WO2020073071A1

WO2020073071A1 - Hydraulischer ventilmechanismus für längenverstellbare pleuelstange

Info

Publication number: WO2020073071A1
Application number: PCT/AT2019/060338
Authority: WO
Inventors: Malte Heller; Adrian BLUMBERG
Original assignee: Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg; Avl List Gmbh
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-04-16
Also published as: AT521606A4; AT521606B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventilmechanismus (1) zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer (28, 29) führenden Hydraulikleitung (3), insbesondere für eine längenverstellbare Pleuelstange (20), mit einem Rückschlagventil (4) und einem Drosselventil (5). Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Ventilmechanismus (1) bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet und insbesondere die Stabilität der aus dem Stand der Technik bekannten längenverstellbaren Pleuelstange (20) erhöht. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rückschlagventil (4) und das Drosselventil (5) in Reihe geschaltet sind und optional in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit (6) angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Pleuelstange (20) mit mindestens einem erfindungsgemäßen hydraulischen Ventilmechanismus (1) und einen Verbrennungsmotor mit mindestens einer solchen Pleuelstange (20).

Description

Hydraulischer Ventilmechanismus für längenverstellbare Pleuelstange

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, insbesondere für eine längenverstellbare Pleuelstange, mit einem Rückschlagventil und einem Drosselventil.

Bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben gibt es Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs zu verändern und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors an zupassen, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu, jedoch kann, insbesondere im Volllastbereich, ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsich tigten Selbstzündung des Kolbenmotors führen. Eine solche frühzeitige Verbrennung des Kraftstoffes führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen des Mo tors, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Ge fahr der Selbstzündung geringer, so dass ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich ist.

Zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses ((„Variable Compression Ratio“ - VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbel welle oder des Kolbenbolzens des Hubkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleu elstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskonti nuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Längenverstellung des Abstands zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen ermöglicht eine gleitende Einstel lung des Verdichtungsverhältnisses auf den jeweiligen Betriebspunkt und damit einen opti malen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Demgegenüber ergeben sich bei einer dis kontinuierlichen Verstellung der Pleuellänge mit wenigen Stufen konstruktive und betriebs technische Vorteile und es werden im Vergleich zu einem konventionellen Kolbenmotor trotz dem eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades sowie entsprechende Einsparun gen im Verbrauch und im Schadstoffausstoß ermöglicht.

So offenbart zum Beispiel die DE 10 2005 055 199 A1 eine längenverstellbare Pleuelstange, mit der unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden können, wobei ein in ei nem der Pleuelaugen angeordneter Exzenter durch zwei Zylinder-Kolben-Einheiten und den hydraulischen Druckunterschied des zugeführten Motoröls in unterschiedliche Positionen fi xiert wird. Die WO 2015/055582 A2 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig inei nander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei ein Pleuelteil einen Verstellkolben und das zweite Pleuelteil einen Zylinder aufweist. Der im ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben unter teilt den Zylinder in zwei Druckräume, die von einer hydraulischen Steuereinrichtung mit Mo toröl versorgt werden. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei jeweils nur eine der Druckkammern mit unter Druck stehendem Motoröl gefüllt ist. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer kein Motoröl, während die untere Druck kammer hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird das Pleuel aufgrund der wirkenden Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die mit Motoröl gefüllte untere Druckkammer übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass die Pleuel stange in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist. Auch hier ändert sich die Pleuellänge nicht. In der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhält nisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Die untere Druckkammer ist leer, während die obere Druckkammer mit Motoröl gefüllt ist. Entsprechend bewirkt eine Zugkraft einen Druckanstieg in der oberen Kammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuel stange, während eine Druckkraft durch den unteren mechanischen Anschlag des Verstellkol bens aufgenommen wird.

Die Pleuellänge dieser längenverstellbaren Pleuelstange kann zweistufig verstellt werden, indem die gerade gefüllte Druckkammer entleert wird. Dazu wird das Rückschlagventil im Zulaufkanal der gefüllten Druckkammer über einen entsprechenden Rücklaufkanal über brückt. Durch diese Rücklaufkanäle strömt Motoröl zwischen der Druckkammer und der Ver sorgung mit Motoröl, wodurch das jeweilige Rückschlagventil seine Wirkung verliert. Die bei den Rücklaufkanäle werden durch eine hydraulische Steuereinrichtung geöffnet und ge schlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen und der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hydraulisch durch den Versorgungs druck des Motoröls angesteuert, wobei die Versorgung mit Motoröl über entsprechende Hyd raulikleitungen im Pleuel und das Lager des Kurbelwellenzapfens im zweiten Pleuelauge er folgt. Die aktive Verstellung der Pleuellänge erfolgt dann durch gezieltes Entleeren der mit Motoröl gefüllten Druckkammer unter Ausnutzung der an der Pleuelstange wirkenden Mas sen- und Gaskräfte, wobei die andere Druckkammer über das zugehörige Rückschlagventil mit Motoröl versorgt und hydraulisch gesperrt wird.

Gerade bei der Entwicklung von modernen Kolbenmotoren ist der Bauraum für solche Pleu elstangen sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. Axial ist ohnehin nur der Abstand zwischen den Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen verfügbar. Darüber hinaus ist auch die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch. Die Pleuel stange wird im ständigen Wechsel auf Zug und Druck belastet. Entsprechend entsteht in den Druckkammern und den zugehörigen Hydraulikleitungen bis zum Ablassventil ein schwellen der Druck von über 300 bar. Hieraus ergeben sich sehr hohe Anforderungen an die Bauteile der Pleuelstange, unter anderem auch an die Komponenten der hydraulischen Ansteuer schaltung, zum Beispiel die Ablassventile. Alle Komponenten müssen ausreichend dauerfest sein und dennoch in dem zur Verfügung stehenden geringen Bauraum untergebracht wer den, dabei soll die Schwächung der Pleuelstange so gering wie möglich gehalten werden.

Ein weiteres Problem bildet das Vorsehen der hydraulischen Steuereinrichtung mit den ver schiedenen Zulauf-, Rücklauf- und Versorgungskanälen für Motoröl und die notwendigen Rückschlag- und Steuerventile, die die Bauteile der Pleuelstange zusätzlich schwächen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Ventilmechanis mus bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet und insbesondere die Stabilität der aus dem Stand der Technik bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen erhöht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rückschlagventil und das Drosselventil in Reihe geschaltet sind. Das Rückschlagventil und das Drosselventil sind so mit in Strömungsrichtung des Hydraulikfluid hintereinander angeordnet und werden nachei nander durchströmt, wobei unterschiedliche Reihenfolgen möglich sind. Dadurch wird ein einfacher hydraulischer Schaltplan ermöglicht. Der Ventilmechanismus kann so relativ frei in der jeweiligen Hydraulikleitung angeordnet werden, beispielsweise auch direkt am Ein gang/Ausgang der jeweiligen Druckkammer. Dabei können die beiden Ventile unabhängig voneinander in der gleichen Hydraulikleitung hintereinander angeordnet sein, oder miteinan der gekoppelt in der Hydraulikleitung positioniert werden. Durch die Reihenschaltung erfolgt das Zuströmen und Ablassen nun über eine gemeinsame hydraulische Leitung. Somit ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikmittels notwendig. Die An zahl der Bohrungen in der Pleuelstange bzw. dem VCR-Pleuel kann daher reduziert werden. Dadurch wird die durch Materialabtrag bewirkte Schwächung des VCR-Pleuels reduziert. Zu dem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen werden, dass das Rückschlagventil schaltbar ist. In Zu- strömrichtung, also zum Befüllen der Druckkammer, ist das Rückschlagventil frei durch- strömbar. In Ablassrichtung, also zum Entleeren der Druckkammer, sperrt das Rückschlag ventil, sodass die gewünschte hydraulische Sperrung der Druckkammer erzielt wird. Soll nun eine Längenänderung des VCR-Pleuels erfolgen, so kann das Rückschlagventil durch die Schaltbarkeit in Ablassrichtung freigegeben werden. Das Rückschlagventil übernimmt also sowohl die Funktion des Zulaufventils als auch die Funktion des Ablassventils, was wiede rum zu einem geringeren Bauraumbedarf und damit zu einer höheren Stabilität des Pleuels führt. Die Schaltung des Rückschlagventils kann dabei auf verschiedene Arten umgesetzt werden.

Ferner kann auch vorgesehen werden, dass das Drosselventil als Drossel-Rückschlagventil ausgebildet ist. Über das Rückschlagventil wird die Drossel beim Befüllen der Druckkammer überbrückt, sodass ein freies, ungedrosseltes Zuströmen des Hydraulikfluid zur Druckkam mer möglich ist. In Ablassrichtung sperrt das Rückschlagventil, sodass das Hydraulikfluid über Drossel nur gedrosselt abfließen kann. Durch die Drossel wird eine Druckreduzierung realisiert, sodass auf die hinter der Drossel angeordneten Bauteile der Pleuelstange gerin gere Belastungen wirken.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Rückschlagventil und das Drosselventil in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordnet sind. Unter dem Begriff „Gehäuseeinheit“ ist im vorliegenden Kontext ein Bauteil oder eine zusammenhängende Bauteilgruppe zu verstehen, die die Ventilsitze für die Schließkörper des Rückschlagventils und des Drosselventils ausbilden bzw. aufnehmen. Diese Gehäuseeinheit kann vormontiert und im montierten Zustand eingebaut werden. Durch die gemeinsame Gehäuseeinheit wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zu strömen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist neben der einen Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikmittels auch nur noch ein Raum für den gemeinsamen hydraulischen Ventilmechanismus notwendig. In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Gehäuseeinheit ei nen Gehäusedeckel aufweist, der eine gemeinsame Zu- und Ablassöffnung für das Rück schlagventil und das Drosselventil ausbildet. Sowohl das Rückschlagventil als auch das Drosselventil werden also durch nur einen Gehäusedeckel der gemeinsamen Gehäuseein heit abgeschlossen, der die gemeinsame Zuström- und Ablassöffnung ausbildet. Auch dies führt zu einer Verringerung des Bauraumbedarfs für den Ventilmechanismus und damit zu einer höheren Stabilität des Pleuels.

Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass das Drosselventil in der Gehäuseein heit in Ablassrichtung vor dem Rückschlagventil angeordnet ist. Dadurch findet die Drosse lung statt, bevor das Hydraulikfluid beim Ablassen durch das dann freigeschaltete Rück schlagventil strömt. Dadurch wirken auf das Rückschlagventil und die dahinter angeordneten Komponenten geringere Drücke und somit geringere Belastungen.

In einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass das Drosselventil in der Gehäuseein heit in Ablassrichtung nach dem Rückschlagventil angeordnet ist. Dabei ist das Drosselventil so angeordnet, dass es beim Zuströmen von Hydraulikflüssigkeit zur Druckkammer über brückt wird. Beim Ablassen der Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer wirken auf die hin ter dem Drosselventil angeordneten Elemente, beispielsweise einen Steuerschieber zum Schalten des Rückschlagventils, geringere Drücke, sodass auch hier die Belastungen redu ziert werden. Wird die Druckkammer einseitig von einem verschiebbar angeordneten Kolben begrenzt, so besteht ein weiterer Vorteil des gedrosselten Ablassens des Hydraulikfluids be steht darin, dass das Ablassen langsam erfolgt, vorteilhafterweise über mehrere Hübe des VCR-Pleuels, sodass ein hartes Aufprallen des Kolbens auf einen Anschlag in der Druck kammer vermieden wird.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Drosselventil einen kegelförmigen Schließkörper umfasst, der in einem Ventilsitz gelagert ist und mindestens eine Drosselöffnung und mindestens eine in Ablassrichtung verschließbare Durchflussöff nung aufweist. Dadurch wird eine sehr einfache Ausgestaltung des hydraulischen Ventilme chanismus ermöglicht. Günstigerweise ist dabei der Ventilsitz mit zum Schließkörper korres pondierender Form ausgeführt, so dass der Schließkörper bündig im Ventilsitz zu liegen kommt. In Zuströmrichtung kann das Hydraulikfluid frei durch die Durchflussöffnung einströ men, sodass ein ungehinderter Zufluss ermöglicht wird. In Ablassrichtung ist die Durchfluss öffnung gesperrt, sodass das Hydraulikfluid nur durch die Drosselöffnung abströmen kann. Dadurch wird die gewünschte Druckreduzierung erreicht, wodurch einerseits geringere Be lastungen auf die hinter der Drossel angeordneten Bauteile auftreten und andererseits die Ablassgeschwindigkeit des Hydraulikfluid verringert wird, sodass ein harter Anschlag des Kolbens auf einen in der Druckkammer ausgebildeten Anschlag vermieden wird.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Drosselventil eine Membran mit mindestens einer Drosselöffnung und mindestens eine in Ablassrichtung durch die Membran verschließ bare Durchflussöffnung aufweist. Bei der Verwendung einer Membran wird der Bauraumbe darf des Ventilmechanismus nochmals verringert mit den damit verbundenen Vorteilen für die Festigkeit des VCR-Pleuels.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann der hydraulische Ventilmechanismus einen Steu erkörper zum Schalten des Rückschlagventils zu umfassen, wobei vorzugsweise der Steuer körper das Drosselventil ausbildet. Beispielsweise kann der Steuerkörper beim Ablassen des Hydraulikfluids aus der Druckkammer einen Drosselkanal freigegeben. Dadurch wird die Länge des hydraulischen Ventilmechanismus weiter reduziert.

Es kann ferner vorgesehen werden, dass auch das Drosselventil schaltbar ist. In diesem Fall bildet das Drosselventil den Ablass der Druckkammer aus. Dies ist eine einfache und platz sparende Ausgestaltung. Beispielsweise kann das Drosselventil als eine mittels eines Steu erschiebers freigebbare Bohrung in der gemeinsamen Gehäuseeinheit ausgebildet sein.

