DE102019100952A1

DE102019100952A1 - Adjusting device for actuating a changeover valve of an internal combustion engine with variable compression, and method for producing an adjusting device

Info

Publication number: DE102019100952A1
Application number: DE102019100952.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Jung; Dietmar Schulze; Alexander Mudra
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-16
Also published as: CN111434905A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung (10) zum Betätigen eines längsverschiebbar oder schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel zumindest eines Pleuels angeordneten Abgriffselements eines Umschaltventils einer Exzenterverstelleinrichtung des Pleuels einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, wobei mittels der Verstelleinrichtung eine Längsverschiebung oder Verschwenkung des Abgriffselements in eine seiner beiden Bewegungsrichtungen bewirkbar ist. Die Verstelleinrichtung (10) umfasst wenigstens ein Führungselement (12) und wenigstens eine starr mit dem Führungselement (12) verbundene Kulissenvorrichtung (14).
Erfindungsgemäß weist die wenigstens eine Kulissenvorrichtung (14) wenigstens zwei Seitenteile (16, 18) auf, welche mit dem Führungselement (12) vorrichtungsgebunden gefügt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Verstelleinrichtung (10).

The invention relates to an adjusting device (10) for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression, arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, with the adjusting device causing a longitudinal displacement or pivoting of the tapping elements in one of its two movement directions is. The adjusting device (10) comprises at least one guide element (12) and at least one link device (14) rigidly connected to the guide element (12).
According to the invention, the at least one link device (14) has at least two side parts (16, 18) which are joined to the guide element (12) in a device-related manner.
The invention further relates to a method for producing an adjusting device (10).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Betätigen eines längsverschiebbar oder schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel zumindest eines Pleuels angeordneten Abgriffselements eines Umschaltventils einer Exzenterverstelleinrichtung des Pleuels einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verstelleinrichtung.The invention relates to an adjusting device for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression, arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, and a method for producing such an adjusting device.

Stand der TechnikState of the art

Bei Brennkraftmaschinen wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 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 Pleuellänge bekannt.In internal combustion engines, a high compression ratio has a positive effect on the efficiency of the internal combustion engine. The compression ratio is generally understood to mean the ratio of the entire cylinder space before compression to the remaining cylinder space after compression. In the case of internal combustion engines with spark ignition, in particular gasoline engines, which have a fixed compression ratio, the compression ratio may, however, only be chosen so high that so-called “knocking” of the internal combustion engine is avoided during full load operation. However, the compression ratio with higher values could be selected for the much more frequently occurring part-load range of the internal combustion engine, that is to say with a low cylinder charge, without “knocking” occurring. The important part-load range of an internal combustion engine can be improved if the compression ratio can be variably adjusted. Systems with variable connecting rod lengths are known, for example, for adjusting the compression ratio.

Aus der DE 10 2015 224 157 A1 ist eine Einrichtung bekannt zum Betätigen eines längsverschiebbar oder entsprechend schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel eines Pleuels angeordneten Schaltelements einer Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses einer das Pleuel aufweisenden Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Die Einrichtung des Schaltelements umfasst eine Verstelleinrichtung, die wahlweise eine Längsverschiebung bzw. Verschwenkung des Schaltelements in eine seiner beiden Bewegungsrichtungen bewirkt und die beweglich in einem Kur-belgehäuse der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet und über ein Stellmittel angetrieben ist. Die Verstelleinrichtung umfasst eine Führungsstange und ein starr mit der Führungsstange verbundenes, als Blechteil ausgebildetes Kurvenscheibenelement. Das Kurvenscheibenelement ist mittels Durchsetzfügen starr mit der Führungsstange verbunden.From the DE 10 2015 224 157 A1 A device is known for actuating a shifting element of a device for changing a compression ratio of a cylinder unit of a reciprocating piston internal combustion engine which is arranged in a connecting rod bearing cover of a connecting rod and which can be moved longitudinally or pivotably. The device of the switching element comprises an adjusting device, which optionally causes a longitudinal displacement or swiveling of the switching element in one of its two directions of movement and which is movably arranged in a crankcase of the reciprocating piston internal combustion engine and is driven by an adjusting means. The adjusting device comprises a guide rod and a cam element, which is rigidly connected to the guide rod and is designed as a sheet metal part. The cam element is rigidly connected to the guide rod by means of clinching.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung zum Betätigen eines Abgriffselements eines Umschaltventils einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung zu schaffen, die kostengünstig herzustellen ist und ein sicheres Schaltverhalten aufweist.It is an object of the invention to provide an adjusting device for actuating a tapping element of a changeover valve of an internal combustion engine with variable compression, which can be manufactured inexpensively and has a reliable switching behavior.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verstelleinrichtung anzugeben.Another object is to specify a method for producing such an adjustment device.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The above objects are achieved with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable configurations and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawing.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Verstelleinrichtung vorgeschlagen zum Betätigen eines längsverschiebbar oder schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel zumindest eines Pleuels angeordneten Abgriffselements eines Umschaltventils einer Exzenterverstelleinrichtung des Pleuels einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, wobei mittels der Verstelleinrichtung eine Längsverschiebung oder Verschwenkung des Abgriffselements in eine seiner beiden Bewegungsrichtungen bewirkbar ist. Die Verstelleinrichtung umfasst wenigstens ein Führungselement und wenigstens eine starr mit dem Führungselement verbundene Kulissenvorrichtung.According to one aspect of the invention, an adjusting device is proposed for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression, arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, with the adjusting device causing a longitudinal displacement or pivoting of the tapping elements into one of its moving elements is feasible. The adjusting device comprises at least one guide element and at least one link device rigidly connected to the guide element.

