DE102008031992B4 - Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse in einem Lagerauge eines Pleuels einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse in einem Lagerauge eines Pleuels einer Brennkraftmaschine Download PDF

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    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse (8) in einem Lagerauge eines Pleuels (1) einer Brennkraftmaschine, mit einem mittels eines Betätigungsorgans (8) in axialer Richtung des Lagerauges (4) verschiebbaren, in zwei unterschiedlichen Drehstellungen mit der Exzenterbuchse (8) in Arretiereingriff tretenden Arretierorgan (15). Damit die Anzahl der für die Verstellung und Arretierung der Exzenterbuchse (8) sowie für eine Endlagenfixierung des Betätigungsorgans (9) benötigten Teile verringert und/oder der Kraft- und Beschleunigungsverlauf beim Verschieben des Arretierorgans (15) auf einfache Weise an den Bedarf angepasst werden kann, wirkt das Betätigungsorgan (9) erfindungemäß über ein federbelastetes, quer zur Verschieberichtung des Arretierorgans (15) bewegliches Andruckelement (22) auf das Arretierorgan (15) ein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse in einem Lagerauge eines Pleuels einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 21.
  • Aus der DE 197 03 948 C1 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, mit der sich eine zwischen einem Kurbel- oder Hubzapfen einer Kurbelwelle und einer zugehörigen Kurbel- oder Hubzapfenbohrung eines Pleuels angeordnete, als Exzenterbuchse ausgebildete Lagerschale in zwei verschiedene Dreh- oder Winkelstellungen verdrehen lässt, um den Abstand zwischen den Mittelachsen des Kurbel- oder Hubzapfens und der Kurbel- oder Hubzapfenbohrung und damit die Position des oberen Totpunkts des Kolbens zu verändern. Auf diese Weise kann das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine verändert werden, um unterschiedlichen Betriebsbedingungen, insbesondere hinsichtlich Wirkungsgrad und Verringerung von Abgasemissionen Rechnung zu tragen. Bei der bekannten Vorrichtung wird das Arretierorgan von einem hohlen Verriegelungsbolzen gebildet, der in einer zur Mittelachse der Kurbel- oder Hubzapfenbohrung parallelen Bohrung eines Pleueldeckels hin und her verschoben wird, um jeweils eines der beiden entgegengesetzten Stirnenden des Verriegelungsbolzens mit einer Ausnehmung in einem benachbarten Randflansch der Lagerschale in Eingriff zu bringen, wenn diese Ausnehmung in der gewünschten Drehstellung des Lagerflanschs dem Stirnende des Verriegelungsbolzens gegenüberliegt. Das zur Verschiebung des Verriegelungsbolzens dienende Betätigungsorgan wird dort von einem schwenkbar im Pleuel gelagerten zweiarmigen Schalthebel gebildet, dessen einer Hebelarm mit Hilfe einer verstellbaren Führungsschiene verschwenkt wird, woraufhin der andere Hebelarm den Verriegelungsbolzen in die gewünschte Richtung verschiebt und dabei in dieser Richtung vorspannt. Durch die Vorspannung wird das in Verschieberichtung vordere Stirnende in die Ausnehmung im benachbarten Randflansch der Lagerschale eingerückt, sobald diese Ausnehmung dem Stirnende genau gegenüberliegt, wodurch die Lagerbuchse stets in der gewünschten Dreh- oder Winkelstellung arretiert wird. Zum Verstellen und Arretieren der Lagerbuchse benötigt die bekannte Vorrichtung jedoch zum einen eine relativ große Anzahl von Bauteilen. Zum anderen kann dort die Verdrehung der Lagerbuchse nur stattfinden, während der als Betätigungsorgan dienende Schalthebel im Kontakt mit Führungsschiene steht, da das Betätigungsorgan selbst keine Endlagenfixierung besitzt.
