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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für einen Pleuel einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, sowie einen 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 derartiger 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 zu einem Versorgungsanschluss bzw. einem Tank.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Rückschlagventil zu schaffen, welches eine große Zuverlässigkeit sowie eine hohe Lebensdauer aufweist und einfach herstellbar ist.
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Eine weitere Aufgabe ist es, einen verbesserten Pleuel mit einem solchen Rückschlagventil zu schaffen, welches eine große Zuverlässigkeit sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach Aspekten der Erfindung gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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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 einen Pleuel einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit wenigstens einer pleuelseitigen Hydraulikkammer vorgeschlagen, welche mittels des Rückschlagventils mit einer Lagerschale und/oder einem Tank des Pleuels verbindbar ist. Das Rückschlagventil umfasst einen Ventilkörper mit einem Fluidpfad im Ventilkörper zwischen einem ersten Ventilport und einem zweiten Ventilport und ein entlang einer Ventillängsachse axial im Ventilkörper verschiebbares Schließelement, welches in einer Sperrstellung des Rückschlagventils an einen Ventilsitz anlegbar ist und in einer Öffnungsstellung an einen Anschlag anlegbar ist.
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Erfindungsgemäß weist der Ventilkörper an einer Außenseite eine Nut auf, in welche Material des Pleuels durch ein geeignetes Umformverfahren zur Sicherung des Ventilkörpers im Pleuel eingreift.
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Der erste Ventilport ist vorzugsweise ein Eingangsport, und der zweite Ventilport ist vorzugsweise ein Ausgangsport des Rückschlagventils.
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Vorteilhaft kann Material des Pleuelkörpers oder Pleueldeckels, in dem das Rückschlagventil eingesetzt ist, durch ein Umformverfahren, wie beispielsweise Bördeln, in die Nut des Ventilkörpers gedrückt werden. Damit lässt sich das Rückschlagventil an seinem Verbauort gegen ein Herausgleiten sichern. Durch das Bördeln des Materials des Pleuels kann das Rückschlagventil axial in seiner Ausnehmung im Pleuel gesichert werden. Gleichzeitig kann durch eine geeignete Auswahl von Geometrie und Position von Nuten und Bördelstegen ein Vorspannen des Rückschlagventils gegen den Boden der Ausnehmung und somit ein Vorspannen eines Dichtelements, vorzugsweise eines O-Ringes, realisiert werden. Damit kann eine mögliche Leckage des Hydraulikfluids am Außendurchmesser des Rückschlagventils reduziert oder gar vermieden werden.
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Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber Ausführungen eines Rückschlagventils nach dem Stand der Technik dar, welche beispielsweise in den Pleuel eingeschraubt werden und bei welchen ein solches Dichtelement nicht verwendet werden kann, da dieses bei Schrauben des Rückschlagventils auf Block beschädigt werden könnte.
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So kann einer der wesentlichen Leckagepfade eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vermieden werden, was sich auf das Betriebsverhalten des Pleuels auf Grund des reduzierten Verbrauchs an Hydraulikfluid vorteilhaft auswirkt. Das Rückschlagventil ist im Pleuel verbaut, um Hydraulikkammern mit Hydraulikfluid, insbesondere Öl, zu versorgen und ein Rückfließen des Hydraulikfluids aus den Hydraulikkammern zu verhindern.
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Der Ventilkörper des Rückschlagventils weist dazu an seiner Außenseite eine vorzugsweise umlaufende Nut auf, in welche Material des Pleuels, bzw. seines Pleuelkörpers durch ein geeignetes Umformverfahren zur Sicherung des Ventilkörpers im Pleuel eingreift. Dieses Umformen erfolgt beispielsweise durch Bördeln von Stegen, welche durch Sacklochbohrungen des Pleuelkörpers gebildet werden. Durch eine gezielte Auswahl von Geometrie und Position der Nut und der Stege kann neben der Sicherung des Rückschlagventils im Pleuel ein Vorspannen des Rückschlagventils gegen den Boden der Ausnehmung erfolgen, welche sich an die Hydraulikkammer anschließt und in welcher das Rückschlagventil angeordnet ist. Vorzugsweise wird dabei ein Dichtelement vorgespannt, wodurch ein Leckagepfad an der Außenseite des Rückschlagventils vermieden werden kann.
