(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の連結ロッドの偏心ロッドおよびピストンからなるユニットを製造する方法を提供する。【解決手段】偏心ロッド１５、１６およびピストン２０、２１からなるユニットを製造方法は、２つの端部３６、３７、３８、３９を有する偏心ロッドを用意するステップであって、偏心ロッドは、第１の端部３６、３７により、偏心調整装置の偏心レバーに取り付けられ、かつ第２の端部３８、３９により、連結ロッドの取り付け状態において油圧チャンバ内で案内されるピストンに取り付けられるステップと、連結ロッドの取り付け状態において油圧チャンバ内で案内されるピストンを用意するステップと、偏心ロッドの第２の端部をピストンに配置するステップと、射出成形型をピストンに導入するステップと、ピストンと、偏心ロッドの第２の端部と、射出成形型との間で周方向に閉じられる保持リングを射出成形するステップと、射出成形型を取り外すステップとを含む。【選択図】図１
2019019981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整可能な圧縮比を有する内燃機関の連結ロッドの偏心ロッド（１５、１６）およびピストン（２０、２１）からなるユニットを製造する方法であって、少なくとも以下のステップ：
２つの端部（３６、３７、３８、３９）を有する前記偏心ロッド（１５、１６）を用意するステップであって、前記偏心ロッド（１５、１６）は、第１の端部（３６、３７）により、前記連結ロッドの偏心調整装置（１３）の偏心レバー（１４）に取り付けられ得、かつ第２の端部（３８、３９）により、前記連結ロッドの取り付け状態において前記連結ロッドの油圧チャンバ（２２、２３）内で案内されるピストン（２０、２１）に取り付けられ得る、ステップと、
前記連結ロッドの前記取り付け状態において前記連結ロッドの前記油圧チャンバ（２２、２３）内で案内される前記ピストン（２０、２１）を用意するステップと、
前記偏心ロッド（１５、１６）の前記第２の端部（３８、３９）を前記ピストン（２０、２１）に配置するステップと、
射出成形型（４７）を前記ピストンに導入するステップと、
前記ピストン（２０、２１）と、前記偏心ロッドの前記第２の端部（３８、３９）と、前記射出成形型（４７）との間で、周方向に閉じられる保持リング（４３）を射出成形するステップと、
前記射出成形型（４７）を取り外すステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記偏心ロッドの前記第２の端部（３８、３９）は、前記ピストンのボールシェルセグメント（４１）に部分的に挿入されるボールヘッドとして設計され、前記射出成形型（４７）は、前記ボールシェルセグメント（４１）から突出する前記ボールヘッドの部分（４２）に置かれ、周方向に閉じられる前記保持リング（４３）は、前記ピストン（２０、２１）と、前記ピストンの前記ボールシェルセグメント（４１）から突出する前記ボールヘッドの前記部分（４２）と、前記射出成形型（４７）との間に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記射出成形型（４７）は、前記ボールヘッドが前記ボールシェルセグメント（４１）に押し付けられるように、前記ピストン（２０、２１）の前記ボールシェルセグメント（４１）から突出する前記ボールヘッドの前記部分（４２）に置かれ、
前記ボールヘッドは、前記射出成形型（４７）と共に、その後、前記ボールヘッドと前記ボールシェルセグメント（４１）との間に特定のギャップ（４８）を設けるように、前記ピストン（２０、２１）に対して特定の方法で移動され、及び
周方向に閉じられる前記保持リング（４３）は、その後、前記ピストン（２０、２１）と、前記ピストン（２０、２１）の前記ボールシェルセグメント（４１）から突出する前記ボールヘッドの前記部分（４２）と、前記射出成形型（４７）との間に射出成形によって形成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ピストン（２０、２１）の前記ボールシェルセグメント（４１）内に突出する前記ボールヘッドの部分（４０）と、前記ボールシェルセグメント（４１）との間の前記ギャップ（４８）は、射出成形材料が射出成形中に前記ギャップ（４８）に入らないように設けられることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整可能な圧縮比を有する内燃機関の連結ロッドの偏心ロッドおよびピストンのユニットを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、（特許文献１）から公知である、調整可能な圧縮比を有する内燃機関の連結ロッドを示す。