WO2020227748A1 - Length-adjustable connecting rod comprising a support ring nut - Google Patents

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WO2020227748A1
WO2020227748A1 PCT/AT2020/060201 AT2020060201W WO2020227748A1 WO 2020227748 A1 WO2020227748 A1 WO 2020227748A1 AT 2020060201 W AT2020060201 W AT 2020060201W WO 2020227748 A1 WO2020227748 A1 WO 2020227748A1
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Riba ZOLTÁN
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Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg
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Abstract

The present invention relates to a length-adjustable connecting rod (1) for a piston engine, wherein the connecting rod (1) comprises an adjusting device for adjusting the effective length of the length-adjustable connecting rod (1), wherein the adjusting device comprises a cylinder-piston unit (10) which has: a cylinder (12); an adjusting piston (9) which is longitudinally movably positioned in the cylinder (12) and which is connected to a piston rod (8); at least one pressure chamber (13, 14) which is formed in the cylinder (12) and which is delimited on one side by the movable adjusting piston (9); and a sealing device which is located between the outer wall of the adjusting piston (9) and the inner wall of the cylinder (12). The sealing device has at least one high-pressure sealing ring (18) which is positioned on the adjusting piston (9). A support ring nut (25) secures the high-pressure sealing ring (18) on the adjusting piston (9), wherein the support ring nut (25) defines an annular groove (27) in the outer wall of the adjusting piston (9) on at least one side, in which annular groove the high-pressure sealing ring (18) is located. The invention also relates to a piston engine comprising at least one such length-adjustable connecting rod (1).

Description

Längenverstellbare Pleuelstange mit Stützringmutter Length-adjustable connecting rod with support ring nut
Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange eine Verstelleinrichtung zum Einstellen der Wirklänge der längenver stellbaren Pleuelstange aufweist, wobei die Verstelleinrichtung eine in der Pleuelstange ange ordnete Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder längs beweglich angeordneten Verstellkolben, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, mindestens einem in dem Zylinder ausgebildeten Druckraum, der von dem bewegbaren Verstellkolben einseitig be grenzt ist, und einer zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens und einer Innenwan dung des Zylinders angeordneten Dichtungseinrichtung aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Kolbenmotor mit zumindest einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange. The present invention relates to an adjustable connecting rod for a piston engine, the connecting rod having an adjusting device for adjusting the effective length of the adjustable connecting rod, the adjusting device being a cylinder-piston unit with a cylinder and one in the cylinder that is longitudinally movable arranged adjusting piston, which is connected to a piston rod, has at least one pressure chamber formed in the cylinder, which is bounded on one side by the movable adjusting piston, and a sealing device arranged between an outer wall of the adjusting piston and an inner wall of the cylinder. The present invention also relates to a piston engine with at least one such length-adjustable connecting rod.
Bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben gibt es Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs zu verändern und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors anzu passen, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit stei gendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu, jedoch kann ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstzündung des Kolbenmotors führen. Eine solche frühzeitige Verbrennung des Kraftstoffes führt nicht nur zu einem unruhi gen Lauf und dem sogenannten Klopfen des Motors, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstzündung geringer, so dass ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich ist. In internal combustion engines with reciprocating pistons, there are efforts to change the compression ratio during operation and to adapt to the respective operating state of the engine in order to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine. The thermal efficiency increases as the compression ratio rises, but too high a compression ratio can lead to unintended auto-ignition of the piston engine. Such an early combustion of the fuel not only leads to uneven running and the so-called knocking of the engine, but can also lead to component damage on the engine. In the partial load range, the risk of self-ignition is lower, so that a higher compression ratio is possible.
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 Pleuel stange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinu ierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Längenverstellung des Abstands zwi schen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen ermöglicht eine gleitende Einstellung des Verdichtungsverhältnisses auf den jeweiligen Betriebspunkt und damit einen optimalen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Demgegenüber ergeben sich bei einer diskontinuier lichen Verstellung der Pleuellänge mit wenigen Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile, welche im Vergleich zu einem konventionellen Kolbenmotor trotzdem eine signifi kante Verbesserung des Wirkungsgrades sowie entsprechende Einsparungen im Verbrauch und im Schadstoffausstoß ermöglichen. Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Kolbenmotor be schreibt die EP 1 436 584 A1 , in der ein mit dem Kolbenbolzen des Hubkolbens verbundener Exzenter eine Anpassung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht, wobei die Fixierung des Exzenters in den jeweiligen Endstellungen des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung erfolgt. Demgegenüber offenbart die DE 10 2005 055 199 A1 eine längenverstell bare Pleuelstange, mit der unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden kön nen, wobei der Exzenter durch zwei Zylinder-Kolben-Einheiten und den hydraulischen Druck unterschied des zugeführten Motoröls in seiner Position fixiert wird. There are different solutions for realizing a variable compression ratio (VCR), with which the position of the crank pin of the crankshaft or the piston pin of the reciprocating piston is changed or the effective length of the connecting rod is varied. There are solutions for continuous and discontinuous adjustment of the components. A continuous length adjustment of the distance between tween the piston pin and the crankshaft journal enables the compression ratio to be adjusted smoothly to the respective operating point and thus an optimal efficiency of the combustion engine. In contrast, a discontinuous adjustment of the connecting rod length with a few steps results in structural and operational advantages which, compared to a conventional piston engine, still allow a significant improvement in efficiency and corresponding savings in consumption and pollutant emissions. A discontinuous adjustment of the compression ratio for a piston engine be described in EP 1 436 584 A1, in which an eccentric connected to the piston pin of the reciprocating piston enables the compression ratio to be adjusted, the eccentric being fixed in the respective end positions of the pivoting range by means of a mechanical lock. In contrast, DE 10 2005 055 199 A1 discloses a length-adjustable connecting rod with which different compression ratios can be implemented, the eccentric being fixed in its position by two cylinder-piston units and the hydraulic pressure difference of the supplied engine oil.
Die WO 2015/055582 A2 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinan der verschiebbaren Pleuelteilen, wobei der am ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben den Zylinder des zweiten Pleuelteils in zwei Druckräume unterteilt. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei sich jeweils nur in einer Druckkammer unter Druck stehendes Motoröl befindet. Ist die längen verstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer kein Motoröl, während die untere Druckkammer hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Im Betrieb wird dann eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die motorölgefüllte untere Druckkammer übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kam mer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass die Pleuelstange in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist. In der kurzen Stellung der längenver stellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Die untere Druckkammer ist leer, während die obere Druckkammer mit Motoröl gefüllt ist. Entspre chend bewirkt eine Zugkraft einen Druckanstieg in der oberen Kammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuelstange, während eine Druckkraft durch den mechani schen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen wird. WO 2015/055582 A2 shows a length-adjustable connecting rod with telescopically ineinan the sliding connecting rod parts, the adjusting piston provided on the first connecting rod part dividing the cylinder of the second connecting rod part into two pressure chambers. The two pressure chambers of this cylinder-piston unit are supplied with engine oil via check valves, with engine oil under pressure in only one pressure chamber. If the length-adjustable connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber, while the lower pressure chamber is completely filled with engine oil. During operation, a tensile force is then absorbed by the mechanical contact with the upper stop of the adjusting piston. An applied pressure force is transmitted to the engine oil-filled lower pressure chamber via the piston surface. Since the check valve in this chamber prevents the return of the engine oil, the pressure of the engine oil rises, so that the connecting rod is hydraulically locked in this direction. In the short position of the adjustable connecting rod, the situation in the cylinder-piston unit is reversed. The lower pressure chamber is empty, while the upper pressure chamber is filled with engine oil. Correspondingly, a tensile force causes a pressure increase in the upper chamber and a hydraulic locking of the length-adjustable connecting rod, while a compressive force is absorbed by the mechanical stop of the adjusting piston.
Beim Betrieb einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor sind die von der Pleuelstange zu übertragenden Kräfte beträchtlich, weshalb auch die Drücke in den Druckkammern der Zylinder-Kolben-Einheit sehr hoch sein können. Angesichts der hohen In nendrücke in den Druckkammern ist sowohl die Dauerfestigkeit der im Bereich der Zylinder- Kolben-Einheit verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion der Kom ponenten im Hinblick auf die Belastungen und den geringen zur Verfügung stehenden Bau raum. Darüber hinaus wird die Zylinder-Kolben-Einheit beim Einsatz der längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor üblicherweise von dem Motoröl des Kolbenmotors ge- speist, dessen Viskositäten nicht nur mit der Betriebste peratur, sondern auch mit zunehmen der Betriebsdauer abnimmt, und mit dem schädliche Partikel in die Verstelleinrichtung der Pleuelstange eingetragen werden. Neben Rußpartikeln, die bei der Verbrennung im Kolben motor entstehen können, sind dies insbesondere Abrieb aus dem Betrieb und Metallspäne aus der Herstellung des Kolbenmotors. Unabhängig von einer Viskositätsabnahme des Motoröls und den darin transportierten Partikeln muss die Verstelleinrichtung auf Dauer funktionsfähig bleiben. When such a length-adjustable connecting rod is operated in a piston engine, the forces to be transmitted by the connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chambers of the cylinder-piston unit can also be very high. In view of the high pressures in the pressure chambers, both the fatigue strength of the materials used in the area of the cylinder-piston unit is problematic, but so is the design of the components with regard to the loads and the small amount of space available. In addition, when the length-adjustable connecting rod is used in a piston engine, the cylinder-piston unit is usually driven by the engine oil of the piston engine. feeds whose viscosities not only decrease with the operating temperature, but also with increasing operating time, and with which harmful particles are entered into the adjusting device of the connecting rod. In addition to soot particles that can arise during combustion in the piston engine, these are in particular abrasion from operation and metal chips from the manufacture of the piston engine. Regardless of a decrease in the viscosity of the engine oil and the particles transported in it, the adjustment device must remain functional over the long term.
Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckkammern einer Zylinder-Kolben- Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange von über 1000 bar und den Einfluss der Kraft übertragung über die Pleuelstange an die Kurbelwelle auf die Leistung des Kolbenmotors ist eine gute und sichere Abdichtung der Druckkammern essentiell. Eine Leckage aus dem je weils gesperrten Druckraum führt zu einem Einrücken des Verstellkolbens in die jeweilige Druckkammer, wodurch ein Arbeitsbetrag entsprechend der Kraft aus dem Verstellkolben und dem Weg des Verstellkolbens dissipiert wird, was zu einem Leistungsverlust des Kolbenmo tors führt. Dieser Leistungsverlust ist entsprechend den jeweiligen Konstruktionen der Zylin- der-Kolben-Einheiten von dem verbesserten thermischen Wirkungsgrad durch das variable Verdichtungsverhältnis abzuziehen. In view of the extreme pressure differences in the pressure chambers of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of over 1000 bar and the influence of the power transmission via the connecting rod to the crankshaft on the performance of the piston engine, a good and safe sealing of the pressure chambers is essential. Leakage from the respective blocked pressure chamber leads to an engagement of the adjusting piston in the respective pressure chamber, whereby an amount of work corresponding to the force from the adjusting piston and the path of the adjusting piston is dissipated, which leads to a loss of performance of the piston engine. This loss of power is to be deducted from the improved thermal efficiency due to the variable compression ratio according to the respective design of the cylinder-piston units.
In herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit einer Zylinder-Kolben-Einheit wer den als Dichtungseinrichtungen einfache Spaltdichtungen oder berührende Kolbendichtungen eingesetzt. In der DE 10 2016 120 967 A1 wird beispielsweise eine längenverstellbare Pleuel stange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit beschrieben, bei der die beiden Druckkammern einer Zylinder-Kolben-Einheit von jeweils mindestens einer Kolbendichtung abgedichtet werden. Dabei ist jede Kolbendichtung in einer umlaufenden Kolbennut angeordnet, die an der der Druckkammer zugewandten Außenwandung des Verstellkolbens ausgebildet ist. Da die Ver stelleinrichtung einer Zylinder-Kolben-Einheit für einen Einsatz bei sehr hohen Drücken aus gerichtet ist, weisen die entsprechenden Kolbendichtungen oftmals einen komplexen Aufbau, geringe Elastizität oder empfindliche Oberflächen auf, so dass bei einer Montage der Kolben dichtungen leicht Beschädigungen auftreten, die wiederum zu einem Versagen der längenver stellbaren Pleuelstange führen können. Darüber hinaus müssen die Kolbendichtungen mög lichst genau in der umlaufenden Kolbennut angeordnet sein, d.h. ohne ein zu großes Spiel in der Kolbennut zu haben oder darin gequetscht zu werden, um eine optimale Funktion bei den extremen Druckdifferenzen in den Druckkammern der Zylinder-Kolben-Einheit zu gewährleis ten. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine längenverstellbare Pleuelstange be reitzustellen, die eine einfache Montage und gute Funktion der Dichtungseinrichtung zwischen Verstellkolben und Zylinder ermöglicht. In conventional length-adjustable connecting rods with a cylinder-piston unit, the simple gap seals or piston seals used as sealing devices. In DE 10 2016 120 967 A1, for example, a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit is described in which the two pressure chambers of a cylinder-piston unit are each sealed by at least one piston seal. Each piston seal is arranged in a circumferential piston groove which is formed on the outer wall of the adjusting piston facing the pressure chamber. Since the adjustment device of a cylinder-piston unit is designed for use at very high pressures, the corresponding piston seals often have a complex structure, low elasticity or sensitive surfaces, so that when the piston seals are installed, damage can easily occur in turn can lead to failure of the adjustable-length connecting rod. In addition, the piston seals must be arranged as precisely as possible in the circumferential piston groove, ie without too much play in the piston groove or being squeezed in it, in order to function optimally with the extreme pressure differences in the pressure chambers of the cylinder-piston unit guarantee. It is therefore the object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod which enables simple assembly and good functioning of the sealing device between the adjusting piston and cylinder.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtungseinrichtung zumin dest einen Hochdruck-Dichtungsring aufweist, der auf dem Verstellkolben angeordnet ist, und eine Stützringmutter vorgesehen ist, die in der Außenwandung des Verstellkolbens zumindest einseitig eine Ringnut ausbildet und/oder begrenzt und den in der Ringnut angeordneten Hoch druck-Dichtungsring sichert. Vorzugsweise ist der Hochdruck-Dichtungsring einteilig ausgebil det oder aus mehreren, radial nicht trennbaren Teilen ausgeführt. Unter einem Hochdruck- Dichtungsring wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung insbesondere ein Dichtungsring verstanden, der für Einsätze in Druckbereichen von größer 1000 bar eingerichtet ist. Mit an deren Worten weist die Dichtungseinrichtung erfindungsgemäß zumindest einen für die Ver wendung bei Drücken von größer 1000 bar geeigneten Hochdruck-Dichtungsring auf. This object is achieved according to the invention in that the sealing device has at least one high-pressure sealing ring which is arranged on the adjusting piston, and a support ring nut is provided which forms and / or delimits an annular groove in the outer wall of the adjusting piston at least on one side and which is in the Ring groove arranged high pressure sealing ring secures. Preferably, the high-pressure sealing ring is constructed in one piece or made up of several parts that cannot be separated radially. In the context of the present disclosure, a high-pressure sealing ring is understood to mean in particular a sealing ring which is set up for use in pressure ranges of greater than 1000 bar. In other words, the sealing device according to the invention has at least one high-pressure sealing ring suitable for use at pressures greater than 1000 bar.
Eine erfindungsgemäß vorgesehene Stützringmutter ist sicher und genau auf der Außenwan dung, d.h. auf der im Wesentlichen zylindrischen Umfangsfläche des Verstellkolbens positio nierbar und ermöglicht eine spielfreie und quetschfreie Positionierung des geschlossenen Hochdruck-Dichtungsrings, der entsprechend der Form des Verstellkolbens bevorzugt eine runde oder leicht ovale Form aufweist und trotz des in der mindestens einen Druckkammer auftretenden hohen Betriebsdrucks eine komplette fluidische Trennung ermöglicht. Die Zylin- der-Kolben-Einheit bewirkt dabei als Teil der Verstelleinrichtung eine Veränderung der Wirk länge der längenverstellbaren Pleuelstange, d.h. dem Abstand zwischen dem ersten Pleu elauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und dem zweiten Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens in Längsrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange. A backup ring nut provided in accordance with the invention is secure and accurate on the outer wall, i. E. can be positioned on the essentially cylindrical circumferential surface of the adjusting piston and enables backlash-free and crush-free positioning of the closed high-pressure sealing ring, which, depending on the shape of the adjusting piston, preferably has a round or slightly oval shape and despite the high operating pressure occurring in the at least one pressure chamber, a complete one enables fluidic separation. The cylinder-piston unit, as part of the adjustment device, changes the effective length of the length-adjustable connecting rod, i.e. the distance between the first connecting rod eye for receiving a piston pin and the second connecting rod eye for receiving a crankshaft journal in the longitudinal direction of the length-adjustable connecting rod.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Verstellkolben zumindest einen Anschlag aufweist, an dem die Stützringmutter anliegt um die Ringnut zu begrenzen. Ein solcher An schlag auf der Außenwandung des Verstellkolbens ermöglicht eine klare Abgrenzung und eine definierte Breite der Ringnut zur Aufnahme des Hochdruck-Dichtungsrings. An advantageous embodiment provides that the adjusting piston has at least one stop against which the support ring nut rests in order to limit the ring groove. Such a stop on the outer wall of the adjusting piston enables a clear delimitation and a defined width of the annular groove for receiving the high-pressure sealing ring.
Für eine einfache und schnelle Montage kann die Stützringmutter auf ein Gewinde an einem Ende des Verstellkolbens aufgeschraubt sein, wobei vorzugsweise das Gewinde in der Au ßenwandung des Verstellkolbens und/oder an dem einer zugeordneten Kolbenstange abge wandten freien Ende des Verstellkolbens ausgeführt ist. In einer Variante bildet das Gewinde in der Außenwandung des Verstellkolbens den Anschlag aus, an dem die Stützring mutter anliegt um die Ringnut zu begrenzen. Durch die Ausbildung des Anschlags für die Stützringmutter durch das Gewinde in der Außenwandung des Verstell kolbens wird die Komplexität der Konstitution des Verstellkolbens reduziert, ein einfaches Festschrauben der Stützringmutter ermöglicht und Fehler bei der Positionierung der Stützring mutter vermieden. Mit anderen Worten ist kein physischer Anschlag durch ein Absetzen der Außenoberfläche des Verstellkolbens vorgesehen, sondern es ergibt sich ein Anschlag durch ein nur über einen Bereich des Verstellkolbens ausgeführtes Gewinde, so dass ein Aufschrau ben der Stützring mutter nur auf diesem Bereich und nicht weiter möglich ist. For easy and quick assembly, the support ring nut can be screwed onto a thread at one end of the adjusting piston, the thread preferably being executed in the outer wall of the adjusting piston and / or on the free end of the adjusting piston facing an associated piston rod. In one variant, the thread in the outer wall of the adjusting piston forms the stop against which the support ring nut rests in order to limit the annular groove. By forming the stop for the support ring nut through the thread in the outer wall of the adjusting piston, the complexity of the constitution of the adjusting piston is reduced, a simple tightening of the support ring nut allows and errors in positioning the support ring nut avoided. In other words, no physical stop is provided by setting down the outer surface of the adjusting piston, but a stop is produced by a thread only running over an area of the adjusting piston, so that the support ring nut can only be screwed on in this area and no further .
