenabschnitt 11 angeordnetes Zahnprofil 43, dessen Zähne 44 in zugeordnete Längsnuten 45 in dem Führungsabschnitt 9 des Pleuelinnenteils 2 eingreifen, drehfest in dem Pleuelinnenteil 2 geführt ist.From the cross-sectional view of 2d whose plane of illustration in the sectional plane DD of 2 is, it can be seen that the connecting rod outer part 3 via a between the male threaded portion 40 and the piston bearing eye 10 in the piston section 11 arranged tooth profile 43 whose teeth 44 in associated longitudinal grooves 45 in the guide section 9 of the connecting rod inner part 2 engage, rotationally fixed in the connecting rod inner part 2 is guided.

In 3 ist die Pleuelstange 1 in einem vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnittes analog zu demjenigen von 2 in einer Endposition der beiden Pleuelteile 2, 3 mit minimaler Pleuellänge L_PI abgebildet. In 4 ist die Pleuelstange 1 in einem vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnittes analog zu demjenigen von 2 in einer Endposition der Pleuelteile 2, 3 mit maximaler Pleuellänge L_PI abgebildet.In 3 is the connecting rod 1 in an enlarged section of a longitudinal section analogous to that of 2 in an end position of the two connecting rods 2 . 3 with minimal connecting rod length _PI displayed. In 4 is the connecting rod 1 in an enlarged section of a longitudinal section analogous to that of 2 in an end position of the connecting rods 2 . 3 with maximum connecting rod length _PI displayed.

Die Längeneinstellung der Pleuelstange 1 kann mittels eines Steuerungsgerätes gesteuert werden. Dieses ermittelt mit Hilfe eines Sensors die aktuelle Länge des Pleuels und nutzt diese Information zur Verstellung von dessen Länge. Die Längenmessung kann mittels eines Hall-Sensors oder eine Drucksensors im Zylinder während der unteren Totpunktstellung des jeweiligen Pleuels oder Kolbens erfolgen.The length adjustment of the connecting rod 1 can be controlled by means of a control device. This uses a sensor to determine the actual length of the connecting rod and uses this information to adjust its length. The length measurement can be carried out by means of a Hall sensor or a pressure sensor in the cylinder during the bottom dead center position of the respective connecting rod or piston.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pleuelstangeconnecting rod
22: PleuelinnenteilPleuelinnenteil
33: PleuelaußenteilPleuelaußenteil
44: HublageraugeHublagerauge
55: PleuelfußConnecting rod
66: Ausnehmungrecess
77: Lagerdeckelbearing cap
8a8a: Erste SchraubeFirst screw
8b8b: Zweite SchraubeSecond screw
99: Führungsabschnittguide section
1010: KolbenlageraugePiston bearing eye
1111: Kolbenabschnittpiston section
1212: Längsachselongitudinal axis
1313: Drehaktuator, HydraulikmotorRotary actuator, hydraulic motor
1414: Achsbolzenaxle
1515: Ritzelpinion
1616: Antriebselement, HohlradDrive element, ring gear
1717: Versorgungsleitungsupply line
1818: Kupplungsabschnittcoupling section
2121: UntersetzungsgetriebeReduction gear
2222: Erster PlanetenradsatzFirst planetary gear set
2323: Zweiter PlanetenradsatzSecond planetary gear set
2424: Eingangselement, SonnenradEntrance element, sun gear
2525: Erster PlanetenträgerFirst planet carrier
2626: Planetenrad des ersten Planetenradsatzes 22Planetary gear of the first planetary gear set 22
2727: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes 22Ring gear of the first planetary gear set 22nd
2828: Sonnenradsun
29 29: Ausgangselement, zweiter PlanetenträgerOutput element, second planetary carrier
3030: Lagerbolzenbearing bolt
3131: Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes 23Planetary gear of the second planetary gear set 23
3232: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes 23Ring gear of the second planetary gear set 23rd
3333: Spindelgetriebespindle gear
3434: Erste GetriebestufeFirst gear stage
3535: Zweite GetriebestufeSecond gear stage
3636: Eingangselement, GewindemutterInput element, threaded nut
3737: Außengewinde der Gewindemutter 36External thread of the threaded nut 36
3838: Innengewindeabschnitt des Führungsabschnitts 9Female threaded portion of the guide portion 9
3939: Innengewinde der Gewindemutter 36Internal thread of the threaded nut 36
4040: Außengewindeabschnitt des Kolbenabschnitts 11Male threaded portion of the piston portion 11th
4141: Kupplungclutch
4242: Bohrungdrilling
4343: Zahnprofiltooth profile
4444: Zahntooth
4545: Längsnutlongitudinal groove
ii: Übersetzungsverhältnisratio
L_PI _PI: Pleuellängeconnecting rod