したがって、連結ロッド１０は、大端部軸受け穴１１および小端部軸受け穴１２を有し、大端部軸受け穴１１は、連結ロッド１０をクランクシャフト（図示せず）に取り付けるのに寄与し、小端部軸受け穴１２は、連結ロッド１０をシリンダピストン（図示せず）に取り付けるのに寄与する。連結ロッド１０は、偏心器、偏心レバー１４、および偏心ロッド１５、１６を有する偏心調整装置１３を割り当てられている。偏心レバー１４は、中心点１８を含む穴を有し、この穴は、小端部軸受け穴１２の中心点１７に対して偏心して配置され、偏心レバー１４の穴は偏心器を受け入れ、偏心器の穴はピストンピンを受け入れる。偏心調整装置１３は、有効連結ロッド長ｌｅｆｆを調整する役割を果たし、連結ロッド長は、偏心レバー１４の穴の中心点１８を大端部軸受け穴１１の中心点１９から隔てる距離と解釈される。偏心レバー１４を回転させ、連結ロッド長ｌｅｆｆを変えるために、偏心ロッド１５、１６は移動可能である。各偏心ロッド１５、１６は、油圧チャンバ２２、２３内で案内されるピストン２０、２１を割り当てられている。油圧チャンバ２２、２３内には、偏心ロッド１５、１６に割り当てられたピストン２０、２１に作用する油圧が広がり、偏心ロッドの移動が可能であるか、または偏心ロッドの移動は、油圧チャンバ内のオイル量に依存しない。
【０００３】
偏心調整装置１３の調整は、内燃機関の慣性力および負荷力の作用によって開始され、慣性力および負荷力は、内燃機関の動作サイクル中に偏心調整装置１３に作用する。動作サイクル中、偏心調整装置１３に作用する力の作用方向は常に変化する。調整動作は、油圧オイルから作用を受け、偏心ロッド１５、１６に作用するピストン２０、２１によって補助され、ピストン２０、２１は、偏心調整装置１３に作用する力の作用方向の変化による偏心調整装置１３のリセットを防止する。ピストン２０、２１と相互作用する偏心ロッド１５、１６は、偏心レバー１４に両側で取り付けられている。ピストン２０、２１が案内される油圧チャンバ２２、２３には、大端部軸受け穴１１から油圧オイル管２４、２５を介して油圧オイルを供給することができる。逆止弁２６、２７は、油圧チャンバ２２、２３から油圧管２４、２５への油圧オイルの戻り流れを防止する。切換弁２９は、連結ロッド１０の穴２８に収容されており、切換弁２９の切換位置により、油圧チャンバ２２、２３のいずれが油圧オイルを充填されるか、および油圧チャンバ２２、２３のいずれが空にされるかは、調整方向または調整方向に応じた偏心調整装置１３の回転方向と共に決まる。この場合、油圧チャンバ２２、２３は、流体管３０、３１を介して、切換弁２９を収容した穴２８と連絡している。切換弁２９の一部として、図１は、駆動手段３２、ばね装置３３、および制御ピストン３４を概略的に示し、切換弁２９のこれらの構成要素の機能は、（特許文献１）からすでに公知である。
【０００４】
上記のように、油圧チャンバ２２、２３内で案内されるピストン２０、２１に作用する油圧オイルは、大端部軸受け穴１１から油圧管２４、２５を介して油圧チャンバ２２、２３に送られ、連結ロッド１０は、連結ロッド軸受けシェル３５が、クランクシャフト、具体的にはクランクシャフトのクランクシャフト軸受けピンと、大端部軸受け穴との間に配置されるように、大端部軸受け穴１１によってクランクシャフト（図１に示していない）に作用する。
【０００５】
すでに上記に説明したように、偏心ロッド１５、１６は、それぞれ偏心レバー１４の両側で偏心レバー１４に取り付けられている。各偏心ロッド１５、１６は、第１の端部３６または第１の端部３７で偏心レバー１４に作用することが図１から分かり、それぞれの偏心ロッド１５または偏心ロッド１６は、反対側の第２の端部３８または第２の端部３９により、連結ロッド１０の油圧チャンバ２２、２３内で案内されるピストン２０またはピストン２１に作用する。
【０００６】
通例に従って、偏心ロッド１５、１６は、両方の端部３６、３８または両方の端部３７、３９において連結ピンを介して偏心レバー１４またはそれぞれのピストン２０、２１に連結され、連結ピンは、偏心レバー１４およびピストン２０、２１への偏心ロッド１５、１６のヒンジ状の関節式取り付けを保証する。偏心ロッドの第２の端部３８、３９で偏心ロッド１５、１６をピストン２０、２１に連結するかかる連結ピンの使用には、構成要素および製造に高い費用が必要となる。
【０００７】
偏心ロッドの第２の端部３８、３９の領域でのピストン２０、２１への偏心ロッド１５、１６の取り付けを改善するために、偏心ロッド１５、１６の第２の端部がボールヘッドとして設計されることは（特許文献２）から公知である。この場合、ボールヘッドは、それぞれのピストン２０、２１の対応する凹部に係合する。この場合、それぞれのピストン２０、２１は、ボールヘッドとして設計されたそれぞれの偏心ロッド１５、１６の端部に部分的に載る保持リングを収容する。この場合、この保持リングは、周方向に閉じられる保持リングとして設計することができる。
【０００８】