Beim Befüllen der Druckkammer strömt das Hydraulikfluid dann über das Rückschlagventil ein, das in Ablassrichtung sperrt. Soll die Druckkammer entleert werden, so wird die Bohrung der Drossel durch den Steuerschieber freigegeben und das Hydraulikfluid kann über diese Bohrung fließen. Der Steuerschieber kann über Dichtringe oder einfach über Spalte abge dichtet werden. Auch dies führt zu einer sehr einfachen Ausgestaltung des Ventilmechanis mus.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Drosselventil als zweites Rückschlagventil ausge bildet ist und in dem ersten Rückschlagventil angeordnet ist. Der hydraulische Ventilmecha nismus umfasst dann also zwei ineinander verschachtelte Rückschlagventile, d. h., das Drosselventil bildet den Schließkörper des ersten Rückschlagventils aus. Dadurch wird eine sehr kompakte Anordnung des hydraulischen Ventilmechanismus erreicht. Bei dem Zuströ men von Hydraulikfluid zur Druckkammer werden der Ventilsitz und der Schließkörper des Drosselventils, d. h. das komplette innere Rückschlagventil, angehoben, sodass in Zuström- richtung ein ausreichender Querschnitt freigegeben wird. Beim Ablassen des Hydraulikfluids aus der Druckkammer wird nur der Schließkörper, beispielsweise die Dichtkugel, des Dros selventils angehoben, sodass nur ein kleiner Querschnitt freigegeben wird und dadurch die erwünschte Drosselung auftritt. Dabei strömt das Hydraulikfluid dann anschließend durch den Schließkörper des ersten Rückschlagventils.

Darüberhinaus bezieht sich die Erfindung auch auf eine Pleuelstange bzw. ein VCR-Pleuel für einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis, insbesondere einen Ot tomotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kol benbolzens, und ein zweites Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kurbelwellenzap fens, aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge und dem zweiten Pleu elauge mittels einer Längenverstellungseinrichtung einstellbar ist, die mindestens eine mit mindestens einer Hydraulikleitung verbundene Druckkammer umfasst, wobei in der Hydrau likleitung bzw. jeder Hydraulikleitung zumindest ein hydraulischer Ventilmechanismus der vorbeschriebenen Art angeordnet ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Druckkammern vorgesehen und jede ist mit einer Hydraulikleitung verbunden, in der jeweils zumindest ein hydraulischer Ventilmechanismus der vorbeschriebenen Art angeordnet ist. Durch die ge meinsame Gehäuseeinheit wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikmittels notwendig. Die Anzahl der Bohrungen im VCR-Pleuel kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine durch Material abtrag verursachte Schwächung des VCR-Pleuels reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmo tor mit mindestens einem Hubkolben, mindestens einem in dem Hubkolben geführten Zylin der und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen Pleuelstange bzw. einem VCR-Pleuel der vorstehend beschriebenen Art. Auch hier wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ven tilmechanismus durch die gemeinsame Gehäuseeinheit erheblich verringert. Da das Zuströ men und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikmittels notwendig. Die Anzahl der Bohrungen im Pleuel kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung des VCR-Pleuels reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird. Eine fünftes Ausführungsbeispiel, für das auch alleine Schutz beansprucht wird, betrifft einen hydraulischen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, insbesondere einer zu einer Hochdruckkammer einer längenver stellbaren Pleuelstange führenden Hydraulikleitung, wobei der Ventilmechanismus ein Zu laufventil und ein Ablassventil aufweist und wobei das Zulaufventil und das Ablassventil in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordnet sind und die Gehäuseeinheit in die Hydrau likleitung einsetzbar ausgestaltet ist.

Unter dem Begriff„Gehäuseeinheit“ ist im vorliegenden Kontext ein Bauteil oder eine zusam menhängende Bauteilgruppe zu verstehen, die die Ventilsitze für die Schließkörper des Rückschlagventils und des Drosselventils ausbilden bzw. aufnehmen. Diese Gehäuseeinheit kann vormontiert und im montierten Zustand eingebaut werden. Die hydraulische Ventilein heit kann daher als Patrone ausgebildet sein, die einfach in eine Hydraulikleitung eingesetzt werden kann. Dadurch kann der Ventilmechanismus einfach eingebaut werden. Durch die gemeinsame Gehäuseeinheit wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanis mus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids, also insbe sondere des Motoröls, nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellba ren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung der längen verstellbaren Pleuelstange reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

In einer Ausführungsform des fünften Ausführungsbeispiels kann vorgesehen werden, dass das Zulaufventil einen ersten Ventilsitz und einen relativ zum ersten Ventilsitz bewegbaren ersten Schließkörper aufweist, wobei der erste Ventilsitz in der Gehäuseeinheit ausgebildet ist und der erste Schließkörper mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Schließkör perteile umfasst. Die Ausgestaltung des ersten Ventilsitzes in der Gehäuseeinheit führt daher ebenfalls zu einer Bauraumreduzierung.

Vorteilhafterweise ist ein erster Schließkörperteil des ersten Schließkörpers als eine relativ zum ersten Ventilsitz bewegbare Hülse ausgeführt und ein zweiter Schließkörperteil des ers ten Schließkörpers als ein in der Hülse bewegbarer Ventilkörper, wobei die Hülse einen zweiten Ventilsitz für den Ventilkörper ausbildet. Der erste Schließkörper, der durch die Hülse und den darin bewegbaren Ventilkörper ausgebildet ist, ist daher ebenfalls ein Ventil, das in dem ersten Ventil angeordnet ist. Somit sind die beiden Ventile, das Zulaufventil und das Ablassventil, geschachtelt ineinander angeordnet, was eine sehr kompakte Ausgestal tung des hydraulischen Ventilmechanismus ermöglicht.

In einer bevorzugten Variante kann vorgesehen sein, dass die Hülse und der darin angeord nete Ventilkörper das Ablassventil ausbilden. Somit ist das Ablassventil in dem Zulaufventil ausgebildet und bildet den Schließkörper des Zulaufventils aus.

In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Hülse eine mit dem ersten Ventilsitz in der Gehäuseeinheit zusammenwirkende erste Dichtfläche aufweist. Die Dichtwir kung des ersten Ventils wird daher einfach über die Gehäuseeinheit und die Hülse erreicht.

Ferner kann auch vorgesehen sein, dass zumindest das Ablassventil schaltbar ist. Damit kann einfach die gewünschte Funktion des hydraulischen Ventilmechanismus, nämlich das Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führenden Hydraulikleitung, erreicht wer den.

In einer einfachen und robusten Ausgestaltung kann dafür vorgesehen sein, dass das Ab lassventil mittels eines Schaltstößels und einer dem Schaltstößel zugeordneten Schaltkugel schaltbar ist.

In noch einer weiteren Ausführungsform dieses fünften Ausführungsbeispiels kann vorgese hen sein, dass der Ventilkörper mittels einer Rückstellfeder gegen den zweiten Ventilsitz vor gespannt ist. Der Ventilkörper wird also über die Rückstellfeder gegen den Ventilsitz in der Hülse gedrückt. Somit wird sichergestellt, dass das zweite Ventil, also das Ventil, das durch die Hülse und den darin angeordneten Schließkörper ausgebildet ist, normalerweise ge schlossen ist und nur durch Schalten freigebbar ist. Da der Ventilkörper und die Hülse den ersten Schließkörper des ersten Ventils ausbilden, wird über die Rückstellfeder gleichzeitig auch sichergestellt, dass das zweite Ventil im Ruhezustand geschlossen ist. Ein unbeabsich tigtes Rückströmen von Flüssigkeit in der Hydraulikleitung wird somit sicher vermieden.

In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass sich die Rückstellfeder an der gemeinsamen Gehäuseeinheit des Zulaufventils und des Ablassventils abstützt. Es werden also keine weiteren Bauteile benötigt, was wiederum zu einer Bauraumreduzierung führt.

Vorzugsweise kann die gemeinsame Gehäuseeinheit eine Gehäusewandung und einen Ge häusedeckel umfassen. Dies ermöglicht eine einfache Montage des hydraulischen Ventilme chanismus, alle benötigten Bauteile können in der Gehäusewandung montiert und dann über den Gehäusedeckel fixiert werden. Insbesondere ermöglicht der Gehäusedeckel auch eine Abstützung der Rückstellfeder.

Eine einfache und dennoch stabile Ausgestaltung des Ventilmechanismus kann dadurch er reicht werden, dass zumindest eine Zulauf- und Ablassöffnung in der Gehäusewandung aus gebildet ist.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ablassventil und das Zulaufventil als Rückschlag ventil ausgebildet sind. Dadurch wird ein einfaches Einströmen von Hydraulikfluid durch den hydraulischen Ventilmechanismus in eine Richtung ermöglicht, ein Rückströmen in die an dere Richtung in der Hydraulikleitung wird einfach vermieden.

Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass der Strömungsquerschnitt des Ablass ventils kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils. Mit anderen Worten ist vor teilhafterweise im jeweils geöffneten Zustand der Strömungsquerschnitt des Ablassventils kleiner als der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils. Das Ablassventil ist damit als Dros selventil ausgebildet, sodass die innerhalb der Druckkammern herrschenden hohen Drücke nicht auf die in Strömungsrichtung hinter dem Ablassventil liegenden Bauteile übertragen werden.

Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, und ein zweites Pleuelauge, be vorzugt zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens, aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge und dem zweiten Pleuelauge mittels einer Längenverstelleinrichtung, die mindestens eine mit mindestens einer Hydraulikleitung verbundene Druckkammer um fasst, verstellbar ist, und wobei in jeder Hydraulikleitung ein wie vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels angeordnet ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Druckkammern vorgesehen, von denen jede Druckkam mer mit einer Hydraulikleitung verbunden ist, in der jeweils ein vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus angeordnet ist. Die Längenverstelleinrichtung führt zu ei ner Einstellung der Wirklänge der Pleuelstange. Dabei kann die gesamte Pleuelstange mehr teilig ausgebildet sein, wobei die Wirklängenänderung in einem ersten Konzept durch einen Teleskopmechanismus erfolgt. Die Pleuelstange beinhaltet dann einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder. Als Hydraulikfluid wird Schmiermittel, also Motoröl, verwendet, das dem Hydraulikzylinder über die Kurbelwelle, das Pleuellager und entsprechende Schmiermittelka näle in der Pleuelstange zugeführt wird. Eine Veränderung der Wirklänge der Pleuelstange, und damit des Verdichtungsverhältnisses im Kolben, kann aber auch mittels eines Exzenters, der in einem der Pleuelaugen der Pleuel stange angeordnet ist, bewirkt werden. Der Exzenter kann ebenfalls mittels einer hydrauli schen Steuereinrichtung angesteuert sein. Auch hier erfolgt die Versorgung der hydrauli schen Steuereinrichtung mit Hydraulikmittel, im Regelfall Motoröl, über einen Fluiddurchgang in der Kurbelwelle, also den Schmiermittelkanal der Kurbelwelle. Durch die gemeinsame Ge häuseeinheit des hydraulischen Ventilmechanismus wird der Bauraumbedarf des hydrauli schen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanis mus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids in bzw. aus der Druckkammer notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellbaren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Stabilität der längenverstellbaren Pleuelstange. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmo tor mit mindestens einem Zylinder, mindestens einem in dem Zylinder geführten Hubkolben und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange wie oben in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. Auch hier wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus durch die gemeinsame Gehäuseeinheit erheblich ver ringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseein heit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen im Pleuel kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung der längenverstellbaren Pleuelstange reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine ge ringere Bohrungsanzahl benötigt wird.

Ein weiteres, sechstes Ausführungsbeispiel, das im Folgenden in verschiedenen Varianten beschrieben ist und für das auch alleine Schutz beansprucht wird, betrifft einen hydrauli schen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer führen den Hydraulikleitung, insbesondere einer zu einer Hochdruckkammer einer längenverstellba ren Pleuelstange führenden Hydraulikleitung, wobei der Ventilmechanismus ein Zulaufventil und ein Ablassventil aufweist, die in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordnet sind, wobei das Zulaufventil und das Ablaufventil parallel durchströmbar zueinander angeordnet sind, und wobei die Gehäuseeinheit in die Hydraulikleitung einsetzbar ausgestaltet ist und das Ablassventil als Drosselventil ausgebildet ist, wobei in der Gehäuseeinheit eine Drossel bohrung ausgebildet ist, in der das Ablassventil angeordnet ist.

Unter dem Begriff„Gehäuseeinheit“ ist im vorliegenden Kontext ein Bauteil oder eine zusam menhängende Bauteilgruppe zu verstehen, die die Ventilsitze für die Schließkörper des Rückschlagventils und des Drosselventils ausbilden bzw. aufnehmen. Diese Gehäuseeinheit kann vormontiert und im montierten Zustand eingebaut werden. Die hydraulische Ventilein heit kann daher als Patrone ausgebildet sein, die einfach in eine Hydraulikleitung eingesetzt werden kann. Durch die gemeinsame Gehäuseeinheit wird der Bauraumbedarf des hydrauli schen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen des Hyd raulikfluids, also insbesondere des Motoröls, nun über einen in einer gemeinsamen Gehäu seeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellbaren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dadurch wird eine Schwächung der längenverstellbaren hydraulischen Pleuelstange reduziert, weil im Zuge der Fertigung weniger Material entfernt wird. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benötigt wird. Da das Ablassventil als Drosselventil ausgebildet ist, ist der Strömungsquerschnitt durch das Zulaufventil deutlich größer als der Strömungsquerschnitt durch das Ablassventil. In Ablassrichtung kann das Hydraulikfluid über das Drosselventil somit nur gedrosselt abfließen. Dies bewirkt eine Druckreduzierung, so dass auf die hinter dem Ablassventil angeordneten Bauteile der längenverstellbaren Pleuel stange geringere Belastungen wirken. Die Drosselbohrung ermöglicht eine einfache Ferti gung und Ausgestaltung des Ablassventils.

Vorteilhafterweise weist die gemeinsame Gehäuseeinheit zumindest eine gemeinsame Zu lauf- und Ablassöffnung auf, die zur Druckkammer führt und die durch das Zulaufventil und das Ablassventil freigebbar und verschließbar ist. Auch dies führt zu einer Verringerung des Bauraumbedarfs für den Ventilmechanismus und damit zu einer höheren Stabilität der län genverstellbaren Pleuelstange.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass das Zulaufventil als Rückschlagventil ausge bildet ist. Somit kann sichergestellt werden, dass in Zuströmrichtung zwar Hydraulikfluid, ins besondere Motoröl, durch das Zulaufventil und damit durch die Hydraulikleitung in die Druck kammer einströmen kann, ein ungeregeltes Ablaufen des Hydraulikfluids durch das Zulauf ventil wird aber sicher verhindert. In noch einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die gemeinsame Gehäuseeinheit eine Gehäusewandung umfasst, in der ein Ventilsitz für einen Schließkörper des Zulaufventils ausgebildet ist, und die mit einem Gehäusedeckel abgeschlossen ist, an dem sich eine Rückstellfeder für den Schließkörper des Zulaufventils abstützt. Auch dies führt zu einer kompakten Ausgestaltung des hydraulischen Ventilmechanismus, dadurch zu geringerem Bauraumbedarf und zu erhöhter Festigkeit der längenverstellbaren Pleuelstange.