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Als geeignete Geometrie zur Vorspannung des Rückschlagventils ist beispielsweise eine als Schräge ausgebildete Seitenwand der Nut denkbar. Diese Art der Befestigung des Rückschlagventils ist grundsätzlich auch bei anderen Ausführungen einsetzbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Nut eine als Schräge ausgebildete Seitenwand aufweisen, mittels welcher der Ventilkörper in eine vorgegebene Richtung mechanisch vorspannbar ist. Durch die Schräge der Seitenwand kann bei Einbringen von Material aus dem Pleuelkörper in die Nut eine Kraft in axialer Richtung auf den Ventilkörper ausgeübt werden, wodurch eine mechanische Vorspannung des Rückschlagventils in seiner Ausnehmung in diese Richtung erfolgt. Dadurch kann auch vorteilhaft eine Vorspannkraft auf ein Dichtelement erfolgen, welches in Richtung der Kraft angeordnet ist und auf diese Weise gegen den Boden der Ausnehmung gepresst werden kann.
Denkbar sind auch alternative Geometrien der Seitenwand, die eine Verspannung des Ventilkörpers in eine vorgegebene Richtung ermöglichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilkörper an seinem dem ersten Ventilport zugewandten Ende eine Aussparung für ein Dichtelement aufweisen. Die Aussparung kann beispielsweise rund für einen O-Ring als Dichtelement, aber auch rechteckig oder auch dreieckig ausgeführt sein. Wirkt die Vorspannkraft in Richtung des ersten Ventilports kann ein an diesem Ende des Rückschlagventils in der Aussparung angeordnetes Dichtelement vorteilhaft Richtung des Bodens der Ausnehmung gepresst werden und so eine wirksame Abdichtung des Rückschlagventils in der Ausnehmung erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anschlag an einem dem zweiten Ventilport zugewandten Ende des Ventilkörpers angeordnet sein, insbesondere eingepresst sein. Der Weg des Schließelements bei der Öffnung des Rückschlagventils kann mit dem Anschlag wirksam begrenzt werden. Dadurch kann die Durchflussöffnung des Rückschlagventils festgelegt werden. Außerdem ist das Schließelement auf diese Weise in dem Ventilkörper verliersicher angeordnet und kann bei einer Montage des Rückschlagventils in den Pleuel nicht herausfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilkörper in einen Pleuelkörper des Pleuels einpressbar sein. Zusätzlich kann das Rückschlagventil bei der Montage in den Pleuel in den Pleuelkörper eingepresst werden. Damit ist das Rückschlagventil in der Ausnehmung gesichert, wodurch sich der Umformungsprozess und das Hineinbringen von Material des Pleuelkörpers in die Nut des Ventilkörpers vereinfacht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Schließelement in dem Ventilkörper verliersicher angeordnet sein. Das Schließelement kann nach Fixieren des Anschlags im Ventilkörper auf diese Weise in dem Ventilkörper verliersicher angeordnet sein und bei der Montage des Rückschlagventils in dem Pleuel nicht herausfallen. So ist eine einfache und sichere Montage des Rückschlagventils im Pleuel gegeben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Schließelement als Kugel ausgebildet sein. Eine Kugel stellt eine sehr vorteilhafte Form eines Schließelements dar, da die Kugel nicht orientiert montiert werden muss und den Ventilsitz, auch wenn sich die Kugel dreht, sicher verschließen kann. Eine Kugel als Schließelement gewährleistet so eine sichere Schließfunktion. Mit einer Kugel kann ein entsprechend komplementärer Ventilsitz sicher verschlossen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilsitz wenigstens bereichsweise kugelkalottenförmig ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich der Ventilsitz mit einer Kugel als Schließelement sicher und zuverlässig verschließen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit wenigstens einer Hydraulikkammer vorgeschlagen, wobei die Hydraulikkammer mittels eines oben beschriebenen Rückschlagventils mit einem Versorgungsanschluss und/oder einer Lagerschale und/oder einem Tank des Pleuels verbindbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Rückschlagventil einen Ventilkörper mit einem Fluidpfad im Ventilkörper zwischen einem ersten Ventilport und einem zweiten Ventilport und ein entlang einer Ventillängsachse axial im Ventilkörper verschiebbares Schließelement umfassen, welches in einer Sperrstellung des Rückschlagventils an einen Ventilsitz anlegbar ist und in einer Öffnungsstellung an einen Anschlag anlegbar ist. Dabei kann der Ventilkörper an einer Außenseite eine Nut aufweisen, in welche Material des Pleuels durch ein geeignetes Umformverfahren zur Sicherung des Ventilkörpers im Pleuel eingreift. Der Anschlag kann an einem dem zweiten Ventilport zugewandten Ende des Ventilkörpers angeordnet sein, insbesondere eingepresst sein.