  • Aus der DE 102 30 428 A1 ist weiter eine ähnliche Exzenter-Verstellvorrichtung für einen Kurbeltrieb bekannt, bei der ein als Arretierorgan dienender Sperrzapfen in einer Bohrung in einem Pleueldeckel verschiebbar ist, wobei die Verschiebung des Sperrzapfens mit Hilfe eines von einer Schalteinrichtung selektiv aufgebrachten Magnetfeldes erfolgt. Abgesehen davon, dass auch bei dieser Vorrichtung eine relativ große Anzahl von Bauteilen benötigt wird, wird auch als nachteilig angesehen, dass sich der Verlauf der zum Verschieben des Sperrzapfens dienenden Kraft und die Beschleunigung des Sperrzapfens beim Verschieben durch das Magnetfeld nicht oder allenfalls marginal beeinflussen und damit nur schlecht an den Bedarf anpassen lassen.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Anzahl der für die Verstellung und Arretierung der Exzenterbuchse sowie für eine Endlagenfixierung des Arretierorgans benötigten Teile verringert und/oder der Kraft- und Beschleunigungsverlauf beim Verschieben des Arretierorgans auf einfache Weise an den Bedarf angepasst werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungsorgan über ein federbelastetes, quer zur Verschieberichtung des Arretierorgans bewegliches Andruckelement auf das Arretierorgan einwirkt.
  • Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination kann nicht nur die Anzahl der zum Verstellen und Arretieren der Exzenterbuchse benötigten Bauteile verkleinert werden, sondern auch der Kraft- und Beschleunigungsverlauf beim Verschieben des Arretierorgans auf einfache Weise an den Bedarf angepasst werden, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Andruckelement zum Verschieben des Arretierorgans gegen eine von zwei in Bezug zur Verschieberichtung des Arretierorgans geneigte Oberflächen des Arretierorgans angepresst wird, wobei es auf die jeweilige Oberfläche eine in Verschieberichtung des Arretierorgans wirkende Kraftkomponente ausgibt. Der Verlauf der Kraftkomponente und damit auch der Verlauf der Beschleunigung des Arretierorgans über den Verschiebeweg des Arretierorgans kann in diesem Fall einfach durch die Form der Oberfläche beeinflusst werden, indem man zum Beispiel an Stelle einer ebenen, linear geneigten Oberfläche eine gekrümmte Oberfläche mit einem in Verschieberichtung zunehmenden oder abnehmenden Krümmungsradius verwendet, was zu einem jeweils unterschiedlichen Kraft- und Beschleunigungsverlauf beim Ausrücken des Arretierorgans aus dem Eingriff mit der Exzenterbuchse und beim erneuten Einrücken in den Eingriff mit der Exzenterbuchse führt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Andruckelement eine Kugel ist, die beim Verschieben des Arretierorgans von einer Schraubendruckfeder quer zur Verschieberichtung des Arretierorgans gegen dieses angepresst wird. Der zum Verstellen des Arretierorgans verwendete Mechanismus ähnelt in diesem Fall einer Kugelraste, dessen Kugel bei arretierter Exzenterbuchse in der Mitte einer symmetrischen, von den geneigten Oberflächen begrenzten Vertiefung des Arretierorgans angeordnet ist, so dass die Resultierende der von der Kugel in entgegengesetzten axialen Verschieberichtungen auf das Arretierorgan ausgeübten Kräfte Null ist. Wenn die Kugel zum Verstellen der Exzenterbuchse zusammen mit dem Betätigungsorgan in Bezug zum Arretierorgan verschoben wird, wird sie jedoch gegen die in der Verschieberichtung des Betätigungsorgans benachbarte geneigte Oberfläche des Arretierorgans angepresst und übt dadurch eine in Verschieberichtung wirkende Kraftkomponente auf diese geneigte Oberfläche aus, während sie auf die gegenüberliegende geneigte Oberfläche des Arretierorgans kein Kraftkomponente ausübt. Diese Differenzkraft führt dazu, dass das Arretierorgan zuerst in der einen Verriegelungsstellung aus dem Eingriff mit der Exzenterbuchse ausgerückt wird, so dass die Exzenterbuchse um die Mittelachse des Hubzapfens verdreht werden kann. Nach dem Ausrücken des Arretierorgans bewirkt die Differenzkraft, dass das Arretierorgan in Verschieberichtung vorgespannt wird, solange die Exzenterbuchse auf dem Hubzapfen verdreht wird, und dass das Arretierorgan dann erneut in Eingriff mit der Exzenterbuchse gebracht wird, wenn diese die andere Verriegelungsstellung einnimmt.