Eine einfache und dennoch stabile Ausgestaltung des Ventilmechanismus kann dadurch er reicht werden, dass die mindestens eine Zulauf- und Ablassöffnung, die zu der Druckkam mer führt, in der Gehäusewandung ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise ist die Drosselbohrung in der Gehäusewandung ausgebildet. Dies ermög licht eine einfache Anordnung des Zulaufventils und des Ablassventils in der gemeinsamen Gehäuseeinheit. Der Querschnitt der Drosselbohrung ist deutlich geringer als der Quer schnitt der Zulauf- und Ablassöffnung, die in die Hydraulikleitung oder direkt in die Druck kammer übergeht, sodass der gewünschte Drosseleffekt erzielt wird.

Vorteilhafterweise ist die Drosselbohrung mit der Zulauf- und Ablassöffnung, die zur Druck kammer führt, verbunden, sodass das Ablassen des Hydraulikfluid aus der Druckkammer di rekt über die Drosselbohrung erfolgt. Es müssen keine weiteren Leitungen zwischengeschal tet sein.

In einer einfachen Ausgestaltung kann dies dadurch erfolgen, dass die Zulauf- und Ablass öffnung, die zur Druckkammer führt, als Bohrung ausgebildet ist, die sich durch die Gehäu sewandung erstreckt und die Drosselbohrung in die Bohrung mündet.

In einer weiteren Ausführungsform, die eine einfache Fertigung ermöglicht, verläuft eine Längsachse der als Bohrung ausgebildeten Zulauf- und Ablassöffnung, die zur Druckkam mer führt, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Drosselbohrung.

In einer weiteren einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ablassventil einen schaltbaren Ventilkörper umfasst, der mit der Drosselbohrung zusammenwirkt. Das als Dros selventil ausgebildete Ablassventil bildet dann den Ablass der Druckkammer aus. Dies ist eine einfache und platzsparende Ausgestaltung. Beispielsweise kann das Drosselventil als eine mittels des Ventilkörpers freigeb- und absperrbare Bohrung in der gemeinsamen Ge häuseeinheit ausgebildet sein. Beim Befüllen der Druckkammer strömt das Hydraulikfluid über das als Rückschlagventil ausgebildete Zulaufventil ein, das in Ablassrichtung sperrt. Soll die Druckkammer entleert werden, so wird die Drosselbohrung des Ablassventils mittels des Ventilkörpers freigegeben und das Hydraulikfluid kann über die Drosselbohrung abflie ßen. In der Schließposition kann der Ventilkörper über Dichtringe oder auch einfach über Spalte abgedichtet werden. Dies führt zu einer sehr einfachen Ausgestaltung des hydrauli schen Ventilmechanismus.

In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper verschiebbar in einer in der Gehäusewandung ausgebildeten Ventilkörperaufnahme geführt ist und die Ventilkörperaufnahme die Drosselbohrung schneidet. Auch hierdurch wird eine sehr platz sparende Anordnung des hydraulischen Ventilmechanismus erzielt.

Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge, bevorzugt zur Aufnahme eines Kolbenbolzens, und ein zweites Pleuelauge, be vorzugt zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge und dem zweiten Pleuelauge mittels einer Längenverstelleinrichtung, die mindestens eine mit mindestens einer Hydraulikleitung verbundene Druckkammer um fasst, verstellbar ist, und wobei in jeder Hydraulikleitung ein wie vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus angeordnet ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Druckkammern vorgesehen, von denen jede Druckkammer mit einer Hydraulikleitung ver bunden ist, in der jeweils ein vorstehend beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus angeordnet ist. Die Längenverstelleinrichtung führt zu einer Einstellung der Wirklänge der Pleuelstange. Dabei kann die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgebildet sein, wobei die Wirklängenänderung in einem ersten Konzept durch einen Teleskopmechanismus erfolgt.

Die Pleuelstange beinhaltet dann einen doppelwirkenden Hydraulikzylinder. Als Hydraulik fluid wird Schmiermittel, also Motoröl, verwendet, das dem Hydraulikzylinder über die Kurbel welle, das Pleuellager und entsprechende Schmiermittelkanäle in der Pleuelstange zugeführt wird. Eine Veränderung der Wirklänge der Pleuelstange, und damit des Verdichtungsverhält nisses im Kolben, kann aber auch mittels eines Exzenters, der in einem der Pleuelaugen der Pleuelstange angeordnet ist, bewirkt werden. Der Exzenter kann ebenfalls mittels einer hyd raulischen Steuereinrichtung angesteuert sein. Auch hier erfolgt die Versorgung der hydrauli schen Steuereinrichtung mit Hydraulikmittel, im Regelfall Motoröl, über einen Fluiddurchgang in der Kurbelwelle, also den Schmiermittelkanal der Kurbelwelle. Durch die gemeinsame Ge häuseeinheit des hydraulischen Ventilmechanismus wird der Bauraumbedarf des hydrauli schen Ventilmechanismus erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablassen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanis mus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen in der längenverstellbaren Pleuelstange kann daher reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Stabilität der längenverstellbaren Pleuel stange. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Boh rungsanzahl benötigt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmo tor mit mindestens einem Zylinder, mindestens einem in dem Zylinder geführten Hubkolben und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange wie oben beschrieben. Auch hier wird der Bauraumbedarf des hydraulischen Ventilmechanismus durch die gemeinsame Gehäuseeinheit erheblich verringert. Da das Zuströmen und Ablas sen nun über einen in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus erfolgt, ist nur noch eine Leitung für das Zuströmen und Ablassen des Hydraulikfluids notwendig. Die Anzahl der Bohrungen im Pleuel kann daher reduziert wer den. Dadurch wird eine Schwächung der längenverstellbaren Pleuelstange reduziert. Zudem führt dies auch zu einer Kostensenkung, da nur noch eine geringere Bohrungsanzahl benö tigt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen

Ventilmechanismus für ein VCR-Pleuel in Zuströmstellung im Vollschnitt,

Fig. 1 b hydraulischer Ventilmechanismus aus Fig. 1a in Schließstellung,

Fig. 1c hydraulischer Ventilmechanismus aus Fig. 1a in Ablassstellung,

Fig. 2 zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen

Ventilmechanismus für ein VCR-Pleuel in Zuströmstellung,

Fig. 3 vereinfachtes Hydraulikschaltbild der in Fig. 1a-c und 2 gezeigten hydrauli schen Ventilmechanismen in einer Pleuelstange,

Fig. 4a drittes Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Ventilmechanismus, Fig. 4b Detail des hydraulischen Ventilmechanismus aus Fig. 4a,

Fig. 4c vereinfachtes Hydraulikschaltbild des hydraulischen Ventilmechanismus

aus Fig. 4 in einer Pleuelstange,

Fig. 5 viertes Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Ventilmechanismus,

Fig. 6 fünftes Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Ventilmechanismus,

Fig. 7 schematische Darstellung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei hydraulischen Verstellmechanismen gemäß Fig. 6,

Fig. 8 sechstes Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Ventilmechanismus, und

Fig. 9 schematische Darstellung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei hydraulischen Verstellmechanismen gemäß Fig. 8

In Fig. 1a ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanismus 1 für eine längenverstellbare Pleuelstange bzw. ein VCR-Pleuel im Vollschnitt in der Zuströmstel- lung gezeigt. Der hydraulische Ventilmechanismus 1 wird vorzugsweise als Bestandteil einer hydraulischen Ansteuerungsschaltung eines VCR-Pleuels eingesetzt, dessen Mittenabstand zwischen dem kleinen und dem großen Pleuelauge veränderbar ist. Mittels des hydrauli schen Ventilmechanismus 1 lässt sich eine Druckkammer der hydraulischen Ansteuerschal tung befüllen, hydraulisch verschließen und entleeren. Das VCR-Pleuel wird somit in einer gewünschten Längenstellung arretiert oder zum Überführen in eine andere Längenstellung freigegeben. Das VCR-Pleuel eines Verbrennungsmotors wird im Betrieb im Wechsel auf Zug und Druck belastet. Entsprechend entstehen im Hochdruckbereich der hydraulischen Steuerschaltung anschwellende Drücke von über 300 bar (im geschlossenen Zustand des hydraulischen Ventilmechanismus). Der hydraulische Ventilmechanismus 1 ist in einer Hyd raulikleitung 3 des VCR-Pleuels ausgebildet, die zu einer Druckkammer führt, die Bestandteil eines Teleskopmechanismus zur Veränderung der Länge des VCR-Pleuels ist. Dies wird im Folgenden noch unter Bezug auf Fig. 3 genauer beschrieben.

Der hydraulische Ventilmechanismus 1 umfasst ein Rückschlagventil 4 und ein Drosselventil 5. Das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5 sind hintereinander in der Hydraulikleitung 3 angeordnet und somit in Reihe geschaltet. Das Rückschlagventil 4 umfasst einen Schließ körper 8 und einen Ventilsitz 7, in den der Schließkörper 8 in der Schließstellung des Rück schlagventils 4 mit Hilfe einer Druckfeder 11 gepresst wird. In Fig. 1a ist der hydraulische Ventilmechanismus in der Zuströmstellung gezeigt, d. h., der Schließkörper 8 wird durch das einströmende Hydraulikfluid entgegen der Kraft der Druckfeder 11 aus dem Ventilsitz 7 ge hoben, sodass das Hydraulikfluid 8 durch die Hydraulikleitung 3 in Richtung der Druckkam mer fließen kann.

Das Drosselventil 5 umfasst ebenfalls einen Schließkörper 10 und einen Ventilsitz 9. Der Schließkörper 10 des Drosselventils 5 ist in dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgebildet und umfasst eine zentrale Drosselbohrung 12 sowie mindestens eine Durchflussbohrung 13. In Fig. 1a sind zwei Durchflussbohrungen 13 gezeigt. Durch das einströmende Hydraulikfluid, beispielsweise Motoröl, wird auch der kegelförmige Schließkör per 10 aus dem Ventilsitz 9 gehoben, sodass die Durchflussbohrungen 13 freigegeben wer den, und das Hydraulikfluid in Richtung der Druckkammer strömen kann.

Das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5 sind in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit 6 angeordnet. Die gemeinsame Gehäuseeinheit 6 bildet sowohl den Ventilsitz 7 für den Schließkörper 8 des Rückschlagventils 4 aus, als auch den Ventilsitz 9 für den Schließkörper 10 des Drosselventils 5. Die gemeinsame Gehäuseeinheit 6 umfasst zwei Bauteile, nämlich ein erstes Bauteil 6.1 , das den Ventilsitz 7 für den Schließkörper 8 des Rückschlagventils ausbildet, und ein zweites Bauteil 6.2, das den Ventilsitz 9 für den Schließkörper 10 des Drosselventils ausbildet. Die beiden Bauteile 6.1 , 6.2 sind miteinander gekoppelt bzw. vor montiert und mit einem einzigen Ventildeckel 14 verschlossen. Der hydraulische Ventilme chanismus 1 bildet also eine Einheit aus, die vormontiert werden kann, sodass ein leichter Einbau in die Hydraulikleitung 3 möglich ist. Der Ventildeckel 14 weist gemeinsame Zuström- bzw. Ablassöffnungen 15 für das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5 auf. Die Druck feder 11 des Rückschlagventils 4 stützt sich am Boden des zweiten Bauteils 6.2 der Gehäu seeinheit 6 ab.

Das Rückschlagventil 4 des hydraulischen Ventilmechanismus 1 ist als schaltbares Rück schlagventil ausgebildet. Daher umfasst der hydraulische Ventilmechanismus 1 einen Steu erschieber 16 und einen Steuerkörper 17, beispielsweise eine Steuerkugel. In Fig. 1a befin det sich das Rückschlagventil 4 und damit der hydraulische Ventilmechanismus 1 im nichtge- schalteten Zustand. Der Steuerschieber 16 ist daher mit Abstand zum Steuerkörper 17 ange ordnet.

Fig. 1b zeigt den hydraulischen Ventilmechanismus 1 aus Fig. 1a im gesperrten Zustand. Es strömt nun kein Hydraulikfluid mehr in Zuströmrichtung Z durch die Hydraulikleitung 3, so dass der Schließkörper 8 des Rückschlagventils 4, im dargestellten Fall eine Dichtkugel, durch die Druckfeder 11 in den Ventilsitz 7 des Rückschlagventil 4 gedrückt wird. Dadurch wird ein Zurückfließen des Hydraulikfluids aus der Druckkammer in Ablassrichtung A verhin dert. Auch der Schließkörper 10 des Drosselventils 5 wird in den Ventilsitz 9 des Drosselven tils gepresst, sodass die Durchflussbohrungen 13 verschlossen sind. Das Rückschlagventil 4 und damit der hydraulische Ventilmechanismus 1 befindet sich auch in Fig. 1 b in einem nichtgeschalteten Zustand. Der Steuerschieber 16 ist daher mit Abstand zum Steuerkörper 17 angeordnet.

Fig. 1c zeigt den hydraulischen Ventilmechanismus 1 aus den Figuren 1a und 1 b im geschal teten Zustand, sodass ein Ablassen von Hydraulikfluid aus der Druckkammer über die Hyd raulikleitung 3 ermöglicht wird. Über eine nicht näher dargestellte Betätigungseinheit wird der Steuerschieber 16 verschoben, sodass er den Steuerkörper 17 in Richtung des Schließkör pers 8 des Rückschlagventils 4 drückt. Der Steuerkörper 17 hebt dann den Schließkörper 8 des Rückschlagventils 4 aus dem Ventilsitz 7, sodass das Rückschlagventil 4 entgegen der Rückstellkraft der Druckfeder 11 geöffnet wird. Aus der mit der Hydraulikleitung 3 verbunden Druckkammer kann dann Hydraulikfluid in Ablassrichtung A durch die Hydraulikleitung 3 flie ßen. Das Hydraulikfluid strömt dabei zunächst durch das Drosselventil 5. Da der Schließkör per 10 des Drosselventils 5 im Ventilsitz 9 des Drosselventils 5 sitzt, sind die Durchflussöff nungen 13 des Drosselventils 5 verschlossen und das Hydraulikfluid kann nur durch die Drosselöffnung 12 strömen. Dies führt zu einer Druckreduzierung, sodass auf die hinter dem Drosselventil 5 angeordneten Bauteile, d. h. das Rückschlagventil 4 und die Steuerkugel 17 sowie den Steuerschieber 16, nur geringere Kräfte wirken und somit die Belastungen redu ziert werden.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanismus V. Dieser hydraulische Ventilmechanismus 1‘ ist im Wesentlichen genauso aufgebaut wie der in den Figuren 1a bis 1c gezeigte hydraulische Ventilmechanismus 1. Für gleiche bzw. im We sentlichen funktionsgleiche Bauteile werden daher die gleichen Bezugsziffern verwendet.

