DE102018122116B3

DE102018122116B3 - Connecting rod for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio

Info

Publication number: DE102018122116B3
Application number: DE102018122116.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Misala; Christoph Pleuss
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pleuel (1) für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis, umfassend- einen Pleuelgrundkörper (2) mit einem Pleuellagerauge (9),- einen Exzenter (10), der drehbar innerhalb des Pleuellagerauges (9) angeordnet ist,- eine Exzenterverstelleinrichtung (12), die zur Verstellung einer effektiven Pleuelläge eingerichtet ist, wobei die Exzenterverstelleinrichtung (12) eine erste, einer Massenkraftseite zugeordnete Hydraulikkammer (20), in der ein erster Kolben (17) axial verschiebbar geführt ist, und eine zweite, einer Gaskraftseite zugeordnete Hydraulikkammer (21), in der ein zweiter Kolben (18) axial verschiebbar geführt ist, aufweist, wobei an dem zweiten Kolben (18) eine Stützstange (15) angebracht ist, an der ein Verstellhebel (13) gelagert ist, der mit dem Exzenter (10) verbunden ist, und wobei die Exzenterverstelleinrichtung (12) ein Exzenterarretierungsmittel (19) umfasst, das mit dem ersten Kolben (17) zusammenwirkt und das dazu eingerichtet ist, den Exzenter (10) zumindest in einer Endlagenposition zu arretieren, wobei das Exzenterarretierungsmittel (19) so ausgebildet ist, dass es bei einer axialen Bewegung des Kolbens (17) innerhalb der ersten Hydraulikkammer (20) drehbar ist und abschnittsweise formschlüssig mit dem Exzenter (10) verbunden ist.The invention relates to a connecting rod (1) for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio, comprising - a connecting rod base body (2) with a connecting rod bearing eye (9), - an eccentric (10) which is rotatably arranged within the connecting rod bearing eye (9), - an eccentric adjusting device (12), which is set up to adjust an effective connecting rod position, the eccentric adjusting device (12) having a first hydraulic chamber (20) assigned to a mass force side, in which a first piston (17) is guided axially displaceably, and a second one assigned to a gas force side Hydraulic chamber (21), in which a second piston (18) is guided axially displaceably, wherein a support rod (15) is attached to the second piston (18), on which an adjusting lever (13) is mounted, which is connected to the eccentric (10), and wherein the eccentric adjusting device (12) comprises an eccentric locking means (19) which cooperates with the first piston (17) and which is set up to lock the eccentric (10) at least in an end position, the eccentric locking means (19) being designed such that it can be rotated within the first hydraulic chamber (20) when the piston (17) moves axially and with sections in a form-fitting manner the eccentric (10) is connected.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a connecting rod for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio according to the preamble of claim 1.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen spielen konstruktive Maßnahmen zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und damit auch zur Reduktion von Emissionen eine wichtige Rolle, um zum Beispiel zukünftige Gesetzesvorgaben unter realen Fahrbedingungen erfüllen zu können. Mögliche Ansatzpunkte sind hierbei die Optimierung von Verbrennungsprozessen sowie Maßnahmen zur Verringerung mechanischer Verluste. Eine vielversprechende Technologie stellen Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einem variablen Verdichtungsverhältnis dar („Variable Compression Ratio“; VCR). Diese weisen Pleuel auf, bei denen die Möglichkeit besteht, durch die Verstellung eines in einem Pleuellagerauge angeordneten Exzenters eine effektive Pleuellänge zu variieren.In the development of internal combustion engines, constructive measures to reduce fuel consumption and thus also to reduce emissions play an important role, for example in order to be able to meet future legal requirements under real driving conditions. Possible starting points here are the optimization of combustion processes and measures to reduce mechanical losses. Reciprocating piston internal combustion engines with a variable compression ratio (“VCR”) represent a promising technology. These have connecting rods, in which there is the possibility of varying an effective connecting rod length by adjusting an eccentric arranged in a connecting rod bearing eye.

Aus dem Stand der Technik sind bereits entsprechende Pleuel der eingangs genannten Art, die für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis vorgesehen sind und die häufig auch als VCR-Pleuel bezeichnet werden, bekannt. Ein möglichst hohes Verdichtungsverhältnis, welches durch das Verhältnis eines Zylinderraumvolumens der Hubkolbenbrennkraftmaschine vor und nach einer Verdichtung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs definiert ist, wirkt sich generell positiv auf den Wirkungsgrad der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus. Um bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, insbesondere bei Ottomotoren, in einem Volllastbetrieb ein so genanntes Klopfen zu vermeiden, ist die Größe des Verdichtungsverhältnisses begrenzt. In einem Teillastbetrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine, der in einem realen Betrieb weitaus häufiger auftritt als der Volllastbetrieb und in dem die Zylinderfüllung geringer als im Volllastbetrieb ist, besteht die Möglichkeit, ein höheres Verdichtungsverhältnis zu wählen. Somit ist es vorteilhaft, das Verdichtungsverhältnis bedarfsgerecht anpassen zu können.Corresponding connecting rods of the type mentioned at the outset, which are provided for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio and which are often also referred to as VCR connecting rods, are already known from the prior art. The highest possible compression ratio, which is defined by the ratio of a cylinder volume of the reciprocating piston internal combustion engine before and after compression of a fuel-air mixture, generally has a positive effect on the efficiency of the reciprocating piston internal combustion engine. The size of the compression ratio is limited in order to avoid knocking in reciprocating internal combustion engines with spark ignition, particularly in gasoline engines, in full-load operation. In a partial-load operation of the reciprocating piston internal combustion engine, which occurs in real operation far more frequently than full-load operation and in which the cylinder charge is lower than in full-load operation, it is possible to choose a higher compression ratio. It is therefore advantageous to be able to adjust the compression ratio as required.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Pleuel, die für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis vorgesehen sind, weisen zwei Hydraulikkammern auf, die über ein Steuerventil mit einer Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mit Motoröl, selektiv befüllt beziehungsweise entleert werden können, so dass innerhalb der Hydraulikkammern angeordnete Kolben in axialer Richtung bewegt werden können. Abhängig von der Ventilstellung des Steuerventils kann eine effektive Pleuellänge mittels einer Exzenterverstelleinrichtung von einer ersten Stellung, in der die effektive Pleuellänge minimal ist, in eine zweite Stellung, in der die effektive Pleuellänge maximal ist, und umgekehrt verstellt werden. Über die jeweilige Stellung kann ein variabler Hub eines Kolbens der Hubkolbenbrennkraftmaschine eingestellt werden. Damit die Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammern einströmen beziehungsweise aus diesen ausströmen kann, ist ein entsprechendes Leitungssystem innerhalb des Pleuelgrundkörpers ausgebildet. Die unterschiedlichen Arbeitsstellungen des Pleuels mit maximaler beziehungsweise minimaler effektiver Pleuellänge werden dadurch erreicht, dass in die erste Hydraulikkammer, welche der Massenkraftseite der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet ist, beziehungsweise in die zweite Hydraulikkammer, welche der Gaskraftseite der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet ist, eine Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl, als Arretiermedium eingebracht wird.The connecting rods known from the prior art, which are provided for reciprocating piston internal combustion engines with a variable compression ratio, have two hydraulic chambers which can be selectively filled or emptied with a hydraulic fluid, in particular with engine oil, via a control valve, so that pistons arranged inside the hydraulic chambers axial direction can be moved. Depending on the valve position of the control valve, an effective connecting rod length can be adjusted by means of an eccentric adjustment device from a first position in which the effective connecting rod length is minimal to a second position in which the effective connecting rod length is maximum and vice versa. A variable stroke of a piston of the reciprocating internal combustion engine can be set via the respective position. In order that the hydraulic fluid can flow into or out of the hydraulic chambers, a corresponding line system is formed within the connecting rod base. The different working positions of the connecting rod with a maximum or minimum effective connecting rod length are achieved in that in the first hydraulic chamber, which is assigned to the mass force side of the reciprocating piston internal combustion engine, or in the second hydraulic chamber, which is assigned to the gas force side of the reciprocating piston internal combustion engine, a hydraulic fluid, in particular engine oil, as Locking medium is introduced.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pleueln besteht das Problem, dass es bei höheren Motordrehzahlen aufgrund der dann ansteigenden Gas- und Massenkräfte zu einer Schwingbewegung der Exzenterverstelleinrichtung kommen kann. Die hierbei wirkenden Kräfte führen zu einer Kompression der in der Theorie inkompressiblen Hydraulikflüssigkeit. Der steigende Druck in den mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllten Hydraulikkammern kann unter Umständen zu Leckströmen an den Kolbendichtungen führen, die zu einer weiteren Verstärkung der Schwingungsamplituden beitragen können. The problem with the connecting rods known from the prior art is that an oscillating movement of the eccentric adjusting device can occur at higher engine speeds due to the then increasing gas and inertial forces. The forces acting here result in compression of the hydraulic fluid which is incompressible in theory. The increasing pressure in the hydraulic chambers filled with the hydraulic fluid can possibly lead to leakage currents at the piston seals, which can contribute to a further amplification of the vibration amplitudes.

