WO2016083592A1

WO2016083592A1 - Verbrennungskraftmaschine mit verstellbarem verdichtungsverhältnis und pleuel für eine derartige verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: WO2016083592A1
Application number: PCT/EP2015/077953
Authority: WO
Inventors: Uwe Schaffrath
Original assignee: Fev Gmbh
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-06-02
Also published as: DE112015005354A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis und einem Pleuel (2) aufweisend einen Verstellmechanismus (3) zum Verstellen des einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnisses, mit einer ersten Hydraulikleitung (34.1), einer zweiten Hydraulikleitung (34.2), mit einem Hydraulikablauf und einem Schalter (41) zum Schalten des Verstellmechanismus (3), wobei der Schalter (41) an dem Pleuel (2) angeordnet ist und einen ersten Zulauf (42), einen zweiten Zulauf (43) und einen Ablauf (44) aufweist und in einer ersten Stellung des Schalters (41) die erste Hydraulikleitung (34.1) mit dem Hydraulikablauf über den ersten Zulauf und den Ablauf fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikleitung (34.2) und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist und in einer zweiten Stellung des Schalters die zweite Hydraulikleitung (34.2) mit dem Hydraulikablauf über den zweiten Zulauf (43) und den Ablauf (44) fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung (34.1) und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist, wobei der Schalter (41) eine Dichtfläche (47) und der erste Zulauf (42) einen ersten Durchlass (45) und der zweite Zulauf (43) einen zweiten Durchlass (46) hat, wobei die Dichtfläche (47) den ersten Zulauf (42) von dem zweiten Zulauf (43) abgrenzt und der Schalter (41) und der Pleuel (2) relativ zueinander beweglich sind und sich der erste Durchlass (45) und der zweite Durchlass (46) beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt mit dem Schalter (41) mitbewegt.

Description

Verbrennungskraftmaschine mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis und Pleuel für eine derartige Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis und ein Pleuel für eine solche Verbrennungskraftmaschine. Im Allgemeinen betrifft die Erfindung eine Hubkolbenmaschine sowie einen Pleuel für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Hubkolben- brennkraftmaschine.

Derartige Hubkolbenmaschinen weisen z. B. einen Pleuel mit einem Verstellmechanismus auf, mittels dessen sich Verdichtungsverhältniss der Hubkolbenmaschine verstellen lässt. Der Pleuel weist weiterhin eine erste Hydrau- likleitung, eine zweite Hydraulikleitung, einen Hydraulikablauf und einen Schalter zum Schalten des Verstellmechanismus auf, wobei der Schalter an dem Pleuel angeordnet ist. In einer ersten Stellung des Schalters ist die erste Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf fluidleitend verbunden. In der ersten Stellung des Schalters ist eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydrau- likleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen. In einer zweiten Stellung des Schalters ist die zweite Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf fluidleitend verbunden, während eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist. Eine derartige Verbrennungskraftmaschine ist aus DE-A- 10 2005 055 199, DE-A- 10 2011 108 709, WO-A-2014/019684 und WO-A-2014/ 019683 bekannt. Bei der Verbrennungskraftmaschine gemäß DE-A-10 2011 108 790 wird das einstellbare variable Verdichtungsverhältnis über ein wechselweises Freigeben und Sperren einer ersten und einer zweiten Hydraulikleitung inner- halb eines Pleuels gesteuert. Das Freigeben der ersten Hydraulikleitung (d. h. die Fluidverbindung der ersten Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf) löst die Blockade der Bewegung des Verstellmechanismus hin zu einer ersten Stellung des Verstellmechanismus (und verhindert dabei dessen Zurückbewegung), welche dem ersten Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftma- schine entspricht, während die Freigabe der zweiten Hydraulikleitung die Blockade der Bewegung des Verstellmechanismus hin zur zweiten Stellung auf- hebt (und dabei dessen Zurückbewegung verhindert), die dem zweiten Verdichtungsverhältnis entspricht. Das Versperren und Freigeben der jeweiligen Hydraulikleitungen erfolgt entsprechend der DE-A- 10 2011 108 790 mittels eines Schieberventils. Zur Vermeidung von übermäßigen Leckageverlusten zwischen den Hydraulikleitungen und dem Schieberventil sind Ausnehmungen für das Schieberventil innerhalb des Pleuels sehr präzise auszuführen. Derartige Anforderungen an die Präzision der Fertigung zieht ein vergleichsweise aufwendiges Herstellungsverfahren für das Pleuel nach sich. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, welche eine vergleichsweise einfache Herstellung eines Pleuels mit einem Verstellmechanismus für ein einstellbares variables Verdichtungsverhältnis einer Verbrennungskraftmaschine zulässt. Gemäß einer Variante der Erfindung wird eine Hubkolbenmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, vorgeschlagen, die versehen ist mit

einem Gehäuse, in dem mindestens ein Zylinderhohlraum ausgebildet und eine Kurbelwelle angeordnet ist,

- mindestens einem Verdichtungskolben, der in dem Zylinderhohlraum vor- und zurückbewegbar geführt ist, und

einem Pleuel, der einen Pleuelkörper zur Verbindung der Kurbelwelle mit dem mindestens einen Verdichtungskolben aufweist,

wobei der Pleuelkörper versehen ist mit

- einem ersten Lager für den Verdichtungskolben,

einem zweiten Lager für die Kurbelwelle,

einem Verstellelement zum Verstellen des ersten und/oder des zweiten Lagers zwecks Veränderung des Abstands beider Lager zur Einstellung eines von mindestens zwei verschiedenen Verdichtungsver- hältnissen und

einem mit dem Verstellelement in Wirkverbindung stehenden, hydraulisch arbeitenden Verstellmechanismus zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben des Verstellelements,

wobei der Verstellmechanismus ferner aufweist einen ersten und einen zweiten jeweils in dem Pleuelkörper ausgebildeten Hydraulikkanal,

einen ebenfalls in dem Pleuelkörper ausgebildeten Hydraulikablaufkanal,

ein Umschaltelement, das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung bewegbar in einem in dem Pleuelkörper ausgebildeten Aufnahmeraum angeordnet ist und eine erste Einlassbohrung, eine zweite Einlassbohrung sowie eine Auslassbohrung aufweist, die über eine in dem Umschaltelement ausgebildete Kammer in Fluidverbindung miteinander stehen,

wobei die beiden Hydraulikkanäle und der Hydraulikablaufkanal in den Aufnahmeraum des Pleuelkörpers münden und das Umschaltelement an seiner an der Innenseite des Aufnahmeraums anliegenden Außenseite zusammen mit der Innenseite des Aufnahmeraums eine zwischen den beiden Einlassbohrungen sowie der Auslassbohrung wirkende Dichtung bildet,

wobei in der ersten Endstellung des Umschaltelements der erste Hydraulikkanal über die erste Einlassbohrung, die Kammer und die Auslassbohrung des Umschaltelements mit dem Hydraulikablaufkanal in Fluidverbindung steht, während der zweite Hydraulikkanal durch das Umschaltelement versperrt ist, und

wobei in der zweiten Endstellung des Umschaltelements der zweite Hydraulikkanal über die zweite Einlassbohrung, die Kammer und die Auslassbohrung des Umschaltelements mit dem Hydraulikablaufkanal in Fluidverbindung steht, während der erste Hydraulikkanal durch das Umschaltelement versperrt ist.

Ferner wird mit der Erfindung ein Pleuel für eine Hubkolbenmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen,

wobei der Pleuelkörper versehen ist mit

einem ersten Lager für den Verdichtungskolben,

einem zweiten Lager für die Kurbelwelle, einem Verstellelement zum Verstellen des ersten und/oder des zweiten Lagers zwecks Veränderung des Abstands beider Lager zur Einstellung eines von mindestens zwei verschiedenen Verdichtungsverhältnissen und

wobei der Verstellmechanismus ferner aufweist

einen ersten und einen zweiten jeweils in dem Pleuelkörper ausgebildeten Hydraulikkanal,

einen ebenfalls in dem Pleuelkörper ausgebildeten Hydraulikablaufkanal,

wobei in der zweiten Endstellung des Umschaltelements der zweite Hydraulikkanal über die zweite Einlassbohrung, die Kammer und die Auslassbohrung des Umschaltelements mit dem Hydraulikablaufkanal in Fluid- Verbindung steht, während der erste Hydraulikkanal durch das Umschaltelement versperrt ist.

Mit der Erfindung wird sinngemäß vorgeschlagen, das Umschaltelement in den Hydraulikschaltkreis zum Verstellen lassen des Verstellmechanismus zu integrieren, und zwar dergestalt, dass Fluid des Hydraulikschaltkreises das Umschaltelement selbst durchströmt. Demzufolge bildet das Umschaltelement ein Schaltventil zum wahlweisen Verbinden des ersten Hydraulikkanals mit dem Hydraulikablaufkanal (bei gleichzeitiger Abschottung des zweiten Hydraulikka- nals) oder zur Verbindung des zweiten Hydraulikkanals mit dem Hydraulikablaufkanal (bei gleichzeitiger Abschottung des ersten Hydraulikkanals).

Bei den Hydraulikschaltkreisen der aus den oben genannten Schriften bekannten Hubkolbenmaschinen mit verstellbarem Verdichtungsverhältnis diente das Umschaltelement bisher der wahlweisen mechanischen Aktivierung bzw. Deak- tivierung von Schaltventilen, was beispielswiese über vom Umschaltelement betätigte Stößel odgl. Steuerelemente erfolgte. Die Kanäle für den Hydraulikschaltkreis waren also in dem Pleuelkörper selbst ausgebildet, was insbesondere auch für Blenden odgl . Durchflussdrosseln galt, die zur Begrenzung der maximalen Strömungsgeschwindigkeiten im Hydraulikkreislauf erforderlich waren, damit Beschädigungen des Hydraulikkreislaufes durch Kavitäten, Auswaschungen odgl. verhindert werden konnten. Nachdem nun das Umschaltelement erfindungsgemäß durchströmbarer Bestandteil des Hydraulikkreislaufes ist, können die Blenden in das Umschaltelement integriert werden, brau- chen also nicht mehr im Pleuelkörper ausgebildet zu werden. Dies führt zu fertigungstechnischen Vorteilen und damit der Reduktion der Herstellungskosten.

Je nach Schaltstellung des Umschaltelements (erste oder zweite Endstellung) wird das die effektive Länge des Pleuelkörpers verstellende Verstellelement in einer Bewegungsrichtung, also unidirektional freigegeben. Damit kann sich das Verstellelement in eine Richtung, also beispielsweise von der kleinen effektiven Pleuellänge bis zur großen effektiven Pleuellänge verstellen. Während dieser Verstell beweg ung ist eine Rückbewegung des Verstellelements nicht möglich. Entsprechendes gilt, wenn das Verstellelement sich zur Veränderung der effek- tiven Länge des Pleuels von der kleinsten effektiven Länge bis zur größten effektiven Länge bewegt.

Der Verstellmechanismus weist zweckmäßigerweise hydraulisch arbeitende Kolben/Zylinder-Stützeinheiten auf, wie sie beispielhaft in den oben genannten Dokumenten beschrieben sind . Insoweit wird auf diese Dokumente verwiesen, womit ihr Inhalt zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gehört.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Einlassbohrungen des Umschaltelements jeweils eine Querschnittsfläche aufweisen, deren Größe zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit von Hydraulikflüssigkeit durch den in den beiden Endstellungen des Umschaltelements jeweils mit einer der beiden Einlassbohrungen des Umschaltelements in Fluid- verbindung stehenden Hydraulikkanal gewählt ist. Die Ausarbeitung der Ein- lassbohrungen des Umschaltelements mit einer Querschnittsfläche in zumindest einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckungen dergestalt, dass damit die maximale Strömungsgeschwindigkeit von Hydraulikflüssigkeit begrenzt wird, verdeutlicht die Vereinfachung der Herstellung derartiger Blendenfunktionen im Hydraulikschaltkreis des Pleuels mit hydraulisch arbeitendem Verstellme- chanismus zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine, in der der Pleuel verbaut ist.

Damit das Umschaltelement zuverlässig in der jeweiligen Endstellung verbleibt, ist in vorteilhafter Weiterführung der Erfindung ein Rastmechanismus zum rastenden Fixieren des Umschaltelements in jeder seiner beiden Endstellungen gegen ungewollte Bewegungen aus der jeweiligen Endstellung vorgesehen.

