Schaltventil, Hubkolbenmaschine und Fahrzeug

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei die Pleuelstange eine Längenverstelleinrichtung aufweist, mittels welcher eine wirksame Länge der Pleuelstange einstellbar ist.

Ferner betrifft die Erfindung eine Hubkolbenmaschine mit einer erfindungsgemäßen Pleuelstange, insbesondere eine derartige, als Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildete Hubkolbenmaschine, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Hubkolbenmaschine.

Als Pleuelstange wird üblicherweise das stangenartige Verbindungselement bezeichnet, welches bei einer Hubkolbenmaschine die Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine mit einem Kolben verbindet. Die Pleuelstange dient dabei dazu, eine lineare Bewegung des Kraft- oder Arbeitskolbens, insbesondere eine linear-oszillierende Axialbewegung des Kolbens, in eine kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle umzuwandeln oder umgekehrt, eine kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle in eine lineare Bewegung des Kolbens umzusetzen.

Als Kurbelwelle im Sinne der Erfindung wird im Allgemeinen eine Welle verstanden, welche dazu ausgebildet ist, in einer Hubkolbenmaschine eine linear-oszillierende Bewegung, d.h. eine translatorische Bewegung, eines oder mehrerer Kolben mithilfe von Pleuelstangen in eine Drehbewegung umzusetzen oder umgekehrt, eine Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzuwandeln.

Zur Verbindung mit dem Kolben und der Kurbelwelle weist die Pleuelstange in der Regel im Bereich an ihren beiden Enden jeweils ein Pleuelauge auf, vorzugsweise ein kleineres Pleuelauge und ein größeres Pleuelauge.

Am kleineren Pleuelauge kann mithilfe eines Kolbenbolzen der Kolben an der Pleuelstange befestigt werden. Über das größere Pleuelauge kann die Pleuelstange an der Kurbelwelle angebunden werden, wobei im größeren Pleuelauge üblicherweise ein als Gleitlager ausgebildetes Pleuellager angeordnet ist, welches mit Hydraulikmedium geschmiert wird, insbesondere mit dem Motoröl einer Hubkolbenmaschine.

Die Pleuelstange ist dabei jeweils um eine Drehachse drehbar um die Kurbelwelle und den Kolbenbolzen gelagert, wobei der Abstand zwischen den beiden Drehachsen die wirksame bzw. effektive Pleuellänge definiert. Durch eine Änderung der wirksamen Pleuellänge, insbesondere durch ein Verstellen der wirksamen Pleuellänge, kann in einer Hubkolbenmaschine das Verdichtungsverhältnis verändert werden, da die Änderung der wirksamen Pleuellänge eine Verschiebung des oberen Totpunkts der Kolbenbewegung bewirkt.

Längenverstellbare Pleuelstangen werden insbesondere bei Hubkolbenmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses eingesetzt. Das Ändern des Verdichtungsverhältnisses durch Verändern der wirksamen Pleuellänge ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2012 020 999 A1 , der WO2015/055582 A2, der PCT/EP2016/064193 sowie aus den österreichischen Patentanmeldungen A50720/2015, A50723/2015, A50724/2015, A50725/2015 und A50930/2015 und der DE 10 2016 080 306, wobei die vorgenannten Druckschriften verschiedene Konzepte von längenverstellbaren Pleuelstangen zeigen.

Die in der DE 10 2012 020 999 A1 beschriebene längenverstellbare Pleuelstange weist einen, im kleineren Pleuelauge angeordneten Exzenter auf, wobei zum Verstellen des Exzenters außerhalb des Pleuelstangenschaftes zwei Hydraulikzylinder vorgesehen sind, die mit Motoröl aus der Hubkolbenmaschine mit Hydraulikmedium versorgt werden. Zur Steuerung der beiden Hydraulikzylinder und damit zur Längenverstellung der Pleuelstange ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die beiden Hydraulikzylinder jeweils derart mit Hydraulikmedium beaufschlagt werden können, dass sich die gewünschte Längenänderung einstellt.

Aus der WO 2015/055582 A2 ist eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung bekannt, wobei die Pleuelstange in einen ersten Pleuelstangenabschnitt und in einen zweiten Pleuelstangenabschnitt geteilt ist, wobei die beiden Pleuelstangenabschnitte entlang einer Längsachse der Pleuelstange relativ zueinander, insbesondere teleskopartig ineinander oder auseinander, verschiebbar sind, und wobei einer der beiden Pleuelstangenabschnitte einen Hydraulikzylinder bildet und der andere Pleuelstangenabschnitt einen zugehörigen Hydraulikkolben. Zur Steuerung der Längenverstelleinrichtung ist eine hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtung mit einem senkrecht zur Kurbelwellenachse in einer Längsmittelebene der Pleuelstange axial verschiebbaren einfachwirkenden Stellkolben als Stellelement vorgesehen. Der Stellkolben kann in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Pleuelstange in einer Hubkolbenmaschine mithilfe des in einer zugehörigen Hubkolbenmaschine anliegenden Motoröldrucks entgegen einer mittels einer Feder erzeugten Rückstellkraft von einer ersten Stellposition in eine zweiten Stellposition axial verschoben werden, wobei je nach Stellposition des Stellkolbens ein oder mehrere Hydraulikzuflüsse bzw. -abflüsse der hydraulischen Längenverstelleinrichtung freigegeben oder gesperrt sind. Über die Federsteifigkeit der Rückstellfeder kann eingestellt werden, ab welchem Motoröldruck eine Verschiebung des Stellkolbens von der ersten Stellposition in die zweiten Stellposition bewirkt werden soll.

Aus der PCT/EP2016/064193 ist ebenfalls eine in einen ersten Pleuelstangenabschnitt und einen zweiten Pleuelstangenabschnitt geteilte, längenverstellbare Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung und einer hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Längenverstelleinrichtung bekannt. Die in der PCT/EP2016/064193 beschriebene Steuereinrichtung weist ein erstes Ventil und ein zweites Ventil mit jeweils einem in einem Ventilraum angeordneten Ventilkörper auf, wobei die Ventilkörper jeweils durch eine Rückstellkraft gegen einen Ventilsitz gepresst werden können. Dabei ist der erste Ventilraum des ersten Ventils mit einem ersten Hydraulikkanal strömungsverbunden bzw. fluidkommunizierend verbunden und ein zweiter Ventilraum des zweiten Ventils mit einem zweiten Hydraulikkanal. Die Ventilkörper der beiden Ventile sind über eine, zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, verschiebbare Verbindungseinrichtung, die fest mit einem doppeltwirkenden Stellkolben verbunden ist, miteinander wirkverbunden, wobei in der ersten Stellung der Verbindungseinrichtung der erste Ventilkörper und in der zweiten Stellung der Verbindungseinrichtung der zweite Ventilkörper jeweils durch die Verbindungseinrichtung entgegen der Rückstellkraft von dem zugeordneten ersten bzw. zweiten Ventilsitz abgehoben werden kann, so dass der entsprechende erste bzw. zweite Ventilraum mit dem Hydraulikmedium-Versorgungskanal strömungsverbindbar ist. Jeweils in der anderen Stellung der Verbindungseinrichtung liegt der erste Ventilkörper am ersten Ventilsitz bzw. der zweite Ventilkörper am zweiten Ventilsitz an, so dass die Strömungsverbindung zum Hydraulikmedium-Versorgungskammer gesperrt ist. In Abhängigkeit von einem anliegenden Motoröldruck nimmt der Stellkolben der Steuerungseinrichtung die erste Stellposition ein oder die zweite Stellposition. D.h. die wirksame Pleuellänge und damit das Verdichtungsverhältnis stellt sich in Abhängigkeit vom anliegenden Motoröldruck der Hubkolbenmaschine ein.

Die A50720/2015, A50723/2015, A50724/2015, A50725/2015 und A50930/2015 offenbaren ebenfalls jeweils längenverstellbare, in einen ersten Pleuelstangenabschnitt und einen zweiten Pleuelstangenabschnitt geteilte Pleuelstangen. Allerdings weisen die in der A50720/2015, A50723/2015, A50724/2015, A50725/2015 und A50930/2015 beschriebenen, längenverstellbaren Pleuelstangen jeweils eine mechanische Längenverstelleinrichtung auf mit jeweils einem Spindeltrieb mit einer Spindel und einer Spindelmutter, insbesondere einem Gewindespindeltrieb bzw. einem Kugelspindeltrieb, wobei eine Relativdrehung von Spindel und Spindelmutter eine Längenverstellung der Pleuelstange bewirkt. Zur Steuerung der Längenverstellung ist auch bei diesen Pleuelstangen jeweils eine hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtung vorgesehen, deren Betätigung in Abhängigkeit von einem anliegenden Motoröldruck der Hubkolbenmaschine erfolgt.

Nachteilig an den in den vorgenannten Druckschriften beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstangen, bei denen die hydraulische Betätigung der Steuerungseinrichtung mithilfe des in der Hubkolbenmaschine anliegenden Motoröldrucks erfolgt, ist insbesondere, dass der Öldruck im Allgemeinen von der Drehzahl der Kurbelwelle abhängt.

Zur Lösung dieses Problems schlägt beispielsweise die DE 10 2016 080 306 vor, zusätzlich eine mechanische Betätigungseinrichtung in der Pleuelstange anzuordnen, welche durch eine im Kurbelgehäuse angeführte Kulissenführung oder dergleichen betätigt werden kann und zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Steuerungseinrichtung unabhängig vom Motoröldruck betätigt werden. Die mechanische Betätigungseinrichtung ist zum einen nur begrenzt flexibel. Zum anderen erfordern insbesondere die kurbelgehauseseitig erforderlichen Bauteile Bauraum, welcher nicht in allen Fällen zur Verfügung steht.

Vor diesem Hintergrund ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative, längenverstellbare Pleuelstange für eine Hubkolbenmaschine bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe eine verbesserte längenverstellbare Pleuelstange, welche vorzugsweise eine noch flexiblere Längenverstellung ermöglicht und welche kaum zusätzlichen Bauraum benötigt, bereitzustellen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Hubkolbenmaschine bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Hubkolbenmaschine, sowie ein alternatives, insbesondere verbessertes Fahrzeug mit einer Hubkolbenmaschine.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Lehren der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Eine erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange weist eine hydraulisch betätigbare und wenigstens zwischen zwei Steuerungszuständen umschaltbare Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Längenverstelleinrichtung sowie ein elektromagnetisch betätigbares, hydraulisches Schaltventil zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung auf. D.h., dass Schaltventil hat die Funktion eines Steuerventils bzw. dient als Steuerventil zur Steuerung bzw. zur Betätigung der Steuerungseinrichtung.

Durch das zusätzliche, elektromagnetisch betätigbare Schaltventil ist zur Verstellung der Pleuellänge in einer zugehörigen Hubkolbenmaschine nur noch ein Hydraulikmedium-Druckniveau erforderlich und damit insbesondere nur noch ein Motoröldruck-Niveau. Ferner ermöglicht das elektromagnetisch betätigbare, hydraulische Schaltventil eine Betätigung der Steuerungseinrichtung unabhängig vom Hydraulikmedium-Druckniveau der Hubkolbenmaschine insbesondere unabhängig von einem in einer Hubkolbenmaschine anliegenden Motoröldruck Niveau und damit nahezu unabhängig von einem Betriebszustand der Hubkolbenmaschine.

Die kombinierte Verwendung einer hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung zusammen mit einem elektromagnetisch betätigbaren, hydraulischen Schaltventil zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung hat insbesondere bei hydraulischen Längenverstelleinrichtungen gegenüber einer längenverstellbaren Pleuelstange, die lediglich ein elektromagnetisches Schaltventil bzw. eine elektromagnetisch betätigbare Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Längenverstellung aufweist, den Vorteil, dass eine besonders einfache Ausgestaltung des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils möglich ist, da das Schaltventil nicht mehr für die in der hydraulischen Längenverstelleinrichtung auftretenden Hydraulikdrücke, welche durchaus > 1500 bar sein können, ausgelegt werden muss. Bei entsprechender Ausgestaltung des Hydrauliksystems einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange muss lediglich die hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtung für diese Drücke ausgelegt sein, was in der Regel jedoch kein Problem darstellt.

Zur Steuerung der jeweils hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtungen, insbesondere zur Einstellung von zwei unterschiedlichen wirksamen Pleuellängen, ist erfindungsgemäß vorzugsweise auch lediglich ein Hydraulikmedium-Druckniveau erforderlich, d.h. lediglich ein Motoröldruck- Niveau. Dabei ist die Steuerung unter anderem auch unempfindlich gegenüber etwaigen Abhängigkeiten des Öldrucks von der Drehzahl der Kurbelwelle oder sonstiger Fluktuationen des Öldrucks.

Eine Änderung der wirksamen Pleuellänge und damit eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses, ist auf diese Weise darüber hinaus unabhängig vom Betriebszustand bzw. von bestimmten Änderungen des Betriebszustands der Hubkolbenmaschine. Damit ist eine flexible Nutzung der sich aus der Längenverstellung ergebenden Vorteile möglich.

Eine Hubkolbenmaschine im Sinne der Erfindung ist eine Maschine, mit der eine lineare Hubbewegung eines Kolbens in eine Drehbewegung einer Welle umgesetzt werden kann bzw. umgekehrt eine Drehbewegung einer Welle in eine lineare Hubbewegung eines Kolbens.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Pleuelstange einen ersten Pleuelstangenabschnitt und einen zweiten Pleuelstangenabschnitt auf, wobei die beiden Pleuelstangenabschnitte zum Verstellen der wirksamen Pleuellänge vorzugsweise relativ zueinander bewegbar sind, insbesondere entlang einer Längsachse der Pleuelstange. Besonders bevorzugt sind die beiden Pleuelstangenabschnitte dabei teleskopartig zueinander axial verschiebbar, insbesondere können die beiden Pleuelstangenabschnitte teleskopartig ineinandergeschoben werden bzw. auseinandergezogen werden.

Sind die beiden Pleuelstangenabschnitte entlang der Längsachse der Pleuelstange relativ zueinander bewegbar, insbesondere relativ zueinander axial verschiebbar, bewirkt eine Änderung der wirksamen Pleuellänge auch eine Änderung der absoluten Pleuellänge, wobei unter der absoluten Pleuellänge die Pleuellänge verstanden wird, über welche sich die gesamte Pleuelstange entlang ihrer Längsachse der Pleuelstange erstreckt, während unter der wirksamen Länge der Pleuelstange, lediglich der Abstand zwischen der Drehachse im kleineren Pleuelauge und der Drehachse im größeren Pleuelauge verstanden wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange kann durch Ändern des Steuerungszustands der Steuerungseinrichtung eine Längenverstellung der Pleuelstange bewirkt werden, wobei vorzugsweise eine Betätigung der Steuerungseinrichtung durch ein Umschalten des Schaltventils von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand bewirkt werden kann.

