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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge sowie ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Pleuel und eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit einem solchen Pleuel.
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Stand der Technik
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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.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstig herstellbares Pleuel zu schaffen.
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Außerdem soll ein Herstellungsverfahren für einen Pleuel angegeben werden, welches die Herstellung eines kostengünstigen Pleuels erlaubt.
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Eine weitere Aufgabe ist es, eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Pleuel anzugeben.
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Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgeschlagen, umfassend einen Pleuelkörper und einen Pleueldeckel, wobei der Pleuelkörper und der Pleueldeckel ein Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bilden. Weiter umfasst der Pleuel ein Umschaltventil und eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Die Verstelleinrichtung weist wenigstens eine Hydraulikkammer mit wenigstens einer Hydraulikleitung zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammer und/oder zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit aus der Hydraulikkammer auf. Die Hydraulikkammer ist direkt und/oder über das Umschaltventil mit einer Versorgungsleitung verbindbar. Der Pleuelkörper weist zwei sich gegenüberliegende Breitseiten und zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten aufweist.
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Erfindungsgemäß weist wenigstens der Pleuelkörper entlang der Breitseiten eine Trennebene auf und ist aus zwei Pleuelkörperteilen ausgebildet vorgesehen. Dabei ist zumindest ein Teil einer Länge und zumindest ein Teil eines Querschnitts der wenigstens einen Hydraulikleitung in wenigstens einem der Pleuelkörperteile ausgebildet vorgesehen.
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Der Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung weist eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge auf. Dazu ist wenigstens eine Hydraulikkammer mit wenigstens einer Hydraulikleitung für Zufluss und Abfluss von der Ölversorgung im Pleuellager bis hin zum Umschaltventil. Diese Hydraulikleitungen sind üblicherweise im Pleuelkörper integriert. Dabei ist deren Anordnung im Pleuelkörper hinsichtlich Anschluss weiterer Komponenten und ausreichend Materialstärke bzgl. Dauerhaltbarkeit des Pleuels im Motorbetrieb von großer Bedeutung. Die geforderten Positionstoleranzen der Hydraulikleitungen, die sich in einer gewissen Tiefe im Pleuelkörper befinden, liegen an der Grenze der Machbarkeit und sind ein wesentlicher Kostentreiber bei der Herstellung des Pleuelkörpers.
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Vorteilhaft ist deshalb vorgesehen, wenigstens den Pleuelkörper in zwei Pleuelkörperteile aufzuteilen, wobei die Trennebene zweckmäßigerweise entlang den Breitseiten des Pleuelkörpers verläuft. Durch die Aufteilung ist es möglich, dass die wenigstens eine Hydraulikleitung so gelegt wird, dass sie zumindest teilweise in ihrer Länge und/oder auf teilweise in ihrem Querschnitt als Kanal in dieser Trennebene angeordnet ist und so in wenigstens einem der Pleuelkörperteile, bevorzugt sogar in beiden Pleuelkörperteilen ausgebildet ist. Die Hydraulikleitung kann so, möglicherweise auch nur teilweise, in Form eines Kanals aufgetrennt sein und beide Teile in unterschiedlichen Pleuelkörperteilen angeordnet sein. Dadurch wird die Hydraulikleitung erst beim Zusammenfügen der beiden Pleuelkörperteile komplett ausgebildet und als eine dichte Leitung gefügt. Die Teilung des Pleuelkörpers erlaubt es, die notwendigen Hydraulikleitungen wenigstens teilweise so in den Bereich der Trennebene hineinzulegen, dass diese bereits bei der Herstellung der Pleuelkörperteile vorgesehen werden können. Aufwendige nachgelagerte Bearbeitungsschritte können dadurch zumindest teilweise entfallen.
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Bohrungen, wie beispielsweise kurze Schrägbohrungen zur Verbindung der Hydraulikleitungen mit dem Umschaltventil können so in ihrer Länge deutlich kürzer ausfallen, was die präzise Ausführung der Bohrung entscheidend erleichtert. Auch können beispielsweise Anschlüsse des Umschaltventils günstiger Weise so angepasst werden, dass eine weitere Bearbeitung nicht mehr notwendig ist und alle Hydraulikleitungen mittig bis zum Umschaltventil auf ganzer Länge in der Trennebene erstrecken können.
