DE102019121423A1

DE102019121423A1 - Pleuel für eine Verbrennungskraftmaschine mit variabler Verdichtung

Info

Publication number: DE102019121423A1
Application number: DE102019121423.8A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schulze; André Selke; Christopher Schmitt
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2020-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pleuel (1) für eine Verbrennungskraftmaschine mit variabler Verdichtung, umfassend eine Exzenter-Verstelleinrichtung (2) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (2) einen mit einem Exzenterhebel (3) zusammenwirkenden, drehfest verbundenen Exzenter (4) aufweist, in welchem ein Kolbenbolzen eines Zylinderkolbens aufgenommen ist, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (2) zwei Hydraulikkammern (14, 15) mit jeweils einem Kolben (6, 7) aufweist, der in einer Zylinderbohrung (8, 9) verschiebbar geführt und mit einer Stützstange (10, 11) gelenkig verbunden ist, wobei der Kolben (6, 7) an einer Außenseite (31) wenigstens eine umlaufende Ausnehmung (41, 61) aufweist, in welcher ein Dichtelement (100) angeordnet ist.Erfindungsgemäß ist das Dichtelement (100) als Dichtungspaket (43, 63) mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, axial aneinander grenzenden Segmenten (48) ausgebildet.Die Erfindung betrifft ferner eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Pleuel (1).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Pleuel zur Verstellung einer effektiven Pleuellänge, und eine Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit einem solchen Pleuel.
Stand der Technik
Bei Verbrennungskraftmaschinen 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 Verbrennungskraftmaschinen 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 Verbrennungskraftmaschine vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich der Verbrennungskraftmaschine, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich einer Verbrennungskraftmaschine kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sind beispielsweise Systeme mit variabler Pleuellänge bekannt, welche mit Hilfe von hydraulischen Umschaltventilen eine Exzenter-Verstelleinrichtung des Pleuels betätigen.
Ein gattungsgemäßer Pleuel ist beispielsweise aus der DE 10 2005 055 199 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pleuel mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung mit Hydraulikkolben zu schaffen, dessen Dichtsystem unempfindlicher gegen Druckstöße ist und zudem eine geringe Leckage der Hydraulikkolben aufweist.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Pleuel anzugeben.
Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Verbrennungskraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgeschlagen, umfassend ein Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels an eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, ein Pleuellagerauge zur Anbindung des Pleuels an einen Zylinderkolben der Verbrennungskraftmaschine, und eine Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Die Exzenter-Verstelleinrichtung weist einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden, drehfest verbundenen Exzenter auf, in welchem ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist. Die Exzenter-Verstelleinrichtung weist zwei Hydraulikkammern mit jeweils einem Kolben auf, der in einer Zylinderbohrung verschiebbar geführt und mit einer Stützstange gelenkig verbunden ist. Dabei weist der Kolben an einer Außenseite wenigstens eine umlaufende Ausnehmung auf, in welcher ein Dichtelement angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist das Dichtelement als Dichtungspaket mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, axial an einander grenzenden Segmenten ausgebildet.
Das Dichtungspaket kann vorteilhaft beispielsweise aus einem Paket von aufeinander gelegten Metallringen oder einer oder mehreren Wendel- bzw. Spiralfedern ausgebildet sein. Die Ringe können eng gestapelt in der Ausnehmung angeordnet sein. Alternativ kann die Wendel- bzw. Spiralfeder zusammengepresst in der Ausnehmung angeordnet sein. Das Dichtungspaket kann so die Ausnehmung in axialer Richtung so ausfüllen, dass es in der Ausnehmung möglichst wenig Spiel aufweist. Auf diese Weise kann eine sehr wirkungsvolle Abdichtung des Kolbens in der Zylinderbohrung erreicht werden. Das Dichtungspaket kann auch so im Durchmesser bemessen sein, dass es unter einer gewissen Vorspannung gegen eine Innenwand der Zylinderbohrung gepresst wird. Damit kann eine noch effektivere Abdichtwirkung erreicht werden.
Die üblicherweise bei Kolben von Exzenter-Verstelleinrichtungen verwendeten Dichtelemente in Form von Dichtringen sind im Betrieb hohen Belastungen durch den Hydraulikdruck und auftretende Kavitation der Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt, die unter Umständen auf lange Sicht zum Ausfall der Dichtelemente führen können. Ein Dichtelement ist allerdings für den Betrieb der Exzenter-Verstelleinrichtung erforderlich, da das Spiel zwischen Kolben und Hydraulikkammer relativ groß gewählt werden muss, damit es bei starker Verformung der Hydraulikkammer nicht zu einem Klemmen des Kolbens in der Hydraulikkammer kommt. Dadurch wäre die Leckage ohne Dichtelement allerdings viel zu groß. Außerdem soll das Luftansaugen beim Umschalten der Exzenter-Verstelleinrichtung auf der drucklosen Seite der Exzenter-Verstellung verhindert werden.
Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Dichtsystem des Hydraulikkolbens auf diese Weise unempfindlicher gegenüber großen Druckstößen im Betrieb des Pleuels mit der Exzenter-Verstelleinrichtung gestaltet werden. Der Metallring kann einen eventuell axial folgenden Kunststoffring, welcher beispielsweise aus PTFE ausgebildet sein kann, gegen Beschädigungen durch auftretende Kavitation in der Hydraulikflüssigkeit schützen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann das Dichtungspaket axial formschlüssig in einem Aufnahmeraum der wenigstens einen Ausnehmung angeordnet sein. Dadurch kann ein möglichst geringes axiales Spiel des Dichtungspakets in der Ausnehmung erreicht werden, wodurch ein Verdrehen der einzelnen Segmente des Dichtungspakets gegeneinander wirkungsvoll verhindert werden kann. Auf diese Weise können Leckagen des Kolbens in der Zylinderbohrung geringgehalten werden. Der Aufnahmeraum kann die Ausnehmung selbst sein, insbesondere wenn in axialer Richtung nur das eine Dichtungspaket in der Ausnehmung angeordnet ist. Der Aufnahmeraum kann ein umlaufender Abschnitt der Ausnehmung sein, für den Fall, dass in der Ausnehmung zusätzlich zu dem Dichtungspaket ein oder mehrere weitere Dichtelemente und/oder Dichtungspakete in axialer Richtung aufeinander folgend angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann der Kolben an einer Außenseite wenigstens zwei umlaufende, voneinander axial beabstandete Ausnehmungen aufweisen, in welcher jeweils ein Dichtungspaket mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, aneinander grenzenden Segmenten angeordnet ist. Auch ist es möglich, auf diese Weise mehrere Dichtungspakete mit einer gewissen Anzahl an Segmenten über die axiale Länge des Kolbens zu verteilen. Dadurch kann der Kolben in der Zylinderbohrung bei gleichzeitig guter Abdichtung besser geführt werden. Beispielsweise kann der Kolben zwei Ausnehmungen mit jeweils zwei bis drei Metallringen aufweisen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann auf einer radialen Innenseite des Dichtungspakets ein Vorspannelement vorgesehen sein.
Insbesondere kann das Vorspannelement als eines von einem Elastomerdichtring, einem Kunststoffring oder einem Metallring ausgebildet sein. Das Vorspannelement kann eine Vorspannung des Dichtungspakets gegen die Innenwand der Zylinderbohrung effektiv unterstützen. Darüber hinaus kann das Vorspannelement, welches beispielsweise aus einem Elastomerdichtring ausgebildet sein kann, einen weiteren Leckagepfad radial innerhalb des Dichtungspakets wirksam abdichten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann eine zweite umlaufende Ausnehmung an der Außenseite des Kolbens entlang der Längsachse des Kolbens beabstandet vorgesehen sein, in welcher ein weiteres Dichtelement vorgesehen ist. Insbesondere kann als Dichtelement ein Kunststoffring vorgesehen sein.
Um eine bessere Dichtwirkung zu erzielen, kann ein Kunststoffring, beispielsweise ein PTFE-Ring als weiteres Dichtelement eingesetzt werden. Dieser Kunststoffring kann so ausgelegt sein, dass er in der hinteren Ausnehmung, in Richtung druckabgewandter Seite vom Kolbenboden weg eingebaut wird. Der Kunststoffring kann bei der Montage mit Hilfe eines Konus aufgeweitet und über den Kolben geschoben werden. Im Anschluss kann er mit einer Kalibrierbuchse wieder auf den ursprünglichen Durchmesser gedrückt werden. Der Außendurchmesser des Kunststoffrings kann so gewählt werden, dass er mit einer Vorspannung in der Zylinderbohrung im Pleuel sitzt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die zweite Ausnehmung von der Seite eines Kolbenbodens her nach der ersten Ausnehmung angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Kunststoffring als weiteres Dichtelement durch das Dichtungspaket in der ersten Ausnehmung, welches beispielsweise aus Metallsegmenten ausgebildet sein kann, wirksam gegen Druckstöße im Betrieb des Pleuels geschützt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann auf einer radialen Innenseite des weiteren Dichtelements ein Vorspannelement vorgesehen sein.
Insbesondere kann das Vorspannelement als eines von einem Elastomerdichtring, einem Kunststoffring oder einem Metallring ausgebildet sein.
Die Dichtfunktion des weiteren Dichtelements kann durch ein Vorspannelement noch verbessert werden. Dieses Vorspannelement kann radial unter dem Kunststoffring als weiterem Dichtelement angeordnet werden und somit dafür sorgen, dass der Kunststoffring in jedem Betriebspunkt an der Innenwand der Zylinderbohrung anliegt. Ein mögliches Luftansaugen im Betrieb kann somit wirksam verhindert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die eine Ausnehmung mit rechteckförmigem oder radial rechteckig gestuftem Querschnitt mit verschiedenen radialen Nuttiefen ausgebildet sein. In Ausnehmungen mit diesen Querschnittsformen können sowohl Metallringe, Metallfedern als auch Kunststoffringe, Kunststofffedern und Elastomerdichtringe mit geringem axialen und/oder radialem Spiel günstig eingelegt werden. Dadurch kann eine günstige Dichtwirkung der Dichtungspakete und Dichtelemente bei hoher Effizienz der Exzenter-Verstelleinrichtung sowie eine geringe Restleckage des Kolbens in der Zylinderbohrung erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann in der ersten Ausnehmung das Dichtungspaket und axial darauf folgend ein weiteres Dichtelement formschlüssig in der Ausnehmung angeordnet sein. Insbesondere kann dabei das weitere Dichtelement von der Seite des Kolbenbodens her nach dem Dichtungspaket angeordnet sein. In dieser Ausführungsform können Dichtungspaket und weiteres Dichtelement in einer gemeinsamen Ausnehmung angeordnet werden. Zweckmäßig kann so erst das Dichtelement in die Ausnehmung eingesetzt werden. In axialer Richtung zum Kolbenboden hin würde dann das Dichtungspaket angeordnet werden. Auf diese Weise kann Bauraum am Kolben gespart werden. Unter dem Dichtungspaket kann so weiterhin ein Vorspannelement, beispielsweise aus Elastomer, Kunststoff oder Metall, z.B. Stahl, angeordnet sein, um die Vorspannung des Dichtungspakets und damit die Dichtwirkung zu erhöhen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können die Segmente als Ringe ausgebildet sein. Insbesondere können die Ringe aus einem von Stahl, Messing oder Kunststoff, ausgebildet sein.