Somit wird nach Möglichkeiten gesucht, um die Schwinganfälligkeit der Exzenterverstelleinrichtung zu reduzieren beziehungsweise sogar komplett zu unterbinden. Mögliche Ansätze, um die auf die Hydraulikflüssigkeitssäule innerhalb der Hydraulikkammern wirkende Last zu verringern, bestehen zum Beispiel darin, die Kolbenoberfläche zu vergrößern oder die Hebelverhältnisse der Exzenterverstelleinrichtung zu verändern. Diese Lösungskonzepte können jedoch aufgrund unterschiedlicher Zielkonflikte nicht oder nur mit großem Aufwand umgesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit kann darin bestehen, die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit anzupassen. Dieser Ansatz ist jedoch wenig praktikabel.Thus, possibilities are sought to reduce the susceptibility to vibration of the eccentric adjustment device or even to prevent it completely. Possible approaches for reducing the load acting on the hydraulic fluid column within the hydraulic chambers are, for example, increasing the piston surface or changing the lever ratio of the eccentric adjustment device. However, due to different conflicting objectives, these solution concepts cannot be implemented or can only be implemented with great effort. Another possibility can be to adjust the viscosity of the hydraulic fluid. However, this approach is not very practical.

Aus der DE 10 2017 107 673 A1 , aus der DE 10 2016 114 978 A1 sowie aus der US 2017/ 0 211 470 A1 sind bereits unterschiedliche Lösungsansätze bekannt, um einen Exzenter eines Pleuels für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis zu arretieren.From the DE 10 2017 107 673 A1 , from the DE 10 2016 114 978 A1 as well as from the US 2017/0 211 470 A1 Different approaches are already known for locking an eccentric of a connecting rod for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio.

Aus der DE 195 03 425 A1 ist eine Anordnung zum Verstellen einer Kolbenbolzenlagerung bei Kolbenmaschinen bekannt, bei der eine hydraulisch verstellbare Sperrklinke als Exzenterarretierungsmittel vorgesehen ist, die drehbar um den Bolzen gelagert ist.From the DE 195 03 425 A1 An arrangement for adjusting a piston pin bearing in piston machines is known, in which a hydraulically adjustable pawl is provided as an eccentric locking means, which is rotatably mounted around the pin.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Pleuel der eingangs genannten Art für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis zur Verfügung zu stellen, bei dem die Schwinganfälligkeit der Exzenterverstelleinrichtung wirksam verringert werden kann. The present invention has for its object to provide a connecting rod of the type mentioned for a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio, in which the susceptibility to vibration of the eccentric adjustment device can be effectively reduced.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein gattungsgemäßes Pleuel mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a connecting rod of the generic type with the features of the characterizing part of claim 1. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Ein erfindungsgemäßes Pleuel zeichnet sich dadurch aus, dass das Exzenterarretierungsmittel in den ersten Kolben eingesetzt ist und so ausgebildet ist, dass es bei einer axialen Bewegung des ersten Kolbens drehbar ist und abschnittsweise formschlüssig mit dem Exzenter verbunden ist, wobei das Exzenterarretierungsmittel ein Arbeitsgewinde aufweist, das einen Spindelantrieb bildet. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Exzenter auf einfache Weise in zumindest einer seiner Endpositionen sicher zu arretieren, so dass die Schwinganfälligkeit der Exzenterverstelleinrichtung wirksam verringert werden kann. Die grundlegende Verstellbewegung der Exzenterverstelleinrichtung, die zu einer Verstellung des Exzenters und damit zu einer Änderung der effektiven Pleuellänge führt, wird durch entsprechende Massen- und Gaskräfte der Hubkolbenbrennkraftmaschine hervorgerufen, welche bei einem Arbeitstakt auf die Exzenterverstelleinrichtung einwirken.A connecting rod according to the invention is characterized in that the eccentric locking means is inserted into the first piston and is designed such that it can be rotated when the first piston moves axially and is connected to the eccentric in a form-fitting manner in sections, the eccentric locking means having a working thread which forms a spindle drive. This creates the possibility of securely locking the eccentric in a simple manner in at least one of its end positions, so that the susceptibility to oscillation of the eccentric adjusting device can be effectively reduced. The basic adjustment movement of the eccentric adjustment device, which leads to an adjustment of the eccentric and thus to a change in the effective connecting rod length, is caused by corresponding mass and gas forces of the reciprocating piston internal combustion engine, which act on the eccentric adjustment device in one work cycle.

