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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Abgriffselement für ein Umschaltventil zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms, insbesondere für einen Pleuel einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Ferner betrifft die Erfindung ein Umschaltventil mit einem Abgriffselement sowie einen Pleuel mit einem derartigen Umschaltventil.
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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 hydraulisch oder mechanisch betätigbaren Umschaltventilen eine Exzenter-Verstelleinrichtung eines Pleuels betätigen.
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Ein gattungsgemäßes Umschaltventil ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 112 461 A1 zu entnehmen. Ein Abgriffselement des darin beschriebenen Umschaltelements ist mittels einer Rastkugel und einer Feder in zwei Schaltstellungen arretierbar, wobei die Rastkugel mit zwei in dem Abgriffselement ausgebildeten Rastnuten zusammenwirkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Aufbau des bekannten Umschaltventils wird als aufwendig und damit kostenintensiv angesehen. Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein dahingehend verbessertes Umschaltventil mit einem verbesserten Abgriffselement und einen Pleuel mit einem verbesserten Umschaltventil zu schaffen.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt 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 Abgriffselement für ein Umschaltventil zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms vorgeschlagen, insbesondere eines Hydraulikflüssigkeitsstroms eines Pleuels einer Brennkraftmaschine für eine Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, umfassend einen Elementkörper, mit einer Schaltkontur, die zwei, bei bestimmungsgemäßer Verwendung als Strömungskanal vorgesehene, benachbarte Nuten aufweist.
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Das erfindungsgemäße Abgriffselement ist als hydraulisches Steuerelement in einem Umschaltventil, beispielsweise einer Exzenterverstelleinrichtung eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgesehen. Das Abgriffselement kann vorteilhaft als zylinderförmiger Körper ausgebildet sein. Das Abgriffselement weist eine Schaltkontur auf, mit der es in beispielsweise zwei Schaltstellungen verrastet arretiert werden kann. Die Schaltkontur umfasst zwei benachbart angeordnete auf dem äußeren Umfang des Abgriffselements umlaufende Nuten, die zugleich als Strömungskanal für einen Hydraulikflüssigkeitsstrom dienen. Die beiden Nuten sind durch eine Mittenkontur getrennt, welche als Rastgegenelement in dem Umschaltventil dienen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schaltkontur rotationssymmetrisch ausgebildet sein, insbesondere wobei der Elementkörper als Drehteil ausgebildet sein kann. Das Abgriffselement kann vorteilhaft als zylinderförmiger Körper ausgebildet sein. Die Schaltkontur kann dabei vorteilhaft rotationssymmetrisch in den äußeren Umfang des Elementkörpers eingefräst werden. Dadurch kann der Elementkörper selbst als einfaches Drehteil kostengünstig hergestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden als Strömungskanal vorgesehenen Nuten bezüglich einer Mittenkontur symmetrisch angeordnet sein. Die beiden Nuten, welche durch die Mittenkontur getrennt sind, können symmetrisch ausgebildet sein. Auf diese Weise erleichtert sich die Montage des Abgriffselements, da es keine Vorzugsrichtung für die Anbringung im Ventilkörper aufweist. Die Mittenkontur kann beispielsweise als umlaufender Steg ausgebildet sein, der nicht den äußeren Umfang des Elementkörpers aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann wenigstens eine radial umlaufende Begrenzung der Schaltkontur bei bestimmungsgemäßer Verwendung als hydraulische Steuerkante vorgesehen sein. Der Übergang von den Nuten der Schaltkontur in den Elementkörper kann relativ scharfkantig ausgebildet sein, wodurch dieser Übergang als hydraulische Steuerkante verwendet werden kann, um den Hydraulikflüssigkeitsstrom geeignet zu steuern.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Umschaltventil vorgeschlagen mit einem Abgriffselement zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms, insbesondere eines Hydraulikflüssigkeitsstroms eines Pleuels einer Brennkraftmaschine für eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Das Abgriffselement ist in einem Ventilkörper angeordnet und wahlweise in eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung verlagerbar. Je nach Schaltstellung ist ein erster Hydraulikanschluss oder ein zweiter Hydraulikanschluss mit einem Versorgungsanschluss und in der zweiten Schaltstellung ein zweiter Hydraulikanschluss mit dem Versorgungsanschluss verbunden. Das Abgriffselement weist eine Schaltkontur auf, welche mit einem in einer Bohrung des Ventilkörpers angeordneten elastischen Element so zusammenwirkt, dass eine Federkraft auf das Abgriffselement ausübbar und das Abgriffselement mittels des elastischen Elements in der ersten oder der zweiten Schaltstellung arretierbar ist.