  • Zweckmäßig ist das Arretierorgan ein in einer Bohrung des Pleuels zwischen zwei Endstellungen verschiebbarer Arretierbolzen, der jedoch anders als beim Stand der Technik als ein im Wesentlichen massiver Bolzen ausgebildet sein kann, der vorteilhafterweise an einer Seite mit einer zur Aufnahme des Andruckelements dienenden, von den geneigten Oberflächen begrenzten Vertiefung versehen ist. Die Arretierung der Exzenterbuchse erfolgt bevorzugt dadurch, dass die beiden entgegengesetzten Stirnenden des Arretierbolzens mit gegenüberliegenden Öffnungen oder Ausnehmungen in einem benachbarten stirnseitigen Flansch der Exzenterbuchse in Eingriff gebracht werden, wobei jeweils eines der Stirnenden zuerst aus der zugehörigen Öffnung ausgerückt und nach dem Verdrehen der Exzenterbuchse in die andere Drehstellung das entgegengesetzte Stirnende in die zugehörige Öffnung eingerückt wird.
  • Wie bereits ausgeführt wurde, kann der Verlauf der Kraft, die während der Verschiebung des Arretierorgans vom Andruckelement auf das Arretierorgan ausgeübt wird, und damit der Verlauf der Beschleunigung des Arretierorgans beim Ein- und Ausrücken in die bzw. aus der Öffnung, durch die Form der geneigten Oberflächen des Arretierorgans beeinflusst werden, die mindestens entlang von einem Teil ihrer Erstreckung entsprechend dem gewünschten Kraft- und Beschleunigungsverlauf eben oder gekrümmt sein können, jedoch vorzugsweise symmetrisch zur Mitte der Vertiefung sind.
  • Das zum Verschieben des Arretierorgans beim Entriegeln bzw. beim Verriegeln der Exzenterbuchse dienende Betätigungsorgan ist zweckmäßig verschiebbar an einer Außenseite des Pleuels bzw. Pleueldeckels angebracht, wo es für eine entweder mechanisch oder magnetisch erfolgende Krafteinwirkung leicht zugänglich ist.
  • Zweckmäßig lässt sich das Betätigungsorgan zusammen mit dem federbelasteten Andruckelement entlang einer Führung in axialer Richtung des Lagerauges bzw. der Kurbelwelle verschieben, wobei es bevorzugt in zwei entgegengesetzten Endlagen fixiert werden kann. Eine solche Endlagenfixierung des Betätigungsorgans hat den Vorteil, dass die Verschiebung des Betätigungsorgans in relativ kurzer Zeit vorgenommen werden kann, da nach der Verschiebung des Betätigungsorgans ein selbsttätiger Bewegungsablauf ausgelöst wird, bei dem auf die Entriegelung des Arretierorgans das Verdrehen der Exzenterbuchse und das erneute Verriegeln der Exzenterbuchse folgt, sobald diese ihre andere Dreh- oder Verriegelungsstellung erreicht hat.
  • Zweckmäßig erfolgt die Fixierung des Betätigungsorgans in seinen Endlagen mittels eines federbelasteten, quer zur Verschieberichtung des Betätigungsorgans beweglichen Rastelements, das in jeder der beiden Endlagen in eine gegenüberliegende Rastvertiefung des Betätigungsorgans eingreift. Das Rastelement ist zweckmäßig eine Rastkugel, die denselben Durchmesser wie die in die Vertiefung des Arretierorgans eingreifende Kugel besitzen kann, wodurch sich die Anzahl der vorzuhaltenden Bauteile ggf. weiter verringern lässt.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1a bis 1d perspektivische Ansichten eines Teils eines Pleuels mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse in verschiedenen Stadien während einer Verstellung der Exzenterbuchse;
  • 2a bis 2d Querschnittsansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren der Exzenterbuchse in entsprechenden Stadien wie in 1a bis 1d;
  • 3 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus 2d;
  • 4 bis 6 Ansichten entsprechend 3, jedoch mit modifizierten Oberflächenkonturen.