Ein Ring, beispielsweise aus Stahl gestanzt, kann so ausgelegt sein, dass der Ring in der Ausnehmung möglichst wenig axiales Spiel hat. Bei der Montage wird ein oder mehrere Ringe gleichzeitig mit Hilfe eines Konus über den Außendurchmesser des Kolbens geschoben, bis er in Ausnehmung formschlüssig einrastet. Dazu können die Ringe zweckmäßig auf ihrem Umfang axial geschlitzt sein. So können die Ringe bei der Montage mittels des Konus leicht geweitet werden und anschließend in der Ausnehmung auf engerem Durchmesser einrasten. Dadurch wird der Schlitz wieder geschlossen. Um einen Stoßspalt durch die Schlitze der Ringe zu vermeiden, können mehrere Ringe hintereinander verbaut werden. Auf diese Weise sind die Stöße voneinander entfernt.
Auf Grund des geringen axialen Spiels der Ringe in der Ausnehmung, können die Ringe sich nicht gegeneinander verdrehen.
Die gestanzten Ringe können aus Stahl gefertigt sein. Ebenso können Materialen wie Messing oder Kunststoff eingesetzt werden, um die Reibung zu minimieren und das Verschleißverhalten des Dichtungspakets und der Wand der Zylinderbohrung zu verbessern. Ein Vorteil des Dichtpakets aus gestanzten Ringen ist, dass sie hohe Druckimpulse abfangen kann und somit eine Schutzwirkung für einen möglichen Kunststoffring als weiteres Dichtelement übernimmt.
Die Ringe können so ausgebildet sein, dass sie mit einer geringen radialen Vorspannung in der Zylinderbohrung sitzen. Der Außendurchmesser der Ringe ist im entspannten Zustand mindestens gleich groß wie der Zylinderbohrungsdurchmesser.
Ein so ausgebildetes Dichtungspaket ermöglicht eine vorteilhafte Abdichtung des Kolbens in der Zylinderbohrung bei geringer Leckage und guter Führung in der Zylinderbohrung. Auch ist das Dichtungspaket unempfindlich gegenüber eventuell auftretenden Druckstößen der Hydraulikflüssigkeit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können die Ringe jeweils wenigstens ein Verdrehsicherungselement aufweisen, welches insbesondere als axiale Erhebung oder als axiale Vertiefung ausgebildet sein kann. Insbesondere kann dabei eine axiale Erhebung eines Rings in eine korrespondierende axiale Vertiefung eines benachbarten Rings einsteckbar sein.
Damit die Stöße der Ringe mit ihren Schlitzen sich nicht während des Betriebes übereinander schieben, kann eine Verdrehsicherung eingearbeitet sein. Diese Verdrehsicherung kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine geometrische Erhebung beim Stanzen des Rings erzeugt wird. Diese Erhebung befindet sich auf der Flanke des Rings in axialer Richtung. Die Erhebung greift in eine Vertiefung, oder Bohrung im benachbarten Ring. Somit entsteht eine formschlüssige Verbindung der beiden Ringe. Dadurch, dass jeder Ring diese Vertiefung und Erhebung hat, können beliebig viele Ringe hintereinander eingebaut werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ringe so ausgelegt sind, dass nur Gleichteile verwendet werden können und keine Erhebung an den axialen Enden der Ausnehmung anliegt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann der Ring quer zur Umfangsrichtung des Rings auf seinem Umfang mit einem Schlitz unterbrochen ausgebildet sein. So können die Ringe bei der Montage mittels des Konus leicht geweitet und über den Kolben geschoben werden und anschließend in der Ausnehmung auf engerem Durchmesser einrasten. Auch kann der Ring dadurch mit einem leicht größeren Durchmesser als der Außenumfang des Kolbens vorgespannt montiert werden, sodass er sich an eine Innenwand der Zylinderbohrung anlegen kann. Dadurch lässt sich eine gute Dichtwirkung des Rings erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können die Schlitze von Ringen, welche gemeinsam auf einem Kolben angeordnet sind, in einer Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein. Insbesondere können die Schlitze um 180° versetzt angeordnet sein. Durch die versetzte Anordnung kann die Leckage des Kolbens günstig reduziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können die Ringe zur Vorspannung gegen eine innere Wand der Zylinderbohrung ausgebildet sein. Die Ringe können mit einem leicht größeren Durchmesser als der Außenumfang des Kolbens vorgespannt montiert werden, sodass sie sich an eine Innenwand der Zylinderbohrung anlegen können. Dadurch lässt sich eine gute Dichtwirkung der Ringe erreichen. Insgesamt kann so die Leckage des Kolbens in der Zylinderbohrung geeignet reduziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann das Dichtungspaket als Wendel mit mehreren Windungen, insbesondere als eine Wendel- bzw. Spiralfeder ausgebildet sein. Insbesondere kann die Wendel aus einem von Stahl, Messing oder Kunststoff, insbesondere mit quadratischem, rechteckförmigem oder rundem Querschnitt der Windungen ausgebildet sein. Die Wendel kann beispielsweise als gewickelter Stahl-Federring so ausgelegt sein, dass die Wendel in der Ausnehmung möglichst wenig axiales Spiel hat. Der Außendurchmesser der Wendel kann zum besseren Abdichten an der Innenwand der Zylinderbohrung mechanisch nachgearbeitet werden. Ebenso kann die Anzahl der Windungen je nach Dicke der einzelnen Windungen variieren. Die Wendel kann beispielsweise aus einem Stahldraht gefertigt sein. Ebenso können Materialen wie Messing oder Kunststoff eingesetzt werden, um die Reibung zu minimieren und das Verschleißverhalten der Dichtung und der Zylinderbohrung zu verbessern. Ein Vorteil der Wendel als Dichtungspaket ist, dass sie hohe Druckimpulse abfangen kann und somit eine Schutzwirkung für einen eventuell nachgeordneten Kunststoffring übernehmen kann.
Die Wendel kann mit Hilfe eines Konus montiert werden, mit dem die Wendel aufgeweitet und über den Kolben geschoben wird, bis die Wendel in die Ausnehmung formschlüssig einrastet.