Um eine mechanisch robuste Ausgestaltung des Drehmechanismus für das Exzenterarretierungsmittel zu schaffen, ist vorgesehen, dass das Exzenterarretierungsmittel ein Arbeitsgewinde aufweist, das einen Spindelantrieb bildet.In order to create a mechanically robust design of the rotating mechanism for the eccentric locking means, it is provided that the eccentric locking means has a working thread which forms a spindle drive.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Exzenterarretierungsmittel an einem freien oberen Ende einen Arretierungsabschnitt aufweist, der mit dem Exzenter zusammenwirkt. Der Arretierungsabschnitt stellt dauerhaft eine formschlüssige Verbindung des Exzenterarretierungsmittels mit dem Exzenter zur Verfügung, so dass der Exzenter in einer ersten Stellung, in der die effektive Pleuellänge minimal ist, und in einer zweiten Stellung, in der die effektive Pleuellänge maximal ist, arretierbar ist.In a particularly preferred embodiment it can be provided that the eccentric locking means has a locking portion at a free upper end which interacts with the eccentric. The locking section permanently provides a positive connection of the eccentric locking means to the eccentric, so that the eccentric can be locked in a first position in which the effective connecting rod length is minimal and in a second position in which the effective connecting rod length is maximum.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass der Exzenter in seiner Mantelfläche eine Schaltkulisse aufweist und der Arretierungsabschnitt des Exzenterarretierungsmittels so geformt ist, dass der Arretierungsabschnitt und die Schaltkulisse formschlüssig miteinander verbunden sind. Somit bildet die Schaltkulisse auf der Mantelfläche des Exzenters geometrisch die Abwicklung der „Gegengeometrie“ zum Arretierungsabschnitt des Exzenterarretierungsmittels. Mit anderen Worten entsteht der Verlauf der Schaltkulisse am Exzenter in Folge einer Abwicklung um die Exzenterachse in Verbindung mit der dazugehörigen Verdrehung des Arretierungsabschnitts des Exzenterarretierungsmittels um dessen Drehachse. Die radiale Geometrie des Arretierungsabschnitts wird somit durch die Abwicklung einer schiefen Ebene gebildet. Grundsätzlich kann diese winkelorientiert diverse Steigungen aufweisen, so dass ganz gezielt entsprechende Kräfteverhältnisse erzeugt werden können. Um das Exzenterarretierungsmittel jedoch weitgehend unabhängig gegenüber möglichen Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen auszuführen, ist es vorteilhaft, für die Auslegung eine konstante Steigung vorzusehen. Vorzugsweise kann die Schaltkulisse bahnkurvenartig geformt sein. Der Arretierungsabschnitt und die Schaltkulisse des Exzenters weisen also miteinander korrespondierende Formgestaltungen auf, die bewirken, dass der Arretierungsabschnitt permanent mit der bahnkurvenartig geformten Schaltkulisse des Exzenters in Kontakt steht und dadurch die formschlüssige Verbindung schafft.In an advantageous embodiment, there is the possibility that the eccentric has a switching link in its outer surface and the locking section of the eccentric locking means is shaped such that the locking section and the switching link are positively connected to one another. The shifting gate on the lateral surface of the eccentric thus geometrically forms the development of the “counter geometry” to the locking section of the eccentric locking means. In other words, the course of the shifting gate on the eccentric arises as a result of a development around the eccentric axis in connection with the associated rotation of the locking section of the eccentric locking means about its axis of rotation. The radial geometry of the locking section is thus formed by the development of an inclined plane. Basically, this can have various gradients in an angle-oriented manner so that corresponding force relationships can be generated in a very targeted manner. However, in order to make the eccentric locking means largely independent of possible manufacturing and / or assembly tolerances, it is advantageous to provide a constant pitch for the design. The shifting gate can preferably be shaped like a path curve. The locking section and the shifting link of the eccentric thus have mutually corresponding shapes which cause the locking section to be in permanent contact with the switching curve of the eccentric shaped in the form of a path curve, thereby creating the positive connection.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der erste Kolben mittels eines ersten Lagermittels, insbesondere einer Nadelrolle, das in den Pleuelgrundkörper eingesetzt ist und in eine Abflachung auf einer Mantelfläche des ersten Kolbens eingreift, verdrehsicher innerhalb der ersten Hydraulikkammer angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich der erste Kolben innerhalb der ersten Hydraulikkammer zwar in axialer Richtung bewegen, sich aber nicht verdrehen kann.In a particularly preferred embodiment it can be provided that the first piston is arranged within the first hydraulic chamber such that it cannot rotate, by means of a first bearing means, in particular a needle roller, which is inserted into the connecting rod base body and engages in a flat on a lateral surface of the first piston. It is thereby achieved that the first piston can move in the axial direction within the first hydraulic chamber, but cannot rotate.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Exzenterverstelleinrichtung ein Axiallager für das Exzenterarretierungsmittel aufweist. Die Auslegung des Arretierungsmechanismus basiert auf einem versetzten Kraftangriff zwischen dem Exzenter und dem drehbaren Exzenterarretierungsmittel und ähnelt dem Aufbau eines Schneckenradgetriebes, wobei der Exzenter aus funktionaler Sicht dem Schneckenrad und das drehbare Exzenterarretierungsmittel der Schnecke des Schneckenradgetriebes entspricht. Aus dem am Exzenter anliegenden Drehmoment resultiert durch Kräftezerlegung eine entlang der Drehachse des Exzenterarretierungsmittels orientierte Kraftkomponente sowie darüber hinaus eine radial zu der Drehachse orientierte Kraftkomponente. Die entlang der Drehachse wirkende Kraftkomponente wird vom Axiallager, aufgefangen und erzeugt dabei eine Reibkraft, welche der Drehbewegung am Hebelarm des Lagerradius entgegenwirkt und somit die Drehbewegung des Exzenterarretierungsmittels hemmt.In an advantageous embodiment it is proposed that the eccentric adjustment device have an axial bearing for the eccentric locking means. The design of the locking mechanism is based on an offset force application between the eccentric and the rotatable eccentric locking means and is similar to the construction of a worm gear, with the eccentric corresponding from a functional point of view to the worm gear and the rotatable eccentric locking means to the worm of the worm gear. From the torque applied to the eccentric, force decomposition results in a force component oriented along the axis of rotation of the eccentric locking means and, moreover, a force component oriented radially to the axis of rotation. The force component acting along the axis of rotation is absorbed by the axial bearing and generates a frictional force which counteracts the rotary movement on the lever arm of the bearing radius and thus inhibits the rotary movement of the eccentric locking means.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass das Axiallager durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut, die zwischen dem Arbeitsgewinde und dem Arretierungsabschnitt ausgebildet ist, und ein zweites Lagermittel, insbesondere eine Nadelrolle, das in den Pleuelgrundkörper eingesetzt ist und in die Nut eingreift, gebildet ist.In a particularly advantageous embodiment, there is the possibility that the axial bearing extends through a circumferential direction Groove, which is formed between the working thread and the locking section, and a second bearing means, in particular a needle roller, which is inserted into the connecting rod base body and engages in the groove, is formed.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Exzenterverstelleinrichtung ein Federmittel aufweist, welches dazu ausgebildet ist, eine Rückstellkraft für den ersten Kolben bereitzustellen. Die mechanische Vorspannung des Federmittels und dessen Lage sowie die Lage des ersten Kolbens innerhalb der ersten Hydraulikkammer können in geeigneter Weise angepasst werden. Das Federmittel ist dazu eingerichtet, eine mechanische Vorspannung zur Verfügung zu stellen, so dass bei einer Änderung einer Schaltstellung eines Steuerventils, das an ein Leitungssystem zum Zu- beziehungsweise Abführen von Hydraulikflüssigkeit angeschlossen ist, die Hydraulikflüssigkeit durch die Einwirkung der Rückstellkraft des Federmittels, die auf den ersten Kolben wirkt, aus der ersten Hydraulikkammer herausgedrückt werden kann.In an advantageous development, it can be provided that the eccentric adjustment device has a spring means which is designed to provide a restoring force for the first piston. The mechanical preload of the spring means and its position as well as the position of the first piston within the first hydraulic chamber can be adapted in a suitable manner. The spring means is set up to provide a mechanical pretension, so that when a switching position of a control valve connected to a line system for supplying or discharging hydraulic fluid changes, the hydraulic fluid acts due to the action of the restoring force of the spring means acts the first piston, can be pressed out of the first hydraulic chamber.

Vorzugsweise kann das Federmittel als Schenkelfeder ausgebildet sein, durch die sich das Arbeitsgewinde des Exzenterarretierungsmittels hindurch erstreckt. Dadurch wird eine mechanisch robuste Ausführung des Federmittels geschaffen.The spring means can preferably be designed as a leg spring through which the working thread of the eccentric locking means extends. This creates a mechanically robust design of the spring means.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen

1 eine Explosionsansicht eines Pleuels für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, welches gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist,
2 eine teilweise geschnittene Darstellung des Pleuels gemäß 1,
3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines Exzenterarretierungsmittels einer Exzenterverstelleinrichtung,
4a bis 4h mehrere perspektivische und teilweise vergrößerte Darstellungen, die Einzelheiten einer Montage der Exzenterverstelleinrichtung und eines Exzenters des Pleuels veranschaulichen,
5 eine Detailansicht eines Teils eines Pleuelgrundkörpers mit einem darin eingepressten Steuerventil,
6 eine Detailansicht des Teils des Pleuelgrundkörpers gemäß 5 nach einem zusätzlichen Verprägen des Steuerventils mit dem Pleuelgrundkörper,
7 eine perspektivische Darstellung, die das Zusammenwirken eines Exzenterarretierungsmittels mit dem Exzenter veranschaulicht.

Further features and advantages of the present invention will become clear from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying figures. Show

1 2 shows an exploded view of a connecting rod for a reciprocating piston internal combustion engine with variable compression, which is designed according to a preferred exemplary embodiment of the present invention,
2 a partially sectioned representation of the connecting rod according to 1 .
3 2 shows an enlarged view of part of an eccentric locking means of an eccentric adjusting device,
4a to 4h several perspective and partially enlarged representations, which illustrate details of an assembly of the eccentric adjusting device and an eccentric of the connecting rod,
5 2 shows a detailed view of part of a connecting rod base body with a control valve pressed into it,
6 a detailed view of the part of the connecting rod body according to 5 after additional stamping of the control valve with the connecting rod base,
7 a perspective view illustrating the interaction of an eccentric locking means with the eccentric.

Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst ein Pleuel 1, welches gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist und das für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis vorgesehen ist, einen Pleuelgrundkörper 2 und einen Pleueldeckel 3, die mittels zweier Montageschrauben 4, 5 miteinander verbunden sind. Um die Montage des Pleueldeckels 3 an dem Pleuelgrundkörper 2 zu vereinfachen, sind zwei zylindrisch geformte Zentrierstifte 6, 7 vorgesehen, die bei der Montage in zwei paarweise miteinander fluchtende Montagebohrungen des Pleuelgrundkörpers 2 und des Pleueldeckels 3 (jeweils nicht mit Bezugszeichen versehen) eingesetzt werden, bevor diese mittels der beiden Montageschrauben 4, 5 miteinander verschraubt werden.With reference to 1 and 2 includes a connecting rod 1 , which is designed according to a preferred embodiment of the present invention and which is provided for a reciprocating internal combustion engine with a variable compression ratio, a connecting rod base 2 and a connecting rod cover 3 using two mounting screws 4 . 5 are interconnected. To assemble the connecting rod cover 3 on the connecting rod base 2 To simplify, are two cylindrical centering pins 6 . 7 provided that during assembly in two mutually aligned mounting holes of the connecting rod base 2 and the connecting rod cover 3 (not provided with reference numerals) before they are attached using the two mounting screws 4 . 5 are screwed together.

