WO2018014906A1

WO2018014906A1 - Hydraulisch betätigtes wegeventil und pleuel für eine hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem verdichtungsverhältnis

Info

Publication number: WO2018014906A1
Application number: PCT/DE2017/100553
Authority: WO
Inventors: Markus Popp; Andreas Nendel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2018-01-25
Also published as: DE102016213032A1; DE102016213032B4

Abstract

Ein hydraulisch betätigtes Wegeventil (26) für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine weist einen in einer Führungsbohrung (73) längsverschiebbaren, über einen Steuerdruck eines Druckmittels in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber (71) auf, dessen Steuerkanten mit Arbeitsanschlüssen (75, 76), die mit der Verstellvorrichtung verbunden sind, zusammenwirken. Dabei ist das Wegeventil (26) in einer Aufnahmebohrung (69) eines Pleuels (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine anordenbar. Zur Verbesserung der Umschaltfunktionen der Verstelleinrichtung und dabei insbesondere die Ansteuerung des Wegeventils soll das Wegeventil (26) zwei Steuerräume (50, 50a) aufweisen, die über Steuerleitungen mit zumindest einem Schaltventil verbunden sind, wobei der Steuerschieber (71) abwechselnd an einer seiner beiden voneinander abgewandten, axial gerichteten Stirnflächen (72, 72a) mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Hydraulisch betätigtes Wegeventil und Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraft- maschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis

Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigtes Wegeventil für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkol- benbrennkraftmaschine mit einem in einer Gehäusebohrung längsverschiebbaren, über einen Steuerdruck eines Druckmittels in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Ventilschieber, dessen Steuerkanten mit Arbeitsanschlüssen, die mit der Verstellvorrichtung verbunden sind, zusammenwirken, wobei das Wegeventil in einer Aufnahmebohrung eines Pleuels der Hubkolbenbrennkraftmaschine anorden- bar ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschi- ne mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, dessen effektive Länge zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung, die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Exzenterkörper, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume von Stützzylindern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar geführt ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenterkörper verbinden, aufweist, wobei die Stelleinrichtung über ein Wegeventil verstellbar und in ihren Verstellpositionen hydraulisch verriegelbar ist. Stand der Technik

Mit dem Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ε ist das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zum Volumen des Kompressi- onsraumes bezeichnet. Durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses kann der Wirkungsgrad der Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteigert werden, woraus insgesamt eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine resultiert. Allerdings ist zu berücksichtigen, bei fremdgezün- deten Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Voll lastbetrieb deren Klopfneigung zunimmt.

Bei dem Klopfen handelt es sich um eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches. Demgegenüber könnte das Verdichtungsverhältnis im Teillast- betrieb, in welchem die Füllung geringer ist, zur Verbesserung des entsprechenden Teillastwirkungsgrades erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit einem gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben.

Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgege- ben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis generell in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Betriebspunk- ten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.

Es sind aus dem Stand der Technik unter anderem Vorrichtungen bekannt, die eine Verstellung des Abstandes zwischen einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einem Kolbenbolzen vornehmen. Es handelt sich dabei um unterschiedliche Vorrich- tungen, nämlich um solche, mit denen die Lage des Kolbens gegenüber dem Pleuel veränderbar ist, oder um solche, die eine Lageänderung des Pleuels gegenüber der Kurbelwelle vornehmen. Dabei steht das Pleuel über einen am Pleuelauge vorgesehenen verstellbaren Exzenter, in welchem ein Kolbenbolzenlager und ein Kolbenbolzen angeordnet sind, mit dem Kolben in Verbindung. Der entsprechende Exzenter wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel einerseits und dem Kolbenbolzen oder dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Massen- und Lastkräfte, verstellt. Im Arbeitstakt der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Dabei ist es zweckmäßig, den Exzenter mit zwei Stellkolben zu verbinden, die an diesem zu dessen Verdrehung sowie hydraulischer Verriegelung über Laschen angreifen. Somit kann durch die Stellkolben die Drehbewegung unterstützt und eine Rückstellung des Exzenters, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenter übertragenen Kräfte auftreten kann, vermieden werden. Die jeweilige Funktion der Stellkolben ist dabei durch ein Wegeventil einstellbar, das hydraulisch oder mechanisch betätigt wird und im Falle einer hydraulischen Betätigung über eine Fluidleitung mit Druckmittel aus einem Pleuellager versorgt wird. Eine Anordnung zur Druckmittelübertragung zwischen einer Kurbelwelle und einem auf einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle gelagerten Pleuellagergehäuse für eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine sowie ein mit der Vorrichtung versehenes Pleuel der im jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 10 beschriebenen Gattung sind aus der DE 10 2013 11 1 616 A1 bekannt. Danach ist eine in einem Pleuelauge eines Pleuels angeordnete Exzentereinrichtung mit einer exzentrischen Kolbenbolzenbohrung versehen, wobei die Exzentereinrichtung diametral verlaufende Laschen aufweist, an denen über Exzenterstangen Kolben angreifen. Führungszylinder, die diese Kolben aufnehmen, werden über Ölzulaufleitungen, in denen jeweils ein einen Rückfluss verhinderndes Rückschlagventil angeordnet ist, mit Hydraulikflüssigkeit aus einem Pleuellager versorgt.

Neben der jeweiligen Ölzulaufleitung ist an jeden der beiden Führungszylinder eine ölrücklaufleitung angeschlossen, die zu einem über eine Fluidleitung druckmittelbe- tätigten Schaltventil führt. Das Schaltventil soll in den beiden Schaltstellungen jeweils eine der beiden Ölrücklaufleitungen in die mit dem Motoröldruck beaufschlagte Fluidleitung entlüften. Als Druckmittel wird das Schmieröl der Brennkraftmaschine verwendet, das über eine radial verlaufende Ölaustrittsbohrung des Kurbelzapfens der Kurbelwelle und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Nutabschnitt einer Lager- schale des Pleuellagers in die zuvor genannten Ölzulaufleitungen und die Fluidlei- tung geführt wird. Ein modulierter Steuerdruck, mit dem ein Steuerschieber des Schaltventils an seiner einen Stirnseite beaufschlagt wird, bewirkt dessen Verstellung entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in seine zweite Schaltstellung. Zusätzlich ist in dem hohl ausgebildeten Steuerschieber ein Druckkolben angeordnet, der mit Rastierkugeln zusammenwirkt, wobei über diese der

Offenbarung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Umschaltfunktionen der Versteileinrichtung und dabei insbesondere die Ansteuerung des Wegeventils zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des jeweiligen kennzeichnenden Teils der un- abhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von diesen abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Danach ist ein hydraulisch betätigtes Wegeventil für die Steuerung einer Versteilvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine vorgesehen, welches einen in einer Gehäusebohrung längsverschiebbaren, über einen Steuerdruck eines Druckmittels in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Ventilschieber aufweist. Steuerkanten des Ventilschiebers wir- ken mit zwei mit der Versteilvorrichtung verbundenen Arbeitsanschlüssen zusammen, wobei das Wegeventil in einer Aufnahmebohrung eines Pleuels der Hubkol- benbrennkraftmaschine anordenbar ist.