Dazu sind das Schaltventil, welches ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil ist, und die hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtung hydraulisch miteinander wirkverbunden. Das Schalt- bzw. Steuerventil ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, den Hydraulikfluss zur Steuerungseinrichtung hin und von dieser weg derart zu steuern, dass sich in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Schaltventils der gewünschte Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung einstellt. Die Steuerungseinrichtung ist ferner mit der Längenverstelleinrichtung wirkverbunden, insbesondere derart, dass durch ein Betätigen der Steuerungseinrichtung, insbesondere durch ein Umschalten der Steuerungseinrichtung von einem ersten Steuerungszustand in einen zweiten Steuerungszustand, insbesondere mithilfe des Schalt- bzw. Steuerventils, eine Änderung der wirksamen Pleuellänge bewirkt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange kann das Schaltventil induktiv betätigt werden und vorzugsweise elektrisch geschaltet werden, wobei die Pleuelstange zur induktiven Betätigung des Schaltventils vorzugsweise eine Induktionseinrichtung aufweist, und wobei das Schaltventil insbesondere mit der Induktionseinrichtung elektrisch verbunden oder elektrisch verbindbar ist. Das heißt mit anderen Worten, dass vorzugsweise mithilfe einer in der Pleuelstange angeordneten Induktionseinrichtung ein elektrischer Strom bzw. eine elektrische Spannung erzeugt werden kann, mittels derer das Schaltventil geschaltet werden kann, wobei vorzugsweise beim Anliegen eines ersten elektrischen Zustands, d.h. beim Anliegen einer ersten elektrischen Spannung bzw. einem ersten elektrischen Strom das Schaltventil in den ersten Schaltzustand geschaltet wird bzw. den ersten Schaltzustand einnimmt und vorzugsweise beim Anliegen eines zweiten elektrischen Zustands, d.h. beim Anliegen einer zweiten elektrischen Spannung oder bei einem zweiten elektrischen Strom, das Schaltventil in den zweiten Schaltzustand geschaltet wird bzw. dem zweiten Schaltzustand einnimmt.

Vorzugsweise ist die Induktionseinrichtung in der Pleuelstange dabei derart ausgebildet, dass mittels einer geeigneten, vorzugsweise im Kurbelgehäuse angeordneten bzw. kurbelgehäusefesten, insbesondere schaltbaren Magneteinrichtung in einem funktionsgemäßen Einbauzustand der Pleuelstange in einer Hubkolbenmaschine ein elektrischer Strom im Schaltventil induziert werden kann, insbesondere zur Betätigung des Schaltventils.

Für detaillierte Ausführungen, wie eine solche Induktionseinrichtung beispielsweise ausgebildet und in einer Pleuelstange angeordnet sein kann, wie eine kurbelgehäusefeste Magneteinrichtung beispielsweise ausgebildet sein kann und wie die Induktionseinrichtung elektrisch mit dem Schaltventil gekoppelt werden kann sowie bezüglich der Anordnung von Schaltventil und Induktionseinrichtung in der Pleuelstange wird auf die A50390/2016 sowie die PCT/EP2016/069093 der Anmelderin verwiesen, welche ausführlich beschreiben, wie ein elektromagnetisches Schaltventil elektrisch geschaltet und induktiv betätigt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung wenigstens ein hydraulisch betätigbares Stellelement auf, wobei das Stellelement in einem hydraulischen Arbeitsraum wenigstens zwischen einer ersten Stellposition und einer zweiten Stellposition verlagerbar angeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich das Stellelement in einem ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung dabei in der ersten Stellposition und in einem zweiten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung in der zweiten Stellposition.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist eine erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange eine Hydraulikmedium-Zuleitung auf sowie eine Drainage. Eine Hydraulikmedium-Zuleitung im Sinne der Erfindung in der Hydraulikmedium geführt werden kann, insbesondere mit einem in einer Hubkolbenmaschine anliegenden Motoröl-Druck.

Unter einer Drainage im Sinne der Erfindung werden Hydraulikleitungen und Austrittsöffnungen in der Pleuelstange verstanden, mittels welcher Hydraulikmedium derart aus der Pleuelstange abgeführt werden kann, dass ein Druckabbau in den mit der Drainage verbundenen Hydraulikkomponenten erfolgt. Eine Drainage kann beispielsweise durch eine Bohrung in der Pleuelstange gebildet sein, mit welcher Hydraulikmedium in den Kurbelwellenraum abgeführt werden kann. Eine Drainage kann aber beispielsweise auch durch Öffnungen in der Steuerungseinrichtung und/oder dem Schaltventil gebildet sein, wobei aus den Öffnungen Hydraulikmedium insbesondere in den Kurbelwellenraum abfließen kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung wenigstens ein(en) Schieber(ventil) auf oder ist als Schieber(ventil) ausgebildet, wobei das Schieberventil und/oder der Schieber vorzugsweise ein Axial-Schieber(ventil) mit einem axial verschiebbaren Stellkolben ist oder ein Dreh-Schieber(ventil) mit einem drehbar um eine Achse gelagerten Drehkolben.

Das/der Schieber(ventil) kann insbesondere als lineares/-r Schieber(ventil) ausgebildet sein mit einem axial verschiebbaren Stellelement, insbesondere einem axial verschiebbaren Stellkolben, oder als Drehschieber(ventil) mit einem um eine Achse drehbar gelagerten Stellelement, insbesondere einem Drehkolben. Schieberventile als solche sind grundsätzlich bekannt, wobei sich für eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange von ihrem grundsätzlichen Aufbau her beispielsweise insbesondere die in der DE 10 2016 080 306, der A50720/2015, der A50723/2015 und in der A50725/2015 beschriebenen, hydraulisch betätigbaren Schieber(ventile) eignen, auf welche für detailliertere Informationen bzgl. der Schieber(ventile) hiermit ausdrücklich verwiesen wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung, insbesondere das Schieberventil, wenigstens ein einfachwirkendes Stellelement auf, vorzugsweise einen einfachwirkenden Hydraulikkolben, wobei der Hydraulikkolben insbesondere in einem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung axial verschoben werden kann, und wobei vorzugsweise der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung als einfachwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet ist.

Ein einfachwirkender Hydraulikzylinder mit einem einfachwirkenden Stellelement als Stellelement im Sinne der Erfindung wird betätigt, wenn Hydraulikmedium mit einem wenigstens so hohen hydraulischen Arbeitsdruck in den hydraulischen Arbeitsraum eingebracht wird, dass das Stellelement infolge des anliegenden Arbeitsdrucks im Arbeitsraum insbesondere von einer ersten Stellposition in eine zweite Stellposition verlagert wird.

Durch Drainieren des hydraulischen Arbeitsraums, d.h. durch Abbau des Drucks im hydraulischen Arbeitsraum, bewegt sich das Stellelement wieder zurück in seine Ausgangsposition. Zur Unterstützung der Rückverlagerung des Stellelementes beim Drainieren des hydraulischen Arbeitsraumes kann zusätzlich eine Rücksteileinrichtung, beispielsweise eine Rückstellfeder vorgesehen sein. Über die Federsteifigkeit der Rückstellfeder kann das Ansprechverhalten des Hydraulikaktuators, insbesondere die zu überwindende Druckschwelle, festgelegt werden.

Zur hydraulischen Betätigung einer hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung mit einem einfachwirkenden Stellelement, insbesondere zur hydraulischen Betätigung eines Schieberventils mit einem einfachwirkenden Stellelement, ist eine erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange vorzugsweise derart ausgebildet, dass in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden ist und im zweiten Schaltzustand des Schaltventils drainiert ist, wobei der hydraulische Arbeitsraum dazu vorzugsweise mit der Drainage der Pleuelstange fluidkommunizierend verbunden ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, insbesondere zur hydraulischen Betätigung einer Steuereinrichtung mit einem einfachwirkenden Stellelement, weist das Schaltventil wenigstens drei Hydraulikanschlüsse auf, wobei das Schaltventil vorzugsweise als 3/2-Wegeventil, insbesondere als 3/3-Wegeventil ausgebildet ist, wobei insbesondere ein erster Hydraulikanschluss des Schaltventils mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden ist oder verbunden werden kann und vorzugsweise ein zweiter Hydraulikanschluss des Schaltventils mit der Drainage fluidkommunizieren verbunden ist oder verbunden werden kann, und wobei insbesondere ein dritter Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend mit dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung verbunden ist oder verbunden werden kann, insbesondere über eine erste Betätigungsleitung.

Ferner ist das Schaltventil vorzugsweise derart ausgebildet, dass im ersten Schaltzustand des Schaltventils der erste Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem dritten Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend verbunden ist, so dass im ersten Schaltzustand des Schaltventils ein Hydraulikmedium, welches dem Schaltventil über den ersten Hydraulikanschluss zugeführt wird, über den dritten Hydraulikanschluss insbesondere dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung zugeführt werden kann und insbesondere eine Verlagerung des Stellelementes der Steuerungseinrichtung von der ersten Stellposition in die zweite Stellposition bewirkt werden kann. Im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ist hingegen vorzugsweise der dritte Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem zweiten Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend verbunden, und somit insbesondere mit der Drainage, wodurch vorzugsweise das Hydraulikmedium aus dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung abgeführt werden kann und insbesondere ein im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung anliegender hydraulischer Arbeitsdruck abgebaut werden kann, wobei dadurch vorzugsweise eine Verlagerung des Stellelementes der Steuerungseinrichtung von der zweiten Stellposition in die erste Stellposition bewirkt werden kann.

Ist das Schaltventil als 3/3-Wege Ventil ausgebildet, ist vorzugsweise in einem dritten Schaltzustand des Schaltventil eine hydraulische Verbindung sowohl zwischen dem ersten Hydraulikanschluss und dem zweiten Hydraulikanschluss zum dritten Hydraulikanschluss jeweils getrennt, d.h. ein Hydraulikmediumfluss durch das Schaltventil zu und vom hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung ist gesperrt. Dies ermöglicht eine „Arretierung" der Steuerungseinrichtung und damit auch der Längenverstelleinrichtung und damit eine Fixierung bzw. Arretierung der aktuellen, wirksamen Pleuellänge, da weder ein Zufluss von Hydraulikmedium in den hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung möglich ist noch ein Drainieren bzw. ein Abfluss von Hydraulikmedium aus dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung.

Mittels eines vorbeschriebenen ausgebildeten Schaltventils kann der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung im ersten Schaltzustand über die Hydraulikmedium-Zuleitung mit Hydraulikmedium versorgt werden und/oder mit einem hydraulischen Arbeitsdruck beaufschlagt werden, und im zweiten Schaltzustand des Schaltventil drainiert werden, insbesondere mittels einer fluidkommunizierenden Verbindung zwischen dem hydraulischen Arbeitsraum und der Drainage. Vorzugsweise weist die Steuerungseinrichtung entsprechend wenigstens einen Hydraulikanschluss auf, welcher insbesondere mit der ersten Betätigungsleitung und vorzugsweise mit dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden ist oder verbunden werden kann.

Die Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange ist ferner vorzugsweise derart ausgebildet und wirkt insbesondere derart mit der Längenverstelleinrichtung zusammen bzw. ist derart mit der Längenverstelleinrichtung wirkverbunden, dass im ersten Schaltzustand des Schaltventils die Steuerungseinrichtung einen ersten Steuerungszustand einnimmt und sich eine erste, wirksame Pleuellänge einstellt, und im zweiten Schaltzustand des Schaltventils die Steuerungseinrichtung einen zweiten Steuerungszustand einnimmt und sich eine zweite, wirksame Pleuellänge einstellt.

In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung, insbesondere das Schieberventil, wenigstens ein doppeltwirkendes Stellelement auf, wobei das Stellelement vorzugsweise ein doppeltwirkender (Linear-) Hydraulikkolben ist oder ein doppeltwirkender Drehkolben, und wobei das doppeltwirkende Stellelement insbesondere den zugehörigen hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung in einen ersten Steuer-Druckraum und einen zweiten Steuer-Druckraum teilt.

Je nach Druckdifferenz zwischen den beiden Steuer-Druckräumen wird das Stellelement in die erste Stellposition oder in die zweite Stellposition verlagert, d.h. je nach anliegender Druckdifferenz zwischen den beiden Steuer- Druckräumen der Steuerungseinrichtung nimmt die Steuerungseinrichtung vorzugsweise den ersten Steuerungszustand oder den zweiten Steuerungszustand ein. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das Stellelement als doppeltwirkender Linear-Hydraulikkolben ausgebildet ist und insbesondere im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung axial verschiebbar ist, wobei der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung vorzugsweise als doppeltwirkender (Linear-)Hydraulikzylinder ausgebildet ist.

In einigen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn das Stellelement als doppeltwirkender Drehkolben ausgebildet ist, welcher vorzugsweise im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung um eine Achse drehbar gelagert ist, wobei der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung insbesondere wenigstens als doppeltwirkender Dreh-(Hydraulik)zylinder ausgebildet ist.

In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, bei einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange, insbesondere in der Steuerungseinrichtung, mehrere in Reihe geschaltete Drehschieber vorzusehen, die derart angeordnet und miteinander wirkverbunden sind, dass sich ihre Drehwinkel addieren. Eine derartige Steuerungseinrichtung mit mehreren, in Reihe geschalteten Drehschiebern, die jeweils wenigstens einen doppeltwirkenden, relativ zu einem Drehzylinder drehbar gelagerten Drehkolben aufweisen, ist beispielsweise in der A50720/2015 näher beschrieben.

Weist die Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange einen Drehschieber, d.h. eine Steuerungseinrichtung mit wenigstens einem Drehkolben als Stellelement auf, kann es in einigen Fällen besonders zweckmäßig sein, wenn die Drehachse des Drehschiebers parallel zur Längsachse der Pleuelstange verläuft, insbesondere mit dieser zusammenfällt. In anderen Fällen kann es hingegen von Vorteil sein, wenn die Drehachse des Drehschieber(ventils) sich insbesondere senkrecht zur Längsachse der Pleuelstange erstreckt. Für axial verschiebbare Stellelemente ist es in der Regel vorteilhaft, wenn diese derart in der Pleuelstange angeordnet sind, dass ihre Verschiebeachse sich senkrecht zur Längsachse der Pleuelstange erstreckt und insbesondere in einer Längsmittelebene der Pleuelstange verläuft.

Bei einer Steuerungseinrichtung mit wenigstens einem doppeltwirkenden Stellelement ist in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils vorzugsweise die Hydraulikmedium-Zuleitung mit dem ersten Steuer-Druckraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden und der zweiten Steuer- Druckraum drainiert, wobei der zweite Steuer-Druckraum dazu vorzugsweise mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden ist. Im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ist die Hydraulikmedium-Zuleitung vorzugsweise hingegen mit dem zweiten Steuer-Druckraum fluidkommunizierend verbunden und der erste Steuer-Druckraum drainiert, wobei dazu vorzugsweise der erste Steuer-Drucker mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden ist.

Dazu ist das Schaltventil vorzugsweise als Umschaltventil ausgebildet, mittels dem wahlweise der erste Steuer-Druckraum oder der zweite Steuer-Drucker mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden werden kann und der jeweils andere Steuer-Druckraum drainiert werden kann, insbesondere mit der Drainage verbunden werden kann.