Der hydraulische Ventilmechanismus V umfasst ebenfalls ein Rückschlagventil 4 und ein Drosselventil 5‘. Wie im ersten Ausführungsbeispiel sind das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5‘ in Reihe geschaltet, wobei das Rückschlagventil 4 in Zuströmrichtung Z vor dem Drosselventil 5’ angeordnet ist. Das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5‘ weisen eine gemeinsame Gehäuseeinheit 6 auf. Die Gehäuseeinheit 6 umfasst ein erstes Bauteil 6.1 , das den Ventilsitz 7 des Rückschlagventils ausbildet, und ein zweites Bauteil 6.2, das den Ventilsitz 9 des Drosselventils 5’ ausbildet. Das Rückschlagventil 4 umfasst ferner einen Schließkörper 8, im dargestellten Fall eine Schließkugel, die mittels einer Druckfeder 11 in den Ventilsitz 7 gedrückt wird. In Zuströmrichtung wird das Rückschlagventil 4 durch das ein strömende Hydraulikfluid geöffnet, d. h. der Schließkörper 8 wird entgegen der Kraft der Druckfeder 11 nach oben gedrückt, sodass ein Durchfluss durch das Rückschlagventil er möglicht wird.

Das Drosselventil 5‘ ist im zweiten Ausführungsbeispiel als Membranventil ausgebildet, d. h. als Schließkörper weist das Drosselventil 5‘ eine Membran 18 auf. Die Membran 18 ist in ei nem Bodenbereich des zweiten Bauteils 6.2 der gemeinsamen Gehäuseeinheit 6 befestigt.

In der Membran ist die Drosselöffnung 12 ausgebildet. Beispielsweise kann dies so ausge führt werden, dass die Membran 18 mithilfe eines Stöpsel 19 in dem zweiten Gehäusebau teils 6.2 befestigt ist, wobei der Stöpsel 19 die Drosselöffnung 12 aufweist. Im Bodenbereich des zweiten Bauteils 6.2 sind die Durchflussöffnungen 13 angeordnet. In Fig. 2 sind zwei Durchflussöffnungen 13 dargestellt, es kann auch nur eine Durchflussöffnung oder mehrere Durchflussöffnungen vorgesehen werden. In der in Fig. 2 dargestellten Zuströmstellung des hydraulischen Ventilmechanismus V öffnet das einströmende Hydraulikfluid das Rückschlag ventil 4 und trifft dann auf das Drosselventil 5‘. Dadurch wird die Membran 18 von den Durchflussöffnungen 13 weggedrückt und das Hydraulikfluid kann durch die Hydraulikleitung 3 in Richtung der Druckkammer (nicht dargestellt) strömen. In Ablassrichtung A sperren das Drosselventil 5‘ und das Rückschlagventil 4, d. h., die Membran 18 wird in Ablassrichtung durch das Hydraulikfluid über die Durchflussöffnungen 13 gepresst, sodass die Durchfluss öffnungen 13 verschlossen werden. Über die Drosselöffnung 12 kann ein geringer Flüssig keitsstrom auf das Rückschlagventil 4 treffen. Da die Druckfeder 11 den Ventilkörper 8 in den Ventilsitz 7 presst, schließt das Rückschlagventil 4 in Ablassrichtung A und ein Abströ men des Hydraulikfluids wird vermieden.

Das Rückschlagventil 4 ist ebenfalls schaltbar ausgebildet und kann mithilfe eines Steuer schiebers 16 und eines Steuerkörpers 17, im dargestellten Beispiel einer Steuerkugel, oder eines anderen Steuerungsmechanismus in eine Offenstellung geschalten werden, in der ein Ablass des Hydraulikfluids aus der Druckkammer ermöglicht wird. In der Offenstellung drückt der Steuerschieber 16 den Steuerkörper 17 nach oben, sodass der Steuerkörper 17 den Schließkörper 8 des Rückschlagventils 4 aus dem Ventilsitz 7 hebt und so den Durchfluss von Hydraulikfluid durch das Rückschlagventil ermöglicht. Das Drosselventil 5‘ bleibt in die ser Offenstellung des hydraulischen Ventilmechanismus V geschlossen, sodass das Hydrau likfluid nur durch die Drosselöffnung 12 abfließen kann. Dadurch wird der Druck hinter dem Drosselventil 5‘ verringert und auf das Rückschlagventil 4, den Steuerschieber 16 und den Steuerkörper 17 wirken nur geringere Kräfte.

Fig. 3 zeigt schematisch dargestellt eine Pleuelstange 20, auch als VCR-Pleuel 20 bezeich net, mit einem vereinfachten Hydraulikschaltbild für das erste und das zweite Ausführungs beispiel des erfindungsgemäßen hydraulischen Ventilmechanismus 1 , T.

Das VCR-Pleuel 20 umfasst ein oberes Pleuelteil 21 , in dem das kleine Pleuelauge 22 aus gebildet ist und ein unteres Pleuelteil 23, das zusammen mit einer Lagerschale 24 das große Pleuelauge 25 ausbildet. In dem zweiten Pleuelteil 23 ist ein Zylinder 26 ausgebildet, in dem ein mit dem ersten Pleuelteil 21 verbundener Kolben 27 längs (bzw. in Längsrichtung der Pleuelstange 20) bewegbar angeordnet ist. Das obere Pleuelteil 21 ist also über den Kolben 27 teleskopierbar in dem Zylinder 26 des unteren Pleuelteils 23 geführt. Dadurch kann der Abstand zwischen einem im kleinen Pleuelauge 22 aufgenommenen Kolbenbolzen eines Hubkolbens und einer in dem großen Pleuelauge 25 aufgenommenen Kurbelwelle des Kol benmotors verstellt werden, um so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den je weiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es z.B. möglich, den Kolbenmotor im Teil lastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als im Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen.

Der Zylinder 26 ist an dem oberen Pleuelteil 21 zugewandten Ende mit einem Deckel 30 ver schlossen, durch den das obere Pleuelteil 21 hindurchgeführt ist. Der Zylinder 26 und der Kolben 27 bilden zusammen eine erste Druckkammer 28 und eine zweite Druckkammer 29 aus. Die Unterseite 31 des Deckels 30 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Kolben 27 in der oberen Stellung, der langen Stellung des VCR-Pleuels 20, anliegt, während in der unteren Stellung (Kurzstellung) des VCR-Pleuels 20 der Kolben 27 an einem vom Zylinder boden 32 ausgebildeten unteren Anschlag anliegt.

Die beiden Druckkammern 28, 29 sind jeweils über eine Hydraulikleitung 3 und je einen in jeder Hydraulikleitung 3 angeordneten hydraulischen Ventilmechanismus 1 , T mit der Hyd raulikfluidversorgung des großen Pleuelauges 25 und damit mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. Jeder hydraulische Ventilmechanismus 1 , T umfasst, wie in Be zug auf die Figuren 1a bis 1c und 2 beschrieben, ein Rückschlagventil 4 und ein Drosselven til 5, 5‘. Das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5, 5‘ sind, wie bereits beschrieben, in Reihe geschaltet, wobei das Rückschlagventil 4 in Zuströmrichtung Z vor dem Drosselventil 5, 5‘ angeordnet ist. Ist das VCR-Pleuel 20 in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer 29 kein Hydraulikfluid während die untere Druckkammer 28 hingegen vollständig mit Hydraulik fluid gefüllt ist. Während des Betriebs wird das VCR-Pleuel 20 aufgrund der Massen- bzw. Beschleunigungs- und Gaskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stel lung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Kolbens 27 mit der Unterseite 31 des Deckels 30 aufgenommen. Die Länge des VCR-Pleuels 20 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die mit Hydraulikfluid ge füllte untere Druckkammer 28 übertragen. Der der unteren Druckkammer 28 zugeordnete hydraulische Ventilmechanismus 1 , 1‘ ist nicht freigeschaltet, sodass das Rückschlagventil 4 ein Ausströmen des Hydraulikfluids verhindert. Dadurch steigt der Öldruck des Hydraulikflu ids stark an und verhindert eine Änderung der Pleuellänge. Das VCR-Pleuel 20 ist in dieser Bewegungsrichtung also hydraulisch gesperrt. In der Kurzstellung des VCR-Pleuels 20 dre hen sich die Verhältnisse um. Die untere Druckkammer 28 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Kolbens 27 am Zylinderboden 32 aufgenommen, während die obere Druckkammer 29 vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist, sodass eine Zugkraft auf das VCR-Pleuel 20 einen Druckanstieg in der oberen Druckkam mer 29 verursacht und damit eine hydraulische Sperrung bewirkt.

Die Pleuellänge des hier dargestellten VCR-Pleuels 20 kann zweistufig verstellt werden, in dem eine der beiden Druckkammern 28, 29 entleert wird und die jeweils andere Druckkam mer 29, 28 mit Motoröl gefüllt wird. Hierzu wird der hydraulische Ventilmechanismus 1 , V der gefüllten Druckkammer 28, 29 durch eine nicht näher dargestellte Ansteuerschaltung ge schaltet, sodass das Rückschlagventil 4 geöffnet wird und das Hydraulikfluid über die jewei lige Hydraulikleitung 3 sowie das zugehörige Drosselventil 5, 5‘ des hydraulischen Ventilme chanismus 1 , 1‘ aus der bisher gefüllten Druckkammer 28, 29 abfließen kann. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung des VCR-Pleuels 20 wirkenden Massen- und Beschleunigungskräfte in der bisher leeren Druckkammer 29, 28 eine Sogwirkung, durch die sich das zugehörige Rückschlagventil 4 des anderen hydrauli schen Ventilmechanismus 1 , 1‘ öffnet, sodass sich die bisher leere Druckkammer 29, 28 mit Hydraulikfluid füllt. Mit zunehmender Füllung dieser Druckkammer 29, 28 wird aus der ande ren Druckkammer 28, 29 zunehmend das Hydraulikfluid über den geöffneten hydraulischen Ventilmechanismus 1 , 1‘ abgeführt, wodurch sich die Länge des VCR-Pleuels 20 ändert. Da der Abfluss des Hydraulikfluids über das Drosselventil 5, 5‘ gedrosselt wird, können mehrere Hübe des VCR-Pleuels 20 erforderlich sein, bis die zu befüllende Druckkammer 28, 29 voll ständig mit Hydraulikfluid gefüllt und die andere Druckkammer 29, 28 vollständig geleert ist und so die maximal mögliche Längenänderung des VCR-Pleuels 20 erreicht ist. Dies führt auch dazu, dass der Kolben TI nicht hart an den jeweiligen Anschlag in der oberen oder un teren Stellung des VCR-Pleuels anstößt. Dadurch wird eine Verschleißminderung erreicht.

Es ist eine freie Anordnung jedes hydraulischen Ventilmechanismus 1 , 1‘ in der jeweiligen Hydraulikleitung 3 möglich. In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird das linke Rückschlag ventil 4 bei hohem Druck freigeschaltet, das rechte Rückschlagventil 4 bei niedrigem Druck.

Bei den beiden bisher gezeigten Ausführungsbeispielen, in denen das Rückschlagventil und das Drosselventil in Reihe geschaltet sind, wäre es auch möglich, dass jedes Ventil ein eige nes Gehäuse aufweist und in der Hydraulikleitung angeordnet ist.

In Fig. 4a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanismus 1“ für ein VCR-Pleuel 20 gezeigt. Für aus den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen bekannte bzw. im wesentlichen funktionsgleiche Bauteile werden wieder die gleichen Be zugsziffern verwendet. Auch dieser hydraulische Ventilmechanismus 1“ umfasst wieder ein Rückschlagventil 4 und ein Drosselventil 5“, die in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit 6“ angeordnet sind. In Zuströmrichtung Z werden das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5“ durch einströmendes Hydraulikfluid aufgedrückt, in Ablassrichtung A sperrt das Rück schlagventil 4, sodass das Hydraulikfluid nicht abströmen kann. Um ein Ablassen des Hyd raulikfluids zu ermöglichen, ist das Rückschlagventil 4 schaltbar. Dazu sind ein Steuerkörper 17 und ein Steuerschieber 16 vorgesehen. Das Drosselventil 5“ ist durch den Steuerkörper 17 ausgebildet. Dazu sind in der gemeinsamen Gehäuseeinheit 6“ zwei Drosselkanäle 33 angeordnet, die durch den Steuerkörper 17 verdeckt oder freigegeben werden, sodass ein gedrosseltes Ablassen des Hydraulikfluids möglich ist, wenn das Rückschlagventil 4 freige schaltet ist. In Fig. 4b ist dieses Detail A nochmal größer dargestellt.

Fig. 4c zeigt eine schematische Darstellung eines VCR-Pleuels 20 mit einem vereinfachten Hydraulikschaltbild des hydraulischen Ventilmechanismus 1“. Das VCR-Pleuel 20 ist ge nauso aufgebaut wie die mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene Pleuelstange, mit dem Unter schied, dass der hydraulische Ventilmechanismus so ausgebildet ist wie in den Figuren 4a und 4b gezeigt. Das VCR-Pleuel 20 umfasst also wieder ein oberes Pleuelteil 21 , das das kleine Pleuelauge 22 ausbildet und ein unteres Pleuelteil 23, das zusammen mit einer Lager schale 24 das große Pleuelauge 25 ausbildet. In dem unteren Pleuelteil 23 ist ein Zylinder 26 ausgebildet, in dem ein mit dem oberen Pleuelteil 21 verbundener Kolben 27 längst beweg bar angeordnet ist. Der Zylinder 26 ist mit einem Deckel 30 abgedeckt, durch den das obere Pleuelteil 21 geführt ist. Der Kolben 27 ist in Fig. 4c wieder in einer Mittelstellung gezeigt, so dass die beiden durch den Zylinder 26 und den Kolben 27 ausgebildeten Druckkammern 28, 29 sichtbar sind. Jede der Druckkammern 28, 29 ist über eine Hydraulikleitung 3, in der ein hydraulischer Ventilmechanismus 1“ angeordnet ist, mit der Hydraulikmittelversorgung des großen Pleuelauges 5 verbunden. Wie in Fig. 4c deutlich zu erkennen ist, sind auch bei dem hydraulischen Ventilmechanismus 1“ das Drosselventil 5“ und das Rückschlagventil 4 wie der in Reihe geschaltet, wobei das Drosselventil 5“ allerdings in Zuströmrichtung Z vor dem Rückschlagventil 4 angeordnet ist. Je nach anliegendem Druck in der Motorölversorgung ist eines der Rückschlagventile 4 frei geschaltet, sodass die jeweilige Druckkammer 28, 29 ent leert ist und die andere Druckkammer 29, 28 befüllt ist. In dem in Fig. 4c dargestellten Bei spiel wird das linke Rückschlagventil 4 bei hohem Druck frei geschaltet, das rechte Rück schlagventil bei niedrigem Druck. Die Längenverstellung des VCR-Pleuels 20 erfolgt in dem in Fig. 4c gezeigten Beispiel wie in Bezug auf das in Fig. 3 gezeigte Beispiel beschrieben.

