DE102009043504A1

DE102009043504A1 - Hubkolbenmechanismus mit variablem Verdichtungsverhältnis

Info

Publication number: DE102009043504A1
Application number: DE200910043504
Authority: DE
Inventors: Karsten Wittek; Markus Kalenborn
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis mit einer Antriebseinheit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, mit mindestens einem Zylinder, einem im Zylinder bewegbaren Kolben, einem den Kolben tragenden Pleuel, einer Kurbelwelle, wobei das Pleuel bewegbar auf der Kurbelwelle gelagert ist und das Pleuel die Kurbelwelle mit dem Kolben verbindet, einem Zylinderkurbelgehäuse mit einem jedem Lagerpunkt der Kurbelwelle zugeordneten exzentrischen Kurbelwellenlager, wobei jedes Kurbelwellenlager einstückig von dem Zylinderkurbelgehäuse umfasst ist und wobei ein Kurbelwellenlager in einem in das Zylinderkurbelgehäuse eingebauten Zustand mit einem weiteren benachbarten Kurbelwellenlager verbindbar ist, so dass ein Moment auf ein benachbartes Kurbelwellenlager übertragbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Hubkolbenmechanismus und ein Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis mit einer Antriebseinheit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, mit mindestens einem Zylinder, einem im Zylinder bewegbaren Kolben, einen den Kolben tragenden Pleuel, einer Kurbelwelle, wobei das Pleuel bewegbar auf der Kurbelwelle gelagert ist und das Pleuel die Kurbelwelle mit dem Kolben verbindet, einem Zylinderkurbelgehäuse mit einem jeden Lagerpunkt der Kurbelwelle zugeordneten Exzenter, wobei jeder Exzenter einstückig von dem Zylinderkurbelgehäuse umfasst ist. Darüber hinaus umfasst die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit einem variablen Verdichtungsverhältnis, die mit einem Hubkolbenmechanismus ausgestattet ist. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis.
Einleitend sei darauf hingewiesen, dass der in den Ansprüchen beschriebene Hubkolbenmechanismus in der Beschreibung, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen vornehmlich anhand einer Verbrennungskraftmaschine dargestellt ist, dies beschränkt den Hubkolbenmechanismus aber nicht. So ist die vorlegende Erfindung für eine Verbrennungskraftmaschine, wie einen Ottomotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung, einen Dieselmotor, einen Zweitaktmotor oder andere Arten von Verbrennungskraftmaschinen mit hin- und hergehenden Kolben oder eine Verbrennungskraftmaschine mit variablen Volumen, wie beispielsweise ein Sterlingmotor, einsetzbar. Darüber hinaus kann der Hubkolbenmechanismus aber auch in einer Dampfmaschine, einer Pumpe oder einem Kompressor eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Hubkolbenmechanismus bei Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge eingesetzt.
Um bei modernen Verbrennungskraftmaschinen einen niedrigen Kraftstoffverbrauch bei gleichzeitig geringer Schadstoffemission zu erzielen, sind diese Verbrennungskraftmaschinen mit einem Mechanismus versehen, der es erlaubt, das Verdichtungsverhältnis je nach Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine variabel einzustellen. Eine Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis in einer Verbrennungskraftmaschine einzustellen ist die, dass die die Kolben mittels eines Pleuels tragende Kurbelwelle in Exzentern gelagert ist. Durch die exzentrische Lagerung der Kurbelwelle ist es möglich, das Verdichtungsverhältnis zu jedem Betriebspunkt so hoch wie möglich einzustellen, jedoch jeweils nur so hoch, dass eine den Motor schädigende, klopfende Verbrennung vermieden wird. Neben dem variablen Einstellen des Verdichtungsverhältnisses auf den jeweiligen Zündzeitpunkt ist es eine Anforderung an die Entwickler von Verbrennungskraftmaschinen, den gestiegenen und immer weiter steigenden Verdichtungsverhältnissen konstruktiv gerecht zu werden. Durch die gestiegenen Drücke steigt auch die Belastung in den Lagern, wie beispielsweise den Hauptlagern der Kurbelwelle. Neben den unmittelbar aus der Verbrennung resultierenden vertikalen Kräften aus den Kolben wirken durch die Schrägstellung der den Kolben tragenden Pleuel Seitenkräfte auf die Hauptlager der Kurbelwelle. Die aus den Spitzendrucklagen resultierenden Vertikal- und Seitenkräfte müssen durch die Hauptlager aufgefangen werden, wobei herkömmliche Werkstoffe und Verschraubungen an ihre Belastungsgrenzen geraten.