Die Wendel kann so konzipiert werden, dass sie mit einer geringen radialen Vorspannung in der Zylinderbohrung sitzt. Der Außendurchmesser der Wendel ist im entspannten Zustand mindestens gleich groß wie der Durchmesser der Zylinderbohrung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können auslaufende Enden der Wendel eine abnehmende Dicke in axialer Richtung aufweisen, Insbesondere können die Enden angeschliffen sein. Dadurch ist es möglich, die Wendel formschlüssig in der Ausnehmung so anzuordnen, dass die Wendel möglichst geringes axiales Spiel aufweist. Auf diese Weise kann eine mögliche Restleckage des Dichtungspakets wirksam verringert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die Wendel zur Vorspannung gegen eine innere Wand der Zylinderbohrung ausgebildet sein. Die Wendel kann mit einem leicht größeren Durchmesser als der Außenumfang des Kolbens vorgespannt montiert werden, sodass sie sich an die Innenwand der Zylinderbohrung anlegen kann. Dadurch lässt sich eine gute Dichtwirkung der Wendel erreichen. Insgesamt kann so die Leckage des Kolbens in der Zylinderbohrung in geeigneter Weise wirksam reduziert werden
In einer weiteren Ausführungsform kann radial innerhalb der Wendel beispielsweise noch ein Elastomerdichtring angeordnet werden. Dieser sorgt dafür, dass ein weiterer Leckagepfad innerhalb der Wendel geschlossen wird. Ebenso kann dieser Elastomerdichtring die Vorspannung der Wendel unterstützen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit wenigstens einem Pleuel vorgeschlagen. Dabei kann vorteilhaft ein Pleuel wie vorstehend beschrieben verwendet werden, um auf günstige Weise eine Exzenter-Verstelleinrichtung zu realisieren, und dadurch einen vorteilhaften Verbrennungsprozess und damit Kraftstoffverbrauch in der Verbrennungskraftmaschine umzusetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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.
Es zeigen beispielhaft:

1 ein bekanntes Pleuel im Längsschnitt;
2 einen Kolben eines erfindungsgemäßen Pleuels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt;
3 den Kolben aus 2 in Seitenansicht;
4 den Kolben aus 2 in isometrischer Ansicht;
5 ein als Ring ausgebildetes Segment eines Dichtungspakets gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht;
6 einen angeschnittenen Ring nach 5;
7 einen Teil eines Dichtungspakets gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht;
8 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Dichtungspaket nach 7 mit V erdrehsicheru ngselementen;
9 einen Kolben eines erfindungsgemäßen Pleuels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt;
10 den Kolben aus 9 in isometrischer Ansicht;
11 einen Kolben eines erfindungsgemäßen Pleuels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt;
12 den Kolben aus 11 in Seitenansicht;
13 den Kolben aus 11 in isometrischer Ansicht;
14 ein Dichtungspaket gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in isometrischer Ansicht;
15 einen Kolben eines erfindungsgemäßen Pleuels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt; und
16 den Kolben aus 15 in isometrischer Ansicht.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt in schematischer Darstellung beispielhaft ein bekanntes Pleuel 1 für eine Verbrennungskraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung 2 zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, welche als Abstand der Mittelachse eines Hublagerauges 12 von der Mittelachse der Bohrung eines Exzenters 4 definiert ist. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 weist den mit einem einteiligen oder mehrteiligen Exzenterhebel 3 zusammenwirkenden Exzenter 4 auf, in welchem ein nicht dargestellter Kolbenbolzen eines Zylinderkolbens aufnehmbar ist. Ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 ist mittels eines Umschaltventils 5 verstellbar.
Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wird durch Einwirken von Massenkräften und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 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 jeweils in einer Zylinderbohrung 8, 9 eines Hydraulikzylinders 14, 15 des Pleuels 1 verschiebbar geführt und mit Stützstangen 10, 11 verbunden, welche ihrerseits mit dem Exzenterhebel 3 gelenkig verbunden sind. Beispielhaft sind die Stützstangen 10, 11 der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 über Zylinderrollen 46, 47 mit dem Exzenterhebel 3 verbunden.
Der Pleuel 1 weist das Hublagerauge 12 zur Anbindung des Pleuels 1 an eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine sowie ein Pleuellagerauge 13 zur Anbindung des Pleuels 1 an den Zylinderkolben der Verbrennungskraftmaschine auf.
Die Kolben 6, 7 sind in durch die Zylinderbohrungen 8, 9 gebildete Zylinder 14, 15 als Hydraulikkammern verschiebbar angeordnet und über Zuläufe 16, 17 von dem Hublagerauge 12 aus mit Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Motoröl über Rückschlagventile 18, 19 beaufschlagt. Diese verhindern dabei ein Rückfließen der Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikkammern 14, 15 zurück in die Zuläufe 16, 17, ermöglichen jedoch ein Nachsaugen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammern 14, 15.
Die Hydraulikkammern 14, 15 sind weiter über nicht dargestellte Abläufe mit dem Umschaltventil 5 verbunden, welches als Hydraulikventil oder als mechanisches Ventil ausgebildet sein kann und über eine Ablaufleitung 22 mit dem Hublagerauge 12 verbunden ist.
Wie ersichtlich ist, weist der Pleuel 1 einen Pleuelkörper 20 und einen daran befestigten Pleueldeckel 21 auf.
Auf einem Umfang des Hublagerauges 12 ist im Bereich des Pleuelkörpers 20 eine Nut 23 vorgesehen, in welche die Zuläufe 16, 17 sowie die Ablaufleitung 22 münden. Dadurch, dass die Nut 23 nur auf einem Teil des Umfangs des Hublagerauges 12 angeordnet ist, wird auch die Tragfähigkeit des Lagers in dem Hublagerauge 12 möglichst wenig beeinträchtigt.
Der Aufbau des beschriebenen Pleuels 1 ist nur beispielhaft dargestellt und die erfindungsgemäße Exzenterhebelverbindung kann auch in anderen Ausführungsvarianten eines Pleuels mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung Anwendung finden. So ist es beispielsweise möglich, das Umschaltventil 5 im Bereich des Pleueldeckels 21 anzuordnen. Ferner können die beschriebenen Rückschlagventile 18, 19 im Umschaltventil 5 integriert vorgesehen sein. Auch die hydraulische Versorgung der Hydraulikkammern 14, 15 kann von der beschriebenen Ausführung abweichen.