In Fig. 5 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanis mus V“ gezeigt. Aus den bisherigen Ausführungsbeispielen bekannte und im wesentlichen funktionsgleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der hydraulische Ventilmechanismus V“ umfasst wieder ein erstes Rückschlagventil 4 und ein Drosselventil 5‘“. Das Drosselventil 5‘“ ist ein Rückschlagventil und bildet den Schließkörper 10‘“ des Rückschlagventils 4 aus. Der hydraulische Ventilmechanismus V“ besteht also aus zwei in einander verschachtelten Rückschlagventilen. Daher sind das erste Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5‘“ wieder in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit 6 angeordnet. Die Ge häuseeinheit 6 bildet den Ventilsitz 7 des Rückschlagventils 4 aus. Die Gehäuseeinheit 6 ist durch einen gemeinsamen Ventildeckel 14 verschlossen, in dem eine gemeinsame Zuström- und Ablassöffnung 15 ausgebildet ist. Das Drosselventil 5‘“ ist schaltbar ausgebildet und kann daher in eine Offenstellung geschaltet werden, um ein Ablassen von Hydraulikfluid zu ermöglichen. Dafür sind ein Steuerschieber 16 und ein Steuerkörper 17 vorgesehen. In Fig.

5 ist der Steuerkörper 17 als Steuerkugel ausgebildet.

Beim Zuströmen von Hydraulikfluid durch den hydraulischen Ventilmechanismus V“ wird das erste Rückschlagventil 4 geöffnet, indem das darin angeordnete Drosselventil 5‘“ entgegen der Kraft der Druckfeder 11 durch das einströmende Hydraulikfluid nach oben gedrückt wird. Ein Zurückfließen des Hydraulikfluids wird durch das erste Rückschlagventil 4 und das Dros selventil 5‘“ verhindert. Um Hydraulikfluid in Ablassrichtung A abzulassen wird der Steuer schieber 16 betätigt, sodass die Steuerkugel 17 den Schließkörper 10 des inneren Rück schlagventils, also des Drosselventils 5‘“, anhebt. Damit wird nur ein kleiner Querschnitt zum Ablassen des Hydraulikfluids freigegeben, wodurch die gewünschte Drosselung auftritt. Bei dem in Fig. 5 gezeigten hydraulischen Ventilmechanismus V“ sind das Rückschlagventil 4 und das Drosselventil 5‘“ daher parallel geschaltet.

Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanismus 101 für eine längenverstellbare Pleuelstange 123 (siehe Fig. 7) im Vollschnitt in der Schließstel lung. Der hydraulische Ventilmechanismus 101 wird vorzugsweise als Bestandteil einer hyd raulischen Ansteuerungsschaltung einer längenverstellbaren Pleuelstange 123 eingesetzt, deren Länge bzw. bei der der Abstand zwischen den beiden Pleuelaugen 125, 128 veränder bar ist. Dazu weist die Pleuelstange 123 zwei Pleuelteile 124, 126 auf, die teleskopierbar in einander verschiebbar sind. Zwischen den beiden Pleuelteilen 124, 126 sind dazu zwei Druckkammern 131 , 132 ausgebildet, die jeweils mit einer Hydraulikleitung 135, 136, insbe sondere einem Ölkanal 1 110, verbunden sind, in dem zumindest ein erfindungsgemäßer hydraulischer Ventilmechanismus 101 angeordnet ist. Die Hydraulikleitungen 135, 136 bzw. der Ölkanal 1110 sind mit einer Quelle für ein Hydraulikfluid - beispielsweise Motoröl - ver bunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine Verbindung zum Pleuellager des großen Pleuelauges 128 vor, dem Motoröl aus dem Ölsystem eines Verbrennungsmotors zu geführt wird.

Mittels des hydraulischen Ventilmechanismus 101 lässt sich jede Druckkammer 131 , 132 be fallen, hydraulisch verschließen und entleeren. Die längenverstellbare Pleuelstange 123 wird somit in einer gewünschten Längenstellung arretiert oder zum Überführen in eine andere Längenstellung freigegeben. Die längenverstellbare Pleuelstange 123 eines Verbrennungs motors wird im Betrieb im Wechsel durch Massen- und Gaskräfte auf Zug und Druck belas tet. Entsprechend entstehen im Hochdruckbereich der hydraulischen Ansteuerschaltung an schwellende Drücke von über 1000 bar (im geschlossenen Zustand des hydraulischen Ven tilmechanismus).

Der hydraulische Ventilmechanismus 101 umfasst eine gemeinsame Gehäuseeinheit 104, in der ein Zulaufventil 102 und ein Ablassventil 103 angeordnet sind. Die Gehäuseeinheit 104 umfasst eine Gehäusewandung 105 und einen Gehäusedeckel 122. Die Gehäusewandung 105 begrenzt einen innerhalb der Gehäuseeinheit 104 ausgeführten Hohlraum und ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Gehäusedeckel 122 begrenzt diesen Hohlraum in zumindest einer Richtung und kann dabei wie im dargestellten Ausführungsbeispiel als sepa rater, mit der Gehäusewandung 105 durch Schrauben, Verpressen oder anders verbundener Bauteil oder auch einstückig ausgeführt sein. In der Gehäuseeinheit 104 ist ein Fluidkanal 106 ausgebildet, über den Hydraulikfluid, insbe sondere Motoröl, aus dem Ölkanal 1110 in Zuströmrichtung Z oder in Ablassrichtung A durch den hydraulischen Ventilmechanismus 101 hindurchströmen kann. Dazu weist der hydrauli sche Ventilmechanismus 101 eine erste Zulauf- und Ablassöffnung 107.1 auf, die im einge bauten Zustand des hydraulischen Ventilmechanismus 101 mit einer Hydraulikfluidquelle, vorzugsweise dem Ölsystem eines Verbrennungsmotors, verbunden ist. Ferner ist in der Ge häusewandung 105 eine zweite Zulauf-und Ablassöffnung 107.2 vorgesehen, über die Hyd raulikfluid aus dem hydraulischen Ventilmechanismus 101 in die dem Ventilmechanis mus 101 zugeordnete Druckkammer - hier die untere Druckkammer 131 - einströmen oder aus dieser abgelassen werden kann. An einer Seite ist die Gehäusewandung 105 mit dem Gehäusedeckel 122 verschlossen. Das durch den Fluidkanal 106 in die Gehäuseeinheit 104 eintretende Hydraulikfluid kann daher nur durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 107.2 in die zugeordnete Druckkammer ausströmen bzw. in umgekehrter Strömungsrichtung aus der zugeordneten Druckkammer durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 107.2 in die Ge häuseeinheit 104 einströmen und durch den Fluidkanal 106 abfließen.

Das Zulaufventil 102 umfasst einen ersten Ventilsitz 108 und einen ersten Schließkörper 109. Der erste Ventilsitz 108 ist in der Gehäusewandung 105 der Gehäuseeinheit 104 aus gebildet und ist im Wesentlichen konisch. Der erste Schließkörper 109 weist eine erste Dicht fläche 110 auf, die mit dem Ventilsitz 108 in der Gehäusewandung 105 zusammenwirkt. Die erste Dichtfläche 110 ist daher ebenfalls im Wesentlichen konisch. Im geschlossenen Zu stand des Zulaufventils 102 liegt also die erste Dichtfläche 110 des ersten Schließkörpers 109 dichtend an dem ersten Ventilsitz 108 der Gehäusewandung 105 an.

Der erste Schließkörper 109 des Zulaufventil 102 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst zwei Schließkörperteile 109a, 109b. Ein erster Schließkörperteil 109a ist als eine in der Gehäu seeinheit 104 bewegbar angeordnete Hülse 111 ausgeführt, ein zweiter Schließkörperteil 109b ist durch einen in der Hülse 111 bewegbar angeordneten Ventilkörper 112 ausgebildet. An der Außenseite der Hülse 111 ist die erste Dichtfläche 110 ausgebildet. Dazu verjüngt sich die Hülse 111 im in Fig. 6 dargestellten unteren Bereich konisch, sodass die erste Dicht fläche 110 ebenfalls im Wesentlichen konisch ausgebildet ist und mit dem konischen ersten Ventilsitz 108 in der Gehäusewandung 105 Zusammenwirken kann.

An der Innenseite der Hülse 111 ist ein zweiter Ventilsitz 113 ausgebildet. Der zweite Ventil sitz 113 ist etwa auf gleicher Höhe wie die erste Dichtfläche 110 ausgebildet und ebenfalls konisch. Der Ventilkörper 112 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel kugelförmig und bildet eine zweite Dichtfläche 114 aus, die mit dem zweiten Ventilsitz 113 zusammenwirkt.

An dem Ventilkörper 112 liegt eine Rückstellfeder 117 an, die sich an dem Gehäusedeckel 122 abstützt. Der Ventilkörper 112 wird daher durch die Rückstellfeder 117 gegen den in der Hülse 111 ausgebildeten zweiten Ventilsitz 113 gedrückt. Der erste Schließkörper 109 des Zulaufventils 102 ist daher ebenfalls als Ventil ausgebildet und stellt das Ablassventil 103 dar.

Unterhalb des Ventilkörpers 112 ist in der Hülse 111 eine Schaltkugel 115 angeordnet, die mit einem Schaltstößel 116 zusammenwirkt. Der Schaltstößel 116 ist zylindrisch und weist an seinem der Schaltkugel 115 zugewandten Ende eine konische Verjüngung 118 auf, die in einem stiftförmigen Bereich 119 endet. Unter stiftförmig ist hier eine im Wesentlichen zylindri sche Form zu verstehen. Mit anderen Worten weist der zylindrische Schaltstößel 116 an sei nem der Schaltkugel 115 zugewandten Ende eine konische Verjüngung 118 auf, an die wie der ein im Wesentlichen zylindrischer stiftförmiger Bereich 119 anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Schaltstößels 116 ist dabei größer als der Durchmesser des stiftförmigen Bereichs 119. Der stiftförmige Bereich 119 ist unterhalb der Schaltkugel 115 angeordnet und hält die Schaltkugel 115 an der vorgesehenen Position.

Der Schaltstößel 116 ist bewegbar in einer in der Gehäusewandung 105 ausgebildeten Schaltstößelaufnahme 140 geführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schaltstö ßelaufnahme 140 als zylindrische Bohrungen ausgebildet, die durch die gesamte Gehäu seeinheit 104 hindurchgeht und dabei den Fluidkanal 106 schneidet. In Fig. 6 ist daher die linke Seite der Schaltstößelaufnahme 140 offen dargestellt. Im montierten Zustand des hyd raulischen Ventilmechanismus 101 , d.h., wenn der hydraulische Ventilmechanismus 101 in eine Hydraulikleitung eingesetzt ist, wird dieses freie Ende von Hydraulikleitung verschlos sen. Es wäre aber auch denkbar, die Schaltstößelaufnahme als Sackloch in der Gehäuseein heit auszubilden, sodass die Schaltstößelaufnahme endet, nachdem sie den Fluidkanal ge schnitten hat.

Soll das Ablassventil 103 geöffnet werden, sodass Hydraulikfluid aus der Druckkammer 131 abfließen kann, so wird der Schaltstößel 116 in Fig. 6 nach links bewegt, sodass die koni sche Verjüngung 118 die Schaltkugel 115 nach oben bewegt und den Ventilkörper 112 ent gegen der Kraft der Rückstellfeder 1 17 nach oben bewegt, sodass der Ventilkörper 112 aus dem in der Hülse 111 ausgebildeten zweiten Ventilsitz 113 gehoben wird und eine zweite Durchflussöffnung 121 freigibt. Es kann dann Hydraulikfluid durch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 107.2 aus der Druckkammer 131 in die Gehäuseeinheit 104 fließen und durch das Ablassventil 103 bzw. die im Ablassventil 103 ausgebildete zweite Durchflussöffnung 121 abströmen. Durch den Ventilkörper 112 und die Schaltkugel 115 wird nur ein geringer Querschnitt zum Durchfließen freigegeben, wodurch ein Drosseleffekt entsteht. Das Ablassventil 103 wirkt daher als Dros selventil bzw. ist als solches ausgebildet. Eine zusätzliche Drosselung wird dadurch erzielt, dass das Hydraulikfluid durch die Hülse 111 umgelenkt wird.

Beim Befüllen der Druckkammer 131 strömt Hydraulikfluid in Zuströmrichtung Z durch die erste Zulauf- und Ablassöffnung 17.1 in den Fluidkanal 106 und weiter in Richtung des Zu laufventils 102 und des Ablassventils 103. Das gesamte Ablassventil 103, das heißt die Hülse 111 mit dem darin angeordneten Ventilkörper 112 und der Schaltkugel 115 wird dann entgegen der Kraft der Rückstellfeder 117 nach oben gedrückt, und gibt eine im Zulaufventil

102 ausgebildete erste Durchflussöffnung 120 frei. Die erste Durchflussöffnung 120 des Zu laufventils 102 ist deutlich größer als die zweite Durchflussöffnung 121 des Ablassventils 103. Wie bereits beschrieben, fungiert das Ablassventil 103 daher als Drosselventil bzw. ist als solches ausgebildet. Durch den geringen Strömungsquerschnitt, d.h. den geringen Quer schnitt der zweiten Durchflussöffnung 121 , entsteht eine Drosselung des hindurchströmen den Hydraulikfluids, sodass der Druck des Hydraulikfluids in Strömungsrichtung hinter dem Ablassventil 103 deutlich geringer ist als der Druck in Strömungsrichtung vor dem Ablass ventil 103. Das Zulaufventil 102 und das Ablassventil 103 sind parallel zueinander angeord net. Das Zulaufventil 102 gibt den Fluidkanal 106 und damit auch die entsprechende Hydrau likleitung 131 , 132 nur in Zuströmrichtung Z frei. Das Ablassventil 103 ist beim Befüllen der entsprechenden Druckkammer 131 , 132 geschlossen, ein Durchströmen des Ablassventils

103 in Zuströmrichtung Z ist also gesperrt. Beim Ablassen hingegen sperrt das Zulaufventil 102, ein Durchströmen des Zulaufventils 102 in Ablassrichtung A ist nicht möglich. Das Ab lassventil 103 ist zum Ablassen freigeschaltet und kann dann in Ablassrichtung A von Hyd raulikfluid durchströmt werden.