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Möglichst viele Bearbeitungsschritte können entfallen, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung Zulauf und Ablauf der Hydraulikkammer wenigstens teilweise in der Trennebene angeordnet sind. Denkbar ist dabei, den Zulauf und den Ablauf in einer einzigen Hydraulikleitung zu realisieren. Weitere Hydraulikleitungen können ebenfalls wenigstens teilweise in der Trennebene angeordnet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann der Pleuelkörper parallel zu den Breitseiten in zwei Pleuelkörperteile geteilt sein. Insbesondere kann der Pleuelkörper entlang einer Symmetrieebene als Trennebene in zwei Pleuelkörperteile geteilt sein. Die Hydraulikleitungen können dadurch vorteilhaft ebenfalls in der Symmetrieebene verlaufen, was für die Verbindung von der Hydraulikkammer zum Umschaltventil geeignete geometrische Verhältnisse darstellt. Auch können so günstig geeignete Wandstärken der Hydraulikleitungen gewährleistet werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann der Pleuelkörper schräg zu den Breitseiten in zwei Pleuelkörperteile geteilt sein. Alternativ kann der Pleuelkörper auch in einer zu den Breitseiten geneigten Trennebene geteilt werden, wenn es für die Anordnung der Hydraulikleitungen und/oder des Umschaltventils besonders günstig ist. Auch auf diese Weise können die beiden Pleuelkörperteile zweckmäßig zu einem gesamten Pleuelkörper gefügt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels können die Pleuelkörperteile durch ein Sinterverfahren hergestellt vorgesehen sein. Eine Herstellung des Pleuels mittels eines Sinterverfahrens erlaubt eine besonders günstige und flexible Formgebung der beiden Pleuelkörperteile mit wenigen Werkzeugen und Bearbeitungsschritten. Hydraulikleitungen können so zweckmäßig gelegt werden. Aufwendige, beispielsweise abtragende Bearbeitung der Pleuelkörperteile kann entfallen, wodurch der Pleuel besonders kostengünstig herzustellen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann eine als Zulauf ausgebildete Hydraulikleitung und/oder eine als Ablauf ausgebildete Hydraulikleitung der Hydraulikkammer mit zumindest einem Teil ihrer Länge und zumindest einem Teil ihres Querschnitts in einer Trennebene zwischen den beiden Pleuelkörperteilen angeordnet sein. Dadurch wird die Hydraulikleitung erst beim Zusammenfügen der beiden Pleuelkörperteile komplett ausgebildet und als eine dichte Leitung gefügt. Die Teilung des Pleuelkörpers erlaubt es, die notwendigen Hydraulikleitungen wenigstens teilweise so in den Bereich der Trennebene hineinzulegen, dass diese bereits bei der Herstellung der Pleuelkörperteile vorgesehen werden können. Aufwendige nachgelagerte Bearbeitungsschritte können dadurch zumindest teilweise entfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die wenigstens eine Hydraulikleitung zwischen Hydraulikkammer und Umschaltventil einen wenigstens bereichsweise gekrümmten Verlauf aufweisen. Insbesondere kann die wenigstens eine Hydraulikleitung zwischen Hydraulikkammer und Umschaltventil einen wenigstens bereichsweise stetig gekrümmten Verlauf aufweisen. Auf diese Weise können Leitungsformen realisiert werden, welche auf konventionelle Weise beispielsweise durch Bohren oder Fräsen nicht herstellbar sind. Die Leitungsführung kann so besonders günstig gelegt werden. Auch können die Hydraulikleitungen auf diese Weise so ausgeführt werden, dass der Druckverlust der Hydraulikflüssigkeit in den Leitungen minimiert wird. Auch eine mögliche Kavitationsneigung der strömenden Hydraulikflüssigkeit kann so reduziert werden, da die Hydraulikleitung so weniger Kanten, sondern mehr gekrümmte Übergänge zwischen verschiedenen Leitungsbereichen aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann das Umschaltventil im Pleuelkörper angeordnet sein. Eine Anordnung des Umschaltventils im Pleuelkörper ist günstig, da dadurch eine kürzere Leitungsführung der Hydraulikleitungen zwischen der Hydraulikkammer und der Versorgungsleitung für