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1243773 B1 [0003]
AT 511803 B1 [0004]
AT 517100 B1 [0005]
DE 19651683 A1 [0013]

Claims

Connecting rod (1) of a reciprocating piston engine, in particular a Verbrennungskinnbenmotors, with a Pleuelinnenteil (2), which has a Hublagerauge (4) for rotatably supporting on a crank pin of a crankshaft and a hollow cylindrical guide portion (9), and with a connecting rod outer part (3) a piston bearing eye (10) for pivotally mounting a piston and a cylindrical piston portion (11), wherein the connecting rod outer part (3) with the piston portion (11) axially movable in the guide portion (9) of the Pleuelinnenteils (2) is guided, wherein the two connecting rod parts (2, 3) via a self-locking spindle gear (33) are adjustable in length interconnected, and wherein the input shaft (33) whose input element (36) with the drive element (16) in the connecting rod (5) of the Pleuelinnenteils (2) arranged rotary actuator ( 13) is drive-connected, characterized in that the rotary actuator (13) as a hydraulic motor with egg nem about a longitudinal axis (12) of the connecting rod (1) rotatable drive element (16) is formed, and that the drive element (16) of the hydraulic motor (13) via a planetary gear reduction gear (21) with the input element (36) of the spindle gear ( 33) is drive-connected.

Connecting rod after Claim 1 , characterized in that the hydraulic motor (13) is designed as a filler-less internal gear motor with an externally toothed pinion (15) and an internally toothed ring gear (16), the pinion (15) on an eccentric to the longitudinal axis (12) of the connecting rod (1) Axle pin (14) arranged fixed to the housing is rotatably mounted, and the ring gear (16) forms the drive element of the hydraulic motor (13) and rotatably mounted about the longitudinal axis (12) of the connecting rod (1) and rotatably connected to the input element (24) of the reduction gear (21 ) connected is.

Connecting rod after Claim 1 or 2 , characterized in that the reduction gear (21) consists of two substantially identical, serially coupled planetary gear sets (22, 23) each having a sun gear (24, 28), a planetary gears (26, 31) carrying the planet carrier (25, 29) and a ring gear (27, 32) disposed in the connecting rod inner part (2) axially adjacent between the hydraulic motor (13) and the spindle gear (33), wherein the sun gear (24) of the first planetary gear set (22) the input element of the reduction gear ( 21) and non-rotatably connected to the drive element (16) of the hydraulic motor (13), wherein the planet carrier (25) of the first planetary gear set (22) rotatably connected to the sun gear (28) of the second planetary gear set (23), wherein the planet carrier (29) of the second planetary gear set (23), the output element of the reduction gear (21) and rotatably connected to the input member (36) of the spindle gear (33) is connected, and wherein the Ring gears (27, 32) of both planetary gear sets (22, 23) rotatably connected to each other and / or fixed to the housing are locked.

Connecting rod to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the spindle gear (33) consists of two serially coupled gear stages (34, 35) whose input member (36) is formed by an axially displaceable threaded nut whose first gear stage (34) by an external thread (37) on the threaded nut (36) and an internally threaded portion (38) engaging therewith in the guide portion (9) of the Pleuelinnenteils (2) is formed, and the second gear stage (35) by an internal thread (39) in the threaded nut (36) with one of Slope of the external thread (37) opposite slope and a male threaded portion (40) engaging therewith on the piston portion (12) of the connecting rod outer part (3) is formed.