Dabei soll erfindungsgemäß das Wegeventil zwei Steuerräume aufweisen, die über Steuerleitungen mit zumindest einem Schaltventil verbunden sind, wobei der Ventilschieber abwechselnd an einer seiner beiden voneinander abgewandten, axial gerichteten Stirnflächen mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Durch diese gezielte hydraulische Aktuierung des Steuerschiebers in eine seiner beiden Schaltstellung können die Schaltzeiten verkürzt werden. Außerdem können die Umschaltungen mit niedrigeren Schaltdrücken durchgeführt werden. Die untere Schaltschwelle des jeweiligen Wegeventils kann dabei gesenkt werden. Die Steuerung des Wegeventils ist auch wesentlich unempfindlicher gegenüber hydraulischen Rückkopplungen aus dem ölkreislauf. Auch können Fehlschaltungen vermieden werden, die bei einer ein- fach wirkenden Verschiebung des Steuerschiebers gegen eine Rückstellfeder auftreten und durch Druckpulsationen, für die die im Kurbeltrieb auftretenden Fliehkräfte ursächlich sind, verursacht werden. Die symmetrisch angeordneten Fluidleitungen wirken gegensinnig auf den jeweiligen Steuerschieber, so dass sich Druckschwankungen kräftemäßig aufheben.

Demgegenüber ist nach der DE 10 2013 111 616 A1 eine Druckmittelübertragung vorgesehen, bei der das aus einer Ölaustrittsquerbohrung des Kurbelzapfens radial austretende Druckmittel einer in Umfangsrichtung verlaufenden Sammeltasche des als Gleitlager ausgebildeten Pleuellagers zugeführt wird. Der Steuerschieber wird dabei nur an einer Stirnseite mit einem Steuerdruck beaufschlagt und ist gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar. Dabei wird versucht, Fehlschaltungen zu vermeiden, indem der Steuerschieber in seiner zweiten Schaltstellung verrastet wird. Im Übrigen beeinträchtigt eine radiale Druckmittelübertragung die Tragfähigkeit der Pleuellagerung. Diese kann nur dadurch realisiert werden, dass, wie nach der Druck- schrift vorgesehen, über die radiale Ölaustrittsbohrung der Sammeltasche oder einer Sammelnut des Gleitlagers Druckmittel zugeführt wird, oder eine Ausnehmung in der Außenmantelfläche des Kurbelzapfens vorgesehen ist, die mit einer ölsammelboh- rung im Gleitlager kommuniziert. In beiden Fällen ist aber die Tragfähigkeit des Pleuellagers negativ beeinflusst.

In weitere Ausgestaltung der Erfindung soll eine Anordnung zur Übertagung des Druckmittels zwischen einer Kurbelwelle und einem auf einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle gelagerten Pleuellagergehäuse des einer Zylindereinheit zugeordneten Pleuels vorgesehen sein. Dabei soll das Druckmittel über zwei in der Kurbelwelle vorgesehene Druckmittelzuflüsse in zwei im Pleuellagergehäuse vorgesehene Druckmittelabflüsse übertreten und jeweils einem der Steuerräume des Wegeventils zugeführt werden. Jeder der Druckmittelzuflüsse ist in einer kreisringförmigen Fläche vorgesehen, die sich radial von dem Kurbelzapfen aus an jeder der Kurbelwangen der Kurbelwelle erstreckt. Weiterhin ist jeder der Druckmittelabflüsse in einer der bei- den kreisringförmigen Stirnflächen des Pleuellagergehäuses angeordnet, wobei während einer Umdrehung des Kurbelzapfens der jeweilige Druckmittelzufluss zumindest phasenweise mit dem diesem zugeordneten Druckmittelabfluss kommuniziert. Daher werden die obere Lagerschale des Pleuellagers bzw. der Kurbelzapfen nicht durch zusätzliche Bohrungen, Nuten oder Ausnehmungen geschwächt.

Unter dem Pleuellagergehäuse wird der Abschnitt des Pleuels verstanden, der unter Bildung eines Pleuellagerauges den Kurbelzapfen der Kurbelwelle umschließt. Das Druckmittel wird jeweils einem der Steuerräume des hydraulisch gesteuerten Wege- ventils zugeführt, welches mit einer Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylindereinheit, die in dem Pleuel angeordnet ist, zusammenwirkt. Unter Druckmittelzufluss wird bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen in aller Regel eine Schmierölversorgungskanal verstanden, mittels welchem unter Druck stehendes Schmieröl zu einer Verbrauchsstelle geführt wird, in der es zur Schmierung einer La- gerung oder zur hydraulischen Steuerung bzw. Betätigung hydraulischer Komponenten dient.

Nach der vorgeschlagenen Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Druckmittelversorgung der Versteilvorrichtung somit in einem Bereich des Kurbeltriebes, der nicht zur Lagerung des Pleuellagerauges auf dem Kurbelzapfen dient. Es ist also nicht erforderlich, Nuten, Sammeltaschen und/oder Bohrungen in einem in dem Pleuellagerauge angeordneten Gleitlager oder ölzufuhrtaschen bzw. zusätzliche Bohrungen in der Außenmantelfläche des Kurbelzapfens vorzusehen, die die Tragfähigkeit der Lagerung erheblich reduzieren würden.

Wesentlich ist, dass das als Hydraulikflüssigkeit dienende Schmieröl mittels der erfindungsgemäßen Druckmittelübertragung von der jeweiligen Kurbelwange aus in das Pleuellagergehäuse gelangt, wobei es parallel zur Längsmittelachse des Pleuellagerauges strömt. Daher ist die Druckmittelübertragung zwischen dem Kurbelzap- fen und dem Pleuellagergehäuse völlig von der Lagerung getrennt und beeinflusst daher diese nicht. Zur Verhinderung von Druckpulsationen im hydraulischen Steuer- und Verstellsystem kann der Druckmittelzufluss derart in der Kurbelwange angeordnet sein, dass er ausschließlich innerhalb einer Phase, in der sich der Kurbelzapfen im Bereich eines unteren Totpunkts befindet, mit dem Druckmittelabfluss des Pleuellagergehäuses verbunden ist.