Um den gestiegenen und immer weiter steigenden Belastungen in den Lagerpunkten der Hauptlager gerecht zu werden, ist es aus der DE 10 2005 040 327 A1 bekannt geworden, das Zylinderkurbelgehäuse ringförmig und einstückig um die Hauptlager herum auszubilden. In das Zylinderkurbelgehäuse ist hierbei eine durchgehende Bohrung eingebracht, in die eine aus Kurbelwelle und Exzenter gebildete Einheit eingefügt werden kann. Zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses sind die Exzenter einstückig in Form einer Verbindungsstruktur verbunden. Die Verbindungsstruktur bildet hierbei eine erste Hälfte der Exzenter, gegen die die separate zweite Hälften um die Exzenter herum mit der Verbindungsstruktur verschraubt werden. Die Exzenter werden dabei mittels hydraulischer Zylinderkolbeneinheiten und Kolbenstangen, die jedem Exzenter zugeordnet sind, in ihrer Exzentrizität verstellt. Um einen ausreichenden Raum für die Bewegung des Pleuels zur Verfügung zu stellen, sind die Verbindungsstrukturen der ersten Hälfte der Exzenter außerhalb des Bewegungsraums der die Kolben tragenden Pleuel angeordnet. Nachteilig hierbei ist, dass die Exzenter auch in Bezug auf den von den Pleuel benötigten Bewegungsraum einen großen Durchmesser aufweisen müssen, so dass einerseits das die Exzenter umschließende Zylinderkurbelgehäuse ebenfalls großvolumig ausgeführt sein muss und, um ausreichenden Bewegungsraum für die Kolben zur Verfügung zu stellen, das Zylinderkurbelgehäuse und/oder die die Kolben tragenden Pleuel lang ausgebildet sein müssen.
Ein weiteres Zylinderkurbelgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem variablen Verdichtungsverhältnis und einem die Exzenter einstückig umschließenden Zylinderkurbelgehäuse ist in der EP 1 082 528 B1 offenbart. Die Kurbelwelle ist hierin in einer die Kurbelwelle exzentrisch lagernden Kurbelwellenwiege aufgenommen. Die Kurbelwellenlagerpunkte werden hierbei mittels struktureller Aussteifungen in Form von Halbschalen miteinander verbunden und bilden eine starre Halterung für die Kurbelwelle. Die Kurbelwelle wird in die zusammenhängende Kurbelwellenwiege eingelegt und mittels halbkreisförmiger Lagerkappen in der Kurbelwellenwiege befestigt. Nachteilig hierbei ist ebenfalls, dass die die Exzenter verbindenden strukturellen Aussteifungen einen großen Bauraum benötigen, da diese den Bewegungsraum des Pleuels nicht begrenzen dürfen. Nachteilig ist ebenfalls, dass durch die großvolumige Bauweise der Aussteifungen und deren Anliegen am Zylinderkurbelgehäuse große Reibwiderstände erzeugt und überwunden werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und einen verbesserten Hubkolbenmechanismus bereitzustellen, der eine kurze Bauhöhe des Zylinderkurbelgehäuses ermöglicht, der hohe dynamische Kräfte aufnehmen kann und darüber hinaus konstruktiv einfach aufgebaut ist und somit kostengünstig herzustellen ist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis bereit zu stellen, mit dem kostengünstig gefertigt und eine zügige Montage des Hubkolbenmechanismus erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis gemäß dem Patentanspruch 1 und einem Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus gemäß dem Patentanspruch 16 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Die einzelnen Merkmale in den Ansprüchen sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit anderen Merkmalen aus der nachfolgenden Beschreibung wie auch aus den Unteransprüchen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.
Ein Hubkolbenmechanismus, der die genannte Aufgabe löst, ist ein Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis mit einer Antriebseinheit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, mit mindestens einem Zylinder, einem im Zylinder bewegbaren Kolben, einem den Kolben tragenden Pleuel, einer Kurbelwelle, wobei das Pleuel bewegbar auf der Kurbelwelle gelagert ist und das Pleuel die Kurbelwelle mit dem Kolben verbindet, einem Zylinderkurbelgehäuse mit einem jedem Lagerpunkt der Kurbelwelle zugeordneten Exzenter, wobei jeder Exzenter einstückig von dem Zylinderkurbelgehäuse umfasst ist und wobei ein maximaler äußerer Durchmesser des Exzenters kleiner ist als eine durch das Pleuel gebildete Bewegungskurve und die Kurbelwelle radial nicht über den maximalen äußeren Durchmesser des Exzenters hinausragt. Ein Vorteil, der sich dadurch ergibt ist der dass der Durchmesser des Exzenters kleiner ausbildbar ist als ein Durchmesser, der durch die Bewegung des Pleuels im Motorbetrieb definiert ist. Hierdurch ist es möglich, die in das Zylinderkurbelgehäuse einzubringende Öffnung oder Bohrung zur Aufnahme der Exzenter lediglich so groß auszubilden, dass die Exzenter in das Zylinderkurbelgehäuse einfügbar sind. Hierbei ist der Durchmesser der Kurbellager lediglich durch eine aus der Kurbelwelle gebildete Einhüllende begrenzt. Mit anderen Worten ist der Durchmesser der Exzenter als Minimaldurchmesser durch die Einhüllende der Kurbelwelle definiert. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung, nämlich der, dass die Abmaße des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich der Exzenter nicht durch die Größe der Exzenter bestimmt wird. Hierdurch ist eine kompakte Bauweise des Zylinderkurbelgehäuses erzielbar, wobei einerseits eine kurze Bauhöhe des Zylinderkurbelgehäuses und andererseits eine geringe Breite des Zylinderkurbelgehäuses realisierbar ist.