Zur Betätigung des Stellelements der Steuerungseinrichtung ist das Schaltventil vorzugsweise über eine erste Betätigungsleitung mit dem ersten Steuer- Druckraum fluidkommunizierend verbunden und über eine zweite Betätigungsleitung mit dem zweiten Steuer-Druckraum.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, insbesondere zur hydraulischen Betätigung einer Steuereinrichtung mit einem doppeltwirkenden Stellelement, weist das Schaltventil wenigstens vier Hydraulikanschlüsse auf, wobei das Schaltventil vorzugsweise als 4/2-Wegeventil, insbesondere als 4/3-Wegeventil, ausgebildet ist. Dabei ist insbesondere ein erster Hydraulikanschluss des Schaltventils mit der Hydraulikmedium-Zuleitung der Pleuelstange fluidkommunizierend verbunden oder kann fluidkommunizierend mit dieser verbunden werden. Vorzugsweise ist ein zweiter Hydraulikanschluss des Schaltventils mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden oder kann fluidkommunizierend mit dieser verbunden werden. Ein dritter Hydraulikanschluss des Schaltventils ist vorzugsweise fluidkommunizierend mit dem ersten Steuer-Druckraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder mit diesem verbindbar, insbesondere über eine erste Betätigungsleitung, und ein vierter Hydraulikanschluss des Schaltventils ist vorzugsweise mit dem zweiten Steuer- Druckraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder kann mit diesem fluidkommunizierend verbunden werden, insbesondere über eine zweite Betätigungsleitung.

Dabei ist das Schaltventil vorzugsweise derart ausgebildet, dass in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils der erste Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem dritten Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend verbunden ist und der zweite Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem vierten Hydraulikanschluss des Schaltventils, so dass insbesondere Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium-Zuleitung dem ersten Steuer- Druckraum zugeführt werden kann und Hydraulikmedium aus dem zweiten- Steuer-Druckraum über das Schaltventil insbesondere in die Drainage abgeführt werden kann.

In einem im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ist vorzugsweise der erste Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem vierten Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend verbunden und der zweite Hydraulikanschluss des Schaltventils mit dem dritten Hydraulikanschluss des Schaltventils, so dass insbesondere der zweite Steuer-Druckraum über die Hydraulikmedium-Zuleitung mit Hydraulikmedium versorgt werden kann und Hydraulikmedium aus dem ersten Steuer-Druckraum über das Schaltventil und die Drainage abgeführt werden kann, insbesondere in den Kurbelwellenraum. Ist das Schaltventil als 4/3-Wegeventil ausgebildet und sind in einem dritten Schaltzustand des Schaltventils vorzugsweise der erste Hydraulikanschluss und der zweite Hydraulikanschluss des Schaltventil jeweils von dem dritten Hydraulikanschluss und dem vierten Hydraulikanschluss des Schaltventils getrennt, d.h. ein Hydraulikmediumfluss sowohl zur als auch von den Steuer- Druckräumen ist gesperrt. Dadurch kann die aktuell eingestellte Pleuellänge fixiert werden, d.h. der vorzugsweise mögliche dritte Schaltzustand des Schaltventils ermöglicht insbesondere eine Arretierung der Steuerungseinrichtung und damit eine Arretierung der Längenverstelleinrichtung und damit eine Fixierung der aktuellen, wirksamen Pleuellänge.

Das Schaltventil einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange kann dabei auf unterschiedlichste Art und Weise konstruktiv ausgestaltet sein. Als besonders vorteilhaft haben sich, insbesondere zur hydraulischen Betätigung von Steuerungseinrichtungen mit wenigstens einem doppeltwirkenden Stellelement, jedoch die in der PCT/EP2016/069094 der Anmelderin beschriebenen Ausgestaltungen erwiesen. Der Inhalt der PCT/EP2016/069094 wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme auch zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht. Insbesondere die Ausführungen des elektromagnetischen Schaltventils sowie dessen Anordnung und Verschaltung können erfindungsgemäß wie in der genannten PCT/EP2016/069094 ausgeführt sein.

In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuerungseinrichtung mehr als einen hydraulischen Arbeitsraum und mehr als ein hydraulisch betätigbares Stellelement aufweist, insbesondere mehr als ein doppeltwirkendes Stellelement. Dabei ist vorzugsweise jedem hydraulischen Arbeitsraum ein Stellelement zugeordnet, wobei insbesondere jedes Stellelement den zugehörigen hydraulischen Arbeitsraum in einen ersten Steuer-Druckraum und einen zweiten Steuer-Druckraum teilt. Dabei sind die Stellelemente bevorzugterweise gleichsinnig wirkend ausgebildet und angeordnet und insbesondere mechanisch miteinander zu einer Stellelement-Gruppe zwangsgekoppelt. Vorzugsweise ist dabei im ersten Schaltzustand des Schaltventils die Hydraulikmedium-Zuleitung mit wenigstens einem ersten Steuer-Druckraum fluidkommunizierend verbunden, insbesondere mit sämtlichen ersten Steuer-Druckräumen, wobei die zweiten Steuer- Druckräume drainiert sind, vorzugsweise indem die zweiten Steuer-Druckräume mit der Drainage Leitung fluidkommunizierend verbunden sind.

Im zweiten Schaltzustand des Schaltventils sind vorzugsweise die ersten Steuer-Druckräume fluidkommunizierend mit der Drainage verbunden und wenigstens ein zweiter Steuer-Druckraum ist fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden, insbesondere sind sämtliche zweiten Steuer-Druckräume vorzugsweise im zweiten Schaltzustand des Schaltventils mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden.

In diesem Fall weist das Schaltventil und/oder die Steuerungseinrichtung vorzugsweise für jeden hydraulischen Arbeitsraum, insbesondere für jeden Steuer-Druckraum, wenigstens einen Hydraulikanschluss auf, wobei insbesondere jeder hydraulische Arbeitsraum, vorzugsweise jeder Steuer- Druckraum, über den zugehörigen Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung, wenigstens eine zugehörige Betätigungsleitung und über einen zugehörigen Hydraulikanschluss des Schaltventils fluidkommunizierend mit dem Schaltventil verbunden ist oder verbunden werden kann und vorzugsweise jeweils mittels des Schaltventil mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden werden kann und/oder drainiert werden kann und dazu insbesondere jeweils mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden werden kann.

Vorzugsweise ist das Schaltventil insbesondere derart ausgebildet, dass in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils die Hydraulikmedium-Zuleitung mit den ersten Betätigungsleitungen fluidkommunizierend verbunden ist und die Drainage mit den zweiten Betätigungsleitungen und im zweiten Schaltzustand die Hydraulikmedium-Zuleitung mit den zweiten Betätigungsleitungen fluidkommunizierend verbunden ist und die ersten Betätigungsleitungen mit der Drainage.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Längenverstelleinrichtung einen Hydraulikzylinder mit einem ersten Druckraum und einem zweiten Druckraum auf, wobei der erste Druckraum und der zweite Druckraum durch einen Hydraulikkolben voneinander getrennt sind, wobei einer der beiden Pleuelstangenabschnitte mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist und der andere der beiden Pleuelstangenabschnitte mit dem Hydraulikkolben, wobei die Hydraulikmedium-Zuleitung und die Drainage der Pleuelstange jeweils mit dem ersten Druckraum und/oder dem zweiten Druckraum fluidkommunizierend verbindbar sind.

Grundsätzlich kann die Längenverstelleinrichtung der Pleuelstange auf beliebige Weise ausgeführt sein. Vorzugsweise ist die Längenverstelleinrichtung jedoch derart ausgebildet, dass einer der beiden Pleuelstangenabschnitte als Führungskörper, insbesondere als Hydraulikzylinder, ausgebildet ist und der andere Pleuelstangenabschnitt als im den Führungskörper verschiebbares Kolbenelement, insbesondere als doppeltwirkender Hydraulikkolben, wobei insbesondere zwischen einer ersten Stirnseite des Kolbenelementes und dem Führungskörper ein erster Druckraum und zwischen der zweiten Stirnseite des Kolbenelements von den Führungskader ein zweiten Druckraum aufgespannt ist, wobei in den ersten Druckraum vorzugsweise wenigstens ein erster Hydraulikkanal einmündet und in den zweiten Druckraum vorzugsweise wenigstens ein zweiter Hydraulikkanal, welche jeweils mit der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden sind. Mit einer derartig ausgebildeten Pleuelstange lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine längenverstellbare Pleuelstange realisieren, insbesondere eine einfache, hydraulische Längenverstelleinrichtung. Bei Anliegen einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum kann eine Längenverstellung der Pleuelstange bewirkt werden, wobei die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum ausgebildet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange ist im ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung und/oder im ersten Schaltzustand des Schaltventils ein Rückfluss von Hydraulikmedium aus dem ersten Druckraum gesperrt und der zweiten Druckraum ist drainiert, und im zweiten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung und/oder im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ist ein Rückfluss aus dem zweiten Druckraum gesperrt und der erste Druckraum ist drainiert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange ist in einem ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung und/oder im ersten Schaltzustand des Schaltventils die Hydraulikmedium-Zuleitung mit dem ersten Druckraum fluidkommunizierend verbunden und der zweite Druckraum mit der Drainage und in einem zweiten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung und/oder im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ist die Hydraulikmedium-Zuleitung mit dem zweiten Druckraum fluidkommunizierend verbunden und der erste Druckraum mit der Drainage.

Eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer derartigen, hydraulischen Längenverstelleinrichtung mit einem Hydraulikzylinder mit einem ersten Druckraum und einem zweiten Druckraum ist beispielsweise ausführlich in der WO2015/055582 A1 , der PCT/EP2016/064193 sowie in der DE 10 2016 080 306 beschrieben, auf welche für nähere Ausführungen zur Funktionsweise der Längenverstelleinrichtung sowie hinsichtlich einer grundsätzlichen Funktionsweise einer zur Steuerung einer solchen Längenverstelleinrichtung geeigneten Steuerungseinrichtung verwiesen wird.

Je nachdem, in welchem der beiden Druckraume der höherer Druck anliegt bzw. welcher der beiden Druckraume drainiert ist, können, sofern die Längenverstelleinrichtung nicht mittels der Steuerungseinrichtung arretiert bzw. blockiert ist, die beiden Pleuelstangenabschnitte der Pleuelstange während einer Hubbewegung der Pleuelstange durch die äußeren Kräfte teleskopartig ineinander- bzw. auseinander geschoben werden, so dass sich die wirksame Pleuellänge ändert, insbesondere bis eine maximale Änderung der wirksamen Pleuellänge erreicht ist.

Wie bei den in der WO2015/055582 A2 und der PCT/EP2016/064193 beschriebenen Längenverstelleinrichtung ist vorzugsweise im ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung die Hydraulikmedium-Zuleitung über die Steuerungseinrichtung und wenigstens eine Ölzuführungsleitung mit dem ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden und der zweite Druckraum ist über wenigstens eine Rücklaufleitung und die Steuerungseinrichtung mit der Drainage strömungsverbunden bzw. fluidkommunizierend verbunden. Im zweiten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung ist hingegen entsprechend vorzugsweise der zweite Druckraum der Längenverstelleinrichtung über die Steuerungseinrichtung und wenigstens eine Ölzuführungsleitung mit dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden und der erste Druckraum über die Steuerungseinrichtung und wenigstens eine Rücklaufleitung mit der Drainage.

Das heißt, dass insbesondere zur Verstellung einer Länge der Pleuelstange einem Druckraum der Längenverstelleinrichtung über die Hydraulikmedium- Zuleitung Hydraulikmedium zugeführt wird, wobei der andere Druckraum drainiert ist, so dass sich die gewünschte Pleuellängenveränderung einstellt. Vorzugsweise ist sind Längenverstelleinrichtung und Steuerungseinrichtung dabei wie bei den in der WO2015/05582 und PCT/EP2016/064193 beschriebenen Längenverstelleinrichtungen derart ausgebildet, dass infolge der auf die Pleuelstange wirkenden äußeren Kräfte bei einem Aufwärtshub der Pleuelstange Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium-Zuleitung in den jeweils mit dieser fluidkommunizierend verbundenen Druckraum der Längenverstelleinrichtung eingesaugt wird und über die nach einem Zündvorgang während des Abwärtshubs auf die Pleuelstange wirkenden äußeren Kräfte der andere Druckraum der Längenverstelleinrichtung drainiert wird, wobei das Hydraulikmedium vorzugsweise über die mit diesen Druckraum fluidkommunizierend verbundene Drainage in den Kurbelwellenraum abgeführt wird.

Die Ölzuführungsleitungen und Rücklaufleitungen der Pleuelstange zwischen Steuerungseinrichtung und erstem Druckraum bzw. zweitem Druckraum der Längenverstelleinrichtung können dabei für jeden Druckraum der Längenverstelleinrichtung separat ausgebildet sein, wie bei der in der WO 2015/055582 A1 beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange oder jeweils durch einen gemeinsamen Hydraulikkanal gebildet sein, wie bei der in der PCT/EP2016/064193 beschriebenen, längenverstellbaren Pleuelstange.

Das Hydraulikmedium kann der Steuerungseinrichtung dabei direkt, d.h. insbesondere unter Umgehung des Schaltventils, über die Hydraulikmedium- Zuleitung zugeführt werden, und/oder über bzw. durch das Schaltventil hindurch, wobei die Steuerungseinrichtung für eine direkte Zufuhr von Hydraulikmedium vorzugsweise direkt über eine Hydraulikmedium-Zuleitung insbesondere mit dem Pleuellager im größeren Pleuelauge der Pleuelstange fluidkommunizierend verbunden ist.

Insbesondere bei Steuerungseinrichtungen mit doppeltwirkendem Stellelement wird das Hydraulikmedium, mit welchem der erste Druckraum und der zweite Druckraum der Längenverstelleinrichtung versorgt werden, vorzugsweise nicht über das Schaltventil geführt, sondern am Schaltventil vorbei.

Über das Schaltventil wird vorzugsweise lediglich der Hydraulikmedium-Anteil geführt, welcher zur hydraulischen Betätigung bzw. zur Steuerung der Steuerungseinrichtung erforderlich ist, insbesondere jedoch nicht der Hydraulikmedium-Anteil, welcher zur Versorgung der beiden Druckräume der Längenverstelleinrichtung erforderlich ist. Dadurch kann das elektromagnetisch betätigbares Schaltventil besonders einfach ausgestaltet werden, da es nicht für die in den Druckräumen der Längenverstelleinrichtung auftretenden, hohen Hydraulikdrücke, welche durchaus >1200 bar sein können, in einigen Fällen auch >1500 bar, ausgelegt werden muss. Lediglich die Steuerungseinrichtung ist dann für die in den Druckräumen der Längenverstelleinrichtung anliegenden Hydraulikdrücke auszulegen, was jedoch bei hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtungen in der Regel kein Problem darstellt.

Ist bei einer erfindungsgemäßen Pleuelstange die Steuerungseinrichtung wie bei der in der DE 10 2016 080 306 beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange ausgebildet als Linearschieberventil mit zwei Kugel-Hubventilen, ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung auch entsprechend, wie in der genannten DE 10 2016 080 306 beschrieben, angeordnet ist, um negative Effekte, insbesondere ein unerwünschtes Öffnen oder Schließen der Hubventile, durch während der Hubbewegung der Pleuelstange auftretende Massen- und Beschleunigungskräfte zu vermeiden.

