DE102015215241A1

DE102015215241A1 - Hydraulically operated switching valve

Info

Publication number: DE102015215241A1
Application number: DE102015215241.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Knorr; Markus POPP
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Ein hydraulisch betätigtes Schaltventil (33) für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine weist einen in einer Gehäusebohrung (37) längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber (40) auf, der, ausgehend von einer ersten Schaltstellung, zunächst an einem ersten Teilbereich (44) einer zweiten Stirnfläche (43) und nach Verschiebung um einen Stellweg vollständig an der zweiten Stirnfläche (43) mit zumindest zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar ist, wodurch der Steuerschieber (40) in seine zweite Schaltstellung bewegbar ist. Zur Schaffung eines Schaltventils, bei dem auf eine mechanische Umschalteinrichtung verzichtet werden kann und das bauraumsparend in die Umgebungskonstruktion zu integrieren ist, soll der erste Teilbereich (44) kreisförmig ausgebildet sein und durch einen sich von der zweiten Stirnfläche (43) in axialer Richtung erstreckenden Zapfen (45) gebildet werden, der dichtend in dem zylindrisch ausgebildeten Steuerraum (38) geführt und von einem kreisringförmigen Abschnitt (46) der zweiten Stirnfläche (43) umschlossen ist. Dabei soll der kreisringförmige Abschnitt (46) in der ersten Schaltstellung an einem Gehäuseanschlag (47) anliegen und in einer von diesem abgehobenen Stellung einen ringförmigen Steuerraum (48) begrenzen, wobei der Steuerschieber (40) gegenüber einem Steuerelement (58) einer Vorsteuerventileinheit (56) verschiebbar ist und wobei in einer Stellung des Steuerschiebers (40), in der nur der kreisförmige Teilbereich (44) mit Steuerdruck beaufschlagt wird, der ringförmige Steuerraum (48) über die Vorsteuerventileinheit (56) mit einem Ablauf (54) verbunden ist.A hydraulically actuated switching valve (33) for controlling an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine has a in a housing bore (37) longitudinally displaceable, movable in two different switching positions control slide (40), starting from a first switching position, first at a The first portion (44) of a second end face (43) and after displacement by a travel completely on the second end face (43) with at least two different hydraulic control pressures can be acted upon, whereby the spool (40) is movable to its second switching position. To create a switching valve in which it is possible to dispense with a mechanical switching device and to save space in the surrounding construction, the first portion (44) is to be circular and by a pin extending from the second end face (43) in the axial direction (45) are formed, which is sealingly guided in the cylindrically shaped control chamber (38) and enclosed by an annular portion (46) of the second end face (43). In this case, the annular portion (46) in the first switching position on a housing stop (47) abut and in an off-hook position limit an annular control chamber (48), wherein the spool (40) relative to a control (58) of a pilot valve unit (56 ) is displaceable and wherein in a position of the spool (40), in which only the circular portion (44) is acted upon by control pressure, the annular control chamber (48) via the pilot valve unit (56) is connected to a drain (54).

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigtes Schaltventil für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer Gehäusebohrung längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber, der eine erste und eine zweite Steuerkante aufweist und dessen erste Stirnfläche mit der Kraft einer Rückstellfeder beaufschlagt wird, wobei in einer ersten Schaltstellung über die erste Steuerkante ein erster Arbeitsanschluss gegenüber einem Ablauf geöffnet ist, wobei der Steuerschieber, ausgehend von der ersten Schaltstellung, zunächst an einem ersten Teilbereich einer zweiten Stirnfläche und nach Verschiebung um einen Stellweg vollständig an der zweiten Stirnfläche über einen mit einem Steueranschluss verbundenen stirnseitigen Steuerraum mit zumindest zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar ist, über die der Steuerschieber in seine zweite Schaltstellung bewegbar ist, wobei die zweite Steuerkante mit einem zweiten Arbeitsanschluss zusammenwirkt und über diese in der zweiten Schaltstellung Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss in den Steuerraum und in den Steueranschluss abfließt. The invention relates to a hydraulically actuated switching valve for controlling an adjusting device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a longitudinally displaceable in a housing bore, movable in two different switching positions spool having a first and a second control edge and its first end surface acted upon by the force of a return spring is, wherein in a first switching position via the first control edge, a first working port opposite a flow is opened, wherein the spool, starting from the first switching position, first on a first portion of a second end face and after displacement by a travel completely on the second end face over connected to a control terminal frontal control chamber with at least two different hydraulic control pressures can be acted upon by the spool in his zw Switching position is movable, wherein the second control edge cooperates with a second working port and flows through this in the second switching position pressure fluid from the second working port into the control chamber and into the control port.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein hydraulisch betätigtes Schaltventil für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer Gehäusebohrung längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber, der eine erste und eine zweite Steuerkante aufweist und dessen erste Stirnfläche mit der Kraft einer Rückstellfeder beaufschlagt wird, wobei in einer ersten Schaltstellung über die erste Steuerkante ein erster Arbeitsanschluss gegenüber einem Ablauf geöffnet ist, wobei der Steuerschieber, ausgehend von der ersten Schaltstellung, zunächst an einem ersten Teilbereich einer zweiten Stirnfläche und nach Verschiebung um einen Stellweg vollständig an der zweiten Stirnfläche über einen mit einem Steueranschluss verbundenen stirnseitigen Steuerraum mit zumindest zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar ist, über die der Steuerschieber in seine zweite Schaltstellung bewegbar ist, wobei die zweite Steuerkante mit einem zweiten Arbeitsanschluss zusammenwirkt und über diese in der zweiten Schaltstellung Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss in den Steuerraum und in den Steueranschluss abfließt.Furthermore, the invention relates to a hydraulically actuated switching valve for controlling an adjusting device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a longitudinally displaceable in a housing bore, movable in two different switching positions spool having a first and a second control edge and the first end face with the force of a return spring wherein in a first switching position via the first control edge, a first working port is open to a flow, wherein the spool, starting from the first switching position, first at a first portion of a second end face and after displacement by a travel completely on the second end face can be acted upon by a connected to a control port end face control chamber with at least two different hydraulic control pressures over which the spool i n its second switching position is movable, wherein the second control edge cooperates with a second working port and flows through this in the second switching position pressure fluid from the second working port into the control chamber and into the control port.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, das zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung zum Einstellen der effektiven Länge des Pleuels, die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Exzenter, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume von Stellzylindern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar gelagert ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenter verbinden, aufweist.Furthermore, the invention also relates to a connecting rod for a reciprocating internal combustion engine with adjustable compression ratio, which is adjustable in two stages to adjust the compression ratio in its effective length, with at least one hydraulic adjusting device for adjusting the effective length of the connecting rod, the at least one in a piston-side connecting rod of the Pleuels arranged eccentric, at least two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers of adjusting cylinders, in each of which a control piston is slidably mounted, and at least two piston rods, each connecting an actuating piston with the eccentric having.

Stand der TechnikState of the art

Das Verdichtungsverhältnis ε einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zum Volumen des Kompressionsraumes. Eine Steigerung des Wirkungsgrades der Hubkolbenbrennkraftmaschine kann durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses erzielt werden und daraus resultiert insgesamt eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Volllastbetrieb die Klopfneigung der betreffenden Zylindereinheiten zunimmt. Das Klopfen wird durch eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches hervorgerufen.The compression ratio ε of a reciprocating internal combustion engine designates the ratio of the volume of the entire cylinder chamber to the volume of the compression chamber. An increase in the efficiency of the reciprocating internal combustion engine can be achieved by increasing the compression ratio and this results in a total reduction in fuel consumption at the same power of the reciprocating internal combustion engine. However, it should be noted that in spark-ignited reciprocating internal combustion engines with an increase in the compression ratio in full-load operation, the tendency to knock of the respective cylinder units increases. The knocking is caused by an uncontrolled self-ignition of the fuel-air mixture.

Im Teillastbetrieb, in welchem die Füllung geringer ist, könnte hingegen zur Verbesserung des entsprechenden Teillastwirkungsgrades das Verdichtungsverhältnis erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es insgesamt zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit einem gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben. In part-load operation, in which the charge is lower, however, to improve the corresponding partial load efficiency, the compression ratio could be increased, without thereby the aforementioned knocking would occur. As a result, it is altogether expedient to operate the reciprocating internal combustion engine in part-load operation with a relatively high compression ratio and in full-load operation with a reduced compression ratio compared to this.

Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgegeben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist. A change in the compression ratio is also particularly advantageous for supercharged reciprocating internal combustion engines with spark ignition, as these overall in terms of charging a low compression ratio is given, and to improve the thermodynamic efficiency in unfavorable areas of a corresponding engine map, the compression is to increase.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis generell in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.In addition, it is possible to change the compression ratio generally depending on other operating parameters of the reciprocating internal combustion engine, such as. of driving conditions of the motor vehicle, operating points of the internal combustion engine, signals of a knock sensor, exhaust gas values, etc.

Es sind aus dem Stand der Technik unter anderem Vorrichtungen bekannt, bei denen das Verdichtungsverhältnis über einen Exzenter verstellt wird, der innerhalb eines Pleuelauges des Pleuels angeordneten. Dieser Exzenter wird an seiner Außenmantelfläche vom Pleuelauge aufgenommen, während in einer exzentrisch zur Längsmittelachse des Pleuelauges verlaufenden Bohrung des Exzenters ein einen Kolbenbolzen aufnehmendes Kolbenbolzenlager angeordnet ist.Among others, devices are known from the prior art in which the Compression ratio is adjusted via an eccentric, which is arranged within a connecting rod of the connecting rod. This eccentric is received on its outer circumferential surface from the connecting rod, while in a eccentric to the longitudinal center axis of the connecting rod bore extending bore of the eccentric a piston pin receiving a piston pin bearing is arranged.

Der entsprechende Exzenter wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel einerseits und dem Kolbenbolzen oder dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Lastkräfte, die aus den Massen- und Gaskräften resultieren, verstellt. Im Arbeitstakt der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Es ist dabei zweckmäßig, den Exzenter mit zwei Stellkolben zu verbinden, die an diesem zu dessen Verdrehung sowie Abstützung über Laschen angreifen. Somit kann durch die beiden Stellkolben die Drehbewegung unterstützt und eine Rückstellung des Exzenters, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenter übertragenen Kräfte auftreten kann, vermieden werden. Die Verstellung des Exzenters in die jeweiligen Drehlagen wird über ein Wegeventil gesteuert, so dass jeder Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine jeweils ein Schaltventil, über welches das Verdichtungsverhältnis der Zylindereinheit eingestellt wird, zugeordnet ist.The corresponding eccentric is adjusted by the engine forces occurring in the cylinder unit between the connecting rod on the one hand and the piston pin or the crank pin on the other hand, ie load forces resulting from the mass and gas forces. In the working cycle of the cylinder unit, the acting forces change continuously. It is expedient to connect the eccentric with two actuating pistons, which attack on this to its rotation and support via tabs. Thus, the rotational movement supported by the two adjusting pistons and a provision of the eccentric, which can occur due to the forces transmitted to the eccentric with different directions of force, can be avoided. The adjustment of the eccentric in the respective rotational positions is controlled by a directional control valve, so that each cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is assigned in each case a switching valve, via which the compression ratio of the cylinder unit is set.

Ein Schaltventil für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der DE 10 2013 103 685 A1 bekannt. Die Verstelleinrichtung weist einen in einem Pleuelauge eines Pleuels angeordneten Exzenter mit einer exzentrischen Kolbenbolzenbohrung auf, wobei der Exzenter mit diametral verlaufenden Laschen versehen ist, an denen über Exzenterstangen Kolben angreifen. Druckräume, die zwischen den Kolben und im Pleuel ausgebildeten Führungszylindern vorgesehen sind, werden über Ölleitungen, in denen jeweils ein einen Rückfluss verhinderndes Rückschlagventil angeordnet ist, mit Motoröl aus einem Pleuellager versorgt. Neben der jeweiligen Ölleitung ist an jeden der beiden Druckräume eine weitere Fluidleitung angeschlossen, die zu einem als Umschaltventil bezeichneten Schaltventil führt. A switching valve for controlling an adjusting device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine of the type described in the preamble of claim 1 is known from DE 10 2013 103 685 A1 known. The adjusting device has a arranged in a connecting rod eye of a connecting rod eccentric with an eccentric piston pin bore, wherein the eccentric is provided with diametrically extending tabs on which attack on eccentric rods piston. Pressure chambers, which are provided between the piston and guide rods formed in the connecting rod, are supplied with oil from a connecting rod bearing via oil lines, in each of which a non-return valve which prevents backflow. In addition to the respective oil line, a further fluid line is connected to each of the two pressure chambers, which leads to a switching valve called a switching valve.