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Vorteilhaft kann Material des Pleuelkörpers oder Pleueldeckels, in dem das Rückschlagventil eingesetzt ist, durch ein Umformverfahren, wie beispielsweise Bördeln, in die Nut des Ventilkörpers gedrückt werden. Damit lässt sich das Rückschlagventil an seinem Verbauort gegen ein Herausgleiten sichern. Durch das Bördeln des Materials des Pleuels kann das Rückschlagventil axial in seiner Ausnehmung im Pleuel gesichert werden. Gleichzeitig kann durch eine geeignete Auswahl von Geometrie und Position von Nuten und Bördelstegen ein Vorspannen des Rückschlagventils gegen den Boden der Ausnehmung und somit ein Vorspannen eines Dichtelements, vorzugsweise eines O-Ringes, realisiert werden. Damit kann eine mögliche Leckage des Hydraulikfluids am Außendurchmesser des Rückschlagventils reduziert oder gar vermieden werden.
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Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber Ausführungen eines Rückschlagventils nach dem Stand der Technik dar, welche beispielsweise in den Pleuel eingeschraubt werden und bei welchen ein solches Dichtelement nicht verwendet werden kann, da dieses bei Schrauben des Rückschlagventils auf Block beschädigt werden könnte.
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Der Weg des Schließelements bei der Öffnung des Rückschlagventils kann mit dem Anschlag wirksam begrenzt werden. Dadurch kann die Durchflussöffnung des Rückschlagventils festgelegt werden. Außerdem ist das Schließelement auf diese Weise in dem Ventilkörper verliersicher angeordnet und kann bei einer Montage des Rückschlagventils in den Pleuel nicht herausfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Rückschlagventil in einen Pleuelkörper oder einen Pleueldeckel eingepresst sein. Zusätzlich kann das Rückschlagventil bei der Montage in den Pleuel in den Pleuelkörper eingepresst werden. Damit ist das Rückschlagventil in der Ausnehmung gesichert, wodurch sich der Umformungsprozess und das Hineinbringen von Material des Pleuelkörpers in die Nut des Ventilkörpers vereinfacht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Umformverfahren ein Bördeln wenigstens eines Stegs umfassen, welcher durch eine Sacklochbohrung in dem Pleuelkörper oder Pleueldeckel radial außerhalb der Nut des Ventilkörpers gebildet ist.
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Der Ventilkörper des Rückschlagventils weist dazu an seiner Außenseite eine vorzugsweise umlaufende Nut auf, in welche Material des Pleuels, bzw. seines Pleuelkörpers durch ein geeignetes Umformverfahren zur Sicherung des Ventilkörpers im Pleuel eingreift. Dieses Umformen erfolgt beispielsweise durch Bördeln von Stegen, welche durch Sacklochbohrungen des Pleuelkörpers gebildet werden. Durch eine gezielte Auswahl von Geometrie und Position der Nut und der Stege kann neben der Sicherung des Rückschlagventils im Pleuel ein Vorspannen des Rückschlagventils gegen den Boden der Ausnehmung erfolgen, welche sich an die Hydraulikkammer anschließt und in welcher das Rückschlagventil angeordnet ist. Vorzugsweise wird dabei ein Dichtelement vorgespannt, wodurch ein Leckagepfad an der Außenseite des Rückschlagventils vermieden werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Rückschlagventil in dem Pleuelkörper oder Pleueldeckel gegen einen Boden einer Ausnehmung vorgespannt sein, welche sich an die Hydraulikkammer anschließt und in welcher das Rückschlagventil angeordnet ist. Durch eine gezielte Auswahl von Geometrie und Position der Nut und der Stege kann neben der Sicherung des Rückschlagventils im Pleuel ein Vorspannen des Rückschlagventils gegen den Boden der Ausnehmung erfolgen, welche sich an die Hydraulikkammer anschließt und in welcher das Rückschlagventil angeordnet ist. Vorzugsweise kann dabei ein Dichtelement vorgespannt werden, wodurch ein Leckagepfad an der Außenseite