die Hydraulikflüssigkeit erreicht werden kann. Außerdem kann so eine mögliche Leckage bei der sonst nötigen Leitungsführung zwischen Pleuelkörper und Pleueldeckel vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann das Umschaltventil im Pleueldeckel angeordnet sein. Eine solche Anordnung des Umschaltventils kann auf Grund der geometrischen Verhältnisse in der Brennkraftmaschine bei der Betätigung eines mechanischen Umschaltventils vorteilhaft sein. Auch die Versorgung mit Hydraulikflüssigkeit ist so günstig umzusetzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann der Pleueldeckel entlang der Trennebene aus zwei Pleueldeckelteilen ausgebildet vorgesehen sein. Wenn beispielsweise das Umschaltventil im Pleueldeckel angeordnet ist, dann müssen auch Hydraulikleitungen zum Umschaltventil im Pleueldeckel vom Pleuelkörper, in dem die Hydraulikkammer angeordnet ist, weitergeführt werden. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn auch der Pleueldeckel in zwei Pleueldeckelteilen ausgebildet ist.
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Dadurch können die Hydraulikleitungen günstig in die Trennebene zwischen den beiden Pleueldeckelteilen gelegt werden, wodurch die geometrische Gestaltung der Hydraulikleitungen sehr flexibel ausgeführt werden kann. Der Pleueldeckel kann auf diese Weise auch vorteilhaft mittels eines Sinterverfahrens hergestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann zumindest ein Teil einer Länge und zumindest ein Teil eines Querschnitts der wenigstens einen Hydraulikleitung in wenigstens einem der Pleueldeckelteile ausgebildet vorgesehen sein. Die Hydraulikleitung kann so, möglicherweise auch nur teilweise, aufgetrennt sein und beide Teile in unterschiedlichen Pleueldeckelteilen angeordnet sein. Dadurch wird die Hydraulikleitung erst beim Zusammenfügen der beiden Pleueldeckelteile komplett ausgebildet und als eine dichte Leitung gefügt. Die Teilung des Pleueldeckels erlaubt es, die notwendigen Hydraulikleitungen wenigstens teilweise so in den Bereich der Trennebene hineinzulegen, dass diese bereits bei der Herstellung der Pleueldeckelteile vorgesehen werden können. Aufwendige nachgelagerte Bearbeitungsschritte können dadurch zumindest teilweise entfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann wenigstens eine als Zulauf ausgebildete Hydraulikleitung und/oder wenigstens eine als Ablauf ausgebildete Hydraulikleitung der wenigstens einen Hydraulikkammer ein Rückschlagventil aufweisen. Mittels des Rückschlagventils kann eine Befüllung der Hydraulikkammer mit Hydraulikflüssigkeit effektiv durchgeführt werden, da so das Zurückströmen der Hydraulikflüssigkeit aus der Hydraulikkammer minimiert werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die Versorgungsleitung mit einer teilweise in dem Hublagerauge angeordneten umlaufenden Nut verbunden sein. Auf diese Weise kann die Hydraulikflüssigkeit auf einfache Weise über die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nachgefördert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Pleuels kann die Verstelleinrichtung einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden und drehfest verbundenen Exzenter mit einem Pleuellagerauge aufweisen, in welchem ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist. Dabei weist die wenigstens eine Hydraulikkammer einen Kolben auf, der in einer Zylinderbohrung verschiebbar geführt und mit einer Stützstange gelenkig verbunden ist. Vorzugsweise kann die Verstelleinrichtung zwei Zylinder als Hydraulikkammern mit jeweils einem Kolben aufweisen, der in dem Zylinder verschiebbar geführt und mit einer Stützstange verbunden ist, welche am anderen Ende mit dem Exzenterhebel verbunden ist.