In vorteilhafter Weise ist lediglich die die Exzenter verbindende Verbindungslasche an den zur Bewegung des Pleuels notwendigen Bewegungsraum anzupassen. Die Verwendung von separaten Bauteilen wie Exzenter und Verbindungslasche ermöglicht einerseits eine kostengünstige Serienfertigung und andererseits ein leichtes Einhalten geforderter Toleranzen. So ist es beispielsweise möglich, noch während des Einbaus der Verbindungslaschen einzuhaltende Fertigungstoleranzen auszugleichen oder anzupassen. Der aus dem Stand der Technik bekannte nachteilige einteilige Aufbau eines Exzenters und der damit verbundene hohe Fertigungsaufwand wird mit der separaten Ausbildung der Exzenter und der Verbindungslaschen überwunden. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn ein jeder Exzenter als separates Bauteil ausgebildet ist und jeweils benachbarte Exzenter mittels einer Verbindungslasche kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind. Eine kraftschlüssige Verbindung ist beispielsweise als eine Schraub- und/oder Stiftverbindung ausbildbar. Wird die Verbindungslasche zusätzlich noch formschlüssig mit dem Exzenter verbunden, ergibt sich eine höhere Torsionssteifigkeit im Verbund zwischen Exzenter und Verbindungslasche.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn die Verbindungslasche eine Ausbuchtung aufweist, wobei die Ausbuchtung über eine durch das Pleuel und/oder eine Pleuellagerung gebildete Bewegungskurve hinausragt. Durch die Ausbildung der Verbindungslasche mit einer Ausbuchtung, die sich zwischen den Exzentern in Richtung von der Kurbelwelle weg erstreckt, ist es möglich, die Exzenter kleinstbauend auszubilden. Die Exzenter sind lediglich durch die Bewegungskurve der Kurbelwelle im minimalen Durchmesser begrenzt. Die Montage des den Kolben tragenden Pleuels erzeugt bei der Bewegung der Kurbelwelle eine Bewegungskurve, die in einer Draufsicht der Form einer Geige ähnelt. Der Bewegungsraum des auf der Kurbelwelle befestigten Pleuels wird daher auch als Pleuelgeige bezeichnet. Die Verbindungslasche muss zwangsläufig, damit der Bewegungsraum des Pleuels nicht eingeschränkt wird, eine Verbindung zwischen den Exzentern herstellen, die außerhalb des Bewegungsraums des Pleuels oder der Pleuelgeige liegt. In vorteilhafter Weise erstreckt sich eine Ausbuchtung oder Erhebung ausgehend von den Befestigungspunkten der Verbindungslasche von den Exzentern radial wegweisend soweit, dass der Bewegungsraum für das Pleuel und/oder die Pleuellagerung frei bleibt.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn der Exzenter eine ringförmige äußere Schale und einen scheibenförmigen inneren Bereich aufweist und der Exzenter mittels der ringförmigen Schale im Zylinderkurbelgehäuse aufgenommen ist, wobei die ringförmige Schale zumindest in einem Ringabschnitt eine größere Wandstärke aufweist. Durch die Ausbildung des Exzenters in Form einer ringförmigen äußeren Schale und einem scheibenförmigen Innenraumbereich ist ein konstruktiv einfacher Aufbau des Exzenters realisierbar, das hohe dynamische Kräfte aufnehmen kann. Darüber hinaus dient die äußere ringförmige auch als hohlzylinderförmig beschreibbare einen einheitlichen Durchmesser aufweisende äußere Schale einem sicheren und leichten Einführen der mit der Kurbelwelle verbundenen Exzenter in das Zylinderkurbelgehäuse. Darüber hinaus dient die ringförmige äußere Schale dazu, die Steifigkeit des Exzenters zu erhöhen. Gleichzeitig ist dabei die Möglichkeit geschaffen, durch den scheibenförmigen inneren Bereich eine optimale Aufnahmefläche für ein die Kurbelwelle tragendes Lager zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt ist das im scheibenförmigen Bereich der Exzenter aufgenommene Lager ein Gleitlager. Durch die Ausbildung zumindest eines Teils der ringförmigen Schale, das heißt einen Ringabschnitt mit einer größeren Wandstärke ist es zum Beispiel möglich, die Steifigkeit des Exzenters an die Anforderungen im Betrieb des Hubkolbenmechanismus anzupassen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dann, wenn mittels der Wandstärke der ringförmigen Schale eine Exzentrizität der Exzenter einstellbar ist. Durch das Einbringen der Exzentrizität in die Exzenter mittels einer Veränderung der Wandstärke der ringförmigen Schale ist ein einfaches Mittel zur Verfügung gestellt, um eine exzentrische Lagerung der Kurbelwelle zu ermöglichen. Hierbei ist es in der Fertigung möglich, mit identischen inneren Bereichen zu arbeiten, und lediglich die äußere Schale des Exzenters an die Anforderungen an die Exzentrizität der Exzenter oder andere Anforderungen, wie beispielsweise eine axiale Lagesicherung, anzupassen.
