AT524593A1

AT524593A1 - fluid piston device

Info

Publication number: AT524593A1
Application number: ATA51135/2020A
Authority: AT
Inventors: Wurster Harald; Latz Steffen; Schneck Thomas
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-15
Also published as: AT524593B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidkolben-Vorrichtung mit einem Fluidkolben (9), einer am Umfang des Fluidkolbens (9) angeordneten Kolbendichtung (17, 18) und einem Sicherungselement zum Sichern der Kolbendichtung (17, 18) am Umfang des Fluidkolbens (9), wobei das Sicherungselement zum Sichern der Kolbendichtung (17, 18) als eine Sicherungskrone (23) mit einem radialen Haltering (46) und mehreren sich von dem radialen Haltering (46) im Wesentlichen parallel zur Längsachse (A) des Fluidkolbens (9) erstreckenden axialen Federlaschen (47) ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Sicherungskrone (23) für eine Fluidkolben-Vorrichtung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine längenverstellbare Pleuelstange (1) mit einer derartigen Fluidkolben-Vorrichtung für eine Zylinder-Kolben-Einheit (10) zur Wirklängenverstellung der Pleuelstange (1) und einen Kolbenmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (1).The present invention relates to a fluid piston device with a fluid piston (9), a piston seal (17, 18) arranged on the circumference of the fluid piston (9) and a securing element for securing the piston seal (17, 18) on the circumference of the fluid piston (9), the securing element for securing the piston seal (17, 18) as a securing crown (23) with a radial retaining ring (46) and a plurality of axial ones extending from the radial retaining ring (46) essentially parallel to the longitudinal axis (A) of the fluid piston (9). Spring tabs (47) is formed. In addition, the present invention relates to a method for producing such a securing crown (23) for a fluid piston device. The present invention also relates to a length-adjustable connecting rod (1) with such a fluid piston device for a cylinder-piston unit (10) for adjusting the effective length of the connecting rod (1) and a piston engine with such a length-adjustable connecting rod (1).

Description

Fluidkolben-Vorrichtung fluid piston device

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidkolben-Vorrichtung mit einem Fluidkolben, einer am Umfang des Fluidkolbens angeordneten Kolbendichtung und einem Sicherungselement zum Sichern der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Sicherungskrone für eine solche Fluidkolben-Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Sicherungskrone für eine Fluidkolben-Vorrichtung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Fluidkolben-Vorrichtung für die Zylinder-Kolben-Einheit zur Wirklängenverstellung der Pleuel-The present invention relates to a fluid piston device with a fluid piston, a piston seal arranged on the circumference of the fluid piston, and a securing element for securing the piston seal on the circumference of the fluid piston. In addition, the present invention relates to the use of a locking cap for such a fluid piston device and a method for producing such a locking cap for a fluid piston device. Furthermore, the present invention relates to a length-adjustable connecting rod with a fluid piston device for the cylinder-piston unit for adjusting the effective length of the connecting rod

stange und einen Kolbenmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange. rod and a piston engine with such a length-adjustable connecting rod.

Derartige Fluidkolben und entsprechende Fluidkolben-Vorrichtungen mit einer am Umfang des Fluidkolbens angeordneten Kolbendichtung und einem Sicherungselement zum Sichern der Kolbendichtung werden in verschiedenen Technikgebieten eingesetzt, sowohl zum Fördern entsprechender fließfähiger Fluide, beispielsweise Gase, Flüssigkeiten und Plasma, aber auch zum Antrieb und Steuern von Verstelleinrichtungen, beispielsweise zum Einstellen der Wirklänge einer längenverstellbaren Pleuelstange. Zum Sichern der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens einer Fluidkolben-Vorrichtung werden in der Technik eine ganze Reihe von unterschiedlichen axialen Sicherungselemente mit Reib- und Formschluss eingesetzt. Neben einfachen Sicherungsringen, die in entsprechende Nuten am Umfang des Fluidkolbens eingreifen, sind dies insbesondere Splinte, Sprengringe, Sicherungsschreiben, Klemmringe, Federscheiben und Siche-Such fluid pistons and corresponding fluid piston devices with a piston seal arranged on the circumference of the fluid piston and a securing element for securing the piston seal are used in various fields of technology, both for conveying corresponding free-flowing fluids, for example gases, liquids and plasma, but also for driving and controlling adjustment devices , for example for adjusting the effective length of a length-adjustable connecting rod. In order to secure the piston seal on the circumference of the fluid piston of a fluid piston device, a whole series of different axial securing elements with frictional and positive locking are used in technology. In addition to simple retaining rings, which engage in corresponding grooves on the circumference of the fluid piston, these are in particular cotter pins, snap rings, safety washers, clamping rings, spring washers and safety

rungsmuttern. ring nuts.

Diese aus dem Stand der Technik bekannten axialen Sicherungselemente bieten mit ihren unterschiedlichen Konstruktionen und den unterschiedlichen Prinzipien für die reib- und/oder formschlüssige Sicherung angepasste Möglichkeiten für alle Anwendungsgebiete, auch bei kleinen Durchmessern von Fluidkolben. Trotzdem weisen die in der Technik bekannten axialen Sicherungselemente, insbesondere bei Fluidkolben mit sehr kleinen Abmessungen, eine Reihe von Nachteilen auf. Der Einsatz von Splinten, Klemmringen oder Federscheiben benötigt einen minimalen Durchmesser des Fluidkolbens. Bei axialen Sicherungsringen und Sicherungsscheiben entsteht durch die Nut am Umfang des Fluidkolbens eine signifikante Kerbwirkung durch die scharfen Kanten der Nut. Weiterhin ist bei diesen Sicherungselementen die axiale Anlagefläche relativ klein, so dass sich durch die geringe Breite der Sicherungsringe bzw. Sicherungsscheiben und bei einem durch eine Miniaturisierung des Fluidkolbens bedingten begrenzten Bauraum ein erhöhter Montageaufwand ergibt. Bei Sicherungsmuttern ist am Umfang des Fluidkolbens neben einem Absatz auch ein Gewinde notwendig, wodurch sich ein erhöhter Bauraumbedarf ergibt. These axial securing elements known from the prior art, with their different constructions and the different principles for the frictional and/or form-fitting securing, offer suitable options for all areas of application, even with small diameters of fluid pistons. Nevertheless, the axial securing elements known in the art, particularly in the case of fluid pistons with very small dimensions, have a number of disadvantages. The use of cotter pins, clamping rings or spring washers requires a minimal diameter of the fluid piston. In the case of axial snap rings and lock washers, the groove on the circumference of the fluid piston creates a significant notch effect due to the sharp edges of the groove. Furthermore, with these securing elements, the axial contact surface is relatively small, so that the small width of the securing rings or securing washers and the limited installation space resulting from miniaturization of the fluid piston result in increased assembly costs. In the case of lock nuts, a thread is required on the circumference of the fluid piston in addition to a step, resulting in an increased installation space requirement.

Bei radial verstemmten oder axial gesicherten Ringe ist ein mehrstufiger Montageprozess notwendig, der durch eine Miniaturisierung des Fluidkolbens signifikant aufwändiger wird. In the case of radially caulked or axially secured rings, a multi-stage assembly process is necessary, which becomes significantly more complex due to the miniaturization of the fluid piston.

Ein technisch herausforderndes Einsatzgebiet derartiger Fluidkolben-Vorrichtungen sind längenverstellbare Pleuelstangen für Kolbenmotoren, bei denen Fluidkolben-Vorrichtungen mit sehr kleinen Abmessungen in der Verstelleinrichtung zum Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange zum Einsatz kommen. In den entsprechenden Zylinder-Kolben-Einheiten der Pleuelstange sind der Fluidkolben und die am Umfang des Fluidkolbens angeordnete Kolbendichtung extremen Betriebsbelastungen ausgesetzt, während die Serienproduktion im Bereich der Automobilindustrie hohe Anforderungen an eine kostengünstige Herstellung und einfache Montage stellt. A technically challenging field of application of such fluid piston devices are length-adjustable connecting rods for piston engines, in which fluid piston devices with very small dimensions are used in the adjustment device for adjusting the effective length of the connecting rod. In the corresponding cylinder-piston units of the connecting rod, the fluid piston and the piston seal arranged on the circumference of the fluid piston are exposed to extreme operating loads, while series production in the automotive industry places high demands on cost-effective manufacture and simple assembly.

Mittels längenverstellbarer Kolbenstangen wird bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs so verändert und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors angepasst, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu, jedoch kann ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstzündung des Kolbenmotors führen. Eine solche frühzeitige Verbrennung des Kraftstoffes führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen des Motors, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstzündung geringer, so dass ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich ist. Neben längenverstellbaren Kolbenstangen gibt es zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses („variable compression ratio“ VCR) weitere Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Hubkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. In internal combustion engines with reciprocating pistons, the compression ratio is changed during operation by means of length-adjustable piston rods and adapted to the respective operating state of the engine in order to improve the thermal efficiency of the internal combustion engine. As the compression ratio increases, thermal efficiency increases, but too high a compression ratio can lead to unintended auto-ignition of the piston engine. Such premature combustion of the fuel not only leads to rough running and the so-called knocking of the engine, but can also lead to component damage in the engine. In the partial load range, the risk of self-ignition is lower, so that a higher compression ratio is possible. In addition to length-adjustable piston rods, there are other solutions for realizing a variable compression ratio (VCR), with which the position of the crank pin of the crankshaft or the piston pin of the reciprocating piston is changed, or the effective length of the connecting rod is varied.

Die WO 2015/055582 A2 beschreibt beispielsweise eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei der am ersten Pleuelteil vorgesehene Fluidkolben mit gesicherter Kolbendichtung den Zylinder des zweiten Pleuelteils in zwei Druckräume unterteilt. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei sich jeweils nur in einer Druckkammer unter Druck stehendes Motoröl befindet. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in der oberen Druckkammer kein Motoröl, während die untere Druckkammer hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Im Betrieb wird dann eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Fluidkolbens aufgenommen. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf die motorölgefüllte untere Druckkammer übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass die Pleuelstange in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist. In der kurzen Stellung WO 2015/055582 A2 describes, for example, a length-adjustable connecting rod with connecting rod parts that can be slid into one another telescopically, the fluid piston provided on the first connecting rod part with a secured piston seal dividing the cylinder of the second connecting rod part into two pressure chambers. The two pressure chambers of this cylinder-piston unit are supplied with engine oil via non-return valves, with pressurized engine oil only being in one pressure chamber. When the adjustable connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber, while the lower pressure chamber is completely filled with engine oil. During operation, a tensile force is then absorbed by the mechanical contact with the upper stop of the fluid piston. An acting compressive force is transmitted via the piston surface to the engine oil-filled lower pressure chamber. Since the check valve in this chamber prevents the engine oil from returning, the pressure of the engine oil increases, so that the connecting rod is hydraulically locked in this direction. In the short position

der längenverstellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Die untere Druckkammer ist leer, während die obere Druckkammer mit Motoröl gefüllt ist. Entsprechend bewirkt eine Zugkraft einen Druckanstieg in der oberen Kammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuelstange, während eine Druckkraft durch den mechanischen Anschlag des Fluidkolbens aufgenommen wird. of the length-adjustable connecting rod, the relationships in the cylinder-piston unit are reversed. The lower pressure chamber is empty while the upper pressure chamber is filled with engine oil. Accordingly, a pulling force causes an increase in pressure in the upper chamber and hydraulic locking of the adjustable connecting rod, while a compressive force is absorbed by the mechanical stop of the fluid piston.

