-
Die Erfindung betrifft eine Ölzufuhrsteuerbaugruppe für die Ölversorgung mehrerer Druckräume zur selektiven Verschiebung eines GKS-Stützkolbens (Gaskraftseiten-Stützkolbens) und eines MKS-Stützkolbens (Massenkraftseiten-Stützkolbens) in einem längenveränderbaren Pleuel, wobei die Ölzufuhrsteuerbaugruppe ein Gehäuse aufweist, das Ölanschlüsse für die Ölversorgungen der Druckräume besitzt, und ein Steuerpin enthalten ist, der ein selektives Druckbeaufschlagen der Druckräume steuert, wobei eine Hauptversorgungsöffnung zum Aufnehmen von Öl vorhanden ist, die unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen mit den Ölanschlüssen verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Pleuel für einen Kurbeltrieb mit veränderbarer Pleuellänge mit einer solchen Ölzufuhrsteuerbaugruppe.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits Pleuel mit veränderbarer Pleuellänge für einen Kurbeltrieb bekannt. Zum Beispiel offenbart die
DE 10 2005 055 199 A1 eine Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit zumindest einem einstellbar veränderbaren Verdichtungsverhältnis mittels eines Verstellmechanismus, der zumindest einen in einem Pleuellagerauge oder einem Hublagerauge eines Pleuels angeordneten Exzenter zur Änderung einer effektiven Länge des Pleuels umfasst, einen Verstellweg des Exzenters, entlang dessen der Exzenter mittels eines durch eine Bewegung des Pleuels hervorgerufenen, wirkenden Drehmoments bewegbar ist, und zumindest einen veränderbaren Widerstand, der auf einer Verstellbewegung des Exzenters einwirkt und zumindest eine gedämpfte Verstellbewegung des Exzenters bewirkt.
-
Bei solchen Pleueln mit variabler Pleuellänge ist ein Exzenter zur Aufnahme des Pleuelbolzens im kleinen Pleuelauge / Pleuelkopf schwenkbar gelagert. Durch die auf den Pleuel wirkenden Massen- und Gaskräfte entsteht ein auf den Exzenter wirkendes Moment. Dieses Moment wird durch einen Abstützmechanismus, der aus einem Hebel, zwei Stützstangen und zwei Stützkolben besteht und mit dem Exzenter verbunden ist, auf zwei im Pleuel eingebrachte Stützzylinder übertragen. Dabei übernimmt der in die Richtung des Exzenters weisende Stützzylinder die Abstützung der aus den Gaskräften resultierenden Momente, während der gegenüberliegende Zylinder äquivalent die aus den Massenkräften resultierenden Momente übernimmt. Die beiden Seiten des Pleuels werden daher auch Gaskraftseite (GKS) und Massenkraftseite (MKS) genannt.
-
Dementsprechend werden die beiden Stützzylinder bzw. Stützkolben auch GKS-Stützkolben und MKS-Stützkolben bzw. GKS-Stützzylinder und MKS-Stützzylinder genannt. Diese beiden Stützzylinder können bei Bedarf mit Öl gefüllt werden, wobei ein jedem Stützzylinder zugeordnetes Rückschlagventil ein Abfließen des Öls verhindert. Über ein Schaltventil lässt sich wahlweise die Zufuhr zum GKS-Stützzylinder bzw. zum MKS-Stützzylinder öffnen, sodass durch die Kombination aus den Rückschlagventilen und dem Schaltventil ein hydraulischer Freilauf gebildet wird, dessen Laufrichtung frei wählbar ist. Wird der GKS-Stützzylinder mit Öl beaufschlagt, so wird der GKS-Stützkolben betätigt. Wird der MKS-Stützzylinder mit Öl beaufschlagt, so wird der MKS-Stützkolben betätigt.
-
Durch die Stellung des Exzenters ist entweder ein hohes Verdichtungsverhältnis (ε_high / ε_hoch) oder ein niedriges Verdichtungsverhältnis (ε_low / ε_niedrig) wählbar bzw. einstellbar. Wird ein hohes Verdichtungsverhältnis gewählt, stützen sich die auf den Exzenter mathematisch positiv wirkenden Momente auf der Ölsäule der GKS ab. Die aus den Massenkräften resultierenden mathematisch negativ wirkenden Momente werden über einen direkten Kontakt des MKS-Stützkolbens auf das Pleuel übertragen. In der Stellung eines niedrigen Verdichtungsverhältnisses sind die Verhältnisse vertauscht.
-
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass die Ölzuführung zu den Stützzylindern, dem Schaltventil und dem gesamten daran gekoppelten, hydraulischen System mit ungefiltertem Öl erfolgt. Mögliche Verunreinigungen des Öls werden daher in das hydraulische System hineingetragen, so dass dadurch die Funktionsfähigkeit des Pleuels beeinträchtigt werden kann.