Ein Vorteil ergibt sich dann, wenn eine kontinuierliche Veränderung der Wandstärke an der Schale ausgebildet ist und die Verbindungslasche im Bereich der größten Wandstärke mit dem Exzenter verbunden, vorzugsweise verschraubt und/oder verstiftet ist. Einerseits bietet die kontinuierlich umlaufende, bevorzugt in einem Ringabschnitt vorliegende größere Wandstärke der äußeren Schale die Möglichkeit, die Exzentrizität der Kurbelwelle in Bezug auf das Zylinderkurbelgehäuse einzustellen, darüber hinaus bietet die Ausbildung eines Bereichs der äußeren Schale mit einer größeren Wandstärke den Vorteil, dass die Exzenter sicher verbindbar sind. Die Sicherheit der Verbindung wird dadurch erhöht, dass den Verbindungslaschen ausreichend Material zur Verschraubung mit dem oder den Exzentern zur Verfügung steht. Die Verbindungslasche kann mit dem Exzenter verschraubt und/oder vernietet und/oder verstiftet und/oder lösbar oder unlösbar verbunden sein. Bevorzugt werden die Verbindungslaschen mit dem Exzenter verschraubt oder vernietet.
Vorteilhaft ist es ebenfalls und eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass der Exzenter zweiteilig, vorzugsweise bruchgetrennt ausgebildet ist. Die Exzenter werden vor dem Einbau der Kurbelwellen in das Zylinderkurbelgehäuse mit den Exzentern verbunden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Exzenter zweiteilig ausgeführt sind, da die Exzenter dann einfach mit der Kurbelwelle verbindbar sind. In einer zweiteiligen Ausführungsform der Exzenter ergibt sich eine obere Exzenterhälfte und eine untere Exzenterhälfte. Hierbei definieren die Worte ”obere” und ”untere” Exzenterhälfte eine bevorzugte Ausführungsform und beschreiben gleichzeitig eine bevorzugte Trennebene des Exzenters. So bildet die obere Exzenterhälfte die Hälfte des Exzenters, die dem Kolben zugewandt ist und die untere Exzenterhälfte die Hälfte des Exzenters, die die Kurbelwelle von einer dem Kolben abgewandten Seite her umschließt. Der Exzenter liegt bevorzugt zweiteilig vor, kann aber auch mehrteilig ausgeführt sein. Ein Vorteil ergibt sich dann, wenn der Exzenter bruchgetrennt vorliegt, da hierdurch optimal zueinander fügbare Flächen zum Zusammenfügen des Exzenters um die Kurbelwellen herum zur Verfügung stehen. Andere Trennverfahren, wie beispielsweise ein Sägen oder Drahterodieren sind als Trennverfahren ebenfalls möglich. Die zweiteilige Ausführungsform der Exzenter bietet den Vorteil einer leichten Montage der Exzenter um die Lagerpunkte der Kurbelwelle herum. Bevorzugt werden die Exzenterhälften um die Kurbelwelle herum miteinander verschraubt.
Eine zweiteilige Ausführungsform der Exzenter ermöglicht eine leichte Montage der Exzenter auf der Kurbelwelle. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn eine Trennebene des Exzenters zumindest in einer Stellung des Exzenters parallel zu einer durch einen Kolbenboden gebildeten Ebene ausgebildet ist, so dass eine obere, dem Kolben zugewandte Exzenterhälfte und eine untere, dem Kolben abgewandte Exzenterhälfte gebildet ist. Der in den Zylinder geführte Kolben besitzt zumeist einen ebenen Kolbenboden, in den eine die Verbrennung fördernde Mulde eingefügt sein kann. An seinem oberen Wendepunkt oder Totpunkt schließt der Kolbenboden nahezu mit einer Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses ab, wobei auf die Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses ein Zylinderkopf montierbar ist. Der Kolbenboden liegt sofern der Kolbenboden eben ausgeführt ist, in einer parallelen Ebene zur Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Trennebene des Exzenters parallel zur Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses oder eines ebenen Kolbenbodens ausgerichtet ist. Durch die Lage der Trennebene des Exzenters in einer nahezu parallelen Ebene zur oberen Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses liegt die Trennebene in einem Bereich minimaler Belastungen durch die Kurbelwelle. Die Trennebene liegt natürlich nur in einer Stellung des Exzenters in einer parallelen Ebene zur oberen Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses, da die Trennebene bei einer Verstellung des Exzenters mit dem Exzenter verschwenkt bzw. verdreht wird. Die maximalen Belastungen der Exzenter resultieren aus die durch den Verbrennungsprozess erzeugte vertikale Kräfte, die von den Exzentern aufgenommen werden müssen. Durch die Lage der Trennebene in einer horizontalen oder nahezu parallelen Ausrichtung zur den Zylinderkopf aufnehmenden Oberfläche liegt die Trennebene im Bereich minimaler Belastung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungslasche seitlich, das heißt um 90° versetzt zur Zylinderbohrung am Exzenter befestigt. Durch die seitliche Anordnung ergibt sich der Vorteil, dass das Zylinderkurbelgehäuse