Beim Betrieb einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Kolbenmotor sind die von der Pleuelstange zu übertragenden Kräfte beträchtlich, weshalb die Drücke in den Druckkammern der Zylinder-Kolben-Einheit und damit auch auf die Fluidkolben und Kolbendichtungen sehr hoch sein können. Angesichts der hohen Innendrücke in den Druckkammern ist sowohl die Dauerfestigkeit aller im Bereich der Zylinder-Kolben-Einheit verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion der Fluidkolben-Vorrichtung im Hinblick auf die Belastungen When operating such a length-adjustable connecting rod in a piston engine, the forces to be transmitted by the connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chambers of the cylinder-piston unit and thus also on the fluid pistons and piston seals can be very high. In view of the high internal pressures in the pressure chambers, the fatigue strength of all materials used in the area of the cylinder-piston unit is problematic, as is the design of the fluid piston device with regard to the loads

und den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum. and the small amount of space available.

Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckkammern einer Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange von über 1000 bar und den Einfluss der Kraftübertragung über die Pleuelstange an die Kurbelwelle auf die Leistung des Kolbenmotors ist eine gute und sichere Abdichtung der Fluidkolben gegenüber dem Zylinder essenziell. Eine Leckage aus dem jeweils gesperrten Druckraum führt zu einem Einrücken des Fluidkolbens in die jeweilige Druckkammer, wodurch ein Arbeitsbetrag entsprechend der Kraft auf den Fluidkolben und dem Weg des Fluidkolbens dissipiert wird, was zu einem Leistungsverlust des Kolbenmotors führt. Dieser Leistungsverlust ist entsprechend den jeweiligen Konstruktionen der Zylinder-Kolben-Einheiten von dem verbesserten thermischen Wirkungsgrad durch das variable Verdich-In view of the extreme pressure differences in the pressure chambers of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of over 1000 bar and the influence of the power transmission via the connecting rod to the crankshaft on the performance of the piston engine, a good and secure seal between the fluid piston and the cylinder is essential essential. Leakage from the respectively blocked pressure chamber leads to the fluid piston engaging in the respective pressure chamber, as a result of which an amount of work corresponding to the force on the fluid piston and the displacement of the fluid piston is dissipated, which leads to a loss of power of the piston engine. According to the respective construction of the cylinder-piston units, this power loss is due to the improved thermal efficiency due to the variable compression

tungsverhältnis abzuziehen. to deduct the relationship.

Wie in herkömmlichen Fluidkolben-Vorrichtungen werden auch in längenverstellbaren Pleuelstangen mit Zylinder-Kolben-Einheiten als Dichtungen meistens berührende Kolbendichtungen eingesetzt. In der DE 10 2016 120 967 A1 wird beispielsweise eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit beschrieben, bei der die beiden Druckkammern einer Zylinder-Kolben-Einheit von jeweils mindestens einer auf dem Umfang des Fluidkolbens angeordneten Kolbendichtung abgedichtet werden. Dabei ist jede Kolbendichtung in einer umlaufenden Kolbennut angeordnet, die an der der Druckkammer zugewandten Außenwandung des Fluidkolbens ausgebildet ist. Da die Fluidkolben-Vorrichtungen einer Zylinder-Kolben-Einheit für einen Einsatz bei sehr hohen Drücken ausgerichtet sind, weisen die entsprechenden Kolbendichtungen oftmals einen komplexen Aufbau, geringe Elastizität oder empfindliche Oberflächen auf, so dass bei einer Montage der Kolbendichtungen leicht Beschädigungen auftreten, die wiederum As in conventional fluid piston devices, mostly contacting piston seals are also used as seals in length-adjustable connecting rods with cylinder-piston units. For example, DE 10 2016 120 967 A1 describes a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit, in which the two pressure chambers of a cylinder-piston unit are sealed by at least one piston seal arranged on the circumference of the fluid piston. In this case, each piston seal is arranged in a circumferential piston groove which is formed on the outer wall of the fluid piston facing the pressure chamber. Since the fluid piston devices of a cylinder-piston unit are designed for use at very high pressures, the corresponding piston seals often have a complex structure, low elasticity or sensitive surfaces, so that damage easily occurs when the piston seals are installed, which in turn

zu einem Versagen der längenverstellbaren Pleuelstange führen können. Darüber hinaus müssen die Kolbendichtungen möglichst genau auf dem Fluidkolben angeordnet sein, d.h. ohne ein zu großes Spiel zu haben oder gequetscht zu werden, um eine optimale Funktion bei den extremen Druckdifferenzen in den Druckkammern der Zylinder-Kolben-Einheit zu gewährleisten. can lead to failure of the length-adjustable connecting rod. In addition, the piston seals must be arranged as precisely as possible on the fluid piston, i.e. without having too much play or being crushed, in order to ensure optimal function under the extreme pressure differences in the pressure chambers of the cylinder-piston unit.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidkolben-Vorrichtung sowie eine entsprechende längenverstellbare Pleuelstange bereitzustellen, die bei einer kostengünstigen Herstellung eine einfache Montage und sichere Funktion der Dichtungseinrichtung am Umfang des Fluidkolbens ermöglicht. It is therefore the object of the present invention to provide a fluid piston device and a corresponding length-adjustable connecting rod which, while being inexpensive to manufacture, enables simple assembly and reliable functioning of the sealing device on the circumference of the fluid piston.

Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Fluidkolben-Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sicherungselement zum Sichern der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens als eine Sicherungskrone mit einem radialen Haltering und mehreren sich von dem radialen Haltering im Wesentlichen parallel zur Längsachsenrichtung des Fluidkolbens erstreckenden axialen Federlaschen ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist eine Sicherungskrone mit einem Haltering vorgesehen, der sich im montierten Zustand in einer normal zur Längsachsenrichtung des Fluidkolbens orientierte Ebene befindet. Axiale Federlaschen verlaufen in einem Winkel zum radialen Haltering bzw. zu der Ebene normal zur Längsachsenrichtung. Im Wesentlichen verlaufen die axialen Federlaschen in Richtung der Längsachsenrichtung des Fluidkolbens bzw. mit einer geringen Neigung dazu. Eine solche Sicherungskrone ist ein einfaches Bauteil und ermöglicht trotzdem eine sichere Positionierung der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens bei einer sehr einfachen Montage, da die Sicherungskrone lediglich auf den Fluidkolben aufgeschoben werden muss. Der radiale Haltering ist dabei als eine flache sich senkrecht zur Längsachsenrichtung des Fluidkolbens in radialer Richtung erstreckende Ringscheibe ausgebildet, von der sich in eine Richtung mindestens drei Federlaschen, bevorzugt mindestens acht Federlaschen, im Wesentlichen parallel zur Längsachsenrichtung des Fluidkolbens erstrecken, d.h. nicht notwendigerweise achsparallel zur Längsachsenrichtung, jedoch in einem Winkel von unter 45° zur Längsachsenrichtung erstrecken. Dabei stehen die Federlaschen auf einer der Kolbendichtung abgewandten Seite des radialen Halterings in Längsachsenrichtung vor. Die Vielzahl der im Wesentlichen gleichmäßig am Umfang des radialen Halterings angeordneten Federlaschen ermöglicht eine einfache Zentrierung der Sicherungskrone am Umfang des Fluidkolbens, wobei die Zentrierfunktion sich mit der Anzahl der Federlaschen verbessert. This object is achieved according to the invention by a fluid piston device mentioned at the outset in that the securing element for securing the piston seal on the circumference of the fluid piston is designed as a securing crown with a radial retaining ring and a plurality of axial spring tabs extending from the radial retaining ring essentially parallel to the direction of the longitudinal axis of the fluid piston is. In other words, a securing crown is provided with a retaining ring which, in the assembled state, is in a plane oriented normal to the direction of the longitudinal axis of the fluid piston. Axial spring tabs extend at an angle to the radial retaining ring or to the plane normal to the longitudinal axis direction. The axial spring tabs essentially run in the direction of the longitudinal axis direction of the fluid piston or with a slight inclination thereto. A safety crown of this type is a simple component and nevertheless enables the piston seal to be positioned securely on the circumference of the fluid piston with very simple assembly, since the safety crown only has to be pushed onto the fluid piston. The radial retaining ring is designed as a flat annular disk extending in the radial direction perpendicular to the direction of the longitudinal axis of the fluid piston, from which at least three spring shackles, preferably at least eight spring shackles, extend in one direction essentially parallel to the direction of the longitudinal axis of the fluid piston, i.e. not necessarily axially parallel to the Longitudinal axis direction, but extend at an angle of less than 45 ° to the longitudinal axis direction. The spring tabs protrude in the direction of the longitudinal axis on a side of the radial retaining ring that faces away from the piston seal. The large number of spring shackles arranged essentially uniformly on the circumference of the radial retaining ring enables simple centering of the securing crown on the circumference of the fluid piston, with the centering function improving with the number of spring shackles.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der radiale Haltering mehrere, sich nach innen in Richtung des Fluidkolbens erstreckende und gegenüber dem radialen Haltering radial An advantageous embodiment provides that the radial retaining ring has a plurality of radially extending inwards in the direction of the fluid piston and opposite the radial retaining ring

vorstehende Rückhalteelemente aufweist. Mit anderen Worten weist der umlaufend zum Fluidkolben angeordnete Haltering Rückhalteelemente auf, die im Wesentlichen so wie der Haltering in der Ebene normal zur Längsachsenrichtung liegen und hinsichtlich des Halterings in radialer Richtung nach innen verlaufend ausgeführt sind. Die jeweils zwischen zwei Federlaschen angeordneten Rückhalteelemente weisen auf der der Kolbendichtung zugewandten Seite entsprechende Rückhalteflächen zur Anlage an und sicheren Positionierung der Kolbendichtung auf dem Fluidkolben auf. Dabei muss nicht in jedem Zwischenraum zwischen zwei Federlaschen ein Rückhalteelement vorgesehen sein. Bei einer geringen Anzahl von Federlaschen können aber auch mehrere Rückhalteelemente zwischen zwei Federlaschen vorgesehen sein. Die Rückhaltelemente verhindern durch das Anliegen der Rückhalteflächen an der Kolbendichtung ein Abheben der Kolbendichtung von einer zugehörigen Anlageschulter, eine axiale Bewegung der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens und ein Abstreifen der Kolbendichtung vom Fluidkolben. Dabei ist die Kolbendichtung für eine erfindungsgemäße Fluidkolben-Vorrichtung üblicherweise als eine einteilige Dichtung mit zwei sich axial erstreckenden Dichtlippen ausgebildet. has projecting retaining elements. In other words, the retaining ring arranged peripherally to the fluid piston has retaining elements which, like the retaining ring, lie in the plane normal to the direction of the longitudinal axis and are designed to run inwards in the radial direction with respect to the retaining ring. The retaining elements arranged between two spring shackles each have corresponding retaining surfaces on the side facing the piston seal for resting against and securely positioning the piston seal on the fluid piston. A retaining element does not have to be provided in every intermediate space between two spring shackles. With a small number of spring tabs, however, a plurality of retaining elements can also be provided between two spring tabs. The retaining elements prevent the piston seal from being lifted off an associated contact shoulder, axial movement of the piston seal on the circumference of the fluid piston and stripping of the piston seal from the fluid piston as a result of the retaining surfaces resting against the piston seal. The piston seal for a fluid piston device according to the invention is usually designed as a one-piece seal with two axially extending sealing lips.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die axialen Federlaschen jeweils ein mit dem radialen Haltering verbundenen Basisabschnitt und einen freien Endabschnitt aufweisen, wobei der Endabschnitt gegenüber dem Basisabschnitt weiter nach innen in Richtung des Fluidkolbens gebogen ist. Mit anderen Worten sind die Endabschnitte stärker zu einer Längsachsenrichtung geneigt ausgeführt als die Basisabschnitte. In einer Variante verlaufen die Basisabschnitte im Wesentlichen parallel zur Längsachsenrichtung des Fluidkobens während die Endabschnitte geneigt zu dieser Längsachsenrichtung verlaufen. Derartig ausgebildete axiale Federlaschen mit einem Basisabschnitt und einem stärker geneigten Endabschnitt, wobei sich die Abschnitte beide im Wesentlichen in Richtung der Längsachsenrichtung des Fluidkolbens erstrecken, verhindern eine fehlerhafte Montage der Sicherungskrone in eine falsche Richtung. Dies erlaubt eine sichere Montage bei einem sehr geringen Montageaufwand, da bei der Montage der Sicherungskrone am Umfang des Fluidkolbens diese nur in eine Richtung aufgezogen bzw. aufgesteckt werden A further embodiment provides that the axial spring shackles each have a base section connected to the radial retaining ring and a free end section, the end section being bent further inwards in relation to the base section in the direction of the fluid piston. In other words, the end portions are made more inclined to a longitudinal axis direction than the base portions. In one variant, the base sections run essentially parallel to the direction of the longitudinal axis of the fluid piston, while the end sections run at an angle to this direction of the longitudinal axis. Such formed axial spring tabs with a base portion and a more inclined end portion, which portions both extend substantially in the direction of the longitudinal axis direction of the fluid piston, prevent incorrect assembly of the locking crown in a wrong direction. This permits secure assembly with very little assembly effort, since when the securing crown is assembled on the circumference of the fluid piston, it is pulled on or pushed on in only one direction