Erfindungsgemäß weist die wenigstens eine Kulissenvorrichtung wenigstens zwei Seitenteile auf, welche mit dem Führungselement vorrichtungsgebunden gefügt sind.According to the invention, the at least one link device has at least two side parts which are joined to the guide element in a device-related manner.

Die Verstelleinrichtung dient als Schaltkulisse zur mechanischen Betätigung eines Pleuels für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung. Durch diese Schaltkulisse lässt sich mittels eines Abgriffselements eines hydraulischen Umschaltventils der Pleuel in den Schaltstellungen für niedrige Verdichtung (ε_low) und hohe Verdichtung (ε_high) verstellen. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung ist gegenüber Ausführungen im Stand der Technik fertigungstechnisch einfacher aufgebaut und lässt sich damit bezüglich Zeitaufwand und Kosten wesentlich günstiger herstellen.The adjusting device serves as a shift gate for the mechanical actuation of a connecting rod for an internal combustion engine with variable compression. This shift gate allows the connecting rod to be adjusted in the switching positions for low compression (ε _low ) and high compression (ε _high ) by means of a tapping element of a hydraulic changeover valve. The adjustment device according to the invention is simpler in terms of production technology compared to the designs in the prior art and can thus be manufactured much more economically in terms of time and costs.