Eine sinnvolle Ausgestaltung sieht vor, dass das Gewinde in der Außenwandung des Verstell kolbens als ein selbstsicherndes Gewinde ausgebildet ist, um die Stützringmutter auf der Au ßenwandung des Feststellkolbens zu fixieren. Dadurch werden ein unbeabsichtigtes Lösen der Stützringmutter sowie ein nachfolgender Ausfall der längenverstellbaren Pleuelstange ver hindert. A sensible embodiment provides that the thread in the outer wall of the adjusting piston is designed as a self-locking thread in order to fix the support ring nut on the outer wall of the locking piston. This prevents accidental loosening of the support ring nut and subsequent failure of the adjustable-length connecting rod.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die Stützringmutter ein Werkzeugaufnahmeprofil auf weist. Ein solches Werkzeugaufnahmeprofil in Form von abgeflachten Umfangsrändern, Nu ten oder Bohrungen am Umfang der Stützring mutter ermöglicht ein sicheres Eingreifen eines Werkzeugs zur Montage der Stützringmutter, sowie das sichere Aufbringen des benötigten Anzugsdrehmoments zur Fixierung der Stützring mutter auf dem Verstellkolben. Dabei kann die Stützringmutter in einer besonderen Bauform als Nutmutter oder als Kreuzlochmutter aus gebildet sein. Die bei einer Nutmutter oder Kreuzlochmutter notwendigen Einzelnuten oder Bohrungen können in sehr einfacher Weise am Umfang der Stützringmutter ausgeformt sein, wobei mehrere Nuten oder Bohrungen üblicherweise gleich verteilt am Umfang der Stützring mutter vorgesehen sind. Another embodiment provides that the support ring nut has a tool holder profile. Such a tool holder profile in the form of flattened peripheral edges, grooves or bores on the circumference of the support ring nut allows a tool to safely engage the support ring nut, as well as the secure application of the required tightening torque to fix the support ring nut on the adjusting piston. The support ring nut can be designed in a special design as a locknut or as a cross-hole nut. The individual grooves or bores required in a nut or cross-hole nut can be formed in a very simple manner on the circumference of the support ring nut, with several grooves or bores usually being provided equally distributed on the circumference of the support ring nut.
Zur Ausbildung einer klar abgegrenzten Ringnut in der Außenwandung des Verstellkolbens kann die Stützringmutter eine die Ringnut begrenzende durchgehende Innenringfläche auf weisen, wobei der Außenteil der Stützringmutter bevorzugt angeschrägt oder angefast ist. Ne ben der optimierten und sicheren Positionierung des Hochdruck-Dichtungsrings in der Ringnut kann beim angeschrägten oder angefasten Außenteil mit mehreren gleich verteilten Nuten ein Klauenwerkzeug zum Eingriff in das Werkzeugaufnahmeprofil zum Einsatz kommen. Trotz des Eingriffs eines solchen Werkzeugs in das flache Werkzeugaufnahmeprofil am kronenförmigen Außenteil der Stützringmutter kann so ein hohes Montagedrehmoment aufgebracht werden, das gegebenenfalls ausreicht, um den Verstellkolben selbst oder eine zugehörige Kolben stange sicher mit dem zugehörigen Pleuelkopf zu verbinden. To form a clearly delimited annular groove in the outer wall of the adjusting piston, the support ring nut can have a continuous inner ring surface delimiting the annular groove, the outer part of the support ring nut preferably being beveled or chamfered. In addition to the optimized and secure positioning of the high-pressure sealing ring in the ring groove, a claw tool can be used to engage the tool holder profile on the beveled or chamfered outer part with several equally spaced grooves. Despite the engagement of such a tool in the flat tool holder profile on the crown-shaped outer part of the support ring nut, a high assembly torque can be applied, which may be sufficient to securely connect the adjusting piston itself or an associated piston rod to the associated connecting rod head.
Insbesondere handelt es sich bei der Innenringfläche um eine normal zu einer Pleuellängs achse orientierten Fläche an der Ober- bzw. Unterseite der Stützring mutter. In particular, the inner ring surface is a surface oriented normal to a connecting rod longitudinal axis on the top or bottom of the support ring nut.
Unter dem Außenteil der Stützring mutter ist insbesondere die im Wesentlichen konzentrisch zur Pleuellängsachse verlaufende Außenoberfläche der Stützringmutter zu verstehe. Unter ei nem angeschrägten oder -gefasten Verlauf ist hier ein Verlauf zu verstehen, bei dem der Durchmesser der Außenoberfläche der Stützringmutter bzw. der Querschnitt der Stützringmut ter in axialer Richtung parallel zur Pleuellängsachse ab- bzw. zunimmt. The outer part of the support ring nut is to be understood in particular as the outer surface of the support ring nut that runs essentially concentrically to the longitudinal axis of the connecting rod. A tapered or chamfered course is understood here to mean a course in which the diameter of the outer surface of the support ring nut or the cross section of the support ring nut decreases or increases in the axial direction parallel to the longitudinal axis of the connecting rod.
Wenn also z.B. die Stützringmutter an der von der Kolbenstange abgewandten Seite des Ver stellkolbens angeordnet ist, ist sie derart angeschrägt ausgeführt, dass ihr Durchmesser im axialen Verlauf in Richtung der Kolbenstange zunimmt. So if e.g. the support ring nut is arranged on the side of the adjusting piston facing away from the piston rod, it is designed beveled in such a way that its diameter increases in the axial direction in the direction of the piston rod.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Ein- heit als ein zweiseitig wirkender Verstellkolben ausgebildet ist, wobei der längsbeweglich an geordnete Verstellkolben in dem Zylinder einen ersten Druckraum und einen zweiten Druck raum ausbildet und jeweils einseitig begrenzt. Die Druckräume befinden sich insbesondere in Richtung der Pleuellängsachse bzw. der Verstellkolbenlängsachse auf gegenüberliegenden Seiten des Verstellkolbens. Ein zweiseitig wirkender Verstellkolben ermöglicht ein Einstellen der Wirklänge der längenverstellbaren Pleuelstange sowohl in Richtung eines größeren Ver dichtungsverhältnisses als auch in Richtung eines geringeren Verdichtungsverhältnisses mit tels einer einzelnen Zylinder-Kolben-Einheit. Im Gegensatz zu der längenverstellbaren Pleu elstange mit Exzenter aus der DE 10 2005 055 199 A1 wird zur bidirektionalen Verstellung der Wirklänge, bzw. des Verdichtungsverhältnisses derselbe Verstellkolben verwendet. Günstiger weise kann hier ein Stufenkolben eingesetzt werden, mittels dessen größerer Stirnseite bei entsprechender Beaufschlagung die Pleuelstange in ihre ausgefahrene Stellung gedrückt wird. Aufgrund der vorherrschenden Kraftverhältnisse in dem Kolbenmotor reicht die kleinere Stirnfläche für die Verstellung in die entgegengesetzte Richtung aus. Another exemplary embodiment provides that the adjusting piston of the cylinder-piston unit is designed as a double-acting adjusting piston, the longitudinally movable adjusting piston in the cylinder forming a first pressure chamber and a second pressure chamber and delimiting each on one side. The pressure chambers are located on opposite sides of the adjusting piston, in particular in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod or the longitudinal axis of the adjusting piston. A double-acting adjusting piston enables the effective length of the adjustable-length connecting rod to be set both in the direction of a greater compression ratio and in the direction of a lower compression ratio with a single cylinder-piston unit. In contrast to the length-adjustable connecting rod with eccentric from DE 10 2005 055 199 A1, the same adjusting piston is used for bidirectional adjustment of the effective length or the compression ratio. A stepped piston can advantageously be used here, by means of whose larger end face the connecting rod is pressed into its extended position when it is acted upon accordingly. Due to the prevailing force conditions in the piston engine, the smaller face is sufficient for adjustment in the opposite direction.
Eine zweckmäßige Ausbildung der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass die Pleu elstange zumindest zwei Pleuelteile aufweist, wobei das erste Pleuelteil ein erstes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und das zweite Pleuelteil ein zweites Pleuelauge zur Auf nahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, und wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil in Längsrichtung der Pleuelstange bewegbar ist, bevorzugt teleskopierbar bewegbar ist, um den Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen zu verstellen. Im Gegensatz zu Pleuelstangen mit Exzenter ermöglichen zwei in Längsrichtung der Pleuelstange zueinander bewegbare Pleuelteile einen stabilen Aufbau sowie einen siche ren dauerhaften Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange. An expedient design of the length-adjustable connecting rod provides that the connecting rod has at least two connecting rod parts, the first connecting rod part having a first connecting rod eye for receiving a piston pin and the second connecting rod part having a second connecting rod eye for receiving a crankshaft journal, and the first connecting rod part opposite the second connecting rod is movable in the longitudinal direction of the connecting rod, preferably telescopic is movable to adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal. In contrast to connecting rods with an eccentric, two connecting rod parts that can be moved relative to one another in the longitudinal direction of the connecting rod enable a stable structure and secure permanent operation of the length-adjustable connecting rod.