kann. can.

Günstigerweise kann der Endabschnitt der axialen Federlaschen gegenüber dem Basisabschnitt abgewinkelt sein und gegenüber dem Basisabschnitt in Richtung des Fluidkolbens einen Winkel von höchstens 20°, bevorzugt einen Winkel von höchstens 15°, insbesondere einen Winkel von etwa 10°, aufweisen, wobei der Basisabschnitt der axialen Federlaschen optional gegenüber der Längsachsenrichtung einen Winkel von höchstens 15°, bevorzugt von höchstens 10°, aufweisen kann. Dabei sind die Werte für den unbelasteten Zustand der Federlaschen angegeben. Entsprechend ist der Endabschnitt der axialen Federlaschen weiter nach innen in Richtung Favorably, the end section of the axial spring tabs can be angled in relation to the base section and have an angle of at most 20°, preferably an angle of at most 15°, in particular an angle of about 10°, in relation to the base section in the direction of the fluid piston, with the base section of the axial Spring tabs can optionally have an angle of at most 15°, preferably at most 10°, with respect to the direction of the longitudinal axis. The values for the unloaded state of the spring shackles are given. Correspondingly, the end portion of the axial spring tabs is further inward

des Fluidkolbens gebogen. Diese besondere Anordnung der Endabschnitte der axialen Federlaschen sowie die optionale Neigung des Basisabschnitts, ermöglichen nicht nur eine besonders gute Zentrierung der Sicherungskrone bei der Montage auf dem Fluidkolben, sondern auch eine sichere Anordnung der Kolbendichtung über den radialen Haltering. of the fluid piston bent. This special arrangement of the end sections of the axial spring shackles and the optional inclination of the base section not only enable particularly good centering of the securing crown during assembly on the fluid piston, but also secure arrangement of the piston seal via the radial retaining ring.

Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass am Umfang des Fluidkolbens ein Absatz zum Anordnen der Kolbendichtung vorgesehen ist, wobei die Kolbendichtung an einer von dem Absatz ausgebildeten Schulter des Fluidkolbens angeordnet ist, und wobei ein der Stirnseite des Fluidkolbens zugewandter Bereich des Absatzes eine umlaufende Vertiefung aufweiset, bevorzugt eine sägezahnartige Einkerbung. Die von der Sicherungskrone am Umfang des Fluidkolbens angeordnete Kolbendichtung kann so sicher an der vom Absatz ausgebildeten Schulter des Fluidkolbens anliegen, wobei die axialen Federlaschen mittels Formschluss in der umlaufenden Vertiefung bzw. der sägezahnartigen Einkerbung fixiert sind und dadurch sicher ein Abheben der Kolbendichtung von der Schulter verhindern. Dabei ist die am Fluidkolben umlaufende Vertiefung oder Einkerbung bevorzugt als Gegenkontur zu den axialen Federlaschen ausgebildet. Weiter ist so eine sichere Fixierung der axialen Federlaschen trotz einer relativ flachen Vertiefung oder Einkerbung möglich, so dass im Gegensatz zu einer für herkömmliche Sicherungsringe und Sicherungsscheiben notwendigen scharfkantigen Nut am Umfang des Fluidkolbens nur eine nahezu vernachlässigbare Kerbwirkung im Fluidkolben entsteht. A particular embodiment provides that a step is provided on the circumference of the fluid piston for arranging the piston seal, with the piston seal being arranged on a shoulder of the fluid piston formed by the step, and with a region of the step facing the end face of the fluid piston having a circumferential depression , preferably a sawtooth-like indentation. The piston seal arranged by the securing crown on the circumference of the fluid piston can thus rest securely against the shoulder of the fluid piston formed by the shoulder, with the axial spring shackles being fixed in the circumferential recess or the sawtooth-like notch by means of a form fit, thereby reliably preventing the piston seal from lifting off the shoulder impede. The indentation or indentation running around the fluid piston is preferably designed as a counter-contour to the axial spring tabs. Furthermore, a secure fixation of the axial spring shackles is possible despite a relatively shallow indentation or indentation, so that in contrast to a sharp-edged groove on the circumference of the fluid piston that is necessary for conventional locking rings and locking washers, only an almost negligible notch effect occurs in the fluid piston.

Eine weitere Variante sieht vor, dass die Sicherungskrone in einem Stanz-Biege-Verfahren hergestellt ist, bevorzugt aus einem Kaltbandstahl hergestellt ist. Die Ausgestaltung der Sicherungskrone als einfaches Blechbiegeteil ermöglicht eine relativ kostengünstige Herstellung und eine Bereitstellung in hoher Stückzahl. Alternativ könnte die Sicherungskrone auch aus Kunststoff hergestellt sein, bevorzugt als ein in einem Spritzgießverfahren hergestelltes Kunststoffteil. A further variant provides that the safety crown is produced in a stamping and bending process, preferably made from cold strip steel. The configuration of the safety crown as a simple bent sheet metal part enables relatively inexpensive manufacture and provision in large numbers. Alternatively, the safety crown could also be made of plastic, preferably as a plastic part made in an injection molding process.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Sicherungskrone für eine der vorbeschriebenen Fluidkolben-Vorrichtungen, wobei die Sicherungskrone einen radialen Haltering zum Positionieren einer Kolbendichtung auf einem Fluidkolben und mehrere sich von dem radialen Haltering erstreckende axiale Federlaschen zum Positionieren der Sicherungskrone auf dem Fluidkolben aufweist. Die auch als Einzelbauteil anbietbare Sicherungskrone ermöglicht bei der Nutzung in einer Fluidkolben-Vorrichtung eine sichere Fixierung einer Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens sowie eine einfache Montage der Sicherungskrone, bei der gleichzeitig auch eine Zentrierung der Sicherungskrone erfolgt. Furthermore, the invention relates to the use of a locking crown for one of the fluid piston devices described above, the locking crown having a radial retaining ring for positioning a piston seal on a fluid piston and a plurality of axial spring tabs extending from the radial retaining ring for positioning the locking crown on the fluid piston. When used in a fluid piston device, the securing crown, which can also be offered as an individual component, enables a piston seal to be securely fixed on the circumference of the fluid piston and the securing crown to be easily installed, with the securing crown also being centered at the same time.

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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Sicherungskrone für eine der vorbeschriebenen Fluidkolben-Vorrichtungen weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Bandstahls, bevorzugt eines Kaltbandstahls; Ausstanzen einer zentralen Öffnung, bevorzugt einer kreisförmigen Öffnung; Ausstanzen der Federlaschen und mehrerer zwischen den Federlaschen angeordneter Rückhalteelemente, ausgehend von der zentralen Öffnung; Biegen von Endabschnitten der Federlaschen in einer ersten Richtung; Biegen von Basisabschnitten der Federlaschen in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung; Ausstanzen der Sicherungskrone am Umfang des radialen Halterings aus dem Bandstahl. A method according to the invention for producing a safety crown for one of the fluid piston devices described above has the following steps: providing a steel strip, preferably a cold strip steel; punching out a central opening, preferably a circular opening; stamping out the spring tabs and a plurality of retaining elements arranged between the spring tabs, starting from the central opening; bending end portions of the spring tabs in a first direction; bending base portions of the spring tabs in a second direction opposite to the first direction; Stamping the retaining crown from the strip steel at the perimeter of the radial retaining ring.

Dieses Verfahren zum Herstellen einer Sicherungskrone erlaubt gleichzeitig eine kostengünstige und qualitativ hochwertige Produktion von Sicherungskronen in hoher Stückzahl. Dabei ermöglicht die Aufteilung des Verfahrens zum Herstellen der Sicherungskrone in verschiedene einzelne Ausstanz- und Biegeschritte sehr kurze Taktzeiten, da die einzelnen Schritte in einem Durchlaufverfahren an verschiedenen Positionen gleichzeitig an mehreren mit dem Bandstahl noch verbundenen, unterschiedlichen Sicherungskronen ausgeführt werden können. So kann beim geringen Materialeinsatz eine in einem einfachen Stanz-Biege-Verfahren hergestellte Sicherungskrone ohne spanende Nachbearbeitung bei sehr kurzen Prozesszeiten hergestellt werden. At the same time, this method for manufacturing a fuse ring allows cost-effective and high-quality production of fuse rings in large numbers. Dividing the process for manufacturing the fuse head into various individual punching and bending steps enables very short cycle times, since the individual steps can be carried out in a continuous process at different positions simultaneously on several different fuse heads still connected to the steel strip. In this way, with little use of material, a safety crown produced in a simple stamping and bending process can be produced without subsequent machining and with very short process times.

Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Kolbenmotor, wobei eine Verstelleinrichtung zum Einstellen der Wirklänge der Pleuelstange eine in der Pleuelstange angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder längsbeweglich angeordneten Fluidkolben, der mit der Kolbenstange verbunden ist, mindestens einem in dem Zylinder ausgebildeten Druckraum, der von dem bewegbaren Fluidkolben einseitig begrenzt ist, und zumindest einer zwischen einer Außenwandung des Fluidkolbens und der Innenwandung des Zylinders angeordneten Dichtungseinrichtung aufweist, und wobei eine Fluid-Kolben-Vorrichtung gemäß der vorbeschriebenen Ausführungsformen vorgesehen ist, die Kolbendichtung der Fluidkolben-Vorrichtung die Dichtungseinrichtung der Zylinder-Kolben-Einheit ausbildet und wobei die Sicherungskrone die Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens sichert. Eine erfindungsgemäß vorgesehene Sicherungskrone ermöglicht eine positionsgenaue Sicherung der Kolbendichtung am Umfang des Fluidkolbens und damit eine im Wesentlichen spielfreie und trotzdem quetschfreie Positionierung der in sich geschlossenen einteiligen Kolbendichtung. Dabei ist die Kolbendichtung bevorzugt als Hochdruck-Dichtungsring ausgebildet, der einteilig oder aus mehreren, radial nicht trennbaren Teilen ausgeführt ist. Der Furthermore, the present invention relates to a length-adjustable connecting rod for a piston engine, with an adjusting device for adjusting the effective length of the connecting rod, a cylinder-piston unit arranged in the connecting rod with a cylinder, a fluid piston arranged to be longitudinally movable in the cylinder, the fluid piston with the piston rod connected, at least one pressure chamber formed in the cylinder, which is delimited on one side by the movable fluid piston, and at least one sealing device arranged between an outer wall of the fluid piston and the inner wall of the cylinder, and wherein a fluid-piston device according to the embodiments described above is provided is, the piston seal of the fluid piston device forms the sealing device of the cylinder-piston unit and the securing crown secures the piston seal on the circumference of the fluid piston. A securing crown provided according to the invention enables the piston seal to be secured in a precisely positioned manner on the circumference of the fluid piston and thus allows the self-contained, one-piece piston seal to be positioned essentially without play and yet without being crushed. The piston seal is preferably designed as a high-pressure sealing ring, which is made in one piece or from several parts that cannot be separated radially. Of the

Dichtungsring weist eine entsprechend der Form des Fluidkolbens runde oder leicht ovale Form auf und ermöglicht trotz der im Druckraum auftretenden hohen Drücke eine komplette hydraulische Trennung. The sealing ring has a round or slightly oval shape corresponding to the shape of the fluid piston and enables complete hydraulic separation despite the high pressures occurring in the pressure chamber.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Fluidkolben der Zylinder-Kolben-Einheit als ein zweiseitig wirkender Fluidkolben ausgebildet ist, wobei der in Längsachsenrichtung bewegbar angeordnete Fluidkolben in dem Zylinder einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum ausbildet und jeweils einseitig begrenzt. Die Druckräume befinden sich insbesondere in Längsachsenrichtung des Fluidkolbens auf gegenüberliegenden Seiten des Fluidkolbens. Ein zweiseitig wirkender Fluidkolben ermöglicht ein Einstellen der Wirklänge der längenverstellbaren Pleuelstange sowohl in Richtung eines größeren Verdichtungsverhältnisses als auch in Richtung eines geringeren Verdichtungsverhältnisses mittels einer einzelnen Zylinder-Kolben-Einheit. Dabei kann am Umfang des Fluidkolbens in Richtung beider Druckräume jeweils eine Kolbendichtung vorgesehen sein, die über einzelne Sicherungskronen am Umfang des Fluidkolbens gesichert sind. Alternativ kann nur eine, insbesondere die einer Kolbenstange zugewandte Kolbendichtung mit einer Sicherungskrone gesichert sein, während eine abgewandte Kolbendichtung mittels einer Sicherungsmutter oder mittels eines aufgepressten Halterings montiert ist. A further exemplary embodiment provides that the fluid piston of the cylinder-piston unit is designed as a fluid piston that acts on both sides, with the fluid piston arranged so as to be movable in the direction of the longitudinal axis forming a first pressure chamber and a second pressure chamber in the cylinder and delimiting each on one side. The pressure chambers are located on opposite sides of the fluid piston, in particular in the direction of the longitudinal axis of the fluid piston. A double-acting fluid piston enables the effective length of the length-adjustable connecting rod to be adjusted both in the direction of a larger compression ratio and in the direction of a lower compression ratio by means of a single cylinder-piston unit. In this case, a piston seal can be provided on the circumference of the fluid piston in the direction of both pressure chambers, which are secured by individual securing crowns on the circumference of the fluid piston. Alternatively, only one piston seal, in particular the one facing a piston rod, can be secured with a securing crown, while a piston seal facing away is mounted by means of a securing nut or by means of a retaining ring that is pressed on.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass die Pleuelstange zumindest zwei Pleuelteile aufweist, wobei das erste Pleuelteil ein erstes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und das zweite Pleuelteil ein zweites Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, und wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil in Längsachsenrichtung der Pleuelstange bewegbar ist, bevorzugt teleskopierbar bewegbar ist, um den Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen zu verstellen. Mit anderen Worten ist das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil in Längsachsenrichtung der Pleuelstange bzw. des Fluidkolbens bewegbar, um den Abstand zwischen dem ersten Pleuelauge und dem zweiten Pleuelauge zu verstellen. Im Gegensatz zu Pleuelstangen mit Exzenterverstellung ermöglichen zwei in Längsachsenrichtung der Pleuelstange zueinander bewegbare Pleuelteile einen stabilen Aufbau sowie einen sicheren dauerhaften Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange. An expedient configuration of the length-adjustable connecting rod provides that the connecting rod has at least two connecting rod parts, the first connecting rod part having a first connecting rod eye for receiving a piston pin and the second connecting rod part having a second connecting rod eye for receiving a crankshaft pin, and the first connecting rod part opposite the second connecting rod part is movable in the longitudinal axis direction of the connecting rod, preferably telescopically movable, in order to adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal. In other words, the first connecting rod part can be moved relative to the second connecting rod part in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod or of the fluid piston in order to adjust the distance between the first connecting rod eye and the second connecting rod eye. In contrast to connecting rods with eccentric adjustment, two connecting rod parts that can be moved relative to one another in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod allow a stable structure and reliable long-term operation of the length-adjustable connecting rod.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder bewegbaren Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder sowie mit zumindest einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben des Kolbenmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Furthermore, the invention relates to a piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston that can be moved in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder and with at least one length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the embodiments described above. All reciprocating pistons of the piston motor are preferably provided with such a length-adjustable one

Pleuelstange ausgestattet, und die jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheiten mit der Motorölhydraulik des Kolbenmotors verbunden. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Kolbenmotors kann beträchtlich sein, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Mittels einer erfindungsgemäßen Fluidkolben-Vorrichtung kann die Kolbendichtung sicher am Umfang des Fluidkolbens angeordnet sein, so dass neben einem einfachen und sicheren Aufbau auch eine dauerhafte Funktion der längenverstellbaren Pleuelstange möglich ist. Equipped with a connecting rod, and the respective cylinder-piston units are connected to the engine oil hydraulic system of the piston engine. The fuel saving of such a piston engine can be considerable if the compression ratio is adjusted accordingly as a function of the respective operating state. By means of a fluid piston device according to the invention, the piston seal can be securely arranged on the circumference of the fluid piston, so that in addition to a simple and reliable design, the length-adjustable connecting rod can also function permanently.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention is explained in more detail using a non-restrictive exemplary embodiment, which is illustrated in the figures. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, 1 shows a plan view of a length-adjustable connecting rod according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der teilweise freigeschnittenen längenverstellbaren Pleuelstange, Fig. 2 shows a schematic view of the partially cut length-adjustable connecting rod,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des ersten Pleuelteils aus Fig. 2, Fig. 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Fluidkolben-Vorrichtung aus Fig. 3, Fig. 5a eine perspektivische Ansicht der Sicherungskrone aus Fig. 3 und Fig. 4, 3 shows an enlarged sectional view of the first connecting rod part from FIG. 2, FIG. 4 shows a detailed view of the fluid piston device according to the invention from FIG. 3, FIG. 5a shows a perspective view of the locking crown from FIGS. 3 and 4,

Fig. 5b eine Schnittansicht der Sicherungskrone in Längsachsenrichtung des Fluidkolbens entlang einer axialen Federlasche, 5b shows a sectional view of the securing crown in the direction of the longitudinal axis of the fluid piston along an axial spring clip,

Fig. 5c eine teilweise Draufsicht auf die Sicherungskrone aus Fig. 5a, Fig. 5c is a partial plan view of the fuse crown of Fig. 5a,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der verschiedenen Verfahrensschritte zum Herstellen einer Sicherungskrone aus einem Bandstahl und 6 shows a perspective view of the various process steps for producing a safety crown from a strip steel and

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des ersten Pleuelteils aus Fig. 2. 7 shows an enlarged sectional view of a further embodiment of the first connecting rod part from FIG.

Die in Fig. 1 dargestellte längenverstellbare Pleuelstange 1 umfasst zwei teleskopierbar zueinander bewegbare Pleuelteile 2, 3. Das in der Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 in Fig. 1 unten angeordnete zweite Pleuelteil 2 weist ein großes Pleuelauge 4 auf, mit dem die längenverstellbare Pleuelstange 1 auf der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Kolbenmotors gelagert ist. Dazu ist am zweiten Pleuelteil 2 weiter eine Lagerschale 5 angeordnet, die zusam-The length-adjustable connecting rod 1 shown in Fig. 1 comprises two connecting rod parts 2, 3 that can be moved telescopically relative to one another. The second connecting rod part 2, which is arranged at the bottom in the illustration of the length-adjustable connecting rod 1 in Fig the crankshaft (not shown) of the piston engine is mounted. For this purpose, a bearing shell 5 is further arranged on the second connecting rod part 2, which together

men mit dem ebenfalls lagerschalenartig ausgebildeten unteren Bereich der zweiten Pleuelstange 2 das große Pleuelauge 4 ausbildet. Die Lagerschale 5 und das zweite Pleuelteil 2 werden mittels Pleuelschrauben 31 miteinander verbunden. Gehäusefest bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das zweite Pleuelteil 2 abgesehen von der Drehbewegung um bzw. mit der Kurbelwelle keine Bewegung ausführt. Das verstellbare erste Pleuelteil 3 weist einen Pleuelkopf 6 mit einem kleinen Pleuelauge 7 auf, das den Kolbenbolzen (nicht gezeigt) des Hubkolbens im Kol-men with the likewise bearing shell-like lower region of the second connecting rod 2 forms the large connecting rod eye 4 . The bearing shell 5 and the second connecting rod part 2 are connected to one another by means of connecting rod screws 31 . In this context, fixed to the housing means that the second connecting rod part 2 does not perform any movement apart from the rotary movement around or with the crankshaft. The adjustable first connecting rod part 3 has a connecting rod head 6 with a small connecting rod eye 7 which holds the piston pin (not shown) of the reciprocating piston in the piston

benmotor aufnimmt. motor takes up.