Das Schaltventil kann bei einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange dabei entweder oberhalb des größeren Pleuelauges in der Pleuelstange angeordnet sein oder aber wie die in der DE 10 2016 080 306 beschriebene Betätigungsvorrichtung am unteren Ende der Pleuelstange unterhalb des größeren Pleuelauges und entsprechend über ähnlich ausgestaltete Betätigungsleitungen mit der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, das Schaltventil wie die Steuerungseinrichtung ebenfalls oberhalb des größeren Pleuelauges anzuordnen, insbesondere in einer Ausnehmung, vorzugsweise in einer zylindrischen Bohrung in der Längsmittelebene der Pleuelstange, vorzugsweise in einer sich senkrecht zur Kurbelwellenachse und/oder senkrecht zur Längsachse der Pleuelstange erstreckenden Bohrung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange, wobei die Steuerungseinrichtung, insbesondere das Schieberventil, wenigstens ein doppeltwirkendes Stellelement aufweist, weist die Steuerungseinrichtung insgesamt wenigstens vier Hydraulikanschlüsse auf, wobei vorzugsweise der erste Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung mit dem ersten Steuer-Druckraum fluidkommunizierend verbunden ist und der zweite Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung vorzugsweise mit den zweiten Steuer-Druckraum. Vorzugsweise ist ein dritter Hydraulikanschluss fluidkommunizierend mit dem ersten Druckraum der Pleuelstange bzw. der Längenverstelleinrichtung verbunden oder verbindbar und vorzugsweise ist ein vierter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend mit dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung verbunden oder verbindbar.

Das heißt, über den ersten und den zweiten Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung kann vorzugsweise die Steuerungseinrichtung mithilfe des Schaltventils hydraulisch gesteuert werden, insbesondere hydraulisch betätigt werden. Über den dritten Hydraulikanschluss kann vorzugsweise der Hydraulikmedium-Zufluss bzw. -Abfluss zum ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung gesteuert werden und über den vierten Hydraulikanschluss insbesondere der Hydraulikmedium- Zufluss bzw. -Abfluss zum zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung. Zur hydraulischen Steuerung der Steuerungseinrichtung bzw. zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung sind vorzugsweise der erste Hydraulikanschluss und der zweite Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung jeweils über eine zugehörige Betätigungsleitung mit dem Schaltventil fluidkommunizierend verbunden, wobei vorzugsweise der erste Hydraulikanschluss und der zweite Hydraulikanschluss der Hydraulikmedium- Zuleitung und/oder der Drainage verbunden werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung, insbesondere das Schieberventil, insgesamt wenigstens sechs Hydraulikanschlüsse auf, wobei ein fünfter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung und vorzugsweise ein sechster Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung insbesondere jeweils fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden sind. Dadurch kann der Steuerungseinrichtung das zur Längenverstellung erforderliche Hydraulikmedium direkt zugeführt werden und muss nicht über das Schaltventil bzw. durch das Schaltventil hindurchgeführt werden. Infolgedessen kann insbesondere, bei geeigneter Ausgestaltung der Pleuelstange, eine schnellere Befüllung und Drainierung der Druckräume der Längenverstelleinrichtung und damit eine schnellere Verstellung der wirksamen Pleuellänge erreicht werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung ein Axial- Schieberventil mit einem ersten Ventil und einem zweiten Ventil mit jeweils einem in einem Ventilraum angeordneten Ventilkörper auf, wobei die Ventilkörper jeweils durch eine Rückstellkraft gegen einen Ventilsitz pressbar sind, wobei ein erster Ventilraum des ersten Ventils mit einem ersten Hydraulikkanal und ein zweiter Ventilraum des zweiten Ventils mit einem zweiten Hydraulikkanal strömungsverbunden ist, und die Ventilkörper über eine zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschiebbare Verbindungseinrichtung miteinander wirkverbunden sind, und wobei in der ersten Stellung der Verbindungseinrichtung der erste Ventilkörper und in der zweiten Stellung der Verbindungseinrichtung der zweite Ventilkörper durch die Verbindungseinrichtung jeweils entgegen der Rückstellkraft von dem zugeordneten ersten bzw. zweiten Ventilsitz abhebbar ist und der entsprechende erste bzw. zweite Ventilraum mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden werden kann und jeweils in der anderen Stellung der Verbindungseinrichtung der erste Ventilkörper am ersten Ventilsitz bzw. der zweite Ventilkörper am zweiten Ventilsitz aufliegt und die Strömungsverbindung zur Hydraulikmedium-Zuleitung hin sperrt.

Das heißt, dass in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange die

Steuerungseinrichtung wie in der PCT/EP2016/064193 beschrieben ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch mit dem Unterschied, dass der axial verschiebbare, doppeltwirkende Stellkolben der Steuerungseinrichtung mithilfe des über das Schaltventil einem der beiden Steuer-Druckräume zugeführte Hydraulikmedium und das entsprechende Drainieren des anderen Steuer-Druckraums von einer ersten Stellposition in eine zweiten Stellposition axial verschoben werden kann, insbesondere, was besonders vorteilhaft ist, unabhängig vom anliegenden Motoröldruck.

Dazu weist bei einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange die Steuerungseinrichtung vorzugsweise entweder keine Rückstellfeder auf oder die Federsteifigkeit der Rückstellfeder ist insbesondere derart gewählt, dass auch für den niedrigstmöglichen, im Betrieb der Hubkolbenmaschine anliegenden Motoröldruck eine Betätigung der Steuerungseinrichtung mithilfe des Schaltventils möglich ist. D.h. die Steuerungseinrichtung ist diesbezüglich vorzugsweise ausgebildet wie die in der DE 10 2016 080 306 beschriebene Steuerungseinrichtung.

Der erste Hydraulikkanal und/oder der zweite Hydraulikkanal dienen dabei vorzugsweise sowohl als Ölzuführungsleitung als auch als Rücklaufleitung, je nach Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung, wobei der erste Hydraulikkanal vorzugsweise mit dem ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden ist oder verbunden werden kann und der zweite Hydraulikkanal vorzugsweise mit dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung.

Vorzugsweise weist die Verbindungseinrichtung dabei ein zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verschiebbares Verbindungselement auf, insbesondere eine Verbindungsstange, wobei der erste Ventilkörper und der zweite Ventilkörper über das Verbindungselement miteinander wirkverbunden sind, und wobei das Verbindungselement vorzugsweise mit einem im hydraulischen Arbeitsraum axial verschiebbaren, doppeltwirkenden Stellkolben, der den hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung in einen ersten Steuer-Druckraum und einen zweiten Steuer-Druckraum teilt, fest verbunden ist, insbesondere derart, dass es einer axialen Verschiebung des Stellkolbens folgt.

Vorzugsweise sind die Ventilkörper und die Verbindungseinrichtung getrennte Bauteile, insbesondere die Ventilkörper und das Verbindungselement, wobei die Verbindungseinrichtung, insbesondere das Verbindungselement, in der ersten Stellung vom zweiten Ventilkörper und in der zweiten Stellung vom ersten Ventilkörper jeweils beanstandet ist.

In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung, insbesondere das Schieberventil, einen in einem hydraulischen Arbeitsraum axial verschiebbaren, einfachwirkenden Stellkolben auf, wobei die Steuerungseinrichtung insgesamt wenigstens sechs Hydraulikanschlüsse aufweist. Dabei bilden vorzugsweise drei der Hydraulikanschlüsse der Steuerungseinrichtung jeweils Ventileingänge und vorzugsweise drei der Hydraulikanschlüsse jeweils Ventilausgänge. Vorzugsweise ist ein erster Ventilausgang der Steuerungseinrichtung dabei, insbesondere über wenigstens eine Ölzuführungsleitung, mit dem ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, ein zweiter Ventilausgang der Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise, mit dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder kann mit dieser verbunden werden, insbesondere über wenigstens eine Ölzuführungsleitung, und ein dritter Ventilausgang der Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden oder kann mit dieser verbunden werden.

Ein erster Ventileingang der Steuerungseinrichtung ist ferner vorzugsweise mit dem ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder kann mit dieser verbunden werden, insbesondere über wenigstens eine Rücklaufleitung, ein zweiter Ventileingang der Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise mit dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung verbunden oder kann mit diesem fluidkommunizierend verbunden werden, insbesondere über wenigstens eine Rücklaufleitung, und ein dritter Ventileingang der Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden oder kann mit dieser verbunden werden.

Dadurch kann auch mit einer Steuerungseinrichtung mit einem einfachwirkenden Stellelement auf einfache Art und Weise eine flexible, vom Betriebszustand einer Hubkolbenmaschine, insbesondere dem anliegenden Öldruck, nahezu unabhängige Längenverstellung mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung realisiert werden, wobei auch mit dieser Steuerungseinrichtung in einem ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung die Hydraulikmedium-Zuleitung mit dem ersten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden ist während der zweite Druckraum drainiert ist und im zweiten Schaltzustand entsprechend umgekehrt der erste Druckraum drainiert ist und der zweite Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden ist.

Eine solche Steuerungseinrichtung ist ausführlich in der WO2015/055582 A1 beschrieben. Bei erfindungsgemäßer Verwendung eines elektromagnetisch betätigbaren hydraulischen Schaltventils zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung kann auch hier die Rückstellfeder entfallen bzw. sollte die Rückstellfeder vorzugsweise derart ausgebildet sein, insbesondere deren Federsteifigkeit so gering gewählt sein, dass auch bei einem geringen Öldruck in der Hubkolbenmaschine, insbesondere auch beim niedrigstmöglichen Öldruck, eine Betätigung der Steuerungseinrichtung möglich ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pleuelstange ist ferner dritte Ventileingang der Steuerungseinrichtung mit dem hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, wobei der dritte Ventileingang der Steuerungseinrichtung vorzugsweise über das Schaltventil fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung verbunden ist oder verbunden werden kann, insbesondere über die erste Betätigungsleitung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer längenverstellbaren Pleuelstange ist die Hydraulikmedium-Zuleitung mittels einer Bypass-Leitung mit dem ersten Druckraum und/oder dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, vorzugsweise zusätzlich unter Umgehung der Steuerungseinrichtung. Dadurch kann bei einer Änderung der Pleuellänge eine schnellere Befüllung des jeweiligen zu befüllenden Druckraums der Längenverstelleinrichtung erreicht werden, wodurch schneller die gewünschte wirksame Pleuellänge erreicht werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange ist die Hydraulikmedium-Zuleitung dabei jeweils über ein Rückschlagventil mit dem ersten Druckraum und/oder dem zweiten Druckraum der Längenverstelleinrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar. Vorzugsweise ist dabei wenigstens ein Rückschlagventil vorgesehen, insbesondere wenigstens in jeder Bypass- und/oder Ölzuführungs-Leitung. Dabei weisen die als Rücklaufleitung genutzten Leitungen bzw. Leitungsabschnitte vorzugsweise kein Rückschlagventil auf. Sonst ist das Drainieren nicht möglich.

Dadurch kann auf einfache Art und Weise jeweils eine ausreichende Versorgung bzw. eine schnelle Befüllung der Druckräume der Längenverstelleinrichtung mit Hydraulikmedium sichergestellt und gleichzeitig ein Rückfluss aus dem jeweiligen Druckraum gesperrt werden. Dies ist in der Regel erforderlich, da in den meisten Fällen die durch die auftretenden äußeren Kräfte bewirkte Längenänderung der Pleuelstange pro Arbeitshub nicht ausreicht, um den jeweiligen Druckraum vollständig zu befüllen bzw. den anderen Druckraum vollständig zu entleeren, d.h. es ist insbesondere ein Nachsaugen über mehrere Arbeitshübe erforderlich. Um jeweils eine Nachsaugen von Hydraulikmedium zu ermöglichen aber dennoch einen Rückfluss aus dem Druckraum zu sperren, sind vorzugsweise Rückschlagventile vorgesehen, da diese auf einfache Art und Weise jeweils das Nachsaugen von Hydraulikmedium ermöglichen aber gleichzeitig einen Rückfluss von Hydraulikmedium aus den jeweiligen Druckraum verhindern.

Es ist auch möglich, das Rückschlagventil innerhalb der Steuerungseinrichtung anzuordnen, wie dies beispielsweise bei der in der PCT/EP2016/064193 beschriebenen Steuerungseinrichtung der Fall ist.

In einer alternativen, aber ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Längenverstelleinrichtung einen Spindeltrieb auf mit einer Spindelmutter und einer Spindel, vorzugsweise einen Gewindespindeltrieb und/oder einen Kugelspindeltrieb, wobei einer der beiden Pleuelstangenabschnitte mechanisch an die Spindelmutter gekoppelt ist und der andere Pleuelstangenabschnitt an die Spindel, wobei eine Relativdrehung zwischen Spindel und Spindelmutter eine Verstellung der wirksamen Pleuellänge bewirkt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Längenverstelleinrichtung einen selbsthemmenden Gewindespindeltrieb mit einer Gewindespindel und einer Gewindespindelmutter auf, wobei vorzugsweise die hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtung als Aktuatoreinrichtung ausgebildet ist oder Teil einer Aktuatoreinrichtung ist, und wobei vorzugsweise durch ein Betätigen der Steuereinrichtung mittels des Schaltventils eine Relativdrehung zwischen Gewindespindel und Gewindespindelmutter durch die Steuerungseinrichtung bewirkbar ist, d.h. die Relativbewegung des Gewindespindeltriebs kann in diesem Fall vorzugsweise aktiv durch die Steuerungseinrichtung herbeigeführt bzw. bewirkt werden und wird nicht wie bei den zuvor beschriebenen hydraulischen Längenverstelleinrichtungen durch während eines Arbeitshubs auf die Pleuelstange wirkende äußere Kräfte herbeigeführt.

Wie eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Längenverstelleinrichtung mit einem Gewindespindeltrieb mit einer selbsthemmenden Gewindespindel und einer hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung als Aktuatoreinrichtung bzw. Teil einer Aktuatoreinrichtung in vorteilhafter Weise ausgebildet sein kann, ist ausführlich in der A50720/2015, der A50723/2015 sowie der A50724/2015 beschrieben.

In der A50724/2015 wird bei einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einem Gewindespindeltrieb mit einer ersten Spindel und einer ersten Spindelmutter und einer hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung mit einem einfachwirkenden Linearkolben eingesetzt, welcher axial entlang der Pleuelstangenlängsachse in einem hydraulischen Arbeitsraum verschiebbar ist. Dabei ist der hydraulische Arbeitsraum dem größeren Pleuelauge zugewandt und ein vom hydraulischen Arbeitsraum abgewandtes Ende des Stellkolbens ist als nicht-selbsthemmende zweite Spindel eines zweiten Spindeltriebs ausgebildet und mit einer zweiten Spindelmutter im Eingriff, wobei die zweite Spindelmutter drehfest mit der ersten Spindelmutter verbunden ist, so dass eine axiale Verschiebung des Linearkolbens der Steuerungseinrichtung eine Drehung der zweiten Spindelmutter und damit auch eine Drehung der ersten Spindelmutter bewirkt. Die Drehung der ersten Spindelmutter bewirkt wiederum eine Drehung der ersten Spindel und damit ein Auseinanderschieben bzw. Ineinanderschieben der beiden Pleuelstangenabschnitte und infolgedessen eine Verstellung der wirksamen Pleuellänge.