  • Der in der Zeichnung nur teilweise dargestellte Pleuel 1 dient zur Montage auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine. Der Pleuel 1 besteht in bekannter Weise aus einem Pleuelschaft 2, einem an einem unteren Stirnende des Pleuelschaftes angeordneten Pleuelfuß 3 und einem am anderen Stirnende des Pleuelschaftes angeordneten Pleuelkopf (nicht sichtbar). Während der Pleuelkopf ein kleines Pleuelauge umgibt, in das eine Pleuelbuchse zur schwenkbaren Montage an einem Kolbenbolzen eingesetzt ist, umschließt der Pleuelfuß 3 ein Lagerauge 4 zur schwenkbaren Lagerung des Pleuels 1 auf dem Hubzapfen der Kurbelwelle. Das Pleuel 1 ist am Pleuelfuß 3 geteilt, der einen mit zwei Pleuelschrauben 5 am benachbarten unteren Stirnende des Pleuelschaftes 2 festgeschraubten Pleueldeckel 6 umfasst. Zwischen den Hubzapfen und den Pleuelfuß 3 ist eine geteilte Lagerbuchse 8 in das Lagerauge 4 eingesetzt, die selbst ein Gleitlager bildet oder die eine alternativ eine übliche geteilte Gleitlagerschale aufnimmt. Um die Lagerbuchse 8 axial unverschiebbar im Lagerauge 4 festzuhalten, weist sie an ihren entgegengesetzten Stirnenden jeweils einen radial überstehenden Flansch 7 auf.
  • Um durch Veränderung der Lage des oberen Totpunkts des Kolbens bzw. durch Veränderung des Abstands zwischen Mittelachsen des kleinen Pleuelauges und des Lagerauges 4 die Einstellung von zwei verschiedenen Verdichtungsverhältnissen zu ermöglichen, ist die Lagerbuchse 8 als drehbare Exzenterbuchse ausgebildet. Dies bedeutet, dass die gegen den Pleuelfuß 3 anliegende zylindrische äußere Umfangsfläche der Buchse 8 in Bezug zu ihrer auf dem Hubzapfen der Kurbelwelle gleitenden zylindrischen inneren Umfangsfläche exzentrisch angeordnet ist, so dass sich durch eine Drehung der Buchse 8 die Mittelachse des Lagerauges 4 in Bezug zur Mittelachse des Hubzapfens in Richtung der Längsachse des Pleuelschaftes 2 verlagern lässt.
  • Um die Exzenterbuchse 8 durch Verdrehen um die Mittelachse des Hubzapfens zwischen ihren beiden Drehstellungen zu verstellen und sie in den beiden Drehstellungen jeweils unbeweglich in Bezug zum Pleuel 1 zu fixieren, weist der Pleuel 1 eine Verstell- und Arretiervorrichtung auf.
  • Wie am besten in 1a bis 1d dargestellt, umfasst die Verstell- und Arretiervorrichtung einen auf der Außenseite des Pleueldeckels 6 angebrachten Schieber 9, der als Betätigungsorgan zur Betätigung der Verstell- und Arretiervorrichtung dient und entlang von einer zur Mittelachse des Lagerauges parallelen Führung 10 zwischen zwei Endlagen verschiebbar ist, wobei er in den jeweiligen Endlagen durch eine Rastvorrichtung 11 fixierbar ist.
  • Die Führung 10 weist eine durch Fräsen oder Räumen auf der Außenseite des Pleueldeckels 6 hergestellte breite Führungsrippe auf, die sich in axialer Richtung der Mittelachse des Lagerauges 4 über die Unterseite des Pleueldeckels 6 erstreckt und in ihren entgegengesetzten Seiten jeweils eine Führungsnut für den Schieber 9 aufweist, der den Kopf der Führungsrippe umgreift. Wie am besten in 2a bis 2d dargestellt, ist die Führung 10 mit einem Langloch 12 versehen, das sich von ihrer radial nach außen weisenden Oberfläche durch einen Teil des Pleueldeckels 6 hindurch bis in eine zur Mittelachse des Lagerauges 4 parallele axiale Durchgangsbohrung 13 im Pleueldeckel 6 erstreckt.
  • Wie am besten in 1a bis 1d dargestellt, besteht die zur Endlagenfixierung des Schiebers dienende Rastvorrichtung 11 aus einer auf der Außenseite des Pleueldeckels 6 befestigten Kugelraste, deren Gehäuse 14 eine Schraubendruckfeder und eine Rastkugel (nicht sichtbar) umschließt. Die Rastkugel wird von der Schraubendruckfeder in Richtung des Schiebers 9 gedrückt, wo sie durch eine Öffnung im Gehäuse 14 ragt, so dass sie in den beiden Endlagen des Schiebers 9 jeweils mit einer von zwei durch eine Erhebung getrennten Rastvertiefungen (nicht sichtbar) in der gegenüberliegenden Seite des Schiebers 9 in Eingriff treten kann.