Die Stützstange 10, 11 weist jeweils ein Kugelgelenk 24, 25 auf und umfasst einen an der Stützstange 10, 11 angeordneten Kugelkopf 26, 27, der in einer Kugelkopfaufnahme 38, 39 des Kolbens 6, 7 gelagert ist. Der Kugelkopf 26, 27 ist an seiner Außenfläche in der Kugelkopfaufnahme 38, 39 durch Sicherungsmittel gegen Herausgleiten aus der Kugelkopfaufnahme 38, 39 gesichert. Als Sicherungsmittel sind beispielhaft jeweils zwei Stifte 28 vorgesehen. Andere Sicherungsmittel sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
Die Kugelkopfaufnahme 38, 39 umfasst ein gewölbtes Bodenteil, dass an die Außenkontur des Kugelkopfs 26, 27 angepasst ist und auf dem der Kugelkopf 26, 27 gleiten kann, um Verkippungen der Stützstange 10, 11 zu ermöglichen.
Um die Leckage zu minimieren, ist jeweils ein Dichtelement 29, 30, welches in einer umlaufenden Ausnehmung auf einer Kolbenaußenseite des Kolbens 6, 7 angeordnet ist, gegen die Zylinderbohrung 8, 9 vorgespannt.
Versuche haben gezeigt, dass die Dichtelemente 29, 30 der Kolben 6, 7 hohen Belastungen durch Druck und Kavitation ausgesetzt sind, die zum Ausfall der Dichtelemente 29, 30 führen können. Eine Dichtung der Kolben 6, 7 ist allerdings unumgänglich, da das Spiel zwischen Kolben 6, 7 und Zylinderbohrung 8, 9 relativ groß gewählt werden muss, dass es bei starker Verformung der Kammer nicht zu einem Kolbenklemmer kommt. Ohne Dichtung wäre die Leckage wiederrum zu groß. Ziel der Erfindung ist es daher, das Dichtsystem unempfindlicher gegenüber großen Druckstößen zu gestalten und gleichzeitig die Leckage zu minimieren.
In den 2, 3 und 4 ist ein Kolben 6 eines erfindungsgemäßen Pleuels1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt, bzw. in Seitenansicht und in isometrischer Ansicht dargestellt.
Die 2, 3 und 4 zeigen einen Kolben 6, 7 mit einer umlaufenden Ausnehmung 41 an einer Außenseite 31, in welcher ein Dichtelement 100 angeordnet ist. Das Dichtelement 100 ist als Dichtungspaket 43 mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, axial aneinander grenzenden Segmenten 48 ausgebildet. Die Ausnehmung 41 bildet einen Aufnahmeraum 40 für das Dichtungspaket. Das Dichtungspaket 43 ist axial formschlüssig in dem Aufnahmeraum 40 der Ausnehmung 41 angeordnet, so dass das Dichtungspaket 43 die Ausnehmung 41 in axialer Richtung ausfüllt. Dadurch kann ein möglichst geringes axiales Spiel des Dichtungspakets 43 in der Ausnehmung 41 erreicht werden, wodurch ein Verdrehen der einzelnen Segmente 48 des Dichtungspakets 43 gegeneinander wirkungsvoll reduziert werden kann. Auf diese Weise können Leckagen des Kolbens 6 in der Zylinderbohrung 8 gering gehalten werden.
Die Segmente 48 sind als Ringe 49 ausgebildet und können beispielsweise aus Stahl, Messing oder Kunststoff, wie beispielsweise PTFE, ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Ringe 49 als gestanzte Stahlringe ausgebildet. Die Ringe 49 können günstigerweise mit einer geringen radialen Vorspannung in der Zylinderbohrung vorgesehen sein.
Ein Ring 49, beispielsweise aus Stahl gestanzt, kann so ausgelegt sein, dass der Ring 49 in der Ausnehmung 41 möglichst wenig axiales Spiel hat. Bei der Montage wird ein oder mehrere Ringe 49 gleichzeitig mit Hilfe eines Konus über den Außendurchmesser des Kolbens 6 geschoben, bis er in Ausnehmung 41 formschlüssig einrastet. Dazu können die Ringe 49 zweckmäßig auf ihrem Umfang axial geschlitzt sein. So können die Ringe 49 bei der Montage mittels des Konus leicht geweitet werden und anschließend in der Ausnehmung auf engerem Durchmesser einrasten. Dadurch wird der Schlitz 51 (siehe 6 bis 8) wieder geschlossen. Um einen Stoßspalt durch die Schlitze 51 der Ringe 49 zu vermeiden, können mehrere Ringe 49 hintereinander verbaut werden. Auf diese Weise sind die Stöße voneinander entfernt.
Auf Grund des geringen axialen Spiels der Ringe 49 in der Ausnehmung 41, können die Ringe 49 sich nicht gegeneinander verdrehen.
Die gestanzten Ringe 49 können aus Stahl gefertigt sein. Ebenso können Materialen wie Messing oder Kunststoff eingesetzt werden, um die Reibung zu minimieren und das Verschleißverhalten des Dichtungspakets 43 und der Wand der Zylinderbohrung 8 zu verbessern. Ein Vorteil des Dichtpakets 43 aus gestanzten Ringen 49 ist, dass sie hohe Druckimpulse abfangen kann und somit eine Schutzwirkung für einen möglichen Kunststoffring als weiteres Dichtelement 44 übernimmt.
Die Ringe 49 können so ausgebildet sein, dass sie mit einer geringen radialen Vorspannung in der Zylinderbohrung 8 sitzen. Der Außendurchmesser der Ringe 49 ist im entspannten Zustand mindestens gleich groß wie der Zylinderbohrungsdurchmesser.