Weiterhin sollen die beiden einem Pleuellagergehäuse gegenüberliegenden Druck- mittelzuflüsse als konzentrisch zum Kurbelzapfen verlaufende Austrittsnuten ausgebildet sind, die sich über einen Teilbereich der kreisringförmigen Fläche erstrecken, wobei die Druckmittelabflüsse als den Austrittsnuten in axialer Richtung des Kurbelzapfens gegenüberliegende, im Pleuellagergehäuse ausgebildete nierenförmige Fluidbohrungen ausgeführt sind. Die Mantelfläche des jeweiligen Kurbelzapfens geht zumeist in einen Radius über, an den sich eine bearbeitete Fläche der Kurbelwange anschließt, die dabei eine kreisringförmige Außenkontur aufweist. Innerhalb dieser kreisringförmigen Fläche soll die zum Kurbelzapfen konzentrisch verlaufende Austrittsnut verlaufen. Dieser liegt eine Fluidbohrung des auf dem Kurbelzapfen gelagerten Pleuellagergehäuses gegenüber, wobei die erwähnte Austrittsnut den Druckmit- telzufluss und die Fluidbohrung den Druckmittelabfluss bilden.

Während einer Umdrehung des Kurbelzapfens im Pleuellagergehäuse steht somit die Austrittsnut phasenweise mit der Fluidbohrung in Verbindung. Die phasenweise Druckmittelübertragung ist von Bedeutung bei der Reduzierung von Druckpulsatio- nen, die zu Fehlschaltungen des Wegeventils führen können, da diese auf ein Minimum reduziert werden können. Abhängig vom Kurbelradius des Kurbeltriebs und des Kurbelzapfendurchmessers können in der Fluidbohrung Druckänderungen auftreten, die je nach Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine bis zu Δρ= 5,4 (-0,7 bis +4,7 bar) betragen können.

Durch die besondere Lage der Austrittsnut zur Lage der Fluidbohrung wird verhindert, dass die positiven und negativen Druckspitzen des oszillatorisch variierten Steuerdrucks, die insbesondere im hohen Drehzahlbereich in einem großen Druckschwankungsbereich liegen, auf den Steuerraum des Wegeventils übertragen wer- den. In Bewegungsphasen des Kurbelzapfens und somit des Pleuels, in denen hohe Beschleunigungskräfte auf das Druckmittel in der ölführung der Kurbelwangen und im Fluidkanal wirken, soll die Druckmittelübertragung unterbrochen sein. Außerdem soll zwischen den Druckmittelzuflüssen und den Druckmittelabflüssen jeweils eine schleifende Dichtung vorgesehen sein. Diese Dichtung kann wahlweise die jeweilige Fluidbohrung oder die jeweilige Austrittsnut umschließen. Mittels der schleifenden Dichtung sollen Leckagen im Bereich der Druckmittelübertragung ver- mieden werden. Die schleifende Dichtung weist vorzugsweise ein Dichtelement auf, das in einem Ventilgehäuse des Wegeventils verschiebbar geführt und gegenüber diesem mittels einer Vorspannfeder federnd abgestützt ist, wobei das Dichtelement mit einer von der Vorspannfeder abgewandten Dichtfläche dichtend an der kreisringförmigen Fläche der Kurbelwange anliegt.

Wesentlich ist dabei, dass aufgrund der Anordnung dieses Dichtelements keine Leckölströme am Übergang von der Kurbelwange zum Pleuellagergehäuse entstehen, die sich anderenfalls bei der Ansteuerung des Wegeventils negativ bemerkbar machen würden. Dabei kann das Dichtelement aus Aluminium oder aus einem Kunststoff, beispielsweise PTFE hergestellt sein. Da das Dichtelement mittels der Vorspannfeder am Ventilgehäuse federnd abgestützt ist, kann es unter der Wirkung dieser Vorspannfeder bei auftretendem Verschleiß nachgeführt werden.

Radial beabstandet zum Wegeventil, parallel zu diesem verlaufend, kann innerhalb einer zweiten Aufnahmebohrung eines Pleuelschafts des Pleuels ein mit Ölzulauflei- tungen einer VerStelleinrichtung der Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylindereinheit ein Ventilmodul angeordnet sein, das für jede der Ölzulaufleitungen ein Rückschlagventil aufnimmt. Mit relativ geringem Abstand zum Wegeventil wird die zweite Aufnahmebohrung vorgesehen, in die das vorgenannte Ventilmodul eingesetzt ist, welches die beiden den Ölzulaufbohrungen zugeordneten Rückschlagventile aufnimmt.

Dabei können die beiden Rückschlagventile von einer Stirnseite des Ventilmoduls her eingesetzt, also in unterschiedlichen Bohrungen angeordnet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Ventilmodul mit einer einzigen Durchgangsbohrung zu versehen, in die die beiden Rückschlagventile jeweils von einer der beiden Stirnseiten her eingesetzt sind, also gegenläufig wirken. Darüber hinaus bietet sich auch die Möglichkeit an, dieses Ventilmodul so zu gestalten, dass die Rückschlagventile in radialen Bohrungen des Ventilgehäuses angeordnet sind.

In die als Durchgangsbohrung ausgeführte Aufnahmebohrung wird das vorzugsweise als 3/2- oder 4/2-Wegeventil ausgeführte Wegeventil eingesetzt, wobei dessen Ventilgehäuse vorzugsweise in die Aufnahmebohrung eingepresst ist. Im Ventilgehäuse sind radial verlaufende Rücklaufbohrungen, die mit den Rücklaufleitungen verbunden sind, angeordnet, und weiterhin befinden sich in dem Ventilgehäuse radial verlaufende Abströmbohrungen, über die das aus der Versteileinrichtung abströmende Druckmittel unmittelbar dem Pleuellager oder diesem mittelbar über die ölzulauflei- tungen ebenfalls dem Pleuellager zugeführt wird. Bei der Verwendung eines 3/2- Wegeventils ist ein Abströmkanal vorgesehen, während bei dem 4/2-Wegeventil das abgesteuerte Druckmittel zwei unterschiedlichen Abströmkanälen zugeführt werden kann.

Außerdem kann zwischen dem Druckmittelzufluss und dem Druckmittelabfluss eine schleifende Dichtung vorgesehen sein. Mittels der schleifenden Dichtung sollen Leckagen im Bereich der Druckmittelübertragung vermieden werden. Die schleifende Dichtung weist vorzugsweise ein Dichtelement auf, das in einem Ventilgehäuse des Wegeventils verschiebbar geführt und gegenüber diesem mittels einer Vorspannfeder federnd abgestützt ist, wobei das Dichtelement mit einer von der Vorspannfeder abgewandten Dichtfläche dichtend an der kreisringförmigen Fläche der Kurbelwange anliegt. Wesentlich ist dabei, dass aufgrund der Anordnung dieses Dichtelements keine Leckölströme am Übergang von der Kurbelwange zum Pleuellagergehäuse entstehen, die sich anderenfalls bei der Ansteuerung des Wegeventils negativ bemerkbar machen würden. Dabei kann das Dichtelement aus Aluminium oder aus einem Kunststoff, beispielsweise PTFE hergestellt sein. Da das Dichtelement mittels der Vorspannfeder am Ventilgehäuse federnd abgestützt ist, kann es unter der Wirkung dieser Vorspannfeder bei auftretendem Verschleiß nachgeführt werden. Das Dichtelement kann auch als ein in den jeweiligen Druckmittelzufluss eingesetztes Rohr ausgebildet sein, welches mit einem profilierten Ende gleitend an der Stirnfläche des Pleuellagergehäuses geführt ist und dessen Anpresskraft mit steigender Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine und daraus resultierender Zentrifugal- kraft zunimmt. Das profilierte Ende ist dabei vorzugsweise als Schräge des Rohrs ausgeführt, die verhindert, dass sich das Rohr in dem Druckmittelzufluss verdreht.

