DE4022508C2

DE4022508C2 - Plunger with variable compression height

Info

Publication number: DE4022508C2
Application number: DE19904022508
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bierkant
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1990-07-14
Filing date: 1990-07-14
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2010-07-15
Also published as: DE4022508A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkolben mit varia bler Kompressionshöhe nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.The invention relates to a plunger with varia The compression height according to the generic term of Pa claim 1.

Ein solcher Kolben ist beispielsweise aus US 32 05 878 bekannt.Such a piston is, for example, from US 32 05 878 known.

Die einzelnen Ventile sind dort bereits im wesentli chen in einer Ebene angebracht und besitzen ebenfalls bereits jeweils voneinander getrennte Ventilver schlüsse, die je Ventil getrennt gelagert sind.The individual valves are already essentially there Chen attached in one level and also have already separate valve valve closures, which are stored separately for each valve.

Hier eine Verbesserung zu schaffen, die einen kosten günstigeren und zugleich raumsparenderen Aufbau der einzelnen Ventile insgesamt ermöglicht, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To create an improvement here that costs you cheaper and at the same time more space-saving construction of the Allowing individual valves is a task of the present invention.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausführung der gattungsgemäßen Ventile nach dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1.This task is solved by executing the Generic valves according to the characteristic Feature of claim 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Un teransprüche. Appropriate configurations are the subject of the Un claims.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge stellt.An embodiment is shown in the drawing poses.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Kolben halb im Schnitt nach Linie I-I in Fig. 4, halb in Ansicht Fig. 1 a piston half in section along line II in Fig. 4, half in view

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach Linie II-II in Fig. 1 und 4 Fig. 2 shows a section through the flask according to line II-II in Fig. 1 and 4

Fig. 3 eine Darstellung des Kolbens nach Fig. 1 mit einer alterna tiven Ausführung eines der Ventile Fig. 3 is an illustration of the piston of FIG. 1 with an alternative embodiment of one of the valves

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV- IV in Fig. 1 Fig. 4 shows a section according to line IV-IV in Fig. 1

Fig. 5 eine Ausführung eines Druckbe grenzungsventiles als Ausschnitt aus Fig. 3 Fig. 5 shows an embodiment of a Druckbe grenzungsventiles as a detail from FIG. 3

Der Kolben besteht einem äußeren und einem inne ren Teil 1 bzw. 2. Die beiden Teile sind in Kolben längsrichtung gegeneinander verschiebbar, wodurch die Kompressionshöhe des Kolbens variierbar ist.The piston consists of an outer and an inner part 1 and 2 . The two parts can be displaced in the longitudinal direction against each other, whereby the compression height of the piston can be varied.

Das äußere Teil 1 bildet den den Verbrennunggasen ausgesetzten Kolbenboden sowie zugleich die Kolben ringpartie und den Kolbenschaft. Das innere Teil 2 ist über einen Kolbenbolzen 3 an ein Pleuel ange lenkt.The outer part 1 forms the piston crown exposed to the combustion gases as well as the piston ring part and the piston skirt. The inner part 2 is directed via a piston pin 3 to a connecting rod.

Zwischen dem äußeren Kolbenteil 1 und dem innerer Kolbenteil 2 befinden sich eine Steuerkammer 4 sowie eine Dämpfungskammer 5, die beide im Motorbetrieb mit Öl gefüllt sind. Die beiden Kammern 4 und 5 sind über ein Einwege-Überströmventil 6 miteinander verbunden. Auf den erfindungsgemäßen Aufbau dieses Ventils sowie die übrigen noch zu beschreibenden Ventile wird wei ter unten noch näher eingegangen werden. Die Dämp fungskammer 5 kann nur aus der Steuerkammer 4 mit Öl gespeist werden. Auch aus der Dämpfungskammer 5 ab strömendes Öl kann nur in die Steuerkammer 4 gelan gen. Für derart aus der Dämpfungskammer abströmendes Öl ist das Einwege-Überströmventil mit einer Drossel bohrung 7 versehen, die ständig geöffnet ist. In die Steuerkammer 4 gelangt das Öl durch das Einwege-Ein laßventil 8.A control chamber 4 and a damping chamber 5 are located between the outer piston part 1 and the inner piston part 2 , both of which are filled with oil during engine operation. The two chambers 4 and 5 are connected to one another via a one-way overflow valve 6 . On the structure of this valve according to the invention and the other valves to be described will be discussed in more detail below. The damping chamber 5 can only be fed from the control chamber 4 with oil. Also from the damping chamber 5 from flowing oil can only gelan in the control chamber 4 gene. For oil flowing out of the damping chamber in this way, the one-way overflow valve is provided with a throttle bore 7 , which is constantly open. In the control chamber 4 , the oil passes through the one-way valve 8 .