Das Schaltventil besteht aus einem in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Ventilschieber und einem diesen aufnehmenden Ventilgehäuse, welches seinerseits in einer im Pleuel ausgebildeten Aufnahmebohrung angeordnet ist. Der Ventilschieber ist in einer durch das Ventilgehäuse gebildeten, zylindrischen Gehäusebohrung längsverschiebbar angeordnet und über einen mit einem Steueranschluss verbundenen Steuerraum an einer ersten axial gerichteten Stirnfläche mit zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar. Des Weiteren umfasst das Schaltventil eine Rückstellfeder, mit der eine von der ersten axial gerichteten Stirnfläche abgewandte zweite axial gerichtete Stirnfläche des Ventilschiebers mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist. Der Ventilschieber liegt außerdem, von der ersten Stirnfläche abgewandt, an einer Umschalteinrichtung an. Diese Umschalteinrichtung ist als Sekurit^TM-Mechanik ausgebildet, die auch als Kugelschreibermechanik bezeichnet wird. Über die Umschalteinrichtung können durch entsprechende Druckimpulse an der ersten axial gerichteten Stirnfläche des Ventilschiebers fortlaufend dessen Schaltstellungen geändert werden. Dabei ist der Ventilschieber mittels der Umschalteinrichtung jeweils in einer seiner beiden Schaltstellungen arretierbar.The switching valve consists of a movable in two different switching positions valve spool and this receiving valve housing, which in turn is arranged in a receiving bore formed in the connecting rod. The valve spool is arranged longitudinally displaceable in a cylindrical housing bore formed by the valve housing and can be acted upon by a control chamber connected to a control port at a first axially directed end face with two different hydraulic control pressures. Furthermore, the switching valve comprises a return spring, with which a second axially directed end face of the valve slide facing away from the first axially directed end face can be acted upon by a restoring force. The valve slide is also located, facing away from the first end face, to a switching device. This switching device is designed as Sekurit ^TM -Mechanik, which is also referred to as ballpoint pen mechanism. About the switching device can be changed by appropriate pressure pulses to the first axially directed end face of the valve spool continuously whose switching positions. In this case, the valve slide can be locked by means of the switching device in one of its two switching positions.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf eine mechanische Umschalteinrichtung verzichtet werden kann. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, dieses bauraumsparend in die Umgebungskonstruktion zu integrieren.The object of the invention is to provide a switching valve of the type mentioned, in which it is possible to dispense with a mechanical switching device. It should be possible to integrate this space-saving in the surrounding construction.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche 1, 7 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.This object is solved by the independent claims 1, 7 and 10. Advantageous embodiments are given in the dependent claims, each of which taken alone or in various combinations with each other can represent an aspect of the invention.

Danach soll der erste Teilbereich der zweiten Stirnfläche kreisförmig ausgebildet sein und durch einen sich von der zweiten Stirnfläche in axialer Richtung erstreckenden Zapfen gebildet werden. Dieser Zapfen ist dichtend in dem zylindrisch ausgebildeten Steuerraum geführt und von einem kreisringförmigen Abschnitt der zweiten Stirnfläche umschlossen. In der ersten Schaltstellung des Steuerschiebers liegt der kreisringförmige Abschnitt an einem Gehäuseanschlag, der innerhalb der Gehäusebohrung ausgebildet ist, an.Thereafter, the first portion of the second end face should be circular and formed by a pin extending from the second end face in the axial direction. This pin is sealingly guided in the cylindrically shaped control chamber and enclosed by an annular portion of the second end face. In the first switching position of the spool, the annular portion is located on a housing stop, which is formed within the housing bore to.

Durch einen entsprechenden Steuerdruck, der auf den kreisförmigen Teilbereich der zweiten Stirnfläche wirkt, wird der kreisringförmige Abschnitt in eine von dem Gehäuseanschlag abgehobene Stellung bewegt und begrenzt somit einen ringförmigen Steuerraum. Der Steuerschieber ist dabei gegenüber einem Steuerelement einer Vorsteuerventileinheit verschiebbar. In einer Stellung des Steuerschiebers, in der nur der kreisförmige Teilbereich mit Steuerdruck beaufschlagt wird, ist der ringförmige Steuerraum über eine Vorsteuerventileinheit mit dem Ablauf verbunden.By a corresponding control pressure acting on the circular portion of the second end face, the annular portion is moved to a position lifted from the housing stop position and thus limits an annular control chamber. The spool is displaced relative to a control of a pilot valve unit. In a position of the spool, in which only the circular portion is subjected to control pressure, the annular control chamber is connected via a pilot valve unit to the drain.

Ausgehend von der ersten Schaltstellung des Steuerschiebers, in der der erste Arbeitsanschluss mit dem Ablauf verbunden ist, erfolgt für dessen Umschaltung zunächst nur eine Druckbeaufschlagung der kreisförmigen Teilbereichs der zweiten Stirnfläche mit einem erhöhten Steuerdruck, wobei die aus diesem Steuerdruck resultierende Kraft höher ist als die Kraft der Rückstellfeder. In dieser Phase kann in den sich bildenden Ringraum Öl über das geöffnete Steuerelement der Vorsteuerventileinheit aus einem Federraum des Schaltventils angesaugt werden, so dass die Längsbewegung des Steuerschiebers nicht behindert wird. Starting from the first switching position of the spool, in which the first working port is connected to the drain, takes place for the switching initially only a pressurization of the circular portion of the second end face with an increased control pressure, the force resulting from this control pressure is higher than the force the return spring. In this phase, oil can be sucked into the forming annular space via the open control of the pilot valve unit from a spring chamber of the switching valve, so that the longitudinal movement of the spool is not hindered.

Sobald der Zapfen aus dem zylindrischen Steuerraum austritt, wird die gesamte zweite Stirnfläche druckbeaufschlagt, d.h., der Steuerdruck wirkt sowohl auf den kreisförmigen Teilbereich als auch auf den kreisringförmigen Abschnitt. Daher kann der Steuerdruck auf einen Betriebsdruck reduziert werden, ohne dass die Verstellkraft reduziert wird. In der Steuerleitung und in dem mit dieser verbundenen Steuerraum herrschen somit bei der Öffnung des zweiten Arbeitsanschlusses ein niedrigerer Druck als zu Beginn des Betätigungsvorganges. As the spigot exits the cylindrical control space, the entire second end face is pressurized, that is, the control pressure acts on both the circular portion and the annular portion. Therefore, the control pressure can be reduced to an operating pressure without reducing the adjusting force. In the control line and in the associated with this control chamber thus prevail at the opening of the second working port, a lower pressure than at the beginning of the actuation process.

Von wesentlichem Vorteil ist diese Reduktion des Druckes nach einer kurzen Längsbewegung des Steuerschiebers für den Betrieb der Hydraulikpumpe, bei der es sich um die Motorölpumpe handelt. Diese muss nicht mehr andauernd mit Überdruck betrieben werden. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, die Längsverschiebung des Steuerschiebers insgesamt mit dem erhöhten Steuerdruck durchzuführen, wobei berücksichtigt wird, dass aufgrund der Federkennlinie der Rückstellfeder mit dem Verstellweg die Federkraft ansteigt.Of significant advantage is this reduction in pressure after a short longitudinal movement of the spool for operation of the hydraulic pump, which is the engine oil pump. This no longer needs to be constantly operated with overpressure. Alternatively, however, it is also possible to perform the longitudinal displacement of the spool overall with the increased control pressure, taking into account that due to the spring characteristic of the return spring with the adjustment, the spring force increases.

Von wesentlicher Bedeutung ist, dass mit dem Austritt des Zapfens aus dem zylindrischen Steuerraum und somit der Druckbeaufschlagung des ringförmigen Steuerraumes das Steuerelement in seine Sperrstellung gelangt, so dass die Verbindung des ringförmigen Steuerraumes mit dem Ablauf gesperrt ist. Anschließend wird der Steuerschieber von dem Steuerdruck, der einem Betriebsdruck entspricht, in seine zweite Schaltstellung verschoben, in der der zweite Arbeitsanschluss mit dem Steuerraum und folglich der Steuerleitung verbunden ist. Solange der Betriebsdruck auf die zweite Stirnfläche wirkt, verbleibt der Steuerschieber in dieser Schaltstellung.It is essential that with the outlet of the pin from the cylindrical control chamber and thus the pressurization of the annular control chamber, the control reaches its blocking position, so that the connection of the annular control chamber is blocked with the flow. Subsequently, the spool is shifted from the control pressure corresponding to an operating pressure in its second switching position, in which the second working port is connected to the control chamber and consequently the control line. As long as the operating pressure acts on the second end face, the spool remains in this switching position.

Hinsichtlich der durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schaltventils ermöglichte Ölrückführung in die Steuerleitung ist zu berücksichtigen, dass die auf die Stellkolben der Verstelleinrichtung übertragenen Triebwerkskräfte an diesen Druckkräfte von bis zu 90 kN ausüben, aus denen im jeweiligen Druckraum Drücke von bis zu 380 bar resultieren. Das von einer Verstellpumpe geförderte Schmieröl, das zunächst über eine Ölzulaufleitung und ein geöffnetes Rückschlagventil in die jeweiligen Druckräume der beiden Stellzylinder der Verstellvorrichtung geströmt ist, wird bei einer entsprechenden Verstellung des Steuerschiebers in die erste oder zweite Schaltstellung wieder in die Ölgalerie zurückgeführt. With regard to the oil return in the control line made possible by the inventive design of the switching valve, it must be taken into account that the engine forces transmitted to the adjusting pistons of the adjusting device exert pressure forces of up to 90 kN from which pressures of up to 380 bar result in the respective pressure chamber. The subsidized by a variable displacement lubricating oil, which has initially flowed through an oil feed line and an open check valve in the respective pressure chambers of the two actuating cylinders of the adjustment is returned to the oil gallery with a corresponding adjustment of the spool in the first or second switching position.

Dabei handelt es sich um ein System, bei dem das Schmieröl in das Ölversorgungsnetz rekuperiert wird. Dadurch werden die Druckverluste im Schmierölsystem, die anderenfalls in den beiden Schaltstellungen auftreten würden, erheblich reduziert. Die jeweilige Verbindung der Ölrücklaufleitungen über das Schaltventil mit der Ölgalerie weist außerdem den Vorteil auf, dass auch die Verstellgeschwindigkeiten der Stellkolben reduziert werden, da eine Rückstellung gegen den Systemdruck erfolgt. Dadurch werden in vorteilhafter Weise die Aufsetzgeschwindigkeiten der Stellkolben verringert.This is a system in which the lubricating oil is recuperated in the oil supply network. As a result, the pressure losses in the lubricating oil system, which would otherwise occur in the two switching positions, significantly reduced. The respective connection of the oil return lines via the switching valve with the oil gallery also has the advantage that the adjustment speeds of the adjusting pistons are reduced, since a provision is made against the system pressure. As a result, the Aufsetzgeschwindigkeiten the adjusting pistons are reduced in an advantageous manner.

Für eine Rückführung des Steuerschiebers in seine erste Schaltstellung wird der Steuerdruck auf einen unterhalb des Betriebsdrucks liegenden Wert gesenkt, so dass die aus dem Steuerdruck resultierende Kraft auf ein Niveau reduziert wird, das unterhalb der Kraft der Rückstellfeder liegt, so dass diese den Steuerschieber wieder in seine erste Schaltstellung bewegt. Sobald der Zapfen in den zylindrischen Steuerraum einfährt, gelangt das Steuerelement der Vorsteuerventileinheit in seine geöffnete Stellung, so dass über dieses das Druckmittel aus dem Ringraum in den Ablauf abgeführt werden kann.For a return of the spool valve in its first switching position, the control pressure is lowered to a value lying below the operating pressure, so that the force resulting from the control pressure is reduced to a level which is below the force of the return spring, so that the control spool back in moved its first switching position. As soon as the pin retracts into the cylindrical control chamber, the control element of the pilot control valve unit reaches its open position so that the pressure medium can be removed from the annular space into the outlet via it.

Die Vorteile der Ausbildung des Schaltventils bestehen außerdem darin, dass auf eine mechanische Umschalteinrichtung und jegliche mechanische Sperrmittel, die den Steuerschieber mechanisch in bestimmten Positionen verriegeln oder verrasten würden, verzichtet werden kann. Somit lassen sich die baulichen Abmessungen des Schaltventils erheblich reduzieren. Gerade in Hubkolbenbrennkraftmaschinen von Personenkraftwagen, für die eine laufende Veränderung des Verdichtungsverhältnisses eine erhebliche Rolle spielt, sind Abmessungen der Pleuel vorgesehen, die nur einen minimalen Bauraum für die Anordnung des Schaltventils bieten. Verriegelungen oder Verrastungen des Steuerschiebers würden in nachteiliger Weise Reibung und Verschleiß innerhalb des Schaltventils hervorrufen. Demgegenüber werden erfindungsgemäß die gesamten Umschaltvorgänge des Schaltventils ausschließlich hydraulisch durchgeführt. The advantages of the design of the switching valve also consist in that it is possible to dispense with a mechanical switching device and any mechanical locking means which would mechanically lock or lock the spool in certain positions. Thus, the structural dimensions of the switching valve can be significantly reduced. Especially in reciprocating internal combustion engines of passenger cars, for a continuous change in the compression ratio plays a significant role, dimensions of the connecting rods are provided which provide only a minimal space for the arrangement of the switching valve. Latches or catches of the spool would disadvantageously cause friction and wear within the switching valve. In contrast, according to the invention, the entire switching operations of the switching valve are performed exclusively hydraulically.

Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Lösung in kurzen Intervallen jeweils eine Resetfunktion durchgeführt, so dass die Stellungen sämtlicher Wegeventile und folglich sämtlicher Verstellvorrichtungen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine selbsttätig synchronisiert werden. Diese Resetfunktion kommt bei jeder Umschaltung des Schaltventils aus seiner zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zustande. In addition, in each case a reset function is carried out by the solution according to the invention at short intervals, so that the positions of all directional valves and consequently all adjusting devices of a reciprocating internal combustion engine are automatically synchronized. This reset function occurs every time the switching valve is switched from its second switching position in the first switching position.