Dieser Rastmechanismus weist zweckmäßigerweise ein federbelastetes Rast- element auf, das in einer Bohrung im Pleuelkörper aufgenommen ist. Nachdem für das Rastelement also eine Bohrung im Pleuelkörper vorhanden sein sollte, bietet es sich mit Vorteil an, statt einer zusätzlichen Bohrung den Hydraulikablaufkanal für die Aufnahme des federbelasteten Rastelements zu nutzen. Das Rastelement taucht in den beiden Endstellungen des Umschalters in jeweils eine andere von zwei Rastmulden ein. Mit Vorteil endet in jeder Rastmulde jeweils eine Auslassbohrung des Umschaltelements. Damit ist es möglich, den Hydraulikablaufkanal des Pleuelkörpers zweifach zu nutzen, und zwar einerseits für die Abführung von Hydrauliköl und andererseits für die Aufnahme des Rastelements. Die entsprechende Ausgestaltung der Erfindung sieht demgemäß vor, dass der Rastmechanismus ein federbelastetes Rastelement aufweist, das in dem Hydraulikablaufkanal angeordnet sowie in Richtung auf den Aufnahmeraum des Pleuelkörpers vorgespannt ist und in diesen teilweise hineinragt, dass das Umschaltelement an seiner Außenseite zwei Rastmulden aufweist, von denen die eine das Rastelement in der ersten Endstellung des Umschaltelements und die andere das Rastelement in der zweiten Endstellung des Umschaltelements aufnimmt, und dass in jeder Rastmulde eine in Fluid- verbindung mit der Kammer des Umschaltelements stehende Auslassbohrung des Umschaltelements endet.

Das Rastelement dichtet mit seiner im Wesentlichen sphärisch ausgebildeten Vorderseite die Auslassbohrungen in den jeweiligen Rastmulden nicht ab, wenn das Rastelement in die Rastmulde eingetaucht ist. Von der Rastmulde aus betrachtet hinter dem Rastelement befindet sich zweckmäßigerweise eine Schraubenfeder, die sich im Hydraulikablaufkanal an einer Schulter odgl . abstützt. Das Rastelement ist mit mindestens einer Hydraulikbohrung versehen, die sich von der Vorderseite des Rastelements bis zu dessen Rückseite erstreckt und dort in einem Bereich der Rückseite endet, der von der Schraubenfeder umgeben ist. Somit gelangt das durch den Hydraulikablaufkanal strö- mende Fluid durch das Innere der Schraubenfeder hindurch, so dass diese möglichst wenig beeinflusst von der Hydraulikflüssigkeitsströmung ist. Ganz allgemein ausgedrückt weist also das Rastelement eine Struktur auf, die einen Fluidtransfer von der Vorderseite zur Rückseite des Rastelements ermöglicht, und zwar bevorzugt (auch) bis in den von der Schraubenfeder umgebenen Be- reich der Rückseite.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass entweder das Umschaltelement oder der Pleuelkörper ein Langloch aufweist, in das ein Bewegungsbegrenzungsstift zur Begrenzung der Bewegung des Umschaltelements in dessen beiden Endstellungen hineinragt, wobei Be- wegungsbegrenzungsstift der entweder über die Innenseite des Aufnahmeraums des Pleuelkörpers oder über die Außenseite des Umschaltelements vorsteht. Neben der Bewegungsbegrenzungsfunktion in Bewegungsrichtung des Schaltelements kommt dem Bewegungsbegrenzungsstift auch die Funktion einer Verdrehsicherung zu. So kann also das Umschaltelement, wenn es beispielsweise zylindrisch ausgeführt ist, sich in dem Aufnahmeraum des Pleuelkörpers nicht verdrehen. Es sei an dieser Stelle allerdings hervorgehoben, dass das Umschaltelement bei seiner Bewegung zwischen den beiden Endstel- lungen nicht notwendigerweise eine translatorische Bewegung vollführen muss; ebenso ist es möglich, dass das Umschaltelement schwenkbar oder in anderer Art und Weise bewegbar zwischen den beiden Endstellungen in der Aufnahmebohrung geführt ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeraum des Pleuelkörpers hohlzylindrisch und mit offenen Stirnseiten ausgebildet ist und dass das Umschaltelement als Bolzen ausgeführt ist, der in dem hohlzylindrischen Aufnahmeraum lateral vor- und zurückverschiebbar angeordnet ist, wobei das Umschaltelement in jeder seiner bei- den Endstellungen mit einem anderen seiner beiden axialen Enden über den Pleuelkörper vorsteht.

Zweckmäßigerweise endet der Hydraulikablaufkanal in einem der beiden Lager des Pleuelkörpers. Hier bietet sich insbesondere das Lager des Pleuelkörpers, mit dem der Pleuel an der Kurbelwelle gelagert ist, an. Bevorzugt ist das Umschaltelement im Pleuelfuß bzw. im Pleueldeckel angeordnet, die gemeinsam das Kurbelwellenlager des Pleuels bilden. Grundsätzlich gilt aber, dass das Umschaltelement an jeder Stelle des Pleuelkörpers angeordnet sein kann; die bevorzugt zu wählende Stelle am Pleuel kann unter anderem abhängig sein vom Motortyp (Reihen-, V- oder Boxermotor).

Diese Aufgabe wird also erfindungsgemäß durch eine Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Pleuel mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Merkmale, Ausgestaltungen und Weiter- bildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren wie auch aus den Unteransprüchen hervor, wobei einzelne Merkmale aus einer Ausgestaltung der Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt sind. Vielmehr sind ein oder mehrere Merkmale einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem oder mehreren Merkmalen einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zu weiteren Ausgestaltungen verknüpfbarDie Formulierungen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 in ihrer angemeldeten Form sollen nicht als Beschränkung der zu beanspruchenden Gegenstände verstanden werden. Ein oder mehrere Merkmale der Formulierungen können daher ausgetauscht wie auch weggelas- sen werden, ebenso aber auch zusätzlich ergänzt werden. Auch können die anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels angeführten Merkmale auch verallgemeinert beziehungsweise bei anderen Ausführungsbeispielen, insbesondere Anwendungen ebenfalls eingesetzt werden. Um eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche eine vergleichsweise einfache Herstellung eines Pleuels der Verbrennungskraftmaschine mit einem Verstellmechanismus für ein einstellbares variables Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht, wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis und einem Pleuel vorgeschlagen. Der Pleuel weist einen Verstellmechanismus zum Verstellen des einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnisses, eine erste Hydraulikleitung, eine zweite Hydraulikleitung, einen Hydraulikablauf und einen Schalter zum Schalten des Verstellmechanismus auf. Der Schalter ist an dem Pleuel angeordnet und weist einen ersten Zulauf, einen zweiten Zulauf und einen Ablauf auf. In einer ersten Stellung des Schalters ist die erste Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf über den ersten Zulauf und den Ablauf fluidleitend verbunden und eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen. In einer zweiten Stellung des Schalters ist die zweite Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf über den zweiten Zulauf und den Ablauf fluidleitend verbunden und eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen.

Des Weiteren hat der erste Zulauf einen ersten Durchlass und der zweite Zu- lauf einen zweiten Durchlass. Der Schalter hat eine Dichtfläche, wobei die

Dichtfläche den ersten Zulauf von dem zweiten Zulauf abgrenzt. Die Dichtfläche grenzt vorzugsweise unmittelbar an eine Kontaktfläche des Pleuels. Insbe- sondere ist zwischen der Dichtfläche und der Kontaktfläche lediglich ein Schmiermittelfilm ausgebildet, wobei der Schmiermittelfilm keine Hydraulikzufuhr für den Schalter oder Pleuel bildet. Der Schalter und der Pleuel sind relativ zueinander beweglich, wobei sich der erste Durchlass und der zweite Durchlass beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt mit dem Schalter mitbewegt. Die relative Bewegung zwischen dem Schalter und dem Pleuel kann beispielsweise mittels einer Spielpassung realisiert sein. Der Verstellmechanismus des Pleuels kann beispielsweise, wie in DE-A- 10 2005 055 199 beschrieben, ausgebildet sein. Dabei weist der Pleuel ein großes Pleuellagerauge und ein kleines Pleuellagerauge auf, wobei in dem kleinen Pleuellagerauge ein Exzenter angeordnet ist, der drehbar gelagert ist. Der Exzenter ist mit einem Hebelsystem verbunden, wobei einzelne Hebel des Hebel- Systems mittels Stangen betätigt werden können. Die Stangen schließen jeweils einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum ab, wobei die Arbeitsräume mit einem Fluiddruck beaufschlagt werden, welcher über eine Fluidzufuhr über eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und ein Pleuellager des großen Pleuellagerauges aufgebaut wird. Die beiden Arbeitsräume sind weiterhin mit jeweils einer ersten und einer zweiten Hydraulikleitung verbunden, wobei je nach gewünschter Verdrehrichtung des Exzenters die erste oder die zweite Hydraulikleitung freigegeben werden kann. Ist eine Hydraulikleitung freigegeben, so kann sich Fluiddruck im zugehörigen Arbeitsraum nicht so stark aufbauen wie in dem anderen Arbeitsraum, dessen Hydraulikleitung nicht freige- geben ist. Somit kann mittels des Schalters, welcher entweder die erste oder die zweite Hydraulikleitung freigibt, so dass Fluid aus den jeweiligen Hydraulikleitungen abfließen kann, ein jeweils unterschiedlicher Druck in den jeweiligen Arbeitsräumen aufgebaut werden und somit eine unterschiedliche Kraft auf die jeweiligen Stangen bzw. einzelnen Hebel, welche den Exzenter bewe- gen, ausgeübt werden. Je nach Kraftverteilung kann sich der Exzenter in eine erste oder in eine entgegengesetzte zweite Richtung bewegen, wobei dabei die effektive Länge des Pleuels entweder vergrößert oder verkleinert wird. Insbesondere kann sich bei Erreichen einer maximalen effektiven Länge bzw. einer minimalen effektiven Länge ein erstes Verdichtungsverhältnis bzw. ein zweites Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine einstellen. Insbesondere entspricht die erste Stellung des Schalters dem ersten Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine und die zweite Stellung des Schalters dem zweiten vom ersten verschiedenen Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine.

Der Pleuel weist einen Pleuelkörper mit einem Pleuelschaft, einem Pleuelfuß und einem Pleuellagerdeckel auf, wobei der Pleuelfuß und der Pleuellagerdeckel zusammen einen Pleuelkopf des Pleuels ausbilden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Schalter zum Schalten des Verstellmechanismus am Pleuellagerdeckel angeordnet, vorzugsweise im unteren Bereich in der Nähe einer Mittelachse des Pleuellagerdeckels. Insbesondere sind dabei die erste Hydraulikleitung und die zweite Hydraulikleitung ebenfalls im Pleuellagerdeckel angeordnet. Eine Anordnung des Schalters und damit des Ablaufes am Pleuellagerdeckel bewirkt insbesondere einen schnelleren Ablauf von Fluid aus der ersten Hydraulikleitung bzw. der zweiten Hydraulikleitung, je nachdem, in welcher Stellung der Schalter sich befindet, d .h. in der ersten Stellung ein Ablaufen aus der ersten Hydraulikleitung und in der zweiten Stellung ein Ablaufen aus der zweiten Hydraulikleitung, im Vergleich zu einer Anordnung des Schalters beispielsweise am Pleuelschaft.

Noch bevorzugter weist der Hydraulikablauf, mit welchem die erste oder die zweite Hydraulikleitung je nach Schalterstellung über den ersten bzw. zweiten Zulauf und den Ablauf des Schalters verbunden ist, eine Öffnung auf, welche nach unten gerichtet ist, d.h. von der Kurbelwelle in eine Richtung weg vom Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine. Dies hat den Vorteil, dass bei Erreichen eines unteren Totpunktes eines Verdichtungskolbens, welcher den Pleuel antreibt, Fluid aus der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung durch Einwirken der Fliehkraft und einem hydrostatischen Druck, welcher sich aufgrund des in der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung befindlichen Fluides aufbaut, ausgeschoben werden kann. Befänden sich der Schalter sowie der Hydraulikablauf am Pleuelfuss oder am Pleuelschaft und nicht am Pleuellagerdeckel, so wäre ein solcher hydrostatischer Druck geringer, und die Fliehkräfte zum Ausstoßen des Fluids aus dem Hydraulikablauf wären bei Erreichen des unteren Totpunktes aufgrund einer geringeren Entfernung zum Drehpunkt des großen Pleuellagerauges ebenfalls geringer. Des Weiteren wäre es schwieriger, einen Hydraulikablauf, welcher nach unten zeigt, im Bereich des Pleuelfußes in den Pleuel einzuarbeiten. Zwar könnte ein Hydraulikablauf, welcher am Pleuelfuß angeordnet ist, bei Erreichen eines oberen Totpunktes des Zylinders eine maximale Fliehkraft auf das Fluid, welches sich im Hydraulikablauf befindet, bewirken, jedoch würde die Fliehkraft entgegengesetzt eines hydrostatischen Druckes in der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung arbeiten.