des Rückschlagventils vermieden werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilkörper des Rückschlagventils an einem seinem ersten Ventilport zugewandten Ende eine Aussparung für ein Dichtelement aufweisen, welches Dichtelement nach dem Einbau des Rückschlagventils in den Pleuelkörper oder Pleueldeckel vorgespannt angeordnet ist. Wirkt die Vorspannkraft in Richtung des ersten Ventilports kann ein an diesem Ende des Rückschlagventils in der Aussparung angeordnetes Dichtelement vorteilhaft Richtung des Bodens der Ausnehmung gepresst werden und so eine wirksame Abdichtung des Rückschlagventils in der Ausnehmung erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Nut des Ventilkörpers eine als Schräge ausgebildete Seitenwand aufweisen, mittels welcher der Ventilkörper nach dem Einbau des Rückschlagventils in den Pleuelkörper oder Pleueldeckel in eine vorgegebene Richtung vorgespannt ist. Durch die Schräge der Seitenwand kann bei Einbringen von Material aus dem Pleuelkörper in die Nut eine Kraft in axialer Richtung auf den Ventilkörper ausgeübt werden, wodurch eine mechanische Vorspannung des Rückschlagventils in seiner Ausnehmung in diese Richtung erfolgt. Dadurch kann auch vorteilhaft eine Vorspannkraft auf ein Dichtelement erfolgen, welches in Richtung der Kraft angeordnet ist und auf diese Weise gegen den Boden der Ausnehmung gepresst werden kann.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel 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:
- 1 einen erfindungsgemäßen Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung eines Kraftfahrzeugs mit Rückschlagventilen in schematischer Darstellung mit eingezeichneter Schnittebene A-A;
- 2 den Pleuel aus 1 im Schnitt A-A;
- 3 einen Ventilkörper eines Rückschlagventils nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht;
- 4 den Ventilkörper des Rückschlagventils nach 3 in einer Seitenansicht; und
- 5 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung des Pleuels aus 2 mit dem Rückschlagventil mit dem Ventilkörper nach 3 im Längsschnitt.
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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 einen erfindungsgemäßen Pleuel 1 für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung eines Kraftfahrzeugs mit Rückschlagventilen 40. In 2 ist dazu ein Längsschnitt des Pleuels 1 in der Schnittebene A-A aus 1 dargestellt, bei dem ein Rückschlagventil 40 in seiner Einbaulage geschnitten dargestellt ist. In 2 sind auch die beiden Ventilports 22, 23 als Eingangsport, bzw. Ausgangsport des Rückschlagventils 40 sichtbar.
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Der Pleuel 1 umfasst eine nicht dargestellte 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 des nicht detaillierten Umschaltventils 16 verstellbar.
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Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften der Brennkraftmaschine initiiert, die bei einem Arbeitstakt der Brennkraftmaschine 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 Hydraulikfluid, 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 Exzentereinrichtung wirkverbunden. Die Kolben sind in Hydraulikkammern 2, 4 verschiebbar angeordnet und über nicht dargestellte Hydraulikfluidleitungen von der Lagerschale 10 des Hublagerauges 11 aus mit Hydraulikfluid über Rückschlagventile 40 beaufschlagt. Diese verhindern dabei ein Rückfließen des Hydraulikfluids aus den Hydraulikkammern 2, 4 zurück über die Hydraulikfluidleitungen in eine Lagerschale 10 des Hublagerauges 11 bzw. einen Tank und ermöglichen ein Nachsaugen von Hydraulikfluid in die Hydraulikkammern 2, 4. Die Hydraulikkammern 2, 4 sind mit weiteren nicht gezeigten Hydraulikfluidleitungen verbunden, welche mit dem Umschaltventil 16 zusammenwirken. Das Umschaltventil 16 ist über eine Hydraulikfluidleitung 18 ebenfalls mit der Lagerschale 10 verbunden.