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für einen Pleuel vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist das Herstellungsverfahren gekennzeichnet durch wenigstens die Herstellungsschritte: Urformen der Pleuelkörperteile und/oder der Pleueldeckelteile, Bearbeiten der Pleuelkörperteile und/oder der Pleueldeckelteile, und Stoffschlüssiges Verbinden der beiden Pleuelkörperteile und/oder der beiden Pleueldeckelteile, insbesondere durch eines von Sintern, Schmieden, Laserschweißen, Sinterschmieden. Dabei können Pleuelkörperteile und/oder Pleueldeckelteile beispielsweise in einem Sinterverfahren als sogenannte Sintergrünlinge vorgesintert werden. Dabei sind die Leitungsführungen der Hydraulikleitungen günstig vorzusehen. Pleuelkörperteile und/oder Pleueldeckelteile können sodann noch bearbeitet werden, indem beispielsweise weitere Bohrungen eingebracht werden, bevor sie im nächsten Schritt stoffschlüssig gefügt werden. Dies kann dann in einem abschließenden Sinterprozessschritt erfolgen. Alternativ ist jedoch auch möglich, die beiden Pleuelkörperteile und/oder und die beiden Pleueldeckelteile durch Schmieden, Laserschweißen, Laserschmieden stoffschlüssig zu verbinden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens können die Pleuelkörperteile und/oder die Pleueldeckelteile mittels eines Sinterverfahrens hergestellt werden. Dabei können Pleuelkörperteile und/oder Pleueldeckelteile in einem Sinterverfahren als sogenannte Sintergrünlinge vorgesintert werden. Dabei sind die Leitungsführungen der Hydraulikleitungen günstig vorzusehen. Pleuelkörperteile und/oder Pleueldeckelteile können sodann noch bearbeitet werden, indem beispielsweise weitere Bohrungen eingebracht werden, bevor sie im nächsten Schritt stoffschlüssig gefügt werden. Dies kann dann im abschließenden Sinterprozess erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens können auf der gleichen Seite der Trennebene angeordnete Pleuelkörperteile und Pleueldeckelteile einstückig hergestellt werden. Auf diese Weise können Pleuelkörperteile und Pleueldeckelteile besonders effektiv zusammen hergestellt werden, was die Zahl an benötigten Werkzeugen und Prozessschritten reduzieren kann. Pleuelkörperteile und Pleueldeckelteile können so auch jeweils als ein Teil zu einem Pleuel gefügt werden. Eine für die Montage nötige Trennung in Pleuelkörper und Pleueldeckel kann zweckmäßigerweise in einem abschließenden Trennschritt, beispielsweise durch Bruchtrennen erfolgen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit wenigstens einem Pleuel vorgeschlagen. Dabei kann vorteilhaft ein Pleuel wie vorstehend beschrieben verwendet werden, um auf günstige Weise eine Exzenter-Verstelleinrichtung zu realisieren, und dadurch einen vorteilhaften Verbrennungsprozess und damit Kraftstoffverbrauch in der Brennkraftmaschine umzusetzen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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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.
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Figurenliste
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- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pleuels;
- 2 eine Seitenansicht einer Schmalseite des erfindungsgemäßen Pleuels gemäß 1 mit einer Trennebene in der Schnittebene A-A;
- 3 eine Draufsicht auf eine Breitseite eines Pleuelkörperteils eines ersten Ausführungsbeispiels des Pleuels im Schnitt A-A gemäß 2 mit eingezeichneter Schnittebene B-B;
- 4 eine Draufsicht auf eine Breitseite eines Pleuelkörperteils eines weiteren Ausführungsbeispiels des Pleuels im Schnitt A-A gemäß 2;
- 5 einen Schnitt B-B des Pleuelkörpers des Pleuels gemäß 3;
- 6 eine Draufsicht auf eine Breitseite eines Pleuelkörperteils eines weiteren Ausführungsbeispiels des Pleuels im Schnitt A-A gemäß 2 mit eingezeichneter Schnittebene B-B; und
- 7 einen Schnitt B-B des Pleuelkörpers des Pleuels gemäß 6.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pleuels 1 für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, welches beispielhaft dargestellt ist. Der Pleuel 1 weist eine Exzenter-Verstelleinrichtung 5 zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge mit einem Umschaltventil 12 auf. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf das konkrete Ausführungsbeispiel des Pleuels 1 beschränkt.