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Erfindungsgemäß weist die Schaltkontur wenigstens eine Nut auf, die einen Strömungskanal bildet, welcher wenigstens einen der Hydraulikanschlüsse mit dem Versorgungsanschluss verbindet. Insbesondere verbindet der Strömungskanal in der ersten Schaltstellung den ersten Hydraulikanschluss mit dem Versorgungsanschluss und in der zweiten Schaltstellung den zweiten Hydraulikanschluss mit einer weiteren Ablaufnut sowie gedrosselt mit dem Versorg u ngsansch luss.
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Zur Längenverstellung eines Pleuels in einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung kann zweckmäßigerweise ein Umschaltventil eingesetzt werden, welches unterschiedliche Pleuellängenstellungen, üblicherweise als „high“ und „low“ bezeichnet, wahlweise zulässt. Durch die Wahl der Position des Abgriffselements im Ventilkörper wird entweder eine Hydraulikkammer auf der Gaskraftseite (GKS) des Pleuels (Pleuel ist in der High-Position) bzw. eine Hydraulikkammer auf der Massenkraftseite (MKS) des Pleuels (Pleuel ist in der Low-Position) geschlossen gehalten. Der Pleuel und somit auch das Umschaltventil sind im Motorbetrieb sehr hohen Belastungen, teilweise bis zur Bauteilgrenze, ausgesetzt. Das Umschaltventil weist eine Vorrichtung zum wahlweisen Verrasten in der High-Position oder der Low-Position auf, sowie eine Nut zum Entleeren der GKS- bzw. MKS-Kammer je nach der Verrastung. Übliche Umschaltventile weise eine Rastkontur und Nutgeometrie auf, die eine ausgerichtete Lage des Abgriffselements im Ventilkörper erfordert. Die Einzelteile üblicher Umschaltventile sind deshalb sehr aufwendig herzustellen und umfassen typischerweise fünf Einzelteile, nämlich Ventilkörper, Abgriffselement, Rasthülse, Feder und Federhalter. Das Abgriffselement besitzt üblicherweise eine aufwendig mit Kugelfräser oder mit einem elektrochemischen Verfahren eingebrachte Rastkontur und eine Hydrauliköl-Abflussnut. Die Rasthülse und der Federhalter weisen kleine Dimensionen mit geringen Toleranzen auf und sind deshalb sehr kostenintensiv in der Beschaffung. Ein weiterer Aspekt ist die Sicherung der Einzelteile nach dem Aufbau des Umschaltventils und vor der Montage in den Pleuel. Entweder wird eine Verliersicherung der Einzelteile durch Bördeln, Schweißen oder einem sonstigen Verfahren realisiert oder die Montage in den Pleuel erfordert einen höheren Aufwand.