Dabei kann das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben derZylinder-Kolben-Einheit verbunden sein, wobei vorzugsweise das erste Pleuelteil über die Kolbenstange mit dem Verstellkolben verbunden ist, und das zweite Pleuelteil den Zylinder der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen. Der Zylinder kann beispielsweise als Zylinderbohrung oder als Zylinderhülse ausgeführt sein. Damit kann das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil bewegt werden. Dies ermöglicht neben einem sehr robusten Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange auch einfache und kostengünstige Pleuelteile, wobei der Verstellkolben des ersten Pleuelteils bevorzugt direkt mit der Kolbenstange und dem Pleuelkopf mit dem ersten Pleuelauge verbunden ist und das zweite Pleuelteil ein Gehäuse aufweisen, indem neben dem Zylinder auch eine hydraulische Steuereinrichtung zur Steuerung der Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen ist. The first connecting rod part can be connected to the adjusting piston of the cylinder-piston unit, the first connecting rod part preferably being connected to the adjusting piston via the piston rod, and the second connecting rod part having the cylinder of the cylinder-piston unit. The cylinder can be designed, for example, as a cylinder bore or as a cylinder sleeve. The first connecting rod part can thus be moved relative to the second connecting rod part. In addition to a very robust construction of the length-adjustable connecting rod, this also enables simple and inexpensive connecting rod parts, the adjusting piston of the first connecting rod part preferably being connected directly to the piston rod and the connecting rod head to the first connecting rod eye, and the second connecting rod part having a housing in which, in addition to the cylinder, a hydraulic control device is provided for controlling the cylinder-piston unit.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen Kolbenmotor mit mindestens einem Motor- Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder bewegenden Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit zumindest einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange gemäß den vorbeschriebe nen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben des Kolbenmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet und die jeweiligen Zylinder-Kolben- Einheiten mit der Motorölhydraulik des Kolbenmotors verbunden. Die Kraftstoffeinsparung ei nes solchen Kolbenmotors kann beträchtlich sein, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Mittels dem von der Stützringmutter sicher in der Ringnut am Verstellkolben angeordneten Hochdruck-Dich tungsring ist neben einem einfachen und sicheren Aufbau auch eine dauerhafte Funktion der längenverstellbaren Pleuelstange gewährleistet. The invention also relates to a piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston moving in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder, as well as with at least one length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the above-described NEN Embodiments. All of the reciprocating pistons of the piston engine are preferably equipped with such a length-adjustable connecting rod and the respective cylinder-piston units are connected to the engine oil hydraulics of the piston engine. The fuel savings of such a piston engine can be considerable if the compression ratio is set accordingly as a function of the respective operating state. By means of the high-pressure sealing ring, which is securely arranged in the annular groove on the adjusting piston by the support ring nut, a permanent function of the length-adjustable connecting rod is guaranteed in addition to a simple and safe structure.
Im Folgenden werden nicht-einschränkende Ausführungsformen der Erfindung anhand bei spielhafter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following, non-limiting embodiments of the invention are explained in more detail with reference to exemplary drawings. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, Fig. 1 is a plan view of a length-adjustable connecting rod according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der teilweise freigeschnittenen längenverstellbaren Pleu elstange, Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des ersten Pleuelteils aus Fig. 2 und Fig. 2 is a schematic view of the partially cut-free length-adjustable connecting rod, 3 shows an enlarged sectional view of the first connecting rod part from FIGS. 2 and
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Verstellkolbens der Zylinder-Kolben- Einheit aus Fig. 2. FIG. 4 shows an enlarged perspective view of the adjusting piston of the cylinder / piston unit from FIG. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte längenverstellbare Pleuelstange 1 umfasst zwei teleskopierbar zuei nander bewegbare Pleuelteile 2, 3. Das in der Darstellung der längenverstellbaren Pleuel stange 1 in Fig. 1 unten angeordnete gehäusefeste zweite Pleuelteil 2 weist ein großes Pleu elauge 4 auf, mit dem die längenverstellbare Pleuelstange 1 auf der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Kolbenmotors gelagert ist. Dazu ist am zweiten Pleuelteil 2 weiter eine Lagerschale 5 angeordnet, die zusammen mit dem ebenfalls lagerschalenartig ausgebildeten unteren Be reich der zweiten Pleuelstange 2 das große Pleuelauge 4 ausbildet. Die Lagerschale 5 und das zweite Pleuelteil 2 werden mittels Pleuelschrauben 31 miteinander verbunden. Gehäuse fest bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das zweite Pleuelteil 2 abgesehen von der Drehbewegung um bzw. mit der Kurbelwelle keine Bewegung ausführt. The length-adjustable connecting rod 1 shown in Fig. 1 comprises two telescopic zuei nander movable connecting rod parts 2, 3. The in the representation of the length-adjustable connecting rod 1 in Fig. 1 arranged below the housing-fixed second connecting rod part 2 has a large connecting rod 4, with which the The length-adjustable connecting rod 1 is mounted on the crankshaft (not shown) of the piston engine. For this purpose, a bearing shell 5 is further arranged on the second connecting rod part 2, which forms the large connecting rod eye 4 together with the lower loading area of the second connecting rod 2, which is also configured like a bearing shell. The bearing shell 5 and the second connecting rod part 2 are connected to one another by means of connecting rod screws 31. Housing fixed in this context means that the second connecting rod part 2 does not perform any movement apart from the rotary movement around or with the crankshaft.
Das demgegenüber verstellbare erste Pleuelteil 3 weist einen Pleuelkopf 6 mit einem kleinen Pleuelauge 7 auf, das den Kolbenbolzen (nicht gezeigt) des Hubkolbens im Kolbenmotor auf nimmt. The first connecting rod part 3, which is adjustable in contrast, has a connecting rod head 6 with a small connecting rod eye 7, which takes the piston pin (not shown) of the reciprocating piston in the piston engine.
Wie in der teilweise freigeschnittenen Ansicht in Fig. 2 gut zu erkennen, ist der Pleuelkopf 6 mit einer Kolbenstange 8 und über die Kolbenstange 8 mit dem Verstellkolben 9 einer hier als Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstelleinrichtung der längenverstellbaren Pleuel stange 1 verbunden. Der Verstellkolben 9 ist in einem Zylinder 12 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 längs beweglich. Der Pleuelkopf 6 ist üblicherweise mit der Kolbenstange 8 verschraubt, verschweißt oder verstiftet, während der Verstellkolben 9 und die Kolbenstange 8 einteilig aus gebildet sind. Dies ermöglicht vor einem Zusammenbau des ersten Pleuelteils 3, einen Zylin derdeckel 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und eine Stangendichtung 16 auf der Kolben stange 8 sowie eine obere Kolbendichtung 17 als Teil der zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens 9 und einer Innenwandung des Zylinders 12 angeordneten Dichtungseinrich tung an dem Verstellkolben 9 einfach und sicher anzuordnen. In einer nicht dargestellten Va riante kann auch der Verstellkolben 9 mit der Kolbenstange 8 verschraubt oder verpresst wer den. As can be seen clearly in the partially cut-away view in FIG. 2, the connecting rod 6 is connected to a piston rod 8 and, via the piston rod 8, to the adjusting piston 9 of an adjusting device for the length-adjustable connecting rod 1, which is designed here as a cylinder-piston unit 10. The adjusting piston 9 is longitudinally movable in a cylinder 12 of the cylinder-piston unit 10. The connecting rod head 6 is usually screwed, welded or pinned to the piston rod 8, while the adjusting piston 9 and the piston rod 8 are formed in one piece. Before assembling the first connecting rod part 3, this enables a cylinder cover 15 of the cylinder-piston unit 10 and a rod seal 16 on the piston rod 8 and an upper piston seal 17 as part of the between an outer wall of the adjusting piston 9 and an inner wall of the cylinder 12 arranged Dichtungseinrich device to be arranged on the adjusting piston 9 easily and safely. In a variant, not shown, the adjusting piston 9 can also be screwed or pressed to the piston rod 8.
Das erste Pleuelteil 3 ist über den Verstellkolben 9 teleskopierbar in dem zweiten Pleuelteil 2 geführt, um den Abstand zwischen dem im kleinen Pleuelauge 7 aufgenommenen Kolbenbol zen des Hubkolbens und der in dem großen Pleuelauge 4 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors zu verstellen und so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den je weiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillast bereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als unter Volllast zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. In einem Gehäuse 1 1 des zweiten Pleuelteils 2 ist im oberen Bereich ein Zylinder 12 ausgebildet, der als Zylinderbohrung oder Zylinderhülse in das Gehäuse 1 1 des zweiten Pleuelteils 2 eingebracht ist. In dem Zylinder 12 ist der Verstellkolben 9 des ersten Pleuelteils 3 in Längsrichtung A der Pleuelstange 1 bewegbar angeordnet, um gemeinsam mit dem Zylinder 12 und dem Zylinderdeckel 15 die Zylinder-Kolben-Einheit 10 auszubilden. Der Verstellkolben 9 ist in Fig. 2 in einer Mittelstellung dargestellt, in der der Verstellkolben 9 den Zylinder 12 in zwei Druckräume 13 und 14 unterteilt. Die Druckräume 13, 14 befinden sich an in Richtung der Längsrichtung A der Pleuelstange 1 gegenüberliegenden Seiten des Verstellkolbens 9. The first connecting rod 3 is telescopically guided over the adjusting piston 9 in the second connecting rod 2 to the distance between the piston pin received in the small connecting rod 7 of the reciprocating piston and the crankshaft received in the large connecting rod 4 To adjust the piston engine and thus adapt the compression ratio of the piston engine to the respective operating state. This makes it possible to operate the piston engine in the partial load range with a higher compression ratio than under full load, thus increasing the efficiency of the engine. In a housing 11 of the second connecting rod part 2, a cylinder 12 is formed in the upper area, which is introduced into the housing 11 of the second connecting rod part 2 as a cylinder bore or cylinder sleeve. The adjusting piston 9 of the first connecting rod part 3 is arranged in the cylinder 12 so as to be movable in the longitudinal direction A of the connecting rod 1 in order to form the cylinder-piston unit 10 together with the cylinder 12 and the cylinder cover 15. The adjusting piston 9 is shown in FIG. 2 in a central position in which the adjusting piston 9 divides the cylinder 12 into two pressure chambers 13 and 14. The pressure chambers 13, 14 are located on opposite sides of the adjusting piston 9 in the direction of the longitudinal direction A of the connecting rod 1.