Durch die Verwendung beispielsweise eines einfachen Drehteils als Verstellerstange und Führungselement mit aufgeschweißten Biegeblechen als Seitenteilen der Kulissenvorrichtung und mindestens zwei in einer Brennkraftmaschine unterhalb einer sogenannten Bedplate bzw. eines Zylinderliners montierten Lagerelemente ist eine Konstruktion darstellbar, die bei der Herstellung Zeit und/oder Kosten einsparen kann. Mindestens eines der Lagerelemente kann mittels eines in der Verstellerstange bzw. in dem Lagerblock eingepressten Stiftes als Verstellanschlag und Verdrehsicherung der Verstelleinrichtung als Schaltkulisse dienen. Die sehr hohen Genauigkeitsanforderungen einer zum Beispiel gefrästen Schaltkulisse aus einem Einzelteil werden auf eine Montage- und Schweißvorrichtung übertragen. Dies bedeutet, dass nicht jede Schaltkulisse einzeln zeitintensiv und/oder kostenintensiv bestellt und hergestellt werden muss, sondern dass die Schaltkulisse lediglich durch mehrere einfach ausgeführte Einzelteile und einer geeigneten Montage- und Schweißvorrichtung insgesamt montiert und gefügt werden kann. Als Hauptbauteil der Schaltkulisse kann dabei ein einfaches Drehteil als Verstellerstange und Führungselement dienen. Die Umschaltflanken als Seitenteile werden beispielsweise durch Biegebleche, welche durch die Montagevorrichtung positioniert und anschließend mit der Verstellerstange gefügt, insbesondere verschweißt werden, realisiert. Die Seitenteile können mit Bohrungen oder auch mit Aussparungen versehen sein. Biegebleche mit einer Bohrung können vor dem Schweißprozess auf die Verstellerstange geschoben werden. Seitenteile mit einer Bohrung lassen eine umlaufende Schweißverbindung zu, was sich vorteilhaft auf die Kraftübertragung und damit Haltbarkeit der Schaltkulisse auswirkt. Seitenteile mit einer Aussparung lassen sich dagegen leichter montieren und später entdeckte beschädigte Seitenteile können noch problemlos ausgetauscht werden, sofern alle anderen Seitenteile bereits geschweißt sind und das beschädigte Seitenteil noch nicht geschweißt wurde. Zum Verstellen der Schaltkulisse kann entweder ein hydraulischer oder elektrischer Linearmotor bzw. Drehmotor verwendet werden.By using, for example, a simple turned part as an adjusting rod and guide element with welded-on bending plates as side parts of the link device and at least two bearing elements mounted in an internal combustion engine below a so-called bedplate or a cylinder liner, a construction can be represented which takes time and / or costs during production can save. At least one of the bearing elements can serve as a shifting gate by means of a pin pressed into the adjusting rod or in the bearing block as an adjusting stop and against rotation of the adjusting device. The very high accuracy requirements of, for example, a milled shifting gate made of a single part are transferred to an assembly and welding device. This means that it is not necessary to order and manufacture each switching link individually, which is time-consuming and / or cost-intensive, but rather that the switching link can only be assembled and assembled as a whole by means of several simply executed individual parts and a suitable assembly and welding device. A simple turned part can serve as the adjusting rod and guide element as the main component of the shifting gate. The switching flanks as side parts are realized, for example, by bending sheets which are positioned by the mounting device and then joined, in particular welded, to the adjusting rod. The side parts can be provided with holes or with cutouts. Bending plates with a hole can be pushed onto the adjustment rod before the welding process. Side parts with a hole allow a circumferential weld connection, which has an advantageous effect on the power transmission and thus the durability of the shift gate. Side parts with a recess, on the other hand, are easier to assemble and damaged side parts discovered later can still be exchanged without any problems, provided all other side parts have already been welded and the damaged side part has not yet been welded. Either a hydraulic or electric linear motor or a rotary motor can be used to adjust the shift gate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die wenigstens eine Kulissenvorrichtung und/oder die beiden Seitenteile als Blechteile ausgebildet sein. Blechteile sind einfach herzustellen und deshalb sehr kostengünstig. Außerdem lassen sich Blechteile leicht in gewünschten Formen darstellen, sind also demzufolge sehr flexibel im Design.According to an advantageous embodiment, the at least one link device and / or the two side parts can be designed as sheet metal parts. Sheet metal parts are easy to manufacture and therefore very inexpensive. In addition, sheet metal parts can be easily represented in the desired shapes, which means that they are very flexible in design.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Kulissenvorrichtung als werkzeugfallendes Teil, insbesondere als eines von einem Blechbiegeteil, Gussteil, Sinterteil, Metallspritzguss-Teil (MIM), ausgebildet sein. Die Kulissenvorrichtung mit ihren wenigstens zwei Seitenteilen kann so mittels eines günstigen Herstellungsverfahrens dargestellt werden, was die Herstellung der gesamten Verstelleinrichtung stark vereinfacht und kostengünstig gestalten lässt. In einer alternativen Ausgestaltung ist auch möglich, dass die beiden Seitenteile über ein gemeinsames Verbindungsteil verbunden sind und die Kulissenvorrichtung so einteilig ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment, the at least one link device can be designed as a tool-falling part, in particular as one of a bent sheet metal part, cast part, sintered part, metal injection molded part (MIM). The setting device with its at least two side parts can thus be represented by means of an inexpensive production process, which makes the production of the entire adjusting device much simpler and less expensive. In an alternative embodiment, it is also possible for the two side parts to be connected via a common connecting part and for the link device to be formed in one piece.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Kulissenvorrichtung mit dem Führungselement mittels eines Schweißverfahrens verbunden sein. Die Kulissenvorrichtung mit ihren wenigstens beiden Seitenteilen kann zweckmäßig auf dem Führungselement als Verstellerstange an geeigneter Stelle positioniert und beispielsweise mittels des Schweißverfahrens mit dem Führungselement fest und dauerhaft verbunden werden. Gerade unter den harten Anforderungen eines Betriebs in einer Brennkraftmaschine stellt ein Schweißverfahren eine geeignete Fügetechnologie dar. Die Seitenteile können dabei vorteilhaft umlaufend um das Führungselement mit diesem verschweißt werden.According to an advantageous embodiment, the at least one link device can be connected to the guide element by means of a welding process. The link device with its at least two side parts can expediently be positioned on the guide element as an adjusting rod at a suitable point and can be firmly and permanently connected to the guide element, for example by means of the welding process. A welding process is a suitable joining technology, especially under the tough requirements of operation in an internal combustion engine. The side parts can advantageously be welded all around the guide element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement als Stange oder als Blechbiegeteil ausgebildet sein. Das Führungselement als Verstellerstange der Verstelleinrichtung ist so beispielsweise als gezogene Stange oder Drehteil günstig darstellbar. Alternativ kann das Führungselement auch günstig als einfaches Blechbiegeteil dargestellt werden und dementsprechend geeignete Aufnahmen für Kulissenvorrichtungen aufweisen.According to an advantageous embodiment, the guide element can be designed as a rod or as a bent sheet metal part. The guide element as the adjusting rod of the adjusting device can thus be inexpensively represented, for example, as a drawn rod or rotating part. Alternatively, the guide element can also be represented inexpensively as a simple bent sheet metal part and accordingly have suitable receptacles for link devices.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden Seitenteile eine Bohrung oder eine Aussparung zur Aufnahme des Führungselements aufweisen. Auf diese Weise lassen sich die Seitenteile einfach auf dem Führungselement, beispielsweise in einer Fügevorrichtung, positionieren und mit diesem beispielsweise über ein Schweißverfahren einfach dauerhaft verbinden. Dadurch können relativ ungenau gefertigte Blechteile mit großer Präzision positioniert und mit dem Führungselement fest verbunden werden. Damit lässt sich eine großen Genauigkeit der gefertigten Verstelleinrichtung erreichen.According to an advantageous embodiment, the two side parts can have a bore or a recess for receiving the guide element. In this way, the side parts can be easily positioned on the guide element, for example in a joining device, and simply permanently connected to it, for example using a welding process. As a result, relatively inaccurately manufactured sheet metal parts can be positioned with great precision and firmly connected to the guide element. This makes it possible to achieve a high level of accuracy in the manufactured adjustment device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement eine Verdrehsicherung für eine bestimmungsgemäße Montage in einer Brennkraftmaschine aufweisen. Das Führungselement kann über geeignete Lagerelemente mit der Brennkraftmaschine, beispielsweise dem Zylinderblock, fest verbunden werden. Mittels der Verdrehsicherung kann eine Verdrehung der Kulissenvorrichtung verhindert werden. Dadurch kann eine sichere Funktion und Schaltung des Abgriffselements des Umschaltventils im Pleuel und damit ein sicheres Schaltverhalten des gesamten Pleuels gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment, the guide element can have an anti-rotation device for an intended installation in an internal combustion engine. The guide element can be firmly connected to the internal combustion engine, for example the cylinder block, via suitable bearing elements. By means of the anti-rotation device, rotation of the link device can be prevented. This ensures safe functioning and switching of the tap element of the changeover valve in the connecting rod and thus safe switching behavior of the entire connecting rod.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement über Lagerelemente längsverschieblich lagerbar sein. Die Lagerelemente sind als Gleitlager ausgelegt und werden mit Bereichen der Brennkraftmaschine wie dem Zylinderblock fest verschraubt. Damit kann das Führungselement über eine vorgegebene Länge verschoben werden und so die Verstelleinrichtung die Schaltfunktion im Umschaltventil bewirken.According to an advantageous embodiment, the guide element can be mounted to be longitudinally displaceable via bearing elements. The bearing elements are designed as plain bearings and are firmly screwed to areas of the internal combustion engine such as the cylinder block. The guide element can thus be displaced over a predetermined length and so the adjusting device effect the switching function in the changeover valve.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens ein Lagerelement eine Wegbegrenzung der Längsverschiebung des Führungselements aufweisen. Das Führungselement kann beispielsweise einen Stift aufweisen, der sich in einer in dem Lagerelement angeordneten Nut bewegen kann. So kann das Führungselement zwar über einen vorgegebenen Längsweg bewegt werden, jedoch ergibt sich durch die Nut eine vorgegebene Wegbegrenzung. Eine alternative Wegebegrenzung kann durch eine Ausnehmung am Führungselement realisiert werden, in welcher ein Vorsprung des Lagerelements bewegt werden kann.According to an advantageous embodiment, at least one bearing element has a path limitation of the longitudinal displacement of the guide element. The guide element can have, for example, a pin which can move in a groove arranged in the bearing element. Thus, the guide element can be moved over a predetermined longitudinal path, but the groove results in a predetermined path limitation. An alternative path limitation can be realized by a recess on the guide element, in which a projection of the bearing element can be moved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Verdrehsicherung mittels der in dem Lagerelement angeordneten Nut und des in der Nut längsbeweglich angeordneten Stifts ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das Führungselement zwar in seinen Lagerelementen längsverschieblich bewegt werden, jedoch kann das Führungselement mit den darauf angeordneten Kulissenvorrichtungen nicht verkippt oder verdreht werden.According to an advantageous embodiment, the anti-rotation device can be designed by means of the groove arranged in the bearing element and the pin arranged to be longitudinally movable in the groove. In this way, the guide element can be moved longitudinally displaceably in its bearing elements, but the guide element with the link devices arranged thereon cannot be tilted or rotated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement eine Aufnahme für einen Aktuator aufweisen. Mittels des Aktuators kann das Führungselement längsverschieblich bewegt werden und so die Änderung der Schaltstellung des Pleuels über eine Bewegung des Abgriffselements des Umschaltventils im Pleuel eingeleitet werden. Der Aktuator dient einer Linearbewegung des Führungselements und kann daher an beliebiger Stelle des Führungselements angeordnet sein.According to an advantageous embodiment, the guide element can have a receptacle for an actuator. By means of the actuator, the guide element can be moved in a longitudinally displaceable manner and the change in the switching position of the connecting rod can thus be initiated by moving the tapping element of the changeover valve in the connecting rod. The actuator serves for a linear movement of the guide element and can therefore be arranged at any point on the guide element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Führungselement eine Rückstelleinrichtung in einen Ausgangszustand der längsverschieblichen Verstelleinrichtung bei einer bestimmungsgemäßen Montage in einer Brennkraftmaschine aufweist, wobei die Rückstelleinrichtung insbesondere eine Rückstellfeder umfasst. Da die Verstelleinrichtung mit den Lagerelementen fest mit dem Zylinderblock verbunden ist, kann sie, beispielsweise von eine Wegbegrenzung begrenzt, über eine vorgegebene Wegstrecke über einen Aktuator linear bewegt werden. Die Endpunkte der Bewegung stellen dabei die gewünschten Schaltstellungen des Pleuels dar. Greift an dem Führungselement eine Rückstelleinrichtung, beispielsweise eine Rückstellfeder, an, so kann damit bewirkt werden, dass auch in einem nicht-angetriebenen Zustand, wenn der Aktuator beispielsweise stromlos ist, die Verstelleinrichtung in einem Ausgangszustand als Grundposition ist. Damit kann ein sicherer Zustand der Verstelleinrichtung und damit des Pleuels zur Betätigung einer variablen Verdichtung der Brennkraftmaschine erreicht werden.According to an advantageous embodiment, the guide element can have a reset device in an initial state of the longitudinally displaceable adjustment device when it is installed as intended in an internal combustion engine, the reset device in particular comprising a reset spring. Since the adjusting device with the bearing elements is firmly connected to the cylinder block, it can be moved linearly, for example by a path limitation, over a predetermined distance by means of an actuator. The end points of the movement represent the desired switching positions of the connecting rod. If a return device, for example a return spring, acts on the guide element, it can thus be brought about that even in a non-driven state when the actuator is, for example, de-energized, the adjustment device is in an initial state as the basic position. A safe state of the adjusting device and thus of the connecting rod for actuating a variable compression of the internal combustion engine can thus be achieved.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Herstellen einer Verstelleinrichtung zum Betätigen eines längsverschiebbar oder schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel zumindest eines Pleuels angeordneten Abgriffselements eines Umschaltventils einer Exzenterverstelleinrichtung des Pleuels einer Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, wobei mittels der Verstelleinrichtung eine Längsverschiebung oder Verschwenkung des Abgriffselements in eine seiner beiden Bewegungsrichtungen bewirkbar ist. Das Verfahren umfasst wenigstens die Schritte - Anordnen eines Führungselements und wenigstens einer Kulissenvorrichtung mit wenigstens zwei Seitenteilen in einer Fügevorrichtung, wobei das Führungselement und die wenigstens eine Kulissenvorrichtung in einer festen Relativposition zueinander angeordnet werden; - Fügen der wenigstens einen Kulissenvorrichtung mit dem Führungselement mittels wenigstens eines der Verfahren Schweißen, Verpressen, Bördeln, Kleben, Schrauben; und - Montieren von Lagerelementen an dem Führungselement.According to a further aspect of the invention, a method is proposed for producing an adjusting device for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression, which is arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, with a longitudinal displacement or pivoting of the pivoting means by means of the adjusting device can be effected in one of its two directions of movement. The method comprises at least the steps of arranging a guide element and at least one link device with at least two side parts in a joining device, the guide element and the at least one link device being arranged in a fixed relative position to one another; - Joining the at least one link device with the guide element by means of at least one of the methods welding, pressing, flanging, gluing, screwing; and - mounting bearing elements on the guide element.