Der Schalter ist insbesondere derart ausgebildet, dass ein erster Kanal, wel- eher den ersten Durchlass mit dem Abfluss verbindet, von einem zweiten Kanal, welcher den zweiten Durchlass mit dem Abfluss verbindet, getrennt ist, d .h. zumindest an einer Stelle fluiddicht gegenüber dem zweiten Kanal ausgebildet ist. Dabei grenzt an der Außenseite (Oberfläche) des Schalters die Dichtfläche bevorzugt den ersten Zulauf von dem zweiten Zulauf ab. Zwischen bei- den Zuläufen und dem Abfluss des Schalters befinden sich also Außensiten- (Oberflächen-)Bereiche, die die Dichtfläche bilden. Besonders bevorzugt verläuft der erste Kanal von dem ersten Durchlass bis hin zum Abfluss durch das Innere des Schalters sowie der zweite Kanal vom zweiten Durchlass zum Abfluss durch das Innere des Schalters.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Schalter einen ersten und einen zweiten Abfluss auf, wobei der erste Kanal vom ersten Durchlass zum ersten Abfluss und der zweite Kanal vom zweiten Durchlass zum zweiten Abfluss verläuft, wobei in dieser Ausführungsform der erste Kanal vom zweiten Kanal vollständig durch das Innere des Schalters abgetrennt ist. Das Innere des

Schalters kann in einer Ausführungsform ein gegossener Stahl, in einer anderen Ausführungsform ein Aludruckgussprodukt und in einer weiteren Ausführungsform ein gesintertes Bauteil sein . Besonders vorteilhaft ist der erste und/oder zweite Durchlass gegenüber der Dichtfläche abgesenkt. Insbesonde- re kann der erste und/oder zweite Durchlass als ein in einer gegenüber der Dichtfläche abgesenkten runden ebenen Fläche eingearbeitetes Loch ausgebildet sein.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der erste Durchlass (d. h. die erste Einlassbohrung)auf einer ersten Seite des Schalters und der zweite

Durchlass (d. h. die zweite Einlassbohrung) auf einer zweiten, gegenüber der ersten Seite liegenden Seite, angeordnet ist. Eine solche Anordnung bewirkt eine vergleichsweise höhere Dichtlänge im Gegensatz zu einer Anordnung, bei welcher der erste Durchlass neben dem zweiten Durchlass und nicht auf einer gegenüber liegenden Seite des zweiten Durchlasses angeordnet ist. Als Dichtlänge ist die Länge eines Weges zu verstehen, entlang dessen Fluid von dem ersten Durchlass zum Erreichen des zweiten Durchlasses strömen müsste. Dabei ist anzumerken, dass die Dichtfläche gegenüber der Kontaktfläche des Pleuels einen Fluidstrom zwar behindert, jedoch bevorzugt nicht vollständig abdichtet, so dass eine geringe Fluidbewegung zwischen dem ersten Durchlass und dem zweiten Durchlass vorliegen kann. Diese Fluidbewegung weist einen Fluidmassenstrom in den ersten oder zweiten Durchlass auf, welcher bevorzugt weniger als ein Hunderstel eines Fluidmassenstromes beträgt, welcher beim Freigeben der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung über ein Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine gemittelt entsteht. Bei dieser Fluid- bewegung schlägt das Fluid einen gewissen Weg ein, wobei die Dichtlänge als eine Länge des kürzestmöglichen Weges zwischen dem ersten Durchlass und dem zweiten Durchlass definiert ist.

Eine höhere Dichtlänge kann insbesondere bei durch eine Fertigung vorgege- benen Toleranzwerten zwischen der Dichtfläche und der Kontaktfläche des Pleuels eine höhere Abdichtung der ersten Hydraulikleitung gegenüber der zweiten Hydraulikleitung bewirken.

Eine Ausbildung des ersten oder zweiten Durchlasses als ein in einer gegen- über der Dichtfläche abgesenkten ersten bzw. zweiten Fläche erstes bzw.

zweites Loch begünstigt bevorzugt eine einfache Herstellung des ersten bzw. zweiten Durchlasses, besonders vorteilhaft unter Berücksichtigung einer vorgegebenen ersten Querschnittsfläche des ersten Durchlasses und einer vorgegebenen zweiten Querschnittsfläche des zweiten Durchlasses. Besonders vor- teilhaft richten sich die vorgegebenen Querschnittsflächen nach einer vorgegebenen Abflussgeschwindigkeit des Fluides aus der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung, womit die Querschnittsflächen die Funktion von Durchflussblenden bzw. -drosseln ausüben. Bevorzugt sind also der erste und der zweite Durchlass jeweils als eine Durchflussblende ausgeführt, welche ein gezieltes Abbremsen des aus dem jeweiligen Arbeitsraum strömenden Fluides und bevorzugt der Stangen beim Verstel- len des variablen Verdichtungsverhältnisses bewirkt. Besonders vorteilhaft ist mittels der ersten und/oder zweiten Querschnittsfläche des ersten und/oder zweiten Durchlasses gegenüber den Durchmessern jeweils der ersten bzw. der zweiten Hydraulikleitung jeweils eine Durchflussblende ausgebildet.

In vorteilhafter Weise gibt die erste Querschnittsfläche des ersten Durchlasses und/oder die zweite Querschnittsfläche des zweiten Durchlasses des Schalters eine erste Durchflussgeschwindigkeit bzw. eine zweite Durchflussgeschwindigkeit eines Fluides von der ersten bzw. zweiten Hydraulikleitung durch den ers- ten bzw. zweiten Durchlass beim Verstellen des Verstellmechanismus vor. Die Genauigkeit einer Durchflussgeschwindigkeit eines Fluids von den entsprechenden Hydraulikleitungen durch die entsprechenden Durchlässe ist bevorzugt durch die jeweilige Toleranz der ersten bzw. zweiten Querschnittsfläche, beispielsweise durch eine Toleranz eines ersten Durchmesserwertes der ersten Querschnittsfläche und/oder einer Toleranz eines zweiten Durchmesserwertes einer zweiten Querschnittsfläche, vorgegeben.

Gegenüber dem in DE-A- 10 2011 108 790 offenbarten Pleuel, bei welchem ein Toleranzbereich einer ersten oder zweiten Durchflussgeschwindigkeit eines Fluides aus der ersten oder der zweiten Hydraulikleitung durch die Toleranz der Durchmesserwerte der jeweiligen ersten und zweiten Hydraulikleitung vorgegeben ist, vereinfacht die erfindungsgemäße Lehre die Fertigung des Pleuels dahingehend, dass die erste und die zweite Durchflussgeschwindigkeit des Fluids bei vorgegebenen gleichen Randbedingungen der Verbrennungskraft - maschine, wie z.B. Drehzahl und/oder Fluiddruck, d .h. Motoröldruck, im Wesentlichen von den Toleranzwerten der ersten bzw. zweiten Querschnittsfläche des ersten bzw. zweiten Durchlasses des Schalters abhängen. Dies kann z. B. die Konstruktion des Pleuels dahingehend vereinfachen, dass Kavitationen und Schaumbildung des Fluids in der ersten und der zweiten Hydraulikleitung über weite, bevorzugt über alle, Drehzahl- und Lastbereich der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden .

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbrennungskraftmaschine, des Pleuels und des Schalters mit dem ersten und dem zweiten Durchlass können die erste und die zweite Hydraulikleitung einfacher gebaut werden, wobei dabei keine besonderen Anforderungen bezüglich der Toleranz oder Oberflächenqualität erfüllt werden müssen. Sämtliche Präzisionsbearbeitun- gen, beispielsweise zum Vorgeben der ersten oder zweiten Durchflussgeschwindigkeit des Fluids von der ersten bzw. der zweiten Hydraulikleitung durch den ersten bzw. zweiten Durchlass, beschränken sich auf den Schalter bzw. auf den ersten und/oder zweiten Durchlass. Dies kann besonders vorteil- haft erreicht werden, wenn der erste und der zweite Durchlass kein statisches Teil des Pleuels ist, sondern der sich beim Schalten bewegende Schalter selbst den ersten Durchlass und den zweiten Durchlass aufweist, wobei jedoch sicher gestellt sein muss, dass die Dichtfläche den ersten Zulauf von dem zweiten Zulauf abgrenzt, so dass der erste Zulauf vom zweiten Zulauf bei einer Bewe- gung des Schalters abgedichtet ist. Erfindungsgemäß weist der Schalter den ersten Zulauf mit dem ersten Durchlass und den zweiten Zulauf mit dem zweiten Durchlass und die Dichtfläche auf, wobei die Dichtfläche den ersten Zulauf von dem zweiten Zulauf abgrenzt und sich der erste Durchlass und der zweite Durchlass beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt mit dem Schalter mitbewegt.

In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich der erste Durchlass und der zweite Durchlass beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung des Schalters mit dem Schalter synchron mitbewegen . Besonders vorteilhaft bewegt sich der gesamte Schalter beim Schalten von der ersten

Stellung zur zweiten Stellung, d.h. sämtliche dem Schalter zugeordneten Bauteile, wie der erste Durchlass, der zweite Durchlass und der Ablauf.

Besonders vorteilhaft ermöglichen die gegenüber der Dichtfläche versenkten Durchlässe eine Bewegung der Durchlässe mit dem Schalter beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der erste Durchlass gegenüber dem zweiten Durchlass eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweist. Zum Beispiel kann der zweite Durchlass vom Durchmesser her kleiner als der erste Durch- lass ausgeführt sein. Dies kann beispielsweise aufgrund eines ersten Druckes in dem ersten Arbeitsraum, dessen Volumen unter Ausnutzung von Massenkräften der Verbrennungskraftmaschine verändert wird, gegenüber einem im Vergleich zum ersten Druck höheren zweiten Druck in dem zweiten Arbeitsraum, dessen Volumen durch Ausnutzung von Gaskräften verändert wird, vor- teilhaft sein. In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche unmittelbar an dem Pleuel angrenzt und mit einer Gleitfläche des Pleuels zusammenwirkend eine Gleitrichtung des Schalters beim Schalten von der ersten zur zweiten Stellung und umgekehrt vorgibt. Bevorzugt kann die Kontaktfläche als Gleitfläche ausgebildet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Schalter ein Fixierungselement zum Fixieren des Schalters in der ersten Stellung und bevorzugt in der zweiten Stellung hat. Besonders vorteilhaft weist das Fi- xierungselement eine Blockade für eine Drehung des Schalters um eine Achse auf, die bevorzugt parallel zur Bewegungsrichtung des Schalters beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt verläuft.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Pleuel eine

Rastierungsvorrichtung zum Fixieren des Schalters aufweist. Besonders bevorzugt ist die Rastierungsvorrichtung innerhalb des Pleuellagerdeckels angeordnet.

Sofern im zuvor Beschriebenen der Schalter erwähnt ist, so ist damit glei- chermaßen das Umschaltelement gemeint, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Die im Zusammenhang mit dem Schalter beschriebenen Merkmale treffen also auch auf das Umschaltelement zu.

Im Weiteren wird ein Verfahren zur Montage einer Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis, einem Pleuel, aufweisend ein kleines Pleuellagerauge, ein großes Pleuellagerauge und einen Pleuellagerdeckel, und einer Kurbelwelle vorgeschlagen. Der Pleuel weist einen Verstellmechanismus zum Verstellen des einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnisses, eine erste Hydraulikleitung, eine zweite Hydraulikleitung, einen Hydraulikablauf und einen Schalter zum Schalten des Verstellmechanismus auf. Der Schalter ist an dem Pleuel angeordnet und hat einen ersten Zulauf, einen zweiten Zulauf und einen Ablauf, wobei in einer ersten Stellung des Schalters die erste Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf über den ersten Zulauf und über den Ablauf fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbin- dung zwischen der zweiten Hydraulikleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist. In einer zweiten Stellung des Schalters ist die zweite Hydraulikleitung mit dem Hydraulikablauf über den zweiten Zulauf und den Ablauf fluidlei- tend verbunden und eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung und dem Hydraulikablauf unterbrochen.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst z. B. folgende Schritte: In einem ers- ten Schritt wird der Schalter mit dem ersten Zulauf, einem ersten Durchlass, dem zweiten Zulauf und einem zweiten Durchlass in den Pleuellagerdeckel eingesetzt. In einem weiteren zweiten Schritt wird der Pleuel in die Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. In einem weiteren dritten Schritt erfolgt ein Zusammensetzen des Pleuelfußes mit dem Pleuellagerdeckel .