Wie in Fig. 6 deutlich zu sehen, ist der hydraulische Ventilmechanismus 101 als geschlos sene Einheit, beispielsweise in Art einer Patrone, ausgebildet und kann so einfach in eine Hydraulikleitung 35, 36 eingesetzt werden. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer längenverstellbare Pleuelstange 123, in der zwei hydraulische Ventilmechanismen 101 , 101‘ gemäß Fig. 6 eingesetzt sind. Die hydrauli schen Ventilmechanismen 101 , 101‘ sind mit einem vereinfachten Hydraulikschaltbild darge stellt.

Die längenverstellbare Pleuelstange 123 umfasst ein oberes Pleuelteil 124, das ein kleine Pleuelauge 125 ausbildet und ein unteres Pleuelteil 126, das zusammen mit einer Lager schale 127 ein große Pleuelauge 128 ausbildet. Im unteren Pleuelteil 126 ist ein Zylinder 129 ausgebildet, in dem ein mit dem oberen Pleuelteil 124 verbundener Kolben 130 längs be weglich angeordnet ist. Der Zylinder 129 des unteren Pleuelteils 126 ist mittels eines Deckels 133 abgeschlossen, wobei eine Kolbenstange 134, die vorzugsweise am oberen Pleuelteil 124 ausgebildet ist und mit dem Kolben 130 verbunden ist, durch den Deckel 133 hindurch geführt ist. Der Zylinder 129 und der Kolben 130 bilden eine erste, in Fig. 7 untere Druck kammer 131 und eine zweite, in Fig. 7 obere Druckkammer 132 aus. Die zweite Druckkam mer 132 wird durch den Deckel 133 begrenzt.

Das obere Pleuelteil 124 ist also über den Kolben 130 teleskopierbar in dem Zylinder 129 des unteren Pleuelteils 126 geführt. Dadurch kann der Abstand zwischen einem im kleinen Pleuelauge 125 aufgenommenen Kolbenbolzen eines Hubkolbens und einer in dem großen Pleuelauge 128 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors verstellt werden, um so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdich tungsverhältnis als im Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Der Zylinder 129, der Kolben 130 und die Druckkammern 131 , 132 bilden damit eine Längenverstelleinrichtung 1100.

In Fig. 7 ist der Kolben 130 in einer Mittelstellung gezeigt, sodass die durch den Zylinder 129 und den Kolben 130 ausgebildete erste 131 und zweite Druckkammer 132 dargestellt sind. Der Deckel 133 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Kolben 130 in der oberen Stellung, d.h. der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 123, anliegt. In der unteren Stellung, d.h. in der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 123, liegt der Kolben 130 an einem vom Boden des Zylinders 129 ausgebildeten unteren Anschlag an.

Die erste Druckkammer 131 ist mittels einer ersten Hydraulikleitung 135 und dem Ölkanal 1110 mit der Hydraulikfluidversorgung des großen Pleuelauges 128 verbunden. Die zweite Druckkammer 132 ist mittels einer zweiten Hydraulikleitung 136 und dem Ölkanal 1110 ebenfalls mit der Hydraulikfluidversorgung des großen Pleuelauges 128 verbunden. In der ersten Hydraulikleitung 135, die zur ersten Druckkammer 131 führt, ist ein wie in Fig. 6 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 101 angeordnet, mittels dem Hydraulikfluid in die erste Druckkammer 131 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Ebenso ist in der zweiten Hydraulikleitung 136, die zur zweiten Druckkammer 132 führt, ein wie in Fig. 6 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 101‘ angeordnet, mittels dem Hyd raulikfluid in die zweite Druckkammer 132 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Dazu weisen beide hydraulischen Ventilmechanismen 101 , 101‘ wie oben beschrieben je eine erste Zulauf- und Ablassöffnung 107.1 , 107.1‘ und eine zweite Zulauf- und Ablassöff nung 107.2, 107.2' auf. Die erste Zulauf- und Ablassöffnung 107.1 , 107.1 ' ist jeweils dem großen Pleuelauge 128 zugewandt, die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 107.2, 107.2' ist jeweils der entsprechenden Druckkammer 131 , 132 zugewandt. Die beiden hydraulischen Ventilmechanismen 101 , 101' sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und unterscheiden sich darin, dass das Ablassventil 103 des hydraulischen Ventilmechanismus 101 , der zur ersten Druckkammer 131 führt, bei niedrigen Druck gesperrt ist, wohingegen das Ablassven til 103' des hydraulischen Ventilmechanismus 101‘, der zur zweiten Druckkammer 132 führt, bei niedrigen Druck geöffnet ist. Dadurch befindet sich die Pleuelstange 123 bei niedrigem Druck in der langen Stellung. Bei hohem Druck ist die Stellung der Ablassventile 103, 103' genau umgekehrt. D.h., das Ablassventil 103 des hydraulischen Ventilmechanismus 101 , der zu der ersten Druckkammer 131 führt, ist bei hohem Druck geöffnet, das Ablassventil 103' des hydraulischen Ventilmechanismus 101‘, der zur zweiten Druckkammer 132 führt, ist bei hohem Druck geschlossen. Bei hohem Druck befindet sich die Pleuelstange 123 daher in der kurzen Stellung. Dies wird im Folgenden noch näher beschrieben.

Ist die längenverstellbare Pleuelstange 123 in der langen Position, befindet sich in der zwei ten Druckkammer 132 kein Hydraulikfluid, während die erste Druckkammer 131 hingegen vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist. Während des Betriebs wird die längenverstellbare Pleuelstange 123 aufgrund der Gas-, Massen- und Beschleunigungskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet.

In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Kolbens 130 mit der Unterseite des Deckels 133 aufgenommen. Die Länge der längenverstellbare Pleuel stange 123 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolben fläche auf die mit Hydraulikfluid gefüllte erste Druckkammer 131 übertragen. Der der ersten Druckkammer 131 zugeordnete hydraulische Ventilmechanismus 101 ist nicht freigeschaltet, d.h. das Ablassventil 103 des hydraulischen Ventilmechanismus 101 ist geschlossen, sodass ein Ausströmen des Hydraulikfluids verhindert wird. Dadurch steigt der Öldruck des Hydrau likfluids stark an und verhindert eine Änderung der Pleuellänge. Die längenverstellbare Pleu elstange 123 ist in dieser Bewegungsrichtung also hydraulisch gesperrt. In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 123 drehen sich die Verhältnisse um. Die erste Druck kammer 131 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Kolbens 130 am Boden des Zylinders 129 aufgenommen, während die zweite Druck kammer 132 vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist, sodass eine Zugkraft auf die längenver stellbare Pleuelstange 123 einen Druckanstieg in der zweiten Druckkammer 132 verursacht und damit eine hydraulische Sperrung bewirkt.

Die Pleuellänge der hier dargestellten längenverstellbare Pleuelstange 123 kann zweistufig verstellt werden, indem eine der beiden Druckkammern 131 , 132 entleert wird und die je weils andere Druckkammer 132, 131 mit Hydraulikfluid, also Motoröl, gefüllt wird. Hierzu wird der hydraulische Ventilmechanismus 101 , 101‘ der gefüllten Druckkammer 131 , 132 durch eine nicht näher dargestellte Ansteuerschaltung geschaltet, sodass das entsprechende Ab lassventil 103, 103‘ geöffnet wird und das Hydraulikfluid über das Ablassventil 103, 103‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 101 , 101‘aus der bisher gefüllten Druckkammer 131 , 132 abfließen kann. Das Ablassventil 103‘, 103 der bisher leeren Druckkammer 132, 131 wird ge schlossen. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung der längenverstellbare Pleuelstange 123 wirkenden Gas-, Massen- und Beschleunigungs kräfte in der bisher leeren Druckkammer 132, 131 eine Sogwirkung, durch die sich das Zu laufventil 102, 102‘ des zugehörigen hydraulischen Ventilmechanismus 101 , 101‘ öffnet, so dass sich die bisher leere Druckkammer 132, 131 mit Hydraulikfluid füllt. Mit zunehmender Füllung dieser Druckkammer 132, 131 wird aus der anderen Druckkammer 131 , 132 zuneh mend das Hydraulikfluid über den zugehörigen geöffneten hydraulischen Ventilmechanismus 101 , 101‘ abgeführt, wodurch sich die Länge der Pleuelstange 123 ändert. Das wechselsei tige Schalten der Ablassventile 103, 103‘ der hydraulischen Ventilmechanismen 101 , 101‘ kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die nicht dargestellte Ansteuerschaltung einen Steuerschieber aufweist, der an den jeweils gegenüberliegenden Enden die Schaltstößel 116 mit stiftförmigem Bereich 119 für das zugeordnete Ablassventil 103, 103‘ aufweist. Durch Hin- und Herbewegen des Steuerschiebers, beispielsweise durch Variieren des Öldrucks in der Hydraulikfluidversorgung, kann der Schaltstößel 116 dann jeweils ein Ablassventil 103 öffnen und das andere Ablassventil 103‘ sperren, bzw. umgekehrt. In einer solchen Lösung weist also die Pleuelstange 123 zwei hydraulische Ventilmechanismen 101 , 101‘ auf, wobei die Schaltstößel 116 der jeweiligen Ablassventile 103, 103‘ die Enden eines gemeinsamen Steuerschiebers bilden, der mit beiden Ventilmechanismen 101 , 101‘ wechselwirkt. Diese Variante ist durch die stri chlierte Linie in Fig. 7 angedeutet.

Da der Abfluss des Hydraulikfluids über das als Drosselventil ausgebildete Ablassventil 103, 103‘ gedrosselt wird, können mehrere Hübe der längenverstellbaren Pleuelstange 123 erfor derlich sein, bis die zu befüllende Druckkammer 132, 131 vollständig mit Hydraulikfluid ge füllt und die andere Druckkammer 131 , 132 vollständig geleert ist und so die maximal mögli che Längenänderung der längenverstellbaren Pleuelstange erreicht ist. Dies führt auch dazu, dass der Kolben 130 nicht hart an den jeweiligen Anschlag in der oberen oder unteren Stel lung der längenverstellbaren Pleuelstange 123 anstößt. Dadurch wird eine Verschleißminde rung erreicht. Es ist eine freie Anordnung jedes hydraulischen Ventilmechanismus 101 , 101‘ in der jeweiligen Hydraulikleitung 135, 136 möglich.

In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel ist die lange Stellung der Pleuelstange 123 die Default- Stellung. D.h., das Ablassventil 103 der ersten Druckkammer 131 ist bei niedrigem Druck ge schlossen, das Ablassventil 103‘ der zweiten Druckkammer 132 ist bei niedrigem Druck ge öffnet. Aus der zweiten Druckkammer 132 wird also Hydraulikfluid abgelassen, wohingegen die erste Druckkammer 131 über das zugehörige Zulaufventil 102 mit Hydraulikfluid befüllt wird. Bei niedrigem Versorgungsdruck, also insbesondere bei Teillast, befindet sich die Pleu elstange 123 also in der langen Stellung.

Bei hohem Druck, also insbesondere bei Volllast, wird das Ablassventil 103 der ersten Druckkammer 131 geöffnet, sodass Hydraulikfluid aus der ersten Druckkammer 131 abflie ßen kann. Das Ablassventil 103‘ der zweiten Druckkammer 132 wird hingegen geschlossen, so dass kein Hydraulikfluid aus der zweiten Druckkammer 132 abfließen kann. Über das Rückschlagventil 102‘ der zweiten Druckkammer 132 kann Hydraulikfluid in die zweite Druckkammer 132 einströmen. Dadurch ergibt sich bei Volllast (hohem Druck) die kurze Stellung der Pleuelstange 123.

Fig. 8 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel für einen hydraulischen Ventilmechanismus 201 für eine längenverstellbare Pleuelstange 217 (siehe Fig. 9) im Vollschnitt in der Schließ stellung. Der hydraulische Ventilmechanismus 201 wird vorzugsweise als Bestandteil einer hydraulischen Ansteuerungsschaltung einer längenverstellbaren Pleuelstange 217 einge setzt, deren Länge bzw. bei der der Abstand zwischen den beiden Pleuelaugen 220, 221 veränderbar ist. Dazu weist die Pleuelstange 217 zwei Pleuelteile 218, 219 auf, die telesko- pierbar ineinander verschiebbar sind. Zwischen den beiden Pleuelteilen sind dazu zwei Druckkammern 226, 227 ausgebildet, die jeweils mit einer Hydraulikleitung 228, 229, insbe sondere einem Ölkanal 2110, verbunden sind, in dem zumindest ein erfindungsgemäßer hydraulischer Ventilmechanismus 201 angeordnet ist. Die Hydraulikleitungen 228, 229 bzw. der Ölkanal 2110 sind mit einer Quelle für ein Hydraulikfluid - beispielsweise Motoröl - ver bunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine Verbindung zum Pleuellager des großen Pleuelauges 221 vor, dem Motoröl aus dem Ölsystem eines Verbrennungsmotors zu geführt wird.

Mittels des hydraulischen Ventilmechanismus 201 lässt sich jede Druckkammer 226, 227 be fallen, hydraulisch verschließen und entleeren. Die längenverstellbare Pleuelstange 217 wird somit in einer gewünschten Längenstellung arretiert oder zum Überführen in eine andere Längenstellung freigegeben. Die längenverstellbare Pleuelstange 217 eines Verbrennungs motors wird im Betrieb im Wechsel durch Massen- und Gaskräfte auf Zug und Druck belas tet. Entsprechend entstehen im Hochdruckbereich der hydraulischen Ansteuerschaltung an schwellende Drücke von über 1000 bar (im geschlossenen Zustand des hydraulischen Ven tilmechanismus 201).