Über die Fertigung der erfindungsgemäßen gebauten Verstelleinrichtung mittels einer hochgenauen Fügevorrichtung kann erreicht werden, dass selbst bei einer wenig genauen Fertigung der Einzelteile die damit hergestellte Verstelleinrichtung eine gewünschte Präzision aufweist. Damit lassen sich Herstellkosten von einer hochgenauen Fertigung von Einzelteilen auf eine einmalige hochgenaue Fertigung der Fügevorrichtung verlagern, während die Einzelteile selbst nur noch mit geringerer Genauigkeit gefertigt werden müssen. Dies kommt einer Verwendung von einfachen Blechbiegeteilen für die Verstelleinrichtung entgegen. Für das Fügen der Kulissenvorrichtung mit ihren Seitenteilen lassen sich dann kostengünstige Fügeprozesse wie Schweißen, Verpressen, Bördeln, Kleben, Schrauben einsetzen. Nach dem Fügeprozess können Lagerböcke als Lagerelemente an dem Führungselement montiert werden, um die Verstelleinrichtung fertigzustellen. Auf diese Weise kann eine zeitgünstige und kostengünstige Herstellung der Verstelleinrichtung erreicht werden.By manufacturing the adjusting device according to the invention by means of a high-precision joining device, it can be achieved that even with a less precise manufacture of the individual parts, the adjusting device produced thereby has the desired precision. This allows manufacturing costs to be shifted from a highly precise manufacture of individual parts to a one-time, highly precise manufacture of the joining device, while the individual parts themselves only have to be manufactured with lower accuracy. This complies with the use of simple sheet metal bent parts for the adjustment device. Cost-effective joining processes such as welding, pressing, flanging, gluing, screwing can then be used for joining the link device with its side parts. After the joining process, pedestals can be mounted as bearing elements on the guide element in order to complete the adjustment device. In this way, an inexpensive and inexpensive manufacture of the adjusting device can be achieved.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 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.Further advantages result from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, description, and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.