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Mit dem erfindungsgemäßen Umschaltventil verringert sich nicht nur die Anzahl der Einzelteile von fünf auf drei Komponenten, es wird auch der Aufwand im Herstellungsverfahren und späteren Montageprozess sehr vereinfacht. Das Abgriffselement erhält eine einfach herstellbare Drehkontur als Rastkontur, die zugleich auch Hydrauliköl-Abflussnut ist. Damit kann das Abgriffselement nun ohne Ausrichtung im Ventilkörper montiert werden. Das federnde Gegenelement der Rastkontur kann beispielsweise eine speziell geformte Feder sein. Durch diese Formfeder entfallen die Rasthülse, die Feder und der Federhalter. Aufgrund der Tatsache, dass Abgriffselement und Formfeder in dieser Ausführung zusammenkommen und sich gegenseitig an Position halten, kann auf eine Verliersicherung durch Bördeln, Schweißen etc. verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil ist die Schmierung der Verrastungselemente Abgriffselement und Formfeder, weil sich diese im Ölfluss befinden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schaltkontur des Abgriffselements zu einer Längsachse des Elementkörpers des Abgriffselements rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Vorteilhaft kann dabei der Elementkörper als Drehteil ausgebildet sein und auf diese Weise kostengünstig hergestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine radial umlaufende Begrenzung der Strömungskanäle eine hydraulische Steuerkante bilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das elastische Element als Formdraht-Feder ausgebildet sein, welche einen gekrümmten Innenbereich aufweist, welcher zwischen zwei Endbereichen angeordnet ist. Dabei können die beiden Endbereiche im bestimmungsgemäß montierten Zustand an einer Wandung der Bohrung des Ventilkörpers abgestützt sein. Der gekrümmte Innenbereich kann zweckmäßigerweise an der Schaltkontur anliegen. Ein solches elastisches Element als Formdraht-Feder kann kostengünstig hergestellt werden. Das elastische Element kann so auch leicht in einer Bohrung des Abgriffselements montiert werden und über den gekrümmten Innenbereich, der die Schaltkontur des Abgriffselements verrastet, eine sichere Funktion des Umschaltventils garantieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das elastische Element als Rasthülse mit einer Schraubenfeder ausgebildet sein. Alternativ zu einer Formdraht-Feder kann als elastisches Element auch ein übliches Rastgegenelement in Gestalt einer Rasthülse, welche im Inneren eine Schraubenfeder aufnimmt, zum Einsatz kommen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Versorgungsanschluss einen Außenbereich des Ventilkörpers mit der Bohrung für das Abgriffselement hydraulisch verbinden, und insbesondere als radiale Bohrung im Ventilkörper ausgeführt sein. Dadurch kann ein sicherer Strömungspfad auf einfache Weise im Ventilkörper zum Abgriffselement realisiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilkörper einen für beide Schaltstellungen gemeinsamen Versorgungsanschluss aufweisen. Auf diese Weise kann über einen gemeinsamen Versorgungsanschluss ein Strömungspfad zu beiden Hydraulikanschlüssen des Umschaltventils auf einfache und zweckmäßige Weise hergestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Bohrung für das Abgriffselement parallel zu einer Achse des Ventilkörpers angeordnet sein. Das Abgriffselement kann so seitlich versetzt im Ventilkörper angeordnet sein, und dennoch parallel zur Bohrung für den Ventilkörper im Pleuel als Arbeitsrichtung ausgerichtet sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgeschlagen, mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Erfindungsgemäß ist ein Verstellweg der Verstelleinrichtung mittels eines Umschaltventils wie zuvor beschrieben verstellbar. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise als Exzenter-Verstelleinrichtung vorgesehen sein, denkbar sind auch andere aus dem Stand der Technik bekannt Verstelleinrichtungen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Verstelleinrichtung als Exzenter-Verstelleinrichtung vorgesehen sein und wenigstens einen und vorzugsweise zwei Zylinder mit jeweils einem Kolben aufweisen, der in einer Zylinderbohrung verschiebbar geführt und mit einer Stützstange verbunden ist, und wobei ein Zulauf zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in die Zylinder sowie ein Ablauf zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit von den Zylindern vorgesehen sind. Das Schalten der Hydraulikkolben in den beiden Zylindern kann vorteilhaft über das beschriebene Umschaltventil erfolgen. Dadurch kann ein kostengünstiger und funktionssicherer Pleuel mit Exzenter-Verstelleinrichtung erreicht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann über das Abgriffselement in der ersten Schaltstellung der Ablauf des ersten Zylinders mit einem Hydraulikflüssigkeitskreislauf und in der zweiten Schaltstellung der Ablauf des zweiten Zylinders mit dem Hydraulikflüssigkeitskreislauf verbunden sein. Auf diese Weise lässt sich ein sicheres Schalten des Pleuels in die zwei Schaltstellungen high und low erreichen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit wenigstens einem Pleuel vorgeschlagen. Dabei kann vorteilhaft ein Pleuel wie vorstehend beschrieben verwendet werden, um auf günstige Weise eine Verstelleinrichtung zu realisieren, sowie einen vorteilhaften Verbrennungsprozess und damit Kraftstoffverbrauch in der Brennkraftmaschine umzusetzen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 einen erfindungsgemäßen Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung in einem Längsschnitt;