Aus der Steuerkammer 4 abzuführendes Öl passiert ei nes oder beide der Einwege-Druckbegrenzungsventile 9.Oil to be discharged from the control chamber 4 passes through one or both of the one-way pressure relief valves 9 .

Die einzelnen Ventile 6, 8 und 9 sind jeweils von durch ein Verschlußteil abgedeckten Öffnungen gebil det. Die Verschlußteile sind dabei jeweils Zungen aus federndem Material, die einstückig aus einer Membran platte 10 herausgearbeitet sind. Die Membranplatte 10 besteht aus einem dünnen biegsamen Metall und ist über eine Druckplatte 11 gegenüber den Ventilöffnun gen fixiert. Auf eine Seite der einzelnen Ventilöff nungen angrenzend sind jeweils in dem Druckstück 11 bzw. in dem Material des Innenteils 2 Aussparungen 12, 13, 13' für ein Auslenken der Zungen der Ventile 6, 8, 9 vorgesehen. Bei den Ventilen 6 und 8, d. h. dem Einlaß- und dem Überströmventil federn die jewei ligen Zungen jeweils aus sich heraus. Die Zungen der Druckbegrenzungsventile 9 sind dagegen durch zusätz liche Federn 14 oder 15 in Richtung einer Schließung der betreffenden Ventile vorbelastet. Dabei ist die Feder 14 eine Blattfeder, während die Feder 15 eine Schraubenfeder ist. Um wegen der Auslenkung der Zun gen des Ventiles 9 eine gezielte Relativbewegung ge genüber den die Zungen stützenden Federn 14 oder 15 zu erreichen, können zwischen den Federn 14 bzw. 15 und dem freischwingenden Endbereich der Zungen der Ventile 9 jeweils besondere Lager vorgesehen sein. Bei der in Fig. 5 gezeigten Variante einer Schrauben feder ist an dem freien Ende der Zunge eine Art Niet 16, beispielsweise aus Kunststoff, angebracht, auf dessen gewölbtem Nietkopf sich die Schraubenfeder 15 abstützen und zentrieren kann. Auf der der Ventilöff nung zugekehrten Seite der Ventilzunge ist die Niet befestigung so ausgehildet, daß sie in der Ventilöff nung bei geschlossenem Ventil ungehindert Platz fin det. Über eine Schraube 17 ist die Anpreßkraft der Schraubenfeder 15 verstellbar. Bei der Beaufschlagung der Druckbegrenzungsventil-Zungen durch eine Blattfe der 14 kann diese Feder direkt an den Zungen anliegen oder aber auch über spezielle Lager 18 sich an diesen abstützen.The individual valves 6 , 8 and 9 are each gebil det of openings covered by a closure member. The closure parts are each tongues of resilient material, the plate 10 are made in one piece from a membrane. The membrane plate 10 consists of a thin flexible metal and is fixed via a pressure plate 11 relative to the Ventilöffnun conditions. On one side of the individual Ventilöff openings adjacent in the pressure piece 11 or in the material of the inner part 2 recesses 12 , 13 , 13 'are provided for deflecting the tongues of the valves 6 , 8 , 9 . In the valves 6 and 8 , ie the inlet and the overflow valve, the respective tongues each spring out of themselves. The tongues of the pressure relief valves 9 , however, are biased by additional union springs 14 or 15 in the direction of a closure of the valves in question. The spring 14 is a leaf spring, while the spring 15 is a coil spring. In order for the deflection of the Zun gene of the valve 9 a targeted relative movement ge to reach genüber the tongues supporting springs 14 or 15, can choose between the springs 14 and 15 and 9 respectively of the other bearing may be provided to the free swinging end portion of the tongues of the valves. In the variant of a helical spring shown in FIG. 5, a type of rivet 16 , for example made of plastic, is attached to the free end of the tongue, on the curved rivet head of which the helical spring 15 can be supported and centered. On the side of the valve opening facing the valve opening, the rivet attachment is designed in such a way that it unobstructed space in the valve opening when the valve is closed. The contact pressure of the helical spring 15 is adjustable via a screw 17 . When the pressure relief valve tongues are acted upon by a Blattfe 14 , this spring can rest directly on the tongues or can also be supported on these via special bearings 18 .