Weiterhin soll radial beabstandet zum Wegeventil, parallel zu diesem verlaufend, innerhalb einer zweiten Aufnahmebohrung eines Pleuelschafts des Pleuels ein mit öl- zulaufbohrungen einer VerStelleinrichtung der Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylindereinheit ein Ventilmodul angeordnet sein, das für jede der ölzulaufbohrungen ein Rückschlagventil aufnimmt. Dieses Ventilmodul eignet sich für eine bauraumsparende Anordnung der Rückschlagventile. Es kann mit einer Markierung für die Position des Pleuels in der Hubkolbenbrennkraftmaschine versehen sein.

Den Zylindereinheiten sind, in jedem Hauptlagerbock eines Kurbelgehäuses der Hubkolbenbrennkraftmaschine verlaufend, eine Schmiermittelversorgungsleitung und eine Signaldruckleitung zugeordnet, die derart getrennt voneinander in das Hauptla- ger einmünden, dass in den unterschiedlichen Drehlagen eines Wellenzapfens über eine in diesem vorgesehene Einlassbohrung Druckmittel aus der Schmiermittelversorgungsleitung oder der Signaldruckleitung einem innerhalb der Kurbelwange bis zum Druckmittelzufluss der Druckmittelübertragung führenden Druckmittelkanal zugeführt wird. Die Schmiermittelversorgungsleitung wird dabei mit dem normalen Schmiermitteldruck der ölpumpe beaufschlagt oder druckentlastet.

Die Signaldruckleitung kann, ausgehend von einer einen höheren Steuerdruck liefernden Pumpe über ein als 4/2-Wegeventil oder 3/2-Wegeventil ausgebildetes Schaltventil mit einem Steuerdruck beaufschlagt oder aus das Niveau des normalen Schmiermitteldruckes druckentlastet werden. Dabei ist das Schaltventil vorzugsweise elektromagnetisch gesteuert. Beim Start der Hubkolbenbrennkraftmaschine befinden sich alle Schaltventile in einer bevorzugten Startposition, in die sie über die Rückstellfeder verschoben sind und in der jede der Zylindereinheiten mit einer hohen Verdichtung betrieben wird.

Schließlich soll ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar sein. Dieses ist mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung zum Einstellen seiner effektiven Länge versehen, die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Ex- zenterkörper, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume von Stützzylindern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar geführt ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenterkörper verbinden, aufweist. Dabei ist die Stelleinrichtung über ein Wegeventil verstellbar und in ihren Verstellpositionen hydraulisch verriegelbar. Wie zuvor erläutert, soll das Wegeventil zwei Steuerräume aufweisen, die über Steuerleitungen mit zumindest einem Schaltventil verbunden sind, wie in vorstehenden Lösungen ausgeführt.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 mit den von diesen abhängigen Patentansprüchen be- schränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentan- sprüche auf keinen Fall auf die dargestellten Ausgestaltungsbeispiele beschränken.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in der mehrere unterschiedliche Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Pleuel, wobei über einen mit Stützzylindern zusammenwirkenden Exzenterhebel die Lage eines Kolbenbolzenlagers in Bezug auf das Pleuel veränderbar ist, Figur 2 einen Schnitt durch einen Hauptlagerbock mit einer Schmiermittelversorgungsleitung und einer Signaldruckleitung,

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Kurbelwelle im Bereich zweier in Hauptlagerböcken gelagerten Wellenzapfen und durch einen zwischen diesen lie- genden Kurbelzapfen, auf dem mittels des Pleuels ein Arbeitskolben angeordnet ist, wobei Druckmittelkanäle durch Kurbelwangen der Kurbelwelle verlaufen,

Figur 3A einen im Maßstab vergrößerten Ausschnitt aus der Anordnung der Figur 3, Figur 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Pleuels,

Figur 5 einen Schnitt durch einen Bereich des Pleuels, in welchem ein Ventilmodul angeordnet ist, aus dem die Verbindung eines ersten Rückschlagventils mit einer ersten ölzulaufleitung hervorgeht,

Figur 6 einen gegenüber der Figur 5 versetzten Schnitt, aus dem die Verbindung eines zweiten Rückschlagventils mit einer zweiten ölzulaufleitung hervorgeht,

Figur 7 einen Schnitt durch einen Bereich des Pleuels, in welchem ein beidseitig mit einem Steuerdruck beaufschlag bares Wegeventil dargestellt ist,

Figur 8 eine schematische Ansicht einer kreisringförmigen Stirnseite des Pleuels, wobei Längsschnitt durch ein auf einem Kurbelzapfen angeordneten Pleuel, wobei das Pleuellagergehäuse an seiner Stirnseite sowohl das Wegeventil als auch eine konzentrisch verlaufende Eintrittsnut für das den ölzu- laufleitungen zuführbare Druckmittel aufweist, Figur 9 ein erfindungsgemäßes Hydraulikschema für eine Betätigung der Wegeventile von drei Pleuels mittels zweier als 3/2-Wegeventile ausgebildeten Schaltventile, Figur 10 ein Hydraulikschema für eine Betätigung der Wegeventile von drei Pleuels mittels eines als 4/2-Wegeventil ausgebildeten Schaltventils, wobei dem Hydraulikschema eine Kurbelwelle mit auf deren Kurbelzapfen angeordneten Pleuels für Zylindereinheiten I, II und III zugeordnet ist, Figur 11 das Hydraulikschema nach der Figur 9, wobei diesem eine Kurbelwelle mit auf deren Kurbelzapfen angeordneten Pleuels für Zylindereinheiten I, II und III zugeordnet ist, und

Figur 12 eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Wegeventils im

Längsschnitt, wobei dessen Steuerschieber in seinen beiden Schaltpositionen arretierbar ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung In der Figuren 1 ist mit 1 ein Pleuel für eine Zylindereinheit einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine bezeichnet, das aus einem zum Teil als Pleuelschaft 2 ausgebildeten Pleueloberteil 3 und einem Pleuelunterteil 4 besteht. Das Pleueloberteil 3 und das Pleuelunterteil 4 bilden gemeinsam ein Pleuellagergehäuse 5 mit einem Pleuellagerauge 5a, über welches das Pleuel 1 auf einem nicht näher dargestellten Kurbelzap- fen einer Kurbelwelle lagerbar ist. An seinem anderen Ende ist das Pleueloberteil 3 mit einem Pleuelauge 6 versehen, in welchem über einen Exzenterkörper 7 ein in der Figur 1 nicht näher dargestellter Kolbenbolzen wiederum in einem innerhalb des Exzenterkörpers 7 exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenlager 8 anordenbar ist. Über den drehbar im Kolbenbolzenlager 8 geführten Kolbenbolzen ist ein ebenfalls nicht dargestellter Arbeitskolben einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftma- schine an dem Exzenterkörper 7 geführt, wobei eine Verdrehung des Exzenterkörpers 7 in einer Richtung zur Einstellung eines verhältnismäßig geringen Verdich- tungsverhältnisses und dessen Verdrehung in die entgegengesetzte Richtung zur Einstellung eines höheren Verdichtungsverhältnisses führt.