Der hydraulische Ventilmechanismus 201 umfasst ein Zulaufventil 202 und ein Ablassventil 203. Dabei ist das Zulaufventil 202 als Rückschlagventil ausgebildet. Das Ablassventil 203 ist als Drosselventil ausgebildet. Das bedeutet, dass das Ablassventil 203 eine drosselnde Wirkung auf das Medium ausübt, von dem es durchströmt wird - dies wird beispielsweise er reicht durch Ausführen mit kleinerem Querschnitt als vor- und nachgelagerte Leitungsab schnitte. Der Strömungsquerschnitt des Zulaufventils 202 ist daher deutlich größer als der Strömungsquerschnitt zumindest von Abschnitten des Ablassventils 203. Durch den geringe ren Strömungsquerschnitt des Ablassventils 203 entsteht eine Drosselung des hindurchströ menden Hydraulikfluid, sodass der Druck des Hydraulikfluids in Strömungsrichtung hinter dem Ablassventil 203 deutlich geringer sind als der Druck in Strömungsrichtung vor dem Ab lassventil 203.

Das Zulaufventil 202 und das Ablassventil 203 sind in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit 204 angeordnet. Die Gehäuseeinheit 204 umfasst eine Gehäusewandung 205, die von ei nem Gehäusedeckel 206 verschlossen ist. Der Gehäusedeckel 206 kann dabei wie im dar gestellten Ausführungsbeispiel als separater, mit der Gehäusewandung 205 durch Schrau ben, Verpressen oder anders verbundener Bauteil oder auch einstückig ausgeführt sein.

Das als Rückschlagventil ausgebildete Zulaufventil 202 umfasst einen Schließkörper 207, der im dargestellten Ausführungsbeispiel kugelförmig ist. Der Schließkörper 207 wird mittels einer Rückstellfeder 208 gegen einen Ventilsitz 209 gedrückt. Die Rückstellfeder 208 stützt sich dabei gegen den Gehäusedeckel 206 ab. Der Ventilsitz 209 ist in der Gehäusewandung 205 der gemeinsamen Gehäuseeinheit 204 ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Ventilsitz 209 durch eine konische Verjüngung der Gehäusewandung 205 ausgebil det. Der kleinste Durchmesser dieser konischen Verjüngung entspricht dem Strömungs durchmesser des Zulaufventils 202. In der gemeinsamen Gehäuseeinheit 204, im in Fig. 8 dargestellten Beispiel in der Gehäusewandung 205, ist eine erste Zulauf- und Ablassöffnung

210.1 ausgebildet, über die das Hydraulikfluid von einer Hydraulikfluidquelle, vorzugsweise dem Ölsystem eines Verbrennungsmotors, in den hydraulischen Ventilmechanismus 201 einströmen kann. Die gemeinsame Gehäuseeinheit 204 weist, im in Fig. 8 dargestellten Bei spiel ebenfalls in der Gehäusewandung 205, ferner eine zweite Zulauf- und Ablassöffnung

210.2 auf, über die das Hydraulikfluid aus dem hydraulischen Ventilmechanismus 201 in eine Druckkammer 226 der längenverstellbaren Pleuelstange 217 einströmen und aus dieser ab gelassen werden kann. Im in Fig. 8 gezeigten Beispiel ist die zweite Zulauf- und Ablassöff nung 210.2 als Bohrung ausgebildet, die sich durch die Gehäusewandung 205 hindurch er streckt. Ferner ist in der Gehäuseeinheit 204 eine Ölkanalverbindung 211 ausgebildet, die in den Ventilsitz 209 mündet. Im dargestellten geschlossenen Zustand des hydraulischen Ven tilmechanismus 201 wird der Schließkörper 207 durch die Kraft der Rückstellfeder 208 gegen den Ventilsitz 209 gedrückt und liegt am Ventilsitz 209 an. Dadurch wird die Ölkanalverbin dung 211 verschlossen und es kann kein Hydraulikfluid aus dem Ölkanal 2110 einströmen. Die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 210.2 ist in der Gehäusewandung 204 in Zuströmrich- tung des Hydraulikfluids oberhalb des Ventilsitzes 209 angeordnet. Im geschlossenen Zu stand des Zulaufventils 202, wenn also der Schließkörper 207 am Ventilsitz 209 anliegt, ver schließt der Schließkörper 207 auch die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 210.2.

Das als Drosselventil ausgebildete Ablassventil 203 umfasst eine Drosselbohrung 212 und einen Ventilkörper 213, mit dem die Drosselbohrung 212 verschließbar und freigebbar ist.

Die Drosselbohrung 212 ist in der Gehäusewandung 205 ausgebildet und verläuft im We sentlichen parallel zur Längserstreckung des hydraulischen Ventilmechanismus 201. Die Drosselbohrung 212 weist eine Längsachse L2 auf, die senkrecht zu einer Längsachse L1 der als Bohrung ausgebildeten zweiten Zulauf- und Ablassöffnung 210.2, die zur Druckkam mer führt, verläuft. Der Ventilkörper 213 ist verschiebbar in einer Ventilkörperaufnahme 231 geführt. Die Ventilkörperaufnahme 231 ist ebenfalls als Bohrung ausgebildet, die sich durch die Gehäusewandung 205 erstreckt. Die Ventilkörperaufnahme 231 schneidet die Drossel bohrung 212 und verläuft im Wesentlichen senkrecht zu dieser. Der Ventilkörper 213 ist bei- spielsweise als Steuerschieber bzw. Teil eines Steuerschiebers ausgebildet. Der Ventilkör per 213 ist mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verschiebbar, sodass er die Drosselbohrung 212 verschließen oder freigeben kann. Der Ventilkörper 213 dient daher gleichzeitig als Steuerkörper und als Schließkörper des Ablassventils 203. Der Ventilkörper 213 weist einen ersten Bereich 215 mit größerem Durchmesser auf und einen zweiten Be reich 216, in dem der Durchmesser des Ventilkörpers 213 kleiner ist als im ersten Bereich 215. In Fig. 8 ist das Ablassventil 203 in der geschlossenen Stellung dargestellt. Der Ventil körper 213 verschließt also die Drosselbohrung 212, sodass keine Hydraulikfluid über das Ablassventil 203 abfließen kann. Dazu ist der erste Bereich 215 des Ventilkörpers 213 im Bereich der Drosselbohrung 212 angeordnet. Um das Ablassventil 203 zu öffnen, wird der Ventilkörper 213 gemäß Darstellung in Fig. 8 nach rechts bewegt, sodass sich der zweite Bereich 216 des Ventilkörpers 213 im Bereich der Drosselbohrung 212 befindet und dadurch die Drosselbohrung 212 freigibt. Ist die Drosselbohrung 212 freigegeben, so kann Hydraulik fluid über die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 210.2 durch die Drosselbohrung 212 ab- bzw. in die Ölkanalverbindung 211 fließen und die zugehörige Druckkammer 226 wird ent leert. An dem Ventilkörper 213 sind Dichtringe 214 vorgesehen, um den ersten Bereich 215 vom zweiten Bereich 216 abzutrennen und abzudichten und somit eine Abdichtung der Dros selbohrung 212 in der geschlossenen Stellung des Ventilkörpers 213 zu ermöglichen. Es wäre aber auch möglich, die Abdichtung durch eine Spaltabdichtung zu realisieren. In die sem Fall ist immer Leckage vorhanden, diese ist jedoch sehr gering und reicht nicht aus, um ein Entleeren der zugeordneten Druckkammer 226 zu erlauben.

Im in Fig. 8 dargestellten Beispiel ist die Drosselbohrung 212 parallel zu der Ölkanalverbin dung 211 ausgebildet und erstreckt sich von einem unteren Ende der gemeinsamen Gehäu seeinheit 204 bis zu der zweiten Zulauf- und Ablassöffnung 210.2. die Drosselbohrung 212 mündet also an einem Ende in die als Bohrung ausgebildete zweite Zulauf- und Ablassöff nung 210.2, die zur Druckkammer führt. An ihrem anderen Ende mündet die Drosselbohrung 212 in die Hydraulikleitung, in der der hydraulische Ventilmechanismus im montierten Zu stand eingebaut ist. Eine entsprechend ausgebildete Drosselbohrung kann einfach gefertigt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Drosselbohrung nur bis zur Ventilkör peraufnahme führt.

Wie in Fig. 8 deutlich zu sehen, ist der hydraulische Ventilmechanismus 201 als geschlos sene Einheit, beispielsweise in Art einer Patrone, ausgebildet und kann so einfach in eine Hydraulikleitung eingesetzt werden. Im Folgenden wird die Funktion des hydraulischen Ventilmechanismus 201 kurz beschrie ben. Zum Befüllen der Druckkammer strömt Hydraulikfluid in Zuströmrichtung Z durch den hydraulischen Ventilmechanismus 201 , so dass der Schließkörper 207 des Zulaufventils 202 aus dem Ventilsitz 209 gehoben wird und das Hydraulikfluid durch das Zulaufventil 202 und die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 210.2 in die zugeordnete Druckkammer 226 strömen kann. Das Ablassventil 203 ist währenddessen gesperrt, d.h., der Ventilkörper 213 ver schließt die Drosselbohrung 212. Da das Zulaufventil 202 als Rückschlagventil ausgebildet ist, sperrt es in Ablassrichtung A, sodass auch über das Zulaufventil 202 kein Abfließen des Hydraulikfluid möglich ist. Über mehrere Zyklen des Verbrennungsmotors bewirken die auf die Pleuelstange 217 bzw. den nicht dargestellten Kolben wirkenden Massenkräfte ein An saugen von Hydraulikfluid durch das Zulaufventil 202.

Soll die Druckkammer 226 nun entleert werden, muss Hydraulikfluid in Ablassrichtung A ab gelassen werden. Dazu wird das Ablassventil 203 geöffnet, d.h., der Ventilkörper 213 wird nach rechts verschoben, sodass der zweite Bereich 216 des Ventilkörpers 213 im Bereich der Drosselbohrung 212 zu liegen kommt und die Drosselbohrung 212 dadurch freigegeben wird. Das Hydraulikfluid strömt dann parallel zum Zulaufventil 202 über die Drosselbohrung 212 ab, wodurch die gewünschte Drosselung erzielt wird. Das Zulaufventil 202 und das Ab lassventil 203 sind also parallel zueinander angeordnet und somit parallel geschaltet. Das Zulaufventil 202 kann nur in Zuströmrichtung Z von Hydraulikfluid durchströmt werden. In Ab laufrichtung A sperrt das als Rückschlagventil ausgebildete Zulaufventil 202. Das Ablassven til 203 hingegen ist beim Befüllen der entsprechenden Druckkammer 226, 227 geschlossen, ein Durchströmen des Ablassventil 203 in Zuströmrichtung Z ist also gesperrt. Zum Ablassen von Hydraulikfluid aus der entsprechenden Druckkammer ist das Ablassventil 203 freige schaltet und kann in Ablassrichtung A von Hydraulikfluid durchströmt werden.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung der längenverstellbare Pleuelstange 217, in die zwei hydraulische Ventilmechanismen 201 , 201‘ gemäß Fig. 8 eingesetzt sind. Die längen verstellbare Pleuelstange 217 umfasst ein oberes Pleuelteil 218, das das kleine Pleuelauge 220 ausbildet und ein unteres Pleuelteil 219, das zusammen mit einer Lagerschale 222 das große Pleuelauge 221 ausbildet. Im unteren Pleuelteil 219 ist ein Zylinder 223 ausgebildet, in dem ein mit dem oberen Pleuelteil 218 verbundener Kolben 224 längs beweglich angeordnet ist. Der Zylinder 223 ist mittels eines Deckels 225 abgeschlossen, wobei eine Kolbenstange 230, die am oberen Pleuelteil 218 ausgebildet und mit dem Kolben 224 verbunden ist, durch den Deckel 225 hindurchgeführt ist. Der Zylinder 223 und der Kolben 224 bilden eine erste, in Fig. 9 untere Druckkammer 226 und eine zweite, in Fig. 9 obere Druckkammer 227 aus. Die zweite Druckkammer 227 ist durch den Deckel 225 abgeschlossen.

Das obere Pleuelteil 218 ist also über den Kolben 224 teleskopierbar in dem Zylinder 223 des unteren Pleuelteils 219 geführt. Dadurch kann der Abstand zwischen einem im kleinen Pleuelauge 220 aufgenommenen Kolbenbolzen eines Hubkolbens und einer in dem großen Pleuelauge 221 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors verstellt werden, um so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdich tungsverhältnis als im Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Der Zylinder 223, der Kolben 224 und die Druckkammern 226, 227 bilden damit eine Längenverstelleinrichtung 2100.

In Fig. 9 ist der Kolben 224 in einer Mittelstellung gezeigt, sodass die durch den Zylinder 223 und den Kolben 224 ausgebildete erste, untere 226 und zweite, obere Druckkammer 227 sichtbar sind. Der Deckel 225 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Kolben 224 in der oberen Stellung, der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 217, anliegt.

In der unteren Stellung (Kurzstellung) der längenverstellbaren Pleuelstange 217 liegt der Kol ben 224 an einem vom Boden des Zylinders 223 ausgebildeten unteren Anschlag an.

Die erste Druckkammer 226 ist mittels einer ersten Hydraulikleitung 228 mit der Hydraulikflu idversorgung des großen Pleuelauges 221 verbunden. Die zweite Druckkammer 227 ist mit tels einer zweiten Hydraulikleitung 229 ebenfalls mit der Hydraulikfluidversorgung des gro ßen Pleuelauges 221 verbunden. Die Verbindung mit der Hydraulikfluidversorgung des gro ßen Pleuelauges 221 erfolgt dabei insbesondere über den Ölkanal 2110.