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Die beiden Rückschlagventile 40 sind jeweils an einem Ende der Hydraulikkammern 2, bzw. 4 angeordnet und über die Hydraulikfluidleitungen mit der Lagerschale 10 verbunden.
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Dabei ist ein erster Ventilport 22 (in 2 dargestellt) als Eingangsport mit einer Hydraulikfluidleitung und damit mit der Lagerschale 10 des Pleuels 1 verbunden und ein zweiter Ventilport 23 als Ausgangsport mit der Hydraulikkammer 2, bzw. 4 verbunden, wobei zwischen Eingangsport und Ausgangsport eine Ventildurchgangsrichtung 80 für in den Eingangsport eintretendes und durch den Ausgangsport austretendes Hydraulikfluid festgelegt ist.
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3 zeigt einen Ventilkörper 41 eines Rückschlagventils 40 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, während 4 den Ventilkörper 41 in einer Seitenansicht darstellt. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt Z der Darstellung des Pleuels 1 aus 2 mit dem Ventilkörper 41 nach 3 im Längsschnitt.
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Das Rückschlagventil 40 umfasst den Ventilkörper 41 mit einem Fluidpfad im Ventilkörper 41 zwischen einem ersten Ventilport 22 und einem zweiten Ventilport 23 und ein entlang einer Ventillängsachse L axial im Ventilkörper 41 verschiebbares Schließelement 24, welches in einer Sperrstellung des Rückschlagventils 40 an einen Ventilsitz 25 anlegbar ist und in einer Öffnungsstellung an einen Anschlag 26 anlegbar ist.
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Wie in den 4 und 5 ersichtlich ist, weist der Ventilkörper 41 des Rückschlagventils 40 an seiner Außenseite eine vorzugsweise umlaufende Nut 51 auf, in welche Material des Pleuels 1 bzw. eines Pleuelkörpers 54 durch ein geeignetes Umformverfahren zur Sicherung des Ventilkörpers 41 im Pleuel eingreift. Dieses Umformen erfolgt beispielsweise durch Bördeln von Stegen 52, welche durch Sacklochbohrungen 53 des Pleuelkörpers 9 gebildet werden. Durch eine gezielte Auswahl von Geometrie und Position der Nut 51 und der Stege 52 kann neben der Sicherung des Rückschlagventils 40 im Pleuel 1 ein Vorspannen des Rückschlagventils 40 gegen einen Boden 55 einer Ausnehmung 56 erfolgen, welche sich an die Hydraulikkammer 2 anschließt und in welcher das Rückschlagventil 40 angeordnet ist. Vorzugsweise wird dabei ein Dichtelement 57 vorgespannt, wodurch ein Leckagepfad an der Außenseite des Rückschlagventils 40 vermieden werden kann.
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Als geeignete Struktur zur Vorspannung des Rückschlagventils 40 ist beispielsweise eine als Schräge ausgebildete Seitenwand 58 der Nut 51 denkbar. Diese Art der Befestigung des Rückschlagventils 40 ist grundsätzlich auch bei anderen Ausführungen einsetzbar.
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In der Draufsicht in 3 sind außerdem vier Leitungen 27 sichtbar, welche in der Öffnungsstellung des Rückschlagventils 40 den Strom an Hydraulikfluid, insbesondere Öl, durch den Ventilkörper 41 zum Ausgangsport 23 leiten.
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In der Seitenansicht in 4 ist die auf der Außenseite des Ventilkörpers 41 umlaufende Nut 51 zu erkennen, welche in Richtung des Eingangsports 22 in eine Schräge der Seitenwand 58 ausläuft, mittels welcher der Ventilkörper 41 in eine vorgegebene Richtung mechanisch vorspannbar ist.
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Weiter ist am unteren dem ersten Ventilport 22 zugewandten Ende des Ventilkörpers 41 die Aussparung 54 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Dichtelements 57 ausgeführt.