Bei der in der A50724/2015 beschriebenen Pleuelstange kann der Linearkolben der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit vom anliegenden Hydraulikmedium- Druck entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder axial entlang der Längsachse der Pleuelstange verschoben werden, wobei der Linearkolben nach oben, d.h. zum kleineren Pleuelauge hin, bewegt wird und sich eine erste Pleuellänge einstellt, wenn der anliegende Öldruck ausreicht, um die Rückstellkraft der Rückstellfeder zu überwinden. Reicht der anliegende Öldruck nicht aus, drückt die Rückstellkraft der Rückstellfeder den Kolben nach unten, wodurch sich eine zweite Pleuellänge einstellt.

Dieser Längenverstellmechanismus kann in vorteilhafter Weise auch bei einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange eingesetzt werden. Bei einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange kann die Steuerungseinrichtung jedoch, was besonders vorteilhaft ist, anstatt über zwei unterschiedliche Öldruckniveaus über das bei einer erfindungsgemäßen Pleuelstange erfindungsgemäß vorgesehene, elektromagnetisch betätigbare, hydraulische Schaltventil betätigt werden.

Dazu ist der hydraulische Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung vorzugsweise über das Schaltventil mit der Hydraulikmedium-Zuleitung oder der Drainage fluidkommunizierend verbunden. Ferner entfällt vorzugsweise die Rückstellfeder oder die Rückstellfeder weist eine derart gering gewählte Federsteifigkeit auf, dass mithilfe des Schaltventils in einer Vielzahl an Betriebszustanden einer Hubkolbenmaschine, vorzugsweise in sämtlichen Betriebszustanden der Hubkolbenmaschine, eine hydraulische Betätigung des Linearkolbens, insbesondere eine axiale Verschiebung des Linearkolbens von einer ersten Stellposition in eine zweite Stellposition durch Umschalten des Schaltventils von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand möglich ist, wobei im ersten Schaltzustand der hydraulische Arbeitsraum vorzugsweise mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend verbunden ist und im zweiten Schaltzustand vorzugsweise drainiert ist.

Entsprechend können auch die in der A50720/2015 und der A50723/2015 beschriebenen Längenverstellmechanismen in einer erfindungsgemäßen Pleuelstange eingesetzt werden, wobei das erfindungsgemäß vorgesehene, elektromagnetisch betätigbare Schaltventil zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung vorzugsweise im Hydraulikfluss zwischen dem Pleuellager und der Steuerungseinrichtung, insbesondere zwischen der Entnahmeöffnung für das Hydraulikmedium aus dem größeren Pleuellager und dem hydraulischen Arbeitsraum bzw. den Steuer-Druckräumen der Steuerungseinrichtung angeordnet ist, so dass mit ein Verstellung der Pleuellänge nahezu unabhängig vom anliegenden Hydraulikmedium-Duck möglich ist.

Bei den vorbeschriebenen, vorteilhaften Ausgestaltungen erfindungsgemäßer, längenverstellbarer Pleuelstangen mit einem selbsthemmenden Gewindespindeltrieb erfolgt die Längenverstellung bevorzugt in einer nahezu axialkraftfreien Phase der Hubbewegung der Pleuelstange, da der selbsthemmend ausgebildete Gewindespindeltrieb unter Last eine Arretierung bzw. Fixierung der eingestellten Pleuellänge bewirkt und ansonsten zu hohe Aktuatorkräfte zum Verstellen der Pleuellänge erforderlich werden. Wird die Steuerungseinrichtung im lastfreien Zustand nicht betätigt, erfolgt auch keine Bewegung des Stellelements, d.h. keine aktive Verstellung der Pleuellänge, so dass die aktuelle Pleuellänge eingestellt bleibt. In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange mit einem Gewindespindeltrieb und/oder einem Kugelspindeltrieb ist der Spindeltrieb als nicht selbsthemmender Gewindespindeltrieb ausgebildet, wobei die Steuerungseinrichtung als hydraulisch betätigbare Arretiereinrichtung ausgebildet ist oder Teil einer Arretiereinrichtung ist, wobei vorzugsweise durch ein Betätigen der Steuerungseinrichtung eine Arretierung, ein Lösen der Arretierung und/oder eine Änderung der Pleuellänge bewirkbar ist.

Eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Längenverstelleinrichtung mit einem nicht-selbsthemmenden Gewindespindeltrieb ist ausführlich in der A50725/2015 sowie der A50930/2015 beschrieben, wobei bei diesen Pleuelstangen zumindest mithilfe der hydraulisch betätigbaren Steuerungseinrichtung eine Relativdrehung von Spindel und Spindelmutter des Gewindespindeltriebs blockiert werden kann und infolgedessen die eingestellte Pleuellänge fixiert wird bzw. die Längenverstelleinrichtung arretiert wird.

Bei den vorgenannten Längenverstelleinrichtungen mit nicht-selbsthemmenden Gewindespindeln kann die Verstellung der Pleuellänge mithilfe der während einer Hubbewegung der Pleuelstange auf die Pleuelstange wirkenden äußeren Kräfte bewirkt werden, wobei die wirkenden äußeren Kräfte grundsätzlich bei einem Aufwärtshub ein Auseinanderziehen der beiden Pleuelstangenabschnitte bewirken und bei einem Abwärtshub ein Zusammendrücken bzw. ein Ineinanderschieben. Zur Steuerung der Längenverstellung kann zumindest mithilfe der Steuerungseinrichtung je nach gewünschter Längenänderung, das heißt je, nachdem ob eine Zunahme oder eine Abnahme der wirksamen Pleuellänge gewünscht ist, die entsprechende Drehrichtung des Spindeltriebs blockiert oder freigegeben werden.

Dazu weist die in der A50725/2015 beschriebene, längenverstellbare Pleuelstange zwei axial entlang der Längsachse der Pleuelstange hintereinander versetzt angeordnet Freiläufe auf, welche jeweils drehfest mit der Spindelmutter des Gewindespindeltrieb verbunden sind, wobei der erste Freilauf eine Drehung der Spindelmutter in eine erste Richtung zulässt und in eine zweite, entgegensetzte Richtung sperrt und der zweite Freilauf entsprechend umgekehrt eine Drehung der Spindelmutter in die erste Richtung sperrt und in die zweite, entgegengesetzte Richtung zulässt.

Am unteren Ende des Gewindespindeltriebs ragt bei einer Ausführungsform ein Bolzen nach unten, welcher mit dem Kolbenende eines entlang der Längsachse der Pleuelstange axialverschiebbaren, einfachwirkenden Stellkolbens der Steuerungseinrichtung einen Formschluss bildet, so dass eine Drehbewegung der Spindel auf den Stellkolben übertragbar ist und umgekehrt.

Der Stellkolben ist dabei axial entlang dieses Bolzens verschiebbar und weist an seiner Außenseite in Umfangsrichtung wenigstens ein Formschlusselement auf, welches sich entlang der Längsachse der Pleuelstange über eine axiale Höhe nur eines Freilaufs erstreckt, so dass in einer ersten Stellposition des Stellkolbens der Stellkolben mit dem ersten Freilauf zusammenwirkt und in einer zweiten Stellposition mit dem zweiten Freilauf. Aufgrund des nicht- selbsthemmend ausgebildeten Gewindespindeltriebs führen die während einer Hubbewegung der Pleuelstange auftretenden Kräfte grundsätzlich zu einem Ineinanderschieben bzw. Auseinanderziehen der beiden Pleuelstangenabschnitte und damit zu einer Relativdrehung von Spindel und Mutter.

Je nach dem, über welchen Freilauf gerade der mit der Spindel drehfest verbundene Bolzen über den Stellkolben mit der Mutter gekoppelt ist, den in diese Richtung gesperrten oder den in diese Richtung freilaufenden Freilauf, ändert sich die Pleuellänge oder eben nicht, da andernfalls die Längenänderung durch den Freilauf blockiert wird. Über den im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung anliegenden Hydraulikdruck kann die Stellposition des Stellkolbens und damit die Längenverstellung gesteuert werden. Eine ähnliche Längenverstelleinrichtung ist auch aus der A50930/2015 bekannt, wobei bei dieser Längenverstelleinrichtung die Längenverstelleinrichtung einen nicht-selbsthemmenden Kugelspindeltrieb aufweist, mittels welchem die Reibung innerhalb der Längenverstelleinrichtung reduziert werden kann.

Bei einer zweiten, in der A50725/2015 ausführlich beschriebenen Ausführungsform werden die Freiläufe jeweils durch eine speziell ausgebildete Hülse sowie einen mit dieser zusammenwirkenden, radial nach außen verschiebbaren Stift gebildet, wobei jeder Stift jeweils mithilfe eines hydraulisch, abhängig vom anliegenden Öldruck betätigbaren Stellelements radial nach außen verschoben werden kann, so dass sich der Stift mit der Hülse in Eingriff befindet und die der Hülse zugeordnete Drehrichtung gesperrt ist oder der Stift radial nach innen eingezogen werden kann, so dass der Stift sich nicht mit der Hülse in Eingriff befindet und die zugehörige Drehrichtung freigegeben ist.

Entsprechend wie die zuvor beschriebenen Längenverstellmechanismen mit selbsthemmendem Gewindespindeltrieb können auch die in der A50725/2015 und der A50930/2015 beschriebenen Längenverstellmechanismen in einer erfindungsgemäßen Pleuelstange eingesetzt werden, wobei dazu das erfindungsgemäß vorgesehene, elektromagnetisch betätigbare Schaltventil zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung vorzugsweise ebenfalls im Hydraulikfluss zwischen dem Pleuellager und der Steuerungseinrichtung, insbesondere zwischen der Entnahmeöffnung für das Hydraulikmedium aus dem größeren Pleuellager und dem hydraulischen Arbeitsraum bzw. den Steuer- Druckräumen der Steuerungseinrichtung angeordnet ist und ggf. vorhandene Rücksteileinrichtung entfallen oder wie vorbeschrieben angepasst sind, so dass mit ein Verstellung der Pleuellänge nahezu unabhängig vom anliegenden Hydraulikmedium-Duck möglich ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, insbesondere in Kombination mit einer Längenverstelleinrichtung mit einem nicht- selbsthemmendem Gewindespindeltrieb, eine Steuerungseinrichtung mit wenigstens einem Drehschieber als Arretiereinrichtung einzusetzen, d.h. eine Steuerungseinrichtung mit wenigstens einem Drehkolben, wobei der Drehschieber vorzugsweise wenigstens zwei hydraulische Arbeitsräume mit jeweils wenigstens einem doppeltwirkenden Drehkolben aufweist und somit insgesamt wenigstens vier Steuer-Druckräume. Die beiden doppeltwirkenden Drehkolben sind dabei vorzugsweise mechanisch zu einer gemeinsamen Stellelement-Gruppe verbunden, insbesondere derart zwangsgekoppelt, dass eine Drehbewegung eines ersten Drehkolben zwangsweise auch eine Drehbewegung eines zweiten Drehkolbens bewirkt, insbesondere um den gleichen Drehwinkel.

Der Drehschieber insbesondere die Stellelement-Gruppe ist dabei wie bei der in der A50720/2015 beschriebenen, längenverstellbaren Pleuelstange vorzugsweise drehfest mit der Spindelmutter oder der Spindel verbunden, je nachdem ob die Spindelmutter drehbar in der Pleuelstange gelagert ist oder die Spindel, wobei die Stellelement-Gruppe insbesondere mit dem drehbar gelagerten Gewindespindeltrieb-Element verbunden ist.

Die Drehachse des Drehschiebers ist dabei vorzugsweise parallel zur Längsachse der Pleuelstange orientiert und fällt insbesondere mit dieser zusammen. Jeder hydraulische Arbeitsraum des Drehschiebers ist dabei vorzugsweise durch einen zugehörigen, doppeltwirkenden Drehkolben in einen ersten Steuer-Druckraum und einen zweiten Steuer-Druckraum unterteilt, wobei vorzugsweise die ersten Steuer-Druckräume jeweils über erste Betätigungsleitungen mit dem Schaltventil fluidkommunizierend verbunden sind und die zweiten Steuer-Druckräume über zweite Betätigungsleitungen.

Das erfindungsgemäß vorgesehene elektromagnetisch betätigbare Schaltventil weist dabei vorzugsweise für jeden Steuer-Druckraum einen Hydraulikanschluss auf sowie vorzugsweise einen Hydraulikanschluss, über welchen das Schaltventil fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium verbunden ist oder verbunden werden kann und einen Hydraulikanschluss, über welchen das Schaltventil mit der Drainage fluidkommunizierend verbunden ist oder verbunden werden kann.

Vorzugsweise ist das Schaltventil dabei dazu ausgebildet, in einem ersten Schaltzustand jeweils die ersten Steuer-Druckräume mit der Hydraulikmedium- Zuleitung fluidkommunizierend zu verbinden und die zweiten Steuer- Druckräume zu drainieren und in einem zweiten Schaltzustand die ersten Steuer-Druckräume zu drainieren und die zweiten Steuer-Druckräume mit der Hydraulikmedium-Zuleitung fluidkommunizierend zu verbinden.

Vorzugsweise ist dabei im ersten Schaltzustand der Rücklauf von Hydraulikmedium aus wenigstens einem ersten Steuer-Druckraum gesperrt, insbesondere mittels eines zwischen dem Schaltventil der Steuerungseinrichtung angeordneten Rückschlagventils, wobei das Rückschlagventil vorzugsweise in einer der ersten Betätigungsleitungen angeordnet ist. Vorzugsweise ist ferner entsprechend im zweiten Schaltzustand des Schaltventils ein Hydraulikmedium-Rückfluss aus wenigstens einem zweiten Steuer-Druckraum gesperrt, insbesondere mittels eines zwischen Schaltventil und Steuerungseinrichtung angeordneten Rückschlagventils, wobei das Rückschlagventil vorzugsweise in einer der zweiten Betätigungsleitungen angeordnet ist.

Durch das Sperren des Hydraulikmedium-Rückflusses aus wenigstens einem der jeweiligen Steuer-Druckräume kann eine Drehbewegung der Stellelement- Gruppe verhindert werden und dadurch eine Drehbewegung des mit der Stellelement-Gruppe drehfest verbundenen Gewindespindeltrieb-Elementes, wodurch die aktuelle Pleuellänge fixiert wird bzw. die Längenverstelleinrichtung arretiert wird.

Durch ein Betätigen der Steuerungseinrichtung, insbesondere durch ein Umschalten der Steuerungseinrichtung vom ersten Steuerungszustand in den zweiten Steuerungszustand, insbesondere mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen, elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils, wird die Arretierung der Langenverstelleinrichtung gelöst und es kann eine Umkehr der Druckverhältnisse zwischen jeweils den ersten Steuer-Druckräumen und den zugehörigen, zweiten Steuer-Druckräumen bewirkt werden. Infolge dessen ist eine Drehbewegung der zugehörigen Drehkolben um die Drehachse und somit eine Drehbewegung der Stellelement-Gruppe und des mit dieser drehfest verbundenen Gewindespindeltrieb-Elementes möglich, bis die Drehkolben innerhalb ihres hydraulischen Arbeitsraumes einen Anschlag erreichen oder bis eine maximal oder minimale wirksame Pleuellänge erreicht ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange weist die Steuerungseinrichtung mehr als einen hydraulischen Arbeitsraum und mehr als ein hydraulisch betätigbares Stellelement auf, vorzugsweise mehr als ein doppeltwirkendes Stellelement, insbesondere mehr als einen doppeltwirkenden Drehkolben, wobei insbesondere jedem hydraulischen Arbeitsraum ein Stellelement zugeordnet ist, wobei insbesondere jedes Stellelement den zugehörigen hydraulischen Arbeitsraum in einen ersten Steuer-Druckraum und einen zweiten Steuer- Druckraum teilt. Dabei sind vorzugsweise wenigstens ein erster Steuer- Druckraum und wenigstens ein zweiter Steuer-Druckraum, insbesondere die zwei Steuer-Druckräume eines gemeinsamen hydraulischen Arbeitsraumes, jeweils über ein Rückschlagventil zum Sperren eines Rückflusses aus dem Steuer-Druckraum fluidkommunizierend mit dem Schaltventil verbunden oder verbindbar.

Eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine, insbesondere eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit wenigstens einer längenverstellbaren Pleuelstange weist eine erfindungsgemäße, längenverstellbare Pleuelstange auf.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer Hubkolbenmaschine, insbesondere mit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, weist eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine mit wenigstens einer erfindungsgemäß ausgebildeten längenverstellbaren Pleuelstange auf.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, für die ebenfalls Schutz beansprucht wird, sofern sie technisch sinnvoll ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer, in den Figuren schematisch dargestellter, nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei sich aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den entsprechenden Figuren weitere Merkmale und Vorteile ergeben. Dabei zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange in Prinzipdarstellung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils für eine erfindungsgemäße Pleuelstange, ein zweites Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils für eine erfindungsgemäße Pleuelstange, in Prinzipdarstellung das Hydrauliksystem der erfindungsgemäßen Pleuelstange aus Fig. 1 , Fig. 5 in Prinzipdarstellung das Hydrauliksystem eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung, in Prinzipdarstellung das Hydrauliksystem eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung in einem ersten Steuerungszustand, das Hydrauliksystem aus Fig. 6a in einem zweiten Steuerungszustand, ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pleuelstange in Prinzipdarstellung mit einer mechanischen Längenverstelleinrichtung mit einem Gewindespindeltrieb, die als Drehschieber ausgebildete Steuerungseinrichtung zur Arretierung der Längenverstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Pleuelstange aus Fig. 7a in Draufsicht, in schematischer Darstellung das Hydrauliksystem der erfindungsgemäßen Pleuelstange aus Fig. 7a in einem ersten Steuerungszustand und in schematischer Darstellung das Hydrauliksystem aus Fig. 8a in einem zweiten Steuerungszustand.

Fig. 1 zeigt in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange 7 für eine hier nicht dargestellte Hubkolbenmaschine. Zur Verbindung mit einem Kolben einer Hubkolbenmaschine ist am oberen Ende der Pleuelstange 7 ein kleineres Pleuelauge 4 vorgesehen und zur Anbindung an einer Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine ein größeres Pleuelauge 5 am unteren Ende.

Erfindungsgemäß weist die Pleuelstange 7 eine Längenverstelleinrichtung 8 auf, mittels welcher eine wirksame Länge L der Pleuelstange eingestellt werden kann. Zur Steuerung der Längenverstelleinrichtung 8 ist eine hydraulisch betätigbare und wenigstens zwischen zwei Steuerungszuständen umschaltbare Steuerungseinrichtung 12 vorgesehen sowie ein elektromagnetisch betätigbares, hydraulisches Schaltventil 9 zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung.

Mithilfe des elektromagnetisch betätigbaren, hydraulischen Schaltventils 9 kann die Steuerungseinrichtung 12 betätigt werden. Insbesondere kann durch eine hydraulische Betätigung der Steuerungseinrichtung mittels des Schaltventils 9 die Steuerungseinrichtung 12 von einem ersten Steuerungszustand in einen zweiten Steuerungszustand umgeschaltet werden, wobei durch Ändern des Steuerungszustands der Steuerungseinrichtung 12 eine Längenverstellung der Pleuelstange 7 herbeigeführt werden kann. Die Betätigung der Steuerungseinrichtung 12 kann dabei durch ein Umschalten des Schaltventils 9 von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand bewirkt werden.

Um eine Längenverstellung der Pleuelstange 7 zu ermöglichen, ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Pleuelstange 7 geteilt und weist einen ersten Pleuelstangenabschnitt 7A und einen zweiten Pleuelstangenabschnitt 7B auf, wobei die beiden Pleuelstangenabschnitte 7A und 7B zum Verstellen der wirksamen Pleuellänge L entlang einer Längsachse A der Pleuelstange 7 relativ zueinander bewegt werden können. Insbesondere können der erste Pleuelstangenabschnitt 7A und der zweite Pleuelstangenabschnitt 7B bei dabei teleskopartig ineinander- bzw. auseinandergeschoben werden, wobei der obere Pleuelstangenabschnitt 7B in dem unteren Pleuelstangenabschnitt 7A geführt ist. Der Abstand zwischen einer ersten Drehachse, um welche mittels eines hier nicht dargestellten Kolbenbolzen ein Kolben einer Hubkolbenmaschine im kleineren Pleuelauge 4 drehbar gelagert werden kann, und einer zweiten Drehachse, um welche die Pleuelstange 7 mit dem größeren Pleuelauge 5 drehbar an der Kurbelwelle angebunden werden kann, definiert eine wirksame bzw. effektive Länge der Pleuelstange 7, wobei bei dieser erfindungsgemäßen Pleuelstange 7 eine Änderung der wirksamen Pleuellänge L auch zu einer Änderung der absoluten Pleuellänge führt.

Durch Ändern der wirksamen Pleuellänge L, insbesondere durch ein Verstellen der wirksamen Pleuellänge L, kann in einer Hubkolbenmaschine, insbesondere in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, das Verdichtungsverhältnis verändert werden, da durch das Verstellen der wirksamen Pleuellänge L der obere Totpunkt der Kolbenbewegung verschoben wird.

Fig. 2 zeigt schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen, längenverstellbaren Pleuelstange 7 ausgebildeten Schaltventils 9, wobei das in Fig. 2 dargestellte elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 9 insbesondere zur hydraulischen Betätigung einer Steuerungseinrichtung 12 ausgebildet ist mit wenigstens einem doppeltwirkenden Stellelement, wie beispielsweise die Steuerungseinrichtung der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Pleuelstange 7.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigbares Schaltventil 9 zur hydraulischen Betätigung einer Steuerungseinrichtung mit einem doppeltwirkenden Stellelement weist einen ersten Hydraulikanschluss 1 , einen zweiten Hydraulikanschluss 2/3 sowie einen dritten Hydraulikanschluss HD1 und einen vierten Hydraulikanschluss HD2 auf und ist als 4/3-Wegeventil ausgebildet. Der erste Hydraulikanschluss 1 dient in diesem Fall als Ventileingang bzw. Einlass, der zweite Hydraulikanschluss 2/3 als Ventilausgang bzw. als zweiter und dritter Auslass. Der dritte Hydraulikanschluss HD1 und der vierte Hydraulikanschluss HD2 dienen jeweils als Schalt-Anschlüsse HD1 , HD2 zur Steuerung bzw. Betätigung der Steuerungseinrichtung, wobei über die beiden Schalt-Anschlüsse HD1 und HD2 die Steuerungseinrichtung hydraulisch betätigt werden kann.

Zur elektromagnetischen Betätigung weist das Schaltventil 9 eine erste Spule 13 und eine zweite Spule 14 auf, wobei jeder Spule ferner eine Rücksteileinrichtung 21 bzw. 22 zugeordnet ist, um in einem unbestromten Zustand der Spule 13 bzw. 14 jeweils einen definierten Schaltzustand sicherstellen zu können.

Wird die erste Spule 13 elektrisch bestromt, wird das Schaltventil in einen zweiten Schaltzustand geschaltet, in welchem der erste Hydraulikanschluss 1 fluidkommunizierend mit dem vierten Hydraulikanschluss HD2, also dem zweiten Schalt-Anschluss HD2, verbunden ist und in welchem der dritte Hydraulikanschluss HD1 , also der erste Schalt-Anschluss HD1 , mit dem zweiten Hydraulikanschluss 2/3, d.h. mit einem Auslass 2, 3 fluidkommunizierend verbunden ist.

Entsprechend wird, wenn die zweite Spule 14 bestromt wird, das Schaltventil 9 in einen ersten Schaltzustand geschaltet, in welchem der erste Hydraulikanschluss 1 mit dem ersten Schalt-Anschluss HD1 fluidkommunizierend verbunden ist und in welchem der zweite Schalt-Anschluss HD2 fluidkommunizierend mit dem zweiten Hydraulikanschluss, insbesondere mit einem Auslass 2 bzw. 3 fluidkommunizierend verbunden ist.

Zur Erzeugung des zum elektrischen Schalten des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils 9 erforderlichen elektrischen Stromes weist die erfindungsgemäße Pleuelstange 7 aus Fig. 1 eine in Fig. 1 nicht dargestellte Induktionseinrichtung 88 auf, mittels derer durch Zusammenwirken mit einer im Kurbelgehäuse einer zugehörigen Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordneten Magneteinrichtung 89 der zur Betätigung des Schaltventils 9 erforderliche elektrische Strom bzw. die entsprechend erforderliche elektrische Spannung erzeugt werden kann.

Insbesondere, wenn die Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Pleuelstange nur ein einfachwirkendes Stellelement aufweist, kann zur Betätigung der Steuerungseinrichtung statt des elektromagnetisch betätigbaren 4/2- bzw. 4/3-Wegeventils 9 auch ein 3/2- bzw. 3/3-Wegeventil 90, wie es beispielhalber und schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, verwendet werden.

Das in Fig. 3 dargestellte, elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil 90 weist insgesamt nur drei Hydraulikanschlüsse auf, insbesondere nur einen ersten Schalt-Anschluss HD1 , wobei in einem ersten Schaltzustand des Schaltventil 90 der erste Hydraulikanschluss 1 mit dem ersten Schalt-Ausgang HD1 fluidkommunizierend verbunden ist und in einem zweiten Schaltzustand mit dem Auslass 2,3.

Fig. 4 zeigt schematisch und beispielhaft das Hydrauliksystem zur Längenverstellung der erfindungsgemäßen, längenverstellbare Pleuelstange 7 aus Fig. 1 , wobei die Pleuelstange 7 eine hydraulische Längenverstelleinrichtung 8 mit einem Hydraulikkolben 8B und einem Hydraulikzylinder 8A aufweist, wobei der Hydraulikkolben 8B mit dem oberen Pleuelstangenabschnitt 7B fest verbunden ist und der Hydraulikzylinder 8A der Längenverstelleinrichtung 8 mit dem unteren Pleuelstangenabschnitt 7A.

Der Hydraulikkolben 8B der Längenverstelleinrichtung 8 ist dabei als doppeltwirkender Hydraulikkolben 8B ausgebildet ist und teilt den Hydraulikzylinder 8A der Längenverstelleinrichtung 8 in einen ersten Druckraum D1 und einen zweiten Druckraum D2, d.h. in einen ersten hydraulischen Arbeitsraum D1 und einen zweiten hydraulischen Arbeitsraum D2. Je nach Position des Hydraulikkolben 8B innerhalb des Hydraulikzylinders 8A ergibt sich somit die wirksame Pleuellänge L, wobei die Position des Hydraulikkolbens 8B im Hydraulikzylinder 8A von der anliegenden Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckraum D1 und dem zweiten Druckraum D2 die Längenverstelleinrichtung 8 abhängt.

Zur Steuerung der Druckdifferenz in den beiden Druckräume D1 , D2 der Längenverstelleinrichtung 8 ist die Steuerungseinrichtung 12 vorgesehen, welche mittels des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils 9 aus Fig. 2 hydraulisch betätigt werden kann.

Dabei ist der erste Hydraulikanschluss 1 , d.h. der Einlass 1 , mit einer Hydraulikmedium-Zuleitung 10 der Pleuelstange 7 fluidkommunizierend verbunden, über welche das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 9 das zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung 12 erforderliche Hydraulikmedium beziehen kann, wobei als Hydraulikmedium das zur Schmierung der Hubkolbenmaschine eingesetzte Öl verwendet wird, welches insbesondere aus dem Pleuellager entnommen werden kann. Somit kann über die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 und das Schaltventil 9 der Steuerungseinrichtung 12 Hydraulikmedium zugeführt werden und über diese jeweils einem der beiden Druckräume D1 , D2 der Längenverstelleinrichtung 8.

Der zweite Hydraulikanschluss, d.h. die Auslässe 21 3 des Schaltventils 9, sind mit einer Drainage 1 1 der Pleuelstange verbunden, so dass Hydraulikmedium abgeführt werden kann und insbesondere ein hydraulischer Druck in jeweils einem der beiden Druckräume D1 bzw. D2 der Längenverstelleinrichtung abgebaut werden kann.

Der dritte Hydraulikanschluss HD1 des Schaltventils 9, d.h. der erste Schalt- Anschluss HD1 , ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Hydrauliksystem dabei über eine erste Betätigungsleitung B1 mit einem ersten Hydraulikanschluss H1 der Steuerungseinrichtung 12 verbunden und der vierte Hydraulikanschluss HD2 des Schaltventils 9, d.h. der zweite Schalt-Anschluss HD2, über eine zweite Betätigungsleitung B2 mit dem zweiten Hydraulikanschluss H2 der Steuerungseinrichtung 12.

Je nach Schaltzustand des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils 9 ist somit entweder der erste Hydraulikanschluss H1 der Steuerungseinrichtung 12 über die erste Betätigungsleitung B1 fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 bzw. mit der Drainage 1 1 verbunden oder der zweite Hydraulikanschluss H2 über die zweite Betätigungsleitung B2 mit der Drainage 1 1 oder der Hydraulikmedium-Zuleitung 10.

Abhängig davon, welcher der beiden Hydraulikanschlüsse H1 bzw. H2 der Steuerungseinrichtung 12 mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 der Pleuelstange 7 fluidkommunizierend verbunden ist, in welcher Hydraulikmedium mit einem gewissen Druck geführt ist, und somit in Abhängigkeit vom Schaltzustand des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils 9, stellt sich im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung 12, welcher durch einen doppeltwirkenden Linearkolben 26 in einen ersten Steuer-Druckraum SD1 und einen zweiten Steuer-Druckraum SD2 geteilt wird, eine Druckdifferenz zwischen den beiden Steuer-Druckräumen SD1 und SD2 ein, wodurch der Linearkolben 26 entweder in eine erste Stellposition nach rechts bewegt wird, oder wie hier dargestellt, in eine zweite Stellposition nach links.

Bei dieser Steuerungseinrichtung 12 ist der Stellkolben 26 fest mit einer Verbindungsstange 25 verbunden welche als Verbindungseinrichtung zwischen einem ersten Kugel-Hubventil V1 und einem zweiten Kugel-Hubventil V2 dient und welche dazu ausgebildet ist, von jeweils einem der beiden Ventile V1 bzw. V2 einen zugehörigen Ventilkörper VK1 bzw. VK2 von einem Ventilsitz entgegen einer von einer Rückstellfeder 23, 24 aufgebrachten Rückstellkraft abzuheben. Die Länge der Vebindungsstange 25 ist dabei derart bemessen, dass jeweils nur ein Ventilkörper VK1 oder VK2 vom Ventilsitz abgehoben werden kann, so dass der andere Ventilkörper VK1 bzw. VK2 jeweils durch die zugehörige Rückstellfeder 23, bzw. 24 gegen den Ventilsitz gepresst wird.