kleinstbauend ausbildbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verbindungslasche in einem die Trennebene übergreifenden Bereich mit dem Exzenter verbunden. Die Anordnung der Verbindungslasche im Bereich der Trennebene und insbesondere derart, dass die Verbindungslasche die Trennebene übergreift, bietet gleich mehrere Vorteile. Zum ersten wir der Exzenter durch die Verbindungslasche gestützt, das heißt bei einer zum Beispiel Verschraubung der Verbindungslasche mit der oberen Exzenterhälfte und der unteren Exzenterhälfte über die Trennebene hinweg erfährt der Exzenter eine zusätzliche Stabilisierung. Zum zweiten ist die Verbindungslasche in einem Bereich des Exzenters befestigt, der einer minimalen Belastung des Exzenters entspricht. Und drittens liegt die Trennebene und somit die Verbindungslasche in einem Bereich, der außerhalb der maximalen Bewegungskurve des Pleuels bzw. der Pleuellagerung bzw. der Pleuelverschraubung liegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Verbindungslasche lediglich eine geringe Höhe in ihrer Ausbuchtung aufweisen muss. Eine geringere Höhe der Ausbuchtung der Verbindungslasche bedingt wiederum geringere äußere Abmaße des Zylinderkurbelgehäuses.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn die Verbindungslasche auf einer in die äußere Schale des Exzenters eingearbeiteten Auflagefläche mit dem Exzenter verbunden ist, wobei die Verbindungslasche eine der Auflagefläche entsprechende Oberfläche aufweist, so das die Verbindungslasche auf der Auflagefläche vollflächig zur Anlage kommt. Mittels eines Anpassens der Fügeflächen von Verbindungslasche und Exzenter wird eine optimale Torsionssteifigkeit des Verbunds aus Exzenter und Verbindungslasche erzielt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn neben einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Verbindungslasche und Exzenter eine formschlüssige Verbindung zwischen Verbindungslasche und Exzenter vorliegt. Einerseits ist es durch einen Formschluss möglich, die Verbindungslasche und den Exzenter zueinander auszurichten und darüber hinaus erhöht eine formschlüssige Verbindung die Torsionssteifigkeit und somit ebenfalls die Möglichkeit der Übertragung größerer Momente zwischen den Exzentern. Durch eine in die äußere Schale des Exzenters eingearbeitete Auflagefläche, in die oder auf die die Verbindungslasche eingelegt oder aufgelegt wird, ist es möglich, einerseits einen Formschluss zwischen Verbindungslasche und Exzenter herzustellen und andererseits kann die Verbindungslasche konstruktiv einfacher und somit kostengünstiger ausgeführt sein.
Ist die in die äußere Schale des Exzenters eingearbeitete Auflagefläche und die Oberfläche der Verbindungslasche eben ausgeführt, ergibt sich eine weitere vorteilhafte Ausführungsform. Durch eine ebene Ausführungsform der Anlagefläche im Exzenter sowie eine ebene Form der Oberfläche der Verbindungslasche ist einerseits eine leichte Montage der Verbindungslasche mit den Exzentern möglich und andererseits ist eine ebene Oberfläche am Exzenter leicht herstellbar. Eine einfache Herstellbarkeit der Anlagefläche wie auch der Ausbildung der Verbindungslasche wirkt sich wiederum positiv auf die Kosten des Hubkolbenmechanismusses aus. Nicht nur die ebene Ausführung der Auflagefläche, sondern auch eine ebene Ausführung der Verbindungslasche ist leicht herstellbar. So bildet die Verbindungslasche in einer bevorzugten Ausführungsform eine im Schnitt hutförmige Kontur, mit zwei Anlageflächen zur Aufnahme auf den Auflageflächen des Exzenters und einer zwischen den Anlageflächen befindlichen Erhebung zur Überbrückung des Bewegungsraums des Pleuels. Ein derartiges im Querschnitt hutförmiges Profil ist zum Beispiel mittels eines vierfach abgekanteten Bleches leicht herstellbar. Neben einem hutförmigen Querschnittsprofil ist natürlich ebenfalls eine halbkreisförmige oder mehreckige Ausbildung der Erhebung zwischen den Anlageflächen der Verbindungslasche möglich.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn der Exzenter in seinem scheibenförmigen inneren Bereich mindestens ein Fenster aufweist, so dass ein Gas und/oder ein Fluidfluss durch den Exzenter ermöglicht ist. Bedingt durch die Hubbewegung der Kolben in den Zylindern oder dem Zylinder des Hubkolbenmechanismusses ist es erforderlich, dass ein Gasstrom durch den Exzenter hindurch ermöglicht ist. Insbesondere bei mehrzylindrigen Hubkolbenmechanismen kann hierdurch die in die inneren Bereiche des Exzenters eingebrachten Fenster Gas zirkulieren. So ist es vorstellbar, ein oder zwei oder mehrere Fenster in den inneren Bereich des Exzenters einzubringen. Neben dem durch die Kolben bewegten Gasströme laufen Kurbelwellen zumeist flüssigkeitsgeschmiert. Bevorzugt werden natürliche oder