Die Kolbenstange 8 erstreckt sich von dem Verstellkolben 9 durch den oberen Druckraum 14 und den Zylinderdeckel 15 hindurch, der das Gehäuse 1 1 und den Zylinder 12 nach oben hin begrenzt. An dem Zylinderdeckel 15 ist eine Stangendichtung 16 vorgesehen, die von einem Sicherungsring 19 am Übergang zwischen Kolbenstange 8 und dem Zylinderdecker 15 gehal ten wird. Die Stangendichtung 16 umgibt die Kolbenstange 8 und dichtet den oberen Druck raum 14 gegenüber der Umgebung ab. Die beiden auf dem Verstellkolben 9 angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Verstellkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab, wobei zumindest die untere Kolbendichtung 18, bevorzugt beide Kolbendichtungen 17, 18 als Hochdruck-Dichtungsring ausgeführt ist bzw. sind. Möglich ist dabei die einteilige Ausführung oder die Ausführung mit mehreren, radial nicht trennbaren Teilen. Der Sicherungsring 19 bildet zusammen mit dem Zylinderdeckel 15 einen oberen Anschlag aus, an dem der Verstellkolben 9 in der oberen Stellung, der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 , anliegt, während in der unteren Stellung (Kurzstel lung) der längenverstellbaren Pleuelstange 1 der Verstellkolben 9 an dem vom Zylinderboden 20 ausgebildeten unteren Anschlag anliegt. The piston rod 8 extends from the adjusting piston 9 through the upper pressure chamber 14 and the cylinder cover 15, which limits the housing 11 and the cylinder 12 towards the top. On the cylinder cover 15, a rod seal 16 is provided which is held by a locking ring 19 at the transition between the piston rod 8 and the cylinder cover 15 th. The rod seal 16 surrounds the piston rod 8 and seals the upper pressure space 14 from the environment. The two piston seals 17, 18 arranged on the adjusting piston 9 seal the adjusting piston 9 with respect to the cylinder 12 and thus also the pressure chambers 13, 14 from one another, with at least the lower piston seal 18, preferably both piston seals 17, 18 being designed as a high-pressure sealing ring or . are. The one-piece design or the design with several parts that cannot be separated radially is possible. The locking ring 19 together with the cylinder cover 15 forms an upper stop against which the adjusting piston 9 rests in the upper position, the long position of the length-adjustable connecting rod 1, while in the lower position (short position) of the length-adjustable connecting rod 1, the adjusting piston 9 rests against the lower stop formed by the cylinder base 20.
Die beiden auf dem Verstellkolben angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Ver stellkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab. Die den oberen Druckraum 14 abdichtende Kolbendichtung 17 wird vor der Verbindung des Pleuelkopfs 6 mit der Kolbenstange 8 und vor der Montage der Stangendichtung 16 auf einem der Kolbenstange 8 zugewandten Absatz 22 im Verstellkolben 9 angeordnet und durch ein auf dem Absatz 22 aufgepressten oder -geschraubten Stützring 23 gesichert. Die auf einen der Kolbenstange 8 abgewandten freien Ende des Verstellkolbens 9 angeord nete Kolbendichtung 18 ist erfindungsgemäß als Hochdruck-Dichtungsring ausgeführt und dichtet den unteren Druckraum 13 gegen den Zylinder 12 ab; dieser untere Hochdruck-Dich tungsring 18 wird auf einem zweiten Absatz 24 von einer Stützringmutter 25 gesichert, die auf einem im Absatz 24 vorgesehenen Gewinde 26 (in Fig. 2 nicht dargestellt) aufgeschraubt ist. Zusammen mit dem Absatz 24 bildet die an einem Anschlag 45 (siehe Fig. 3) sicher anliegende Stützringmutter 25 eine Ringnut 27 aus, in der der Kolbendichtring 18 relativ spiel- und quetschfrei und ohne Montageschäden angeordnet ist. The two arranged on the adjusting piston piston seals 17, 18 seal the United adjusting piston 9 relative to the cylinder 12 and thus also the pressure chambers 13, 14 from each other. The piston seal 17 sealing the upper pressure chamber 14 is arranged in the adjusting piston 9 before the connection of the connecting rod head 6 to the piston rod 8 and before the assembly of the rod seal 16 on a shoulder 22 facing the piston rod 8 and by a support ring pressed or screwed onto the shoulder 22 23 secured. The on one of the piston rod 8 facing away from the free end of the adjusting piston 9 angeord designated piston seal 18 is designed according to the invention as a high-pressure sealing ring and seals the lower pressure chamber 13 from the cylinder 12; this lower high-pressure sealing ring 18 is secured on a second shoulder 24 by a support ring nut 25 which is screwed onto a thread 26 provided in the shoulder 24 (not shown in FIG. 2). Together with the shoulder 24, the support ring nut 25 resting securely against a stop 45 (see FIG. 3) forms an annular groove 27 in which the piston sealing ring 18 is arranged relatively free of play and crushing and without assembly damage.
Am Pleuelkopf 6 des oberen Pleuelteils 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Kolbenstange 8 bzw. zur Pleuellängsachse A ein in Richtung des Gehäuses 11 vorstehender Führungsstift 28 vorgesehen. Der fest mit dem Pleuelkopf 6 verbundene Führungsstift 28 ist verschiebbar in einer am Gehäuse 11 ausgebildeten Führungsbohrung 29 angeordnet, so dass sich bei einer axialen Bewegung des ersten teleskopierbaren Pleuelteils 3 in Richtung der Pleuelachse A relativ zum gehäusefesten zweiten Pleuelteil 2 keine Rotation der Pleuel teile 2, 3 zueinander und damit eine Verdrehung des ersten Pleuelauges 7 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und des zweiten Pleuelauges 4 zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens auf- tritt. Auch andere, nicht dargestellte Lösungen zur Verdrehsicherung sind möglich. On the connecting rod head 6 of the upper connecting rod part 3, a guide pin 28 protruding in the direction of the housing 11 is provided parallel to the piston rod 8 or the connecting rod longitudinal axis A in the illustrated embodiment. The guide pin 28, which is fixedly connected to the connecting rod head 6, is arranged displaceably in a guide bore 29 formed on the housing 11, so that when the first telescopic connecting rod part 3 moves axially in the direction of the connecting rod axis A relative to the second connecting rod part 2 fixed to the housing, there is no rotation of the connecting rod parts 2 , 3 to each other and thus a rotation of the first connecting rod eye 7 for receiving a piston pin and the second connecting rod eye 4 for receiving a crankshaft journal occurs. Other, not shown, anti-twist solutions are also possible.
Wie in der vergrößerten Darstellung des mit den zumindest teilweise als Hochdruck-Dichtungs ringe ausgeführten Kolbendichtungen 17, 18 versehenen Verstellkolbens 9 in Fig. 4 zu erken nen ist, weist die Stützringmutter 25 als Werkzeugaufnahmeprofil 30 mehrere am Außenum fang gleich verteilt angeordnete Nuten 30‘ auf, in die entsprechende Klauen eines Werkzeugs (nicht gezeigt) zur Montage der Stützringmutter 25 auf dem Gewinde 26 eingreifen können. Dabei erstrecken sich die Nuten nur über den angeschrägten Außenteil der Stützringmutter 25, während der Innenteil der Stützringmutter 25 ringförmig ausgebildet ist, so dass eine In nenringfläche - also eine normal zur Pleuellängsachse A bzw. Verstellkolbenlängsachse K (siehe Fig. 3) orientierte Fläche - der Stützring mutter 25 die Ringnut 27 seitlich begrenzt. As can be seen in the enlarged view of the adjusting piston 9, which is provided with the piston seals 17, 18, which are at least partially designed as high-pressure sealing rings, in FIG. 4, the support ring nut 25 as a tool receiving profile 30 has several grooves 30 'evenly distributed around the outer circumference , in the corresponding claws of a tool (not shown) for mounting the support ring nut 25 on the thread 26 can engage. The grooves extend only over the beveled outer part of the support ring nut 25, while the inner part of the support ring nut 25 is annular, so that an inner ring surface - i.e. a surface oriented normal to the connecting rod longitudinal axis A or adjusting piston longitudinal axis K (see Fig. 3) - the Support ring nut 25 the annular groove 27 laterally limited.