  • Wie am besten in 2a bis 2d dargestellt, umfasst die Verstell- und Arretiervorrichtung weiter einen als Arretierorgan dienenden, im Wesentlichen massiven zylindrischen Arretierbolzen 15, der in der Durchgangsbohrung 13 des Pleueldeckels 6 zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, wobei er in der einen Endstellung (2a und 2b) mit seinem rechten Stirnende in eine komplementäre Bohrung 16 im benachbarten rechten Flansch 7 der Exzenterbuchse ragt, während er in seiner anderen Endstellung (2d) mit seinem linken Stirnende in eine komplementäre Bohrung 17 im benachbarten linken Flansch 7 der Exzenterbuchse 8 eingreift. Die beiden Bohrungen 16, 17 im rechten bzw. linken Flansch 7 der Exzenterbuchse 8 sind in Drehrichtung der Exzenterbuchse 8 um 180 Grad gegeneinander versetzt.
  • Der Arretierbolzen 15 ist an einer Längsseite mit einer Vertiefung 18 versehen und wird mit einer solchen Ausrichtung in die Durchgangsbohrung 13 eingesetzt, dass die Vertiefung 18 radial einwärts von dem die Führung 10 durchsetzenden Langloch 12 im Pleueldeckel 6 angeordnet ist und diesem gegenüberliegt. Die Vertiefung 18 wird in axialer Richtung des Arretierbolzens 15 von zwei zur Mitte des Arretierbolzens 15 symmetrischen Begrenzungsflächen 19 begrenzt, die in Bezug zur axialen Verschieberichtung des Arretierbolzens 15 nach unten aufeinander zu geneigt sind, so dass die Vertiefung 18 in der axialen Mitte des Arretierbolzens 15 am tiefsten ist.
  • Der auf der Führung 10 verschiebbare Schieber 9 weist eine zum Langloch 12 hin offene zylindrische Ausnehmung 20 auf, in die eine Schraubendruckfeder 21 eingesetzt ist, die sich mit ihrem oberen Stirnende gegen den Schieber 9 abstützt. Das untere Stirnende der Schraubendruckfeder 21 umgibt eine Andruckkugel 22, deren Durchmesser so an den Innendurchmesser der Schraubendruckfeder 21 angepasst ist, dass sich die Kugel 22 gegen das untere Stirnende der Schraubendruckfeder 21 abstützt und von dieser gegen eine oder beide Begrenzungsflächen 19 der Vertiefung 18 angepresst wird.
  • Die Funktionsweise der Verstell- und Arretiervorrichtung ist wie folgt: Wenn der Arretierbolzen 15 mit seinem rechten Stirnende in die Bohrung 18 im rechten Flansch 7 der Exzenterbuchse 8 eingreift und sich der Schieber 9 in der rechten Endlage befindet, wie in 2a dargestellt, befindet sich die Andruckkugel 22 in der Mitte der Vertiefung 18, so dass sich die von der Feder 21 über die Kugel 22 in die beiden geneigten Begrenzungsflächen 19 eingeleiteten axialen Kraftkomponenten aufheben und daher die auf den Arretierbolzen 15 einwirkende resultierende axiale Kraft gleich Null ist.
  • Wenn der Arretierbolzen 15 entriegelt werden soll, um die Exzenterbuchse 8 auf dem Hubzapfen zu verdrehen, wird der Schieber 9 aus seiner in 2a dargestellten rechten Endlage in die in 2b dargestellte linke Endlage verschoben. Zusammen mit dem Schieber 9 wird auch die Schraubendruckfeder 21 und die Andruckkugel 22 verschoben, die dabei auf der geneigten linken Begrenzungsfläche 19 der Vertiefung 18 nach oben gleitet bzw. abrollt. Durch die dadurch bewirkte ungleiche Kraftverteilung auf die beiden geneigten Begrenzungsflächen 19 der Vertiefung 18 in Verbindung mit einer stärkeren Kompression der Feder 21 wird der Arretierbolzen 15 axial nach links verschoben, bis sein linkes Stirnende gegen die Innenseite des rechten Flanschs 7 anschlägt und sein rechtes Stirnende vollständig aus der Bohrung 16 des rechten Flanschs 7 ausgerückt ist, wie in 2c dargestellt. In dieser Verschiebestellung befindet sich der Arretierbolzen 15 vollständig zwischen den beiden Flanschen 7 der Exzenterbuchse 8, so sich diese infolge von Reibkräften im Gleitlager verdrehen kann. Da die Andruckkugel 22 in dieser Verschiebestellung des Arretierbolzens 15 immer noch außermittig in die Vertiefung 18 eingreift, übt sie weiterhin eine axiale Kraftkomponente auf den Arretierbolzen 15 aus, wodurch dieser nach links vorgespannt wird. Diese Vorspannung bewirkt, dass der Arretierbolzen 15 mit seinem Stirnende in die Bohrung 17 im linken Flansch 7 der Exzenterbuchse 8 gedrückt wird, sobald sich die Bohrung 17 nach einem Verdrehen der Exzenterbuchse 8 um 180 Grad vor dem benachbarten linken Stirnende des vorgespannten Arretierbolzen 15 befindet. Nach dem Einrücken des Arretierbolzens 15 in die Bohrung 17 nimmt die Kugel 22 wieder ihre Ausgangsposition in der Mitte der Vertiefung 18 ein.