Es zeigen beispielhaft:

1 eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung mit Kulissenvorrichtungen auf einer Stange als Führungselement in isometrischer Darstellung;
2 die Verstelleinrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht mit eingezeichneten Schnittebenen A-A und B-B;
3 die Verstelleinrichtung in dem Längsschnitt A-A gemäß 2;
4 ein Lagerelement in dem Längsschnitt B-B gemäß 2;
5 ein Seitenteil einer Kulissenvorrichtung mit einer Bohrung;
6 ein Seitenteil einer Kulissenvorrichtung mit einer Aussparung;
7 eine Verstelleinrichtung mit Kulissenvorrichtungen auf einem Blechbiegeteil als Führungselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Darstellung;
8 eine Kulissenvorrichtung gemäß 7 mit zwei Seitenteilen in Draufsicht;
9 das Führungselement der Verstelleinrichtung gemäß 7 in Seitenansicht;
10 das Führungselement der Verstelleinrichtung gemäß 7 in Draufsicht.
11 einen Längsschnitt der Verstelleinrichtung gemäß 7.

The following are examples:

1 an adjustment device according to the invention with link devices on a rod as a guide element in an isometric view;
2nd the adjustment device according to 1 in a plan view with the section planes AA and BB drawn in;
3rd the adjusting device in the longitudinal section AA according to 2nd ;
4th a bearing element in the longitudinal section BB according to 2nd ;
5 a side part of a link device with a bore;
6 a side part of a link device with a recess;
7 an adjusting device with link devices on a bent sheet metal part as a guide element according to another embodiment of the invention in an isometric view;
8th a backdrop device according 7 with two side parts in top view;
9 the guide element of the adjusting device according to 7 in side view;
10th the guide element of the adjusting device according to 7 in top view.
11 a longitudinal section of the adjusting device according 7 .

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, identical or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung 10 mit Kulissenvorrichtungen 14 auf einer Stange als Führungselement 12 in isometrischer Darstellung, während in 2 die Verstelleinrichtung 10 in einer Draufsicht mit eingezeichneten Schnittebenen A-A und B-B dargestellt ist. 1 shows an adjustment device according to the invention 10th with setting devices 14 on a rod as a guide element 12th in isometric representation, while in 2nd the adjustment device 10th is shown in a plan view with the sectional planes AA and BB shown.