Demgegenüber ist Bestandteil des Schaltventils nach der DE 10 2013 103 685 A1 eine mechanische Umschalteinrichtung, die nach dem Prinzip der Kugelschreibermechanik, d.h., Sekurit^TM-Mechanik funktioniert. Dadurch erhöhen sich die Herstellkosten des Schaltventils. Außerdem ist eine Synchronisation der Stellungen mehrerer mit der Sekurit^TM-Mechanik versehener Wegeventile nur mit großem Aufwand oder mit funktionellen Nachteilen realisierbar. Nach dem Stand der Technik ist zwar eine Resetfunktion vorgesehen, die bei niedriger Motordrehzahl durchgeführt wird. Dabei sollen aber durch eine hydraulische Verspannung sämtliche in einer ersten Schaltstellung befindliche Wegeventile daran gehindert werden, eine Schaltbewegung auszuführen, wohingegen die übrigen Wegeventile betätigt werden. Zu diesem Zweck wird ein die Rückstellfeder aufnehmender mit Druckmittel befüllter Federraum an seinem Ablauf durch ein fliehkraftabhängig betätigtes Absperrventil versperrt. Die Schaffung einer entsprechenden Resetfunktion ist mit einem erheblichen Bauaufwand verbunden. Schließlich ist mit dem vorbekannten Schaltventil nur eine Ölrückführung in dessen zweiter Schaltstellung möglich, wohingegen in der ersten Schaltstellung das aus dem geöffneten Arbeitsanschluss abströmende Druckmittel über den Federraum der Rückstellfeder drucklos in die Ölwanne abströmt.In contrast, is part of the switching valve after the DE 10 2013 103 685 A1 a mechanical switching device that works on the principle of ballpoint pen mechanism, ie Sekurit ^TM -Mechanik. This increases the manufacturing costs of the switching valve. In addition, a synchronization of the positions of several provided with the Sekurit ^TM -Mechanik directional valves can be realized only with great effort or with functional disadvantages. Although the prior art, a reset function is provided, which is carried out at low engine speed. However, all the directional control valves located in a first switching position should be prevented from performing a switching movement by a hydraulic tension, whereas the remaining directional control valves are actuated. For this purpose, a return spring receiving receiving pressure medium filled spring chamber is blocked at its outlet by a centrifugal force actuated shut-off valve. The creation of a corresponding reset function is associated with a significant construction cost. Finally, with the previously known switching valve, only oil return in its second switching position is possible, whereas in the first switching position, the pressure fluid flowing out of the open working port flows off pressure-less into the oil sump via the spring chamber of the return spring.

Weiterhin soll erfindungsgemäß das Steuerelement als Steuerkolben ausgebildet sein, der in eine Bohrung eines die Gehäusebohrung an einem Ende verschließenden Kopfteils eingesetzt ist und mit seinem vom Kopfteil abgewandten Ende in eine im Steuerschieber vorgesehene Steuerbohrung eingreift. Die Gehäusebohrung, in der der Steuerschieber längsverschiebbar geführt ist, ist vorzugsweise als Sackbohrung ausgebildet. Der Steuerkolben soll im Kopfteil fixiert und in der Steuerbohrung gleitend geführt sein. Durch eine kinematische Umkehr kann der Steuerkolben natürlich auch im Steuerschieber fixiert und in einer Steuerbohrung des Kopfteils längsbeweglich geführt sein. Wesentlich ist, dass der Steuerkolben je nach Stellung des Steuerschiebers im Zusammenwirken mit der Steuerbohrung den ringförmigen Steuerraum, nachfolgend auch als Ringraum bezeichnet, mit dem Ablauf verbindet oder diese Verbindung sperrt.Furthermore, the control element according to the invention should be designed as a control piston, which is inserted into a bore of the housing bore at one end closing head and engages with its remote from the head end in a control spool provided in the control bore. The housing bore, in which the control slide is guided longitudinally displaceable, is preferably designed as a blind bore. The control piston should be fixed in the head part and slidably guided in the control bore. By a kinematic reversal of the control piston can of course also be fixed in the spool and be longitudinally movably guided in a control bore of the head part. It is essential that the control piston, depending on the position of the spool in cooperation with the control bore the annular control chamber, hereinafter also referred to as annulus, connects to the drain or blocks this connection.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Steuerschieber eine in Längsrichtung verlaufende Ölablaufbohrung aufweist, die über einen Federraum der Rückstellfeder mit dem Ablauf verbunden ist. Der Ablauf ist vorzugsweise als zumindest eine Öffnung in einem die Rückstellfeder abstützenden Federteller ausgebildet. Die Ölablaufbohrung verläuft vorzugsweise konzentrisch im Steuerschieber. In diesem Fall kann der Steuerkolben erste radiale mit dem Ringraum verbindbare Bohrungen und zweite radiale mit einer in Längsrichtung innerhalb des Steuerschiebers verlaufenden Ölablaufbohrung verbindbare Bohrungen aufweisen, wobei die ersten und die zweiten radialen Bohrung über eine Längsbohrung miteinander verbunden sind. It is further provided that the spool has a running in the longitudinal direction of the oil drain hole, which is connected via a spring chamber of the return spring to the drain. The drain is preferably designed as at least one opening in a spring plate supporting the return spring. The oil drain hole preferably runs concentrically in the control slide. In this case, the control piston can have first radial bores which can be connected to the annular space and second radial bores which can be connected to an oil discharge bore extending in the longitudinal direction within the control spool, wherein the first and the second radial bores are connected to one another via a longitudinal bore.

Die radialen Bohrungen können dabei in jeweils in Umfangsnuten des Steuerkolbens münden. Die zweite radiale Bohrung bzw. eine entsprechende Umfangsnut steuern dabei gemeinsam mit einer von der Ölablaufbohrung ausgehenden Querbohrung die Öffnungsfunktion der Vorsteuerventileinheit. Außerdem kann der Zapfen konzentrisch zum Steuerschieber angeordnet sein, wobei der Kolbenschieber parallel zu diesem verläuft. The radial bores can open in each case in circumferential grooves of the control piston. The second radial bore or a corresponding circumferential groove controls the opening function of the pilot valve unit together with a transverse bore extending from the oil drain hole. In addition, the pin may be arranged concentrically to the spool, wherein the spool is parallel to this.

Außerdem soll in Weiterbildung der Erfindung der Zapfen verschiebbar in einer konzentrisch verlaufenden Aufnahmebohrung des Steuerkolbens angeordnet sein und sich mit seiner vom Steuerdruck abgewandten Stirnseite über eine Steuerfeder an einem Boden der Aufnahmebohrung abstützen, wobei der Zapfen eine mit den zweiten radialen Bohrungen des Steuerkolbens zusammenwirkende Steuerkante aufweist. Dabei wirkt der verschiebbare Zapfen als Steuerpinn, der aufgrund seines Durchmessers und der Kraft der Steuerfeder die Schaltschwelle zwischen Beaufschlagung der zweiten Stirnfläche des Steuerschiebers mit hohem Steuerdruck und dessen Beaufschlagung mit Betriebsdruck bestimmt. Der Steuerpinn weist zwei Steuerkanten auf, und zwar eine, über die eine Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Ringraum herstellbar ist, und eine Steuerkante, die mit der zuvor erläuterten Querbohrung des Steuerschiebers zusammenwirkt.In addition, to be arranged in a further development of the invention, the pin slidably in a concentric receiving bore of the control piston and are supported with its remote from the control pressure end via a control spring on a bottom of the receiving bore, wherein the pin has a cooperating with the second radial bores of the control piston control edge , In this case, the displaceable pin acts as a control pin, which determines the switching threshold between loading of the second end face of the spool with high control pressure and its application to operating pressure due to its diameter and the force of the control spring. The control pin has two control edges, namely one, via which a connection between the control chamber and the annular space can be produced, and a control edge, which cooperates with the above-described transverse bore of the spool.

Weiterhin soll die Aufgabe der Erfindung bei einem hydraulisch betätigten Schaltventil, das gemäß der vorgenannten Gattung ausgebildet ist, auch dadurch gelöst werden, dass der erste kreisförmige Teilbereich der zweiten Stirnfläche durch einen Boden eines Hohlzylinders gebildet wird, der axial beabstandet von einem kreisringförmigen Abschnitt der zweiten Stirnfläche umschlossen ist, wobei der kreisringförmige Abschnitt einen ringförmigen Steuerraum begrenzt, dass der Steuerschieber mittels des Hohlzylinders verschiebbar gegenüber einem Steuerelement einer Vorsteuerventileinheit geführt ist, wobei in einer Stellung des Steuerschiebers, in der nur der kreisförmige Teilbereich mit Steuerdruck beaufschlagt wird, der ringförmige Steuerraum über die Vorsteuerventileinheit mit dem Ablauf verbunden ist. Furthermore, the object of the invention in a hydraulically actuated switching valve, which is formed according to the aforementioned type, also be solved in that the first circular portion of the second end face is formed by a bottom of a hollow cylinder axially spaced from an annular portion of the second The annular area bounded by an annular control chamber, that the spool is guided by the hollow cylinder displaceable relative to a control of a pilot valve unit, wherein in a position of the spool, in which only the circular portion is subjected to control pressure, the annular control chamber via the pilot valve unit is connected to the drain.

Erfindungsgemäß ist somit das Steuerelement der Vorsteuerventileinheit konzentrisch zur Gehäusebohrung im Kopfteil fixiert, so dass der Steuerschieber des Schaltventils nicht verdrehgesichert in der Gehäusebohrung geführt sein muss. Der am Boden des Hohlzylinders ausgebildete kreisförmige Teilbereich wird, ausgehend von dem Steueranschluss, über das Steuerelement mit Steuerdruck beaufschlagt. Außerdem führt das Steuerelement auch das Druckmittel aus dem Steueranschluss dem Ringraum zu, sobald der Steuerschieber, ausgehend von seiner ersten Schaltstellung, eine vorgegebene axiale Bewegung ausgeführt hat. Das Steuerelement ist aber auch derart ausgebildet und an innerhalb des Steuerschiebers vorgesehene Steuerkanäle angeschlossen, dass es den Ringraum phasenweise mit dem Ablauf verbindet.According to the invention, the control of the pilot valve unit is thus concentrically fixed to the housing bore in the head part, so that the spool of the switching valve does not have to be guided in the housing bore not secured against rotation. The am Bottom of the hollow cylinder formed circular portion is, starting from the control port, acted upon by the control element with control pressure. In addition, the control also supplies the pressure medium from the control connection to the annular space as soon as the control slide, starting from its first switching position, has performed a predetermined axial movement. However, the control is also designed and connected to provided within the spool control channels that it connects the annulus in phases with the process.

Weiterhin soll das Steuerelement als Steuerkolben ausgebildet sein, der in eine Bohrung eines die Gehäusebohrung an einem Ende verschließenden Kopfteils eingesetzt ist, wobei der Steuerschieber eine in Längsbohrung aufweist, die einerseits mit dem Steueranschluss und andererseits mit dem Inneren des Hohlzylinders verbunden ist, wobei von der Längsbohrung zumindest eine radiale Bohrung ausgeht, die mit dem Ringraum verbindbar ist, und wobei der Steuerkolben eine Umfangsnut aufweist, über die der Ringraum mit dem Ablauf verbindbar ist.Furthermore, the control should be designed as a control piston, which is inserted into a bore of the housing bore at one end closing head portion, wherein the spool has a longitudinal bore which is connected on the one hand to the control port and on the other hand to the interior of the hollow cylinder, wherein of the Longitudinal bore emanates at least one radial bore which is connectable to the annular space, and wherein the control piston has a circumferential groove, via which the annular space can be connected to the drain.

Von der in Längsbohrung geht zumindest eine Querbohrung ab, über die der Ringraum mit dem jeweiligen Steuerdruck beaufschlagbar ist. Im Steuerschieber sind vom Ringraum ausgehende Bohrungen vorgesehen, die an das Innere des Hohlzylinders angeschlossen sind. Außerdem geht vom Inneren des Hohlzylinders eine Ölabführbohrung aus, die in einen die Rückstellfeder aufnehmenden Federraum mündet. Da sich die Enden der Bohrung und der Ölabführbohrung gegenüberstehen, kann der Übertritt zwischen diesen mittels der Umfangsnut gesteuert werden.From the longitudinal bore is at least a transverse bore, via which the annular space can be acted upon by the respective control pressure. In the spool outgoing bores are provided from the annulus, which are connected to the interior of the hollow cylinder. In addition, starting from the interior of the hollow cylinder, an oil drainage hole, which opens into a spring chamber receiving the return spring. Since the ends of the bore and the Ölabführbohrung face each other, the transfer between them can be controlled by means of the circumferential groove.