Die einzelnen Schritte können in der genannten Reihenfolge aber auch in anderer Reihenfolge ausgeführt werden. Auch können diese unmittelbar hintereinander ausgeführt werden wie auch ein oder mehrere weitere Zwischenschritte dazwischen ausführbar sein.

Bevorzugt erfolgt das Einsetzen des Schalters mittels eines Hineinschiebens des Schalters in eine Öffnung (Aufnahmeraum) des Pleuellagerdeckels. Die Öffnung kann beispielsweise als eine Bohrung ausgeführt sein. Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Pleuellagerdeckel vor dem Einsetzen des Schalters in den Pleuellagerdeckel von dem Pleuelfuß getrennt wird . Ein weiterer Schritt kann vorsehen, dass zumindest eine erste Lagerschale in dem großen Pleuellagerauge und/oder zumindest eine zweite Lagerschale in dem kleinen Pleuellagerauge des Pleuels eingelegt wird und danach der Schalter in den Pleuellagerdeckel eingesetzt wird . Des Weiteren kann ein Schritt vorgesehen sein, bei welchem der Pleuelfuß an die Kurbelwelle angelegt wird.

In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens können die Schritte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden : In einem ersten Schritt wird der Pleuel in die Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. In einem zweiten Schritt wird der Schalter mit dem ersten Zulauf, einem ersten Durchlass, dem zweiten Zulauf und einem zweiten Durchlass in den Pleuellagerdeckel eingesetzt. In einem dritten Schritt wird der Pleuelfuß mit dem Pleuellagerdeckel zusammengesetzt.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die obigen drei Schritte in einer Abfolge, welche unabhängig von ihrer Nummerierung ist, durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft kann mit der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ein Einsetzen des Schalters, insbesondere eine Fertigung einer Bohrung für eine Rastierungsvorrichtung für den Schalter, in den Pleuellagerdeckel auch vor dem Einsetzen des Pleuels in die Verbren- nungskraftmaschine erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Pleuellagerdeckel eine erste Bohrung als Aufnahme für den Schalter eingearbeitet wird. Besonders vorteilhaft kann diese erste Bohrung in den Pleuellagerdeckel ein- gearbeitet werden, wenn der Pleuellagerdeckel von dem Pleuelfuß bereits getrennt ist. Somit ermöglicht eine Anordnung des Schalters am Pleuellagerdeckel eine einfache Fertigung, weil beispielsweise der einzelne Pleuellagerdeckel einfacher in eine Bohrstation einzulegen ist als der gesamte Pleuel mit dem Pleuellagerdeckel.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass an dem Pleuellagerdeckel eine zweite Bohrung als Aufnahme für eine Rastierungsvorrichtung eingearbeitet wird . Besonders vorteilhaft bildet die zweite Bohrung mit der ersten Bohrung ein Bohrungssystem aus, bei welchem sich die erste Bohrung und die zweite Bohrung überkreuzen. So kann beispielsweise die zweite Bohrung in die erste Bohrung münden. Besonders vorteilhaft kann in diesem Fall eine Rastierungsvorrichtung in die zweite Bohrung eingeschoben werden und mit einem Befestigungsstift, welcher innerhalb der ersten Bohrung eingelegt wird, festgehalten werden. Zum Beispiel kann der Befestigungsstift auf einer Seite der ersten Bohrung eingelegt werden, während der Schalter auf der anderen Seite der ersten Bohrung eingeschoben wird. In vorteilhafter Weise kann beim Durchschieben des Schalters durch die erste Bohrung der Befestigungsstift ausgeschoben werden, wobei die

Rastierungsvorrichtung permanent, d. h. anfänglich durch den Befestigungs- stift und danach durch den Schalter selbst, eingeklemmt bleibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der erste Durchlass und der zweite Durchlass in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter, vorzugsweise einem Motoröldruck, der Verbrennungs- kraftmaschine angepasst werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Durchlass in Abhängigkeit des Motoröldrucks im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erweitert, besonders vorteilhaft aufgebohrt wird.

Besonders vorteilhaft kann der oben beschriebene Pleuel als ein sogenannter Basispleuel für verschiedene Verbrennungskraftmaschinen gefertigt werden, in welchem je nach vorgegebenem Motoröldruck im Betrieb der jeweils unterschiedlichen Verbrennungskraftmaschinen ein unterschiedlicher Schalter mit jeweils einer unterschiedlichen ersten und/oder zweiten Querschnittsfläche des ersten und/oder zweiten Durchlasses eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht daher die Herstellung einer größeren Anzahl von verschiedenen Pleuel, vorzugsweise von mindestens 100 Pleuel eines ersten Typs und mindestens 100 weiteren Pleuel eines zweiten Typs, wobei sich der erste Pleuel von dem zweiten Pleuel durch einen unter- schiedlich ausgebildeten Schalter mit jeweils unterschiedlichem erstem und/oder zweitem Durchlass unterscheidet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wie auch Merkmale gehen aus den nachfolgenden Figuren und der dazugehörigen Beschreibung hervor. Die aus den Figuren und der Beschreibung hervorgehenden einzelnen Merkmale sind nur beispielhaft und nicht auf die jeweilige Ausgestaltung beschränkt. Vielmehr können aus ein oder mehrere Figuren ein oder mehrere Merkmale mit anderen Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen verbunden werden. Daher sind die Merkmale nicht beschränkend sondern beispielhaft angegeben. Diese zeigen in :

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis, Fig. 2 einen Pleuel mit einer einstellbaren effektiven Länge,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Pleuels aus Fig. 2,

Fig. 4 einen Schalter zum Umschalten des variablen Verdichtungsverhältnis- ses, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf den durch die Schnittlinie I-I in Fig. 3 geschnittenen Pleuel,

Fig . 6 eine perspektivische Ansicht auf den durch die Schnittlinie II-II in

Fig. 3 geschnittenen Pleuel,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht auf den durch die Schnittlinie III-III in

Fig. 3 geschnittenen Pleuel, Fig . 8 einen Rastkopf in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 9 eine Spiralfeder, einen Rastkopf, den Schalter aus Fig . 4 in einer

Schnittansicht, Fig. 10 eine Schnittansicht eines Pleuelkörpers mit von diesem getragenen

Verdichtungskolben in einem Zylinder einer Hubkolbenmaschine,

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XI der Fig . 10, Fig. 12 den Hydraulikschaltkreis zur Verstellung der effektiven Länge des

Pleuelkörpers zwecks Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine,

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII durch den unteren Teil des Pleuelkörpers, in dem das Umschaltelement angeordnet ist, jedoch ohne dies im Schnitt darzustellen,

Fig. 14 eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV durch den unteren Teil des Pleuelkörpers, in dem das Umschaltelement angeordnet ist, je- doch ohne dies im Schnitt darzustellen,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht auf das Umschaltelement,

Fig. 16 einen Längsschnitt durch das Umschaltelement,

Fig. 17 eine weitervergrößerte Darstellung des Aufnahmeraums mit Umschaltelement im Pleuelkörper im Schnitt, Fig. 18 eine Unteransicht auf den Pleuelkörper mit Darstellung des Umschaltelements in seiner ersten Endstellung, Fign. 19 und 20

Schnittansichten entsprechend XIII-XIII und XIV-XIV der Fig. 1 mit

Darstellung des Umschaltelements in dessen erster Endstellung,

Fig. 21 eine Unteransicht auf den Pleuelkörper mit Darstellung des Umschalt- elements in seiner zweiten Endstellung und

Fign. 22 und 23

Schnittansichten entsprechend XIII-XIII und XIV-XIV der Fig. 1 mit

Darstellung des Umschaltelements in dessen zweiten Endstellung .

Fig. 1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis, die u. a.mit einem Pleuel 2 versehen ist, das einen Verstellmechanismus 3 zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses aufweist. Der Pleuel 2 weist einen ersten Arbeitsraum 29.1 und einen zweiten Arbeits- räum 29.2 auf. Des Weiteren zeigt Fig. 1 einen Kurbelzapfen 4 einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine 1, wobei der Pleuel 2 mittels Lagerschalen 4.2 in einem großen Pleuellagerauge des Pleuels 2 auf dem Kurbelzapfen 4 gelagert ist. Der Kurbelzapfen 4 hat einen Fluidkanal 4.1 zum Zuführen von Fluid von der Kurbelwelle zu dem Pleuel 2 über den Kurbelzapfen 4 und die Lagerschalen 4.2.

Fig. 2 zeigt den Pleuel 2, mittels welchem eine einstellbare Änderung eines Verdichtungsverhältnisses bei der Verbrennungskraftmaschine 1 ermöglicht ist. Der Pleuel 2 weist ein großes Pleuellagerauge 9 und ein kleines Pleuella- gerauge 6 auf. In dem kleinen Pleuellagerauge 6 (erstes Lager des Pleuels 2) ist wiederum ein Exzenterelement 5 angeordnet, der drehbar gelagert ist. Das Exzenterelement 5 weist eine exzentrisch zur Achse des kleinen Pleuellagerauges 6 verlaufende Bohrung 18 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens auf. An einer Außenfläche weist das Exzenterelement 5 eine Verzahnung 19 auf. Mit die- ser Verzahnung 19 ist das Exzenterelement 5 mit einem Hebelsystem 20 verbunden, das zusammen mit der Verzahnung 19 als Abstützmechanik und vorzugsweise auch als Rückdrehsperre für das Exzenterelement 5 wirkt. Das He- belsystem 20 weist einen ersten Hebel 21 und einen zweiten Hebel 22 auf. Über das Hebelsystem 20 sind die beiden Hebel 21, 22 fest miteinander gekoppelt. Über die Verzahnung 19 sind die Hebel 21, 22 drehfest mit dem Exzenterelement 5 verbunden. Das Hebelsystem 20 mit den Hebeln 21, 22 ist in einer Ausnehmung 23 im Pleuel 2 am kleinen Pleuellagerauge 6 angeordnet.

Aus Fig . 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass das Hebelsystem 20 in der Ausnehmung 23 axial geführt ist. Ferner weist das Hebelsystem 20 Verbindungsgelenke 24 auf. Über die Verbindungsgelenke 24 sind Stangen 25 angelenkt. Im Pleuel 2 sind bevorzugt Stützzylinderbohrungen 26 angeordnet. In diesen können kann entsprechend ein Kolben 27.1 und ein Kolben 27.2 geführt sein, an denen die Stangen 25 angelenkt sind. Durch diese Anordnung steht ein jeweiliger Hub der beiden Kolben 27.1 und 27.2 in direkter Beziehung zu einem Verdrehwinkel des Exzenterelements 5. Durch ein Verdrehen des Exzenter- elements 5 ist die effektive Länge des Pleuels 2 veränderbar und damit das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1 variabel einstellbar. Die Stützzylinderbohrungen 26 im Pleuel 2 sind durch Rückschlagventile 28 zum großen Pleuellagerauge 9 (zweites Lager des Pleuels 2) hin verschlossen, so dass jeweils der erste Arbeitsraum 29.1 und der zweite Arbeitsraum 29.2 begrenzt wird . Die Arbeitsräume 29.1 und 29.2 können somit als Dämpfungsvolumen wie auch als Abstützung im Falle der Rückdrehsperre dienen. Die Arbeitsräume 29.1 und 29.2 können somit Stützkammern bilden.

Im großen Pleuellagerauge 9 sind Pleuellagerschalen 30 angeordnet. Die Pleuellagerschalen 30 sind mit Durchbrüchen 31 versehen. Da die Lagerschalen 30 mit einer umlaufenden Nut versehen sind, die in Verbindung mit einer Fluidversorgung über die Kurbelwelle steht, liegt in der Nut zu jedem Zeitpunkt ein Fluiddruck an. Dieser Fluiddruck überträgt sich zu jedem Zeitpunkt auf die Rückschlagventile 28. Diese öffnen sich bzw. sind verschlossen jeweils in Abhängigkeit von dem in dem ersten Arbeitsraum 29.1 bzw. zweiten Arbeitsraum 29.2 vorliegenden Arbeitsdruck. Bevor der genaue Ablauf des Än- derns des Verdichtungsverhältnisses näher beschrieben wird, wird zur Verdeutlichung der Aufbau des Pleuels 2 in den nachfolgenden Fign. 3, 4, 5 und 6 weiter erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang des durch die Schnittlinie IV-IV in Fig. 2 dargestellten Pleuels 2. Fig. 3 zeigt neben dem ersten Arbeitsraum 29.1 und dem zweiten Arbeitsraum 29.2 auch eine erste Hydraulikleitung 34.1 und eine zweite Hydraulikleitung 34.2. Die Hydraulikleitungen 34.1 und 34.2 sind über Verbindungskanäle 35 jeweils mit dem ersten Arbeitsraum 29.1 und dem zweiten Arbeitsraum 29.2 fluidleitend verbunden.