synthetische Öle zur Schmierung der Kurbelwelle eingesetzt. Um einen Fluidstrom in der Höhe zwischen den Exzentern zu ermöglichen, ist es möglich, in den Exzenter und bevorzugt in einen dem Kolben abgewandten Bereich ein, zwei oder mehrere Fenster einzubringen, so dass ein Fluidstrom auch durch die Exzenter hindurch ermöglicht wird. So sind in einer bevorzugten Ausführungsform in dem Exzenter in einem dem Kolben abgewandten Bereich zwei Fenster für einen Gas- und/oder einen Fluidfluss und in einem dem Kolben zugewandten Bereich, insbesondere in die obere Exzenterhälfte, ein Fenster eingebracht, so dass ein Gasfluss oder -strom durch den Exzenter hindurch ermöglicht wird. Die Fenster in der unteren und/oder oberen Exzenterhälfte dienen hierbei als Ventilationsöffnungen und ermöglichen einen Gas- und/oder Fluidfluss durch den oder die Exzenter hindurch.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn die Fenster derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Mittel zur Fixierung einer Relativposition zwischen Exzenter und Kurbelwelle in dem Fenster anordbar ist, so dass ein leichtes Fügen einer Einheit aus Kurbelwelle und Exzenter in das Zylinderkurbelgehäuse ermöglicht ist, da ein Verdrehen der Einheit aus Kurbelwelle und Exzenter während des Fügens in das Zylinderkurbelgehäuse unterbunden wird. Die Exzenter werden vor dem Einführen der Kurbelwelle in das Zylinderkurbelgehäuse auf der Kurbelwelle montiert. Die Kurbelwelle ist in den Exzentern beispielsweise gleitgelagert aufgenommen. Hierdurch ist es möglich, dass sich die Exzenter beim Einführen der Kurbelwelle in das Zylinderkurbelgehäuse verdrehen. Sind in einer vorteilhaften Ausführungsform die Fenster in den Exzentern beispielsweise in einer gleichen Anordnung oder Orientierung oder Position in die Exzenter eingebracht, so ist es möglich, die Fenster dazu zu verwenden, dass ein Mittel zur Fixierung der Relativposition der Exzenter zur Kurbelwelle in die Fenster einführbar ist, so dass den Fenstern zusätzlich die Funktion einer Einführhilfe zukommt. Durch das Fixieren der Relativposition, das heißt der Ausrichtung der Kurbelwelle zu den Exzentern, wird ein Einführen oder Fügen der Einheit aus Kurbelwellen und Exzentern erleichtert.
Weist der Exzenter ein- oder beidseitig eine Einführphase auf, so ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung, wobei der Exzenter leicht in eine Lagerstelle, vorzugsweise in eine Bohrung, des Zylinderkurbelgehäuses einfügbar ist. Die Ausbildung einer Einführphase an den äußeren Schalen der Exzenter ermöglicht es, die vor dem Einführen gefügte Einheit aus Kurbelwelle und Exzenter leicht in das Zylinderkurbelgehäuse einzuführen. Insbesondere das Einführen in eine Bohrung der Zwischenwände oder Schottwände des Zylinderkurbelgehäuses wird hierdurch erleichtert. Dies ermöglicht darüber hinaus eine genauere Passung zwischen Exzenter und Bohrung zur Aufnahme der Exzenter, so dass ein sichereres und genaueres Einpassen der Exzenter in das Zylinderkurbelgehäuse und in die dafür vorgesehenen Zwischenwände und/oder Außenwände des Zylinderkurbelgehäuses.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dann, wenn die Lagerstelle des Exzenters im Zylinderkurbelgehäuse ein- oder beidseitig mit einer Einführhilfe, vorzugsweise einer Phase versehen ist. Wird zusätzlich das Zylinderkurbelgehäuse in den für die Aufnahme der Exzenter vorgesehenen Bohrungen mit einer Phase versehen, so wird das Einführen der mit den Exzentern versehenen Kurbelwellen in das Zylinderkurbelgehäuse zusätzlich erleichtert. Zum Einführen der Exzenter in die Bohrungen des Zylinderkurbelgehäuses ist ein beidseitiges Phasen der Bohrungen ebenfalls vorteilhaft, da hierdurch einerseits die Exzenter leicht in das Zylinderkurbelgehäuse eingeführt und andererseits die Kurbelwelle leicht demontierbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Bohrungen zur Aufnahme der Exzenter an jeder Bohrungsöffnung eine Phase und die Schalen der Exzenter sind ebenfalls beidseitig mit einer Phase ausgestattet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn ein an einem Ende des Zylinderkurbelgehäuses angeordneter Exzenter Mittel zur axialen Positionierung und/oder Fixierung der aus der Kurbelwelle und den zugehörigen Exzentern gebildeten Einheit im Zylinderkurbelgehäuse aufweist. Die Exzenter führen die Kurbelwelle in den Bohrungen des Zylinderkurbelgehäuses und insbesondere in den Außen- und Zwischenwänden in radialer Richtung. Zur axialen Fixierung ist es möglich, an eine äußere Schale des Exzenters einen Bund auszubilden, der die Kurbelwelle, wie auch die damit verbundenen Exzenter in axialer Richtung, das heißt in Richtung einer Längsachse der Kurbelwelle im Zylinderkurbelgehäuse fixiert. Hierbei ist es möglich, dass der an die