Erfindungsgemäß soll die Schaltung des Schaltventils dadurch erfolgen, dass der Steuerschieber zunächst durch einen gegenüber einem Betriebsdruck (p_M) erhöhten Steuerdruck (p_max) aus seiner ersten Schaltstellung soweit verschoben wird, bis die gesamte zweite Stirnfläche mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird. Dann kann der Steuerdruck (p_max) auf einen normalen Motoröldruck (p_M) reduziert werden, über den der Steuerschieber in eine zweite Schaltstellung verschoben und in dieser gehalten wird, wobei die Federkraft der Rückstellfeder kleiner ist als die aus dem Betriebsdruck (p_M) resultierende Kraft am Steuerschieber. According to the circuit of the switching valve should be effected in that the spool first by a relative to an operating pressure (p _M ) increased control pressure (p _max ) is shifted from its first switching position until the entire second end face is acted upon by the control pressure. Then, the control pressure (p _max ) can be reduced to a normal engine oil pressure (p _M ), over which the spool is moved to and held in a second switching position, wherein the spring force of the return spring is smaller than that from the operating pressure (p _M ) resulting force on the spool.

Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, den erhöhten Steuerdruck p_max während der gesamten Umschaltung beizubehalten und erst bei Erreichen der zweiten Schaltstellung auf p_M zu reduzieren. Alternatively, it is also possible to maintain the increased control pressure p _max during the entire switching and to reduce to p _M only when reaching the second switching position.

Anschließend kann der Steuerschieber zur Umschaltung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung mit einem Resetdruck (p_Res) beaufschlagt werden, der geringer ist als der normale Betriebsdruck (p_M).Subsequently, the control slide for switching from the second switching position to the first switching position with a reset pressure (p _Res ) can be applied, which is less than the normal operating pressure (p _M ).

Wird der stirnseitig des Steuerschiebers angeordnete Steuerraum aus dem entsprechenden Zweig der Steuerleitung mit einem gegenüber einem Betriebsdruck (p_M) erhöhten Steuerdruck (p_max) beaufschlagt, so führt das dazu, dass der Steuerschieber zunächst am kreisförmigen Teilbereich der zweiten Stirnfläche betätigt wird und der kreisringförmige Abschnitt vom Gehäuseanschlag abhebt. Anschließend wird die gesamte zweite Stirnfläche des Steuerschiebers mit dem Steuerdruck beaufschlagt. Dieser kann nun auf den reduzierten Steuerdruck (p_M) abgesenkt werden, woraufhin die Längsverschiebung des Steuerschiebers bis in seine zweite Schaltstellung fortgesetzt wird. Mittels des reduzierten Steuerdruck (p_M), der aufrecht erhalten wird, wird der Steuerschieber in seiner zweiten Schaltstellung gehalten.If the control chamber arranged at the end side of the control spool is acted upon by a control pressure (p _max ) which is higher than an operating pressure (p _M ), this results in that the control spool is first actuated at the circular portion of the second end face and the annular one Lift off the section from the housing stop. Subsequently, the entire second end face of the spool is subjected to the control pressure. This can now be lowered to the reduced control pressure (p _M ), whereupon the longitudinal displacement of the spool is continued until its second switching position. By means of the reduced control pressure (p _M ), which is maintained, the spool is held in its second switching position.

In der zweiten Schaltstellung ist der erste Arbeitsanschluss, der über eine Ölrücklaufleitung mit einem aus den Massenkräften resultierenden Druck beaufschlagt ist, mit der Steuerleitung verbunden, so dass das Druckmittel aus einem Stellzylinder einer Verstellvorrichtung abgeführt werden kann. In the second switching position of the first working port, which is acted upon via an oil return line with a resultant of the inertial forces pressure, connected to the control line, so that the pressure medium can be removed from a control cylinder of an adjustment.

Eine Umschaltung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung erfolgt erst dann, wenn der Betriebsdruck p_M signifikant unterschritten wird, was der Fall ist, wenn in der Steuerleitung nur noch ein Resetdruck p_Res ansteht. Dann ist die Federkraft der Rückstellfeder größer als die aus dem Resetdruck p_Res resultierende Kraft, so dass sich der Ventilschieber wieder in Richtung seiner ersten Schaltstellung bewegt bis wieder die zweite Stirnfläche am Rand des Steuerraumes anliegt. In der ersten Schaltstellung ist der erste Arbeitsanschluss, der über eine Ölrücklaufleitung mit einem aus den Gaskräften resultierenden Druck beaufschlagt ist, ebenfalls mit der Steuerleitung verbunden.A changeover from the second switching position to the first switching position takes place only when the operating pressure p _{M is} significantly below, which is the case when in the control line only a reset pressure p _Res is present. Then, the spring force of the return spring is greater than the force resulting from the reset pressure p _Res , so that the valve spool moves again in the direction of its first switching position until the second end face rests again on the edge of the control chamber. In the first switching position of the first working port, which is acted upon via an oil return line with a resulting from the gas forces pressure, also connected to the control line.

In einer Phase der Verschiebung des Steuerschiebers, in der keine Verbindung zwischen dem Steueranschluss und dem Ringraum besteht, ist der Ringraum stets über das Steuerelement der Vorsteuerventileinheit mit dem drucklosen Ablauf verbunden, so dass bei der Bewegung des Steuerschiebers von der ersten in die zweite Schaltstellung Öl in den Ringraum gesaugt werden kann und bei der gegenläufigen Bewegung die Ölmenge aus dem Ringraum verdrängt werden kann.In a phase of displacement of the spool, in which there is no connection between the control port and the annulus, the annulus is always connected via the control of the pilot valve unit with the non-pressurized drain, so that in the movement of the spool from the first to the second switching position oil can be sucked into the annulus and in the opposite movement, the amount of oil can be displaced from the annulus.

Eine für eine Serienfertigung günstige Anordnung lässt sich dadurch erreichen, dass die Gehäusebohrung als Durchgangsbohrung ausgebildet ist und in diese ein den Steuerraum bildendes Kopfteil eingesetzt ist. A favorable arrangement for mass production can be achieved in that the housing bore is formed as a through hole and in this a headroom forming the control chamber is inserted.

Schließlich soll das erfindungsgemäße Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis vorgesehen und zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar sein. Das Pleuel weist wenigstens eine hydraulische Stelleinrichtung zum Einstellen der effektiven Länge des Pleuels auf, die aus wenigstens einem in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Exzenter, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Hydraulikammern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar gelagert ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenter verbinden, besteht. Außerdem ist wenigstens ein Schaltventil nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben vorgesehen. Mit dem Pleuel sind die oben mit Bezug auf das Schaltventil genannten Vorteile entsprechend verbunden. Finally, the connecting rod according to the invention for a reciprocating internal combustion engine with adjustable compression ratio and intended to adjust the compression ratio in its effective length at least two stages adjustable. The connecting rod has at least one hydraulic adjusting device for adjusting the effective length of the connecting rod, which comprises at least one eccentric arranged in a piston-side connecting rod of the connecting rod, at least two hydraulic chambers which can be acted upon by a hydraulic fluid, in each of which an adjusting piston is displaceably mounted, and at least two piston rods , which each connect an actuator piston with the eccentric consists. In addition, at least one switching valve according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof is provided. With the connecting rod, the advantages mentioned above with respect to the switching valve are connected accordingly.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche mit den abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the independent claims with the dependent claims. In addition, there are further possibilities of combining individual features, in particular if they result from the patent claims, the following description of the exemplary embodiment or directly from the figures. In addition, the reference of the claims to the figures by the use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims to the illustrated embodiment.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figuren verwiesen, in denen drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the figures, in which three different embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:

1 eine Darstellung eines Pleuels im Längsschnitt, wobei über einen mit Stützzylindern zusammenwirkenden Exzenterhebel die Lage eines Kolbenbolzenlagers in Bezug auf das Pleuel veränderbar ist, 1 an illustration of a connecting rod in longitudinal section, wherein the position of a piston pin bearing with respect to the connecting rod is variable via an eccentric lever cooperating with support cylinders,

2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltventils, dessen Steuerschieber sich in seiner ersten Schaltstellung befindet, 2 a longitudinal section through a first embodiment of an inventively designed switching valve whose spool is in its first switching position,

2a bis 2i das Schaltventil aus der 2, wobei dieses mit unterschiedlichen Steuerdrücken beaufschlagt wird und von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition und wieder zurück verstellt wird, 2a to 2i the switching valve from the 2 wherein this is subjected to different control pressures and is adjusted from a first shift position to a second shift position and back again,

3 ein Druck-Zeit-Diagramm, aus dem die während der Schaltvorgänge verwendeten Steuerdrücke hervorgehen, 3 a pressure-time diagram showing the control pressures used during the switching operations,

4 einen Längsschnitt eines weiteren Ausgestaltungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltventils, dessen Steuerschieber einen längsverschiebbaren Zapfen aufweist, in seiner ersten Schaltstellung, 4 a longitudinal section of a further embodiment of an embodiment of the invention designed switching valve whose spool has a longitudinally displaceable pin, in its first switching position,

4a bis 4e das Schaltventil aus der 4, wobei dieses mit unterschiedlichen Steuerdrücken beaufschlagt wird und von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition und wieder zurück verstellt wird, 4a to 4e the switching valve from the 4 wherein this is subjected to different control pressures and is adjusted from a first shift position to a second shift position and back again,

5 einen Längsschnitt eines dritten Ausgestaltungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltventils, bei dem eine Vorsteuerventileinheit konzentrisch zur Gehäusebohrung angeordnet ist, und 5 a longitudinal section of a third embodiment of a switching valve according to the invention, in which a pilot valve unit is arranged concentrically with the housing bore, and

5a bis 5e das Schaltventil aus der 5, wobei dieses mit unterschiedlichen Steuerdrücken beaufschlagt wird und von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition und wieder zurück verstellt wird. 5a to 5e the switching valve from the 5 , which is subjected to different control pressures and is adjusted from a first shift position to a second shift position and back again.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In der 1 ist mit 1 ein Pleuel für eine Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, das aus einem zum Teil als Pleuelschaft 2 ausgebildeten Pleueloberteil 3 und einem Pleuelunterteil 4 besteht. Das Pleueloberteil 3 und das Pleuelunterteil 4 bilden gemeinsam ein Pleuellagerauge 5, das eine Längsmittelachse 6 aufweist und über welches das Pleuel 1 auf einem nicht näher dargestellten Kurbelzapfen einer Kurbelwelle gelagert ist. An seinem anderen Ende ist das Pleueloberteil 3 mit einem Pleuelauge 7 versehen, in welchem über einen Exzenterkörper 8 ein nicht näher dargestellter Kolbenbolzen wiederum in einem innerhalb des Exzenterkörpers 8 exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenlager 9 anordenbar ist. In the 1 is with 1 a connecting rod for a cylinder unit of a reciprocating internal combustion engine referred to, which consists of a part as a connecting rod shank 2 trained connecting rod upper part 3 and a connecting rod base 4 consists. The connecting rod upper part 3 and the connecting rod base 4 together form a connecting rod eye 5 that is a longitudinal center axis 6 and over which the connecting rod 1 is mounted on a crank pin, not shown, a crankshaft. At its other end is the connecting rod top 3 with a connecting rod eye 7 provided in which via an eccentric body 8th a non-illustrated piston pin turn in a within the eccentric body 8th eccentric piston pin bearing 9 can be arranged.

Über den drehbar im Kolbenbolzenlager 9 geführten Kolbenbolzen ist ein ebenfalls nicht dargestellter Arbeitskolben einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine an dem Exzenterkörper 8 geführt, wobei eine Verdrehung des Exzenterkörpers 8 in einer Richtung zur Einstellung eines verhältnismäßig geringen Verdichtungsverhältnisses und dessen Verdrehung in die entgegengesetzte Richtung zur Einstellung eines höheren Verdichtungsverhältnisses führt.About the rotatable in the piston pin bearing 9 guided piston pin is also not shown working piston of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine on the eccentric body 8th guided, wherein a rotation of the eccentric body 8th in a direction to set a relatively low compression ratio and its rotation in the opposite direction to set a higher compression ratio.

Der Exzenterkörper 8 wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel 1 einerseits und dem Kolbenbolzen 9 sowie dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Massen- und Gaskräfte, verstellt. Während des Arbeitsverfahrens der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Mit dem Exzenterkörper 8 ist ein als zweiarmigen Hebel ausgebildeter Exzenterhebel 10 drehfest verbunden, der diametral verlaufende Laschen 11 und 12 aufweist, wobei diese jeweils über Kolbenstangen 13 und 14 mit einfachwirkenden Stellkolben 15 und 16 verbunden sind. Dabei sind die Kolbenstangen 13 und 14 jeweils schwenkbar über einen Bolzen 17 mit den Laschen 11 und 12 verbunden. Die Stellkolben 15 und 16 greifen über die vorgenannten Bauelemente an dem Exzenterkörper 8 an, um diesem eine Verdrehung zu ermöglichen oder ihn in der jeweiligen Position abzustützen. Somit kann durch die Stellkolben 15 und 16 die Drehbewegung des Exzenterkörpers 8 unterstützt oder seine Rückstellung, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenterkörper 8 übertragenen Kräfte bewirkt werden würde, vermieden werden.The eccentric body 8th is characterized by in the cylinder unit between the connecting rod 1 on the one hand and the piston pin 9 and the crank pin on the other hand occurring engine forces, ie mass and gas forces adjusted. During the working process of the cylinder unit, the acting forces change continuously. With the eccentric body 8th is designed as a two-armed lever eccentric lever 10 rotatably connected, the diametrically extending tabs 11 and 12 each having piston rods 13 and 14 with single-acting actuator piston 15 and 16 are connected. Here are the piston rods 13 and 14 each pivotable via a bolt 17 with the tabs 11 and 12 connected. The adjusting pistons 15 and 16 grip on the aforementioned components on the eccentric body 8th in order to allow this twisting or to support it in the respective position. Thus, by the adjusting piston 15 and 16 the rotational movement of the eccentric body 8th supports or its provision, due to different force directions on the eccentric body 8th transmitted forces would be avoided avoided.