Fig. 4 zeigt einen Schalter 41, welcher einen ersten Zulauf 42 und einen zweiten Zulauf 43 und einen Ablauf 44 aufweist. Der erste Zulauf 42 hat einen ersten Durchlass 45, und der zweite Zulauf 43 weist einen zweiten Durchlass 46 auf. Des Weiteren weist der Schalter 41 eine Dichtfläche 47 auf, welche den ersten Zulauf 42 von dem zweiten Zulauf 43 abgrenzt.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den durch die Schnittlinie I-I in Fig. 3 geschnittenen Pleuel 2. Fig. 5 zeigt weiterhin die erste Hydraulikleitung 34.1, welche sich ausgehend von einem Pleuelfuß 51 des Pleuels 2, wel- eher in Fig . 1 gezeigt ist, hin zu einem Pleuellagerdeckel 52 des Pleuels 2 ausbildet. Fig . 5 zeigt den Schalter 41 in einer ersten Stellung, in welcher der Schalter 41 die erste Hydraulikleitung 34.1 über den ersten Zulauf 42 mit dem ersten Durchlass 45 und den Ablauf 44 fluidleitend mit einem Hydraulikablauf des Pleuels 2 verbindet. Vorzugsweise kann der Hydraulikablauf durch den Ab- lauf 44 des Schalters 41 gebildet sein.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den durch die Schnittlinie II-II in Fig. 3 geschnittenen Pleuel 2. Fig. 6 zeigt weiterhin die zweite Hydraulikleitung 34.2, welche sich ausgehend von einem Pleuelfuß 51 des Pleuels 2 hin zu einem Pleuellagerdeckel 52 des Pleuels 2 ausbildet. Fig. 6 zeigt den Schalter 41 in einer zweiten Stellung, in welcher der Schalter 41 die zweite Hydraulikleitung 34.2 über den zweiten Zulauf 43 mit dem Durchlass 46 und den Ablauf 44 fluidleitend mit einem Hydraulikablauf des Pleuels 2 verbindet. Das Schalter 41 ist vorzugsweise über ein Betätigungselement 49, wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, von der ersten Stellung in die zweite Stellung und umgekehrt schaltbar. Das Betätigungselement 49 kann beispielsweise ähnlich wie in WO-A- 2014/019684 und WO-A- 2014/019683 beschrieben als U-förmiges Kurvenscheibenelement ausgeführt sein.

Im Folgenden wird ein Verstellen des Verstellmechanismus 3 zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses der Verbrennungskraftmaschine 1 beschrieben. Eine mögliche Variante der Verstellung des Verdichtungsverhältnisses ist in DE-A- 10 2005 055 199 im Detail beschrieben. Auf DE-A-10 2005 055 199, DE-A-10 2011 108 790 AI, WO-A- 2014/019684 und WO-A-2014/019683 wird hiermit hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen des Verstellmechanismus 3, des Pleuels 2, des Betätigungselements 49, der hydraulischen Schaltung im Pleuel 2 wie auch des Verfahrens zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses verwiesen, so dass die Offenbarungen dieser Schriften durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gehören. Die Funktionsweise des Pleuels 2 zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses wird im Folgenden am Beispiel der Einstellung eines niedrigen Verdichtungsverhältnisses erläutert. Wird im Motorbetrieb ein niedriges Verdichtungsverhältnis gewünscht, so wird der Schalter 41 mittels des Betätigungselements 49 in die zweite Stellung überführt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. In denjenigen Motorphasen, in denen Druckkräfte auf dem Pleuel 2 lasten, baut sich in dem zweiten Arbeitsraum 29.2 ein Druck auf. Der Schalter 41 gibt in der zweiten Stellung die zweite Hydraulikleitung 34.2 frei. Dadurch kann das im zweiten Arbeitsraum 29.2 befindliche Fluid verdrängt werden. Gleichzeitig wird frisches Fluid in den ersten Arbeitsraum 29.1 hineingesaugt. Das Exzenterelement 5 kann sich somit in Richtung des Pfeils 37 in Fig . 2 verdrehen. Kehrt sich eine Triebwerkskraft um, bevor der zweite Kolben 27.2 den durch einen zweiten Verschlussstopfen 38.2 gebildeten mechanischen Anschlag erreicht, kommt eine Eintauchbewegung kurzfristig zum Erliegen, bis wieder eine Druckkraft auf dem Pleuel 2 lastet. Eine Verdrehung des Exzenter- elements 5 in Gegenrichtung ist in dieser Phase nicht möglich, da der erste

Arbeitsraum 29.1 in der zweiten Stellung des Schalters 41 hinsichtlich des Einlasses von Hydraulikfluid verschlossen, d .h. nicht freigegeben, ist und der erste Kolben 27.1 nicht eintauchen kann. Bevorzugt entspricht ein Zustand des Pleuels 2, bei welchem der zweite Kolben 27.2 den zweiten Verschlussstopfen 38.2 erreicht hat, einem zweiten, niedrigen, Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1 und ein Zustand des Pleuels 2, bei welchem der erste Kolben 27.1 den ersten Verschlussstopfen 38.1 erreicht hat, einem ersten, hohen, Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1. Eine Zurückverdrehung des Exzenterelements 5 entgegengesetzt dem Pfeil 37 kann durch einen Zustand eingeleitet werden, bei welchem sich der Schalter 41 in der ersten Stellung, wie in Fig. 5 gezeigt, befindet. Dabei ist die erste Hydraulikleitung 34.1 freigegeben und das im ersten Arbeitsraum 29.1 befindliche Fluid kann verdrängt werden und der erste Kolben 27.1 bis zu dem ersten Verschlussstopfen 38.1 eintauchen. Je nach Auslegung von einem oder mehreren hydraulischen Widerständen und der Größe interner Triebwerkskräfte (Massen- und Gaskräfte) kann sich daher ein Eintauchvorgang über mehrere Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine (z. B. vier Takte pro Arbeitsspiel) erstrecken. Der hydraulische Widerstand wird vorzugsweise durch den zweiten Durchlass 46 und bei einer entge- gengesetzten Verstellung hin zu einem hohen Verdichtungsverhältnis durch den ersten Durchlass 45 gebildet. Bevorzugt ist bei der ersten Stellung des Schalters 41 eine Verstellung der Verbrennungskraftmaschine hin zu dem ersten Verdichtungsverhältnis und bei der zweiten Stellung des Schalters 41 eine Verstellung der Verbrennungskraftmaschine hin zu dem zweiten Verdichtungs- Verhältnis vorgesehen. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Schalter auch eine dritte Stellung aufweisen, bei welchem die erste Hydraulikleitung 34.1 und die zweite Hydraulikleitung 34.2 mittels des Schalters 41 verschlossen sind, d .h. nicht mit dem Ablauf 44 fluidleitend verbunden sind. In dieser dritten Stellung ist bevorzugt ein Verdichtungsverhältnis der Verbrennungs- kraftmaschine einstellbar, welches zwischen dem ersten, hohen, und dem zweiten, niedrigen Verdichtungsverhältnis liegt.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des entlang der Schnittlinie III-III aus Fig. 2 geschnittenen Pleuels 2. Fig. 7 zeigt weiterhin die erste Hydrauliklei- tung 34.1 und die zweite Hydraulikleitung 34.2, welche vom Pleuelkopf bis hin zum Pleuellagerdeckel verlaufen. Weiterhin ist ein Rastmechanismus 61 in Fig. 7 dargestellt. Der Rastmechanismus 61 weist eine Schraubenfeder 62, einen abgerundeten Rastkopf 63, welcher mittels der Schraubenfeder 62 gegen den Schalter 41 gedrückt wird, auf. Der Schalter 41 hat ein Fixierungs- element 64, welches am Schalter 41 angeordnet ist. Das Fixierungselement 64 ist in dieser Ausführungsform als eine mehrfach abgerundete Fläche, welche sich zur Fixierung des Rastkopfes 63 in der ersten oder zweiten Stellung des Schalters 41 jeweils in Richtung des Inneren des Schalters 41 wölbt. Das Fixierungselement 64 weist, wie in Fig. 4 gezeigt, eine erste Rastmulde 65 zum Fixieren des Schalters 41 in der ersten Stellung mittels des Rastkopfes 63 und eine zweite Rastmulde 66 zum Fixieren des Schalters 41 mittels des Rastkopfes 63 in der zweiten Stellung auf. Bevorzugt weist der Pleuellagerdeckel 52 eine Fluidpassage 67 auf, der einen Raum 68, welcher durch die Schraubenfeder 62 und den Rastkopf 63 begrenzt wird, mit einem Fluidfilm 69 verbindet, der sich zwischen dem großen Pleuellagerauge 9 und den Pleuellagerschalen 30 ausbildet. Mittels dieser Verbindung über den Fluidfilm 69 kann an dem Rastkopf 63 ein permanenter Fluiddruck anliegen. Dieser Fluiddruck kann eine Kraft der Schraubenfeder 62 unterstützen, welche den Rastkopf 63 auf das Fixierungselement 64 drückt. Mittels des Fluidfilms 69 kann daher die Schraubenfeder 62 niedriger dimensioniert werden. Fig. 7 zeigt des Weiteren, wie eine erste Fluidpassage 70 und eine zweite Fluidpassage 71 des Schalters 41 mit dem Ablauf 44 fluidleitend verbunden sind . Des Weiteren ist in Fig. 7 der zweite Durchlass 46 des Schalters 41 dargestellt. Bevorzugt weist der Pleuellagerdeckel 52 einen Anschlag 73 auf, welcher ein Durchrutschen des Schalters 41 durch den Pleuellagerdeckel 52 beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt verhindert.

Bezogen auf die Darstellung gemäß Fig . 7 soll nachfolgend kurz auf einige der Besonderheiten der Dichteigenschaften des Schalters 41 eingegangen werden. Die beiden Zuläufe 42, 43 des Schalters 41 müssen durch das Zusammenspiel der Außenseite des Schalters 41 mit der Innenseite der Aufnahmebohrung für den Schalter 41 im Pleuel 2 gegenüber einander abgedichtet sein, was durch entsprechende möglichst große Dichtlängen erzielt wird . So sollte also verhindert werden, dass Fluid, das aus der ersten Hydraulikleitung 34.1 in die Auf- nahmebohrung gelangt, nicht außen am Schalter 41 vorbei in die zweite Hydraulikleitung 34.2 abfließen kann. Denn die beiden Hydraulikleitungen müssen in den beiden Schalterstellungen möglichst gegeneinander abgeschottet sein. Auch darf Hydraulikflüssigkeit aus der in der jeweiligen Schalterstellung durch den Schalter 41 verschlossenen Hydraulikleitung nicht in den Ablauf gelangen. Auch hier muss also dafür gesorgt werden, dass es zu einer Abschottung kommt. Schließlich darf in den Hydraulikleitungen 34.1 und 34.2 anstehende Hydraulikflüssigkeit nicht ungehindert axial am Schalter 41 vorbei und damit aus dem Pleuel 2 herausfließen. Insoweit muss also der Schalter 41 an seiner Außenseite mit der Aufnahmebohrung Dichtflächen bilden, um die zuvor be- schriebenen Dichtigkeits-Randbedingungen einhalten zu können.

Fig. 8 zeigt den Rastkopf 63 in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 9 zeigt die Schraubenfeder 62, den Rastkopf 63, den Schalter 41 und den Anschlag 73 in einer Schnittansicht. Auf Basis der bisherigen Ausführungen über die Funktion des Pleuels 2 beim Verstellen des variablen Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1 werden im Folgenden weitere mögliche Ausführungen der einzelnen Komponenten des Schalters 41 und ein Zusammenwirken mit weiteren Komponenten des Pleuels 2 beschrieben.