ピストン内に突出する偏心ロッドの端部をボールヘッドとして構成し、保持リングによってボールヘッドをピストンに固定することは（特許文献３）から公知である。この場合、保持リングは、アンダーカットの裏でピストンに係合する。保持リングは、その円周で途切れる。
【０００９】
したがって、連結ロッドの取り付け状態において、連結ロッドの油圧チャンバ内で案内されるピストンに挿入された偏心ロッドの端部がボールヘッドとして構成され、閉じられた保持リングによってピストンに保持されることは先行技術からすでに公知である。
【００１０】
現在まで、閉じられた保持リングによって偏心ロッドがピストンに固定される偏心ロッドおよびピストンからなるユニットを簡単かつ信頼性高く製造するのは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０１６  ０３７Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１５  １０３  ２０７Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第３  ０６７  ５７６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、調整可能な圧縮比を有する内燃機関の連結ロッドの偏心ロッドおよびピストンのユニットであって、閉じられた保持リングによって偏心ロッドがピストンに固定されるユニットを製造する簡単かつ信頼性の高い方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、請求項１で特許請求される方法によって達成される。
【００１４】
本発明による方法は、少なくとも以下のステップ：２つの端部を有する偏心ロッドを用意するステップであって、連結ロッドは、第１の端部により、連結ロッドの偏心調整装置の偏心レバーに取り付けられ得、かつ第２の端部により、連結ロッドの取り付け状態において連結ロッドの油圧チャンバ内で案内されるピストンに取り付けられ得る、ステップと、連結ロッドの取り付け状態において連結ロッドの油圧チャンバ内で案内されるピストンを用意するステップと、偏心ロッドの第２の端部をピストンに配置するステップと、射出成形型をピストンに導入するステップと、ピストンと、偏心ロッドの第２の端部と、射出成形型との間で、周方向に閉じられる保持リングを射出成形するステップと、射出成形型を取り外すステップとを含む。
【００１５】
本発明によるこの方法は、ピストンと、一端によってピストンに係合し、かつこの端部において、閉じられた保持リングによってピストンに固定される偏心ロッドとのユニットを簡単かつ信頼性高く製造することを可能にする。
【００１６】
発展形態によれば、偏心ロッドの第２の端部は、ピストンのボールシェルセグメントに部分的に挿入されるボールヘッドとして設計され、射出成形型は、ピストンのボールシェルセグメントから突出するボールヘッドの部分に置かれ、周方向に閉じられる保持リングは、ピストンと、ピストンのボールシェルセグメントから突出するボールヘッドの部分と、射出成形型との間に形成される。その結果として、ピストンおよび偏心ロッドからなるユニットを特に有利な方法で製造することができる。
【００１７】
本発明の発展形態によれば、射出成形型は、ボールヘッドがボールシェルセグメントに押し付けられるように、ピストンのボールシェルセグメントから突出するボールヘッドの部分に置かれる。ボールヘッドは、射出成形型と共に、その後、ボールヘッドとボールシェルセグメントとの間に特定のギャップを設けるために、ピストンに対して特定の方法で移動される。周方向に閉じられる保持リングは、その後、ピストンと、ピストンのボールシェルセグメントから突出するボールヘッドの部分と、射出成形型との間に射出成形によって形成される。ボールヘッドとボールシェルセグメントとの間の特定のギャップは、射出成形材料が射出成形中にこのギャップに入らないように設けられるのが好ましい。これらの細部はまた、偏心ロッドおよびピストンからなるユニットの特に有利で単純かつ信頼性の高い製造に寄与する。特定のギャップは、ピストンへの偏心ロッドの良好な関節式取り付けを保証することができる。
【００１８】
本発明の好ましい発展形態が従属請求項および以下の説明から明らかになるであろう。本発明の例示的な実施形態が、この例示的な実施形態に限定されることなく、図面を参照してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】先行技術から公知である、調整可能な圧縮比を有する内燃機関の連結ロッドを示す。
【図２】本発明による第１の連結ロッドの細部を示す。
【図３】その製造中の図２の細部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