Die Verstelleinrichtung 10 ist zum Betätigen eines längsverschiebbar oder schwenkbeweglich in einem Pleuellagerdeckel zumindest eines Pleuels angeordneten Abgriffselements eines Umschaltventils vorgesehen, wobei das Umschaltventil eine Verstellung der Pleuelstangenlänge bewirkt, um damit ein Verdichtungsverhältnis einer Brennkraftmaschine zu steuern. Pleuel, Umschaltventil und Abgriffselement sind in 1 nicht dargestellt.The adjustment device 10th is provided for actuating a tapping element of a changeover valve arranged longitudinally displaceably or pivotably in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, the changeover valve causing an adjustment of the connecting rod length in order to thereby control a compression ratio of an internal combustion engine. Connecting rods, changeover valve and tap element are in 1 not shown.

Mittels der Verstelleinrichtung kann eine Längsverschiebung oder Verschwenkung des Abgriffselements in eine seiner beiden Bewegungsrichtungen bewirkt werden. Die Verstelleinrichtung umfasst das als Stange ausgebildete Führungselement 12 und mehrere starr mit dem Führungselement 12 verbundene Kulissenvorrichtungen 14, wobei die Anzahl der Kulissenvorrichtungen 14 vorzugsweise einer Anzahl von Zylindern in der Brennkraftmaschine entspricht. Eine Kulissenvorrichtung 14 weist erfindungsgemäß jeweils zwei Seitenteile 16, 18 auf, welche mit dem Führungselement 12 vorrichtungsgebunden gefügt sind. Über eine Längsverschiebung der Verstelleinrichtung 10 kann mit den beiden Seitenteilen 16, 18 jeweils eine Verschiebung eines Abgriffselements eines Umschaltventils in eine Schaltposition und in Gegenrichtung in eine zweite Schaltposition erreicht werden.By means of the adjusting device, a longitudinal displacement or pivoting of the tap element can be effected in one of its two directions of movement. The adjusting device comprises the guide element designed as a rod 12th and several rigid with the guide element 12th connected backdrop devices 14 , where the number of scenery devices 14 preferably corresponds to a number of cylinders in the internal combustion engine. A backdrop device 14 according to the invention has two side parts 16 , 18th on which with the guide element 12th device-bound. Via a longitudinal displacement of the adjustment device 10th can with the two side panels 16 , 18th a displacement of a tapping element of a changeover valve into a switching position and in the opposite direction into a second switching position can be achieved.

Die beiden Seitenteile 16, 18 sind als Blechteile ausgebildet. Das Führungselement 12 ist als Stange ausgebildet. Die Seitenteile 16, 18 sind jeweils auf die Stange gesteckt und mit diesem beispielsweise entlang der Fügelinie Stange - Ausschnitt Seitenteil verschweißt. Die beiden Seitenteile 16, 18 weisen dazu eine Bohrung auf, welche in 5 genauer dargestellt ist.The two side parts 16 , 18th are designed as sheet metal parts. The guide element 12th is designed as a rod. The side parts 16 , 18th are each attached to the rod and welded to it, for example, along the rod joining line - cut-out side part. The two side parts 16 , 18th have a hole, which in 5 is shown in more detail.

Das Führungselement 12 ist in zwei Lagerböcken als Lagerelemente 20, 21 längsverschieblich gelagert. Die Lagerelemente 20, 21 sind zweckmäßigerweise als Gleitlager ausgelegt. Die Lagerelemente 20, 21 können mit jeweils zwei Schrauben 22 an einen Zylinderblock einer Brennkraftmaschine angeschraubt werden. Ein Lagerelement 21 weist eine Nut 24 auf, in welcher ein mit dem Führungselement 12 fest verbundener Stift 26 eine Verdrehsicherung 40 und Wegbegrenzung bewirkt. An einem Ende des Führungselements 12 ist eine Aufnahme 28 für einen Aktuator angeordnet, welcher den Antrieb für die Längsverschiebung der Verstelleinrichtung bewirkt. Die Aufnahme 28 kann aus einer oder mehreren Ausnehmungen, Bohrungen etc. bestehen.The guide element 12th is in two bearing blocks as bearing elements 20 , 21 longitudinally displaceable. The bearing elements 20 , 21 are expediently designed as plain bearings. The bearing elements 20 , 21 can with two screws each 22 are screwed to a cylinder block of an internal combustion engine. A bearing element 21 has a groove 24th on in which one with the guide member 12th firmly connected pin 26 an anti-twist device 40 and limits travel. At one end of the guide element 12th is a recording 28 arranged for an actuator which causes the drive for the longitudinal displacement of the adjusting device. The recording 28 can consist of one or more recesses, bores, etc.

Das Führungselement 12 kann optional eine Rückstelleinrichtung in einen Ausgangszustand der längsverschieblichen Verstelleinrichtung 10 bei einer bestimmungsgemäßen Montage in einer Brennkraftmaschine aufweisen. Beispielsweise kann eine solche Rückstelleinrichtung eine Rückstellfeder umfassen, welche ihrerseits mit dem Zylinderkopf verbunden sein kann.The guide element 12th can optionally a reset device in an initial state of the longitudinally displaceable adjusting device 10th in the case of an intended installation in an internal combustion engine. For example, such a resetting device can comprise a resetting spring, which in turn can be connected to the cylinder head.

3 zeigt die Verstelleinrichtung 10 in dem Längsschnitt A-A gemäß 2. In diesem Schnitt ist die Verdrehsicherung 40 in dem geschnittenen Lagerelement 21 zu erkennen, welche über den mit dem Führungselement 12 fest verbundenen Stift 26 bewirkt wird, der sich in der Nut 24 des Lagerelements 21 in Längsrichtung mit dem Führungselement 12 bewegen kann. 3rd shows the adjustment device 10th in the longitudinal section AA according to 2nd . In this cut is the anti-rotation device 40 in the cut bearing element 21 to recognize which one with the guide element 12th firmly connected pin 26 is caused in the groove 24th of the bearing element 21 in the longitudinal direction with the guide element 12th can move.