Die Stellkolben 15 und 16 bilden gemeinsam mit Zylinderbohrungen 18 und 19, in denen sie geführt sind, Stützzylinder 20 und 21, wobei jeder Stützzylinder 20 bzw. 21 einen Druckraum 22 bzw. 23 aufweist. In die Druckräume 22 bzw. 23 kann als Hydraulikmedium dienendes Schmieröl der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus einem im Pleuellagerauge 5 angeordneten Pleuellager 24 über Ölzulaufleitungen 25 und 26 einströmen. The adjusting pistons 15 and 16 form together with cylinder bores 18 and 19 in which they are guided, support cylinders 20 and 21 where each support cylinder 20 respectively. 21 a pressure room 22 respectively. 23 having. In the pressure chambers 22 respectively. 23 can serve as a hydraulic medium lubricating oil of the reciprocating internal combustion engine from a in the connecting rod eye 5 arranged connecting rod bearings 24 via oil supply lines 25 and 26 flow.

Weiterhin geht von jedem der Druckräume 22 und 23 eine Ölrücklaufleitung 27 bzw. 28 aus, die, wie aus der 1 hervorgeht, beide in eine Ventilaufnahmebohrung 29 für ein nicht näher dargestelltes Umschaltventil einmünden. Diese Ventilaufnahmebohrung 29 verläuft innerhalb des Pleuelschafts 2, quer zu diesem, also parallel zur Längsmittelachse 6 des Pleuellagerauges 5. Von dem Pleuellager 24 führt außerdem eine Fluidleitung 30 zu der Ventilaufnahmebohrung 29. In den Ölzulaufleitungen 25 und 26 ist jeweils ein Rückschlagventil 31 bzw. 32 angeordnet, das eine Strömung des Druckmittels in den jeweiligen Druckraum 22 bzw. 23 ermöglicht, jedoch eine Rückströmung verhindert.Furthermore, it goes from each of the pressure chambers 22 and 23 an oil return line 27 respectively. 28 from, like, from the 1 emerges, both in a valve receiving bore 29 open for a switching valve not shown in detail. This valve receiving bore 29 runs inside the connecting rod shaft 2 , transverse to this, that is parallel to the longitudinal central axis 6 of the connecting rod bearing eye 5 , From the connecting rod bearing 24 also performs a fluid line 30 to the valve receiving bore 29 , In the oil supply lines 25 and 26 is each a check valve 31 respectively. 32 arranged, which is a flow of the pressure medium in the respective pressure chamber 22 respectively. 23 allows, but prevents backflow.

In der 2 ist mit 33 ein Schaltventil für die Steuerung des zuvor erläuterten Verstellelements 7 bezeichnet, das vorgesehen ist für eine Anordnung innerhalb der in 1 gezeigten Aufnahmebohrung 25. Das Schaltventil 33 weist ein tassenförmiges Außengehäuse 34 auf, welches demzufolge aus einem hohlzylindrischen Abschnitt 35 und ein einteilig mit diesem ausgebildeten Kopfteil 36 besteht. Innerhalb des Außengehäuses 34 verläuft eine als Sackbohrung ausgeführte Gehäusebohrung 37, in der ein Steuerschieber 40 geführt ist. Natürlich kann anstelle einer Sackbohrung auch eine Durchgangsbohrung vorgesehen sein, in die dann das als separates Bauteil hergestellte Kopfteil eingesetzt ist. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die Gehäusebohrung 37 unmittelbar im Pleuelschaft 2 auszubilden und in diese dann ebenfalls ein separates Kopfteil einzusetzen. Dadurch können die radialen und axialen Abmessungen des Schaltventils 33 gegenüber einer Ausführung des Schaltventils 33, bei der dieses ein separates Außengehäuse aufweist, reduziert werden. In the 2 is with 33 a switching valve for the control of the previously described adjusting element 7 designated, which is intended for an arrangement within the in 1 shown receiving bore 25 , The switching valve 33 has a cup-shaped outer casing 34 which consequently consists of a hollow-cylindrical section 35 and an integrally formed with this headboard 36 consists. Inside the outer housing 34 runs as a blind bore executed housing bore 37 in which a spool 40 is guided. Of course, instead of a blind bore and a through hole may be provided, in which then the head part made as a separate component is used. Furthermore, there is also the possibility of the housing bore 37 directly in the connecting rod shaft 2 form and then also use a separate headboard in this. This allows the radial and axial dimensions of the switching valve 33 against an embodiment of the switching valve 33 in which this has a separate outer housing can be reduced.

In dem Kopfteil 36 ist ein zylindrischer, konzentrisch zur Gehäusebohrung 37 verlaufender Steuerraum 38 ausgebildet, in den eine mit einer Ölgalerie der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbundener Steueranschluss 39 einmündet. Weiterhin ist der kolbenartig ausgebildete Steuerschieber 40 innerhalb der Gehäusebohrung 37 längsverschiebbar geführt und weist eine erste Stirnfläche 41 zur Abstützung an einer Rückstellfeder 42 und eine mit einem Steuerdruck beaufschlagbare zweite Stirnfläche 43 auf. Die zweite Stirnfläche 43 besteht aus einem ersten kreisförmigen Teilbereich 44, der durch eine Stirnseite eines konzentrisch zum Steuerschieber 40 verlaufenden und über diesen in axialer Richtung vorstehenden Zapfens 45 gebildet wird. In the headboard 36 is a cylindrical, concentric with the housing bore 37 running control room 38 formed in the one connected to an oil gallery of the reciprocating internal combustion engine control port 39 opens. Furthermore, the piston-like control slide 40 inside the housing bore 37 guided longitudinally displaceable and has a first end face 41 for support on a return spring 42 and a second end face which can be acted upon by a control pressure 43 on. The second face 43 consists of a first circular section 44 passing through an end face of a concentric to the spool valve 40 extending and projecting beyond this in the axial direction pin 45 is formed.

Der restliche Flächenanteil der zweiten Stirnfläche 43 ist als kreisringförmiger Abschnitt 46 ausgebildet, der den Zapfen 45 radial umschließt. Dabei ist die Fläche des kreisringförmigen Abschnitts 46 kegelstumpfförmig gestaltet, so dass der an einem eben ausgeführten Gehäuseanschlag 47 anliegende kreisringförmige Abschnitt 46 radial außen einen umlaufenden Ringraum 48 bildet. Außerdem ist der Zapfen 45 dichtend in dem zylindrischen Steuerraum 38 geführt.The remaining area of the second end face 43 is as a circular section 46 formed the pin 45 encloses radially. Here is the area of the annular section 46 frusto-conical shape, so that the at a newly executed housing stop 47 adjacent annular section 46 radially outside a circumferential annular space 48 forms. Besides, the pin is 45 sealing in the cylindrical control room 38 guided.

Neben dem Steueranschluss 39 weist das Außengehäuse 34 einen ersten Arbeitsanschluss 49 und einen zweiten Arbeitsanschluss 50 auf. In der ersten Schaltstellung des Schaltventils 33, die in der 2 gezeigt ist, nimmt der Steuerschieber in dem Außengehäuse 34 eine Position ein, in der eine von der ersten Stirnfläche 41 ausgehende erste Steuerkante 51 den ersten Arbeitsanschluss 49 öffnet, so dass Druckmittel von dem der Gaskraftseite der Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordneten Stützzylinder 21 (1) in einen Federraum 52 der Rückstellfeder 42 strömen kann. Die Rückstellfeder 42 ist im Außengehäuse 34 über einen Federteller 53 abgestützt, welcher einen Ablauf 54 in Form einer Bohrung aufweist. Das Öl wird über diesen Ablauf 54 drucklos in eine nicht näher dargestellte Ölwanne der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgeleitet.Next to the control terminal 39 has the outer casing 34 a first work connection 49 and a second work connection 50 on. In the first switching position of the switching valve 33 in the 2 is shown, the spool takes in the outer housing 34 a position in which one of the first end face 41 outgoing first control edge 51 the first work connection 49 opens, so that pressure medium from the gas-force side of the cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine associated support cylinder 21 ( 1 ) in a spring chamber 52 the return spring 42 can flow. The return spring 42 is in the outer casing 34 over a spring plate 53 supported, which a drain 54 has in the form of a bore. The oil is going through this process 54 depressurized into a not shown sump of the reciprocating internal combustion engine derived.

Ein äußerer Rand der zweiten Stirnfläche 43 dient als zweite Steuerkante 55, die mit dem zweiten Arbeitsanschluss 50 zusammenwirkt. An diesen ist im eingebauten Zustand des Schaltventils der massenkraftseitige Stützzylinder 20 (1) der Verstelleinrichtung angeschlossen. Wie nachfolgend noch erläutert wird, strömt das Öl in der zweiten Schaltstellung des Schaltventils 33 über diese Steuerkante 55 in den Steuerraum 38 und somit in den Steueranschluss 39.An outer edge of the second end face 43 serves as the second control edge 55 that with the second work connection 50 interacts. At this is in the installed state of the switching valve of the mass-force side support cylinder 20 ( 1 ) connected to the adjusting device. As below is explained, the oil flows in the second switching position of the switching valve 33 over this control edge 55 in the control room 38 and thus in the control port 39 ,

Wie weiterhin der 2 entnommen werden kann, ist das Schaltventil 33 mit einer Vorsteuerventileinheit 56 versehen. Zu diesem Zweck ist in einer Bohrung 57 des Kopfteils 36 ein Steuerelement 58 fixiert, das als zylindrischer Steuerkolben 59 ausgebildet ist. Der Steuerkolben 59 ragt dabei durch den Ringraum 48 hindurch in eine Steuerbohrung 60, die sich im Steuerschieber 40 befindet. In Längsrichtung des Steuerkolbens 59 erstreckt sich eine Längsbohrung 61, von der erste radiale Bohrungen 62 und zu diesen in axialer Richtung beabstandete zweite radiale Bohrungen 63 abzweigen. How continues the 2 can be taken, is the switching valve 33 with a pilot valve unit 56 Mistake. For this purpose is in a bore 57 of the headboard 36 a control 58 fixed as a cylindrical control piston 59 is trained. The control piston 59 protrudes through the annulus 48 through into a control bore 60 that are in the spool 40 located. In the longitudinal direction of the control piston 59 extends a longitudinal bore 61 , from the first radial holes 62 and to these axially spaced second radial bores 63 branch.

Die ersten radialen Bohrungen 62 sind derart in Bezug auf das Kopfteil 36 positioniert, dass sie mit dem Ringraum 48 verbunden werden können. Die zweiten radialen Bohrungen 63 können in einer entsprechenden Stellung des Steuerschiebers 40 mit einer in diesem vorgesehenen quer verlaufenden Ölablaufbohrung 64 in Überdeckung gebracht werden, die eine längs verlaufende Ölablaufbohrung 65 mündet. Letztere ist an den Federraum 52 angeschlossen, von dem der Ablauf 54 ausgeht.The first radial holes 62 are so in relation to the headboard 36 positioned them with the annulus 48 can be connected. The second radial holes 63 can in a corresponding position of the spool 40 with a provided in this transverse oil drain hole 64 be brought into overlap, which is a longitudinal oil drain hole 65 empties. The latter is at the spring chamber 52 connected, of which the expiration 54 emanates.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schaltventils 33 ist in einzelnen Schritten den 2a bis 2i zu entnehmen. Dabei handelt es sich um eine Schaltung des Schaltventils von seiner ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung (2a bis 2e), eine Schaltung von dieser zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung (2f bis 2h) und ein anschließender Betrieb in der ersten Schaltstellung (2i). Der jeweilige Steuerdruck wird variiert zwischen einem Betriebsdruck p_M, der in der Darstellung durch zwei Pfeile gekennzeichnet ist, einem erhöhten Steuerdruck p_max, der anhand von drei Pfeilen gekennzeichnet ist, und einem Resetdruck p_Res, den ein Pfeil symbolisiert.The function of the switching valve according to the invention 33 is in individual steps the 2a to 2i refer to. It is a circuit of the switching valve from its first switching position to the second switching position ( 2a to 2e ), a circuit from this second switching position to the first switching position ( 2f to 2h ) and a subsequent operation in the first switching position ( 2i ). The respective control pressure is varied between an operating pressure p _M , which is indicated in the illustration by two arrows, an increased control pressure p _max , which is identified by three arrows, and a reset pressure p _Res , symbolized by an arrow.

In der 2a befindet sich das Steuerventil 33 in seiner ersten Schaltstellung, in der der erste Arbeitsanschluss 49 durch die erste Steuerkante 51 geöffnet ist, wobei der Steuerschieber 40 mit dem kreisringförmigen Abschnitt 46 der zweiten Stirnfläche 43 am Gehäuseanschlag 47 anliegt und im Steuerraum 38 am kreisförmigen Teilbereich 44 der Steuerdruck p_M herrscht. In dieser Schaltstellung ist die Vorsteuerventileinheit 56 gegenüber dem Federraum 52 geöffnet, da sich die zweite radiale Bohrung 63 und die quer verlaufende Ölablaufbohrung 64 teilweise überdecken. In the 2a is the control valve 33 in its first switching position, in which the first working connection 49 through the first control edge 51 open, with the spool 40 with the annular section 46 the second end face 43 at the housing stop 47 is present and in the control room 38 at the circular part 44 the control pressure p _M prevails. In this switching position is the pilot valve unit 56 opposite the spring chamber 52 opened, as is the second radial bore 63 and the transverse oil drain hole 64 partially cover.