Der Pleuelgrundkörper 2 und der Pleueldeckel 3 sind so geformt, dass sie nach der Montage gemeinsam ein Hublagerauge 8 bilden, welches häufig auch als großes Pleuelauge bezeichnet wird. Mittels des Hublagerauges 8 kann das Pleuel 1 an eine Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis angeschlossen werden. Innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 ist ein Pleuellagerauge 9 ausgebildet, welches häufig auch als kleines Pleuelauge bezeichnet wird. Mittels des Pleuellagerauges 9 kann das Pleuel 1 an einen Zylinderkolben der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeschlossen werden.The connecting rod body 2 and the connecting rod cap 3 are shaped in such a way that they together form a lifting eye after assembly 8th form, which is often referred to as a large connecting rod eye. Using the lifting eye 8th can the connecting rod 1 can be connected to a crankshaft of a reciprocating piston internal combustion engine with a variable compression ratio. Inside the connecting rod body 2 is a connecting rod bearing eye 9 trained, which is often referred to as a small connecting rod eye. Using the connecting rod bearing eye 9 can the connecting rod 1 be connected to a cylinder piston of the reciprocating piston internal combustion engine.

Innerhalb des Pleuellagerauges 9 ist ein Exzenter 10 mit einer Exzenterbohrung 11 untergebracht, der an eine Exzenterverstelleinrichtung 12 angeschlossen ist, die eine Rotationsbewegung des Exzenters 10 aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewirken kann, wodurch eine effektive Pleuellänge, die durch den Abstand einer Mittelachse des Hublagerauges 8 von einer Mittelachse der Exzenterbohrung 11 des Exzenters 10 definiert ist, variiert werden kann. Innerhalb der Exzenterbohrung 11 ist ein hier nicht explizit dargestellter Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen. Eine Veränderung der effektiven Pleuellänge von einer ersten Stellung, in der diese minimal ist, in eine zweite Stellung, in der diese maximal ist, hat einen Einfluss auf das Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenbrennkraftmaschine, welches somit variiert werden kann.Inside the connecting rod bearing eye 9 is an eccentric 10 with an eccentric bore 11 housed the to an eccentric adjustment 12 is connected, the rotational movement of the eccentric 10 can cause from a first position to a second position, creating an effective connecting rod length, which is determined by the distance of a central axis of the pin bearing eye 8th from a central axis of the eccentric bore 11 of the eccentric 10 is defined, can be varied. Inside the eccentric bore 11 a piston pin of the cylinder piston, which is not explicitly shown here, is included. A change in the effective connecting rod length from a first position, in which it is minimal, to a second position, in which it is maximum, has an influence on the compression ratio of the reciprocating piston internal combustion engine, which can thus be varied.

Eine Verstellbewegung der Exzenterverstelleinrichtung 12, die zu einer Verstellung des Exzenters 10 und damit zu einer Änderung der effektiven Pleuellänge führt, wird durch Massen- und Gaskräfte der Hubkolbenbrennkraftmaschine hervorgerufen, welche bei einem Arbeitstakt auf die Exzenterverstelleinrichtung 12 einwirken. Insbesondere verändern sich während eines Arbeitstaktes die Wirkrichtungen der auf die Exzenterverstelleinrichtung 12 wirkenden Kräfte kontinuierlich. Einzelheiten der Verstellung des Exzenters 10 werden weiter unten noch näher erläutert.An adjustment movement of the eccentric adjustment device 12 leading to an adjustment of the eccentric 10 and thus leads to a change in the effective connecting rod length, is caused by mass and gas forces of the reciprocating piston internal combustion engine, which in one work cycle on the eccentric adjustment device 12 act. In particular, the directions of action of the eccentric adjustment device change during a work cycle 12 acting forces continuously. Details of the adjustment of the eccentric 10 are explained in more detail below.

Die Exzenterverstelleinrichtung 12 weist einen ersten Kolben 17 auf, der einer Massenkraftseite (kurz: MKS) der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet ist. In den ersten Kolben 17 ist ein mechanisches Exzenterarretierungsmittel 19 eingesetzt, das ein Arbeitsgewinde 190 in Form eines Spindelantriebs und an seinem freien oberen Ende einen Arretierungsabschnitt 191 aufweist. Ferner ist ein Federmittel 27 vorgesehen, das vorzugsweise als Schenkelfeder ausgebildet ist und zwischen dem ersten Kolben 17 und dem Arretierungsabschnitt 191 angeordnet ist und durch das sich das Arbeitsgewinde 190 hindurch erstreckt. In einem komprimierten Zustand stellt dieses Federmittel 27 eine Rückstellkraft für den ersten Kolben 17 zur Verfügung. Innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 ist eine erste Hydraulikkammer 20 ausgebildet, die als Zylinderbohrung ausgeführt ist und in die - wie in 2 zu erkennen - der erste Kolben 17 in axialer Richtung gegen die Rückstellkraft des Federmittels 27 verschiebbar angeordnet ist. Die mechanische Vorspannung des Federmittels 27 und dessen Lage sowie die Lage des ersten Kolbens 17 innerhalb der ersten Hydraulikkammer 20 können in geeigneter Weise angepasst werden.The eccentric adjustment device 12 has a first piston 17 on which is assigned to a mass force side (short: MKS) of the reciprocating piston internal combustion engine. In the first piston 17 is a mechanical eccentric locking device 19 used which is a working thread 190 in the form of a spindle drive and a locking section at its free upper end 191 having. Furthermore, a spring means 27 provided, which is preferably designed as a leg spring and between the first piston 17 and the locking section 191 is arranged and through which the working thread 190 extends through. In a compressed state, this spring means 27 a restoring force for the first piston 17 to disposal. Inside the connecting rod body 2 is a first hydraulic chamber 20 trained, which is designed as a cylinder bore and in the - as in 2 recognizable - the first piston 17 in the axial direction against the restoring force of the spring means 27 is slidably arranged. The mechanical preload of the spring means 27 and its position and the position of the first piston 17 inside the first hydraulic chamber 20 can be adapted in a suitable manner.

Die Exzenterverstelleinrichtung 12 weist an einer Gaskraftseite (kurz: GKS), welche der Massenkraftseite gegenüberliegt, einen Verstellhebel 13 auf, der zwei voneinander beabstandete, sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Hebelarme 130, 131 umfasst, die jeweils eine Montageöffnung 132, 133 aufweisen. Die beiden Montageöffnungen 132, 133 sind so geformt und dimensioniert, dass der innerhalb des Pleuellagerauges 9 angeordnete Exzenter 10 beidseitig in die Montageöffnungen 132, 133 der beiden Hebelarme 130, 131 eingreifen kann und dadurch von diesen gehalten werden kann. Der Verstellhebel 13 ist mittels eines Lagermittels 14, das vorzugsweise als Nadelrolle ausgebildet ist, an einem ersten Ende einer Stützstange 15 angebracht. Ein zweites Ende der Stützstange 15, welches dem ersten Ende gegenüberliegt, ist mit Hilfe eines Lagermittels 16, das vorzugsweise ebenfalls als Nadelrolle ausgebildet ist, mit einem zweiten Kolben 18, verbunden, welcher somit der Gaskraftseite (GKS) der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordnet ist. Innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 ist eine zweite Hydraulikkammer 21 ausgebildet, die als Zylinderbohrung ausgeführt ist. In die zweite Hydraulikkammer 21 ist - wie in 2 zu erkennen - der zweite Kolben 18 zusammen mit der daran gelagerten Stützstange 15 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet.The eccentric adjustment device 12 has an adjustment lever on a gas force side (short: GKS), which is opposite the mass force side 13 on, the two spaced apart, substantially parallel to each other extending lever arms 130 . 131 includes, each a mounting opening 132 . 133 exhibit. The two mounting holes 132 . 133 are shaped and dimensioned so that the inside of the connecting rod bearing eye 9 arranged eccentric 10 on both sides in the assembly openings 132 . 133 of the two lever arms 130 . 131 can intervene and can be held by them. The adjustment lever 13 is by means of a storage device 14 , which is preferably designed as a needle roller, at a first end of a support rod 15 appropriate. A second end of the support bar 15 , which is opposite the first end, is with the help of a bearing means 16 , which is preferably also designed as a needle roller, with a second piston 18 , connected, which is thus assigned to the gas force side (GKS) of the reciprocating internal combustion engine. Inside the connecting rod body 2 is a second hydraulic chamber 21 trained, which is designed as a cylinder bore. In the second hydraulic chamber 21 is - as in 2 recognizable - the second piston 18 together with the support rod attached to it 15 slidably arranged in the axial direction.