- 2 ein Umschaltventil nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht mit eingezeichneter Schnittebene A-A;
- 3 einen Querschnitt durch das Umschaltventil entlang der Linie A-A in 2;
- 4 das Umschaltventil aus 2 in einer Draufsicht auf eine Stirnseite;
- 5 ein Abgriffselement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht;
- 6 ein elastisches Element des erfindungsgemäßen Umschaltventils aus 2 in einer Draufsicht; und
- 7 das elastische Element aus 6 in einer weiteren Draufsicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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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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Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten und Schnitte eines erfindungsgemäßen Umschaltventils 5, welches insbesondere für einen in der 1 gezeigten Pleuel 1 für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgesehen ist. Der Pleuel 1 weist eine Exzenter-Verstelleinrichtung 2 zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge mit einem Exzenter 4 auf, welcher mit einem ein- oder mehrteiligen Exzenterhebel 3 zusammenwirkt. Dabei ist ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 mittels eines Umschaltventils 5 verstellbar. Die effektive Pleuelstangenlänge ist dabei als Abstand der Mittelachse des Hublagerauges 70 von der Mittelachse der Bohrung des Exzenters 4 als Pleuellagerauge 72 des Pleuels 1 definiert.
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Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirken. Während eines Arbeitstaktes verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wirkenden Kräfte kontinuierlich. Die Drehbewegung oder Verstellbewegung wird durch einen oder mehrere mit Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mit Motoröl beaufschlagte, im Pleuel 1 integrierte Kolben 6, 7 unterstützt, bzw. die Kolben 6, 7 verhindern ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wirkenden Kräfte. Die Kolben 6, 7 sind mittels Stützstangen 8, 9 mit dem Exzenterhebel 3 wirkverbunden.
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Wie 1 zu entnehmen ist, welche einen Schnitt des Pleuels 1 zeigt, sind die Kolben 6, 7 jeweils in einer Zylinderbohrung 10, 11 eines Zylinders 12, 13 verschiebbar geführt. Die Zylinder 12, 13 können als separates Bauteil oder einteilig mit einem Pleuelkörper des Pleuels 1 vorgesehen sein. Ebenso ist es grundsätzlich denkbar, den Pleuel 1 mit nur einem Zylinder vorzusehen und einen doppelwirkenden Kolben einzusetzen.
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Weiter sind in dem Schnitt nicht dargestellte Zuläufe zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit von dem Umschaltventil 5 in durch die Zylinderbohrungen 10, 11 gebildete Hydraulikkammern sowie nicht dargestellte Abläufe zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit von den Hydraulikkammern zum Umschaltventil 5 vorgesehen.
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Die Bearbeitung des Pleuels 1 und insbesondere des Pleuelkörpers ist aufwendig und damit kostenintensiv. Daher kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Verbindungen der Zuläufe und der Abläufe hauptsächlich über das Umschaltventil 5 erfolgen, welches zum Steuern des Hydraulikflüssigkeitsstroms vorgesehen ist. Ferner können (nicht dargestellte) Sperrventile vorgesehen sein, welche optional in das Umschaltventil integriert sind und welche jeweils einen Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit in Richtung Zulauf freigeben oder sperren. Die Abläufe können die Sperrventile im Umschaltventil 5 umgehen und können mit einer gedrosselten Bohrung versehen sein. Wenn die Zu- und Abläufe sowie eine Versorgungsleitung von dem Umschaltventil 5 ausgehen, kann die Bearbeitung des Pleuelkörpers wesentlich vereinfacht werden.
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Die Versorgungsleitung kann das Umschaltventil 5 mit einem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine verbinden, beispielsweise über das Hublagerauge 70. Wenn die Zu- und Abläufe jedoch über das Umschaltventil 5 erfolgen, wird die Hydraulikflüssigkeit grundsätzlich im Umschaltventil 5 durch entsprechende Verbindungen zwischen den beiden Zylindern 12, 13 verteilt, d.h. dass die Versorgungsleitung im Wesentlichen nur dazu dient, überschüssige bzw. fehlende Hydraulikflüssigkeit aufgrund von Leckage bzw. aufgrund der unterschiedlichen Volumen der Zylinder 12, 13 aus dem Umschaltventil 5 abzuleiten oder in das Umschaltventil 5 nachzusaugen.