Wie in der teilweise freigeschnittenen Ansicht in Fig. 2 gut zu erkennen, ist der Pleuelkopf 6 mit einer Kolbenstange 8 und über die Kolbenstange 8 mit dem Fluidkolben 9 einer hier als Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstelleinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 verbunden. Der Fluidkolben 9 ist in einem Zylinder 12 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 längs beweglich. Der Pleuelkopf 6 ist üblicherweise mit der Kolbenstange 8 verschraubt, verschweißt oder verstiftet, während der Fluidkolben 9 und die Kolbenstange 8 einteilig ausgebildet sind. In anderen, nicht dargestellten Varianten sind der Fluidkolben 9 und die Kolbenstange 8 mehrteilig ausgeführt und z.B. miteinander durch Verschrauben oder einen Presssitz verbunden während der Pleuelkopf 6 einstückig mit der Kolbenstange 8 ausgeführt ist. Die einteilige Ausbildung gemäß Fig. 2 ermöglicht vor einem Zusammenbau des ersten Pleuelteils 3, einen Zylinderdeckel 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und eine Stangendichtung 16 auf der Kolbenstange 8 sowie eine obere Kolbendichtung 17 als Teil der zwischen einer Außenwandung des Fluidkolbens 9 und einer Innenwandung des Zylinders 12 angeordneten Dichtungseinrichtung an dem Fluidkolben 9 einfach und sicher anzuordnen. Dafür ist im Inneren des Pleuelkopfs 6 eine Schraubverbindung 44 zwischen dem Pleuelkopf 6 und der Kolbenstange 8 vorgesehen. Alternativ kann in der in Fig. 3 dargestellten Variante des ersten Pleuelteils 3 auch der Fluidkolben 9 über eine entsprechende Schraubverbindung 44 mit der Kolbenstange 8 verschraubt sein und als Teil einer Fluidkolben-Vorrichtung der Montage der längenverstellbaren Pleuelstange 1 als vorgefertigte Einheit bereitgestellt werden. Darüber hinaus können in nicht dargestellten Varianten die Kolbenstange 8 und der Pleuelkopf 6 auch verpresst, verschweißt oder verstiftet sein. As can be seen clearly in the partially cutaway view in FIG. 2, the connecting rod head 6 is connected to a piston rod 8 and via the piston rod 8 to the fluid piston 9 of an adjusting device of the length-adjustable connecting rod 1 embodied here as a cylinder-piston unit 10. The fluid piston 9 is longitudinally movable in a cylinder 12 of the cylinder-piston unit 10 . The connecting rod head 6 is usually screwed, welded or pinned to the piston rod 8, while the fluid piston 9 and the piston rod 8 are designed in one piece. In other variants that are not shown, the fluid piston 9 and the piston rod 8 are designed in multiple parts and are connected to one another, for example, by screwing or a press fit, while the connecting rod head 6 is designed in one piece with the piston rod 8 . The one-piece design according to FIG. 2 enables, before the first connecting rod part 3 is assembled, a cylinder cover 15 of the cylinder-piston unit 10 and a rod seal 16 on the piston rod 8 as well as an upper piston seal 17 as part of the between an outer wall of the fluid piston 9 and a Inner wall of the cylinder 12 arranged sealing device on the fluid piston 9 easy and safe to arrange. A screw connection 44 between the connecting rod head 6 and the piston rod 8 is provided for this purpose in the interior of the connecting rod head 6 . Alternatively, in the variant of the first connecting rod part 3 shown in Fig. 3, the fluid piston 9 can also be screwed to the piston rod 8 via a corresponding screw connection 44 and provided as part of a fluid piston device for mounting the length-adjustable connecting rod 1 as a prefabricated unit. In addition, in variants that are not shown, the piston rod 8 and the connecting rod head 6 can also be pressed, welded or pinned.

Das erste Pleuelteil 3 ist über den Fluidkolben 9 teleskopierbar in dem zweiten Pleuelteil 2 geführt, um den Abstand zwischen dem im kleinen Pleuelauge 7 aufgenommenen Kolbenbolzen des Hubkolbens und der in dem großen Pleuelauge 4 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors zu verstellen und so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Mit anderen Worten kann der Abstand zwischen dem kleinen Pleuelauge 7 und dem großen Pleuelauge 4 verstellt werden. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als unter Volllast zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. In einem Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils The first connecting rod part 3 is telescopically guided in the second connecting rod part 2 via the fluid piston 9 in order to adjust the distance between the piston pin of the reciprocating piston accommodated in the small connecting rod eye 7 and the crankshaft of the piston engine accommodated in the large connecting rod eye 4, and thus the compression ratio of the piston engine to adapt to the respective operating status. In other words, the distance between the small connecting rod eye 7 and the large connecting rod eye 4 can be adjusted. This makes it possible to operate the piston engine in the partial load range with a higher compression ratio than under full load, thus increasing the efficiency of the engine. In a housing 11 of the second connecting rod part

2 ist im oberen Bereich ein Zylinder 12 ausgebildet, der als Zylinderbohrung oder Zylinderhülse in das Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils 2 eingebracht ist. In dem Zylinder 12 ist der Fluidkolben 9 des ersten Pleuelteils 3 in Längsachsenrichtung A der Pleuelstange 1, bzw. des Fluidkolbens 9 bewegbar angeordnet, um gemeinsam mit dem Zylinder 12 und dem Zylinderdeckel 15 die Zylinder-Kolben-Einheit 10 auszubilden. Der Fluidkolben 9 ist in Fig. 2 in einer Mittelstellung dargestellt, in der der Fluidkolben 9 den Zylinder 12 in zwei Druckräume 13 und 14 unterteilt. Die Druckräume 13, 14 befinden sich in Längsachsenrichtung A auf gegenüberliegenden Seiten des Fluidkolbens 9. 2, a cylinder 12 is formed in the upper area, which is introduced into the housing 11 of the second connecting rod part 2 as a cylinder bore or cylinder sleeve. The fluid piston 9 of the first connecting rod part 3 is arranged in the cylinder 12 so that it can move in the longitudinal axis direction A of the connecting rod 1 or the fluid piston 9 in order to form the cylinder-piston unit 10 together with the cylinder 12 and the cylinder cover 15 . The fluid piston 9 is shown in FIG. 2 in a middle position, in which the fluid piston 9 divides the cylinder 12 into two pressure chambers 13 and 14 . The pressure chambers 13, 14 are located on opposite sides of the fluid piston 9 in the direction of the longitudinal axis A.

Die Kolbenstange 8 erstreckt sich von dem Fluidkolben 9 durch den oberen Druckraum 14 und den Zylinderdeckel 15 hindurch, der das Gehäuse 11 und den Zylinder 12 nach oben hin begrenzt. An dem Zylinderdeckel 15 ist eine Stangendichtung 16 vorgesehen, die von einem Sicherungsring 19 am Übergang zwischen Kolbenstange 8 und dem Zylinderdeckel 15 gehalten wird. Die Stangendichtung 16 umgibt die Kolbenstange 8 und dichtet den oberen Druckraum 14 gegenüber der Umgebung ab. Die beiden auf dem Fluidkolben 9 angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Fluidkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab, wobei zumindest die untere Kolbendichtung 18, bevorzugt beide Kolbendichtungen 17, 18 als Hochdruck-Dichtungsringe ausgeführt sind. Möglich ist dabei eine einteilige Ausführung oder eine Ausbildung aus mehreren, radial nicht trennbaren Teilen. Der Sicherungsring 19 bildet zusammen mit dem Zylinderdeckel 15 einen oberen Anschlag aus, an dem der Fluidkolben 9 in der oberen Stellung, der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1, anliegt, während in der unteren Stellung (Kurzstellung) der längenverstellbaren Pleuelstange 1 der Fluidkolben 9 an dem vom Zylinderboden 20 ausgebildeten unteren Anschlag anliegt. The piston rod 8 extends from the fluid piston 9 through the upper pressure chamber 14 and the cylinder cover 15, which delimits the housing 11 and the cylinder 12 at the top. A rod seal 16 is provided on the cylinder cover 15 and is held by a retaining ring 19 at the transition between the piston rod 8 and the cylinder cover 15 . The rod seal 16 surrounds the piston rod 8 and seals off the upper pressure chamber 14 from the environment. The two piston seals 17, 18 arranged on the fluid piston 9 seal the fluid piston 9 against the cylinder 12 and thus also the pressure chambers 13, 14 against each other, with at least the lower piston seal 18, preferably both piston seals 17, 18 being designed as high-pressure sealing rings. A one-piece design or a design made up of several parts that cannot be separated radially is possible. The locking ring 19 together with the cylinder cover 15 forms an upper stop against which the fluid piston 9 rests in the upper position, the long position of the length-adjustable connecting rod 1, while in the lower position (short position) of the length-adjustable connecting rod 1 the fluid piston 9 rests the bottom stop formed by the cylinder base 20 rests.

Die beiden auf dem Fluidkolben angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Fluidkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab. Die den oberen Druckraum 14 abdichtende Kolbendichtung 17 wird vor der Verbindung des Pleuelkopfs 6 mit der Kolbenstange 8 und vor der Montage der Stangendichtung 16 auf einem der Kolbenstange 8 zugewandten Absatz 22 im Fluidkolben 9 angeordnet und durch eine auf dem Absatz 22 aufgesetzte oder aufgeclipste Sicherungskrone 23 gesichert. The two piston seals 17, 18 arranged on the fluid piston seal the fluid piston 9 from the cylinder 12 and thus also the pressure chambers 13, 14 from one another. The piston seal 17 sealing the upper pressure chamber 14 is arranged on a shoulder 22 facing the piston rod 8 in the fluid piston 9 before the connection of the connecting rod head 6 with the piston rod 8 and before the assembly of the rod seal 16 and is secured by a securing crown 23 placed or clipped onto the shoulder 22 secured.

Am Pleuelkopf 6 des oberen Pleuelteils 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Kolbenstange 8 bzw. zur Längsachsenrichtung A ein in Richtung des Gehäuses 11 vorstehender Führungsstift 28 vorgesehen. Der fest mit dem Pleuelkopf 6 verbundene Führungsstift 28 ist verschiebbar in einer am Gehäuse 11 ausgebildeten Führungsbohrung 29 angeordnet, so dass sich bei einer axialen Bewegung des ersten teleskopierbaren Pleuelteils 3 in Längsachsen-On the connecting rod head 6 of the upper connecting rod part 3 , a guide pin 28 protruding in the direction of the housing 11 is provided in the exemplary embodiment shown, parallel to the piston rod 8 or to the direction of the longitudinal axis A. The guide pin 28, which is firmly connected to the connecting rod head 6, is slidably arranged in a guide bore 29 formed on the housing 11, so that during an axial movement of the first telescoping connecting rod part 3 in the longitudinal axis

richtung A relativ zum gehäusefesten zweiten Pleuelteil 2 keine Rotation der Pleuelteile 2, 3 zueinander und damit eine Verdrehung des ersten Pleuelauges 7 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und des zweiten Pleuelauges 4 zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens auftritt. Auch an-direction A relative to the housing-fixed second connecting rod part 2 no rotation of the connecting rod parts 2, 3 to each other and thus a rotation of the first connecting rod eye 7 for receiving a piston pin and the second connecting rod eye 4 for receiving a crankshaft pin occurs. Also on-

dere, nicht dargestellte Lösungen zur Verdrehsicherung sind möglich. their non-illustrated anti-rotation solutions are possible.

Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist befindet sich in dem Gehäuse 11 des zweiten Pleuelteils 2 unterhalb des Zylinders 12 eine hydraulische Steuereinrichtung 21 zur Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10. Anhand der in Fig. 2 schematisch dargestellten hydraulischen Verschaltung der Steuereinrichtung 21 wird die Versorgung der Zylinder-Kolben-Einheit 10 und die Steuerung der Wirklängenverstellung der Pleuelstange 1 im Folgenden näher erläutert. Die beiden Druckräume 13, 14 sind jeweils über getrennte Hydraulikmittelleitungen 32, 33 und separate Rückschlagventile 34, 35 und einem gemeinsamen Ölversorgungskanal 36, der in dem großen Pleuelauge 4 mündet, mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. Ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in der langen Position, befindet sich im oberen Druckraum 14 kein Motoröl, während der untere Druckraum 13 hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird die Pleuelstange 1 aufgrund der Massen- und Gaskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Fluidkolbens 9 mit dem Sicherungsring 19 aufgenommen, wobei sich die Länge der Pleuelstange 1 nicht weiter verändert. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den mit Motoröl gefüllten unteren Druckraum 13 übertragen. Da das dem unteren Druckraum 13 zugeordnete Rückschlagventil 35 ein Ausströmen des Motoröls verhindert, steigt der Druck des Motoröls stark an und verhindert eine Änderung der Pleuellänge, wodurch die längenverstellbare Pleuelstange 1 in dieser Bewegungsrichtung hydraulisch gesperrt ist. As can be seen in particular from FIG. 2, a hydraulic control device 21 for supplying the cylinder-piston unit 10 is located in the housing 11 of the second connecting rod part 2 below the cylinder 12. The hydraulic circuitry of the control device 21 shown schematically in FIG the supply of the cylinder-piston unit 10 and the control of the effective length adjustment of the connecting rod 1 are explained in more detail below. The two pressure chambers 13, 14 are each connected to the engine oil circuit of the piston engine via separate hydraulic fluid lines 32, 33 and separate check valves 34, 35 and a common oil supply channel 36, which opens into the large connecting rod eye 4. If the length-adjustable connecting rod 1 is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber 14, while the lower pressure chamber 13, on the other hand, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod 1 is subjected to alternating tensile and compressive loads due to the mass and gas forces. In the long position, the pulling force is taken up by the mechanical contact of the fluid piston 9 with the locking ring 19, whereby the length of the connecting rod 1 does not change any further. An acting compressive force is transmitted via the piston surface to the lower pressure chamber 13 filled with engine oil. Since the check valve 35 assigned to the lower pressure chamber 13 prevents the engine oil from escaping, the pressure of the engine oil rises sharply and prevents a change in the connecting rod length, as a result of which the length-adjustable connecting rod 1 is hydraulically locked in this direction of movement.

In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum 13 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Fluidkolbens 9 am Zylinderboden 20 aufgenommen, während der obere Druckraum 14 mit Motoröl gefüllt ist, so dass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuelstange 1 einen Druckanstieg im oberen Druckraum 14 und eine hydraulische Sperrung bewirkt. In the short position of the length-adjustable connecting rod 1, the situation is reversed. The lower pressure chamber 13 is completely empty and a compressive force is absorbed by the mechanical stop of the fluid piston 9 on the cylinder base 20, while the upper pressure chamber 14 is filled with engine oil, so that a tensile force on the length-adjustable connecting rod 1 causes a pressure increase in the upper pressure chamber 14 and a hydraulic locking effected.

Die Wirklänge der hier dargestellten längenverstellbaren Pleuelstange 1 kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume 13, 14 entleert wird und der jeweils andere Druckraum 13, 14 mit Motoröl gefüllt wird. Hierzu wird in der hydraulischen Steuereinrichtung 21 jeweils eines der Rückschlagventile 34, 35 überbrückt, so dass das Motoröl aus dem bisher gefüllten Druckraum 13, 14 abfließen kann. Das jeweilige Rückschlagventil 34, 35 verliert so seine Wirkung. Dazu umfasst die hydraulische Steuereinrichtung 21 ein 3/2-Wegeventil 37, dessen beiden schaltbaren Anschlüsse 40 jeweils über eine Drossel 38, 39 mit einer Hydraulikmittelleitung The effective length of the length-adjustable connecting rod 1 shown here can be adjusted in two stages by one of the two pressure chambers 13, 14 being emptied and the other pressure chamber 13, 14 being filled with engine oil. For this purpose, one of the check valves 34, 35 is bypassed in the hydraulic control device 21, so that the engine oil can flow out of the previously filled pressure chamber 13, 14. The respective check valve 34, 35 thus loses its effect. For this purpose, the hydraulic control device 21 includes a 3/2-way valve 37 whose two switchable connections 40 each have a throttle 38, 39 with a hydraulic medium line

32, 33 der Druckräume 13, 14 verbunden sind. Dabei wird das 3/2-Wegeventil 37 über den Druck des Motoröls betätigt, das dem 3/2-Wegeventil 37 über eine mit dem Ölversorgungskanal 36 verbundene Steuerdruckleitung 41 zugeführt wird. Die Rückstellung des 3/2-Wegeventils 37 erfolgt durch eine Rückstellfeder 42. 32, 33 of the pressure chambers 13, 14 are connected. The 3/2-way valve 37 is actuated by the pressure of the engine oil, which is fed to the 3/2-way valve 37 via a control pressure line 41 connected to the oil supply channel 36 . The 3/2-way valve 37 is reset by a return spring 42.

Die beiden schaltbaren Anschlüsse 40 des 3/2-Wegeventils 37 sind mit einem Abströmkanal 43 verbunden, der das aus den Druckräumen 13, 14 abgeführte Motoröl an den Ölversorgungskanal 36 abgibt, von wo aus es zur Befüllung des jeweils anderen Druckraums 14, 13 zur Verfügung steht oder über das große Pleuelauge 4 an die Umgebung abgegeben werden kann. In der in Fig. 2 dargestellten Vorzugslage des 3/2-Wegeventils 37 ist der obere Druckraum 14 geöffnet. The two switchable connections 40 of the 3/2-way valve 37 are connected to an outflow channel 43, which delivers the engine oil removed from the pressure chambers 13, 14 to the oil supply channel 36, from where it is available for filling the other pressure chamber 14, 13 or can be released to the environment via the large connecting rod eye 4. In the preferred position of the 3/2-way valve 37 shown in FIG. 2, the upper pressure chamber 14 is open.

Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des ersten Pleuelteils 3 für die Verwendung mit der längenverstellbaren Pleuelstange 1 aus Fig. 2. Im Inneren des Fluidkolbens 9 ist eine Schraubverbindung 44 zwischen dem Fluidkolben 9 und der Kolbenstange 8 vorgesehen. Vor dem Verbinden der Kolbenstange 8 mit dem Fluidkolben 9 werden zunächst der Zylinderdeckel 15, die Stangendichtung 16 und der Sicherungsring 19 auf den oberen Teil der Kolbenstange 8 aufgeschoben, wobei die von dem Sicherungsring 19 gehaltene Stangendichtung 16 im montierten Zustand des ersten Pleuelteils 3 im zweiten Pleuelteil 2 die Kolbenstange 8 und damit den oberen Druckraum 14 gegenüber der Umgebung abdichtet. Weiter wird die obere Kolbendichtung 17 auf den Absatz 22 aufgeschoben und dort durch die Sicherungskrone 23, die ebenfalls auf den Absatz 22 des Fluidkolbens 9 aufgeschoben und formschlüssig gehalten wird, im Wesentlichen spielfrei und ohne mechanische Belastung in ihrer Position gehalten. Erst danach wird die Kolbenstange 8 zusammen mit der Stangendichtung 16, dem Zylinderdeckel 15 und dem Pleuelkopf 6 mittels der Schraubverbindung 44 mit dem Fluidkolben 9 verbunden. 3 shows an enlarged sectional view of a second embodiment of the first connecting rod part 3 for use with the length-adjustable connecting rod 1 from FIG. Before connecting the piston rod 8 to the fluid piston 9, the cylinder cover 15, the rod seal 16 and the circlip 19 are first pushed onto the upper part of the piston rod 8, with the rod seal 16 held by the circlip 19 in the assembled state of the first connecting rod part 3 in the second Connecting rod part 2 seals the piston rod 8 and thus the upper pressure chamber 14 from the environment. Next, the upper piston seal 17 is pushed onto the shoulder 22 and held there by the securing crown 23, which is also pushed onto the shoulder 22 of the fluid piston 9 and held in a form-fitting manner, essentially without play and without mechanical stress in its position. Only then is the piston rod 8 together with the rod seal 16 , the cylinder cover 15 and the connecting rod head 6 connected to the fluid piston 9 by means of the screw connection 44 .

In einem zweiten vorgelagerten oder nachgelagerten Arbeitsschritt wird die untere Kolbendichtung 18 auf den unteren Absatz 24 am freien Ende des Fluidkolbens 9 positioniert und von einer Sicherungsmutter 25 gesichert, die auf einem Gewinde 26 am Absatz 24 bis zu einem Anschlag 45 aufgeschraubt wird. Alternativ kann auch hier eine Sicherungskrone 23 oder herkömmliche Sicherungsringe und Sicherungsschreiben zur Positionierung der unteren Kolbendichtung 18 auf dem unteren Absatz 24 eingesetzt werden. In der in Fig. 3 dargestellten Variante kann die Sicherungsmutter 25 über ein abgeflachtes Werkzeugaufnahmeprofil 30 auf das Gewinde 26 aufgeschraubt werden, so dass die Sicherungsmutter 25 nicht gegenüber der unteren Kolbendichtung 18 vorsteht. Zusammen mit dem Absatz 24 bildet die an einem Anschlag 45 In a second upstream or downstream work step, the lower piston seal 18 is positioned on the lower shoulder 24 at the free end of the fluid piston 9 and secured by a lock nut 25 which is screwed onto a thread 26 on the shoulder 24 up to a stop 45. Alternatively, a locking crown 23 or conventional locking rings and locking washers can also be used to position the lower piston seal 18 on the lower shoulder 24. In the variant shown in FIG. 3, the lock nut 25 can be screwed onto the thread 26 via a flattened tool receiving profile 30, so that the lock nut 25 does not protrude in relation to the lower piston seal 18. Together with paragraph 24 forms the stop 45

(siehe Fig. 3) sicher anliegende Sicherungsmutter 25 eine Ringnut 27 aus, in der der Kolbendichtring 18 relativ spiel- und quetschfrei und ohne Montageschäden angeordnet ist. (See Fig. 3) securely fitting lock nut 25 has an annular groove 27 in which the piston sealing ring 18 is arranged relatively free of play and crushing and without assembly damage.

Unter dem oberen Absatz 22 und dem unteren Absatz 24 wird hier ein Abschnitt des Fluidkolbens 9 verstanden, der eine geringere Querschnittsfläche als der Rest des Fluidkolbens 9 aufweist. Grundsätzlich kann der Fluidkolben 9 in verschiedenen Querschnittsformen — kreisförmig, oval oder vieleckig bzw. polygonal — ausgeführt sein. Wenn als Querschnitt beispielsweise eine Kreisform gewählt wird, hat der kreisförmige Querschnitt im Bereich des oberen Absatzes 22 und unteren Absatzes 24 jeweils einen geringeren Durchmesser als im dazwischenliegenden Bereich des Fluidkolbens 9. Am Übergang zwischen Absatz 22, 24 und übrigem Bereich des Fluidkolbens 9 ergibt sich dementsprechend ein Anschlag oder eine Schulter. The upper shoulder 22 and the lower shoulder 24 are understood here to mean a section of the fluid piston 9 which has a smaller cross-sectional area than the rest of the fluid piston 9 . In principle, the fluid piston 9 can have different cross-sectional shapes—circular, oval, or polygonal. If, for example, a circular shape is selected as the cross section, the circular cross section in the area of the upper shoulder 22 and lower shoulder 24 each has a smaller diameter than in the area of the fluid piston 9 in between. At the transition between shoulder 22, 24 and the remaining area of the fluid piston 9, accordingly a stop or a shoulder.