Ein so ausgebildetes Dichtungspaket 43 ermöglicht eine vorteilhafte Abdichtung des Kolbens 6 in der Zylinderbohrung 8 bei geringer Leckage und guter Führung in der Zylinderbohrung 8. Auch ist das Dichtungspaket 43 unempfindlich gegenüber eventuell auftretenden Druckstößen der Hydraulikflüssigkeit.
In einer alternativen Ausführungsform wäre auch möglich, dass der Kolben 6 an der Außenseite 31 wenigstens zwei umlaufende, voneinander axial beabstandete Ausnehmungen 41 aufweist, in welcher jeweils ein Dichtungspaket 43 mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, aneinander grenzenden Segmenten 48 im jeweiligen Aufnahmeraum 40 angeordnet ist, wobei die Segmente 48 beispielsweise aus Ringen 49 gebildet sind. So könnte die Segmente 48 eines Dichtungspakets 43 auf mehrere Dichtungspakete 43 aufgeteilt werden, um eine bessere Führung des Kolbens 6 in der Zylinderbohrung 8 zu gewährleisten.
Auf der radialen Innenseite des Dichtungspakets 43 kann ein, nicht dargestelltes, Vorspannelement zur Unterstützung der Vorspannung der Ringe 49 vorgesehen sein. Das Vorspannelement kann beispielsweise als ein Elastomerdichtring ausgebildet sein. Alternativ ist auch möglich, einen Kunststoffring oder einen Metallring für die Vorspannung zu verwenden.
Eine zweite umlaufende Ausnehmung 42 ist an der Außenseite 31 des Kolbens 6 entlang der Längsachse L des Kolbens 6 beabstandet vorgesehen, in welcher ein weiteres Dichtelement 44, insbesondere ein Kunststoffring angeordnet ist. Die zweite Ausnehmung 42 ist von der Seite eines Kolbenbodens 32 her nach der ersten Ausnehmung 41 angeordnet ist, sodass der darin angeordnete Kunststoffring durch das Dichtungspaket 43, welches aus Metallringen 49 besteht, vor Druckstößen geschützt ist.
Um eine bessere Dichtwirkung zu erzielen, kann ein Kunststoffring, beispielsweise ein PTFE-Ring als weiteres Dichtelement 44 eingesetzt werden. Dieser Kunststoffring kann so ausgelegt sein, dass er in der hinteren Ausnehmung 42, in Richtung druckabgewandter Seite vom Kolbenboden 32 weg eingebaut wird. Der Kunststoffring kann bei der Montage mit Hilfe eines Konus aufgeweitet und über den Kolben 6 geschoben werden. Im Anschluss kann er mit einer Kalibrierbuchse wieder auf den ursprünglichen Durchmesser gedrückt werden. Der Außendurchmesser des Kunststoffrings kann so gewählt werden, dass er mit einer Vorspannung in der Zylinderbohrung 8 im Pleuel 1 sitzt.
Auf der radialen Innenseite des weiteren Dichtelements 44 kann ein, nicht dargestelltes Vorspannelement vorgesehen sein. Das Vorspannelement kann insbesondere als Elastomerdichtring, als Kunststoffring oder als Metallring ausgebildet sein.
Die Dichtfunktion des weiteren Dichtelements 44 kann durch ein Vorspannelement noch verbessert werden. Dieses Vorspannelement kann radial unter dem Kunststoffring als weiterem Dichtelement 44 angeordnet werden und somit dafür sorgen, dass der Kunststoffring in jedem Betriebspunkt an der Innenwand der Zylinderbohrung 8 anliegt. Ein mögliches Luftansaugen im Betrieb kann somit wirksam verhindert werden.
5 zeigt ein als Ring 49 ausgebildetes Segment 48 eines Dichtungspakets 43 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht. 6 zeigt den angeschnittenen Ring nach 5. Der Ring 49 weist Verdrehsicherungselemente 52 auf, welche in den 7 und 8 als Erhebungen 53 und Vertiefungen 54 des Rings 49 detaillierter dargestellt sind. Der Ring 49 ist quer zur Umfangsrichtung des Rings 49 auf seinem Umfang mit einem Schlitz 51 unterbrochen ausgebildet.
In 7 ist ein Teil eines Dichtungspakets 43 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Ansicht dargestellt. 8 zeigt dazu einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Dichtungspaket 43 nach 7 mit Fokus auf Verdrehsicherungselemente 52. Die Schlitze 51 von Ringen 49, welche gemeinsam auf einem Kolben 6 als Dichtungspaket 43 angeordnet sind, sind in einer Umfangsrichtung versetzt, insbesondere um 180° versetzt, angeordnet, um die Leckage des Kolbens 6 in der Zylinderbohrung zu reduzieren. Die Ringe 49 können weiter durch Wahl eines geeigneten Durchmessers der Ringe 49 zur Vorspannung gegen die innere Wand der Zylinderbohrung 8, 9 ausgebildet sein.
Die Ringe 49 weisen jeweils wenigstens ein Verdrehsicherungselement 52 auf, welches als axiale Erhebung 53 oder als axiale Vertiefung 54 ausgebildet ist.
Damit die Stöße der Ringe 49 mit ihren Schlitzen 51 sich nicht während des Betriebes übereinander schieben, kann eine Verdrehsicherung 52 eingearbeitet sein. Diese Verdrehsicherung 52 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine geometrische Erhebung 53 beim Stanzen des Rings 49 erzeugt wird. Diese Erhebung 53 befindet sich auf der Flanke des Rings 49 in axialer Richtung L. Die Erhebung 53 greift in eine Vertiefung 54, oder Bohrung im benachbarten Ring 49. Somit entsteht eine formschlüssige Verbindung der beiden Ringe 49. Dadurch, dass jeder Ring 49 diese Vertiefung 54 und Erhebung 53 hat, können beliebig viele Ringe 49 hintereinander eingebaut werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ringe 49 so ausgelegt sind, dass nur Gleichteile verwendet werden können und keine Erhebung an den axialen Enden der Ausnehmung 41 anliegt.