In 4 ist ein Lagerelement 20 in dem Längsschnitt B-B gemäß 2 dargestellt. Das Lagerelement 20 weist eine Bohrung 34 auf, durch welche eine Stange als Führungselement 12 gesteckt werden kann. Senkrecht dazu sind die beiden Schrauben 22 zu erkennen, mit welchen das Lagerelement 20 an einen Zylinderblock einer Brennkraftmaschine geschraubt werden kann. In 4th is a bearing element 20 in the longitudinal section BB according to 2nd shown. The bearing element 20 has a hole 34 on, through which a rod as a guide element 12th can be inserted. The two screws are perpendicular to this 22 to recognize with which the bearing element 20 can be screwed to a cylinder block of an internal combustion engine.

In den 5 und 6 sind Seitenteile 16, 18 einer Kulissenvorrichtung 14 dargestellt. Das Seitenteil 16, 18 in 5 weist eine Bohrung 30 für ein Führungselement 12 auf. Bei der Montage des Seitenteils 16, 18 auf eine Stange als Führungselement 12, wird demzufolge die Stange durch die Bohrung 30 gesteckt und dann beide Teile in einer Fügevorrichtung beispielsweise miteinander verschweißt. Zweckmäßigerweise wird die Schweißnaht entlang des Umfangs der Bohrung 30 gelegt.In the 5 and 6 are side panels 16 , 18th a backdrop device 14 shown. The side part 16 , 18th in 5 has a hole 30th for a guide element 12th on. When assembling the side part 16 , 18th on a rod as a guide element 12th , the rod is therefore through the hole 30th inserted and then both parts welded together in a joining device, for example. The weld seam is expediently along the circumference of the bore 30th placed.

Das Seitenteil 16, 18 in 6 weist eine Aussparung 32 auf, mittels welcher das Seitenteil 16, 18 auf die Stange als Führungselement 12 gesteckt werden kann. Auf diese Weise lässt sich die Montage der Seitenteile 16, 18 einfacher gestalten. Die Schweißnaht bei der Verbindung zwischen Seitenteil 16, 18 und Stange wird in diesem Fall über den halbkreisförmigen Umfang der Aussparung 32 gelegt.The side part 16 , 18th in 6 has a recess 32 by means of which the side part 16 , 18th on the rod as a guide element 12th can be inserted. In this way, the assembly of the side panels 16 , 18th make it easier. The weld seam at the connection between the side part 16 , 18th and rod is in this case over the semicircular circumference of the recess 32 placed.

7 zeigt in isometrischer Darstellung eine Verstelleinrichtung 10 mit Kulissenvorrichtungen 14 auf einem Blechbiegeteil als Führungselement 12 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 8 zeigt dazu eine einzelne Kulissenvorrichtung 14 gemäß 7 mit zwei Seitenteilen 16, 18 in Draufsicht. In 9 ist das Führungselement 12 der Verstelleinrichtung 10 gemäß 7 in Seitenansicht und in 10 in Draufsicht dargestellt. 11 zeigt einen Längsschnitt durch die Verstelleinrichtung 10. 7 shows an adjustment device in an isometric view 10th with setting devices 14 on a sheet metal part as a guide element 12th according to a further embodiment of the invention. 8th shows a single backdrop device 14 according to 7 with two side parts 16 , 18th in top view. In 9 is the guiding element 12th the adjustment device 10th according to 7 in side view and in 10th shown in top view. 11 shows a longitudinal section through the adjusting device 10th .

Das Führungselement 12 ist als Blechbiegeteil ausgebildet und weist, wie insbesondere in der Seitenansicht zu erkennen ist, rechteckförmige Vertiefungen als Aufnahmen 36 für die Kulissenvorrichtungen 14 auf. Die Kulissenvorrichtung 14 weist, wie in der 8 ersichtlich ist, zwei gebogene Seitenteile 16, 18 auf, die ebenfalls als Blechbiegeteil ausgebildet sein können. Alternativ ist jedoch auch möglich, dass die Kulissenvorrichtung 14 als werkzeugfallendes Teil, insbesondere als eines von einem Blechbiegeteil, Gussteil, Sinterteil, Metallspritzguss-Teil, ausgebildet ist.The guide element 12th is designed as a bent sheet metal part and, as can be seen particularly in the side view, has rectangular depressions as receptacles 36 for the backdrop devices 14 on. The backdrop device 14 points, as in the 8th can be seen, two curved side parts 16 , 18th on, which can also be designed as a bent sheet metal part. Alternatively, however, it is also possible for the link device 14 is designed as a tool-falling part, in particular as one of a bent sheet metal part, cast part, sintered part, metal injection-molded part.

In einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein, dass die beiden Seitenteile 16, 18 über ein gemeinsames Verbindungsteil verbunden sind und die Kulissenvorrichtung 14 einteilig ausgebildet ist.In a further alternative it can be provided that the two side parts 16 , 18th are connected via a common connecting part and the scenery device 14 is formed in one piece.