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2 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Pleuels 1 gemäß 1 mit einer Trennebene 29 des Pleuelkörpers 2 und des Pleueldeckels 3 in der eingezeichneten Schnittebene A-A.
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Der Pleuel 1 weist einen Pleuelkörper 2 und einen Pleueldeckel 3 auf, welche ein Hublagerauge 4 zur Anbindung des Pleuels 1 an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bilden. Die als Exzenter-Verstelleinrichtung 5 ausgebildete Verstelleinrichtung weist einen mit einem Exzenterhebel 24 zusammenwirkenden und drehfest verbundenen Exzenter 25 mit einem Pleuellagerauge 26 auf, in welchem ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist. Weiter weist die Verstelleinrichtung 5 zwei Zylinder 6, 7 als Hydraulikkammern 27, 28 mit jeweils einem Kolben auf, der in dem Zylinder 6, 7 verschiebbar geführt und mit einer Stützstange 10, 11 gelenkig verbunden ist, welche am anderen Ende mit dem Exzenterhebel 24 verbunden ist. Die Pleuelstangenlänge ist dabei als Abstand des Mittelpunkts des Hublagerauges 4 und des im Exzenter 25 angeordneten Pleuellagerauges 26 definiert. Bei einer Verdrehung des Exzenters 25 über den Exzenterhebel 24 kann so die Pleuelstangenlänge verändert werden.
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Die in 2 ersichtlichen Zylinder 6, 7 bilden Hydraulikkammern 27, 28, eine Massenkraftseite (MKS) - Kammer und eine Gaskraftseite (GKS) - Kammer, wobei sowohl jeweils ein Zulauf 8, 9 zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammern 27, 28 als auch jeweils ein Ablauf 13, 14 zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit von den Hydraulikkammern 27, 28 vorgesehen sind. Ablauf 13, 14 und Zulauf 8, 9 können je Hydraulikkammer 27, 28 auch durch eine einzige Hydraulikleitung 8, 9, 13, 14 gebildet sein.
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Das mechanisch betätigbare Umschaltventil 12 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Pleuelkörper 2 angeordnet. Aus Gründen der geometrischen Verhältnisse in einer Brennkraftmaschine sowie der mechanischen Betätigung des Umschaltventils 12 ist jedoch auch möglich, dass das Umschaltventil 12 im Pleueldeckel 3 angeordnet ist.
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Das Umschaltventil 12 ist zum Steuern des Hydraulikflüssigkeitsstroms des Pleuels 1 zur Verstellung der effektiven Pleuelstangenlänge mit der Exzenter-Verstelleinrichtung 5 vorgesehen und in einer Bohrung 22 des Pleuelkörpers 2 angeordnet. Es umfasst in der gezeigten, mechanisch aktuierbaren Ausführung ein Ventilgehäuse 15 sowie ein Abgriffselement 16. Ebenso ist es denkbar, ein Hydraulikventil als Umschaltventil einzusetzen. Ebenfalls ist die Anordnung des Umschaltventils 12 nicht zwingend im Bereich des Pleuelkörpers 2. Das Umschaltventil 12 kann alternativ auch im Pleueldeckel 3 angeordnet sein.
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Die Hydraulikkammern 27, 28 sind je nach Ausführung des Pleuels 1 direkt und/oder über das Umschaltventil 12 mit einer Versorgungsleitung 17 verbindbar, wobei die Versorgungsleitung 17 von einer Nut 18 des Hublagerauges 4 abzweigt.
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Der Pleuelkörper 2 weist zwei sich gegenüberliegende Breitseiten 30, 31 und zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten 32, 33 auf.
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Zur Schaffung eines besonders kostengünstigen Pleuels 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Pleuelkörper 2 entlang der Breitseiten 30, 31 als Trennebene 29 geteilt und aus zwei Pleuelkörperteilen 34, 35 ausgebildet vorgesehen ist. Der in 2 gezeigte Schnitt A-A stellt einen Schnitt durch die Trennebene 29 dar.