  • Eine erneute Verstellung der Erzenterbuchse 8 zurück in die erste Drehstellung wird durch eine Verschiebung des Schiebers 9 in der entgegengesetzten Richtung vorgenommen, woraufhin der oben beschriebene Vorgang mit umgekehrter Bewegungsrichtung des Arretierbolzens 15 abläuft.
  • Die 3 bis 6 zeigen verschiedene Konturen der beiden Begrenzungsflächen 19 der Vertiefung 18, durch welche der Verlauf der von der Andruckkugel 22 auf den Arretierbolzen 15 ausgeübten axialen Kraftkomponente(n) über den Verschiebeweg des Arretierbolzens 15 und damit der Verlauf der Beschleunigung des Arretierbolzens 15 beim Ausrücken aus einer der Bohrungen 16, 17 bzw. beim Einrücken in eine der Bohrungen 16, 17 gesteuert werden kann.
  • Sämtliche Konturen weisen in der Mitte der Vertiefung 18 zwei ebene, unter einem Winkel von beispielsweise 120 Grad zueinander geneigte Begrenzungsflächenabschnitte 23 auf, so dass die in der Mitte der Vertiefung 18 befindliche Andruckkugel 22 mit gleicher Kraft gegen die beiden, eine Zentriermulde 24 begrenzenden Flächenabschnitte 23 angepresst und dadurch der Arretierbolzen 15 in Bezug zur Längsachse der Schraubendruckfeder 21 zentriert wird.
  • Bei der in 4 dargestellten Kontur schließt sich auf jeder Seite der Zentriermulde 24 eine flache Erhebung 25 und dann eine flache Mulde 26 an, in der die Andruckkugel 22 jeweils in der in 2c dargestellten Stellung zu liegen kommt, so dass beim Einrücken des Arretierbolzens 15 in eine der Bohrungen 16, 17 eine kleinere Kraft als bei der in 4 dargestellten Kontur auf den Arretierbolzen 15 ausgeübt wird.
  • Bei den in 5 und 6 dargestellten Konturen sind die geneigten Begrenzungsflächen 19 nicht eben, sondern gekrümmt. In 5 nimmt der Krümmungsradius der Begrenzungsflächen 19 zu den Stirnenden des Arretierbolzens 15 hin zu, wodurch die auf den Arretierbolzen 15 ausgeübte Kraft beim Ausrücken aus der jeweiligen Bohrung 16, 17 größer und die Vorspannkraft kleiner wird, während bei der in 6 dargestellten Kontur der Krümmungsradius der Begrenzungsflächen 19 zu den Stirnenden des Arretierbolzens 15 hin abnimmt, wodurch die auf den Arretierbolzen 15 ausgeübte Kraft beim Ausrücken aus der jeweiligen Bohrung 16, 17 kleiner und die Vorspannkraft bzw. die Kraft beim Einrücken in die andere Bohrung 17, 16 größer wird.