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Eine weitere Vereinfachung kann sich dadurch ergeben, dass die Zu- und Abläufe jeweils als eine einzige Leitung vorgesehen sind.
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Die Sperrventile können als Rückschlagventile, insbesondere Kugelrückschlagventile oder Kegelsitzventile vorgesehen sein.
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Liegen die Rückschlagventile quer zu den hohen Beschleunigungen im Pleuel, ist von Vorteil, dass keine Massenkräfte in Längsachse des Rückschlagventils auftreten, die ein ungewolltes Öffnen/Verschließen bewirken können.
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2 zeigt ein Umschaltventil 5 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht mit eingezeichneter Schnittebene A-A.
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Das Umschaltventil 5 weist ein Abgriffselement 20 zum Steuern eines Hydraulikflüssigkeitsstroms auf, insbesondere eines Hydraulikflüssigkeitsstroms eines Pleuels 1 einer Brennkraftmaschine für eine Exzenter-Verstelleinrichtung 2 zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wie es in 1 dargestellt ist. Das Abgriffselement 20 ist in einem Ventilkörper 22 angeordnet und wahlweise in eine erste Schaltstellung S1 oder eine zweite Schaltstellung S2 verlagerbar. Dabei ist in der ersten Schaltstellung S1 ein erster Hydraulikanschluss 54 mit einem Versorgungsanschluss 56 und in der zweiten Schaltstellung S2 ein zweiter Hydraulikanschluss 52 mit einer weiteren Abflussnut 58 sowie gedrosselt mit dem Versorgungsanschluss 56 verbunden.
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Bei der in 2 dargestellten Abbildung des Umschaltventils 5 steht das Abgriffselement 20 des Umschaltventils 5 in der ersten Schaltstellung S1. In der gestrichelt markierten Schaltstellung S2 würde das Abgriffselement 20 auf der entgegengesetzten Stirnseite des Ventilkörpers 22 herausragen.
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Das Abgriffselement 20, welches in der 5 genauer dargestellt ist, weist eine Schaltkontur 28 auf, welche mit einem in einer Bohrung 26 des Ventilkörpers 22 angeordneten elastischen Element 25 so zusammenwirkt, dass eine Federkraft auf das Abgriffselement 20 ausübbar und das Abgriffselement 20 mittels des elastischen Elements 25 in der ersten oder der zweiten Schaltstellung S1, S2 arretierbar ist. Erfindungsgemäß weist die Schaltkontur 28 zwei Nuten 41, 42 auf, die einen Strömungskanal mit den Teilbereichen 31, 32 bilden, wobei der Strömungskanal je nach Schaltstellung die Anschlüsse 54, 52 wie bereits beschrieben mit dem Versorgungsanschluss 56 bzw. der Ablassnut 58 verbindet. Die Schaltkontur 28 ist dabei derart ausgelegt, dass das Abgriffselement 20 ab einem bestimmten Weg selbständig weiter in seine Endlage rastet.
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Der Versorgungsanschluss 56 verbindet einen Außenbereich des Ventilkörpers 22 mit der Bohrung 27 für das Abgriffselement 20 hydraulisch. Der Versorgungsanschluss 56 kann insbesondere zweckmäßigerweise als radiale Bohrung im Ventilkörper 22 ausgeführt sein, wie in 3 zu erkennen ist. Der Ventilkörper 22 weist einen für beide Schaltstellungen S1, S2 gemeinsamen Versorgungsanschluss 56 auf.
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Über das Abgriffselement 20 kann in der ersten Schaltstellung S1 der Ablauf des ersten Zylinders 12 mit dem Hydraulikflüssigkeitskreislauf des Pleuels 1 und in der zweiten Schaltstellung S2 der Ablauf des zweiten Zylinders 13 mit dem Hydraulikflüssigkeitskreislauf verbunden sein.
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Der Ventilkörper 22 des Umschaltventils 5 weist auf seiner Außenseite eine weitere Abflussnut 58 für die Hydraulikflüssigkeit auf.