Schale angeformte oder angebrachte, das heißt montierte Bund mit einer Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses zusammenwirkt. Vorteilhaft kann es hierbei sein, in das Zylinderkurbelgehäuse eine Vertiefung oder Einfräsung oder Nut einzubringen, die mit dem Bund auf der äußeren Schale des Exzenters zusammenwirkt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Verbrennungskraftmaschine ergibt sich dann, wenn in die Verbrennungskraftmaschine ein Hubkolbenmechanismus mit den beschriebenen Ausführungsformen enthalten ist. Ein Vorteil einer derartigen Verbrennungskraftmaschine ist der, dass das den Exzenter ringförmig umschließende Zylinderkurbelgehäuse kleinstbauend ausführbar ist und dass die die Exzenter umschließenden Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses groß genug ausbildbar sind, um höchste Spitzendrücke unter Belastungen aufnehmen zu können, wobei sich das Zylinderkurbelgehäuse in seinen äußeren Abmaßen nicht entscheidend von üblichen Zylinderkurbelgehäusen, die mit Lagerbrücken zur Aufnahme der Kurbelwelle versehen sind, abweicht. Insbesondere zeichnet sich die Verbrennungskraftmaschine dadurch aus, dass ein Außendurchmesser der Exzenter und somit auch der Bohrungen im Zylinderkurbelgehäuse kleiner ist als der durch das Pleuel beschriebene Bewegungsraum. Mit anderen Worten ist der Durchmesser der Exzenter nicht vom Bewegungsraum des Pleuels im Verbrennungsmotor abhängig.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus mit einem variablen Verdichtungsverhältnis mit mindestens einem Zylinder, einem im Zylinder bewegbaren Kolben gelöst, bei dem in einem ersten Schritt auf einem jeden Lagerpunkt einer Kurbelwelle ein Exzenter befestigt wird und in einem zweiten Schritt die Kurbelwelle mit dem Exzenter in einzelne Kurbelgehäuse eingeführt wird und in einem dritten Schritt die benachbarten Exzenter zur Übertragung eines Drehmoments miteinander verbunden werden und in einem vierten Schritt der Kolben mittels eines Pleuels mit der Kurbelwelle verbunden wird. Durch das Verfahren ist eine kostengünstige Herstellung eines Hubkolbenmechanismus und bevorzugt einer Verbrennungskraftmaschine ermöglicht. Kostengünstig auch dahingehend, dass die aus Einzelteilen gefertigten Bestandteile der Exzenter identische und damit Serienteile darstellen und in der Handhabung als separate Teile leicht zu handhaben und zu fertigen sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Montage der Exzenter auf der Kurbelwelle, da hierbei die Exzenter einzeln und in separaten Schritten montierbar sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass im Fehlerfalle, das heißt im Falle einer Fehlfunktion eines Exzenters lediglich ein Exzenter austauschbar ist.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ergibt sich dann, wenn die Exzenter mit einer Verbindungslasche kraft- und/oder formschlüssig, vorzugsweise verschraubt und/oder verstiftet, verbunden wird. Der Verfahrensschritt des Verbindens der Verbindungslasche mit dem beziehungsweise den Exzentern erfolgt kraft- und/oder formschlüssig, bevorzugt mittels Verschrauben oder Vernieten. Ein Vorteil der nachträglichen Montage der Verbindungslasche besteht darin, dass hierbei Fertigungstoleranzen ausgleichbar und eine Fixierung der Verbindungslaschen auf den Exzentern leicht möglich ist. Ein Vorteil, der sich aus der Verwendung separater Verbindungslaschen ergibt, ist der, dass die Verbindungslaschen an die Belastungen, das heißt das zu übertragende Drehmoment oder die im Hubkolbenmechanismus auftretenden Momente anpassbar ist. Je nach auftretenden Momenten sind unterschiedliche Verbindungslaschen und/oder Verbindungen auswählbar.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ergibt sich dann, wenn eine Einheit aus Exzenter und Kurbelwelle vor dem Einführen in das Zylinderkurbelgehäuse in einer Relativposition zueinander fixiert wird. Das Fixieren der Kurbelwelle in ihrer Position zu den Exzentern ermöglicht ein leichtes Handhaben der Einheit aus Kurbelwelle und Exzentern beim Einführen in das Zylinderkurbelgehäuse. Sind die Exzenter in ihrer Lage auf der Kurbelwelle fixiert, so sind Relativbewegungen zwischen Exzenter und Kurbelwelle nicht mehr möglich und die Einheit ist leicht in das Zylinderkurbelgehäuse einfügbar.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich ein Vorteil dann, wenn die Einheit aus Exzenter und Kurbelwelle mittels einer durch mindestens ein Fenster eines Exzenters hindurchreichende Einführhilfe in einer Relativposition zueinander fixiert wird. Eine in die Fenster der Exzenter eingeführte Einführhilfe ermöglicht ein leichtes Fixieren der Relativposition zwischen Kurbelwelle und Exzentern, das heißt, die Lage der Kurbelwelle zu den Exzentern ist nicht mehr veränderbar oder eine Drehbewegung der Exzenter auf der Kurbelwelle wird unterbunden. Die Fenster in den Exzentern erfüllen dann eine doppelte Funktion, zum einen dienen sie als Ventilationsöffnungen zum Austausch von Gas und/oder Fluidströmen und zum anderen dienen sie dem Einführen der Einheit aus Kurbelwelle und Exzentern in das Zylinderkurbelgehäuse.