Beispielsweise zeigt Fig . 4 den ersten Zulauf 42, mittels welchem das Fluid von der ersten Hydraulikleitung 34.1 zu dem Schalter 41 zugeführt wird . Das Fluid strömt, sofern der Schalter 41 sich in der ersten Stellung befindet, durch den ersten Durchlass 45 des ersten Zulaufs 42. Besonders vorteilhaft ist der erste Durchlass 45 als eine Bohrung innerhalb des ersten Zulaufes 42 ausgebildet. In vorteilhafter Weise kann der erste Zulauf 42 eine in den Schalter 41 versenkte erste Fläche 48 aufweisen. Die Fläche 48 kann besonders vorteilhaft eckig, beispielsweise als sechs-, acht-, zehn- oder zwölfkantige Fläche ausgeführt sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Fläche 48 auch eine kreisrunde Begrenzung aufweisen. Die abgesenkte Fläche 48 innerhalb des ersten Zulaufes 42 kann in vorteilhafter Weise eine Bohrvorrichtung zum Bohren des ersten Durchlasses 45 aufnehmen, welches eine Fertigung des ersten Durchlasses 45 vereinfacht. In gleicher Weise wie der erste Durchlass 45 ausgeführt ist, d. h. insbesondere mit der versenkten Fläche 48, kann der zweite Zulauf 43 ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist der Schalter 41 einstückig ausgeführt, d .h. beispielsweise aus einem Stück gefertigt. Ein einstückig ausgeführter Schalter 41 kann beispielsweise gegossen sein. In einer weiteren Ausführungsform kann der einstückig ausgebildete Schalter 41 aus einem Metallstück gefräst, gedreht und/oder gebohrt sein.

Fig. 4 zeigt weiterhin, wie die erste Fluidpassage 70 und die zweite Fluidpas- sage 71 in den Ablauf 44 übergehen. In dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Fluid von dem großen Pleuellagerauge über den Rastmechanismus 61 durch den Ablauf 44 fließt. Ein derartiges Durchfließen kann in vorteilhafter Weise einen Unterdruck an dem ersten Durchlass 45 oder dem zweiten Durchlass 46 und auch an dem ersten Zulauf 42 bzw. dem zweiten Zulauf 43, je nachdem, ob der Schalter 41 in der ersten Stellung bzw. in der zweiten Stel- lung steht, bewirken. Dieser Unterdruck kann insbesondere einen Abfluss aus der ersten Hydraulikleitung 34.1 bzw. der zweiten Hydraulikleitung 34.2 und damit auch einen Abfluss des Fluides aus dem ersten Arbeitsraum 29.1 bzw. 29.2, beschleunigen. Ein derartiges beschleunigtes Abfließen des Fluides aus den Hydraulikleitungen 34 und den Arbeitsräumen 29 kann ein Verstellen des Verstellmechanismus 3 beschleunigen, d. h. insbesondere die Anzahl der benötigten Arbeitsspiele der Verbrennungskraftmaschine 1 zum Schalten des Verstellmechanismus von der ersten zur zweiten Stellung, d. h. von einem ersten Verdichtungsverhältnis hin zu einem zweiten Verdichtungsverhältnis, und umgekehrt, erniedrigen.

In einer besonderen Ausgestaltung kann eine Anordnung des Schalters 41 im unteren Bereich des Pleuels 2, bevorzugt im Pleuellagerdeckel 52, in Verbindung mit zumindest einer Fluidpassage, der ersten Fluidpassage 70 und/oder der zweiten Fluidpassage 71, welche ein aus dem großen Pleuellagerauge kommenden Fluidstrom an dem ersten Durchlass 45 oder dem zweiten Durch- lass 46 vorbeileitet, ein beschleunigtes Abfließen des Fluides aus dem ersten Arbeitsraum 29.1 bzw. dem zweiten Arbeitsraum 29.2 bewirken. Weiterhin kann das Abfließen besonders vorteilhaft durch die Fliehkräfte, welche an dem unteren Ende des Pleuels 2, d. h. an dem Pleuellagerdeckel 52, wirken, verstärkt sein.

Aufgrund der Fign. 10 bis 23 wird nachfolgend die Erfindung nochmals anhand eines alternativ ausgebildeten Pleuels beschrieben.

Anhand von Fig . 10 soll nachfolgend kurz auf die wesentlichen Komponenten einer beispielhaft als Hubkolben-Brennkraftmaschine 110 ausgeführten Hubkolbenmaschine eingegangen werden, bei der das Verdichtungsverhältnis veränderbar ist, und zwar in zwei Stufen, wobei anzumerken ist, dass die Erfin- dung auf die Anzahl der einstellbaren Verdichtungsverhältnisse nicht beschränkt ist. Ferner ist die Erfindung nicht auf Brennkraftmaschinen beschränkt, sondern betrifft u. a. auch Verdichter, Pumpen odgl . in Form von Hubkolbenmaschinen. Die Brennkraftmaschine 110 weist ein Gehäuse 112 auf, in dem mindestens ein Zylinder 114 ausgebildet ist. In dem Zylinder 114 bewegt sich ein Verdich- tungskolben 116, der an einem Pleuel 118 mit Pleuelkörper 119 gelagert ist. Oberhalb des Verdichtungskolbens 116 befindet sich der Brennraum, in den ein Einlasskanal sowie ein Auslasskanal münden (in Fig. 1 nicht dargestellt). Der Pleuel 118 treibt in bekannter Weise eine Kurbelwelle an. Diese Kurbelwelle weist Gegengewichte (beides nicht dargestellt) mit Hubzapfen 130 auf, an denen die einzelnen Pleuel 118 gelagert sind. Das Kurbelwellenpleuellager 132 wird in bekannter Weise mit unter Druck stehendem Motoröl beaufschlagt und weist einen Schmiermittelpfad 133 auf. Das entsprechende Schmiermittelsys- tem weist eine Pumpe auf, die Motoröl aus dem Ölsumpf des Gehäuses ansaugt (nicht dargestellt). Neben der Schmierung dient das Motoröl auch der Kühlung beispielsweise der Lager der Brennkraftmaschine 110.

Wie anhand von Fig . 10 zu erkennen ist, befindet sich am oberen Ende des Pleuels 118, d. h. an dessen Verdichtungskolbenlager 134 ein (z. B. Exzenter- (Verstellelement 138) in Form eines Verstellhebels 139, der schwenkbar am Pleuel 118 gelagert ist. Exzentrisch zum Schwenkpunkt 140 des Verstellelements 138 ist der Zapfen 142 gelagert, der den Verdichtungskolben 116 trägt. Der Mittelpunkt des Zapfens 142 ist bei 144 gezeigt.

Durch Verschwenken des Verstellelements 138 verschiebt sich also der Verdichtungskolben 116 gegenüber dem Pleuel 118.

Der Verstellhebel 139 weist ein erstes Ende 146 und ein diesem abgewandtes zweites Ende 148 auf, an denen jeweils Kolbenstangen 150, 152 gelenkig gelagert sind . Die Kolbenstangen 150, 152 sind Teil zweier Zylinder/Kolben- Stützeinheiten 154, 156, von denen die erste Stützeinheit 154 einen im Pleuel 118 ausgebildeten ersten Stützzylinder 158 mit einem in diesem verschiebbar geführten erste Stützkolben 160 aufweist, während die zweite Stützeinheit 156 einen zweiten Stützzylinder 162 mit in diesem geführten zweiten Stützkolben 164 aufweist. Diese beiden Stützeinheiten 154, 156 dienen der Verriegelung des Verstellelements 138 in seinen beiden

Maximalverschwenkpositionen, in denen jeweils ein anderer der beiden Stützkolben 160, 164 am Boden 166 bzw. 168 des jeweiligen Stützzylinders 158 bzw. 162 anliegt.

Zwischen dem Stützkolben und dem Boden des zugehörigen Stützzylinders einer jeden Stützeinheit 154, 156 bildet sich der Arbeitsraum 170 bzw. 172, in den bzw. aus dem Hydraulikfluid gelangt bzw. abgeführt wird, wenn das Verdichtungsverhältnis verstellt wird . Hierzu mündet in jeden der beiden Arbeitsräume 170, 172 jeweils ein Hydraulikkanal 174 bzw. 176 ein. Über einen hydraulischen Schaltkreis 180 mit beispielsweise Drosseln bzw. Blenden 182, 184, Rückschlagventilen 186, 188 sowie einem Umschaltelement 190 sind die bei- den Arbeitsräume 170, 172 miteinander verschaltet, so dass die gewünschte Verstellung des Verdichtungsverhältnisses von einem hohen auf einen niedrigen Wert oder umgekehrt erfolgen kann. Der Hydraulikschaltkreis ist dabei über den Hydraulikablaufkanal 192 mit dem Pleuellager 132 und somit mit dem Schmiermittelpfad 133 des Pleuellagers 132 verbunden. Somit wird der Hydraulikkreislauf letztendlich mit Motoröl versorgt.

Bei dem Umschaltelement 190 handelt es sich um ein 2/3-Wegeventil, also um ein Ventil, das zwei Schaltstellungen einnehmen kann und drei Anschlüsse aufweist. Die drei Anschlüsse werden in den zwei Schaltstellungen in unter- schiedlicher Weise miteinander verbunden bzw. untereinander blockiert. Die Betätigung des Umschaltelements 190 erfolgt beispielsweise mechanisch, elektrisch, magnetisch oder hydraulisch und zwar immer dann, wenn das Verdichtungsverhältnis von dem einen Wert auf den anderen Wert verändert werden soll . Die konstruktive Lösung zur Verstellung des Umschaltelements 190 ist nicht Gegenstand der Erfindung und soll hier daher auch nicht weiter beschrieben werden. Beispiele für diesbezügliche Konstruktionen sind in WO-A- 2014/019683 und WO-A-2014/019684 beschrieben.

Die Besonderheit des Pleuels 118 besteht darin, dass das Umschaltelement 190 vom Hydraulikfluid durchströmt ist, und zwar entsprechend der Hydraulik- fluidströmungen durch den Hydraulikschaltkreis 180 gemäß Fig. 12. Wie bereits oben erwähnt, sind im Pleuelkörper 119 die beiden Hydraulikkanäle 174, 176 ausgebildet, die am unteren Ende des Pleuelkörpers 119 in einen Aufnahmeraum 193 einmünden, der als zylindrische Bohrung quer durch den Pleuel- körper 119 verlaufend ausgebildet ist. In diesem Aufnahmeraum 193 ist das Umschaltelement 190 verschiebbar geführt. Dabei liegt die Außenseite 194 des Umschaltelements 190 fluiddichtend an der Innenseite 196 des Aufnahmeraums 193 an.

Zwischen dem Kurbelwellenpleuellager 132 und dem Aufnahmeraum 193 erstreckt sich ein Hydraulikablaufkanal 198, in den zu beiden Seiten Verbindungskanäle 200, 202 einmünden, die von den ersten und zweiten Hydraulikkanälen 174, 176 abzweigen. In diesen Verbindungskanälen 200, 202 befinden sich die Rückschlagventile 186, 188 des Hydraulikschaltkreises 180 (siehe Fig . 12).

Das Umschaltelement 190 hat nun die Aufgabe, in Abhängigkeit von seiner Bewegungsposition (erste oder zweite Endstellung) entweder den ersten Hyd- raulikkanal 174 mit dem Hydraulikablaufkanal 198 zu verbinden und den zweiten Hydraulikkanal 176 zu sperren oder aber den zweiten Hydraulikkanal 176 mit dem Hydraulikablaufkanal 198 zu verbinden und den ersten Hydraulikkanal 174 zu versperren . Dazu ist das Umschaltelement 190 mit einer ersten und einer zweiten Einlassbohrung sowie mindestens einer Auslassbohrung verse- hen, was nachfolgend anhand der Fign. 15 bis 17 erläutert werden wird.

Das Umschaltelement 190 weist eine innenliegende Kammer 204 auf, in die die erste und die zweite Einlassbohrung 206, 208 mündet. Von der Kammer 204 aus erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel zwei Auslassbohrungen 210, von denen jede in einer anderen von zwei Rastmulden 212, 214 endet. Das Umschaltelement 190 weist in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb der Kammer 204 eine zur Außenseite 194 des Umschaltelements 190 hin offenen Aussparung 216 auf, in der sich ein Bewegungsbegrenzungsstift 218 befindet, der über die Außenseite 194 des Umschaltelements 190 übersteht. Dieser Be- wegungsbegrenzungsstift 218 begrenzt die Lateralbewegung des Umschaltelements 190 in dessen beiden Endstellungen und ist in eine Nut bzw. Aussparung 220 am unteren Ende des Pleuelkörpers 119 angeordnet (siehe auch die Fign. 18 bis 23). Während die Stirnenden der Nut bzw. Aussparung 220 die beiden Endstellungen des Umschaltelements 190 definieren, sorgt ein Rastmechanismus 222 für die Arretierung des Umschaltelements 190 in der jeweiligen Endstellung . Hier- zu befindet sich im Hydraulikablaufkanal 198 ein Rastelement 224 mit einer sphärischen Vorderseite 226, mit der das Rastelement 224 in den Aufnahmeraum 193 eintaucht. Im Hydraulikablaufkanal 198 befindet sich eine Schraubenfeder 228, die an der Rückseite 229 des Rastelements 224 anliegt und die- ses gegen die Außenseite 194 des Umschaltelements 190 drückt. In den beiden Endstellungen des Umschaltelements 190 taucht das Rastelement 224 in jeweils eine der beiden Rastmulden 212, 214 ein. Die sphärische Vorderseite 226 des Rastelements 224 dichtet dabei die in die betreffende Rastmulde, 212, 214 einmündende Auslassbohrung 210 nicht ab, so dass seitlich an dem Rastelement 224 vorbei eine Fluidverbindung zwischen der betreffenden Auslassbohrung 210 und dem Hydraulikablaufkanal 198 besteht. Diese Fluidverbindung wird des Weiteren unterstützt bzw. verbessert durch in das Rastelement 224 eingebrachte Hydraulikbohrungen 230, die auf der Rückseite des Rastelements 224 in einem Bereich enden, der mit dem innenliegenden Be- reich der Spiralfeder 228 fluchtet bzw. von dieser umgeben ist.