-
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll eine Ölzufuhr für einen längenveränderlichen / längenveränderbaren Pleuel verbessert werden, so dass die Stützzylinder und das Schaltventil nur mit gefiltertem Öl versorgt werden.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Ölfilter in die Hauptversorgungsöffnung zum Aufnehmen von Öl in das hydraulische System mit den Rückschlagventilen, dem Schaltventil und den Ölanschlüssel eingesetzt ist.
-
Dies hat den Vorteil, dass mögliche Verunreinigungen des Öls durch den hydraulisch vorgeschalteten Ölfilter rechtzeitig herausgefiltert werden können, so dass verunreinigende Partikel vor Eintritt in das hydraulische System von dem Öl getrennt und abgeschieden werden. Durch die Versorgung mit gefiltertem Öl des gesamten hydraulischen Systems des Pleuels wird die Funktionsfähigkeit des Pleuels also nicht negativ beeinträchtigt.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
-
Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Ölfilter / Filter so in der Hauptversorgungsöffnung der Ölzufuhrsteuerbaugruppe eingesetzt ist, dass er relativ zu dem Außendurchmesser des Gehäuses der Ölzufuhrsteuerbaugruppe nach innen zurückgesetzt angeordnet ist. Das heißt, dass er nicht bündig mit der Außenfläche des Gehäuses abschließt, sondern radial nach innen versetzt ist. So kann die Anströmfläche des Ölfilters vergrößert werden, so dass die Ölzufuhr verschmutzungsresistenter ausgebildet wird.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Filter eines Drahtgeflechts als Sintermaterial, als Gewebe oder als poröses Material ausgebildet ist oder Kunststoff umfasst. Durch die geeignete Auswahl des Materials bzw. des Aufbaus des Filters kann beeinflusst werden, dass Partikel bestimmter Größe aus dem Öl herausgefiltert werden und wie rein bzw. sauber das gefilterte Öl ist.
-
Auch ist es von Vorteil, wenn der Ölfilter so eingesetzt ist, dass er bei einer Schaltung von einem hohen zu einem niedrigen Verdichtungsverhältnis gespült wird. Dadurch können sich die abgeschiedenen Partikel nicht dauerhaft auf dem Filter festsetzen und eine Ölzufuhr blockieren. Die Reinigung des Filters erfolgt also, wenn das Öl von dem GKS-Stützzylinder in den MKS-Stützzylinder geführt wird, wobei das Volumen des GKS-Stützzylinders größer ist als das Volumen des MKS-Stützzylinders.
-
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Pleuel für einen Kurbeltrieb mit veränderbarer Pleuellänge mit einer solchen erfindungsgemäßen Ölzufuhrsteuerbaugruppe eingesetzt wird.
-
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein mechanisches Schaltventilmodul mit einem Ölfilter für einen längenveränderlichen Pleuel, bei dem ein Ölfilter in das Schaltventilmodul oder in dem Pleuel integriert ist. Dabei erfolgt die Ölzufuhr zu den Stützzylindern über diesen Ölfilter, so dass das hydraulische System des Pleuels (Stützzylinder und Schaltventil) mit gefiltertem Öl versorgt wird. Dadurch können mögliche Verunreinigungen, die die Funktionsfähigkeit des längenveränderlichen Pleuels (VCR-Pleuels) beeinträchtigen könnten, vor Eintritt in das hydraulische System herausgefiltert werden.
-
Dabei besteht das Schaltventilmodul aus einem mechanischen Schaltventil zur selektiven Verbindung der Stützzylinder mit einer Ölversorgung und zwei Rückschlagventilen zum Verhindern des Abfließens des Öls aus den Stützzylindern. Der Ölfilter ist im Vergleich zum Außendurchmesser des Ventilmoduls / Schaltventilmoduls zurückgesetzt, sodass er eine vergrößerte Anströmfläche aufweist und dadurch verschmutzungsresistenter ist. Der Filter ist so angeordnet, dass er bei einer Schaltung von ε_high zu ε_low, also von einem hohen Verdichtungsverhältnis zu einem niedrigeren Verdichtungsverhältnis, wenn das Volumen des GKS-Stützzylinders größer ist als das Volumen des MKS-Stützzylinders, gespült wird. Der Filter kann aus einem feinen Drahtgeflecht, Sintermaterial, Gewebe, porösen Materialien oder Kunststoff hergestellt sein. Der Filter kann alternativ auch in dem Pleuel integriert sein, wobei das Schaltventilmodul nicht zwingend erforderlich ist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Ölzufuhrsteuerbaugruppe,
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Pleueloberteils mit der Ölzufuhrsteuerbaugruppe,
- 3 eine Schnittansicht des Pleueloberteils,
- 4 eine Schnittansicht der Ölzufuhrsteuerbaugruppe an der in 2 gekennzeichneten Linie A,
- 5 eine Seitenansicht der Ölzufuhrsteuerbaugruppe,
- 6 eine Schnittansicht der Ölzufuhrsteuerbaugruppe an der in 5 gezeigten Linie B,
- 7 eine Schnittansicht der Ölzufuhrsteuerbaugruppe an der in 5 gezeigten Linie C,
- 8 eine Draufsicht der Ölzufuhrsteuerbaugruppe, und
- 9 eine Schnittdarstellung der Ölzufuhrsteuerbaugruppe an der in 8 gezeigten Linie D.