Bei dem in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die axiale Erhebung 53 eines Rings 49 ist so ausgebildet, dass sie in eine korrespondierende axiale Vertiefung 54 eines benachbarten Rings 49 eingesteckt werden kann, sodass die beiden Ringe 49 nicht gegeneinander verdreht werden können. Die Vertiefung 54 ist hier als Bohrung in dem Ring 49 ausgebildet.
9 zeigt einen Kolben 6 eines erfindungsgemäßen Pleuels 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt, während in 10 der Kolben 6 in isometrischer Ansicht dargestellt ist.
Bei diesem Kolben 6 sind als Dichtelement 100 ein Dichtungspaket 43 und axial darauf folgend ein weiteres Dichtelement 44 formschlüssig in der Ausnehmung 41 angeordnet. Insbesondere ist dabei das weitere Dichtelement 44 von der Seite des Kolbenbodens 32 her nach dem Dichtungspaket 43 angeordnet, sodass ein als weiteres Dichtelement 44 angeordneter Kunststoffring durch das Dichtungspaket 43, welches aus Metallringen 49 besteht, vor Druckstößen geschützt ist.
Die eine Ausnehmung 41, und damit der Aufnahmeraum 40, kann dabei mit rechteckförmigem Querschnitt, wie in 9 dargestellt, oder radial rechteckig gestuftem Querschnitt mit verschiedenen radialen Nuttiefen ausgebildet sein. Durch eine so ausgebildete Ausnehmung 41 können Dichtungspakete 43 und Dichtelemente 44 verschiedener radialer Dicke günstig untergebracht werden, sodass sie die Ausnehmung formschlüssig ausfüllen. Auf diese Weise kann eine mögliche Leckage des Kolbens 6 vorteilhaft vermindert werden.
In den 11, 12 und 13 ist ein Kolben 6 eines erfindungsgemäßen Pleuels 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt, bzw. in Seitenansicht und in isometrischer Ansicht dargestellt.
Bei diesem Kolben 6 ist das Dichtungspaket 63 als Wendel 65 mit mehreren Windungen 66, insbesondere als eine Wendel- bzw. Spiralfeder, realisiert. Die Wendel 65 kann dabei aus Stahl, Messing oder Kunststoff gefertigt sein. Insbesondere kann die Wendel 65 weiter mit quadratischem, reckteckförmigem oder rundem Querschnitt der Windungen 66 ausgebildet sein.
Die Wendel 65 kann beispielsweise als gewickelter Stahl-Federring so ausgelegt sein, dass die Wendel 65 in einem Aufnahmeraum 60 einer Ausnehmung 61 möglichst wenig axiales Spiel hat. Der Außendurchmesser der Wendel 65 kann zum besseren Abdichten an der Innenwand der Zylinderbohrung 8 mechanisch nachgearbeitet werden. In diesem Beispiel bildet die Ausnehmung 61 den Aufnahmeraum 60 für die Wendel 65.
Ein Vorteil der Wendel 65 als Dichtungspaket 63 ist, dass sie hohe Druckimpulse abfangen kann und somit eine Schutzwirkung für einen eventuell nachgeordneten Kunststoffring 64 übernehmen kann.
Die Wendel 65 kann mit Hilfe eines Konus montiert werden, mit dem die Wendel 65 aufgeweitet und über den Kolben 6 geschoben werden kann, bis die Wendel 65 in die Ausnehmung 61, d.h. den Aufnahmeraum 60, formschlüssig einrastet.
Die Wendel 65 kann so konzipiert werden, dass sie mit einer geringen radialen Vorspannung in der Zylinderbohrung 8 sitzt, um die Leckage des Kolbens 6 zu reduzieren. Der Außendurchmesser der Wendel 65 ist im entspannten Zustand mindestens gleich groß wie der Durchmesser der Zylinderbohrung 8.
Auf der radialen Innenseite der Wendel 65 kann ein, nicht dargestelltes, Vorspannelement zur Unterstützung der Vorspannung der Wendel 65 vorgesehen sein. Das Vorspannelement kann beispielsweise als ein Elastomerdichtring ausgebildet sein. Dieser sorgt auch dafür, dass ein weiterer Leckagepfad innerhalb der Wendel 65 geschlossen wird. Alternativ ist auch möglich, einen Kunststoffring oder einen Metallring für die Vorspannung zu verwenden.
Eine zweite umlaufende Ausnehmung 62 ist an der Außenseite 31 des Kolbens 6 entlang der Längsachse L des Kolbens 6 beabstandet vorgesehen, in welcher ein weiteres Dichtelement 64, insbesondere ein Kunststoffring angeordnet ist. Die zweite Ausnehmung 62 ist von der Seite eines Kolbenbodens 32 her nach der ersten Ausnehmung 61 angeordnet ist, sodass der darin angeordnete Kunststoffring durch das Dichtungspaket 63, welches aus einer metallischen Wendel 65 bestehen kann, vor Druckstößen geschützt ist.
Auf der radialen Innenseite des weiteren Dichtelements 64 kann ein, nicht dargestelltes Vorspannelement vorgesehen sein. Das Vorspannelement kann insbesondere als Elastomerdichtring, als Kunststoffring oder als Metallring ausgebildet sein.
In 14 ist dazu das als Wendel 65 ausgebildete Dichtungspaket 63 mit einzelnen Windungen 66 in isometrischer Ansicht dargestellt. Auslaufende Enden 67 der Wendel 65 können eine abnehmende Dicke in axialer Richtung L aufweisen. Insbesondere können die Enden 67, anders als in 14, angeschliffen sein, damit die Wendel 65 formschlüssig in der Ausnehmung 61, d.h. dem Aufnahmeraum 60, angeordnet werden kann. Dadurch kann die Wendel 65 im entspannten Zustand als zylinderförmiger Körper leicht in die Ausnehmung 61 eingelegt werden und weist an den Enden 67 keinen möglichen Leckagepfad auf.