Wird ein Ventilkörper VK1 bzw. VK2 mittels der Verbindungsstange 25 vom Ventilsitz weggedrückt, wird aufgrund der während eines Arbeitshubs auf die Pleuelstange 7 wirkenden äußeren Kräfte Hydraulikmedium über einen Hydraulikkanal HK1 bzw. HK2 aus dem mit dem zugehörigen Ventil V1 bzw. V2 fluidkommunizierend verbundenen Druckraum D1 bzw. D2 der Längenverstelleinrichtung 8 herausgedrückt, wobei das Hydraulikmedium über einen der beiden Hydraulikanschlüsse H1 bzw. H2 und die zugehörige Betätigungsleitung B1 bzw. B2 und durch das elektromagnetisch betätigbares Schaltventil 9 über den Auslass 2, 3 zur Drainage 1 1 abfließt. Dadurch wird ein Druck im jeweiligen Druckraum D1 bzw. D2 abgebaut, d.h. der jeweilige Druckraum D1 bzw. D2 wird drainiert und Hydraulikkolben 8B und Hydraulikzylinder 8A verschieben sich relativ zueinander.

Durch die dabei entstehende Sogwirkung wird gleichzeitig in den anderen, nicht drainierten Druckraum D2 bzw. D1 Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium- Zuleitung 10 durch das Schaltventil 9 hindurch, die zugehörige Betätigungsleitung B2 bzw. B1 , durch das andere Kugel-Hubventil V2 bzw. V1 eingesaugt, wobei die Sogwirkung so groß ist, dass die Rückstellkräfte der Rückstellfedern 24, 23, welche die Ventilkörper VK2 und VK1 jeweils gegen den Ventilsitz pressen, überwunden werden können.

Da ein Hydraulikmedium-Rückfluss nicht möglich ist bzw. gesperrt ist, füllt sich der Druckraum D2 bzw. D1 nach und nach mit jedem Hub, während aus dem anderen Druckraum D1 bzw. D2 nach und nach Hydraulikmedium abgeführt wird. Dadurch ändert sich nach und nach die wirksame Pleuellänge L bis die endgültige Pleuellänge erreicht ist.

In Fig. 4 ist das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil in einem dritten Schaltzustand gezeigt, indem in keinem der beiden Druckräume D1 , D2 weiter Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 zugeführt werden kann noch Hydraulikmedium zur Drainage 1 1 abgeführt werden kann, so dass die Längenverstelleinrichtung 8 in ihrer aktuellen Einstellung arretiert ist bzw. die eingestellte Pleuellänge L fixiert ist.

Fig. 5 zeigt das Hydrauliksystem eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung 8, welches dem anhand von Fig. 4 beschriebenen Hydrauliksystem ähnelt, jedoch im Unterschied zu diesem eine anders ausgebildete Steuerungseinrichtung 1 12 aufweist, die insgesamt 6 Hydraulikanschlüsse H1 bis H6 aufweist, insbesondere zusätzlich einen fünften Hydraulikanschluss H5 und einen sechsten Hydraulikanschluss H6, welche jeweils direkt fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 verbunden sind.

Dadurch kann das zur Versorgung der beiden Druckräume D1 und D2 der Längenverstelleinrichtung 8 erforderliche Hydraulikmedium am Schaltventil 9 vorbei zur Steuerungseinrichtung 1 12 geführt werden, während das dem Schaltventil 9 über die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 zugeführte Hydraulikmedium nur noch zur Versorgung der beiden Steuer-Druckräume SD1 und SD2 dient.

Der fünfte Hydraulikanschluss H5 und der sechste Hydraulikanschluss H6 sind dabei insbesondere fluidisch vom hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung 1 12, insbesondere von den beiden Steuer-Druckräumen SD1 und SD2 der Steuerungseinrichtung 1 12 getrennt.

Dieses Hydrauliksystem hat den Vorteil, dass das Schaltventil 9 hydraulisch von der Längenverstelleinrichtung 8 entkoppelt ist, so dass die in der Längenverstelleinrichtung 8 entstehenden Drücke, welche durchaus >1.200 bar bzw. teilweise auch >1500 bar werden können, nicht auf das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 9 wirken, wodurch das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 9 besonders einfach ausgestaltet sein kann.

Fig. 6a und 6b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hydrauliksystems einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange mit einer hydraulischen Längenverstelleinrichtung 8 und der Steuerungseinrichtung 1 12 aus Fig. 5 sowie einem elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil 9 gemäß Fig. 2.

Im Unterschied zu dem in Fig. 5 dargestellten Hydrauliksystem sind der erste Druckraum D1 der Längenverstelleinrichtung 8 und der zweite Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 zusätzlich jeweils über eine Bypass-Leitung BY und jeweils ein Rückschlagventil RS direkt mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 fluidkommunizierend verbunden. Ferner weist im Unterschied zu den vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten des elektromagnetischen Schaltventils 9 dieses Schaltventil 9 zwei Auslässe 2 und 3 auf und nicht nur einen Auslass.

Dabei ist der erste Hydraulikanschluss 1 , der als Einlass ausgebildet ist, fluidkommunizierend mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 verbunden. Der erste Auslass 2 und der zweiten Auslass 3 sind jeweils fluidkommunizierend mit der Drainage 11 verbunden. Der erste Schalt-Anschluss HD1 ist über die erste Betätigungsleitung B1 fluidkommunizierend mit dem ersten Steuer-Druckraum SD1 der Steuerungseinrichtung 112 fluidkommunizierend verbunden und der zweite Schalt-Anschluss HD2 über eine zweite Betätigungsleitung B2 mit dem zweiten Steuer-Druckraum SD2.

Fig. 6a zeigt das Hydrauliksystem in einem ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung 112 bzw. in einem ersten Schaltzustand des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils 9, in welchem der erste Hydraulikanschluss 1 fluidkommunizierend mit dem dritten Hydraulikanschluss HD1 , d.h. dem ersten Schalt-Anschluss HD1 , fluidkommunizierend verbunden ist, so dass Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 durch das Schaltventil 9 hindurch über die erste Betätigungsleitung B1 in den ersten Steuer-Druckraum SD1 der Steuerungseinrichtung 12 geführt wird, während der zweite Steuer-Druckraum SD2 der Steuerungseinrichtung 12 über die zweite Betätigungsleitung B2, den zweiten Schalt-Anschluss HD2 und den Auslass 3 des Schaltventils 9 drainiert ist, so dass Hydraulikmedium aus dem zweiten Steuer-Druckraum SD2 in die Drainage 1 1 abfließen kann.

Dadurch liegt eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Steuer-Druckraum SD1 und dem zweiten Steuer-Druckraum SD2 am doppeltwirkenden Stellkolben 26 der Steuerungseinrichtung 112 an, wodurch der Stellkolben 26 in die erste Stellposition nach rechts im hydraulischen Arbeitsraum der Steuerungseinrichtung 12 verschoben wird. Infolgedessen wird auch das mit dem Stellkolben 26 fest verbundene Verbindungselement 25, welches in diesem Fall als Verbindungsstange 25 ausgebildet ist, bezogen auf die Darstellung nach rechts verschoben. Dadurch wird der Ventilkörper des rechten Ventils V2 entgegen der Kraft der Rückstellfeder vom Ventilsitz abgehoben. Dadurch kann das aufgrund der großen wirkenden Kräfte während der Hubbewegung der Pleuelstange unter hohem Druck im zweiten Druckraum D2 stehende Hydraulikmedium über den zweiten Hydraulikkanal HK2 durch das rechte Ventil V2 hindurch in die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 ablaufen, wodurch der Druck im zweiten Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 abgebaut wird. Insbesondere bewirkt das Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz des rechten Ventils 2, das bei einer Aufwärtsbewegung der Pleuelstange der obere Pleuelstangenabschnitt 7B; welcher fest mit dem Hydraulikkolben 8B der Längenverstelleinrichtung verbunden ist, sich ungehindert nach oben bewegen kann, da im zweiten Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 kein ausreichender Druck und damit Widerstand aufgebaut werden kann, um den Hydraulikkolben 8B unten zu halten. Somit wird durch das Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz des rechten Ventils V2 der Hydraulikkolben 8B der Längenverstelleinrichtung quasi nach oben hin freigegeben und damit eine Verstellung der Pleuelstangelänge hin zu einer größeren wirksamen Pleuellänge bewirkt.

Gleichzeitig entsteht im ersten Druckraum D1 im Hydraulikzylinder 8A der Längenverstelleinrichtung 8 eine Sogwirkung, welche dazu führt, dass über den ersten Hydraulikkanal HK1 Hydraulikmedium in den ersten Druckraum D1 der Längenverstelleinrichtung 8 gesaugt wird, wobei das Hydraulikmedium dabei zum einen über die Bypass-Leitung BY und das Rückschlagventil RS angesaugt wird und zum über das linke Ventil V1 der Steuerungseinrichtung 1 12, sofern die Rückstellkraft der Feder 23 nicht zu groß gewählt ist.

Durch das Rückschlagventil RS in der Bypass-Leitung BY sowie durch das als Rückschlagventil wirkende linke Kugel-Hubventil V1 , ist ein Rückfluss von Hydraulikmedium aus dem ersten Druckraum gesperrt, so dass der Hydraulikkolben 8B und damit der obere Pleuelstangenabschnitt 7B im Abwärtshub der Pleuelstange an einer Bewegung nach unten gehindert wird.

Im nächsten Aufwärtshub kann erneut Hydraulikmedium in den ersten Druckraum D1 eingesaugt werden, so dass sich mit jedem weiteren Hub der erste Druckraum D1 der Längenverstelleinrichtung 8 zunehmend füllt bis die Pleuelstange ihre maximale wirksame Pleuellänge erreicht hat.

Wird nun das elektromagnetische Schaltventil 9 elektrisch betätigt, beispielsweise indem mittels einer in der Pleuelstange vorhandenen Induktionseinrichtung 88 ein entsprechender elektrischer Strom erzeugt wird, welche an das Schaltventil 9 übertragen wird, so dass das Schaltventil 9 vom in Fig. 6a dargestellten, ersten Schaltzustand in den in Fig 6b dargestellten, zweiten Schaltzustand umschaltet, in welchem der mit der Hydraulikmedium- Zuleitung 10 verbundene Einlass 1 nun fluidkommunizierend mit dem vierten Hydraulikanschluss HD2, d.h. dem zweiten Schalt-Anschluss HD2 verbunden ist, während der erste Schalt-Anschluss HD1 mit der Drainage 1 1 verbunden ist, wird infolgedessen der zweite Steuer-Druckraum SD2 der Steuerungseinrichtung 1 12 mit Hydraulikmedium befüllt und der erste Steuer- Druckraum SD1 der Steuerungseinrichtung 1 12 drainiert. Infolgedessen wird der Stellkolben 26 nach links bewegt, so dass die mit dem Stellkolben 26 fest verbundene Verbindungsstange 25 ebenfalls nach links bewegt wird.

Dies hat zur Folge, dass der Ventilkörper des rechten Ventils V2 der Steuerungseinrichtung 12 von der Rückstellfeder 24 wieder gegen den Ventilsitz gepresst wird und einen Rückfluss von Hydraulikmedium aus dem zweiten Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 gesperrt ist. Über die zugehörige Bypass-Leitung BY kann aufgrund des Rückschlagventils RS ebenfalls kein Hydraulikmedium aus dem zweiten Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 abfließen.

Gleichzeitig ist der erste Druckraum D1 der Längenverstelleinrichtung 8 drainiert, da die Verbindungsstange 25 den Ventilkörper des linken Ventils V1 vom Ventilsitz abhebt, so dass Hydraulikmedium aus dem ersten Druckraum D1 der Längenverstelleinrichtung 8 durch die Steuerungseinrichtung 1 12, insbesondere durch das erste Ventil V1 hindurch, in die Hydraulikmedium- Zuleitung 10 abfließen kann.

Da der im ersten Druckraum D1 bis zur Drainierung, d.h. bis zum Umschalten des Schaltventils 9, anliegende Druck aufgrund der wirkenden äußeren Kräfte deutlich größer ist als der Druck in der Hydraulikmedium-Zuleitung 10, fließt das Hydraulikmedium aus dem ersten Druckraum D1 in die Hydraulikmedium- Zuleitung 10 ab und nicht etwa Hydraulikmedium aus der Hydraulikmedium- Zuleitung 10 in den ersten Druckraum D1 hinein, auch bei einem hohen Motoröl- Druck.

Das Drainieren des ersten Druckraumes D1 der Längenverstelleinrichtung 8 bewirkt, dass der Hydraulikkolben 8B bei einem Abwärtshub der Pleuelstange insbesondere nach einem Zündvorgang aufgrund der wirkenden Kräfte im Hydraulikzylinder 8A der Längenverstelleinrichtung 8 nach unten verschoben werden kann, wodurch das bis dahin im ersten Druckraum D1 befindliche Hydraulikmedium aus dem ersten Druckraum D1 über den ersten Hydraulikkanal, die Bypass-Leitung BY sowie über das linke Ventil V1 in die Hydraulikmedium-Zuleitung 10 abgeführt wird.

Gleichzeitig wird aufgrund der im zweiten Druckraum D2 der Längenverstelleinrichtung 8 entstehenden Sogwirkung Hydraulikmedium über die Hydraulikmedium-Zuleitung 10, über das rechte Ventil V2 sowie über die Bypass-Leitung BY und den zweiten Hydraulikkanal HK2 angesaugt.

Dadurch, dass Rückfluss aus dem zweiten Druckraum D2 durch den an den Ventilsitz gepressten Ventilkörper des zweiten Ventils V2 sowie durch das Rückschlagventil RS gesperrt ist, wird der Hydraulikkolben 8B, sofern der Druck im zweiten Druckraum D2 groß genug ist, in seiner Position gehalten.

Beim nächsten Hub, sofern der zweite Druckraum D2 noch nicht vollständig gefüllt ist, wird erneut Hydraulikmedium nachgesaugt, so dass der Hydraulikkolben 8B und damit der zweite Pleuelstangenabschnitt 7B sich zunehmend nach unten bewegen, bis die minimale wirksame Länge L der Pleuelstange erreicht ist.

Bei den anhand der Fig. 4, 5, 6a und 6b exemplarisch dargestellten Steuerungseinrichtung 12 ist der Stellkolben senkrecht zur Längsachse A der Pleuelstange 7 in einer Längsmittelebene der Pleuelstange axial verschiebbar angeordnet und die Hubachsen der Ventilkörper VK1 , VK2 der Ventile V1 und V2 der Steuerungseinrichtung fallen mit der Verschieberichtung des Stellkolbens 26 zusammen. Um zu vermeiden, dass aufgrund der während der Hubbewegung der Pleuelstange infolge der auftretenden Beschleunigungen entstehende Massenkräfte zu einem Abheben der Ventilkörper VK2, VK2 von den Ventilsitzen führen, können die Hubachsen der Ventile V1 und V2 auch senkrecht zur Verschiebeachse des Stellkolbens 26 angeordnet sein, insbesondere parallel zur Längsachse der Kurbelwelle. Vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Steuerungseinrichtungen 12 und 1 12 sind diesbezüglich ausführlich in der PCT/EP2016/064193 sowie in der DE 10 2016 080 306 der Anmelderin beschrieben.