Der Exzenterkörper 7 wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel 1 ei- nerseits und dem Kolbenbolzenlager 8 sowie dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Massen- und Gaskräfte, verstellt. Während des Arbeitsverfahrens der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Mit dem Exzenterkörper 7 ist ein als zweiarmiger Hebel ausgebildeter Exzenterhebel 9 drehfest verbunden, der diametral verlaufende Laschen 10 und 11 aufweist, wobei diese jeweils über Kolbenstangen 12 und 13 mit einfachwirkenden Stellkolben 14 und 15 verbunden sind. Dabei sind die Kolbenstangen 12 und 13 jeweils schwenkbar über einen Bolzen 16 mit den Laschen 10 und 11 verbunden. Die Stellkolben 14 und 15 greifen über die vorgenannten Bauelemente an dem Exzenterkörper 7 an, um diesem eine Verdrehung zu ermöglichen oder ihn in der jeweiligen Position abzustüt- zen. Somit kann durch die Stellkolben 14 und 15 die Drehbewegung des Exzenterkörpers 7 unterstützt oder seine Rückstellung, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenterkörper 7 übertragenen Kräfte bewirkt werden würde, vermieden werden. Die Stellkolben 14 und 15 bilden gemeinsam mit Zylinderbohrungen 17 und 18, in denen sie geführt sind, Stützzylinder 19 und 20, wobei jeder Stützzylinder 19 bzw. 20 einen Druckraum 21 bzw. 22 aufweist. Der Stützzylinder 19 ist, wie dessen Durchmesser erkennen lässt, massenkraftseitig vorgesehen, während der Stützzylinder 20 der gaskraftseitigen Abstützung des Exzenterhebels 9 dient. In die Druckräume 21 bzw. 22 kann aus dem Pleuellagergehäuse 5 als Hydraulikmedium dienendes Schmieröl der Hubkolbenbrennkraftmaschine über ölzulaufleitungen 24 und 25 einströmen. Dem Pleuellagerauge 5a benachbart ist in dem Pleuellagergehäuse 5 ein Wegeventil 26 angeordnet, dessen Längsachse parallel zu einer Längsmittelachse 23 des Pleuellagerauges 5a verläuft.

Weiterhin befindet sich im Pleuelschaft 2 ein Ventilmodul 27, das zwei Rückschlagventile 28 und 29 aufnimmt, von denen jedes einer der ölzulaufleitungen 24 und 25 zugeordnet ist. Von den Rückschlagventilen 28 und 29 führen Abschnitte 24a und 25a der Ölzulaufleitungen 24 und 25 bis an das Pleuellagerauge 5a. Außerdem zweigt von der ölzulaufleitung 24 im Bereich zwischen dem Rückschlagventil 28 und dem Druckraum 21 eine ölrücklaufleitung 30 ab, die zu dem Wegeventil 26 führt. In gleicher Weise ist ein entsprechender Bereich der ölzulaufleitung 25 über eine ölrücklaufleitung 31 mit dem Wegeventil 26 verbunden. Im Rahmen der gesamten Offenbarung sind unter Leitungen Bohrungen oder Kanäle, die das Druckmittel aufnehmen und dieses leiten, zu verstehen.

In der Figur 2 ist ein Hauptlagerbock 32 im Schnitt dargestellt, wobei dieser ein mit einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse gemeinsam ausgebildetes Lagerbockober- teil 33 und ein mit diesem verschraubbares Lagerbockunterteil 34 aufweist. Die gleiche Anordnung ist in einer perspektivischen Teilansicht, ebenfalls im Schnitt, in der Figur 3 gezeigt. In dem Hauptlagerbock 32 ist ein Wellenzapfen 35 einer Kurbelwelle 36 gegenüber dem Kurbelgehäuse gelagert, wofür der Hauptlagerbock 32 ein zweiteiliges Gleitlager 38, also zwei Lagerschalen 39 und 40 aufnimmt. Dabei sind die Lagerschalen 39 und 40 mit Ausnehmungen 41 und 42 versehen. Diese stellen phasenweise eine Verbindung zwischen einer Signaldruckleitung 43 sowie einer Schmiermittelversorgungsleitung 44 einerseits und, wie die Figur 3 zeigt, radialen Einlassbohrungen 45, 45a in Wellenzapfen 35, 35' andererseits her. Aus der Figur 2 geht außerdem die Anordnung eines Arbeitskolbens 79 der Hubkolbenbrennkraftma- schine, der über einen Kolbenbolzen 80 mit dem Exzenterkörper 7 verbunden ist, hervor.

Wie weiterhin aus der Figur 3 hervorgeht, weist die Kurbelwelle 36 einen Kurbelzapfen 37 auf, der über Kurbelwangen 44 und 44 mit Wellenzapfen 35 und 35' verbun- den ist. Der weitere Wellenzapfen 35' ist dabei in Übereinstimmung mit dem Wellenzapfen 35 in einem Hauptlagerbock 32a über ein Lagerbockoberteil 33a und ein Lagerbockunterteil 34a gelagert. Die übrigen Bauelemente der Lagerung des Wellenzapfens 35' sind in entsprechender Weise als Lagerschalen 39a und 40a sowie als Ausnehmung 41a bezeichnet. Die Wellenzapfen 35 und 35' weisen Einlassbohrun- gen 45 und 45a auf, die jeweils mit einer innerhalb der Kurbelwangen 44 und 44a verlaufenden Druckmittelkanals 47 und 47a verbunden sind. Die beiden Kurbelwangen 44 und 44a sind außerdem jeweils mit einer kreisringförmigen Fläche 48 und 48a versehen, an der der entsprechende Druckmittelkanal 47 bzw. 47a als Druckmittelzu- fluss 49 bzw. 49a endet. Diese Druckmittelzuflüsse 49 und 49 a stehen, wie auch aus den weiteren Figuren hervorgeht, phasenweise mit Fluidbohrungen 50 und 50a in Verbindung, wobei diese Fluidbohrung in 50 und 50a jeweils Steuerdruckräume des bereits im Zusammen- hang mit der Figur 1 erwähnten Wegeventils 26 bilden. Wie aus einem vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 3 in Figur 3A hervorgeht, sind in Abschnitten 52 und 52a der Druckmittelkanäle 47 und 47a, die unter einem Winkel zu den Druckmittelkanälen 47 und 47a verlaufen, rohrförmige Dichtelemente 53 und 53a eingesetzt, auf die im Zusammenhang mit der Figur 8 noch näher eingegangen werden wird.