-
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
1 zeigt die Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1 für die Ölversorgung mehrerer Druckräume, nämlich eines GKS-Stützzylinders und eines MKS-Stützzylinders, in einem längenveränderbaren Pleuel 2. Die Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das einen GKS-Ölanschluss 4 und einen MKS-Ölanschluss 5 besitzt. Die GKS- und MKS-Ölanschlüsse 4, 5 sind für die Ölversorgung mit den Druckräumen verbunden. In der Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1 bzw. in dem Gehäuse 3 ist auch ein Steuerpin 6 enthalten, der die Druckräume zum selektiven Druckbeaufschlagen mit einer Ölversorgung verbinden kann.
-
Der Steuerpin 6 ist so ausgelegt, dass immer nur entweder der GKS-Ölanschluss 4 oder der MKS-Ölanschluss 5 mit Druck beaufschlagt wird. In dem Gehäuse 3 ist eine Hauptversorgungsöffnung 7 vorhanden, die zum Aufnehmen von Hydraulikmittel / Öl mit der Ölversorgung verbunden ist. Die Hauptversorgungsöffnung 7 ist unter Zwischenschaltung von einem GKS-Rückschlagventil 8 und einem MKS-Rückschlagventil 9 mit dem GKS-Ölanschluss 4 bzw. dem MKS-Ölanschluss 5 verbunden. In die Hauptversorgungsöffnung 7 der Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1 ist ein Ölfilter 10 eingesetzt.
-
2 und 3 zeigen die Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1, die in einem Pleueloberteil 11 des Pleuels 2, insbesondere des großen Pleuelauges / Pleuelfußes, eingesetzt ist. Über einen Ölkanal 12 in dem Pleueloberteil 11 gelangt das Öl über Zwischenschaltung des Ölfilters 10 in die Hauptversorgungsöffnung 7 und anschließend in das hydraulische System der Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1.
-
In 4 ist zu erkennen, dass der Steuerpin 6 entweder den GKS-Ölanschluss 4 oder den MKS-Ölanschluss 5 mit Ölrückführungskanälen 13 verbinden kann. Dabei wird der Steuerpin 6 über einen Arretierungspin 14 in seiner Stellung fixiert. Die Ölzufuhr erfolgt über das GKS-Rückschlagventil 8 und das MKS-Rückschlagventil 9, die senkrecht zu einem mit dem Ölanschluss verbundenen Kanal 15 angeordnet sind. Zwischen dem Steuerpin 6 und den Ölrückführungskanälen 13 ist eine Blende 16 angeordnet.
-
5, 6, 7, 8 und 9 zeigen weitere Ansichten der Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1. In 6 ist gut zu erkennen, dass der Ölfilter 10 relativ zu einer Außenfläche / Außenseite des Gehäuses 3 zurückversetzt ist. Das heißt, dass die Außenseite des Ölfilters 10 ist im Vergleich zu der Außenseite des Gehäuses 3 nach radial innen versetzt. Das heißt, dass die Außenseite des Ölfilters 10 nicht bündig mit der Außenseite des Gehäuses 3 abschließt. Der Arretierungspin 14 ist federvorgespannt über eine Feder 17, so dass er immer in eine Nut 18 in dem Steuerpin 6 eingreift und dadurch den Steuerpin 6 in einer Stellung fixiert, in der der GKS- oder der MKS-Stützzylinder mit dem Ölanschluss verbunden ist und somit mit Druck beaufschlagt werden kann.
-
In 7 ist zu erkennen, dass die Ölzufuhrsteuerbaugruppe 1 eine kreisförmige Außenform aufweist. Der Filter 10 ist so angeordnet, dass er den Rückschlagventilen 8, 9 vorgeschalten ist, d.h., dass über die Ölzuführung über die Rückschlagventile 8, 9 nur gefiltertes Öl in das hydraulische System des Pleuels 2 gelangt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ölzufuhrsteuerbaugruppe
- 2
- Pleuel
- 3
- Gehäuse
- 4
- GKS-Ölanschluss
- 5
- MKS-Ölanschluss
- 6
- Steuerpin
- 7
- Hauptversorgungsöffnung
- 8
- GKS-Rückschlagventil
- 9
- MKS-Rückschlagventil
- 10
- Ölfilter
- 11
- Pleueloberteil
- 12
- Ölkanal
- 13
- Ölrückführungskanal
- 14
- Arretierungspin
- 15
- Kanal
- 16
- Blende
- 17
- Feder
- 18
- Nut
-
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 102005055199 A1 [0002]