15 zeigt einen Kolben 6 eines erfindungsgemäßen Pleuels 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt, während in 16 der Kolben 6 in isometrischer Ansicht dargestellt ist.
Bei diesem Kolben 6 sind in der Ausnehmung 61 ein als Wendel 65 ausgebildetes Dichtungspaket 63 und axial darauf folgend ein weiteres Dichtelement 64 formschlüssig angeordnet. Insbesondere ist dabei das weitere Dichtelement 64 von der Seite des Kolbenbodens 32 her nach dem Dichtungspaket 63 angeordnet, sodass ein als weiteres Dichtelement 64 angeordneter Kunststoffring durch das Dichtungspaket 63, welches aus einer metallischen Wendel 65 bestehen kann, vor Druckstößen geschützt ist.
Der Aufnahmeraum 60 wird demnach in axialer Richtung nur durch einen Teil der Ausnehmung 61 gebildet. Die Wendel 65 stützt sich dabei an einem Rand der Ausnehmung 61 und an dem weiteren Dichtelement 64 in axialer Richtung ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005055199 A1 [0003]

Claims

Pleuel (1) für eine Verbrennungskraftmaschine mit variabler Verdichtung, umfassend ein Hublagerauge (12) zur Anbindung des Pleuels (1) an eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, ein Pleuellagerauge (13) zur Anbindung des Pleuels (1) an einen Zylinderkolben der Verbrennungskraftmaschine, eine Exzenter-Verstelleinrichtung (2) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (2) einen mit einem Exzenterhebel (3) zusammenwirkenden, drehfest verbundenen Exzenter (4) aufweist, in welchem ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (2) zwei Hydraulikkammern (14, 15) mit jeweils einem Kolben (6, 7) aufweist, der in einer Zylinderbohrung (8, 9) verschiebbar geführt und mit einer Stützstange (10, 11) gelenkig verbunden ist, wobei der Kolben (6, 7) an einer Außenseite (31) wenigstens eine umlaufende Ausnehmung (41, 61) aufweist, in welcher ein Dichtelement (100) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (100) als Dichtungspaket (43, 63) mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, axial aneinander grenzenden Segmenten (48) ausgebildet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungspaket (43, 63) axial formschlüssig in einem Aufnahmeraum (40, 60) der wenigstens einen Ausnehmung (41, 61) angeordnet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 7) an einer Außenseite (31) wenigstens zwei umlaufende, voneinander axial beabstandete Ausnehmungen (41, 61) aufweist, in welcher jeweils ein Dichtungspaket (43, 63) mit einer Mehrzahl von axial unterbrochenen, aneinander grenzenden Segmenten (48) angeordnet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer radialen Innenseite des Dichtungspakets (43, 63) ein Vorspannelement vorgesehen ist, wobei das Vorspannelement insbesondere als eines von einem Elastomerdichtring, einem Kunststoffring oder einem Metallring ausgebildet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite umlaufende Ausnehmung (42, 62) an der Außenseite (31) des Kolbens (6, 7) entlang der Längsachse (L) des Kolbens (6, 7) beabstandet vorgesehen ist, in welcher ein weiteres Dichtelement (44, 64), insbesondere ein Kunststoffring vorgesehen ist.
Pleuel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ausnehmung (42, 62) von der Seite eines Kolbenbodens (32) her nach der ersten Ausnehmung (41, 61) angeordnet ist.
Pleuel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer radialen Innenseite des weiteren Dichtelements (44, 64) ein Vorspannelement vorgesehen ist, wobei das Vorspannelement insbesondere als eines von einem Elastomerdichtring, einem Kunststoffring oder einem Metallring ausgebildet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Ausnehmung (41, 61) mit rechteckförmigem oder radial rechteckig gestuftem Querschnitt mit verschiedenen radialen Nuttiefen ausgebildet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ausnehmung (41, 61) das Dichtungspaket (43, 63) und axial darauf folgend ein weiteres Dichtelement (44, 64) formschlüssig in der Ausnehmung (41, 61) angeordnet sind, insbesondere wobei das weitere Dichtelement (44, 64) von der Seite des Kolbenbodens (32) her nach dem Dichtungspaket (43, 63) angeordnet ist.
Pleuel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (48) als Ringe (49), insbesondere aus einem von Stahl, Messing oder Kunststoff, ausgebildet sind.
Pleuel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (49) jeweils wenigstens ein Verdrehsicherungselement (52) aufweisen, welches insbesondere als axiale Erhebung (53) oder als axiale Vertiefung (54) ausgebildet ist, insbesondere wobei eine axiale Erhebung (53) eines Rings (49) in eine korrespondierende axiale Vertiefung (54) eines benachbarten Rings (49) einsteckbar ist.
Pleuel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (49) quer zur Umfangsrichtung des Rings (49) auf seinem Umfang mit einem Schlitz (51) unterbrochen ausgebildet ist.
Pleuel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (51) von Ringen (49), welche gemeinsam auf einem Kolben (6, 7) angeordnet sind, in einer Umfangsrichtung versetzt, insbesondere um 180° versetzt, angeordnet sind.
Pleuel nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (49) zur Vorspannung gegen eine innere Wand der Zylinderbohrung (8, 9) ausgebildet sind.
Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungspaket (63) als Wendel (65) mit mehreren Windungen (66), insbesondere als eine Wendel- bzw. Spiralfeder, insbesondere aus einem von Stahl, Messing oder Kunststoff, insbesondere mit quadratischem, reckteckförmigem oder rundem Querschnitt der Windungen (66) ausgebildet ist.
Pleuel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auslaufende Enden (67) der Wendel (65) eine abnehmende Dicke in axialer Richtung (L) aufweisen, insbesondere, dass die Enden (67) angeschliffen sind.
Pleuel nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (65) zur Vorspannung gegen eine innere Wand der Zylinderbohrung (8, 9) ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit wenigstens einem Pleuel (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.