Wird nun gemäß den 2b bis 2d der Steuerdruck für eine Umschaltung von dieser ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung auf p_max erhöht, so wirkt dieser zunächst nur auf den kreisförmigen Teilbereich 44 und, nachdem der Zapfen 45 aus dem Steuerraum 38 ausgetreten ist, auf die gesamte zweite Stirnfläche 43. Will now according to the 2 B to 2d the control pressure for switching from this first switching position to the second switching position increased to p _max , it initially acts only on the circular portion 44 and, after the pin 45 from the control room 38 has leaked, on the entire second face 43 ,

Nachdem der kreisringförmige Abschnitt 46 vom Gehäuseanschlag 47 abhebt, wird der sich bildende Ringraum 48 über die erste radiale Bohrung 62 mit den Ölablaufbohrungen 64 und 65 verbunden, so dass Öl in den Ringraum nachgesaugt werden kann. Beginnend mit der Stellung des Zapfens 45, in der dieser aus dem Steuerraum 38 austritt, wird die Öllablaufbohrung 64 durch den Steuerkolben 59 verschlossen (2c). Der Steuerschieber 40 wird in seine zweite Schaltstellung verschoben, in der die erste Steuerkante 51 an den Federteller 53 anschlägt. After the circular section 46 from the housing stop 47 takes off, the forming annulus becomes 48 over the first radial hole 62 with the oil drain holes 64 and 65 connected, so that oil can be sucked into the annulus. Starting with the position of the pin 45 in which this from the control room 38 exit, the oil drain hole 64 through the control piston 59 locked ( 2c ). The spool 40 is moved to its second switching position, in which the first control edge 51 to the spring plate 53 strikes.

Mit dem Betriebsdruck p_M, der dem normalen Öldruck der in ihrem Fördervolumen veränderbaren Schmierölpumpe der Hubkolbenbrennkraftmaschine entspricht, verbleibt das Schaltventil 33 in dieser zweiten Schaltstellung, in der der zweite Arbeitsanschluss 50 durch die zweite Steuerkante 55 geöffnet ist (2e).With the operating pressure p _M , which corresponds to the normal oil pressure of variable in their delivery volume oil pump of the reciprocating internal combustion engine, the switching valve remains 33 in this second switching position, in which the second working port 50 through the second control edge 55 is open ( 2e ).

Soll nun das Schaltventil 33 wieder in seine erste Schaltstellung umgeschaltet werden, so wird der Steuerdruck von p_M auf p_Res reduziert. Dadurch ist die Federkraft der Rückstellfeder 42 größer als die aus dem Steuerdruck p_Res resultierende Kraft am Steuerschieber 40, so dass dieser in Richtung seiner ersten Schaltstellung verlagert wird (2f). Beim Eintauchen des Zapfens 45 in den Steuerraum 38 (2g) beginnt die Vorsteuerventileinheit 56 die zweite radiale Bohrung 63 gegenüber der quer verlaufenden Ölablaufbohrung 64 zu öffnen, so dass das Öl aus dem Ringraum in den Federraum 52 und somit in den Ablauf strömen kann. Anschließend gelangt der kreisringförmige Abschnitt 46 in Anlage am Gehäuseanschlag, wobei die erste Steuerkante 51 den ersten Arbeitsanschluss 49 öffnet (2h). Anschließend herrscht in dieser Arbeitsstellung wieder der normale Betriebsdruck p_M im Steuerraum 38 (2i).Should now the switching valve 33 be switched back to its first switching position, the control pressure of p _{M is} reduced to p _Res . As a result, the spring force of the return spring 42 greater than the force resulting from the control pressure p _Res on the spool 40 so that it is shifted in the direction of its first switching position ( 2f ). When dipping the pin 45 in the control room 38 ( 2g ) starts the pilot valve unit 56 the second radial bore 63 opposite the transverse oil drain hole 64 open, allowing the oil from the annulus into the spring chamber 52 and thus can flow into the drain. Subsequently, the annular section passes 46 in abutment with the housing stop, with the first control edge 51 the first work connection 49 opens ( 2h ). Then prevails in this working position again the normal operating pressure p _M in the control room 38 ( 2i ).

Wie aus dem entsprechenden Druck-Zeit-Diagramm der 3 in Verbindung mit der 2 hervorgeht steht im Steuerraum 38 zunächst in der ersten Schaltstellung des Steuerventils ein Betriebsdruck p_M an, so dass der Ventilschieber 36 in einer ersten Verstellphase S1 in dieser ersten Schaltstellung verbleibt.As from the corresponding pressure-time diagram of the 3 in conjunction with the 2 shows up in the control room 38 initially in the first switching position of the control valve, an operating pressure p _M , so that the valve spool 36 in a first adjustment phase S1 remains in this first switching position.

Wird, wie weiterhin aus der 3 in Verbindung mit der 2 hervorgeht, in einer zweiten Verstellphase S2 der Steuerdruck auf den maximalen Wert p_max angehoben, so wirkt dieser erhöhte Steuerdruck p_max über den Steuerraum 38 auf den kreisförmigen Teilbereich 44 der zweiten Stirnfläche 43 des Steuerschiebers 40 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Rückstellfeder 42. Nach dem Abheben der Stirnfläche 43 vom Gehäuseanschlag 47 vergrößert sich die mit Steuerdruck beaufschlagte Flächenabmessung. Will, as continues from the 3 in conjunction with the 2 shows, in a second adjustment phase S2, the control pressure raised to the maximum value p _max , so this increased control pressure p _max acts on the control room 38 on the circular section 44 the second end face 43 of the spool 40 and push this against the force of the return spring 42 , After lifting off the face 43 from the housing stop 47 increases the acted upon by control pressure area dimension.

Nun kann der Steuerdruck auf den Wert p_M reduziert werden, ohne dass die Längsbewegung des Steuerschiebers 40 unterbrochen wird. Während dieser Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers 40 wirkt dessen Bewegung die Kraft der Rückstellfeder 42 entgegen, die kleiner ist als die aus dem Steuerdruck resultierende Kraft. Es besteht auch die Möglichkeit, den erhöhten Steuerdruck p_max bis zur Bewegung des Steuerschiebers 40 in seine zweite Schaltstellung beizubehalten, wobei berücksichtigt wird, dass aufgrund der Federkennlinie der Rückstellfeder 42 deren Federkraft wegabhängig ansteigt.Now, the control pressure can be reduced to the value p _M , without the longitudinal movement of the spool 40 is interrupted. During this pressurization of the spool valve 40 its movement affects the force of the return spring 42 which is smaller than the force resulting from the control pressure. It is also possible, the increased control pressure p _max until the movement of the spool 40 to maintain in its second switching position, taking into account that due to the spring characteristic of the return spring 42 whose spring force increases depending on the path.

Am Ende dieser Längsbewegung in der zweiten Verstellphase S2 befindet sich der Steuerschieber 40 in der zweiten Schaltstellung. Wenn diese erreicht ist, wird der Steuerdruck wieder auf das Niveau des Betriebsdrucks p_M reduziert bzw. mit p_M beibehalten, was dazu führt, dass der Steuerschieber 40 in dieser zweiten Schaltstellung verbleibt, da die aus dem Betriebsdruck p_M resultierende Kraft am Steuerschieber 40 größer ist als die Kraft der Rückstellfeder 42. At the end of this longitudinal movement in the second adjustment phase S2 is the spool 40 in the second switching position. When this is reached, the control pressure is reduced again to the level of the operating pressure p _M or maintained with p _M , which causes the spool 40 remains in this second switching position, since the force resulting from the operating pressure p _M on the spool 40 greater than the force of the return spring 42 ,

Wird nun der Steuerdruck auf das Niveau des Resetdruckes p_Res reduziert, führt das in einer Verstellphase S1 zur Längsverschiebung des Steuerschiebers 40 in Richtung seiner ersten Schaltstellung. Der Resetdruck p_Res, der an sämtlichen Schaltventilen der Hubkolbenbrennkraftmaschine angelegt wird, sorgt somit dafür, dass diese ohne Ausnahme in die erste Schaltstellung verschoben werden. Folglich findet bei jedem dieser Schaltvorgänge eine Synchronisation der Stellung sämtlicher Schaltventile statt.If the control pressure is now reduced to the level of the reset pressure p _Res , this leads to the longitudinal displacement of the control slide in an adjustment phase S1 40 in the direction of its first switching position. The reset pressure p _Res , which is applied to all switching valves of the reciprocating internal combustion engine, thus ensures that they are moved without exception to the first switching position. Consequently, a synchronization of the position of all the switching valves takes place in each of these switching operations.

Wenn in einigen Verstellvorrichtungen und somit in den diesen zugeordneten Schaltventilen Fehlschaltungen aufgetreten sind, so werden diese in vorteilhafter Weise durch die Betätigung des Steuerschiebers mit dem Resetdruck beseitigt. Anderenfalls würden auftretende Schaltfehler dazu führen, dass gleichzeitig einige der Zylindereinheiten mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis und andere Zylindereinheiten mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Wie der Stand der Technik zeigt, ist es schwierig, in die Abfolge der Schaltvorgänge einzugreifen, um die Stellungen der einzelnen Vorrichtungen zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses zu synchronisieren.If in some adjusting devices and thus in the associated switching valves faulty circuits have occurred, they are advantageously eliminated by the operation of the spool with the reset pressure. Otherwise, switching errors will cause some of the low compression ratio cylinder units and other high compression ratio cylinder units to operate simultaneously. As the prior art shows, it is difficult to intervene in the sequence of shifts to synchronize the positions of the individual compression ratio adjustment devices.

Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist in der 4 dargestellt. Da der grundsätzliche Aufbau eines in der 4 gezeigten Schaltventils 66 mit dem des Schaltventils 33 nach der 2 übereinstimmt, werden, sofern die Bauelemente im Wesentlich übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der 2 besteht darin, dass ein Zapfen 67 als Hohlkolben ausgebildet und in einer konzentrisch verlaufenden Aufnahmebohrung 68 des Steuerschiebers 40 verschiebbar angeordnet ist. Another embodiment of the invention is in the 4 shown. Since the basic structure of a in the 4 shown switching valve 66 with that of the switching valve 33 after 2 if the components are substantially identical, the same reference numerals are used. A significant difference compared to the embodiment of the 2 is that a pin 67 designed as a hollow piston and in a concentric receiving bore 68 of the spool 40 slidably arranged.

Mit einer vom Steuerdruck abgewandten Stirnseite 69 stützt sich der Zapfen 67 über eine Steuerfeder 70 an einem Boden 71 der Aufnahmebohrung 68 ab. Eine Steuerkante 72 des Zapfens 67 wirkt mit einer radial von der Aufnahmebohrung 68 abzweigenden Bohrung 73 zusammen, wobei das andere Ende dieser Bohrung sich in der ersten Schaltstellung des Schaltventils 66 mit der zuvor erläuterten zweiten radialen Bohrung 63 des Steuerkolbens 59 überdeckt. Konzentrisch zur Aufnahmebohrung 68 verläuft eine Ölablaufbohrung 74, die in den Federraum 52 mündet. In diesem Fall bildet der eine Steuerfunktion übernehmende Zapfen 67 gemeinsam mit dem Steuerkolben 59 eine Vorsteuerventileinheit 75.With a front side facing away from the control pressure 69 the pin is supported 67 via a control spring 70 on a floor 71 the receiving bore 68 from. A control edge 72 of the pin 67 acts with a radial from the receiving bore 68 branching hole 73 together, wherein the other end of this bore is in the first switching position of the switching valve 66 with the previously explained second radial bore 63 of the control piston 59 covered. Concentric to the receiving bore 68 runs an oil drain hole 74 in the spring chamber 52 empties. In this case, forms a control function taking over pin 67 together with the control piston 59 a pilot valve unit 75 ,

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schaltventils 66 ist in einzelnen Schritten den 4a bis 4e zu entnehmen. Dabei handelt es sich um eine Schaltung des Schaltventils von seiner ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung (4a bis 4c) und eine Umschaltung von dieser zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung (4d und 4e). In der 4a ist der Steuerschieber 40 in seiner ersten Schaltstellung mit dem Betriebsdruck p_M beaufschlagt, so dass der Zapfen 67 über die Steuerfeder 70 in den Steuerraum 38 verschoben ist. Wird nun der Steuerdruck auf p_max erhöht, so wird zunächst der Zapfen 67 gegen die Kraft der Steuerfeder 70 in die Aufnahmebohrung 68 verschoben (4b). Anschließend wird der Steuerschieber 40 an der gesamten zweiten Stirnfläche 43 mit dem Steuerdruck p_max beaufschlagt, der nun ebenfalls auf p_M reduziert werden kann. The function of the switching valve according to the invention 66 is in individual steps the 4a to 4e refer to. It is a circuit of the switching valve from its first switching position to the second switching position ( 4a to 4c ) and a changeover from this second switching position to the first switching position ( 4d and 4e ). In the 4a is the spool 40 in its first switching position with the operating pressure p _M acted upon, so that the pin 67 over the control spring 70 in the control room 38 is moved. If now the control pressure is increased to p _max , then the pin is first 67 against the force of the control spring 70 into the receiving hole 68 postponed ( 4b ). Subsequently, the spool 40 on the entire second end face 43 with the control pressure p _max applied, which can now also be reduced to p _M.