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Der Pleuelkörper 2 ist parallel zu den Breitseiten 30, 31 in zwei Pleuelkörperteile 34, 35 geteilt ist. Wie in 2 ersichtlich, ist der Pleuelkörper 2 und der Pleueldeckel 3 entlang einer Symmetrieebene als Trennebene 29 in zwei Pleuelkörperteile 34, 35 geteilt.
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Die Teilung des Pleuelkörpers 2 erlaubt es, die notwendigen Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 in zumindest einem Teil ihrer Länge und zumindest einem Teil ihres Querschnitts in den Bereich der Trennebene 29 hineinzulegen, so dass diese bereits bei der Herstellung der Pleuelkörperteile 34, 35 vorgesehen werden können.
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Die Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 können dadurch vorteilhaft ebenfalls in der Symmetrieebene verlaufen, was für die Verbindung von der Hydraulikkammer 27, 28 zum Umschaltventil 12 geeignete geometrische Verhältnisse darstellt. Auch können so günstig geeignete Wandstärken der Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 gewährleistet werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch der Pleueldeckel 3 entlang der Trennebene 29 aus zwei Pleueldeckelteilen 38, 39 ausgebildet vorgesehen sein. Gerade, wenn das Umschaltventil 12 im Pleueldeckel 3 angeordnet ist, sind Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 als Verbindung zwischen Hydraulikkammer 27, 28 und Umschaltventil 12 sowohl im Pleuelkörper 2 als auch im Pleueldeckel 3 erforderlich. Bei einer Trennung des Pleueldeckels 3 in zwei Pleueldeckelteile 38, 39 kann zumindest ein Teil einer Länge und zumindest ein Teil eines Querschnitts der wenigstens einen Hydraulikleitung 8, 9, 13, 14 in wenigstens einem der Pleueldeckelteile 38, 39 ausgebildet vorgesehen sein.
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Pleuelkörper 2 und Pleueldeckel 3 sind bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen als separate Bauteile vorgesehen. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen, Pleuelkörper 2 und Pleueldeckel 3 als jeweils einen einteiligen Pleuelkörper auszubilden. Bei einer Trennung in einer Trennebene 29 können deshalb zweckmäßigerweise die auf der gleichen Seite der Trennebene 29 angeordneten Pleuelkörperteile 34, 35 und Pleueldeckelteile 38, 39 einstückig hergestellt werden.
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In 3 ist eine Draufsicht auf einen Pleuelkörperteil 35 eines ersten Ausführungsbeispiels des Pleuels 1 im Schnitt A-A gemäß 2 mit eingezeichneter Schnittebene B-B dargestellt.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, sind eine als Zulauf ausgebildete Hydraulikleitung 8, 9 und/oder eine als Ablauf ausgebildete Hydraulikleitung 13, 14 der Hydraulikkammer 6, 7 mit zumindest einem Teil ihrer Länge und zumindest einem Teil ihres Querschnitts in einer Trennebene 29 zwischen den beiden Pleuelkörperteilen 34, 35 angeordnet sind. Ebenso ist die Versorgungsleitung 17 in der Trennebene 29 angeordnet. Die Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 sind im Wesentlichen geradlinig ausgeführt und weisen insbesondere Umlenkungen der Hydraulikströmung von 90 Grad oder nahezu 90 Grad auf.
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Dadurch werden die Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 erst beim Zusammenfügen der beiden Pleuelkörperteile 34, 35 komplett ausgebildet und als eine dichte Leitung gefügt. Die Teilung des Pleuelkörpers 2 erlaubt es, die notwendigen Hydraulikleitungen 8, 9, 13, 14 wenigstens teilweise so in den Bereich der Trennebene 29 hineinzulegen, dass diese bereits bei der Herstellung der Pleuelkörperteile 34, 35 vorgesehen werden können. Aufwendige nachgelagerte Bearbeitungsschritte können dadurch zumindest teilweise entfallen.