Das Führungselement 12 weist Langlöcher 38 auf, an denen jeweils Lagerelemente 20, 21 als Gleitlager beispielsweise über Schrauben 22, Stifte oder Nieten angeordnet sein können. Die Langlöcher 38 dienen im gezeigten Ausführungsbeispiel dabei als Freimachung für die Schrauben 22 und ermöglichen eine lineare Bewegung des Führungselementes 12 in Relation zu den Lagerelementen 20. Eine Aussparung 42 am Führungselement 12 ermöglicht in Zusammenspiel mit dem in der Zeichnung linksseitig angeordneten Lagerelement 21 zudem eine Wegbegrenzung für die lineare Bewegung, um ein Anschlagen der Schrauben 22 an den Enden der Langlöcher 38 zu verhindern.. Eine Verdrehsicherung ist nicht nötig, da durch das Blechbiegeteil als Führungselement 12 und die Lagerelemente 20 mit ihrer Führung für das Führungselement 12 automatisch eine Verdrehsicherung gegeben ist. Eine Aufnahme 28 zum Anschluss eines Aktuators kann in diesem Ausführungsbeispiel durch eine linkseitige Bohrung im Führungselement 12 vorgesehen sein.The guide element 12th has elongated holes 38 on which each bearing elements 20 , 21 as a plain bearing, for example using screws 22 , Pins or rivets can be arranged. The elongated holes 38 serve in the illustrated embodiment as franking for the screws 22 and allow a linear movement of the guide element 12th in relation to the bearing elements 20 . A recess 42 on the guide element 12th enables in combination with the bearing element arranged on the left in the drawing 21 also a travel limitation for the linear movement in order to stop the screws 22 at the ends of the elongated holes 38 to prevent .. An anti-twist device is not necessary because the sheet metal part as a guide element 12th and the bearing elements 20 with their leadership for the leadership element 12th an anti-rotation lock is automatically provided. A recording 28 for connecting an actuator can in this embodiment through a left-hand hole in the guide element 12th be provided.

Beide in den 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele von Verstelleinrichtungen 10 können gefertigt werden, indem wenigstens die Schritte ausgeführt werden: - Anordnen eines Führungselements 12 und wenigstens einer Kulissenvorrichtung 14 mit wenigstens zwei Seitenteilen 16, 18 in einer Fügevorrichtung, wobei das Führungselement 12 und die wenigstens eine Kulissenvorrichtung 14 in einer festen Relativposition zueinander angeordnet werden; - Fügen der wenigstens einen Kulissenvorrichtung 14 mit dem Führungselement 12 mittels wenigstens eines der Verfahren Schweißen, Verpressen, Bördeln, Kleben, Schrauben; sowie - Montieren von Lagerelementen 20 an dem Führungselement 12.Both in the 1 to 11 illustrated embodiments of adjusting devices 10th can be manufactured by performing at least the following steps: arranging a guide element 12th and at least one backdrop device 14 with at least two side parts 16 , 18th in a joining device, the guide element 12th and the at least one setting device 14 be arranged in a fixed relative position to each other; - Joining the at least one backdrop device 14 with the guide element 12th by means of at least one of the methods welding, pressing, flanging, gluing, screwing; and - mounting of bearing elements 20 on the guide element 12th .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015224157 A1 [0003]

Claims

Adjustment device (10) for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression, which is arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, whereby a longitudinal displacement or pivoting of the tapping element can be effected in one of its two directions of movement by means of the adjusting device a guide element (12) and at least one link device (14) rigidly connected to the guide element (12), characterized in that the at least one link device (14) has at least two side parts (16, 18) which are device-bound to the guide element (12) are joined.

Adjustment device after Claim 1 , characterized in that the at least one link device (14) and / or the two side parts (16, 18) are designed as sheet metal parts.

Adjustment device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the at least one link device (14) is designed as a tool-falling part, in particular as one of a bent sheet metal part, cast part, sintered part, metal injection-molded part.

Adjustment device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one link device (14) is connected to the guide element (12) by means of a welding process.

Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (14) is designed as a rod or as a bent sheet metal part.

Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the two side parts (16, 18) have a bore (30) or a recess (32) for receiving the guide element (12).

Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (12) has an anti-rotation device (40) for a correct installation in an internal combustion engine.

Adjustment device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (12) can be supported in a longitudinally displaceable manner via bearing elements (20, 21).

Adjustment device after Claim 8 , characterized in that at least one bearing element (21) has a path limitation of the longitudinal displacement of the guide element (12).

Adjustment device according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the anti-rotation device (40) is formed by means of the groove (24) arranged in the bearing element (21) and the pin (26) arranged longitudinally movable in the groove (24).

Adjustment device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (12) has a receptacle (28) for an actuator.

Adjustment device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element (12) has a reset device in an initial state of the longitudinally displaceable adjustment device (10) when it is installed as intended in an internal combustion engine, the reset device comprising in particular a return spring.

Method for producing an adjusting device (10) for actuating a tapping element of a changeover valve of an eccentric adjusting device of the connecting rod of an internal combustion engine with variable compression arranged in a connecting rod bearing cover of at least one connecting rod, the adjusting device causing a longitudinal displacement or swiveling of the tapping elements into one of its connecting elements is comprising at least the steps - arranging a guide element (12) and at least one link device (14) with at least two side parts (16, 18) in a joining device, the guide element (12) and the at least one link device (14) being arranged in a fixed relative position to one another; - Joining the at least one link device (14) with the guide element (12) by means of at least one of the methods welding, pressing, flanging, gluing, screwing; - Mounting bearing elements (20) on the guide element (12).