Unter Bezugnahme auf 3 und 4a bis 4h sollen nachfolgend Einzelheiten der Montage der Exzenterverstelleinrichtung 12 sowie des Exzenters 10 näher erläutert werden. Aus 3 wird deutlich, dass das Exzenterarretierungsmittel 19 eine umlaufende Nut 192 aufweist, die zwischen dem Arbeitsgewinde 190 und dem Arretierungsabschnitt 191 ausgebildet ist.With reference to 3 and 4a to 4h Below are details of the assembly of the eccentric adjustment 12 as well as the eccentric 10 are explained in more detail. Out 3 it becomes clear that the eccentric locking means 19 a circumferential groove 192 has between the working thread 190 and the locking section 191 is trained.

Wie in 4a bis 4c zu erkennen, wird in einem ersten Schritt der erste Kolben 17 mit dem darin eingesetzten Exzenterarretierungsmittel 19 sowie dem Federmittel 27 in die erste Hydraulikkammer 20 eingesetzt. Anschließend wird - wie in 4d und 4e zu erkennen -, ein erstes Lagermittel 28, das vorzugsweise als Nadelrolle ausgebildet ist, in eine erste Bohrung (nicht mit Bezugszeichen versehen) des Pleuelgrundkörpers 2 eingepresst. Die erste Bohrung ist so angeordnet, dass das erste Lagermittel 28 in einer Montagesolllage an einer länglichen Abflachung 170 anliegt, die in einer Mantelfläche des ersten Kolbens 17 ausgebildet ist und insbesondere nutartig geformt sein kann. Mit Hilfe des insbesondere als Nadelrolle ausgebildeten ersten Lagermittels 28 kann wirksam verhindert werden, dass sich der erste Kolben 17 bei der axialen Hubbewegung innerhalb der ersten Hydraulikkammer 20 um seine Längsachse drehen kann. Dieses erfolgt durch die spezielle Formgebung der Abflachung 170 in der Mantelfläche des ersten Kolbens 17, in die das erste Lagermittel 28 eingreift.As in 4a to 4c the first piston can be seen in a first step 17 with the eccentric locking means used therein 19 and the spring means 27 into the first hydraulic chamber 20 used. Then - as in 4d and 4e to recognize -, a first storage means 28 , which is preferably designed as a needle roller, in a first bore (not provided with reference numerals) of the connecting rod base body 2 pressed. The first hole is arranged so that the first bearing means 28 in a mounting target position on an elongated flat 170 abuts in a lateral surface of the first piston 17 is formed and in particular can be shaped like a groove. With the aid of the first bearing means, which is designed in particular as a needle roller 28 can effectively prevent the first piston 17 in the axial stroke movement within the first hydraulic chamber 20 can rotate about its longitudinal axis. This is done by the special shape of the flat 170 in the outer surface of the first piston 17 in which the first storage means 28 intervenes.

Wie aus 4f ersichtlich, wird in einem nächsten Schritt ein zweites Lagermittel 29, das vorzugsweise.ebenfalls als Nadelrolle ausgebildet ist, in eine zweite Bohrung (nicht mit Bezugszeichen versehen) eingepresst. Diese zweite Bohrung ist oberhalb der ersten Bohrung derart positioniert, dass das zweite Lagermittel 29 in seiner Montagesolllage in die umlaufende Nut 192 des Exzenterarretierungsmittels 19 eingreift. Das vorzugsweise als Nadelrolle ausgebildete zweite Lagermittel 29 sowie die umlaufende Nut 192 des Exzenterarretierungsmittels 19 bilden aus funktionaler Sicht ein Axiallager für den Arretierungsabschnitt 191 des Exzenterarretierungsmittels 19. Dieses Axiallager verhindert, dass sich der Arretierungsabschnitt 191 in axialer Richtung bewegen kann. Anderseits ermöglicht es das Axiallager, dass sich das Exzenterarretierungsmittel 19 und damit auch der Arretierungsabschnitt 191 um die Längsachse des Exzenterarretierungsmittels 19 drehen können.How from 4f can be seen, a second storage means in a next step 29 , which is preferably also formed as a needle roller, pressed into a second bore (not provided with reference numerals). This second bore is positioned above the first bore in such a way that the second bearing means 29 in its mounting target position in the circumferential groove 192 of the eccentric locking means 19 intervenes. The second bearing means, which is preferably designed as a needle roller 29 as well as the circumferential groove 192 of the eccentric locking means 19 form a thrust bearing for the locking section from a functional point of view 191 of the eccentric locking means 19 , This thrust bearing prevents the locking section 191 can move in the axial direction. On the other hand, the thrust bearing enables the eccentric locking means 19 and with it the locking section 191 about the longitudinal axis of the eccentric locking means 19 can turn.

In einem nächsten Schritt (siehe 4g) wird der Exzenter 10 in das Pleuellagerauge 9 des Pleuelgrundkörpers 2 eingesetzt. Nachfolgend werden der zweite Kolben 18 zusammen mit der daran gelagerten Stützstange 15 und dem an der Stützstange 15 gelagerten Verstellhebel 13 in die zweite Hydraulikkammer 21 eingesetzt. Die beiden Hebelarme 130, 131 werden so positioniert, dass der Exzenter 10 mit seinen einander gegenüberliegenden Stirnseiten in die Montageöffnungen 132, 133 der Hebelarme 130, 131 eingreifen kann und von diesen drehbeweglich gehalten werden kann.In a next step (see 4g) becomes the eccentric 10 in the connecting rod bearing eye 9 of the connecting rod base 2 used. Below is the second piston 18 together with the support rod attached to it 15 and that on the support rod 15 stored adjustment lever 13 into the second hydraulic chamber 21 used. The two lever arms 130 . 131 are positioned so that the eccentric 10 with its opposite end faces into the assembly openings 132 . 133 the lever arms 130 . 131 can intervene and can be rotatably held by these.

Die beiden Kolben 17, 18 werden während des Betriebs der mit dem Pleuel 1 ausgestatteten Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mit Motoröl, beaufschlagt, so dass die Hydraulikflüssigkeit die Verstellbewegung der Exzenterverstelleinrichtung 12 unterstützen kann beziehungsweise ein Rückstellen der Exzenterverstelleinrichtung 12 verhindern kann, indem die Hydraulikflüssigkeit selektiv auf die beiden Kolben 17, 18 einwirkt.The two pistons 17 . 18 be used during the operation of the connecting rod 1 equipped reciprocating internal combustion engine with a hydraulic fluid, in particular engine oil, so that the hydraulic fluid the adjustment movement of the eccentric adjustment 12 can support or reset the eccentric adjusting device 12 can prevent it by selectively applying the hydraulic fluid to the two pistons 17 . 18 acts.

Innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 ist ein Leitungssystem 22 untergebracht, das so ausgebildet ist, dass die beiden Hydraulikkammern 20, 21 selektiv mit der Hydraulikflüssigkeit versorgt werden können beziehungsweise die Hydraulikflüssigkeit selektiv aus den Hydrauklikkammern 20, 21 ausgeleitet werden kann.Inside the connecting rod body 2 is a pipe system 22 housed, which is designed so that the two hydraulic chambers 20 . 21 can be selectively supplied with the hydraulic fluid or the hydraulic fluid selectively from the hydraulic chambers 20 . 21 can be diverted.