Die Schnittansicht in Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung das Detail IV aus Fig. 3. Hier ist deutlich die Anordnung der oberen Kolbendichtung 17 auf dem Absatz 22 des Fluidkolbens 9 zu erkennen. Die mit zwei sich in Längsachsenrichtung A des Fluidkolbens 9 erstreckenden Dichtlippen ausgestaltete einteilige Hochdruck-Kolbendichtung 17 wird durch die Sicherungskrone 23 in einer Anlage-Position am Absatz 22 des Fluidkolbens 9 gehalten. Wie in der perspektivischen Darstellung der Sicherungskrone 23 in Fig. 5a zu erkennen ist, weist die Sicherungskrone 23 einen umlaufend radialen Haltering 46 und mehrere sich im Wesentlichen in Längsachsenrichtung A erstreckende axiale Federlaschen 47 sowie mehrere zwischen den Federlaschen 47 angeordnete sich radial nach innen erstreckenden Rückhalteelemente 48 auf. Dabei sind die axialen Federlaschen 47 und die radialen Rückhalteelemente 48 abwechselnd am inneren Umfang des radialen Halterrings 46 angeordnet, wobei sich in der in Fig. 5a gezeigten Ausführungsform jeweils 12 gleichmäßig am inneren Umfang angeordnete axiale Federlaschen 47 mit entsprechenden Rückhalteelemente 48 abwechseln. Dabei ist zur besseren Funktionstrennung der axialen Federlaschen 47 und der Rückhaltelemente 48 jeweils ein Freistich 49 zwischen den einzelnen axialen Federlaschen 47 und einzelnen Rückhalteelemente 48 vorgesehen, siehe auch Fig. 5c. Die sich radial nach innen in Richtung des Fluidkolbens 9 erstreckenden Rückhalteelemente 48 weisen auf der der oberen Kolbendichtung 17 zugewandten Seite Rückhalteflächen 50 auf, die als Anlageflächen für die Kolbendichtung 17 dienen und die Kolbendichtung 17 spielfrei und belastungsfrei in der Position zwischen der Schulter des Absatzes 22 und den Rückhalteflächen 50 der Rückhalteelemente 48 halten. The sectional view in FIG. 4 shows detail IV from FIG. 3 in an enlarged representation. The arrangement of the upper piston seal 17 on the shoulder 22 of the fluid piston 9 can be clearly seen here. The one-piece high-pressure piston seal 17 configured with two sealing lips extending in the longitudinal axis direction A of the fluid piston 9 is held in a contact position on the shoulder 22 of the fluid piston 9 by the securing crown 23 . As can be seen in the perspective representation of the securing crown 23 in Fig. 5a, the securing crown 23 has a circumferentially radial retaining ring 46 and a plurality of axial spring shackles 47 extending essentially in the direction of the longitudinal axis A, as well as a plurality of retaining elements arranged between the spring shackles 47 and extending radially inwards 48 on. The axial spring tabs 47 and the radial retaining elements 48 are arranged alternately on the inner circumference of the radial retaining ring 46, with 12 axial spring tabs 47 arranged uniformly on the inner circumference alternating with corresponding retaining elements 48 in the embodiment shown in FIG. 5a. In order to improve the functional separation of the axial spring tabs 47 and the retaining elements 48, an undercut 49 is provided between the individual axial spring tabs 47 and the individual retaining elements 48, see also FIG. 5c. The retaining elements 48, which extend radially inward in the direction of the fluid piston 9, have retaining surfaces 50 on the side facing the upper piston seal 17, which serve as contact surfaces for the piston seal 17 and keep the piston seal 17 free of play and free of stress in the position between the shoulder of the shoulder 22 and the retaining surfaces 50 of the retaining elements 48 hold.

Die axialen Federlaschen 47 der Sicherungskrone 23 weisen jeweils ein mit dem radialen Haltering 46 verbundenen Basisabschnitt 51 und einen sich an den Basisabschnitt 51 anschlieBenden Endabschnitt 52 auf, siehe auch Fig. 5b mit der Schnittdarstellung der Sicherungs-The axial spring shackles 47 of the securing crown 23 each have a base section 51 connected to the radial retaining ring 46 and an end section 52 adjoining the base section 51, see also FIG. 5b with the sectional view of the securing

krone 23 in einem eingebauten Zustand entlang einer axialen Federlasche 47. Der freie Endabschnitt 52 der axialen Federlasche 47 ist dabei gegenüber dem Basisabschnitt 51 weiter nach innen in Richtung des Fluidkolbens 9 gebogen, bevorzugt um etwa 10°, jedoch sind auch kleinere und größere Winkel möglich. Wie in der perspektivischen Ansicht der Sicherungskrone 23 in Fig. 5a zu erkennen, weist auch der Basisabschnitt 51 der axialen Federlaschen 47 eine nach innen in Richtung des Fluidkolbens 9 weisende Neigung auf, die ebenfalls nur geringfügig gegenüber der Längsachsenrichtung A des Fluidkolbens 9 abweicht. Crown 23 in an installed state along an axial spring shackle 47. The free end section 52 of the axial spring shackle 47 is bent further inwards in relation to the base section 51 in the direction of the fluid piston 9, preferably by about 10°, but smaller and larger angles are also possible . As can be seen in the perspective view of the securing crown 23 in FIG. 5a, the base section 51 of the axial spring shackles 47 also has an inclination pointing inwards towards the fluid piston 9, which also deviates only slightly from the longitudinal axis direction A of the fluid piston 9.

Während die leichte Neigung der Basisabschnitte 51 der sich im Wesentlichen parallel zur Längsachsenrichtung A des Fluidkolbens 9 erstreckenden axialen Federlaschen 47 beim Aufschieben der Sicherungskrone 23 auf den Absatz 22 am oberen Ende des Fluidkolbens 9 eine einfache und inhärente Zentrierung der Sicherungskrone 23 auf dem Fluidkolben 9 ermöglicht, dienen die gegenüber den Basisabschnitten 51 der axialen Federlaschen 47 weiter nach innen in Richtung des Fluidkolbens 9 gebogenen freien Endabschnitte 52 der axialen Federlaschen 47 dazu, eine formschlüssige Sicherung der Sicherungskrone 23 am Absatz 22 des Fluidkolbens 9 bereitzustellen. Hierzu ist am Absatz 22 des Fluidkolbens 9 eine umlaufende sägezahnartige Vertiefung 53 vorgesehen, deren Profil und Neigung dem Profil und der Neigung der gegenüber dem Basisabschnitt 51 geneigten freien Endabschnitt 52 der axialen Federlasche 47 entspricht. Nach dem Aufschieben der Sicherungskrone 23 auf den Absatz 22 rasten die Federlaschen 47 in der umlaufenden Vertiefung 53 ein und sichern die Sicherungskrone 23 und über der Sicherungskrone 23 auch die Kolbendichtung 17 am Absatz 22 des Fluidkolbens 9. While the slight inclination of the base sections 51 of the axial spring shackles 47, which extend essentially parallel to the longitudinal axis direction A of the fluid piston 9, enables a simple and inherent centering of the securing crown 23 on the fluid piston 9 when the securing crown 23 is pushed onto the shoulder 22 at the upper end of the fluid piston 9 , the free end sections 52 of the axial spring shackles 47, which are bent further inwards in the direction of the fluid piston 9 in relation to the base sections 51 of the axial spring shackles 47, serve to provide a form-fitting securing of the securing crown 23 on the shoulder 22 of the fluid piston 9. For this purpose, a circumferential sawtooth-like depression 53 is provided on the shoulder 22 of the fluid piston 9, the profile and inclination of which corresponds to the profile and inclination of the free end section 52 of the axial spring clip 47, which is inclined relative to the base section 51. After the locking crown 23 has been slid onto the shoulder 22, the spring tabs 47 engage in the circumferential depression 53 and secure the locking crown 23 and, via the locking crown 23, also the piston seal 17 on the shoulder 22 of the fluid piston 9.

Trotz dieser formschlüssigen Anordnung der Sicherungskrone 23 am Absatz 22 des Fluidkolbens 9 entsteht durch die sägezahnartige Vertiefung 53 nur eine sehr geringe Kerbwirkung in dem Fluidkolben 9, wodurch die Belastbarkeit dieses durch die Schraubverbindung 44 mit der Kolbenstange 8 geschwächten Bereichs des Fluidkolbens 9 erhöht und gleichzeitig die Ausfallwahrscheinlichkeit der längenverstellbaren Pleuelstange 1 reduziert wird. Despite this form-fitting arrangement of the securing crown 23 on the shoulder 22 of the fluid piston 9, the sawtooth-like depression 53 produces only a very small notch effect in the fluid piston 9, which increases the load capacity of this area of the fluid piston 9 that is weakened by the screw connection 44 to the piston rod 8 and at the same time Probability of failure of the length-adjustable connecting rod 1 is reduced.

Fig. 6 zeigt die verschiedenen Arbeitsschritte beim Herstellen einer Sicherungskrone 23 aus einem Kaltbandstahl in einem kombinierten Stanz-Biege-Verfahren. Ausgehend von einem Kaltbandstahl werden in einem ersten Arbeitsschritt Führungslöcher 54 und eine zentrale Öffnung 55 ausgestanzt. Im nächsten Arbeitsschritt werden ausgehend von der zentralen Öffnung 55 die Federlaschen 47 und die Rückhaltelemente 48 ausgestanzt, wobei der Bandstahl über die Führungslöcher 54 geführt und zentriert wird. Je nach Anzahl und Breite der Federlaschen 47 und Rückhaltelemente 48 werden hierfür zwei oder mehrere Stanzvorgänge genutzt, um ein ungewolltes Verziehen oder Verbiegen der Federlaschen 47 und Rückhaltelemente 48 zu vermeiden. Zusätzlich kann hier auch ein Nachschneiden der ausgestanzten Konturen erfolgen. FIG. 6 shows the various work steps involved in the production of a locking crown 23 from cold-rolled steel using a combined stamping and bending process. Starting from a cold-rolled steel strip, guide holes 54 and a central opening 55 are punched out in a first step. In the next work step, starting from the central opening 55, the spring tabs 47 and the retaining elements 48 are punched out, with the strip steel being guided over the guide holes 54 and centered. Depending on the number and width of the spring tabs 47 and retaining elements 48, two or more punching operations are used for this purpose in order to avoid unwanted warping or bending of the spring tabs 47 and retaining elements 48. In addition, the punched-out contours can also be trimmed here.

Im nächsten Arbeitsschritt werden die Endabschnitte 52 der Federlaschen 47 in einer ersten Richtung, in der in Fig. 6 gezeigten Darstellung nach oben, gebogen, bevor die Federlaschen 47 in einem weiteren Arbeitsschritt in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung, in der in Fig. 6 gezeigten Darstellung nach unten, gebogen werden. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Neigungswinkel der axialen Federlaschen gegenüber dem radialen Haltering 46 kann dieser zweite Biegevorgang in mehrere Einzelschritte unterteilt sein. Im letzten Arbeitsschritt wird die Sicherungskrone 23 am kreisförmigen Umfang des radialen Halterings 46 aus dem Bandstahl ausgestanzt. Die Herstellung der Sicherungskrone 23 in einem derartigen einfachen StanzBiege-Verfahren ermöglicht durch die Aufteilung der Produktion in verschiedene Einzelschritte, die für die einzelnen Sicherungskronen 23 nacheinander durchgeführt werden, aber in einer entsprechenden Stanz-Biege-Vorrichtung parallel zueinander für viele Sicherungskronen 23 ausgeführt werden können, eine sehr kostengünstige Herstellung von Sicherungskronen 23, ohne eine spanende Nachbearbeitung, bei sehr kurzen Prozesszeiten und geringem Materialeinsatz. In the next work step, the end sections 52 of the spring shackles 47 are bent in a first direction, upwards in the illustration shown in Fig. 6, before the spring shackles 47 are bent in a further work step in a second direction opposite to the first direction, in the direction shown in Fig. 6 shown downwards. To improve the accuracy of the angle of inclination of the axial spring tabs relative to the radial retaining ring 46, this second bending process can be divided into several individual steps. In the last step, the safety crown 23 is punched out of the steel strip on the circular circumference of the radial retaining ring 46 . The production of the fuse cap 23 in such a simple stamping and bending process is made possible by dividing the production into various individual steps, which are carried out one after the other for the individual fuse caps 23, but which can be carried out in parallel for many fuse caps 23 in a corresponding stamping and bending device , A very cost-effective production of safety crowns 23, without a machining post-processing, with very short process times and low use of materials.