Eine Umschaltung aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung erfolgt wiederum dadurch, dass der Steuerdruck von p_M auf p_Res reduziert wird, was dazu führt, dass zunächst der Zapfen 67 über die Steuerfeder 70 aus der Aufnahmebohrung geschoben wird. Dadurch gibt die Steuerkante 72 die von der Aufnahmebohrung abzweigende Bohrung frei. Im Verlaufe der Bewegung des Steuerschiebers 40 in seine erste Schaltstellung gelangen auch die Bohrung 63 und die von der Steuerkante 72 des Zapfens 67 freigegebene Bohrung 73 in Überdeckung, so dass das Öl aus dem sich bildenden Ringraum 48 in die Ölablaufbohrung 74 abfließen kann.A switchover from the second switching position to the first switching position is again effected by the control pressure being reduced from p _M to p _Res , which results in that the peg first 67 over the control spring 70 is pushed out of the mounting hole. This gives the control edge 72 the branch of the receiving bore branching hole free. In the course of movement of the spool 40 in its first switching position reach the bore 63 and from the control edge 72 of the pin 67 released hole 73 in overlap, leaving the oil from the forming annulus 48 into the oil drain hole 74 can drain away.

Schließlich ist ein drittes Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung in der 5 dargestellt. Da der grundsätzliche Aufbau eines in der 5 gezeigten Schaltventils 76 mit dem des Schaltventils 33 nach der 2 übereinstimmt, werden, sofern die Bauelemente im Wesentlich übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der 2 besteht darin, dass auf den Zapfen verzichtet wird und stattdessen eine Vorsteuerventileinheit 77 konzentrisch zur Gehäusebohrung 37 im Kopfteil 36 angeordnet ist. Daher kann auf eine Verdrehsicherung des Steuerschiebers 40 verzichtet werden.Finally, a third embodiment of the invention in the 5 shown. Since the basic structure of a in the 5 shown switching valve 76 with that of the switching valve 33 to of the 2 if the components are substantially identical, the same reference numerals are used. A significant difference compared to the embodiment of the 2 is that is dispensed with the pin and instead a pilot valve unit 77 concentric with the housing bore 37 in the headboard 36 is arranged. Therefore, on a rotation of the spool 40 be waived.

In diesem Fall weist ein Steuerkolben 78 der Vorsteuerventileinheit 77 eine konstant mit dem Steueranschluss 39 verbundene Längsbohrung 79 auf, die mit ihrem Ende auf einen Boden 80 eines im Steuerschieber 40 ausgebildeten tassenförmigen Hohlzylinders 81 gerichtet ist und an diesem den Steuerdruck aufbauen kann, wobei der Hohlzylinder 81 über eine zylindrische Führungsfläche 82 dichtend am Steuerkolben 78 geführt ist. In this case, has a control piston 78 the pilot valve unit 77 one constant with the control terminal 39 connected longitudinal bore 79 on, with their end on a floor 80 one in the spool 40 trained cup-shaped hollow cylinder 81 is directed and can build on this the control pressure, wherein the hollow cylinder 81 via a cylindrical guide surface 82 sealing on the control piston 78 is guided.

Von der Längsbohrung 79 gehen Querbohrungen 83 aus, über die die Längsbohrung 79 mit dem sich bei Verlagerung des Steuerschiebers 40 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung bildenden Ringraum 48 verbindbar ist. Weiterhin ist an der Außenmantelfläche des Steuerkolbens 78 eine Umfangsnut 84 vorgesehen. Über diese ist der Ringraum 48, von dem Bohrungsabschnitte 85 und 86 ausgehen, mit einer Ölablaufbohrung 87 verbindbar.From the longitudinal bore 79 go cross holes 83 out, over which the longitudinal bore 79 with the case of displacement of the spool 40 in the direction of its second switching position forming annular space 48 is connectable. Furthermore, on the outer circumferential surface of the control piston 78 a circumferential groove 84 intended. Above this is the annulus 48 , from the bore sections 85 and 86 go out, with an oil drain hole 87 connectable.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schaltventils 76 ist in einzelnen Schritten den 5a bis 5e zu entnehmen. Dabei handelt es sich um eine Schaltung des Schaltventils 76 von seiner ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung (5a bis 5c) und eine Umschaltung von dieser zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung (5d und 5e).The function of the switching valve according to the invention 76 is in individual steps the 5a to 5e refer to. It is a circuit of the switching valve 76 from its first switching position to the second switching position ( 5a to 5c ) and a changeover from this second switching position to the first switching position ( 5d and 5e ).

In der 5a ist der Steuerschieber 40 in seiner ersten Schaltstellung mit dem Betriebsdruck p_M beaufschlagt, so dass dieser Betriebsdruck auf den Boden 80 des Hohlzylinders 81 wirkt. Wenn nun der Steuerdruck von p_M auf p_max erhöht wird, führt diese Druckbeaufschlagung des Bodens 80 dazu, dass der Steuerschieber 40 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung verschoben wird. Dabei kann Öl über die Ölablaufbohrung 87, die Umfangsnut 84 sowie die Bohrungsabschnitte 85 und 86 in den sich vergrößernden Ringraum gesaugt werden (5b). Während dieser Bewegung werden die Umfangsnut 84 gesperrt und die Querbohrungen 83 gegenüber dem Ringraum 48 geöffnet, so dass die gesamte zweite Stirnfläche 43 mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird, der in diesem Fall auch reduziert werden kann. Gemäß der 5c ist der Steuerschieber 40 in die zweite Schaltstellung verschoben und wird in dieser über den Steuerdruck p_M gehalten.In the 5a is the spool 40 in its first switching position with the operating pressure p _M applied, so that this operating pressure on the ground 80 of the hollow cylinder 81 acts. Now, if the control pressure of p _{M is increased} to p _max , this pressurization of the soil 80 to that the spool 40 is moved in the direction of its second switching position. This oil can through the oil drain hole 87 , the circumferential groove 84 as well as the bore sections 85 and 86 be sucked into the enlarging annulus ( 5b ). During this movement, the circumferential groove 84 locked and the cross holes 83 opposite the annulus 48 open, leaving the entire second face 43 is subjected to the control pressure, which can also be reduced in this case. According to the 5c is the spool 40 shifted to the second switching position and is held in this on the control pressure p _M.

Soll das Schaltventil 76 in seine erste Schaltstellung umgeschaltet werden, so wird der Steuerdruck von p_M auf p_Res reduziert, wodurch die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen der 2 und 4 beschrieben Kräfteverhältnisse am Steuerschieber 40 auftreten. Nach der 5d erreicht der Steuerschieber 40 eine Position, in der die Querbohrungen 83 abgesperrt werden und die Umfangsnut 84 geöffnet wird. Damit wird erreicht, dass das Öl vollständig aus dem Ringraum 48 ausströmen kann.Should the switching valve 76 be switched to its first switching position, the control pressure of p _{M is} reduced to p _res , which in connection with the embodiments of the 2 and 4 described balance of power at the spool 40 occur. After 5d reaches the spool 40 a position in which the cross holes 83 be shut off and the circumferential groove 84 is opened. This will ensure that the oil is completely out of the annulus 48 can flow out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pleuel pleuel
22: Pleuelschaft connecting rod shaft
33: Pleueloberteil Pleueloberteil
44: Pleuelunterteil Pleuelunterteil
55: Pleuellagerauge Pleuellagerauge
66: Längsmittelachse von 5 Longitudinal central axis of 5
77: Pleuelauge connecting rod
88th: Exzenterkörper eccentric
99: Kolbenbolzenlager Piston pin bearing
1010: Exzenterhebel Cam
1111: Lasche flap
1212: Lasche flap
1313: Kolbenstange piston rod
1414: Kolbenstange piston rod
1515: Stellkolben actuating piston
1616: Stellkolben actuating piston
1717: Bolzen bolt
1818: Zylinderbohrung bore
1919: Zylinderbohrung bore
2020: Stützzylinder supporting cylinders
2121: Stützzylinder supporting cylinders
2222: Druckraum pressure chamber
2323: Druckraum pressure chamber
2424: Pleuellager connecting rod bearing
2525: Ölzulaufleitung Oil supply line
2626: Ölzulaufleitung Oil supply line
2727: Ölrücklaufleitung Oil return line
2828: Ölrücklaufleitung Oil return line
2929: Ventilaufnahmebohrung Valve accommodating bore
3030: Fluidbohrung fluid bore
3131: Rückschlagventil check valve
3232: Rückschlagventil check valve
3333: Schaltventil switching valve
3434: Außengehäuse von 33 Outer casing of 33
3535: hohlzylindrischer Abschnitt von 34 hollow cylindrical section of 34
3636: Kopfteil von 34 Headboard of 34
3737: Gehäusebohrung housing bore
3838: Steuerraum control room
3939: Steueranschluss control connection
4040: Steuerschieber spool
4141: erste Stirnfläche von 40 first face of 40
4242: Rückstellfeder Return spring
4343: zweite Stirnfläche von 40 second face of 40
4444: kreisförmiger Teilbereich von 43 circular section of 43
4545: Zapfen spigot
4646: kreisringförmiger Abschnitt von 43 circular section of 43
47 47: Gehäuseanschlag housing stop
4848: Ringraum annulus
4949: erster Arbeitsanschluss first work connection
5050: zweiter Arbeitsanschluss second work connection
5151: erste Steuerkante first control edge
5252: Federraum spring chamber
5353: Federteller spring plate
5454: Ablauf procedure
5555: zweite Steuerkante second control edge
5656: Vorsteuerventileinheit Pilot valve unit
5757: Bohrung in 36 Bore in 36
5858: Steuerelement von 56 Control of 56
5959: Steuerkolben spool
6060: Steuerbohrung control bore
6161: Längsbohrung von 59 Longitudinal drilling of 59
6262: erste radiale Bohrung von 59 first radial bore of 59
6363: zweite radiale Bohrung von 59 second radial bore of 59
6464: quer verlaufende Ölablaufbohrung transverse oil drain hole
6565: längs verlaufende Ölablaufbohrung longitudinal oil drain hole
6666: Schaltventil switching valve
6767: Zapfen spigot
6868: konzentrische Aufnahmebohrung von 40 concentric receiving bore of 40
6969: Stirnseite von 67 Front side of 67
7070: Steuerfeder control spring
7171: Boden von 68 Ground of 68
7272: Steuerkante von 67 Control edge of 67
7373: abzweigende Bohrung branching hole
7474: Ölablaufbohrung Oil drain hole
7575: Vorsteuerventileinheit Pilot valve unit
7676: Schaltventil switching valve
7777: Vorsteuerventileinheit Pilot valve unit
7878: Steuerkolben von 77 Control piston of 77
7979: Längsbohrung von 78 Longitudinal drilling of 78
8080: Boden von 81 Ground of 81
8181: Hohlzylinder hollow cylinder
8282: zylindrische Führungsfläche cylindrical guide surface
8383: Querbohrungen cross holes
8484: Umfangsnut circumferential groove
8585: Bohrungsabschnitt bore section
8686: Bohrungsabschnitt bore section
8787: Ölablaufbohrung Oil drain hole
p_M p _M: Betriebsdruck operating pressure
p_max p _max: erhöhter Steuerdruck increased control pressure
p_Res p _Res: Resetdruck reset pressure
S1S1: erste Verstellphase first adjustment phase
S2S2: zweite Verstellphase second adjustment phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013103685 A1 [0010, 0025] DE 102013103685 A1 [0010, 0025]