Anhand der Fign. 18 bis 20 wird deutlich, dass in der einen Endstellung des Umschaltelements 190 der erste Hydraulikkanal 174 über das Umschaltelement 190 mit dem Hydraulikablaufkanal 189 in Fluidverbindung steht, wäh- rend der zweite Hydraulikkanal 176 durch das Umschaltelement 190 versperrt wird. Die Fign. 21 bis 23 zeigen die Situation, in der sich das Umschaltelement 190 in der anderen Endstellung befindet, in der der zweite Hydraulikkanal 176 in Fluidverbindung mit dem Hydraulikablaufkanal 198 steht, und zwar unter Zwischenschaltung des Umschaltelements 190, das dabei den ersten Hydrau- likkanal 174 versperrt.

Für die Abdichtung bzw. Abschottung der beiden Hydraulikkanäle 174, 176 gegenüber den offenen Enden des Aufnahmeraums 192 sowie gegenüber dem Hydraulikablaufkanal 198 ist das Zusammenspiel der Außenseite 194 des Um- schaltelements 190 mit der Innenseite 196 des Aufnahmeraums 192 von Bedeutung . Hier müssen die Dichtlängen entsprechend dimensioniert werden. Die Dichtlängen beschreiben die Länge der Fluidpassagen um das Umschaltelement 190 herum und innerhalb des zylindrischen Aufnahmeraums 192, entlang derer Fluid aus den Fluidkanälen 174, 176 strömen kann.

Von Bedeutung ist ferner die Tatsache, dass durch Ausbildung der Einlassbohrungen 206, 208 dem Umschaltelement 190 die Funktionen der Blenden 182, 184 des Hydraulikschaltkreises 180 zugeordnet werden können. Wie insbesondere anhand der Fign . 15 bis 18 sowie 21 zu erkennen ist, sind die Einlassbohrungen 206, 208 verengt, also abschnittsweise mit einem Querschnitt mit einer Größe versehen, die für die Einhaltung der jeweils maximal zulässigen Strömungsgeschwindigkeit von Fluid durch den Hydraulikschaltkreis 180 sorgt, und zwar in Abhängigkeit davon, durch welche der beiden Einlassbohrungen 206, 208 in Abhängigkeit von der Stellung des Umschaltelements 190 Fluid einströmt. Das Umschaltelement 190 erfüllt also erfindungsgemäß nicht lediglich die Funktion eines in diesem Ausführungsbeispiel als Zwei/Drei-Wegeventils ausgebildeten Elements, sondern übernimmt darüber hinaus die Funktionen der beiden Blenden 182, 184 und des Ablaufs von Fluid in dem Hydraulikschaltkreis 180 zum Kurbelwellenpleuellager 132.

In den Fign. 1 bis 9 einerseits und in den Fign. 10 bis 23 andererseits sind zwei Varianten der Ausgestaltung eines Schalters bzw. eines Umschaltelements gezeigt und in den zugehörigen Figurenbeschreibungsteilen offenbart, die von Fluid des Hydraulikschaltkreises durchströmt sind und mit Blenden- funktionen versehen sind. Beiden Varianten gemeinsam ist die Dichtwirkung durch das Zusammenspiel der Außenseite des Schalters/Umschaltelements mit der Innenseite der Öffnung bzw. des Aufnahmeraums im Pleuel, in die bzw. in den der Schalter bzw. das Umschaltelement eingesetzt ist. Im Falle des Schalters gemäß den Fign . 1 bis 9 gelangt das Fluid aus dem Ablauf 44, der zur Au- ßenseite des Schalters hin offen ist und in den der Bewegungsbegrenzungsstift hineinragt (siehe Anschlage 73 in Fig. 7), der die Schalterbewegung in den beiden Endstellungen begrenzt.

In äquivalenter Ausgestaltung zur Bewegungsbegrenzung des Schalters des Pleuels gemäß den Fign. 1 bis 9 weist das Umschaltelement 190 des Pleuels nach den Fign. 10 bis 23 den Bewegungsbegrenzungsstift 218 auf, der dementsprechend in die im Pleuel ausgebildete Nut 220 eintaucht. Der Abfluss vom Fluid vom Umschaltelement 190 weg könnte z. B. auch über eine (axiale) Bohrung des Bewegungsbegrenzungsstifts 218 erfolgen; diese Bohrung bildet dann den Hydraulikablaufkanal. Die Besonderheiten des Rastmechanismus für das Umschaltelement 190 des Pleuels nach den Fign. 10 bis 23, insbesondere die Hydraulikbohrungen im Rastelement, lassen sich ebenso auch beim Rastmechanismus des Pleuels gemäß den Fign. 1 bis 9 realisieren .

Die Erfindung lässt sich ferner alternativ durch eine der nachfolgend genannten Merkmalsgruppen umschreiben, wobei die Merkmalsgruppen beliebig miteinander kombinierbar sind und auch einzelne Merkmale einer Merkmalsgruppe mit ein oder mehreren Merkmalen einer oder mehrerer anderer Merkmals- gruppen und/oder einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind.

Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis und einem Pleuel 2 aufweisend einen Verstellmechanismus 3 zum Verstellen des einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnisses, mit einer ersten Hydraulikleitung 34.1, einer zweiten Hydraulikleitung 34.2, mit einem Hydraulikablauf und einem Schalter 41 zum Schalten des Verstellmechanismus 3, wobei der Schalter 41 an dem Pleuel 2 angeordnet ist und einen ersten Zulauf 42, einen zweiten Zulauf 43 und einen Ablauf 44 aufweist und in einer ersten Stellung des Schalters 41 die erste Hydraulikleitung 34.1 mit dem Hydraulikablauf über den ersten Zulauf und den Ablauf fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikleitung 34.2 und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist und in einer zweiten Stellung des Schalters die zweite Hydraulikleitung 34.2 mit dem Hydraulikablauf über den zweiten Zulauf 43 und den Ablauf 44 fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung 34.1 und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter 41 eine Dichtfläche 47 und der erste Zulauf 42 einen ersten Durchlass 45 und der zweite Zulauf 43 einen zweiten Durchlass 46 hat, wobei die Dichtfläche 47 den ersten Zulauf 42 von dem zweiten Zulauf 43 abgrenzt und der Schalter 41 und der Pleuel 2 relativ zueinander beweglich sind und sich der erste Durchlass 45 und der zweite Durchlass 46 beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt mit dem Schalter 41 mitbewegt.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach Ziffer 1, wobei sich der erste Durch- lass 45 und der zweite Durchlass 46 beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung mit dem Schalter (41) synchron mitbewegen.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach Ziffer 1 oder 2, wobei sich der gesamte Schalter 41 beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung bewegt.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach einer der vorhergehenden Ziffern, wobei der erste Durchlass 45 gegenüber dem zweiten Durchlass 46 eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweist.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach einer der vorhergehenden Ziffern, wobei die Dichtfläche 47 unmittelbar an dem Pleuel 2 angrenzt und mit einer Gleitfläche des Pleuels zusammenwirkend eine Gleitrichtung des Schalters 41 beim Schalten von der ersten zur zweiten Stellung und umgekehrt vorgibt.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach einer der vorhergehenden Ziffern, wobei der Schalter 41 ein Fixierungselement 64 zum Fixieren des Schalters 41 in der ersten Stellung und bevorzugt in der zweiten Stellung hat.

Verbrennungskraftmaschine 1 nach Ziffer 6, wobei das Fixierungselement 64 eine Blockade für eine Drehung des Schalters 41, bevorzugt parallel zu einer Bewegungsrichtung des Schalters 41 beim Schalten von der ersten Stellung zur zweiten Stellung und umgekehrt, aufweist.

Verfahren zur Montage einer Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnis, einem Pleuel 2, aufweisend ein kleines Pleuellagerauge 6, ein großes Pleuellagerauge 9 und einen Pleuellagerdeckel 52, und einer Kurbelwelle, wobei der Pleuel einen Verstellmechanismus 3 zum Verstellen des einstellbaren variablen Verdichtungsverhältnisses, eine erste Hydraulikleitung 34.1, eine zweite Hydraulikleitung 34.2, einen Hydraulikablauf und einen Schalter 41 zum Schalten des Verstellmechanismus 3 aufweist, wobei der Schalter 41 an dem Pleuel 2 angeordnet ist und einen ersten Zulauf 42, einen zweiten Zulauf 43 und einen Ablauf 44 aufweist und in einer ersten Stellung des Schalters die erste Hydraulikleitung 34.1 mit dem Hydraulikablauf über den ersten Zulauf 42 und den Ablauf 44 fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikleitung 34.2 und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist und in einer zweiten Stellung des Schalters 41 die zweite Hydraulikleitung 34.2 mit dem Hydraulikablauf über den zweiten Zulauf 43 und den Ablauf 44 fluidleitend verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung 34.1 und dem Hydraulikablauf unterbrochen ist, mit den folgenden Schritten :

Einsetzen des Schalters 41 mit dem ersten Zulauf 42, einem ersten Durchlass 45, dem zweiten Zulauf 43 und einem zweiten Durchlass 46 in den Pleuellagerdeckel,

Einsetzen des Pleuels 2 in die Verbrennungskraftmaschine 1,

Zusammensetzen des Pleuelfußes mit dem Pleuellagerdeckel 52.

Verfahren nach Ziffer 8, wobei an dem Pleuellagerdeckel 52 eine erste Bohrung als Aufnahme für den Schalter 41 eingearbeitet wird.

Verfahren nach Ziffer 8 oder 9, wobei an dem Pleuellagerdeckel 52 eine zweite Bohrung als Aufnahme für eine Rastierungsvorrichtung 61 eingearbeitet wird.

Verfahren nach einem der Ziffern 8 bis 11, wobei die zweite Bohrung in die erste Bohrung mündet.

Verfahren nach einem der Ziffern 8 bis 12, wobei der erste Durchlass 45 und/oder der zweite Durchlass 46 in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 1, vorzugsweise ei- nem Druck in Stützkammern der Verbrennungskraftmaschine 1, ange- passt wird .