  • Die Verschiebung des Schiebers 9 zwischen seinen beiden Endlagen kann mechanisch oder magnetisch vorgenommen werden, wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Pleuel
    2
    Pleuelschaft
    3
    Pleuelfuß
    4
    Lagerauge
    5
    Pleuelschraube
    6
    Pleueldeckel
    7
    Flansch Exzenterbuchse
    8
    Exzenterbuchse
    9
    Schieber
    10
    Führung
    11
    Rastvorrichtung
    12
    Langloch
    13
    Durchgangsbohrung Pleueldeckel
    14
    Gehäuse Rastvorrichtung
    15
    Arretierbolzen
    16
    Bohrung
    17
    Bohrung
    18
    Vertiefung Arretierbolzen
    19
    Begrenzungsflächen
    20
    Ausnehmung Schieber
    21
    Schraubendruckfeder
    22
    Andruckkugel
    23
    Flächenabschnitte
    24
    Zentriermulde
    25
    flache Erhebung
    26
    flache Mulde

Claims (21)

  1. Vorrichtung zum Verstellen und Arretieren einer Exzenterbuchse (8) in einem Lagerauge eines Pleuels (1) einer Brennkraftmaschine, mit einem mittels eines Betätigungsorgans (9) in axialer Richtung des Lagerauges verschiebbaren, in zwei unterschiedlichen Drehstellungen mit der Exzenterbuchse (8) in Arretiereingriff tretenden Arretierorgan (15), dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (9) über ein federbelastetes, quer zur Verschieberichtung des Arretierorgans (15) bewegliches Andruckelement (22) auf das Arretierorgan (15) einwirkt, wobei das Andruckelement (22) zum Verschieben des Arretierorgans (15) gegen eine von zwei in Bezug zur Verschieberichtung des Arretierorgans (15) geneigte Oberflächen (19) des Arretierorgans (15) angepresst wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement eine Kugel (22) ist, die von einer Schraubendruckfeder (21) gegen das Arretierorgan (15) angepresst wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (22) nach einer Verschiebung des Betätigungsorgans (9) gegen die in Bezug zur Verschieberichtung des Arretierorgans (15) geneigte Oberfläche (19) des Arretierorgans (15) angepresst wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierorgan (15) durch eine vom Andruckelement (22) aufgebrachte Kraftkomponente aus dem Eingriff mit der Exzenterbuchse (8) ausgerückt und vorgespannt wird.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Arretierorgan (15) zwei in Bezug zu seiner Verschieberichtung geneigte Oberflächen (19) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (19) eine zur Aufnahme des Andruckelements (22) dienende Vertiefung (18) im Arretierorgan (15) an entgegengesetzten Seiten begrenzen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (19) zu einer Mitte der Vertiefung (18) und/oder des Arretierorgans (15) symmetrisch sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (19) mindestens entlang von einem Teil ihrer Erstreckung eben sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenen Oberflächen (19) in der Mitte der Vertiefung (18) und/oder des Arretierorgans (15) eine Rastmulde (24) begrenzen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenen Oberflächen (19) im Bereich der Rastmulde einen Winkel von etwa 120 Grad einschließen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (19) mindestens entlang von einem Teil ihrer Erstreckung gekrümmt sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Oberflächen (19) in Richtung von entgegengesetzten Stirnenden des Arretierorgans (15) einen abnehmenden Krümmungsradius aufweisen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmten Oberflächen (19) in Richtung von entgegengesetzten Stirnenden des Arretierorgans (15) einen zunehmenden Krümmungsradius aufweisen.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierorgan (15) in einer Bohrung (13) des Pleuels (1) zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierorgan ein Bolzen (15) ist, dessen entgegengesetzte Stirnenden jeweils in einer der beiden Endstellungen in eine gegenüberliegende Öffnung (16, 17) in einem benachbarten stirnseitigen Flansch (7) der Exzenterbuchse (8) eingreifen.
  16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (9) verschiebbar an einer Außenseite des Pleuels (1) angebracht ist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (9) entlang einer Führung (10) in axialer Richtung des Lagerauges (4) verschiebbar ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (9) zusammen mit dem federbelasteten Andruckelement (22) verschiebbar ist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (11) zum Fixieren des Betätigungsorgans (9) in zwei entgegengesetzten Endlagen.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11) zum Fixieren des Betätigungsorgans (9) ein federbelastetes, quer zur Verschieberichtung des Betätigungsorgans (9) bewegliches Rastelement umfassen, das in jeder der beiden Endlagen in eine gegenüberliegende Rastvertiefung des Betätigungsorgans (8) eingreift.
  21. Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mehreren Pleueln, dadurch gekennzeichnet, dass die Pleuel (1) jeweils eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfassen.
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