Die Figuren 3 und 3A lassen somit deutlich erkennen, dass das Wegeventil 26 an seinen Stirnseiten über die Fluidbohrungen 50 und 50a abwechselnd mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, also eine doppeltwirkende hydraulische Betätigung aufweist. Von dem Druckmittelkanal 47a zweigt weiterhin eine Schmiermittelversor- gungsleitung 54 ab, die in den Kurbelzapfen 37 einmündet und diesem Schmieröl zuführt, welches dem als Gleitlager ausgebildeten Pleuellager 55 und vorzugsweise den Ölzulaufleitungen 24 und 25 zugeführt wird.

Die Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Pleuels 1. Dabei ist eine seg- mentartige, nierenförmige Ausnehmung 46 in einer Stirnfläche 56 des Pleuellagergehäuses 5 vorgesehenen, von der ein Druckmittelabfluss 57 und somit die Fluidbohrung 50 ausgehen. Auf seiner von der Stirnfläche 56 abgewandten Stirnfläche, die in der Figur 4 nicht sichtbar ist, soll das Pleuellagergehäuse 5 identisch ausgebildet sein, d.h., von dieser gehen ebenfalls über eine segmentartige, nierenförmige Aus- nehmung ein Druckmittelabfluss 57a und eine Fluidbohrung 50a ab (siehe hierzu Figur 3). Weiterhin ist im Pleuelschaft 2, oberhalb des Wegeventils 26 innerhalb einer Aufnahmebohrung 58 das Ventilmodul 27 angeordnet. Im Übrigen geht aus der Figur 4 hervor, das im Pleuellager 55 eine radiale Schmierölsammeinut 59 vorgesehen ist. Diese dient einerseits zur Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Pleuellagers 55 und andererseits zur Zuführung des als Druckmittel dienenden Motoröls in die in Figur 1 dargestellten Abschnitte 24a und 25a der Ölzufuhrleitungen 24 und 25.

In den Figuren 5 und 6 ist in unterschiedlichen Schnitten das in die Aufnahmebohrung 58 eingesetzte Ventilmodul 27 dargestellt. Wie aus der Darstellung hervorgeht, sind die beiden Rückschlagventile 28 und 29 gleichachsig zueinander angeordnet und werden somit gegenläufig betätigt. In der Figur 5 mündet in einen Federraum 60 des Rückschlagventils 28 die ölzulaufleitung 24 ein. Eine Sperrkugel 61 des Rückschlagventils 28, die sich in ihrer Schließstellung befindet, stützt sich über eine Ven- tilfeder 62 an einem Verschlussstopfen 63 ab. Demgegenüber ist das Rückschlagventil 29, wie die Figuren 5 und 6 zeigen, geöffnet.

Die entsprechende Sperrkugel 64 ist dabei entgegen der Kraft einer Ventilfeder 65 gegen einen Verschlussstopfen 66 bewegt. Im vorliegenden Fall ist im Unterschied zur Anordnung nach der Figur 1 nur ein Abschnitt der beiden Ölzulaufleitungen 24 und 25 vorgesehen, der mit 67 bezeichnet ist. Über das geöffnete Rückschlagventil 29 kann somit Druckmittel aus dem Pleuellager 55 mittels des Abschnitts 67 und der Ölzulaufleitung 25 in den in der Figur 1 dargestellten Druckraum 22 gefördert werden. Die beiden Rückschlagventile 28 und 29 sind in einem Ventilgehäuse 68 des Ventilmoduls 27 angeordnet.

Die Figur 7 zeigt die Ausbildung des Wegeventils 26, das aus einem in eine Aufnahmebohrung 69 eingesetzten Ventilgehäuse 70 und einem Steuerschieber 71 besteht. Dieser Steuerschieber 71 weist Stirnseiten 72 und 72a auf, an denen er über die Flu- idbohrungen 50 und 50a jeweils mit den Steuerdrücken aus den Druckmittelkanälen 47 und 47a beaufschlagbar ist. In einer den Steuerschieber 71 aufnehmenden Führungsbohrung 73 sind Anschläge 74 und 74a vorgesehen, mit denen die Stirnseiten 72 und 72a des Steuerschiebers 71 zusammenwirken und somit den axialen Weg des Steuerschiebers 71 begrenzen. Weiterhin sind an das Wegeventil 26 die beiden Ölrücklaufleitungen 30 und 31 angeschlossen, wobei zwischen diesen und Rücklaufkanälen 75 und 76 Blenden 77 und 78 vorgesehen sind. Der Steuerschieber 71 weist eine Steuernut 79 auf, die gemäß der Figur 7 den Rücklaufkanal 75 mit einem Ablaufkanal 80 verbindet. Über diesen Ablaufkanal 80 gelangt das Druckmittel wiederum in das Innere des Pleuellagers 55

Die Figur 8 zeigt eines der bereits im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 3A erwähnten rohrförmigen Dichtelemente 53 und 53a. Dieses Dichtelement 53, 53a soll, wie bereits dargelegt, innerhalb der beiden Abschnitte 52, 52a des Druckmittelzuflusses 49, 49a angeordnet sein. Damit ist eine Anordnung in der jeweiligen Kurbelwan- ge 44, 44a vorgesehen (siehe Figur 3A). Das rohrförmige Dichtelement 53, 53a weist eine Eintrittsöffnung 81 auf, in die das Druckmittel über die Druckmittelkanäle 47 bzw. 47a gelangen kann. Weiterhin ist das rohrförmige Dichtelement 53, 53a an seinem den Stirnflächen, beispielsweise der Stirnfläche 56 des Pleuellagergehäuses 5 zugewandten Ende unter einem Winkel abgeschrägt und liegt mit dieser Schräge 82 an der Stirnfläche 56 an.

Eine Relativbewegung der Kurbelwangen 44 und 44a gegenüber dem Pleuellagergehäuse 5 ist in der Darstellung mit einem Pfeil 51 gekennzeichnet, die dabei am rohrförmigen Dichtelement auftretende Zentrifugalkraft mit einem Pfeil 51 '. Aufgrund der auf das rohrförmige Dichtelement 53, 53a wirkenden Fliehkraft, die durch die rotierende Kurbelwange 44, 44a erzeugt wird, kann der Druck der auf die Stirnfläche 56 wirkenden Schräge 82 erhöht werden, so dass die Dichtfunktion verstärkt wird. Die Schräge 82 wirkt durch ihre Anlage an der Stirnfläche auch als Verdrehsicherung für das rohrförmige Dichtelement 53, 53a, so dass sicher gestellt ist, dass die Eintrittsöffnung sich stets mit den Druckmittelkanäle 47 bzw. 47a überdeckt.