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

1 Verbrennungskraftmaschine

2 Pleuel

3 Verstell mechanismus

4 Kurbelzapfen

4.1 Fluidkanal

4.2 Lagerschalen

5 Exzenterelement

6 kleines Pleuellagerauge

9 großes Pleuellagerauge

18 Bohrung

19 Verzahnung

20 Hebelsystem

21 Hebel

22 Hebel

23 Ausnehmung

24 Verbindungsgelenke

25 Stangen

26 Stützzylinderbohrungen

27.1 Kolben

27.2 Kolben

28 Rückschlagventile

29.1 Arbeitsraum

29.2 Arbeitsraum

30 Pleuellagerschalen

31 Durchbrüche

34 Hydraulikleitung

34.1 Hydraulikleitung

34.2 Hydraulikleitung

35 Verbindungskanäle

37 Pfeil

38.1 Verschlussstopfen

38.2 Verschlussstopfen

41 Schalter

42 erster Zulauf

43 zweiter Zulauf

44 Ablauf

45 erster Durchlass

46 zweiter Durchlass

47 Dichtfläche

48 Fläche

49 Betätigungselement

51 Pleuelfuß

52 Pleuellagerdeckel

61 Rastmechanismus

62 Schraubenfeder

63 Rastkopf

64 Fixierungselement

65 Rastmulde 66 Rastmulde

67 Fluidpassage

68 Raum

69 Fluidfilm

70 Fluidpassage

71 Fluidpassage

73 Anschlag

110 Hubkolben-Brennkraftmaschine

112 Gehäuse

114 Zylinder

116 Verdichtungskolben

118 Pleuel

119 Pleuelkörper

130 Hubzapfen

132 Kurbelwellenpleuellager

133 Schmiermittelpfad

134 Verdichtungskolbenlager

138 Exzenter-(Verstellelement)

139 Verstellhebel

140 Schwenkpunkt

142 Zapfen

146 Ende

148 Ende

150 Kolbenstange

152 Kolbenstange

154 Zylinder/Kolben-Stützeinheit

156 Zylinder/Kolben-Stützeinheit

158 Stützzylinder

160 Stützkolben

162 Stützzylinder

164 Stützkolben

166 Boden

168 Boden

170 Arbeitsraum

172 Arbeitsraum

174 Hydraulikkanal

176 Hydraulikkanal

180 Hydraulikschaltkreis

182 Blenden

184 Blenden

186 Rückschlagventil

188 Rückschlagventil

189 Hydraulikablaufkanal

190 Umschaltelement

192 Hydraulikablaufkanal

193 Aufnahmeraum

194 Außenseite des Umschaltelements

196 Innenseite des Aufnahmeraums

198 Hydraulikablaufkanal

200 Verbindungskanal 202 Verbindungskanal

204 Kammer im Umschaltelement

206 Einlassbohrung des Umschaltelements

208 Einlassbohrung des Umschaltelements

210 Auslassbohrung des Umschaltelements

212 Rastmulde des Umschaltelements

214 Rastmulde des Umschaltelements

216 Aussparung im Umschaltelement für die Aufnahme des Bewegungs- begrenzungsstifts

218 Bewegungsbegrenzungsstift

220 Aussparung/Nut

222 Rastmechanismus

224 Rastelement

226 Vorderseite des Rastelements

228 Schraubenfeder

229 Rückseite des Rastelements

230 Hydraulikbohrungen im Rastelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Hubkolbenmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, mit

einem Gehäuse (112), in dem mindestens ein Zylinderhohlraum (114) ausgebildet und eine Kurbelwelle angeordnet ist,

mindestens einem Verdichtungskolben (116), der in dem Zylinderhohlraum (114) vor- und zurückbewegbar geführt ist, und einem Pleuel (118), der einen Pleuelkörper (119) zur Verbindung der Kurbelwelle mit dem mindestens einen Verdichtungskolben (116) aufweist,

wobei der Pleuelkörper (119) versehen ist mit

einem ersten Lager für den Verdichtungskolben (116), einem zweiten Lager für die Kurbelwelle,

einem Verstellelement (138) zum Verstellen des ersten und/oder des zweiten Lagers zwecks Veränderung des Ab- stands beider Lager zur Einstellung eines von mindestens zwe verschiedenen Verdichtungsverhältnissen und

einem mit dem Verstellelement (138) in Wirkverbindung stehenden, hydraulisch arbeitenden Verstellmechanismus zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben des Verstellelements (138),

wobei der Verstellmechanismus ferner aufweist

einen ersten und einen zweiten jeweils in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Hydraulikkanal (174, 176), einen ebenfalls in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Hydraulikablaufkanal (198),

ein Umschaltelement (190), das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung bewegbar in einem in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Aufnahmeraum (193) angeordnet ist und eine erste Einlassbohrung (206), eine zweite Einlassbohrung (208) sowie eine Auslassbohrung (210) aufweist, die über eine in dem Um schaltelement (190) ausgebildete Kammer (204) in Fluid- verbindung miteinander stehen,

wobei die beiden Hydraulikkanäle (174, 176) und der Hydraulikablaufkanal (198) in den Aufnahmeraum (193) des Pleuelkörpers (119) münden und das Umschaltelement (190) an seiner an der Innenseite (196) des Aufnahmeraums (193) anliegenden Außenseite (194) zusammen mit der Innenseite (196) des Aufnahmeraums (193) eine zwischen den beiden Einlassbohrungen (206, 208) sowie der Auslassbohrung (210) wirkende Dichtung bildet,

wobei in der ersten Endstellung des Umschaltelements (190) der erste Hydraulikkanal (174) über die erste Einlassbohrung (206), die Kammer (204) und die Auslassbohrung (2010) des Umschaltelements (190) mit dem Hydraulikablaufkanal (198) in Fluidverbindung steht, während der zweite Hydraulikkanal (176) durch das Umschaltelement (190) versperrt ist, und

wobei in der zweiten Endstellung des Umschaltelements (190) der zweite Hydraulikkanal (176) über die zweite Einlassbohrung (208), die Kammer (204) und die Auslassbohrung (210) des Umschaltelements (190) mit dem Hydraulikablaufkanal (198) in Fluidverbindung steht, während der erste Hydraulikkanal (174) durch das Umschaltelement (190) versperrt ist.

Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einlassbohrungen (206, 208) des Umschaltelements (190) jeweils eine Querschnittsfläche aufweisen, deren Größe zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit von Hydraulikflüssigkeit durch den in den beiden Endstellungen des Umschaltelements (190) jeweils mit einer der beiden Einlassbohrungen (206, 208) des Umschaltelements (190) in Fluidverbindung stehenden Hydraulikkanal (174, 176) gewählt ist.

Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Rastmechanismus (222) zum rastenden Fixieren des Umschaltelements (190) in jeder seiner beiden Endstellungen gegen ungewollte Bewegungen aus der jeweiligen Endstellung.

4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus (222) ein federbelastetes Rastelement (224) aufweist, das in dem Hydraulikablaufkanal (198) angeordnet sowie in Richtung auf den Aufnahmeraum (193) des Pleuelkörpers (119) vorgespannt ist und in diesen teilweise hineinragt, dass das Umschaltelement (190) an seiner Außenseite (194) zwei Rastmulden (2212, 214) aufweist, von denen die eine das Rastelement (224) in der ersten Endstellung des Umschaltelements (190) und die andere das Rastelement (224) in der zweiten Endstellung des Umschaltelements (190) aufnimmt, und dass in jeder Rastmulde (212, 214) eine in Fluidverbindung mit der Kammer (204) des Umschaltelements (190) stehende Auslassbohrung (210) des Umschaltelements (190) endet.

5. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (224) eine dem Aufnahmeraum (193) zugewandte sphärisch ausgebildete Vorderseite (226) und eine dieser abgewandte Rückseite (229) aufweist, an der eine sich im Hydraulikablaufkanal (198) abstützende Schraubenfeder (228) anliegt, und dass an und/oder in dem Rastelement (224) eine einen Fluidtransfer von der Vorderseite (226) des Rastelements (224) zu dessen Rückseite (229) ermöglichende Struktur ausgebildet ist, die sich von verschiedenen Stellen der Vorderseite (226) des Rastelements (224) aus bis in einen von der Schraubenfeder (228) umgebenen Bereich der Rückseite (229) des Rastelements (224) erstrecken, wobei der Fluidtransfer zu einem von der Schraubenfeder (228) umgebenden Bereich der Rückseite (229) des Rastelements (224) erfolgt.

6. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass entweder das Umschaltelement (190) oder der Pleuelkörper (119) eine Nut (220) aufweist, in die ein Bewegungsbegrenzungsstift (218) zur Begrenzung der Bewegung des Umschaltelements (190) in dessen beiden Endstellungen hineinragt, wobei der Bewegungsbegrenzungs- stift (218) entweder über die Innenseite (196) des Aufnahmeraums (193) des Pleuelkörpers (119) oder über die Außenseite (194) des Umschaltelements (190) vorsteht.

Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (193) des Pleuelkörpers (119) hohlzylindrisch und mit offenen Stirnseiten ausgebildet ist und dass das Umschaltelement (190) als Bolzen ausgeführt ist, der in dem hohlzylindrischen Aufnahmeraum (193) lateral vor- und zurückverschiebbar angeordnet ist, wobei das Umschaltelement (190) in jeder seiner beiden Endstellungen mit einem anderen seiner beiden axialen Enden über den Pleuelkörper (119) vorsteht.

Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Hydraulikablaufkanal (198) in einem der beiden Lage des Pleuelkörpers (119) endet.

9. Pleuel für eine Hubkolbenmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, insbesondere Verbrennungskraftmaschine, mit

- einem Pleuelkörper (119), der versehen ist mit

einem ersten Lager für einen Verdichtungskolben (116) der Hubkolbenmaschine,

einem zweiten Lager für eine Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine,

- einem Verstellelement (138) zum Verstellen des ersten und/oder des zweiten Lagers zwecks Veränderung des Ab- stands beider Lager zur Einstellung eines von mindestens zwei verschiedenen Verdichtungsverhältnissen und

einem mit dem Verstellelement (138) in Wirkverbindung ste- henden, hydraulisch arbeitenden Verstellmechanismus zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben des Verstellelements (138),

wobei der Verstellmechanismus ferner aufweist einen ersten und einen zweiten jeweils in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Hydraulikkanal (174, 176), einen ebenfalls in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Hydraulikablaufkanal (198),

ein Umschaltelement (190), das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung bewegbar in einem in dem Pleuelkörper (119) ausgebildeten Aufnahmeraum (193) angeordnet ist und eine erste Einlassbohrung (206), eine zweite Einlassbohrung (208) sowie eine Auslassbohrung (210) aufweist, die über eine in dem Umschaltelement (190) ausgebildete Kammer (204) in Fluidverbindung miteinander stehen,

wobei in der zweiten Endstellung des Umschaltelements (190) der zweite Hydraulikkanal (176) über die zweite Einlassbohrung (208), die Kammer (204) und die Auslassbohrung (210) des Umschaltelements (190) mit dem Hydraulikablaufkanal (198) in Fluidverbindung steht, während der erste Hydraulikkanal (174) durch das Umschaltelement (190) versperrt ist. Pleuel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einlassbohrungen (206, 208) des Umschaltelements (190) jeweils eine Querschnittsfläche aufweisen, deren Größe zur Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit von Hydraulikflüssigkeit durch den in den beiden Endstellungen des Umschaltelements (190) jeweils mit einer der beiden Einlassbohrungen (206, 208) des Umschaltelements (190) in Fluidverbin- dung stehenden Hydraulikkanal (174, 176) gewählt ist.

Pleuel nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Rastmechanismus (222) zum rastenden Fixieren des Umschaltelements (190) in jeder seiner beiden Endstellungen gegen ungewollte Bewegungen aus der jeweiligen Endstellung .

Pleuel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus (222) ein federbelastetes Rastelement (224) aufweist, das in dem Hydraulikablaufkanal (198) angeordnet sowie in Richtung auf den Aufnahmeraum (193) des Pleuelkörpers (119) vorgespannt ist und in diesen teilweise hineinragt, dass das Umschaltelement (190) an seiner Außenseite (194) zwei Rastmulden (2212, 214) aufweist, von denen die eine das Rastelement (224) in der ersten Endstellung des Umschaltelements (190) und die andere das Rastelement (224) in der zweiten Endstellung des Umschaltelements (190) aufnimmt, und dass in jeder Rastmulde (212, 214) eine in Fluidverbindung mit der Kammer (204) des Umschaltelements (190) stehende Auslassbohrung (210) des Umschaltelements (190) endet.

Pleuel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (224) eine dem Aufnahmeraum (193) zugewandte sphärisch ausgebildete Vorderseite (226) und eine dieser abgewandte Rückseite (229) aufweist, an der eine sich im Hydraulikablaufkanal (198) abstützende Schraubenfeder (228) anliegt, und dass in dem Rastelement (224) mehrere Hydraulikbohrungen (230) ausgebildet sind, die sich von verschiedenen Stellen der Vorderseite (226) des Rastelements (224) aus bis in einen von der Schraubenfeder (228) umgebenen Bereich der Rückseite (229) des Rastelements (224) erstrecken.

14. Pleuel nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass entweder das Umschaltelement (190) oder der Pleuelkörper (119) eine Nut (220) aufweist, in die ein Bewegungsbegrenzungsstift (218) zur Begrenzung der Bewegung des Umschaltelements (190) in dessen beiden Endstellungen hineinragt, wobei der Bewegungsbegrenzungsstift (218) entweder über die Innenseite (196) des Aufnahmeraums (193) des Pleuelkörpers (119) oder über die Außenseite (194) des Umschaltelements (190) vorsteht.

15. Pleuel nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (193) des Pleuelkörpers (119) hohlzylindrisch und mit offenen Stirnseiten ausgebildet ist und dass das Umschaltelement (190) als Bolzen ausgeführt ist, der in dem hohlzylindrischen Aufnahmeraum (193) lateral vor- und zurückverschiebbar angeordnet ist, wobei das Umschaltelement (190) in jeder seiner beiden Endstellungen mit einem anderen seiner beiden axialen Enden über den Pleuelkörper (119) vorsteht.

16. Pleuel nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikablaufkanal (198) in einem der beiden Lager des Pleuelkörpers (119) endet.