調整可能な圧縮比を有する内燃機関は、少なくとも１つの、好ましくは複数のシリンダを有する。各シリンダは、連結ロッド１０によって内燃機関のクランクシャフトに連結されたピストンを有する。
【００２１】
各連結ロッド１０は、一方の端部にある小端部軸受け穴１２と、反対側の端部にある大端部軸受け穴１１とを有する。それぞれの連結ロッド１０は、連結ロッド軸受けシェルがクランクシャフト軸受けピンと大端部軸受け穴との間に配置されるように、大端部軸受け穴１１により、クランクシャフトのクランクシャフト軸受けピンに作用し、連結ロッド軸受けシェルとクランクシャフト軸受けピンとの間に潤滑オイル膜が形成され得る。
【００２２】
調整可能な圧縮比を有する内燃機関は、各連結ロッド１０の領域において、それぞれの連結ロッド１０の有効連結ロッド長を調整するための偏心調整装置１３を有する。
【００２３】
偏心調整装置１３は、偏心器、偏心レバー１４、および偏心ロッド１５、１６を有し、偏心ロッド１５、１６は、圧縮比を調整するために、偏心ロッドと相互作用する油圧チャンバに広がる油圧に従って移動され得る。偏心ロッド１５、１６と相互作用する油圧チャンバには、それぞれの連結ロッドの大端部軸受け穴１１から油圧オイルを供給することができる。
【００２４】
偏心調整装置１３の調整は、内燃機関の慣性力および負荷力の作用によって開始される。
【００２５】
偏心ロッド１５、１６は、第１の端部３６、３７によって偏心レバー１４に作用する。偏心ロッド１５、１６は、反対側の第２の端部３８、３９により、それぞれのピストン２０、２１に固定され、ピストン２０、２１は、連結ロッド１０のそれぞれの油圧チャンバ２２、２３内で案内される。
【００２６】
図２は、それぞれの偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９の領域の偏心ロッド１５、１６の細部を示し、それぞれの偏心ロッド１５、１６は、これらの第２の端部３８、３９の領域でボールヘッドとして設計されている。
【００２７】
ボールヘッドとして設計されたそれぞれの偏心ロッド１５、１６のこの第２の端部３８、３９は、第１の部分４０により、それぞれのピストン２０、２１の対応するボールシェルセグメント４１内に突出し、部分４２により、このボールシェルセグメント４１から突出する。
【００２８】
それぞれの偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９は、保持リング４３によってそれぞれのピストン２０、２１に固定され、保持リング４３は、周方向に閉じられ、同様に、それぞれのピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１から突出するボールヘッドの部分４２に載ったある種のボールシェルセグメント４４を形成している。すでに説明したように、この保持リング４３は、周方向に閉じられ、偏心ロッド１５、１６が貫通する中心開孔４５を有する。この場合、図２によれば、周方向に閉じられる保持リング４３は、アンダーカット４６の裏でそれぞれのピストン２０、２１に係合し、その結果として、それぞれの偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９は、それぞれの閉じられた保持リング４３によってそれぞれのピストン２０、２１内で捕捉されて案内される。
【００２９】
この場合、本発明は、偏心ロッド１５、１６と、閉じられた保持リング４３と共に偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９に作用するピストン２０、２１とからなる、かかるユニットを簡単かつ信頼性高く製造する方法に関する。
【００３０】
このために、第１に、２つの端部３６、３８または端部３７、３９を有するそれぞれの偏心ロッド１５、１６が用意され、偏心ロッド１５、１６のそれぞれの第１の端部３６、３７は、偏心ロッドを偏心レバー１４に取り付けるのに寄与し、それぞれの偏心ロッド１５、１６のそれぞれの第２の端部３８、３９は、偏心ロッドをそれぞれのピストン２０、２１に取り付けるのに寄与する。
【００３１】
すでに説明したように、それぞれのピストン２０、２１は、連結ロッドの取り付け状態において連結ロッドの油圧チャンバ２２、２３内で案内される。
【００３２】
それぞれの偏心ロッド１５、１６に加えて、それぞれのピストン２０、２１も用意される。
【００３３】
次いで、ボールヘッドとして設計されるのが好ましい偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９は、特に、偏心ロッド１５、１６のボールヘッドが、部分４０により、それぞれのピストン２０、２１によって形成されたボールシェルセグメント４１内に突出するようにそれぞれのピストン２０、２１に配置される。
【００３４】