Claims

Hydraulisch betätigtes Schaltventil (33, 66) für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer Gehäusebohrung (37) längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber (40), der eine erste und eine zweite Steuerkante (51 und 55) aufweist und dessen erste Stirnfläche (41) mit der Kraft einer Rückstellfeder (42) beaufschlagt wird, wobei in einer ersten Schaltstellung über die erste Steuerkante (51) ein erster Arbeitsanschluss (49) gegenüber einem Ablauf (54) geöffnet ist, wobei der Steuerschieber (40), ausgehend von der ersten Schaltstellung, zunächst an einem ersten Teilbereich (44) einer zweiten Stirnfläche (43) und nach Verschiebung um einen Stellweg vollständig an der zweiten Stirnfläche (43) über einen mit einem Steueranschluss (39) verbundenen stirnseitigen Steuerraum (38) mit zumindest zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar ist, über die der Steuerschieber (40) in seine zweite Schaltstellung bewegbar ist, wobei die zweite Steuerkante (55) mit einem zweiten Arbeitsanschluss (50) zusammenwirkt und über diese in der zweiten Schaltstellung Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss (50) in den Steuerraum (38) und in den Steueranschluss (39) abfließt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (44) kreisförmig ausgebildet ist und durch einen sich von der zweiten Stirnfläche (43) in axialer Richtung erstreckenden Zapfen (45, 67) gebildet wird, der dichtend in dem zylindrisch ausgebildeten Steuerraum (38) geführt und von einem kreisringförmigen Abschnitt (46) der zweiten Stirnfläche (43) umschlossen ist, wobei der kreisringförmige Abschnitt (46) in der ersten Schaltstellung an einem Gehäuseanschlag (47) anliegt und in einer von diesem abgehobenen Stellung einen ringförmigen Steuerraum (48) begrenzt, und dass der Steuerschieber (40) gegenüber einem Steuerelement (58) einer Vorsteuerventileinheit (56, 75) verschiebbar ist, wobei in einer Stellung des Steuerschiebers (40), in der nur der kreisförmige Teilbereich (44) mit Steuerdruck beaufschlagt wird, der ringförmige Steuerraum (48) über die Vorsteuerventileinheit (56, 75) mit dem Ablauf (54) verbunden ist. Hydraulically actuated switching valve ( 33 . 66 ) for the control of an adjusting device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a in a housing bore ( 37 ) longitudinally displaceable, movable in two different switching positions control slide ( 40 ), a first and a second control edge ( 51 and 55 ) and its first end face ( 41 ) with the force of a return spring ( 42 ) is acted upon, wherein in a first switching position on the first control edge ( 51 ) a first work connection ( 49 ) versus a process ( 54 ) is open, wherein the spool ( 40 ), starting from the first switching position, first at a first portion ( 44 ) a second end face ( 43 ) and after displacement by a travel completely on the second end face ( 43 ) via one with a control connection ( 39 ) frontal control room ( 38 ) is acted upon with at least two different hydraulic control pressures over which the spool ( 40 ) is movable in its second switching position, wherein the second control edge ( 55 ) with a second working connection ( 50 ) cooperates and on these in the second switching position pressure fluid from the second working port ( 50 ) in the control room ( 38 ) and into the control connection ( 39 ), characterized in that the first subregion ( 44 ) is formed circular and by a from the second end face ( 43 ) in the axial direction extending pin ( 45 . 67 ) is formed, the sealing in the cylindrically shaped control chamber ( 38 ) and an annular section ( 46 ) of the second end face ( 43 ) is enclosed, wherein the annular portion ( 46 ) in the first switching position on a housing stop ( 47 ) and in an off-hook position an annular control space ( 48 ) and that the spool ( 40 ) against a control ( 58 ) a pilot valve unit ( 56 . 75 ) is displaceable, wherein in a position of the spool ( 40 ), in which only the circular portion ( 44 ) is subjected to control pressure, the annular control space ( 48 ) via the pilot valve unit ( 56 . 75 ) with the process ( 54 ) connected is.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (58) als Steuerkolben (59) ausgebildet ist, der in eine Bohrung (57) eines die Gehäusebohrung (37) an einem Ende verschließenden Kopfteils (36) eingesetzt ist und mit seinem vom Kopfteil (36) abgewandten Ende in eine im Steuerschieber (40) vorgesehene Steuerbohrung (60) eingreift. Hydraulically operated switching valve according to claim 1, characterized in that the control ( 58 ) as a control piston ( 59 ) formed in a bore ( 57 ) one of the housing bore ( 37 ) at one end closing headboard ( 36 ) is inserted and with his from the headboard ( 36 ) end facing away in a spool ( 40 ) provided control bore ( 60 ) intervenes.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (40) eine in Längsrichtung verlaufende Ölablaufbohrung (65, 74) aufweist, die über einen Federraum (52) der Rückstellfeder (42) mit dem Ablauf (54) verbunden ist. Hydraulically operated switching valve according to claim 1, characterized in that the spool ( 40 ) a longitudinally extending oil drain hole ( 65 . 74 ), which via a spring chamber ( 52 ) of the return spring ( 42 ) with the process ( 54 ) connected is.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (59) erste radiale mit dem Ringraum verbindbare Bohrungen (62) und zweite radiale mit einer in Längsrichtung innerhalb des Steuerschiebers (40) verlaufenden Ölablaufbohrung (65) verbindbare Bohrungen (63) aufweist, wobei die ersten und die zweiten radialen Bohrung (62 und 63) über eine Längsbohrung (61) miteinander verbunden sind.Hydraulically operated switching valve according to claim 2, characterized in that the control piston ( 59 ) first radial bores connectable to the annulus ( 62 ) and second radial with a longitudinal direction within the spool ( 40 ) running oil drain hole ( 65 ) connectable bores ( 63 ), wherein the first and the second radial bore ( 62 and 63 ) via a longitudinal bore ( 61 ) are interconnected.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (45, 67) konzentrisch zum Steuerschieber (40) angeordnet ist, wobei der Steuerkolben (59) parallel zu diesem verläuft.Hydraulically operated switching valve according to claim 2, characterized in that the pin ( 45 . 67 ) concentric with the control slide ( 40 ) is arranged, wherein the control piston ( 59 ) runs parallel to this.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (67) verschiebbar in einer konzentrisch verlaufenden Aufnahmebohrung (68) des Steuerkolbens (40) angeordnet ist und sich mit seiner vom Steuerdruck abgewandten Stirnseite über eine Steuerfeder (70) an einem Boden (71) der Aufnahmebohrung (68) abstützt, wobei der Zapfen (67) eine mit den zweiten radialen Bohrungen (63) des Steuerkolbens (59) zusammenwirkende Steuerkante (72) aufweist. Hydraulically operated switching valve according to claim 4, characterized in that the pin ( 67 ) displaceable in a concentric receiving bore ( 68 ) of the control piston ( 40 ) is arranged and with its remote from the control pressure end face via a control spring ( 70 ) on a floor ( 71 ) of the receiving bore ( 68 ) is supported, wherein the pin ( 67 ) one with the second radial bores ( 63 ) of the control piston ( 59 ) cooperating control edge ( 72 ) having.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil (76) für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer Gehäusebohrung (37) längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber (40), der eine erste und eine zweite Steuerkante (51 und 55) aufweist und dessen erste Stirnfläche (41) mit der Kraft einer Rückstellfeder (42) beaufschlagt wird, wobei in einer ersten Schaltstellung über die erste Steuerkante (51) ein erster Arbeitsanschluss (49) gegenüber einem Ablauf (54) geöffnet ist, wobei der Steuerschieber (40), ausgehend von der ersten Schaltstellung, zunächst an einem ersten Teilbereich (44) einer zweiten Stirnfläche (43) und nach Verschiebung um einen Stellweg vollständig an der zweiten Stirnfläche (43) über einen mit einem Steueranschluss (39) verbundenen stirnseitigen Steuerraum (38) mit zumindest zwei unterschiedlichen hydraulischen Steuerdrücken beaufschlagbar ist, über die der Steuerschieber (40) in seine zweite Schaltstellung bewegbar ist, wobei die zweite Steuerkante (55) mit einem zweiten Arbeitsanschluss (50) zusammenwirkt und über diese in der zweiten Schaltstellung Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss (50) in den Steueranschluss (39) abfließt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste kreisförmige Teilbereich (44) der zweiten Stirnfläche (43) durch einen Boden (80) eines Hohlzylinders (81) gebildet wird, der axial beabstandet von einem kreisringförmigen Abschnitt (46) der zweiten Stirnfläche (43) umschlossen ist, wobei der kreisringförmige Abschnitt (46) einen ringförmigen Steuerraum (48) begrenzt, dass der Steuerschieber (40) mittels des Hohlzylinders (81) verschiebbar gegenüber einem Steuerelement einer Vorsteuerventileinheit (77) geführt ist, wobei in einer Stellung des Steuerschiebers (40), in der nur der kreisförmige Teilbereich (44) mit Steuerdruck beaufschlagt wird, der ringförmige Steuerraum (48) über die Vorsteuerventileinheit (77) mit dem Ablauf (54) verbunden ist.Hydraulically actuated switching valve ( 76 ) for the control of an adjusting device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a in a housing bore ( 37 ) longitudinally displaceable, movable in two different switching positions control slide ( 40 ), a first and a second control edge ( 51 and 55 ) and its first end face ( 41 ) with the force of a return spring ( 42 ) is acted upon, wherein in a first switching position on the first control edge ( 51 ) a first work connection ( 49 ) versus a process ( 54 ) is open, wherein the spool ( 40 ), starting from the first switching position, first at a first portion ( 44 ) a second end face ( 43 ) and after displacement by a travel completely on the second end face ( 43 ) via one with a control connection ( 39 ) frontal control room ( 38 ) is acted upon with at least two different hydraulic control pressures over which the spool ( 40 ) is movable in its second switching position, wherein the second control edge ( 55 ) with a second working connection ( 50 ) cooperates and on these in the second switching position pressure fluid from the second working port ( 50 ) in the control connection ( 39 ), characterized in that the first circular portion ( 44 ) of the second end face ( 43 ) through a floor ( 80 ) of a hollow cylinder ( 81 ) which is axially spaced from an annular portion (FIG. 46 ) of the second end face ( 43 ) is enclosed, wherein the annular portion ( 46 ) an annular control room ( 48 ) limits that the spool ( 40 ) by means of the hollow cylinder ( 81 ) displaceable relative to a control of a pilot valve unit ( 77 ) is guided, wherein in a position of the spool ( 40 ), in which only the circular portion ( 44 ) is subjected to control pressure, the annular control space ( 48 ) via the pilot valve unit ( 77 ) with the process ( 54 ) connected is.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement als Steuerkolben (78) ausgebildet ist, der in eine Bohrung (57) eines die Gehäusebohrung (37) an einem Ende verschließenden Kopfteils (36) eingesetzt ist, dass der Steuerschieber (40) eine in Längsrichtung verlaufende Längsbohrung (79) aufweist, die einerseits mit dem Steueranschluss (39) und andererseits mit dem Inneren des Hohlzylinders (81) verbunden ist, dass von der Längsbohrung (79) zumindest eine radiale Bohrung (83) ausgeht, die mit dem ringförmigen Steuerraum (48) verbindbar ist, und dass der Steuerkolben (78) eine Umfangsnut (84) aufweist, über die der ringförmige Steuerraum (48) mit dem Ablauf (54) verbindbar ist.Hydraulically operated switching valve according to claim 7, characterized in that the control element as a control piston ( 78 ) formed in a bore ( 57 ) one of the housing bore ( 37 ) at one end closing headboard ( 36 ) is inserted, that the spool ( 40 ) a longitudinally extending longitudinal bore ( 79 ), which on the one hand with the control terminal ( 39 ) and on the other hand with the interior of the hollow cylinder ( 81 ), that of the longitudinal bore ( 79 ) at least one radial bore ( 83 ) starting with the annular control space ( 48 ) is connectable, and that the control piston ( 78 ) a circumferential groove ( 84 ), via which the annular control space ( 48 ) with the process ( 54 ) is connectable.

Hydraulisch betätigtes Schaltventil nach Patentanspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (40) zunächst durch einen gegenüber einem Betriebsdruck (p_M) erhöhten Steuerdruck (p_max) aus seiner ersten Schaltstellung soweit verschoben wird, bis die gesamte zweite Stirnfläche (43) mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird, dass dann der Steuerdruck (p_max) auf einen normalen Motoröldruck (p_M) reduziert wird, über den der Steuerschieber (40) in eine zweite Schaltstellung verschoben und in dieser gehalten wird, wobei die Federkraft der Rückstellfeder (42) und die aus dem Steuerdruck resultierende Kraft des Steuerschiebers (40) kleiner ist als die aus dem Betriebsdruck (p_M) resultierende Kraft am Steuerschieber (40), und dass der Steuerschieber (40) zur Umschaltung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung mit einem Resetdruck (p_Res) beaufschlagbar ist, der geringer ist als der normale Betriebsdruck (p_M).Hydraulically operated switching valve according to claim 1 or 7, characterized in that the spool ( 40 ) is first displaced from its first switching position by a control pressure (p _max ), which is higher than an operating pressure (p _M ), until the entire second end face ( 43 ) is applied to the control pressure, that then the control pressure (p _max ) is reduced to a normal engine oil pressure (p _M ), via which the spool ( 40 ) is moved to a second switching position and held in this, wherein the spring force of the return spring ( 42 ) and the resulting from the control pressure force of the spool ( 40 ) is smaller than the force resulting from the operating pressure (p _M ) at the spool ( 40 ), and that the spool ( 40 ) can be acted upon for switching from the second switching position to the first switching position with a reset pressure (p _Res ), which is less than the normal operating pressure (p _M ).

Pleuel (1) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, das zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung zum Einstellen der effektiven Länge des Pleuels (1), die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge (7) des Pleuels (1) angeordneten Exzenterkörper (8), wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume (22, 23) von Stützzylindern (20, 21), in denen jeweils ein Stellkolben (15, 16) verschiebbar geführt ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen (13, 14), die jeweils einen Stellkolben (15, 16) mit dem Exzenterkörper (8) verbinden, aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens ein hydraulisch betätigtes Schaltventil (33, 66, 76) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9.Connecting rod ( 1 ) for an adjustable compression ratio reciprocating internal combustion engine which is at least two-stage adjustable in its effective length to adjust the compression ratio, with at least one hydraulic actuator for adjusting the effective length of the connecting rod ( 1 ), at least one in a piston-side connecting rod eye ( 7 ) of the connecting rod ( 1 ) arranged eccentric body ( 8th ), at least two pressurizable with a hydraulic fluid pressure chambers ( 22 . 23 ) of support cylinders ( 20 . 21 ), in each of which a control piston ( 15 . 16 ) is displaceably guided, and at least two piston rods ( 13 . 14 ), each having an actuating piston ( 15 . 16 ) with the eccentric body ( 8th ), characterized by at least one hydraulically actuated switching valve ( 33 . 66 . 76 ) according to one of the claims 1 to 9.