Das Leitungssystem 22 ist zu diesem Zweck mit entsprechenden Leitungen 220, 221, 223, 224 ausgestattet, die Zu- und Abläufe für die Hydraulikflüssigkeit bilden und es ermöglichen, dass die Hydraulikflüssigkeit selektiv in die Hydraulikkammern 20, 21 einströmen beziehungsweise aus diesen ausströmen kann. Wie in 2 zu erkennen, ist jeder der beiden Hydraulikkammern 20, 21 jeweils ein Rückschlagventil 23, 24 zugeordnet. Die Rückschlagventile 23, 24 sind innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 angeordnet und mit diesem verpresst. Die Rückschlagventile 23, 24 sind einerseits dazu eingerichtet, ein Zurückfließen der Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikkammern 20, 21 zurück in das Leitungssystem 22 zu verhindern, und anderseits ein Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen.The pipe system 22 is for this purpose with appropriate lines 220 . 221 . 223 . 224 equipped that form inlets and outlets for the hydraulic fluid and allow the hydraulic fluid to be selectively in the hydraulic chambers 20 . 21 can flow in or flow out of these. As in 2 each of the two hydraulic chambers can be seen 20 . 21 one check valve each 23 . 24 assigned. The check valves 23 . 24 are inside the connecting rod body 2 arranged and pressed with this. The check valves 23 . 24 are set up on the one hand to allow the hydraulic fluid to flow back out of the hydraulic chambers 20 . 21 back into the piping system 22 to prevent, and on the other hand to allow suction of hydraulic fluid.

Das Pleuel 1 weist ferner ein Steuerventil 25 auf, das innerhalb des Pleuelgrundkörpers 2 angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, den Verstellweg der Exzenterverstelleinrichtung 12 zu steuern. Zu diesem Zweck ist das Steuerventil 25, das insbesondere als mechanisches Ventil oder als Hydraulikventil ausgebildet sein kann, an das Leitungssystem 22 angeschlossen, um in entsprechenden Schaltstellungen ein selektives Ausströmen beziehungsweise Einströmen der Hydraulikflüssigkeit aus den beiden Hydraulikkammern 20, 21 heraus beziehungsweise in die beiden Hydraulikkammern 20, 21 hinein zu ermöglichen.The connecting rod 1 also has a control valve 25 on that inside the connecting rod body 2 is arranged and which is set up to adjust the eccentric adjustment 12 to control. For this purpose the control valve 25 , which can be designed in particular as a mechanical valve or as a hydraulic valve, to the line system 22 connected to a selective outflow or inflow of the hydraulic fluid from the two hydraulic chambers in appropriate switching positions 20 . 21 out or into the two hydraulic chambers 20 . 21 to allow into it.

Wie in 5 zu erkennen, wird das Steuerventil 25 bei der Montage zunächst mit einer Aufnahmeöffnung 26, die innerhalb des Pleuelgrundkörpers 1 ausgebildet ist, verpresst. Um bei einem eventuellen Auftreten von Mikrobewegungen ein Lösen des Steuerventils 25 aus der Aufnahmeöffnung 26 zu verhindern, wird das Steuerventil 25 durch eine Verprägung 30 des Pleuelgrundkörpers 2 mit dem Steuerventil 25, die eine zusätzliche formschlüssige Verbindung des Pleuelgundkörpers 2 mit dem Steuerventil 25 zur Verfügung stellt, gesichert. Zu diesem Zweck weist das Steuerventil 25 an seiner Außenseite eine Ausnehmung 251 auf. An einer Außenseite des Pleuelgrundkörpers 2 ist eine vorbearbeitete Prägestelle 31 ausgebildet. Nach dem Einpressen des Steuerventils 25 in die Aufnahmeöffnung 26 des Pleuelgrundkörpers 2 wird zur Herstellung der Verprägung 30 von außen ein Prägestempel 32 an der vorbearbeiteten Prägestelle 31 angesetzt und nach innen gedrückt. Dadurch wird die Verprägung 30 erzeugt, welche die zusätzliche formschlüssige Verbindung des Pleuelgrundkörpers 2 mit dem Steuerventil 25 zur Verfügung stellt.As in 5 to recognize the control valve 25 when mounting, first with a receiving opening 26 that are inside the connecting rod body 1 is formed, pressed. In order to release the control valve in the event of micro movements 25 from the receiving opening 26 to prevent the control valve 25 through embossing 30 of the connecting rod base 2 with the control valve 25 that an additional positive connection of the connecting rod body 2 with the control valve 25 provides, secured. For this purpose the control valve 25 a recess on the outside 251 on. On an outside of the connecting rod base 2 is a pre-processed embossing point 31 educated. After pressing in the control valve 25 into the receiving opening 26 of the connecting rod base 2 is used to produce the embossing 30 a stamp from outside 32 at the pre-processed embossing point 31 applied and pressed inwards. This will give the embossment 30 generates the additional positive connection of the connecting rod base 2 with the control valve 25 provides.

Bevor auf weitere Einzelheiten der Exzenterarretierung eingegangen werden soll, soll nachfolgend kurz das grundlegende Verstellprinzip der Exzenterverstelleinrichtung 12 näher erläutert werden.Before further details of the eccentric locking device are to be dealt with, the basic adjustment principle of the eccentric adjustment device is briefly described below 12 are explained in more detail.

Das Steuerventil 25 befindet sich in einer Stellung für eine niedrige Verdichtung („LOW“) der Hubkolbenbrennkraftmaschine in einer Ventilposition, in der Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Hydraulikkammer 21 ausströmen kann. Ein Ausströmen der Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Hydraulikkammer 20 wird demgegenüber verhindert. Die erste Hydraulikkammer 20 füllt sich mit Hydraulikflüssigkeit, so dass sich der erste Kolben 17 in axialer Richtung bewegen kann. Eine Verstellung des Exzenters 10 in die Stellung für eine hohe Verdichtung („HIGH“) der Hubkolbenbrennkraftmaschine wird verhindert, da die sich innerhalb des ersten Kolbens 17 bildende Hydraulikflüssigkeitssäule entsprechende Zugkräfte wirksam abstützen kann.The control valve 25 is in a position for a low compression ("LOW") of the reciprocating piston internal combustion engine in a valve position, in the hydraulic fluid from the second hydraulic chamber 21 can flow out. An outflow of the hydraulic fluid from the first hydraulic chamber 20 in contrast, is prevented. The first hydraulic chamber 20 fills up with hydraulic fluid so that the first piston 17 can move in the axial direction. An adjustment of the eccentric 10 in the position for a high compression ("HIGH") of the reciprocating piston internal combustion engine is prevented because it is within the first piston 17 forming hydraulic fluid column can effectively support corresponding tensile forces.

In einer Stellung für eine hohe Verdichtung („HIGH“) befindet sich das Steuerventil 25 in einer Ventilposition, in der Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Hydraulikkammer 20 ausströmen kann. Ein Ablaufen der Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Hydraulikkammer 21 wird demgegenüber verhindert. Über das Leitungssystem 22 strömt nun Hydraulikflüssigkeit in die zweite Hydraulikkammer 21 ein, so dass sich der zweite Kolben 18 in axialer Richtung bewegen kann. Die sich innerhalb der zweiten Hydraulikkammer 21 bildende Hydraulikflüssigkeitssäule stützt Zugkräfte ab und verhindert dadurch eine Verstellung des Exzenters 10 in die Stellung mit niedriger Verdichtung. Im Stand der Technik besteht das Problem, dass es bei höheren Motordrehzahlen aufgrund der dann ansteigenden Gas- und Massenkräfte zu einer Schwingbewegung der Exzenterverstelleinrichtung 12 kommen kann. Die hierbei wirkenden Kräfte führen zu einer Kompression der in der Theorie inkompressiblen Hydraulikflüssigkeit. Der steigende Druck in den mit der Hydraulikflüssigkeit gefüllten Hydraulikkammern 20, 21 kann unter Umständen zu Leckströmen an den Kolbendichtungen führen, die zu einer weiteren Verstärkung der Schwingungsamplituden beitragen können.The control valve is in a position for high compression ("HIGH") 25 in a valve position, in the hydraulic fluid from the first hydraulic chamber 20 can flow out. A drain of the hydraulic fluid from the second hydraulic chamber 21 in contrast, is prevented. About the pipe system 22 Hydraulic fluid now flows into the second hydraulic chamber 21 one so that the second piston 18 can move in the axial direction. Which is inside the second hydraulic chamber 21 Forming hydraulic fluid column supports tensile forces and thereby prevents an adjustment of the eccentric 10 in the low compression position. The problem in the prior art is that, at higher engine speeds, the eccentric adjusting device oscillates due to the then increasing gas and mass forces 12 can come. The forces acting here result in a compression of the Theory of incompressible hydraulic fluid. The increasing pressure in the hydraulic chambers filled with the hydraulic fluid 20 . 21 can possibly lead to leakage currents at the piston seals, which can contribute to a further amplification of the vibration amplitudes.