Fig. 7a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 70 mit einer alternativen Längenverstelleinrichtung 80 mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Steuerungseinrichtung 212 sowie einem elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil 9, wobei das Schaltventil 9 wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet ist. Zum besseren Verständnis ist in Fig. 7b die Steuerungseinrichtung 212 in Draufsicht dargestellt.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pleuelstange 70 dient die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Längenverstelleinrichtung 80 und das elektromagnetisch betätigbare, hydraulische Schaltventil 9 zur hydraulischen Betätigung der Steuerungseinrichtung 212. Auch diese erfindungsgemäße Pleuelstange 70 weist einen ersten Pleuelstangenabschnitt 70A sowie einen zweiten Pleuelstangenabschnitt 70B auf, wobei die beiden Pleuelstangenabschnitte 70A und 70B ebenfalls entlang der Längsachse A der Pleuelstange 70 relativ zueinander axial verschiebbar sind und insbesondere teleskopartig ineinander- bzw. auseinandergeschoben werden können. Die Pleuelstange 70 weist ebenfalls ein kleineres Pleuelauge 4 zur Befestigung eines Kolbens mittels eines Kolbenbolzens auf sowie ein größeres Pleuelauge 5 zur Anbindung der Pleuelstange 70 an einer Kurbelwelle einer Hubkolbenmaschine.

Die Längenverstelleinrichtung 80 ist jedoch im Unterschied zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen keine hydraulische Längenverstelleinrichtung, sondern eine mechanische Längenverstelleinrichtung 80, welche einen Gewindespindeltrieb aufweist. Dabei bildet der zweite Pleuelstangenabschnitt 70B eine drehfest, aber axial verschiebbar im ersten Pleuelstangenabschnitt 70A gelagerte Spindelmutter, und der erste Pleuelstangenabschnitt 70A ist mit einer Gewindespindel 81 gekoppelt, die über ein Axiallager 82 drehbar, aber axial festgelegt im ersten Pleuelstangenabschnitt 70A gelagert ist. Eine Relativdrehung zwischen der durch den zweiten Pleuelstangenabschnitt 70B gebildeten Spindelmutter und der Gewindespindel 81 bewirkt eine Verstellung der wirksamen Pleuellänge L.

Der Gewindespindeltrieb der Längenverstelleinrichtung 80 ist dabei als nicht- selbsthemmender Gewindespindeltrieb ausgebildet, so dass grundsätzlich mittels der während einer Hubbewegung auf die Pleuelstange 70 wirkenden Kräfte eine Längenverstellung der Pleuelstange 70 bewirkt werden kann, sofern die Relativdrehung zwischen der Gewindespindel 81 und der Spindelmutter 70B nicht blockiert ist.

Über einen Formschlusszapfen 83 ist die Gewindespindel 81 drehfest mit dem drehbaren Teil einer hydraulisch betätigbaren, als Drehschieber ausgebildeten Steuerungseinrichtung 212 wirkverbunden, wobei der Formschlusszapfen 83 insbesondere mit den zu einer Stellelement-Gruppe mechanisch zwangsgekoppelten doppeltwirkenden Drehkolben 86 des Drehschiebers bzw. der Steuerungseinrichtung 212 verbunden ist. Der Drehschieber 212 bzw. die Steuerungseinrichtung 212 weist dabei einen äußeren, drehfest im ersten Pleuelstangenabschnitt 70A gelagerten äußeren Drehschieberteils 87 auf, welcher einen Drehzylinder bildet und in welchem die beiden, zu einer gemeinsamen Stellelement-Gruppe mechanisch miteinander zwangsgekoppelten Drehkolben 86 drehbar gelagert ist.

Der Drehzylinder 87 weist dabei zwei hydraulische Arbeitsräume auf, die jeweils durch einen der beiden doppeltwirkenden Drehkolben 86 in einen ersten Steuer- Druckraum SD1 und einen zweiten Steuer-Druckraum SD2 unterteilt werden, wobei jeder der Steuer-Druckräume SD1. SD2 über einen Hydraulikanschluss HX mit Hydraulikmedium befüllt werden kann oder über den Hydraulikanschluss HX drainiert werden kann. Die ersten Steuer-Druckräume SD1 sind dabei jeweils über den zugehörigen Hydraulikanschluss HX und erste Betätigungsleitungen B1 , von denen hier nur eine schematisch dargestellt ist, mit dem elektromagnetischen, hydraulischen Schaltventil 9 fluidkommunizierend verbunden. Entsprechend sind die zweiten Steuer-Druckräume SD2 jeweils über zweiten Betätigungsleitungen B2, von denen ebenfalls nur eine schematisch dargestellt ist, mit dem elektromagnetischen Schaltventil 9 fluidkommunizierend verbunden.

Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das elektromagnetische Schaltventil 9 dazu ausgebildet, in einem ersten Schaltzustand die ersten Steuer-Druckräume SD1 , insbesondere über die ersten Betätigungsleitungen B1 , mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 fluidkommunizierend zu verbinden und gleichzeitig die zweiten Steuer- Druckräume SD2, insbesondere über die zweiten Betätigungsleitungen B2, zu drainieren, wobei die Drainage hier nicht dargestellt ist.

Besteht jeweils zwischen dem ersten Steuer-Druckraum SD1 und dem zugehörigen zweiten Steuer-Druckraum SD2 eines gemeinsamen hydraulischen Arbeitsraumes eine Druckdifferenz, können sich die Drehkolben 86 um eine Drehachse drehen, wobei die Drehachse bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Längsachse der Pleuelstange 70 zusammenfällt und sich in Fig. 7b senkrecht zur Zeichenebene erstreckt.

Wenigstens ein erster Steuer-Druckraum SD1 und ein zweiter Steuer- Druckraum SD2 ist über ein dem elektromagnetischen Schaltventil 9 nachgeschaltetes Rückschlagventil RS (siehe Fig. 8a und 8b) mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 fluidkommunizierend verbindbar, so dass ein Rückfluss aus dem Steuer-Druckraum SD1 bzw. SD2 gesperrt werden kann. Dadurch können die Drehkolben 86 bzw. die gesamte Stellelement-Gruppe des Drehschiebers 212 nach dem gleichen Prinzip in ihrer Position blockiert werden, wie der Hydraulikkolben 8B der zuvor beschriebenen hydraulischen Längenverstelleinrichtung 8. Ist eine Bewegung des Drehkolbens 86 durch Sperren des Rückflusses von Hydraulikmedium aus einem der beiden an den Drehkolben 86 angrenzenden Steuer-Druckräume SD1 bzw. SD2 gesperrt, wird aufgrund der drehfesten, formschlüssigen Verbindung der Steuerungseinrichtung 212 über den Formschlusszapfen 83 auch eine Drehbewegung der Gewindespindel 81 blockiert und infolgedessen eine Längenverstellung blockiert.

Das elektromagnetisch betätigbares, hydraulisches Schaltventil 9 zur Steuerung des Drehschiebers 212, der mehreren hydraulische Arbeitsräume und mehrere doppeltwirkende Stellelementen 86 aufweist, ist vom Prinzip her wie das anhand von Fig. 2 beschriebene elektromagnetische Schaltventil 9 ausgebildet und weist insbesondere einen ersten, als Einlass 1 ausgebildeten Hydraulikanschluss 1 sowie wenigstens einen zweiten und vorzugsweise einen dritten als Auslass 2 bzw. 3 ausgebildeten Hydraulikanschluss auf sowie wenigstens einen ersten Schalt-Anschluss HD1 und einen zweiten Schalt- Anschluss HD2 auf. Insbesondere ist für jeden Steuer-Druckraum SD1 , SD2 ein entsprechender Schalt-Anschluss HD1 , HD2 vorgesehen, wobei vorzugsweise jeder Schalt-Anschluss HD1 bzw. HD2 über eine zugehörige Betätigungsleitung B1 , B2 mit dem zugehörigen Steuer-Druckraum SD1 bzw. SD2 fluidkommunizierend verbunden ist.

Wenigstens ein erster Steuer-Druckraum SD1 und ein zweiter Steuer- Druckraum SD2, insbesondere die beiden Steuer-Druckräume SD1 und SD2 eines gemeinsamen hydraulischen Arbeitsraumes, sind dabei zum Sperren eines Rückflusses von Hydraulikmedium jeweils über ein Rückschlagventil RS fluidkommunizierend mit dem elektromagnetischen Schaltventil 9 verbunden.

Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der erste Hydraulikanschluss 1 , der den Einlass des elektromagnetischen Ventils bildet, vorzugsweise mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 fluidkommunizierend verbunden und der zweite Hydraulikanschluss bzw. die Auslässe 2,3 des elektromagnetisch betätigbaren Schaltventils mit einer Drainage. Fig. 8a und 8b zeigen zum besseren Verständnis das Hydrauliksystem der erfindungsgemäßen Pleuelstange 70 aus Fig. 7a in schematischer Darstellung, wobei Fig. 8a das Hydrauliksystem in einem ersten Steuerungszustand der Steuerungseinrichtung 212 zeigt bzw. in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils 9 und Fig. 8b in einem zweiten Zustand.

Im ersten, in Fig. 8a dargestellten Zustand, ist der erste Hydraulikanschluss 1 bzw. der Einlass 1 , welcher mit der Hydraulikmedium-Zuleitung 10 fluidkommunizierend verbunden ist, jeweils fluidkommunizierend mit den Hydraulikanschlüssen verbunden, welche die ersten Schalt-Anschlüsse HD1 bilden und welche über erste Betätigungsleitungen B1 mit den ersten Steuer- Druckräumen SD1 fluidkommunizierend verbunden sind, so dass die ersten Steuer-Druckräume SD1 in diesem Schaltzustand mit Hydraulikmedium befüllt werden.

Entsprechend sind die Hydraulikanschlüsse des elektromagnetischen Schaltventils 9, welche die zweiten Schalt-Anschlüsse HD2 bilden und welche über zweite Betätigungsleitungen B2 mit den zweiten Steuer-Druckräumen SD2 fluidkommunizierend verbunden sind, mit der Drainage 11 fluidkommunizierend verbunden, so dass die zweiten Steuer-Druckräume SD2 drainiert sind.

Wie bei der zuvor beschriebenen hydraulischen Längenverstelleinrichtung 8 der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange 7 ist dadurch eine Drehbewegung der Stellelement-Gruppe mit den beiden Drehkolben 86 gegen den Uhrzeigersinn möglich, wodurch Hydraulikmedium in die ersten Steuer-Druckräume SD1 gesaugt werden kann und entsprechend Hydraulikmedium aus den zweiten Steuer-Druckräumen SD2 über die Drainage 1 1 abgeführt werden kann bis die Steuer-Druckräume SD1 jeweils vollständig gefüllt sind und die zugehörige, wirksame Pleuellänge L erreicht ist. Im zweiten Steuerungs- bzw. Schaltzustand des Hydrauliksystems (s. Fig. 8b) sind entsprechend die ersten Steuer-Druckräume SD1 fluidkommunizierend über das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 9 mit der Drainage 11 verbunden und die ersten Steuer-Druckräume SD1 mit der Hydraulikmedium- Zuleitung 10. Entsprechend ist eine Drehbewegung der Drehkolben 86 im Uhrzeigersinn möglich, wobei bei jedem Arbeitshub Hydraulikmedium in die zweiten Steuer-Druckräume SD2 gesaugt wird, bis diese vollständig gefüllt sind und Hydraulikmedium aus den ersten Steuer-Druckräumen SD1 in die Drainage 1 1 abgeführt wird, bis die entsprechende wirksame Pleuellänge L erreicht ist, was der Fall ist, wenn sich die Drehkolben 86 jeweils an den Anschlägen des Drehzylinders 87 befinden bzw. der zweite Pleuelstangenabschnitt 70B anschlägt.

Selbstverständlich ist eine Vielzahl von weiteren Abwandlungen zu den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Durch die Verwendung eines elektromagnetisch betätigbaren, hydraulischen Schaltventils können hydraulisch betätigbare Steuerungseinrichtungen nahezu unabhängig vom anliegenden Hydraulikmedium Druckniveau und damit insbesondere unabhängig vom Betriebszustand der Hubkolbenmaschine betätigt werden, wodurch eine größere Flexibilität bei der Längenverstellung der Pleuelstange erreicht werden kann und damit die unabhängige Änderung des Verdichtungsverhältnisses unabhängig vom Betriebszustand einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, möglich wird. Bezugszeichenliste erster Hydraulikanschluss des Schaltventils/Einlass zweiter Hydraulikanschluss des Schaltventils/erster Auslass zweiter Hydraulikanschluss des Schaltventils/zweiter Auslass kleineres Pleuelauge

größeres Pleuelauge

, 70 erfindungsgemäße längenverstellbare Pleuelstange

A, 70A erster Pleuelstangenabschnitt

B, 70B zweiter Pleuelstangenabschnitt

, 80 Längenverstelleinrichtung

A Hydraulikzylinder der Längenverstelleinrichtung

B Hydraulikkolben der Längenverstelleinrichtung

, 90 elektromagnetisch betätigbares Schaltventil

0 Hydraulikmedium-Zuleitung

1 Drainage

2, 1 12, 212 Steuerungseinrichtung

3 erste Spule

4 zweite Spule

1 erste Rücksteileinrichtung

2 zweite Rücksteileinrichtung

3 Rückstellfeder des ersten Ventils der Steuerungseinrichtung4 Rückstellfeder des zweiten Ventils der Steuerungseinrichtung5 Verbindungsstange der Steuerungseinrichtung

6 doppeltwirkenden Linearkolben

1 Gewindespindel

2 Axiallager

3 Formschlusszapfen

6 Drehkolben

7 Drehzylinder

8 Induktionseinrichtung

9 Magneteinrichtung A Längsachse der Pleuelstange

B1 erste Betätigungsleitung

B2 zweite Betätigungsleitung

BY Bypass-Leitung

D1 erster Druckraum der Längenverstelleinrichtung

D2 zweiter Druckraum der Längenverstelleinrichtung

H1 erster Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

H2 zweiter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

H3 dritter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

H4 vierter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

H5 fünfter Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

H6 sechster Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

HD1 dritter Hydraulikanschluss des Schaltventils/erster Schalt- Anschluss

HD2 vierter Hydraulikanschluss des Schaltventils/zweiter Schalt-

Anschluss

HK1 erster Hydraulikkanal

HK2 zweiter Hydraulikkanal

HX X-ter-Hydraulikanschluss der Steuerungseinrichtung

L wirksame Pleuellänge

RS Rückschlagventil

SD1 erster Steuer-Druckraum der Steuerungseinrichtung

SD2 zweiter Steuer-Druckraum der Steuerungseinrichtung

V1 erstes Ventil der Steuerungseinrichtung

V2 zweites Ventil der Steuerungseinrichtung

VK1 Ventilkörper des ersten Ventils der Steuerungseinrichtung

VK2 Ventilkörper des zweiten Ventils der Steuerungseinrichtung