Die Figuren 9,10 und 11 zeigen ein Hydrauliksystem für eine mit Zylindereinheiten I, II und III betriebene Hubkolbenbrennkraftmaschine. Nach der Figur 9 und der Figur 1 1 sind zwei als elektromagnetisch betätigte 3/2-Wegeventile ausgebildete Schaltventile 83 und 84 vorgesehen, die in ihren beiden Schaltstellungen die Wegeventile 26, 26' und 26" in unterschiedliche Positionen verschieben. Das Druckmittel wird über eine Hydraulikpumpe 85, die vorzugsweise als Konstantpumpe ausgebildet ist, sowie über Druckleitungen 86 und 87 zu den beiden Schaltventilen 83 und 84 geför- dert wird. Parallel dazu gelangt Schmiermittel über eine Schmiermittelleitung 88 zu sämtlichen Hauptlagern der Kurbelwelle 36 und dient dabei zur Schmierung und gegebenenfalls zur Förderung des Druckmittels in die entsprechend der vorgenannten Figuren vorgesehenen ölzulaufleitungen 24 und 25, 25', 25" (Figur 9). Aus den Figuren 9 und 11 geht hervor, dass in diesem Fall das Schaltventil 84, das seine Arbeitsstellung einnimmt, über Steuerleitungen 89 und 90 die Wegeventile 26, 26' und 26" betätigt. Dabei ist ersichtlich, dass bei den Zylindereinheiten I und III die Wegeventile 26 und 26" gleich gerichtet betätigt werden, während das Wegeventil 26' in entgegengesetzter Richtung verschoben wird. Die Schaltventile 83 und 84 nehmen dabei eine Schaltstellung ein, in der aus den Fluidbohrungen 50, 50a' und 50" über Abströmleitungen 91 und 92 Druckmittel abgeführt und Fluidbohrungen 50a, 50' und 50a" Druckmittel zugeführt wird. Nach der Figur 10 ist demgegenüber nur ein Schaltventil 93 vorgesehen, das als beidseitig elektromagnetisch betätigbares 4/2-Wegeventil ausgebildet ist. In diesem Fall werden ebenfalls die Wegeventile 26 und 26" der Zylindereinheiten I und III gleichgerichtet betätigt, während an der Zylindereinheit II eine gegenläufige Betätigung des Wegeventils 26' erfolgt.

Nach der Figur 12 sind in das Ventilgehäuse 70 zwei Arretierelemente 94 und 95 eingesetzt, die aus Rastkugeln 96 und 97 sowie Rastfedern 98 und 99 bestehen. Das Arretierelement 94 wirkt in einer entsprechenden Schaltstellung des Steuerschiebers 71 mit der Stirnseite 72 zusammen, wobei es an diesem Ende des Steuer- Schiebers 71 angreift. In der anderen Schaltstellung, die in der Figur 12 gezeigt ist, verrastet das Arretierelement 95 den Steuerschieber 71 an seiner Stirnseite 72a. Somit kann der Steuerschieber 71 ohne eine permanente Aufrechterhaltung des Steuerdrucks in einer gewählten Schaltstellung gehalten werden.