Vorzugsweise können die Werkzeugaufnahmeprofile 30 nach der Montage der Stützringmut ter 25 mit Abdeckungen versehen oder mit Material ausgefüllt werden, um eine Beeinflussung der Strömungsverhältnisse in den Druckkammern der Pleuelstange 1 zu verhindern. Dies ist aber nur dann der Fall, wenn die Werkzeugaufnahmeprofile 30 besonders ausgeprägt ausge führt sind. Preferably, after assembly of the support ring nut 25, the tool receiving profiles 30 can be provided with covers or filled with material in order to prevent the flow conditions in the pressure chambers of the connecting rod 1 from being influenced. But this is only the case if the tool holder profiles 30 are particularly pronounced leads.
Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist befindet sich in dem Gehäuse 1 1 des zweiten Pleu elteils 2 unterhalb des Zylinders 12 eine hydraulische Steuereinrichtung 21 zur Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10. Anhand der in Fig. 2 schematisch dargestellten hydraulischen Verschaltung der Steuereinrichtung 21 wird die Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und die Steuerung der Wirklängenverstellung der Pleuelstange 1 im Folgenden näher erläu tert. Die beiden Druckräume 13, 14 sind jeweils über getrennte Hydraulikmittelleitungen 32, 33 und separate Rückschlagventile 34, 35 und einem gemeinsamen Ölversorgungskanal 36, der in dem großen Pleuelauge 4 mündet, mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. Ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in der langen Position, befindet sich im oberen Druck raum 14 kein Motoröl, während der untere Druckraum 13 hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird die Pleuelstange 1 aufgrund der Massen- und Gaskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Verstellkolbens 9 mit dem Sicherungsring 19 aufgenommen, wo bei sich die Länge der Pleuelstange 1 nicht weiter verändert. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den mit Motoröl gefüllten unteren Druckraum 13 übertragen. Da das dem unteren Druckraum 13 zugeordnete Rückschlagventil 35 ein Ausströmen des Motoröls verhindert, steigt der Druck des Motoröls stark an und verhindert eine Änderung der Pleuel länge, wodurch die längenverstellbare Pleuelstange 1 in dieser Bewegungsrichtung hydrau lisch gesperrt ist. As can be seen in particular from Fig. 2, a hydraulic control device 21 for supply is located in the housing 11 of the second connecting rod part 2 below the cylinder 12 of the cylinder-piston unit 10. Using the hydraulic interconnection of the control device 21 shown schematically in FIG. 2, the supply of the cylinder-piston unit 10 and the control of the effective length adjustment of the connecting rod 1 is explained in more detail below. The two pressure chambers 13, 14 are each connected to the engine oil circuit of the piston engine via separate hydraulic medium lines 32, 33 and separate check valves 34, 35 and a common oil supply channel 36, which opens into the large connecting rod eye 4. If the length-adjustable connecting rod 1 is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber 14, while the lower pressure chamber 13, however, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod 1 is loaded alternately in tension and compression due to the inertia and gas forces. In the long position, the tensile force is absorbed by the mechanical contact of the adjusting piston 9 with the locking ring 19, where the length of the connecting rod 1 does not change any further. An acting pressure force is transmitted via the piston surface to the lower pressure chamber 13, which is filled with engine oil. Since the check valve 35 assigned to the lower pressure chamber 13 prevents the engine oil from flowing out, the pressure of the engine oil rises sharply and prevents a change in the connecting rod length, whereby the adjustable-length connecting rod 1 is hydraulically locked in this direction of movement.
In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum 13 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Verstellkolbens 9 am Zylinderboden 20 aufgenommen, während der obere Druckraum 14 mit Motoröl gefüllt ist, so dass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuel stange 1 einen Druckanstieg im oberen Druckraum 14 und eine hydraulische Sperrung be wirkt. In the short version of the length-adjustable connecting rod 1, the situation is reversed. The lower pressure chamber 13 is completely empty and a pressure force is absorbed by the mechanical stop of the adjusting piston 9 on the cylinder base 20, while the upper pressure chamber 14 is filled with engine oil, so that a tensile force on the adjustable-length connecting rod 1 increases the pressure in the upper pressure chamber 14 and a hydraulic lock acts be.
Die Wirklänge der hier dargestellten längenverstellbaren Pleuelstange 1 kann zweistufig ver stellt werden, indem einer der beiden Druckräume 13, 14 entleert wird und der jeweils andere Druckraum 13, 14 mit Motoröl gefüllt wird. Hierzu wird in der hydraulischen Steuereinrichtung 21 jeweils eines der Rückschlagventile 34, 35 überbrückt, so dass das Motoröl aus dem bisher gefüllten Druckraum 13, 14 abfließen kann. Das jeweilige Rückschlagventil 34, 35 verliert so seine Wirkung. Dazu umfasst die hydraulische Steuereinrichtung 21 ein 3/2-Wegeventil 37, dessen beiden schaltbaren Anschlüsse 40 jeweils über eine Drossel 38, 39 mit einer Hydrau likmittelleitung 32, 33 der Druckräume 13, 14 verbunden sind. Dabei wird das 3/2-Wegeventil 37 über den Druck des Motoröls betätigt, das dem 3/2-Wegeventil 37 über eine mit dem Öl versorgungskanal 36 verbundene Steuerdruckleitung 41 zugeführt wird. Die Rückstellung des 3/2-Wegeventils 37 erfolgt durch eine Rückstellfeder 42. Die beiden schaltbaren Anschlüsse 40 des 3/2-Wegeventils 37 sind mit einem Abströmkanal 43 verbunden, der das aus den Druckräumen 13, 14 abgeführte Motoröl an den Ölversor gungskanal 36 abgibt, von wo aus es zur Befüllung des jeweils anderen Druckraums 14, 13 zur Verfügung steht oder über das große Pleuelauge 4 an die Umgebung abgegeben werden kann. In der in Fig. 2 dargestellten Vorzugslage des 3/2-Wegeventils 37 ist der obere Druck raum 14 geöffnet. The effective length of the length-adjustable connecting rod 1 shown here can be provided in two stages by emptying one of the two pressure chambers 13, 14 and filling the other pressure chamber 13, 14 with engine oil. For this purpose, one of the check valves 34, 35 in the hydraulic control device 21 is bridged so that the engine oil can flow out of the previously filled pressure chamber 13, 14. The respective check valve 34, 35 thus loses its effect. For this purpose, the hydraulic control device 21 comprises a 3/2-way valve 37, the two switchable connections 40 of which are each connected via a throttle 38, 39 to a hydraulic line 32, 33 of the pressure chambers 13, 14. The 3/2-way valve 37 is actuated by the pressure of the engine oil that is supplied to the 3/2-way valve 37 via a control pressure line 41 connected to the oil supply channel 36. The 3/2-way valve 37 is reset by a return spring 42. The two switchable connections 40 of the 3/2-way valve 37 are connected to an outflow channel 43, which releases the engine oil discharged from the pressure chambers 13, 14 to the Ölversor supply channel 36, from where it is used to fill the other pressure chamber 14, 13 Is available or can be released to the environment via the large connecting rod 4. In the preferred position of the 3/2-way valve 37 shown in Fig. 2, the upper pressure chamber 14 is open.
Bei dem 3/2-Wegeventil 37 ist jeweils einer der schaltbaren Anschlüsse 40 geöffnet, so dass der zugehörige Druckraum 13, 14 geleert ist, während der andere Anschluss 40 geschlossen ist. Bei einer Veränderung der Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 37, durch das Anliegen ei nes höheren Steuerdrucks über die Steuerdruckleitung 41 oder durch eine Rückstellung über die Rückstellfeder 42 bei einem abnehmenden Steuerdruck, wird der bisher geöffnete An schluss 40 geschlossen und der bisher geschlossene Anschluss 40 geöffnet. Infolgedessen strömt aus dem bisher mit Motoröl gefüllten Druckraum 13, 14 das unter hohem Druck ste hende Motoröl über die jeweilige Hydraulikmittelleitung 32, 33 sowie die zugehörige Drossel 38, 39 durch den geöffneten Anschluss 40 des 3/2-Wegeventils 37 und den Abströmkanal 43 in den Ölversorgungskanal 36. Gleichzeitig entsteht durch die während der Hubbewegung der Pleuelstange 1 wirkenden Massen- und Gaskräfte in dem bisher leeren Druckraum 14, 13 eine Sogwirkung, durch die sich das zugehörige Rückschlagventil 34, 35 öffnet, so dass sich der bisher leere Druckraum 14, 13 mit Motoröl füllt. Mit zunehmender Füllung dieses Druckraums 14, 13 wird aus dem anderen Druckraum 13, 14 zunehmend das Motoröl über den geöffneten Anschluss 40 abgeführt, wodurch sich die Länge der Pleuelstange 1 ändert. Je nach Ausge staltung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 sowie der hydraulischen Steuereinrichtung 21 und dem Betriebszustand des Kolbenmotors können mehrere Hübe der Pleuelstange 1 erfor derlich sein, bis der von der hydraulischen Steuereinrichtung 21 gesperrte Druckraum 14, 13 vollständig mit Motoröl gefüllt und der andere geöffnete Druckraum 13, 14 vollständig geleert ist und so die maximal mögliche Längenänderung der Pleuelstange 1 erreicht ist. In the 3/2-way valve 37, one of the switchable connections 40 is opened so that the associated pressure chamber 13, 14 is emptied while the other connection 40 is closed. If the switching position of the 3/2-way valve 37 changes, due to the presence of a higher control pressure via the control pressure line 41 or a reset via the return spring 42 when the control pressure decreases, the previously open connection 40 is closed and the previously closed connection 40 open. As a result, the engine oil under high pressure flows from the previously filled with engine oil pressure chamber 13, 14 via the respective hydraulic medium line 32, 33 and the associated throttle 38, 39 through the open port 40 of the 3/2-way valve 37 and the outflow channel 43 in the oil supply channel 36. At the same time, the inertia and gas forces acting during the stroke movement of the connecting rod 1 create a suction effect in the previously empty pressure chamber 14, 13, through which the associated check valve 34, 35 opens so that the previously empty pressure chamber 14, 13 is filled with engine oil. With increasing filling of this pressure chamber 14, 13, the engine oil is increasingly discharged from the other pressure chamber 13, 14 via the opened connection 40, whereby the length of the connecting rod 1 changes. Depending on the design of the length-adjustable connecting rod 1 and the hydraulic control device 21 and the operating state of the piston engine, several strokes of the connecting rod 1 may be required until the pressure chamber 14, 13 blocked by the hydraulic control device 21 is completely filled with engine oil and the other open pressure chamber 13 , 14 is completely emptied and so the maximum possible change in length of the connecting rod 1 is reached.