Durch die nachfolgend erläuterten Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise die Schwinganfälligkeit der Exzenterverstelleinrichtung 12 verringert.The measures explained below advantageously make the eccentric adjusting device susceptible to vibration 12 reduced.

Unter Bezugnahme auf 3 und 7 sollen nachfolgend weitere Einzelheiten der mechanischen Exzenterarretierung erläutert werden. Wie oben bereits erwähnt, weist das mechanische Exzenterarretierungsmittel 19 ein Arbeitsgewinde 190 und einen Arretierungsabschnitt 191 auf. Wie bereits erläutert, ist der erste Kolben 17, in den das Exzenterarretierungsmittel 19 eingesetzt ist, innerhalb der ersten Hydraulikkammer 20 axial verschiebbar, aber nicht um seine Längsachse drehbar angeordnet.With reference to 3 and 7 Further details of the mechanical eccentric locking mechanism are to be explained below. As already mentioned above, the mechanical eccentric locking means 19 a working thread 190 and a locking section 191 on. As already explained, the first piston is 17 in which the eccentric locking means 19 is inserted within the first hydraulic chamber 20 axially displaceable, but not rotatable about its longitudinal axis.

Der Arretierungsabschnitt 191 und eine Schaltkulisse 100, die in der Mantelfläche des Exzenters 10 ausgebildet ist, weisen miteinander korrespondierende Formgestaltungen auf, die bewirken, dass der Arretierungsabschnitt 191 permanent mit der Schaltkulisse 100 des Exzenters 10 in Kontakt steht und eine formschlüssige Verbindung schafft.The locking section 191 and a shift gate 100 that in the lateral surface of the eccentric 10 is formed, have mutually corresponding shapes that cause the locking portion 191 permanently with the shift gate 100 of the eccentric 10 is in contact and creates a positive connection.

Das Arbeitsgewinde 190 in Form eines Spindelantriebs für das Exzenterarretierungsmittel 19 ermöglicht es, dass sich das Exzenterarretierungsmittel 19 bei der Füllung der ersten Hydraulikkammer 20 mit Hydraulikflüssigkeit und der damit einhergehenden axialen Verschiebung des ersten Kolbens 17 um seine Längsachse drehen kann. Das vorliegend als Schenkelfeder ausgebildete Federmittel 27 ist dazu in der Lage, eine mechanische Vorspannung zur Verfügung zu stellen, so dass bei einer Änderung der Schaltstellung des Steuerventils 25 Hydraulikflüssigkeit durch die Einwirkung der Rückstellkraft des Federmittels 27, die auf den ersten Kolben 17 wirkt, aus der ersten Hydraulikkammer 20 herausgedrückt werden kann. Der Arretierungsabschnitt 191 stellt dauerhaft eine formschlüssige Verbindung des Exzenterarretierungsmittels 19 mit dem Exzenter 10 zur Verfügung, so dass der Exzenter 10 in einer ersten Stellung, in der die effektive Pleuellänge minimal ist, und in einer zweiten Stellung, in der die effektive Pleuellänge maximal ist, arretierbar ist. Der Verlauf der entsprechenden Schaltkulisse 100 am Exzenter 10 entstehtinfolge der Abwicklung um die Exzenterachse in Verbindung mit der dazugehörigen Verdrehung des Exzenterarretierungsmittels 19 um die eigene Achse, die mittels des durch das Arbeitsgewinde 191 gebildeten Spindelantriebs zur Verfügung gestellt wird.The working thread 190 in the form of a spindle drive for the eccentric locking means 19 allows the eccentric locking means 19 when filling the first hydraulic chamber 20 with hydraulic fluid and the associated axial displacement of the first piston 17 can rotate about its longitudinal axis. The spring means formed here as a leg spring 27 is able to provide a mechanical preload so that when the switching position of the control valve changes 25 Hydraulic fluid through the action of the restoring force of the spring means 27 that on the first piston 17 acts from the first hydraulic chamber 20 can be pushed out. The locking section 191 permanently creates a positive connection of the eccentric locking means 19 with the eccentric 10 available so the eccentric 10 can be locked in a first position, in which the effective connecting rod length is minimal, and in a second position, in which the effective connecting rod length is maximum. The course of the corresponding shift gate 100 at the eccentric 10 arises as a result of the development around the eccentric axis in connection with the associated rotation of the eccentric locking means 19 around its own axis by means of the working thread 191 formed spindle drive is provided.

Die Auslegung des Arretierungsmechanismus basiert auf einem versetzten Kraftangriff zwischen dem Exzenter 10 und dem Arretierungsabschnitt 191 des drehbaren Exzenterarretierungsmittels 19 und ähnelt dem Aufbau eines Schneckenradgetriebes, wobei der Exzenter 10 aus funktionaler Sicht dem Schneckenrad und das drehbare Exzenterarretierungsmittel der Schnecke des Schneckenradgetriebes entspricht. Aus dem am Exzenter 10 anliegenden Drehmoment resultiert durch Kräftezerlegung eine entlang der Drehachse des Exzenterarretierungsmittels 19 orientierte Kraftkomponente sowie darüber hinaus eine radial zu der Drehachse orientierte Kraftkomponente.The design of the locking mechanism is based on an offset force application between the eccentric 10 and the locking section 191 of the rotatable eccentric locking means 19 and resembles the construction of a worm gear, with the eccentric 10 From a functional point of view, the worm wheel and the rotatable eccentric locking means correspond to the worm of the worm gear. From the on the eccentric 10 the applied torque results from a breakdown of forces along the axis of rotation of the eccentric locking means 19 oriented force component and also a force component oriented radially to the axis of rotation.

Die entlang der Drehachse wirkende Kraftkomponente wird vom Axiallager, das durch das erste, vorzugsweise als Nadelrolle ausgebildete, Lagermittel 26 und die sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut 192, in die das erste Lagermittel 27 eingreift, gebildet wird, aufgefangen und erzeugt dabei eine Reibkraft, welche der Drehbewegung am Hebelarm des Lagerradius entgegenwirkt und somit die Drehbewegung des Exzenterarretierungsmittels 19 hemmt.The force component acting along the axis of rotation is provided by the axial bearing, which is formed by the first bearing means, which is preferably designed as a needle roller 26 and the circumferentially extending groove 192 in which the first storage means 27 engages, is formed, captured and thereby generates a frictional force which counteracts the rotary movement on the lever arm of the bearing radius and thus the rotary movement of the eccentric locking means 19 inhibits.

Die Exzenterverstelleinrichtung 12 kann zum Beispiel konstruktiv so ausgelegt sein, dass ein Verdrehwinkel des Exzenters 10 von 60° einem Verdrehwinkel des Exzenterarretierungsmittels 19 von 80° entspricht. Wie oben bereits erwähnt, ist der Arretierungsabschnitt 191 permanent mit der Schaltkulisse 100 des Exzenters 10 in Kontakt. Daher bildet die Schaltkulisse 100 auf der Mantelfläche des Exzenters 10 geometrisch die Abwicklung der „Gegengeometrie“ zum Arretierungsabschnitt 191 des Exzenterarretierungsmittels 19. Mit anderen Worten entsteht der Verlauf einer Schaltkulisse am Exzenter 10 in Folge einer Abwicklung um die Exzenterachse in Verbindung mit der dazugehörigen Verdrehung des Arretierungsabschnitts 191 des Exzenterarretierungsmittels 19 um dessen Drehachse. Die radiale Geometrie des Arretierungsabschnitts 191 wird durch die Abwicklung einer schiefen Ebene gebildet. Grundsätzlich kann diese winkelorientiert diverse Steigungen aufweisen, so dass ganz gezielt entsprechende Kräfteverhältnisse erzeugt werden können. Um das Exzenterarretierungsmittel 19 jedoch weitgehend unabhängig gegenüber möglichen Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen auszuführen, ist es vorteilhaft, für die Auslegung eine konstante Steigung vorzusehen.The eccentric adjustment device 12 For example, can be designed so that an angle of rotation of the eccentric 10 of 60 ° an angle of rotation of the eccentric locking means 19 of 80 °. As mentioned above, the locking section is 191 permanently with the shift gate 100 of the eccentric 10 in contact. Therefore, the shifting gate forms 100 on the lateral surface of the eccentric 10 geometrically the development of the "counter geometry" to the locking section 191 of the eccentric locking means 19 , In other words, the course of a shift gate is created on the eccentric 10 as a result of a development around the eccentric axis in connection with the associated rotation of the locking section 191 of the eccentric locking means 19 about its axis of rotation. The radial geometry of the locking section 191 is formed by the development of an inclined plane. Basically, this can have various gradients in an angle-oriented manner, so that corresponding force relationships can be generated in a very targeted manner. To the eccentric locking means 19 but largely independent of possible manufacturing and / or assembly tolerances, it is advantageous to provide a constant slope for the design.