Eine weitere Ausführungsform des oberen Pleuelteils 3 zeigt die Schnittansicht in Fig. 7. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des oberen Pleuelteils 3 ist bei dieser Ausführungsform die untere Kolbendichtung 18 nicht über eine Sicherungsmutter 25 am Absatz 24 des Fluidkolbens befestigt, sondern mittels eines Pressrings 56 mit vormontierter Kolbendichtung 18. Die untere Kolbendichtung 18 wird als Baugruppe zusammen mit dem Pressring 56 auf den Absatz 24 des Fluidkolbens 9 aufgeschoben, wodurch sowohl der Montageprozess vereinfacht als auch eine fehlerhafte Montage eines Sicherungsrings oder der Sicherungsmutter 25 vermieden werden kann. Auf dem Pressring 56 befindet sich an der dem Fluidkolben 9 zugewandten Seite am äußeren Umfang eine Aussparung, in der die Kolbendichtung 18 vor der Montage des Pressrings 56 angeordnet wird. Diese vormontierte Baugruppe aus Pressring 56 und unteren Kolbendichtung 18 kann dann direkt auf den Absatz 24 aufgeschoben werden, wobei der Pressring 56 durch den Absatz 24 zentriert und eine sichere bewegungsfreie und belastungsfreie Positionierung der unteren Kolbendichtung 18 am Fluidkolben 9 ermöglicht wird. Bevorzugt kann am stirnseitigen Ende des Absatzes 24 ein O-Ring 57 vorgesehen sein, der nach erfolgter Montage des Pressrings 56 auf dem Absatz 24 ein Eindringen von Hydrauliköl in den Pressspalt zwischen Innenumfang des Pressrings 56 und dem Absatz 24 verhindert. Another embodiment of the upper connecting rod part 3 is shown in the sectional view in FIG. 7. In contrast to the embodiment of the upper connecting rod part 3 shown in FIG by means of a press ring 56 with a pre-assembled piston seal 18. The lower piston seal 18 is pushed as an assembly together with the press ring 56 onto the shoulder 24 of the fluid piston 9, which both simplifies the assembly process and incorrect assembly of a locking ring or the locking nut 25 can be avoided. On the outer circumference of the press ring 56 there is a recess on the side facing the fluid piston 9 , in which the piston seal 18 is arranged before the press ring 56 is installed. This pre-assembled assembly of press ring 56 and lower piston seal 18 can then be slid directly onto shoulder 24, whereby the press ring 56 is centered by shoulder 24 and safe, movement-free and stress-free positioning of the lower piston seal 18 on the fluid piston 9 is made possible. An O-ring 57 can preferably be provided at the front end of shoulder 24 , which prevents hydraulic oil from penetrating into the pressing gap between the inner circumference of the pressing ring 56 and shoulder 24 after the press ring 56 has been mounted on shoulder 24 .

Bezugszeichenliste Reference List

AVL List GmbH, iwis motorsysteme GmbH & Co. KG 17 AVL List GmbH, iwis motor systems GmbH & Co. KG 17

1 längenverstellbare Pleuelstange 2 gehäusefestes Pleuelteil 3 verstellbares Pleuelteil 4 Pleuelauge 1 length-adjustable connecting rod 2 connecting rod part fixed to the housing 3 adjustable connecting rod part 4 connecting rod eye

5 Lagerschale 5 bearing shell

6 Pleuelkopf 6 connecting rod head

7 Pleuelauge 7 connecting rod eye

8 Kolbenstange 8 piston rod

9 Fluidkoben 9 fluid pistons

10 Zylinder-Kolben-Einheit 11 Gehäuse 10 cylinder-piston unit 11 housing

12 Zylinder 12 cylinders

13 Druckraum 13 pressure room

14 Druckraum 14 pressure room

15 Zylinderdeckel 15 cylinder cover

16 Stangendichtung 16 rod seal

17 (obere) Kolbendichtung 18 (untere) Kolbendichtung 19 Sicherungsring 17 (upper) piston seal 18 (lower) piston seal 19 circlip

20 Zylinderboden 20 cylinder base

21 hydraulische Steuereinrichtung 22 Absatz 21 hydraulic control device 22 paragraph

23 Sicherungskrone 23 fuse crown

24 Absatz 24 paragraph

25 Sicherungsmutter 25 lock nut

26 Gewinde 27 Ringnut 28 Führungsstift 26 thread 27 annular groove 28 guide pin

29 Führungsbohrung 29 pilot hole

30 Nuten 30 grooves

31 Pleuelschraube 31 connecting rod bolt

32 Hydraulikmittelleitung 33 Hydraulikmittelleitung 32 Hydraulic line 33 Hydraulic line

34 Rückschlagventil 34 check valve

35 Rückschlagventil 35 check valve

36 Ölversorgungskanal 37 3/2-Wegeventil 36 Oil supply channel 37 3/2-way valve

38 Drossel 38 Thrush

39 Drossel 39 Thrush

40 Anschlüsse 40 connections

41 Steuerdruckleitung 42 Rückstellfeder 41 control pressure line 42 return spring

43 Abströmkanal 44 Schraubverbindung 45 Anschlag 43 outflow channel 44 screw connection 45 stop

46 radialer Haltering 47 axiale Federlasche 48 Rückhalteelemente 49 Freistich 46 radial retaining ring 47 axial spring clip 48 retaining elements 49 undercut

50 Rückhaltefläche 50 retention area

51 Basisabschnitt 51 base section

52 Endabschnitt 52 end section

53 Vertiefung 54 Führungslöcher 53 indentation 54 guide holes

55 zentrale Öffnung 55 central opening

56 Pressring 56 press ring

57 O-Ring 57 O ring

A Längsachsenrichtung A Long axis direction

AVL List GmbH, iwis motorsysteme GmbH & Co. KG 18 AVL List GmbH, iwis motor systems GmbH & Co. KG 18

Claims

Expectations

1. Fluid piston device with a fluid piston (9), a piston seal (17, 18) arranged on the circumference of the fluid piston (9) and a securing element for securing the piston seal (17, 18) on the circumference of the fluid piston (9), characterized in that that the securing element is designed as a securing crown (23) with a radial retaining ring (46) and a plurality of axial spring tabs (47) extending from the radial retaining ring (46) essentially parallel to the longitudinal axis direction (A) of the fluid piston (9).

2. Fluid piston device according to claim 1, characterized in that the radial retaining ring (46) has a plurality of retaining elements (48) extending inwards in the direction of the fluid piston (9) and radially projecting in relation to the radial retaining ring (46).

3. Fluid piston device according to claim 1 or 2, characterized in that the axial spring tabs (47) each have a base section (51) connected to the radial retaining ring (46) and a free end section (52), the end section (52) is bent further inwards towards the fluid piston (9) relative to the base section (51).

4. Fluid piston device according to claim 3, characterized in that the end section (52) of the axial spring tabs (47) is angled relative to the base section (51) and in the direction of the fluid piston (9) at an angle of at most 20°, preferably an angle of at most 15°, in particular an angle of about 10°, and that optionally the base section (51) of the axial spring tabs (47) has an angle of at most 15° with respect to the longitudinal axis direction (A),

preferably of at most 10°.

5. Fluid piston device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a shoulder for arranging the piston seal (17, 18) is provided on the circumference of the fluid piston (9), the piston seal (17, 18) being on one of the Paragraph (22, 24) formed shoulder of the fluid piston (9) is arranged, and wherein the end face of the fluid piston (9) facing area of the shoulder has a circumferential

Has recess (53), preferably a sawtooth-like notch.

6. Fluid piston device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the securing crown (23) is produced in a stamping and bending process, preferably made from a cold strip steel.

7. Use of a locking crown (23) for a fluid piston (9) device according to any one of claims 1 to 6, wherein the locking crown (23) has a radial retaining ring (46) for positioning a piston seal (17, 18) on a fluid piston (9 ) and a plurality of axial spring tabs (47) extending from the radial retaining ring (46) for positioning the locking crown (23) on the fluid piston (9).

8. A method for manufacturing a locking cap (23) for a fluid piston device according to any one of claims 1 to 6, comprising the following steps:

* providing a strip steel, preferably a cold strip steel;

* punching out a central opening (55), preferably a circular opening (55);

* Punching out the spring tabs (47) and a plurality of retaining elements (48) arranged between the spring tabs (47) starting from the central opening (55);

* bending end portions (52) of the spring tabs (47) in a first direction;

* bending base portions (51) of the spring tabs (47) in a second direction opposite to the first direction;

e* stamping out the retaining crown (23) on the circumference of the radial retaining ring (46) from the strip steel.

9. Length-adjustable connecting rod (1) for a piston engine, wherein an adjusting device for adjusting the effective length of the connecting rod (1) has a cylinder-piston unit (10) arranged in the connecting rod (1) with a cylinder (12), one in the cylinder (12) longitudinally movable fluid piston (9) which is connected to a piston rod (8), at least one pressure chamber (13, 14) formed in the cylinder (12) and delimited on one side by the movable fluid piston (9), and has at least one sealing device arranged between an outer wall of the fluid piston (9) and an inner wall of the cylinder (12),

characterized in that a fluid piston device according to one of claims 1

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to 6 is provided, the piston seal (17, 18) forming the sealing device of the cylinder-piston unit (10), and the securing crown (23) securing the piston seal (17, 18) on the circumference of the fluid piston (9).

10. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 9, characterized in that the fluid piston (9) of the cylinder-piston unit (10) is designed as a fluid piston (9) acting on both sides, the fluid piston arranged movably in the direction of the longitudinal axis (A). (9) formed in the cylinder (12) a first pressure chamber (13) and a second pressure chamber (14) and each limited on one side.

11. Length-adjustable connecting rod (1) according to claim 9 or 10,

characterized in that the connecting rod (1) has at least two connecting rod parts (2, 3), the first connecting rod part (3) having a first connecting rod eye (7) for receiving a piston pin and the second connecting rod part (2) having a second connecting rod eye (4) for receiving a crankshaft journal, and wherein the first connecting rod part (3) can be moved relative to the second connecting rod part (2) in the longitudinal axis direction (A) of the connecting rod (1), preferably telescopically, in order to adjust the distance between the piston pin and the crankshaft journal.

12. Piston engine with at least one engine cylinder, a reciprocating piston moving in the engine cylinder and at least one adjustable compression ratio in the engine cylinder, and with at least one length-adjustable piston connected to the reciprocating piston

Ren connecting rod (1) according to one of claims 9 to 11.