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Im Längsschnitt des Rückschlagventils 40, der als vergrößerter Ausschnitt Z des Pleuels 1 in 5 dargestellt ist, sind weitere Details des Rückschlagventils 40 sichtbar.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 26 an einem dem zweiten Ventilport 23 zugewandten Ende des Ventilkörpers 41 angeordnet, vorzugsweise eingepresst. So kann der Anschlag 26 als separates Bauteil gefertigt werden und dabei insbesondere vor der Montage im Ventilkörper 41 auf einfache Weise, beispielsweise mit einem Laserhärtungsverfahren gehärtet werden. Das Schließelement 24 ist in dem Ventilkörper 41 verliersicher angeordnet, nachdem das Schließelement 24 in den Ventilkörper 41 eingebracht ist und der Anschlag 26 in den Ventilkörper 41 eingepresst ist.
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Das Schließelement 24 ist als Kugel ausgebildet. Deshalb ist auch der Ventilsitz 25 zweckmäßigerweise wenigstens bereichsweise kugelkalottenförmig ausgebildet, um so eine günstige Abdichtung des Rückschlagventils 40 in der Sperrstellung zu gewährleisten.
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Das Rückschlagventil 40 mit dem Ventilkörper 41 kann in den Pleuelkörper 9 des Pleuels 1 eingepresst werden, um so eine günstige Montageposition zu erhalten, in welcher der Umformungsprozess zur Verlagerung von Material aus dem Pleuelkörper 9 in die Nut 51 des Ventilkörpers 41 ausgeführt werden kann. Das Umformverfahren kann beispielsweise als Bördeln des Stegs 52 erfolgen, welcher durch die Sacklochbohrung 53 in dem Pleuelkörper 9 radial außerhalb der Nut 51 des Ventilkörpers 41 gebildet ist. Die Nut 51 des Ventilkörpers 41 weist die als Schräge ausgebildete Seitenwand 58 auf. Der Steg 52 wird beim Bördeln in Richtung der Nut 51 des Ventilkörpers 41 gedrückt und durch Umformen in die Nut 51 verlagert. Dadurch wird eine Kraft auf die schräge Seitenwand 58 der Nut 51 ausgeübt, sodass insgesamt eine Kraft in axialer Ventillängsrichtung L in Richtung des Bodens 55 der Ausnehmung 56 auf den Ventilkörper 41 wirkt.
Die Seitenwand 58 kann alternativ auch eine von einer Schräge abweichend geformte Geometrie aufweisen. Beispielhaft kann die Nut 51 einen größeren Radius als das umgeformte Material aufweisen.
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Durch den Bördelprozess wird so das Rückschlagventil 40 in dem Pleuelkörper 9 gegen den Boden 55 der Ausnehmung 56 vorgespannt, welche sich an die Hydraulikkammer 2, 4 anschließt und in welcher das Rückschlagventil 40 angeordnet ist. Durch diese Vorspannung des Ventilkörpers 41 ist auch das Dichtelement 57 entsprechend nach dem Einbau des Rückschlagventils 40 in den Pleuelkörper 9 in seiner Aussparung 54 an dem dem ersten Ventilport 22 zugewandten Ende vorgespannt.
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Weiter sind zu beiden Seiten des Anschlags 26 in dem Ventilkörper 41 zwei Leitungen 27 sichtbar, welche als axiale Bohrungen in Richtung der Ventillängsachse L ausgeführt sind und dem Transport des Hydraulikfluids bei geöffnetem Rückschlagventil 40 dienen.
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Der Ventilport 22 als Eingangsport wird über die Hydraulikleitung 6 von der Lagerschale 10 mit Hydraulikfluid versorgt.
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Die erfindungsgemäße Sicherung des Ventilkörpers 41 ist generell für Rückschlagventile 40, welche eine oder beide Hydraulikkammern eines Pleuels 1 mit einem Versorgungsanschluss und/oder einer Lagerschale 10 und/oder einem Tank des Pleuels 1 verbinden, einsetzbar.
Beispielsweise wäre denkbar, dass der Anschlag des Schließelements 24 als stiftförmiges Sicherungselement ausgebildet ist, welches sich quer zur Bewegungsrichtung des Schließelements 24 durch den Ventilkörper 41 erstreckt. Das Sicherungselement dient in diesem Fall als Anschlag sowie als Verliersicherung. Eine alternative Ausführung eines Rückschlagventils sieht vor, dass eine Seite mittels eines Deckels verschlossen ist. Ebenso kann das Schließelement jede dem Fachmann bekannte Ausgestaltung aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012112461 A1 [0003]
- DE 102012112481 A1 [0004]