ボールシェルセグメント４１内に突出するボールヘッドの部分４０に隣接するボールヘッドの部分４２は、それぞれのピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１から突出する。
【００３５】
偏心ロッド１５、１６のそれぞれの第２の端部３８、３９をそれぞれのピストン２０、２１に配置することに続いて、射出成形型４７（図３を参照されたい）がそれぞれのピストン２０、２１内に部分的に導入されて、ピストン２０、２１内に突出する射出成形型４７の部分４７ａが、ボールヘッドとして設計された偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９のうち、ボールシェルセグメント４１から突出する部分４２を押圧する。
【００３６】
部分４７ａを有する射出成形型４７をピストン２０、２１に配置した後、周方向に閉じられる保持リング４３が、射出成形型４７を用いた射出成形によって形成される。
【００３７】
次いで、射出成形型４７がピストン２０、２１から取り外される。
【００３８】
周方向に閉じられる保持リング４３の射出成形中、保持リング４３は、偏心ロッド１５、１６のそれぞれの第２の端部３８、３９のうち、ピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１から突出する部分４２と、ピストン２０、２１と、射出成形型４７との間に形成される。周方向に閉じられ、特にピストン２０、２１のアンダーカット４６の裏で係合する保持リング４３を形成するために、相応して、射出成形型４７、具体的にはピストン２０、２１内に突出する射出成形型４７の部分４７ａと、ピストン２０、２１と、ボールヘッドとして設計された偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９の部分４２との間の隙間に射出成形材料が充填される。この場合、周方向に閉じられる保持リング４３は、ピストン２０、２１に捕捉されて収容され、したがって、やはり捕捉してピストン２０、２１を偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９で保持する。
【００３９】
本発明による方法の有利な発展形態によれば、射出成形型４７は、ボールヘッドとして設計された偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９が、部分４０により、ピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１を押圧するように、ボールヘッドとして設計された偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９のうち、ピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１から突出する部分４２に部分４７ａによって配置されると規定される。偏心ロッド１５、１６のボールヘッドまたは第２の端部３８、３９は、射出成形型４７の部分４７ａと共に、その後、ボールヘッドとして設計された偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９と、ピストン２０、２１のボールシェルセグメント４１との間に特定のギャップ４８を設けるように、ピストン２０、２１に対して特定の方法で移動される。この場合、このギャップ４８は、射出成形材料が射出成形中にギャップ４８に入らないように大きさを決められるかまたは設定される。このギャップ４８を設けた後、次いで、周方向に閉じられる保持リング４３が、射出成形により、すなわち、射出成形型４７の部分４７ａと、ピストン２０、２１と、ボールヘッドの部分４２との間の空洞に射出成形材料を充填することにより、ギャップ４８が射出成形材料で満たされることなく形成され、その結果として、周方向に閉じられる保持リング４３を射出成形した後、ギャップ４８は、それぞれのピストン２０、２１への偏心ロッド１５、１６の第２の端部３８、３９の良好な関節式取り付けを保証する。
【００４０】
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの熱可塑性プラスチックが射出成形材料として使用されるのが好ましい。
【符号の説明】
【００４１】
１３  偏心調整装置
１４  偏心レバー
１５  偏心ロッド
１６  偏心ロッド
２０  ピストン
２１  ピストン
２２  油圧チャンバ
２３  油圧チャンバ
３６  第１の端部
３７  第１の端部
３８  第２の端部
３９  第２の端部
４３  保持リング
４７  射出成形型
４８  ギャップ
【図１】
2019019981.tif 000003
【図２】
2019019981.tif 000004
【図３】
2019019981.tif 000005
【外国語明細書】
2019019981000001.pdf