Bezugszeichenliste

1 Pleuel

r Pleuel

1 " Pleuel

2 Pleuelschaft

3 Pleueloberteil

4 Pleuelunterteil

5 Pleuellagergehäuse

5a Pleuellagerauge

6 Pleuelauge

7 Exzenterkörper

8 Kolbenbolzenlager

9 Exzenterhebel

10 Lasche

11 Lasche

12 Kolbenstange

13 Kolbenstange

14 Stellkolben

15 Stellkolben

15' Stellkolben

15" Stellkolben

16 Bolzen

17 Zylinderbohrung

18 Zylinderbohrung

19 Stützzylinder

20 Stützzylinder

21 Druckraum

22 Druckraum

23 Längsmittelachse von 5a

24 Ölzulaufleitung

24a Abschnitt von 24

25 Ölzulaufleitung a Abschnitt von 25

' Ölzulaufleitung

" Ölzulaufleitung

Wegeventil

' Wegeventil

" Wegeventil

Ventilmodul

' Ventilmodul

" Ventilmodul

Rückschlagventil

ölrücklaufleitung

Ölrücklaufleitung

Hauptlagerbock

a Hauptlagerbock

Lagerbockoberteil

a Lagerbockoberteil

Lagerbockunterteil

a Lagerbockunterteil

Wellenzapfen

' Wellenzapfen

" Wellenzapfen

"' Wellenzapfen

Kurbelwelle

Kurbelzapfen

Gleitlager

a Gleitlager

obere Lagerschale

a obere Lagerschale

untere Lagerschale

a untere Lagerschale

Ausnehmung für Signaldruck

Ausnehmung für Schmieröldruck

Signaldruckleitung 44 Kurbelwange

44a Kurbelwange

45 Einlassbohrung

46 segmentartige, nierenförmige Ausnehmung 47 Druckmittelkanal

48 kreisringförmige Fläche

48a kreisringförmige Fläche ·

49 Druckmittelzufluss

49a Druckmittelzufluss

50 Fluidbohrung

50' Fluidbohrung

50" Fluidbohrung

50a Fluidbohrung

50a' Fluidbohrung

50a" Fluidbohrung

51 Pfeil für Relativbewegung von 5 gegenüber 44, 44a 51 ' Pfeil für an 53, 53a auftretender Zentrifugalkraft

52 Abschnitt von 49

52a Abschnitt von 49a

53 rohrförmiges Dichtelement

53a rohrförmiges Dichtelement

54 Schmiermittelversorgungsleitung

55 Pleuellager

56 Stirnfläche von 5

57 Druckmittelabfluss

57a Druckmittelabfluss

58 Aufnahmebohrung für 27

59 Schmierölsammeinut

60 Federraum von 28

61 Sperrkugel von 28

62 Ventilfeder

63 Verschlussstopfen

64 Sperrkugel von 29

65 Ventilfeder 66 Verschlussstopfen

67 gemeinsamer Abschnitt von 24

68 Ventilgehäuse von 27

69 Aufnahmebohrung für 26

70 Ventilgehäuse von 26

71 Steuerschieber von 26

72 Stirnseite von 71

72a Stirnseite von 71

73 Führungsbohrung für 71

74 Anschlag

74a Anschlag

75 Rücklaufkanal

76 Rücklaufkanal

77 Blende

78 Blende

79 Steuernut

80 Ablaufkanal

81 Eintrittsöffnung von 53, 53a

82 Schräge von 53, 53a

83 Schaltventil als 3/2-Wegeventil

84 Schaltventil als 3/2-Wegeventil

85 Hydraulikpumpe

86 Druckleitung

87 Druckleitung

88 Schmiermittelleitung

89 Steuerleitung

90 Steuerleitung

91 Abströmleitung

92 Abströmleitung

93 Schaltventil als 4/2-Wegeventil

94 Arretierelement

95 Arretierelement

96 Rastkugel

97 Rastkugel 98 Rastfeder

99 Rastfeder

Claims

Patentansprüche

1. Hydraulisch betätigtes Wegeventil (26, 26', 26") für die Steuerung einer Ver- stellvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben- brennkraftmaschine mit einem in einer Führungsbohrung (73) längsverschiebbaren, über einen Steuerdruck eines Druckmittels in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber (71), dessen Steuerkanten mit Arbeitsanschlüssen (75, 76), die mit der Versteilvorrichtung verbunden sind, zusammenwirken, wobei das Wegeventil (26, 26', 26") in einer Aufnahmebohrung (69) eines Pleuels (1 , 1', 1") der Hubkolbenbrennkraftmaschine anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (26, 26', 26") zwei Steuerräume (50, 50', 50", 50a, 50a', 50a") aufweist, die über Steuerleitungen (47, 47a) mit zumindest einem Schaltventil (83, 84, 93) verbunden sind, wobei der Steuerschieber (71) abwechselnd an einer seiner beiden voneinander abgewandten, axial gerichteten Stirnflächen (72, 72a) mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist.

2. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Anordnung zur Übertagung des Druckmittels zwischen einer Kurbelwelle (36) und einem auf einem Kurbelzapfen (37)der Kurbelwelle (36) gelagerten Pleuellagergehäuse (5) des einer Zylindereinheit (I, II, III) zugeordneten Pleuels (1 , 1', 1"), wobei das Druckmittel über zwei in der Kurbelwelle (36) vorgesehene Druckmittelzuflüsse (49, 49a) in zwei im Pleuellagergehäuse (5) vorgesehene Druckmittelabflüsse (57, 57a) übertritt und jeweils einem der Steuerräume (50, 50', 50", 50a, 50a', 50a") des Wegeventils (26, 26', 26") zugeführt wird, dass jeder der Druckmittelzuflüsse (49, 49a) in einer kreisringförmigen Fläche (48, 48a), die, sich radial von dem Kurbelzapfen (37) aus erstreckend, in Kurbelwangen (44, 44a) der Kurbelwelle (36) ausgebildet ist, und dass jeder der Druckmittelabflüsse (57, 57a) in einer der beiden kreisringförmigen Stirnflächen (56) des Pleuellagergehäuses (5) angeordnet ist, wobei während einer Umdrehung des Kurbelzapfens (37) der jeweilige Druckmittelzufluss (49, 49a) zumindest phasenweise mit dem diesem zugeordneten Druckmittelabfluss (57, 57a) kommuniziert.

3. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden dem Pleuellagergehäuse (5) gegenüberliegenden Druckmittelzuflüsse (49, 49a) als konzentrisch zum Kurbelzapfen (37) verlaufende Austrittsnuten ausgebildet sind, die sich über einen Teilbereich der kreisringförmigen Flächen (48, 48a) erstrecken, und dass die Druckmittelabflüsse (57, 57a) als den Austrittsnuten in axialer Richtung des Kurbelzapfens (37) gegenüberliegende, im Pleuellagergehäuse (5) ausgebildete nierenförmige Fluidbohrungen (46) ausgeführt sind.

4. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Druckmittelzuflüssen (49, 49a) und den Druckmittelabflüssen (57, 57a) jeweils eine schleifende Dichtung vorgesehen ist.

5. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung ein in den jeweiligen Druckmittelzufluss eingesetztes Rohr (53, 53a) aufweist, das mit einem profilierten Ende (82) gleitend an der Stirnfläche (56) des Pleuellagergehäuses geführt ist und dessen Anpresskraft mit steigender Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine und daraus resultierender Zentrifugalkraft zunimmt.

6. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass radial beabstandet zum Wegeventil (26, 26', 26") , parallel zu diesem verlaufend, innerhalb einer zweiten Aufnahmebohrung (58) eines Pleuelschafts (2) des Pleuels (1) ein mit ölzulaufleitungen (24 und 25, 25', 25") einer Verstelleinrich- tung (19, 20) der Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylindereinheit ein Ventilmodul (27) angeordnet ist, das für jede der ölzulaufleitungen (24 und 25, 25', 25") ein Rückschlagventil (28, 29) aufnimmt.

7. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rückschlagventile (28 und 29) auf einer Längsmittelachse des Ventilmoduls (27, 27', 27"), gegenläufig wirkend, angeordnet sind.

8. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, jeder der Zylindereinheiten (I, II, III) zugeordnet, in einem Hauptlagerbock (32, 32a) eines Kurbelgehäuses der Hubkolbenbrennkraftmaschine eine Schmiermittelversorgungsleitung (43') und eine Signaldruckleitung (43) verlaufen, die derart getrennt voneinander in das Hauptlager (39, 39a, 40, 40a) einmünden, dass in den unterschiedlichen Drehlagen eines Wellenzapfens (35, 35', 35", 35"') über eine in diesem vorgesehene Einlassbohrung Druckmittel aus der Schmiermittelversorgungsleitung (43') oder der Signaldruckleitung (43) einem innerhalb der Kurbelwange (46) bis zum jeweiligen Druckmittelzufluss (49, 49a) der Druckmittelübertragung führenden Druckmittelkanal (47, 47a) zugeführt wird.

9. Hydraulisch betätigtes Wegeventil nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für nebeneinander angeordneten Zylindereinheiten (I, II, III) jeweils zwei von einer gemeinsamen Einlassbohrung ausgehende Signaldruckleitungen (47, 47a) vorgesehen sind, die über die dem Hauptlager (39, 39a, 40, 40a) benachbarten Kurbelwangen (44, 44a) zu den in diesen ausgebildeten Druckmittelzuflüssen (49, 49a) führen.

10. Pleuel (1 , 1', 1") für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, dessen effektive Länge zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung, die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge (6) des Pleuels (1) angeordneten Exzenterkörper (7), wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume (21 , 22) von Stützzylindern (19, 20), in denen jeweils ein Stellkolben (14, 15) verschiebbar geführt ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen (12, 13), die jeweils einen Stellkolben (14, 15, 15', 15") mit dem Exzenterkörper (7) verbinden, aufweist, wobei die Stelleinrichtung über ein Wegeventil (26) verstellbar und in ihren Verstellpositionen hydraulisch verriegelbar ist, gekennzeichnet durch eine Ausbildung einer Anordnung zur Übertragung eines Druckmittels zwischen einer Kurbelwelle (36) und einem auf einem Kurbelzapfen (37) der Kurbelwelle (36) gelagerten Pleuella- gergehäuse (5) des einer Zylindereinheit (I, II, III) zugeordneten Pleuels(1, 1', 1") nach einem der Patentansprüche 1 bis 9.