Eine Aufteilung des Druckbegrenzungsventiles 9 in zwei Ventile ermöglicht es, jedes dieser beiden Ven tile mit einem unterschiedlichen Öffnungs-Ansprech druck auszulegen. Auf diese Weise kann erreicht wer den, daß bei einer großen Drucksteigerung in dem von dem Kolben beaufschlagten Brennraum beide Ventile 9 öffnen, während bei einem niedrigeren Druck lediglich eines der beiden Ventile 9 geöffnet ist. Die Öffnung beider Ventile 9 bei einer großen Drucksteigerung be wirkt ein schnelles Vermindern der Kompressionshöhe, während eine solche Kompressionshöhenverminderung bei geringeren Brennraumdruckverhältnissen bei dann nur einem geöffneten Ventil 9 langsamer erfolgt.A division of the pressure relief valve 9 into two valves allows each of these two Ven to design pressure with a different opening response. In this way, who can achieve that with a large pressure increase in the combustion chamber acted upon by the piston both valves 9 open, while at a lower pressure only one of the two valves 9 is open. The opening of both valves 9 at a large increase in pressure causes a rapid reduction in the compression height, while such a reduction in compression height takes place at lower combustion chamber pressure ratios with only one open valve 9 more slowly.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ventil ausführung besteht darin, daß sämtliche Ventile ge meinsam aus einer Membranplatte 10 ausgeformte Zungen besitzen, die als Ventilverschlußteile keiner beson deren Führung und Lagerung bedürfen und insgesamt äu ßerst platzsparend bauen.The particular advantage of the valve design according to the invention is that all the valves have molded tongues together from a membrane plate 10 , which, as valve closure parts, do not require any special guidance and storage and, overall, are extremely space-saving.

Claims

1. Plunger with variable compression height for internal combustion engines with the features

a) an outer part ( 1 ) of the piston exposed to the combustion gases is axially displaceably connected to an inner piston part ( 2 ),
b) the inner piston part ( 2 ) is articulated via a piston pin ( 3 ) on a connecting rod connecting the crankshaft,
c) Two chambers (control chamber ( 4 ) and damping chamber ( 5 )) are arranged between the outer and inner piston parts ( 1 , 2 ), the volume of which changes in a reciprocal ratio when the two parts are displaced relative to one another,
d) the two chambers ( 4 , 5 ) are pressurized with oil,
e) only the control chamber ( 4 ) is connected via an inlet valve ( 8 ) with an oil supply from the outside,
f) the two chambers ( 4 and 5 ) are connected to one another via a one-way overflow valve ( 6 ) via which oil can flow from the control chamber ( 4 ) into the damping chamber ( 5 ),
g) oil can escape from the damping chamber ( 5 ) via a throttle bore ( 7 ) leading in particular into the control chamber ( 4 ),
h) from the control chamber ( 4 ) outflowing oil passes at least one one-way pressure limiting valve ( 9 ), characterized in that the three valves ( 6 , 8 , 9 ) have openings opening in a common plane, each for itself can be covered by a flexible tongue, the individual tongues being an integral part of a membrane plate ( 10 ).

2. Plunger according to claim 1, characterized in that the tongue of the at least one one-way pressure relief valve ( 9 ) is spring-loaded.

3. Plunger according to claim 1 or 2, characterized in that two one-way pressure relief valves ( 9 ) designed for different opening-response pressures are provided.

4. plunger according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the valves ( 9 ) loading springs ( 14 , 15 ) via bearings ( 16 , 18 ) on the respective tongue of these valves.