Eine vergrößerte Schnittansicht des ersten Pleuelteils 3 ist in Fig. 3 dargestellt. Im Inneren des Pleuelkopfs 6 ist eine Schraubverbindung 44 zwischen dem Pleuelkopf 6 und der Kolben stange 8 vorgesehen. Alternativ können die Kolbenstange 8 und der Pleuelkopf 6 auch ver- presst, verschweißt oder verstiftet sein. Vor dem Verbinden des Pleuelkopfs 6 mit der Kolben stange 8 wird die obere Kolbendichtung 17 über die Kolbenstange 8 hinweg auf den oberen Absatz 22 des Verstellkolbens 9 aufgeschoben und dort durch den Stützring 23, der auf den Absatz 22 aufgepresst oder -geschraubt ist, bei einer nur geringen mechanischen Belastung der Kolbendichtung 17 fixiert. Der Stützring 23 kann dabei als Stützringmutter ausgeführt sein, durch Aufbringen auf den Verstellkolben 9 wird eine Ringnut ausgebildet, in der die obere Kolbendichtung 17 angeordnet ist, die beispielsweise als Hochdruck-Dichtungsring ausgeführt sein kann. Danach werden der Sicherungsring 19 und die Stangendichtung 16 zusammen mit dem Zylinderdeckel 15 auf die Kolbenstange 8 aufgeschoben und gesichert. An enlarged sectional view of the first connecting rod part 3 is shown in FIG. 3. Inside the connecting rod 6, a screw connection 44 between the connecting rod 6 and the piston rod 8 is provided. Alternatively, the piston rod 8 and the connecting rod head 6 can also be pressed, welded or pinned. Before connecting the connecting rod head 6 to the piston rod 8, the upper piston seal 17 is pushed over the piston rod 8 on the upper shoulder 22 of the adjusting piston 9 and there by the support ring 23, which is pressed or screwed onto the shoulder 22, at a only a small mechanical load on the piston seal 17 is fixed. The support ring 23 can be designed as a support ring nut, by applying it to the adjusting piston 9, an annular groove is formed in which the upper piston seal 17 is arranged, which can be designed, for example, as a high-pressure sealing ring. Thereafter, the locking ring 19 and the rod seal 16 together with the cylinder cover 15 are pushed onto the piston rod 8 and secured.
Anschließend wird die als Hochdruck-Dichtungsring ausgeführte untere Kolbendichtung 18 auf dem unteren Absatz 24 am freien Ende des Verstellkolbens 9 positioniert und von der Stütz ringmutter 25 gesichert, die auf das Gewinde 26 am Absatz 24 bis zu einem Anschlag 45 aufgeschraubt wird. Dazu wird ein Drehmoment-Werkzeug auf das von den Nuten 30‘ ausge bildete Werkzeugaufnahmeprofil 30 aufgesetzt und die Stützringmutter 25 auf das Gewinde 26 aufgeschraubt. The lower piston seal 18, designed as a high-pressure sealing ring, is then positioned on the lower shoulder 24 at the free end of the adjusting piston 9 and secured by the support ring nut 25, which is screwed onto the thread 26 on the shoulder 24 up to a stop 45. For this purpose, a torque tool is placed on the tool receiving profile 30 formed by the grooves 30 ‘and the support ring nut 25 is screwed onto the thread 26.
In nicht dargestellten Varianten kann das Werkzeugaufnahmeprofil 30 statt der Nuten 30‘ bzw. ergänzend dazu in Form von abgeflachten und/oder profilierten Umfangsrändern, Bohrungen am Umfang der Stützringmutter 25 oder vergleichbaren Lösungen ausgeführt sein. In variants not shown, the tool receiving profile 30 can be designed instead of the grooves 30 'or in addition thereto in the form of flattened and / or profiled peripheral edges, bores on the periphery of the support ring nut 25 or comparable solutions.
Unter einem Absatz - vorliegend also dem oberen Absatz 22 und dem unteren Absatz 24 - wird vorliegend ein Abschnitt des Verstellkolbens 9 verstanden, der eine geringere Quer schnittsfläche hat als der Rest des Verstellkolbens 9. Grundsätzlich kann der Verstellkolben 9 mit verschiedenen Querschnittsformen - kreisförmig, oval oder vieleckig bzw. polygonal - aus geführt sein. Wenn als Querschnitt beispielsweise eine Kreisform gewählt wird, hat der kreis förmige Querschnitt im Bereich des oberen 22 und unteren Absatzes 24 jeweils einen gerin geren Durchmesser als im verbleibenden - hier also dazwischenliegenden - Bereich des Ver stellkolbens 9. Am Übergang zwischen Absatz 22, 24 und übrigem Bereich des Verstellkolbens 9 ergibt sich dementsprechend ein Anschlag. A shoulder - in this case the upper shoulder 22 and the lower shoulder 24 - is understood here to mean a section of the adjusting piston 9 which has a smaller cross-sectional area than the rest of the adjusting piston 9. In principle, the adjusting piston 9 can have various cross-sectional shapes - circular, oval or polygonal or polygonal - be performed. If, for example, a circular shape is selected as the cross-section, the circular cross-section in the area of the upper 22 and lower paragraph 24 each has a smaller diameter than in the remaining - here in between - area of the adjustment piston 9. At the transition between paragraph 22, 24 and The remaining area of the adjusting piston 9 accordingly results in a stop.
Der oben genannte Anschlag 45 für die Stützringmutter 25 kann ebenfalls mittels unterschied licher Querschnittsflächen als Stufe in der Außenoberfläche des Verstellkolbens 9 ausgeführt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich der Anschlag 45 aber durch das Ge winde 26. The abovementioned stop 45 for the support ring nut 25 can also be designed as a step in the outer surface of the adjusting piston 9 by means of different cross-sectional areas. In the illustrated embodiment, the stop 45 results from the thread 26 Ge.
Die Stützring mutter 25 bildet zusammen mit dem Absatz 24 eine Ringnut 27 zur Aufnahme der unteren Kolbendichtung 18 aus, in der die Kolbendichtung 18 spiel- und beschädigungsfrei positioniert ist, bzw. begrenzt eine derartige Ringnut 27. Dazu ist die Querschnittsfläche der Stützringmutter 25 (also die Erstreckung in einer Richtung normal zur Verstellkolbenlängs achse K) größer als die Querschnittsfläche im Bereich insbesondere des unteren Absatzes 24 zu wählen, maximal so groß wie im zwischen den Absätzen 22, 24 liegenden Bereich des Verstellkolbens 9. The support ring nut 25, together with the shoulder 24, forms an annular groove 27 for receiving the lower piston seal 18, in which the piston seal 18 is positioned without play and damage, or delimits such an annular groove 27. For this purpose, the cross-sectional area of the support ring nut 25 (i.e. the extension in a direction normal to the adjusting piston longitudinal axis K) is greater than the cross-sectional area in the area in particular of the lower shoulder 24 to be selected, at most as large as in the area of the adjusting piston 9 lying between the shoulders 22, 24.
Über die am Anschlag 45 anliegende Stützring mutter 25 kann dann durch das Drehmoment- Werkzeug auch ein ausreichendes Drehmoment auf die mit dem Verstellkolben 9 verbundene Kolbenstange 9 aufgebracht werden, um die Kolbenstange 9 in den Pleuelkopf 6 einzuschrau ben und die Schraubverbindung 44 dazwischen zu sichern. About the support ring nut 25 resting against the stop 45, a sufficient torque can then be applied to the piston rod 9 connected to the adjusting piston 9 by the torque tool to screw the piston rod 9 into the connecting rod head 6 and secure the screw connection 44 between them.