Der Arretierungsmechanismus, der durch das Exzenterarretierungsmittel 19 bereitgestellt wird, muss während des Verstellvorgangs der Exzenterverstelleinrichtung 12 und unter Umständen auch in den beiden Endpositionen („LOW“ beziehungsweise „HIGH“) aktiv angesteuert werden. Zu diesem Zweck werden innere Kräfte, die auf den Exzenter 10 wirken, genutzt. Der oben bereits erläuterte grundlegende hydraulische Verstellmechanismus wird dabei um die Funktionalität ergänzt, dass in der Stellung des Steuerventils 25, in der eine niedrige Verdichtung („LOW“) eingestellt wird, und somit beim Verstellen der Exzenterverstelleinrichtung 12 von der Stellung mit hoher Verdichtung („HIGH“) in die Stellung mit niedriger Verdichtung („LOW“) ein Teil des Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit (eingestellt über ein entsprechendes Drosselmittel innerhalb des Steuerventils 25) aus der sich entleerenden zweiten Hydraulikkammer 21 durch das Leitungssystem 22 auf die MKS-Seite geleitet wird und in die erste Hydraulikkammer 20 einströmt und dabei als Energieträger für die axiale Verstellbewegung des ersten Kolbens 17 und somit für die rotatorische Verstellung des Exzenterarretierungsmittels 19 genutzt wird. Die erste Hydraulikkammer 20 und die zweite Hydraulikkammer 21 sind so ausgebildet, dass das Volumen der zweiten Hydraulikkammer 21, welche der Gaskraftseite zugeordnet ist, größer als das Volumen der ersten Hydraulikkammer 20 ist. Dadurch wird erreicht, dass ein Teil der Hydraulikflüssigkeit, der nicht in die erste Hydraulikkammer 20 geleitet wird, in das Hublagerauge 8 zurückgeführt wird. Damit dieser Verstellvorgang nur in eine Richtung abläuft, wird mittels des ersten Rückschlagventils 23 verhindert, dass die Hydraulikflüssigkeit in das Leitungssystem 22 zurückströmt. Somit wird als Arbeitsmedium der sich durch die Verstellung ergebende Hydraulikflüssigkeitsvolumenstrom der GKS-Seite genutzt. Die Hydraulikflüssigkeit wird also auf den ersten Kolben 17 auf der Massenkraftseite geleitet und verrichtet über das Arbeitsgewinde 190 in Form des Spindelantriebs die erforderliche Nachstellbeziehungsweise Lösebewegung des Exzenterarretierungsmittels 19.The locking mechanism by the eccentric locking means 19 is provided during the adjustment process of the eccentric adjustment device 12 and may also be actively controlled in the two end positions ("LOW" or "HIGH"). For this purpose, internal forces are exerted on the eccentric 10 act, used. The basic hydraulic adjustment mechanism already explained above is supplemented by the functionality that in the position of the control valve 25 , in which a low compression ("LOW") is set, and thus when adjusting the eccentric adjustment device 12 from the position with high compression ("HIGH") to the position with low compression ("LOW") a part of the volume flow of the hydraulic fluid (adjusted via a suitable throttling device within the control valve 25 ) from the draining second hydraulic chamber 21 through the piping system 22 is directed to the MBS side and into the first hydraulic chamber 20 flows in and thereby as a source of energy for the axial adjustment movement of the first piston 17 and thus for the rotational adjustment of the eccentric locking means 19 is being used. The first hydraulic chamber 20 and the second hydraulic chamber 21 are designed so that the volume of the second hydraulic chamber 21 , which is assigned to the gas force side, larger than the volume of the first hydraulic chamber 20 is. This ensures that part of the hydraulic fluid that is not in the first hydraulic chamber 20 is directed into the pinion eye 8th is returned. So that this adjustment process only takes place in one direction, the first check valve is used 23 prevents the hydraulic fluid from entering the piping system 22 flowing back. The hydraulic fluid volume flow on the GKS side resulting from the adjustment is thus used as the working medium. The hydraulic fluid is therefore on the first piston 17 guided on the mass force side and performed via the working thread 190 in the form of the spindle drive the required adjustment or release movement of the eccentric locking means 19 ,

Wenn das Steuerventil 25 in einer Schaltstellung für hohe Verdichtung („HIGH“) steht und damit auch der Verstellvorgang des Exzenters 10 vom Zustand mit niedriger Verdichtung („LOW“) in den Zustand mit hoher Verdichtung („HIGH“) eingeleitet wird, wird entsprechend über die Federvorspannung des Federmittels 27 die Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Hydraulikkammer 20 herausgedrückt und durch das Leitungssystem 22 auf die Gaskraftseite in die zweite Hydraulikkammer 21 geschoben. Die Volumendifferenz wird über das zweite Rückschlagventil 24 vom Hublagerauge 8 angesaugt.If the control valve 25 stands in a switch position for high compression ("HIGH") and thus also the adjustment process of the eccentric 10 is initiated from the state with low compression ("LOW") to the state with high compression ("HIGH"), is correspondingly via the spring preload of the spring means 27 the hydraulic fluid from the first hydraulic chamber 20 pushed out and through the piping system 22 on the gas force side in the second hydraulic chamber 21 pushed. The volume difference is via the second check valve 24 from the lifting eye 8th sucked.

Claims

Connecting rod (1) for a reciprocating piston internal combustion engine with variable compression ratio, comprising - a connecting rod base body (2) with a connecting rod bearing eye (9), - an eccentric (10) which is rotatably arranged within the connecting rod bearing eye (9), - an eccentric adjusting device (12) The eccentric adjustment device (12) has a first hydraulic chamber (20) assigned to a mass force side, in which a first piston (17) is guided axially displaceably, and a second hydraulic chamber (21) assigned to a gas force side ), in which a second piston (18) is guided axially displaceably, a support rod (15) being attached to the second piston (18), on which an adjusting lever (13) is mounted, which is connected to the eccentric (10) is connected, and wherein the eccentric adjusting device (12) comprises an eccentric locking means (19) which cooperates with the first piston (17) and which is set up to to lock the eccentric (10) at least in an end position, characterized in that the eccentric locking means (19) is inserted in the first piston (17) and is designed such that it is rotatable when the first piston (17) moves axially, and sectionally positively connected to the eccentric (10), the eccentric locking means (19) having a working thread (190) which forms a spindle drive.

Connecting rod (1) Claim 1 , characterized in that the eccentric locking means (19) has a locking portion (191) at a free upper end, which interacts with the eccentric (10).

Connecting rod (1) Claim 2 , characterized in that the eccentric (10) has a switching link (100) in its outer surface and the locking section (191) of the eccentric locking means (19) is shaped such that the locking section (191) and the switching link (100) are positively connected to one another ,

Connecting rod (1) Claim 3 , characterized in that the shifting gate (100) is shaped like a curve.

Connecting rod (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the eccentric adjusting device (12) has an axial bearing for the eccentric locking means (19).

Connecting rod (1) Claim 5 , characterized in that the thrust bearing has a circumferentially extending groove (192) formed between the working thread (190) and the locking section (191) and a second bearing means (29) which is inserted into the connecting rod base body (2) and engages in the groove (192) is formed.

Connecting rod (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the first piston (17) by means of a first bearing means (28), which is inserted into the connecting rod base body (2) and engages in a flat (170) on a lateral surface of the first piston (17), against rotation within the first Hydraulic chamber (20) is arranged.

Connecting rod (1) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the eccentric adjustment device (12) has a spring means (27) which is designed to provide a restoring force for the first piston (17).

Connecting rod (1) Claim 8 , characterized in that the spring means (27) is designed as a leg spring through which the working thread (190) of the eccentric locking means (19) extends.