In der ersten Hydraulikleitung 228, die zur ersten Druckkammer 226 führt, ist ein wie in Fig. 8 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 201 angeordnet, mittels dem Hydraulikfluid in die erste Druckkammer 226 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Ebenso ist in der zweiten Hydraulikleitung 229, die zur zweiten Druckkammer 227 führt, ein wie in Fig. 8 beschriebener hydraulischer Ventilmechanismus 20T angeordnet, mittels dem Hyd raulikfluid in die zweite Druckkammer2 27 eingefüllt oder aus dieser abgelassen werden kann. Dazu weisen beide hydraulischen Ventilmechanismen 201 , 20T wie oben beschrieben je eine erste Zulauf- und Ablassöffnung 210.1 , 120. T und eine zweite Zulauf- und Ablassöff nung 210.2, 210.2‘ auf. Die erste Zulauf- und Ablassöffnung 210.1 , 210. T ist jeweils dem großen Pleuelauge 221 zugewandt, bzw. ist mit diesem verbunden. Die zweite Zulauf- und Ablassöffnung 210.2, 210.2‘ ist jeweils der entsprechenden Druckkammer 226, 227 zuge wandt bzw. mit dieser verbunden. Die beiden hydraulischen Ventilmechanismen 201 , 201‘ und deren Zulaufventilen 202, 202‘ sind im Wesentlichen identisch ausgebildet, unterschei den sich aber darin, dass das Ablassventil 203 des hydraulischen Ventilmechanismus 201 , der zur ersten Druckkammer 226 führt, bei niedrigen Druck gesperrt ist, wohingegen das Ab lassventil 203‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 201‘, der zur zweiten Druckkammer 227 führt, bei niedrigen Druck geöffnet ist. Dadurch befindet sich die Pleuelstange 217 bei niedrigem Druck in der langen Stellung. Bei hohem Druck ist die Stellung der Ablassventile 203, 203‘ genau umgekehrt. D.h., dass Ablassventil 203 des hydraulischen Ventilmechanis mus 201 , der zu der ersten Druckkammer 226 führt, ist bei hohem Druck geöffnet, das Ab lassventil 203‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 201‘, der zur zweiten Druckkammer 227 führt, ist bei hohem Druck geschlossen. Bei hohem Druck befindet sich die Pleuelstange 217 daher in der kurzen Stellung. Dies wird im Folgenden noch näher beschrieben.

Ist die längenverstellbare Pleuelstange 217 in der langen Position, befindet sich in der zwei ten Druckkammer 227 kein Hydraulikfluid, während die erste Druckkammer 226 hingegen vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist. Während des Betriebs wird die längenverstellbare Pleuelstange 217 aufgrund der Massen- bzw. Beschleunigungskräfte und Gaskräfte alternie rend auf Zug und Druck belastet.

In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Kolbens 224 mit der Unterseite des Deckels 225 aufgenommen. Die Länge der längenverstellbaren Pleu elstange 217 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft - z.B. aufgrund der Gaskräfte - wird über die Kolbenfläche auf die mit Hydraulikfluid gefüllte erste Druckkammer 226 übertragen. Der der ersten Druckkammer 226 zugeordnete hydraulische Ventilmecha nismus 201 ist nicht freigeschaltet, sodass das Ablassventil 203 ein Ausströmen des Hydrau likfluids verhindert. Dadurch steigt der Öldruck des Hydraulikfluids stark an und verhindert eine Änderung der Pleuellänge. Die längenverstellbare Pleuelstange 217 ist in dieser Bewe gungsrichtung also hydraulisch gesperrt. In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuel stange 217 drehen sich die Verhältnisse um. Die erste Druckkammer 226 ist vollständig leer und eine Druck- bzw. Gaskraft wird durch den mechanischen Anschlag des Kolbens 224 am Boden des Zylinders 223 aufgenommen, während die zweite Druckkammer 227 vollständig mit Hydraulikfluid gefüllt ist, sodass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuelstange 217 einen Druckanstieg in der zweiten Druckkammer 227 verursacht und damit eine hydrau lische Sperrung bewirkt. Die Pleuellänge der hier dargestellten längenverstellbare Pleuelstange 217 kann zweistufig verstellt werden, indem eine der beiden Druckkammern 226, 227 entleert wird und die je weils andere Druckkammer 227, 226 mit Hydraulikfluid, also Motoröl, gefüllt wird. Hierzu wird der hydraulische Ventilmechanismus 201 , 201‘ der gefüllten Druckkammer 226, 227 durch eine nicht näher dargestellte Ansteuerschaltung geschaltet, sodass das entsprechende Ab lassventil 203, 203‘ geöffnet wird und das Hydraulikfluid über das Ablassventil 203, 203‘ des hydraulischen Ventilmechanismus 201 , 201‘ aus der bisher gefüllten Druckkammer 226, 227 abfließen kann. Das Ablassventil 203‘,20 3 der bisher leeren Druckkammer 227, 226 wird ge schlossen. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung der längenverstellbare Pleuelstange 217 wirkenden Massen- und Gaskräfte in der bisher lee ren Druckkammer 227, 226 eine Sogwirkung, durch die sich das Zulaufventil 202‘, 202 des zugehörigen hydraulischen Ventilmechanismus 201‘, 201 öffnet, sodass sich die bisher leere Druckkammer 227, 226 mit Hydraulikfluid füllt. Mit zunehmender Füllung dieser Druckkam mer 227, 226 wird aus der anderen Druckkammer 226, 227 zunehmend das Hydraulikfluid über den zugehörigen geöffneten hydraulischen Ventilmechanismus 201 , 201‘ abgeführt, wodurch sich die Länge der längenverstellbare Pleuelstange 217 ändert. Das wechselseitige Schalten der Ablassventile 203, 203‘ der hydraulischen Ventilmechanismen 201 , 201‘ kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die nicht dargestellte Ansteuerschaltung einen Steuer schieber aufweist, der jeweils als Ventilkörper 213 für das zugeordnete Ablassventil 203,

203‘ fungiert. Durch Hin- und Herbewegen des Steuerschiebers, beispielsweise durch Variie ren des Öldrucks in der Hydraulikfluidversorgung, kann der Ventilkörper 213 dann jeweils ein Ablassventil 203 öffnen und das andere Ablassventil 203‘ sperren, bzw. umgekehrt. In einer solchen Lösung weist also die Pleuelstange 217 zwei hydraulische Ventilmechanismen 201 , 201‘ auf, wobei die Ventilkörper 213 der jeweiligen Ablassventile 203, 203‘ auf einem ge meinsamen Steuerschieber angeordnet sind, der mit beiden Ventilmechanismen 201 , 201‘ wechselwirkt. Diese Variante ist durch die strichlierte Linie in Fig. 9 angedeutet.

Da der Abfluss des Hydraulikfluids über das als Drosselventil ausgebildete Ablassventil 203, 203‘ gedrosselt wird, können mehrere Hübe der längenverstellbaren Pleuelstange 217 erfor derlich sein, bis die zu befüllende Druckkammer 227, 226 vollständig mit Hydraulikfluid ge füllt und die andere Druckkammer 226, 227 vollständig geleert ist und so die maximal mögli che Längenänderung der längenverstellbaren Pleuelstange erreicht ist. Dies führt auch dazu, dass der Kolben 224 nicht hart an den jeweiligen Anschlag in der oberen oder unteren Stel lung der längenverstellbaren Pleuelstange 217 anstößt. Dadurch wird eine Verschleißminde rung erreicht. Es ist eine freie Anordnung jedes hydraulischen Ventilmechanismus 201 , 201‘ in der jeweiligen Hydraulikleitung 228, 229 möglich. So kann der hydraulische Ventilmecha nismus 201 , 201‘ beispielsweise direkt am Eintritt der jeweiligen Hydraulikleitung 228, 229 in die entsprechende Druckkammer 226, 227 angeordnet sein.

In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel ist die lange Stellung der Pleuelstange 217 die Default- Stellung. D.h., das Ablassventil 203 der ersten Druckkammer 226 ist bei niedrigem Druck ge schlossen, das Ablassventil 203‘ der zweiten Druckkammer 227 ist bei niedrigem Druck ge öffnet. Aus der zweiten Druckkammer 227 wird also Hydraulikfluid abgelassen, wohingegen die erste Druckkammer 226 über das zugehörige Zulaufventil 202 mit Hydraulikfluid befüllt wird. Bei niedrigen Versorgungsdruck, also bei Teillast, befindet sich die Pleuelstange 217 also in der langen Stellung.

Bei hohem Druck, also bei Volllast, wird das Ablassventil 203 der ersten Druckkammer 226 geöffnet, sodass Hydraulikfluid aus der ersten Druckkammer 226 abfließt. Das Ablassventil 203‘ der zweiten Druckkammer 227 wird hingegen geschlossen, so dass kein Hydraulikfluid aus der zweiten Druckkammer 227 abfließen kann. Über das Zulaufventil 202‘ der zweiten Druckkammer 227 kann Hydraulikfluid in die zweite Druckkammer 227 einströmen. Dadurch ergibt sich bei Volllast (hohem Druck) die kurze Stellung der Pleuelstange 217.

Bezugszeichenliste

hydraulischer Ventilmechanismus

Hydraulikleitung

Rückschlagventil

; 5‘; 5“; 5‘“; Drosselventil

; 6“ gemeinsame Gehäuseeinheit

.1 erstes Bauteil Gehäuseeinheit

.2 zweites Bauteil Gehäuseeinheit

Ventilsitz Rückschlagventil

; 8‘“ Schließkörper Rückschlagventil

Ventilsitz Drosselventil

0; 10““ Schließkörper Drosselventil

1 Druckfeder

2 Drosselöffnung

3 Durchflussöffnung

4 Ventildeckel

5 Zuström-/Ablassöffnung

6 Steuerschieber

7 Steuerkörper

8 Membran

9 Stöpsel

0 längenverstellbare Pleuelstange bzw. VCR-Pleuel1 oberes Pleuelteil

2 kleines Pleuelauge unteres Pleuelteil

Lagerschale

großes Pleuelauge

Zylinder

Kolbenbohrung

erste Druckkammer

zweite Druckkammer

Deckel

Unterseite Deckel

Zylinderboden

Drosselkanal

Bohrung

Dichtring

, 101‘ hydraulischer Ventilmechanismus, 102‘ Zulaufventil

, 103‘ Ablassventil

Gehäuseeinheit

Gehäusewandung

Fluidkanal

.1 , 107.1‘ erste Zulauf- und Ablassöffnung

.2, 107.2‘ zweite Zulauf- und Ablassöffnung

erster Ventilsitz

erster Schließkörper a erster Schließkörperteilb zweiter Schließkörperteil erste Dichtfläche Hülse

Ventilkörper zweiter Ventilsitz zweite Dichtfläche

Schaltkugel

Schaltstößel

Rückstellfeder konische Verjüngung stiftförmiger Bereich erste Durchflussöffnung zweite Durchflussöffnung

Gehäusedeckel

Pleuelstange oberes Pleuelteil kleines Pleuelauge unteres Pleuelteil

Lagerschale großes Pleuelauge

Zylinder 130 Kolben

131 erste Druckkammer

132 zweite Druckkammer

133 Deckel

134 Kolben

135 erste Hydraulikleitung

136 zweite Hydraulikleitung

140 Schaltstößelaufnahme

1100 Längenverstelleinrichtung

1 110 Ölkanal

201 , 201 hydraulischer Ventilmechanismus

202 202 Zulaufventil

203, 203‘ Ablassventil

204 gemeinsame Gehäuseeinheit

205 Gehäusewandung

206 Gehäusedeckel

207 Schließkörper

208 Rückstellfeder

209 Ventilsitz

210.1 , 210.1‘ erste Zulauf- und Ablassöffnung

210.2, 210.2' zweite Zulauf- und Ablassöffnung

211 Ölkanalverbindung 12 Drosselbohrung 13 Ventilkörper

14 Dichtung

215 erster Bereich Ventilkörper

216 zweiter Bereich Ventilkörper

217 längenverstellbare Pleuelstange

218 oberes Pleuelteil

219 unteres Pleuelteil

220 kleines Pleuelauge

221 großes Pleuelauge

222 Lagerschale

223 Zylinder

224 Kolben

225 Deckel

226 erste Druckkammer

227 zweite Druckkammer

228 erste Hydraulikleitung

229 zweite Hydraulikleitung

230 Kolbenstange

231 Ventilkörperaufnahme

2100 Längenverstelleinrichtung

2110 Ölkanal Z Zuströmrichtung

A Ablassrichtung

L1 Längsachse zweite Zulauf- und Ablassöffnung

L2 Längsachse Drosselbohrung

Claims

Ansprüche

1. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) zum Öffnen und Schließen einer zu einer Druckkammer (28, 29) führenden Hydraulikleitung (3), insbesondere für eine längenverstellbare Pleuelstange (20), mit einem Rückschlagventil (4) und einem Drosselventil (5, 5‘, 5“, 5‘“), dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) und das Drosselventil (5, 5‘, 5“) in Reihe geschaltet sind.

2. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) schaltbar ist.

3. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5, 5‘, 5‘“) als Drossel-Rück schlagventil ausgebildet ist.

4. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) und das Drosselventil (5,

5‘, 5“, 5‘“) in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit (6, 6“) angeordnet sind.

5. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinheit (6, 6“) einen Ventildeckel (14) aufweist, der mindestens eine gemeinsame Zuström- und Ablassöffnung (15) für das Rückschlagventil (4) und das Drosselventil (5, 5‘, 5“, 5‘“) ausbildet.

6. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, 1“‘) nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5, 5‘) in der gemeinsamen Ge häuseeinheit (6) in Ablassrichtung (A) vor dem Rückschlagventil (4) angeordnet ist.

7. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5“) in der gemeinsamen Gehäu seeinheit (6) in Ablassrichtung (A) nach dem Rückschlagventil (4) angeordnet ist.

8. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5) einen kegelförmigen Schließ körper (10) umfasst, der in einem Ventilsitz (9) gelagert ist und mindestens eine Dros selöffnung (12) und mindestens eine in Ablassrichtung (A) verschließbare Durchfluss öffnung (13) aufweist.

9. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5‘) eine Membran (18) mit min destens einer Drosselöffnung (12) und mindestens eine in Ablassrichtung (A) durch die Membran (18) verschließbare Durchflussöffnung (13) aufweist.

10. Hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach mindestens einem der Ansprü che 1 bis 5 und 7, ferner umfassend einen Steuerkörper (16, 17), wobei vorzugs weise der Steuerkörper (16, 17) das Drosselventil (5“) ausbildet.

11. Hydraulischer Ventilmechanismus nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (5“) schaltbar ist.

12. Pleuelstange (20) für einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhält nis, insbesondere einen Ottomotor, wobei die Pleuelstange (20) ein erstes Pleu elauge (22) und ein zweites Pleuelauge (25) aufweist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge (22) und dem zweiten Pleuelauge (25) mittels einer Längen verstellungeinrichtung einstellbar ist, die mindestens eine mit mindestens einer Hyd raulikleitung (3) verbundene Druckkammer (28, 29) umfasst, wobei in der Hydraulik leitung (3) zumindest ein hydraulischer Ventilmechanismus (1 , 1‘, 1“, V“) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist.

13. Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben und mindestens einem in dem Hubkolben geführten Zylinder und mit einer mit dem Hubkolben verbundenen Pleuel stange (20) nach Anspruch 12.