In der in Fig. 4 dargestellten vergrößerten perspektivischen Ansicht des Verstellkolbens 9 sind deutlich die im Außenteil der Stützring mutter 25 vorgesehenen Nuten 30‘ zur Ausbildung des Werkzeugaufnahmeprofils 30 zu erkennen. Dabei ist die Stützringmutter 25 vollständig auf dem Absatz 24 am freien Ende des Verstellkolbens 9 aufgeschraubt, so dass am Anschlag des Verstellkolbens 9 am Zylinderboden 20 die Stützringmutter 25 unbeschädigt bleibt. In the enlarged perspective view of the adjusting piston 9 shown in FIG. 4, the grooves 30 ′ provided in the outer part of the support ring nut 25 for forming the tool receiving profile 30 can be clearly seen. The support ring nut 25 is screwed completely onto the shoulder 24 at the free end of the adjusting piston 9, so that the support ring nut 25 remains undamaged at the stop of the adjusting piston 9 on the cylinder base 20.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 längenverstellbare Pleuelstange 1 length-adjustable connecting rod
2 gehäusefestes Pleuelteil 2 connecting rod part fixed to the housing
3 verstellbares Pleuelteil 3 adjustable connecting rod part
4 Pleuelauge 4 connecting rod eyes
5 Lagerschale 5 bearing shell
6 Pleuelkopf 6 connecting rod end
7 Pleuelauge 7 connecting rod eyes
8 Kolbenstange 8 piston rod
9 Verstell kolben 9 adjusting piston
10 Zylinder-Kolben-Einheit 10 cylinder-piston unit
11 Gehäuse 11 housing
12 Zylinder 12 cylinders
13 Druckraum 13 print room
14 Druckraum 14 print room
15 Zylinderdeckel 15 cylinder covers
16 Stangendichtung 16 rod seal
17 (obere) Kolbendichtung 17 (upper) piston seal
18 (untere) Kolbendichtung / Hochdruck-Dichtungsring 18 Piston seal (lower) / high pressure sealing ring
19 Sicherungsring 19 retaining ring
20 Zylinderboden 20 cylinder bottoms
21 hydraulische Steuereinrichtung 21 hydraulic control device
22 Absatz 22 paragraph
23 Stützring 23 support ring
24 Absatz 24 paragraph
25 Stützring mutter 25 support ring nut
26 Gewinde 26 thread
27 Ringnut 27 ring groove
28 Führungsstift 28 guide pin
29 Führungsbohrung 29 pilot hole
30 Nuten 31 Pleuelschraube 30 grooves 31 connecting rod screw
32 Hydraulikmittelleitung 32 Hydraulic fluid line
33 Hydraulikmittelleitung33 Hydraulic medium line
34 Rückschlagventil34 check valve
35 Rückschlagventil35 check valve
36 Ölversorgungskanal36 Oil supply channel
37 3/2-Wegeventil 37 3/2-way valve
38 Drossel 38 throttle
39 Drossel 39 throttle
40 Anschlüsse 40 connections
41 Steuerdruckleitung 41 control pressure line
42 Rückstellfeder 42 return spring
43 Abströmkanal 43 discharge duct
44 Schraubverbindung 44 screw connection
45 Anschlag 45 stop
A PleuellängsachseA connecting rod longitudinal axis
K Verstellkolbenlängsachse K adjusting piston longitudinal axis

Claims

Ansprüche Expectations
1. Längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) eine Verstelleinrichtung zum Einstellen der Wirklänge der längenverstellbaren Pleuel stange (1) aufweist, wobei die Verstelleinrichtung eine in der Pleuelstange (1) angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit (10) mit einem Zylinder (12), einem in dem Zylinder (12) längs be weglich angeordneten Verstell kolben (9), der mit einer Kolbenstange (8) verbunden ist, mindestens einem in dem Zylinder (12) ausgebildeten Druckraum (13, 14), der von dem bewegbaren Verstellkolben (9) einseitig begrenzt ist, und zumindest einer zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens (9) und einer Innenwandung des Zylinders (12) ange ordneten Dichtungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs einrichtung zumindest einen Hochdruck-Dichtungsring (18) aufweist, der auf dem Verstell kolben (9) angeordnet ist, und eine Stützringmutter (25) vorgesehen ist, die in der Außen wandung des Verstellkolbens (9) zumindest einseitig eine Ringnut (27) begrenzt und den in der Ringnut (27) angeordneten Hochdruck-Dichtungsring (18) sichert. 1. Length-adjustable connecting rod (1) for a piston engine, the connecting rod (1) having an adjusting device for adjusting the effective length of the length-adjustable connecting rod (1), the adjusting device having a cylinder-piston unit (10) arranged in the connecting rod (1) ) with a cylinder (12), an adjusting piston (9) which is arranged longitudinally movable in the cylinder (12) and which is connected to a piston rod (8), at least one pressure chamber (13, 14) formed in the cylinder (12) which is limited on one side by the movable adjusting piston (9) and has at least one sealing device arranged between an outer wall of the adjusting piston (9) and an inner wall of the cylinder (12), characterized in that the sealing device has at least one high-pressure sealing ring ( 18), which is arranged on the adjusting piston (9), and a support ring nut (25) is provided, which at least in the outer wall of the adjusting piston (9) est an annular groove (27) bounded on one side and secures the high-pressure sealing ring (18) arranged in the annular groove (27).
2. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1 , 2. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (9) zumindest einen Anschlag (45) auf weist, an dem die Stützringmutter (25) anliegt um die Ringnut (27) zu begrenzen. characterized in that the adjusting piston (9) has at least one stop (45) on which the support ring nut (25) rests in order to limit the ring groove (27).
3. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stützring mutter (25) auf ein Gewinde (26) an einem Ende des Verstellkolbens (9) aufgeschraubt ist, wobei vorzugsweise das Gewinde (26) in der Außenwandung des Verstellkolbens (9) und/oder an dem einer Kolbenstange (8) ab gewandten freien Ende des Verstellkolbens (9) ausgeführt ist. characterized in that the support ring nut (25) is screwed onto a thread (26) at one end of the adjusting piston (9), preferably the thread (26) in the outer wall of the adjusting piston (9) and / or on that of a piston rod ( 8) is carried out from the facing free end of the adjusting piston (9).
4. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 3, 4. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (26) in der Außenwandung des Verstellkol bens (9) den Anschlag (45) für die Stützringmutter (25) ausbildet, an dem die Stützring mutter (25) anliegt um die Ringnut (27) zu begrenzen. characterized in that the thread (26) in the outer wall of the adjusting piston (9) forms the stop (45) for the support ring nut (25) on which the support ring nut (25) rests in order to limit the annular groove (27).
5. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 3 oder 4, 5. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 3 or 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (26) in der Außenwandung des Verstellkol bens (9) als ein selbstsicherndes Gewinde ausbildet ist, um die Stützringmutter (25) auf der Außenwandung des Verstellkolbens (9) zu fixieren. characterized in that the thread (26) in the outer wall of the adjusting piston (9) is designed as a self-locking thread in order to fix the support ring nut (25) on the outer wall of the adjusting piston (9).
6. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringmutter (25) ein Werkzeugaufnahmeprofil (30) aufweist. characterized in that the support ring nut (25) has a tool-receiving profile (30).
7. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stützring mutter (25) als Nutmutter oder als Kreuz lochmutter ausgebildet ist. characterized in that the support ring nut (25) is designed as a groove nut or as a cross-hole nut.
8. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringmutter (25) eine die Ringnut (27) begren zende, durchgehende Innenringfläche aufweist, wobei der Außenteil der Stützringmutter (25) bevorzugt angeschrägt oder angefast ist. 8. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support ring nut (25) has an annular groove (27) limiting, continuous inner ring surface, the outer part of the support ring nut (25) is preferably beveled or chamfered .
9. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (9) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) als ein zweiseitig wirkender Verstellkolben (9) ausgebildet ist, wobei der längs beweglich angeordnete Verstellkolben (9) in dem Zylinder (12) einen ersten Druckraum (13) und ei nen zweiten Druckraum (14) ausgebildet und einseitig begrenzt. characterized in that the adjusting piston (9) of the cylinder-piston unit (10) is designed as a double-acting adjusting piston (9), the longitudinally movable adjusting piston (9) in the cylinder (12) having a first pressure chamber (13) and a second pressure chamber (14) formed and limited on one side.
10. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. Length-adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuelstange (1) zumindest zwei Pleuelteile (2, 3) auf weist, wobei das erste Pleuelteil (3) ein erstes Pleuelauge (7) zur Aufnahme eines Kolben bolzens und das zweite Pleuelteil (2) ein zweites Pleuelauge (4) zur Aufnahme eines Kur belwellenzapfens aufweist, und wobei das erste Pleuelteil (3) gegenüber dem zweiten Pleuelteil (2) in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) bewegbar ist, bevorzugt telesko- pierbar, um den Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen zu verstellen. characterized in that the connecting rod (1) has at least two connecting rod parts (2, 3), the first connecting rod part (3) having a first connecting rod eye (7) for receiving a piston pin and the second connecting rod part (2) having a second connecting rod eye (4 ) has belwellenzapfens for receiving a cure, and wherein the first connecting rod part (3) relative to the second connecting rod part (2) in the longitudinal direction (A) of the connecting rod (1) is movable, preferably telescoping, by the distance between the piston pin and the crankshaft journal to adjust.
11. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 10, 11. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pleuelteil (3) mit dem Verstellkolben (9) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) verbunden ist, wobei vorzugsweise das erste Pleuelteil (3) über die Kolbenstange (8) mit dem Verstellkolben (9) verbunden ist, und das zweite Pleu elteil (2) den Zylinder (12) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) aufweist. characterized in that the first connecting rod part (3) is connected to the adjusting piston (9) of the cylinder-piston unit (10), the first connecting rod part (3) preferably being connected to the adjusting piston (9) via the piston rod (8) , and the second connecting rod part (2) has the cylinder (12) of the cylinder-piston unit (10).
12. Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder be wegenden Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit zumindest einer mit dem Hubkolben verbundenen längenver stellbaren Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11. 12. Piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston moving in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder, as well as with at least one adjustable connecting rod (1) according to one of claims 1 connected to the reciprocating piston until 11.
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