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Die teilweise in 3 gezeigten Anschlussleitungen 19, 20, 21 des Umschaltventils 12 zu dem Zulauf 8 und den Abläufen 13, 14 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel nachträglich in die Pleuelkörperteile 34, 35 eingebracht, können jedoch derart angepasst werden, dass auch diese sich in der Trennebene 29 befinden.
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Alternativ kann der Pleuelkörper 2 auch schräg zu den Breitseiten 30, 31 in zwei Pleuelkörperteile 34, 35 geteilt sein.
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Die als Zulauf ausgebildeten Hydraulikleitungen 8, 9 der beiden Hydraulikkammern 27, 28 weisen jeweils ein Rückschlagventil 36 auf, welches unmittelbar an den Zylinder 6, 7 anschließt.
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Die Versorgungsleitung 17 ist mit einer teilweise in dem Hublagerauge 4 angeordneten umlaufenden Nut 18 verbunden.
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Vorzugsweise können die Pleuelkörperteile 34, 35 und/oder Pleueldeckelteile 38, 39 mittels eines Sinterverfahrens hergestellt werden, welches eine besonders kostengünstige Herstellung erlaubt. Dazu werden die Pleuelkörperteile 34, 35 und/oder Pleueldeckelteile 38, 39 zunächst gesintert, bearbeitet und anschließend stoffschlüssig verbunden. Herstellungsschritte dazu können vorteilhaft umfassen: Urformen der Pleuelkörperteile 34, 35 und/oder der Pleueldeckelteile 38, 39, anschließend Bearbeiten der Pleuelkörperteile 34, 35 und/oder der Pleueldeckelteile 38, 39, sowie Stoffschlüssiges Verbinden der beiden Pleuelkörperteile 34, 35 und/oder der beiden Pleueldeckelteile 38, 39, insbesondere durch eines von Sintern, Schmieden, Laserschweißen, Laserschmieden.
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4 zeigt eine Draufsicht auf einen Pleuelkörperteil 35 eines weiteren Ausführungsbeispiels des Pleuels 1 im Schnitt A-A gemäß 2. Dabei weisen die Hydraulikkammern 27, 28 jeweils nur eine Hydraulikleitung 8, 13, bzw. 9, 14 als kombinierte Zulauf-/Ablauf-Leitung ohne Rückschlagventil auf. Beide Hydraulikleitungen 8, 9 führen über Anschlussleitungen 20, 21 in die Bohrung 22 des Umschaltventils 12, welches nicht dargestellt ist.
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In 5 ist ein Schnitt B-B des Pleuelkörpers 2 des Pleuels 1 gemäß 3 dargestellt, in welchem die Lage der Hydraulikleitung 8 sowie der Anschlussleitung 22, welche in die Bohrung 22 des Umschaltventils 12 mündet, ersichtlich ist.
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6 zeigt eine Draufsicht auf einen Pleuelkörperteil 35 eines weiteren Ausführungsbeispiels des Pleuels 1 im Schnitt A-A gemäß 2 mit eingezeichneter Schnittebene B-B. Wie ersichtlich können die Hydraulikleitungen (Zulauf 8, Abläufe 13, 14) durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Ausbildung des Pleuels 1 einen wenigstens bereichsweise gekrümmten Verlauf, insbesondere einen wenigstens bereichsweise stetig gekrümmten Verlauf aufweisen. Die so entstehenden Radien der Hydraulikleitungen 8, 13, 14 ermöglichen eine vorteilhafte Reduzierung von Druckverlusten und Kavitationsneigung. Derartige gekrümmte Verläufe können nicht durch von außen in den Pleuelkörper 2 eingebrachte Bohrungen erzeigt werden.
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7 zeigt dazu einen Schnitt B-B des Pleuelkörpers 2 des Pleuels 1 gemäß 6. In diesem Schnitt ist die Hydraulikleitung 8 aufgrund der Krümmung der Hydraulikleitung 8 auf einem kürzeren Bereich angeschnitten zu erkennen. Anschlussleitung 19 und Bohrung 22 sind wie bei dem Ausführungsbeispiel in 5 dargestellt ausgebildet.