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3 zeigt einen Querschnitt durch das Umschaltventil 5 entlang der Linie A-A in 2. Das Abgriffselement 20 ist in der Bohrung 27 des Ventilkörpers 22 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass das elastische Element 25 als Formdraht-Feder ausgebildet ist, und einen gekrümmten Innenbereich 34 aufweist, welcher zwischen zwei Endbereichen 35, 36 angeordnet ist. Die beiden Endbereiche 35, 36 sind im bestimmungsgemäß montiertem Zustand an einer Wandung der Bohrung 26 im Ventilkörper 22 abgestützt. Die Bohrung 26 ist als Durchgangsbohrung quer durch den Ventilkörper 22 ausgebildet und schneidet die Bohrung 27 für das Abgriffselement 20. Die Formdraht-Feder 25 kann so senkrecht zu einer Längsachse L des Abgriffselements 20 positioniert werden.
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Der gekrümmte Innenbereich 34 der Formdraht-Feder 25 liegt an der Schaltkontur 28 des Abgriffselement 20 und zwar in einer der beiden Nuten 42 an und verrastet so das Abgriffselement 20 in einer Schaltstellung S1, S2.
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Alternativ könnte das elastische Element 25 auch als Rasthülse mit einer Schraubenfeder ausgebildet sein, welche dann in einer Radialbohrung des Ventilkörpers 22 angeordnet sein könnte und axial auf das Abgriffselement 20 drücken könnte.
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In 4 ist das Umschaltventil 5 aus 2 in einer Draufsicht auf eine Stirnseite 21 des Ventilkörpers 22 dargestellt. Die Bohrung 27 für das Abgriffselement 20 mit der Längsachse L ist parallel zu einer Achse M des Ventilkörpers 22 angeordnet.
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5 zeigt ein Abgriffselement 20 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht. Das Abgriffselement 20 umfasst einen Elementkörper 40 mit einer Schaltkontur 28, die zwei, bei bestimmungsgemäßer Verwendung als Strömungskanal vorgesehene, benachbarte Nuten 41, 42 aufweist. Die Nuten 41, 42 sind zweckmäßigerweise auf dem Außenumfang des Elementkörpers 40 radial umlaufend ausgebildet. Die Schaltkontur 28 ist so zweckmäßigerweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dadurch weist das Abgriffselement 20 bei der Montage in einem Ventilkörper 22 keine Vorzugsrichtung auf. Der Elementkörper 40 kann so auch vorteilhaft als Drehteil kostengünstig und mit geeigneten Toleranzen hergestellt werden.
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Die beiden Nuten 41, 42 des Strömungskanals sind bezüglich einer Mittenkontur 43 symmetrisch angeordnet. Die Mittenkontur 43 erreicht in ihrem Durchmesser den Außenumfang des Elementkörpers 40 nicht, so dass die beiden Teilbereiche 31, 32 den beschriebenen Strömungskanal bilden. Dadurch kann eine sichere Schaltfunktion des Abgriffselements 20 bei einem bestimmungsgemäßen Einsatz in einem Umschaltventil 5 erreicht werden.
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Eine radial umlaufende Begrenzung der Schaltkontur 28 kann bei bestimmungsgemäßer Verwendung als hydraulische Steuerkante 29, 30 vorgesehen sein. Die relativ scharfe Kontur der Steuerkanten 29, 30 begünstigt ein sicheres hydraulisches Schaltverhalten des Abgriffselements 20.
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In 6 ist ein elastisches Element 25 des erfindungsgemäßen Umschaltventils 5 aus 2 in einer Draufsicht dargestellt, während 7 das elastische Element 25 aus 6 in einer weiteren Draufsicht zeigt. Das elastische Element 25 ist als Formdraht-Feder ausgeführt und weist einen gekrümmten Innenbereich 34 zur Anlage an einer Schaltkontur 28 eines Abgriffselements 20 auf. Der gekrümmte Innenbereich 34 wird jeweils von zwei gegensinnig gekrümmten Endbereichen 35, 36 abgeschlossen, welche zur Verspannung des elastischen Elements 25 in einer Bohrung 26 eines Ventilkörpers 22 dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012112461 A1 [0003]