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen weitere Ausgestaltungen hervorgehen. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend, vielmehr können die dort jeweils beschriebenen Merkmale untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verweisen. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass das Ausführungsbeispiel eines Hubkolbenmechanismusses zwar eine Verbrennungskraftmaschine darstellt, die Erfindung ist aber nicht auf eine Verbrennungskraftmaschine beschränkt, sondern kann, wie einleitend dargestellt, bei jeglicher Art von Hubkolbenmechanismus eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Hubkolbenmechanismus. in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Es zeigt:
1 einen Querschnitt als Motorlängsschnitt durch ein mit vier Zylindern ausgeführtes Zylinderkurbelgehäuse mit einer Schnittfläche durch die Lagergassenachse gemäß der Linie I-I aus 4,
2 einen Querschnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse durch die Achse eines Zylinders gemäß der Linie II-II aus 1,
3 einen Querschnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse gemäß dem Schnitt III-III aus 4 im Bereich der Kurbelwellenachse,
4 einen Querschnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse gemäß der Linie IV-IV aus 3 als Schnitt durch die Hauptlagermitte,
5 eine isometrische Ansicht auf mit Verbindungslaschen versehene Exzenter,
6 ein separater Exzenter in zweiteiliger Form,
7 eine isometrische Ansicht auf ein Zylinderkurbelgehäuse in einer Draufsicht und einer Open-Deck-Konstruktion,
8 eine isometrische Ansicht auf einzelne Kurbelgehäuse in einer Ansicht auf einer Oberfläche zur Montage einer Ölwanne,
9 einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse gemäß der Linie II-II aus 1,
10 einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse gemäß der Linie II-II aus 1 mit verdrehter Exzentereinheit,
11 eine Ansicht auf eine weitere Ausführungsform eines Exzenters mit einem eingetragenen Bewegungsraum des Pleuels beziehungsweise der Pleuellagerung,
12 eine Draufsicht auf einen Bewegungsraum eines Pleuels gemäß der Ansicht XII-XII aus 11, und
13 zwei weitere Ansichten auf den Bewegungsraum eines Pleuels gemäß der Linie XII-XII aus 11 mit einer eingetragenen unterschiedlichen Exzenterstellung des Exzenters.
Die 1 zeigt einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse 1 in einer Seitenansicht und in einem Motorlängsschnitt durch eine Lagergassenachse 2 gemäß einem Schnitt durch das Zylinderkurbelgehäuse 1 entlang der Linie I-I aus 4. Die 1 zeigt einen Hubkolbenmechanismus 3 als Verbrennungskraftmaschine mit in den Zylindern 4, 5, 6, 7 geführten Kolben 8, 9, 10, 11, die jeweils auf einem Pleuel 12, 13, 14, 15 auf einer Kurbelwelle 16 gelagert sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Pleuel 12, 13, 14, 15 auf der Kurbelwelle 16 mittels Gleitlagern 17, 18, 19, 20 gelagert. Die Kurbelwelle 16 ist in Exzentern 21, 22, 23, 24, 25 exzentrisch gelagert. Das Kurbelwellengehäuse 1 umschließt die Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 einstückig, das heißt ringförmig. Der Exzenter 25 weist zusätzlich zur axialen Lagerung der Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 einen Bund 26 auf, der gegen das Gehäuse und in einer Ausnehmung 27 des Zylinderkurbelgehäuses 1 anliegt. Fixiert wird der Bund 26 auf dem Exzenter 25 mittels eines Radialwellendichtring-Trägers 28. Eine weitere axiale Führung der Kurbelwelle im Exzenter 25 erfolgt durch ein zwischen einem scheibenförmigen inneren Bereich 29 des Exzenters 25 und der Kurbelwelle angeordnetes Gleitelemente 30 in Form eines Anlaufstücks. Das Zylinderkurbelgehäuse 1 weist eine Vorderseite 31 und eine Rückseite 32 auf, wobei am vorderseitigen Ende 33 der Kurbelwelle 16 weitere Aggregate zum Antrieb zum Beispiel einer Wasserpumpe oder einer Lichtmaschine anordbar sind und an einem hinteren Ende 34 der Kurbelwelle 16 ein Mittel zum Abgreifen des in der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugten Drehmoments, wie beispielsweise ein Getriebe, anordbar ist. Am vorderen Ende 33 der Kurbelwelle 16 ist zusätzlich ein Torsionsschwingungsdämpfer 35 auf der Kurbelwelle 16 befestigt.
Die Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 besitzen einen äußeren Durchmesser D, der geringer ist als ein Bewegungsraum der Pleuel, der durch die Bewegung des Pleuels 12, 13, 14, 15 beziehungsweise der Pleuelverschraubung auf der Kurbelwelle 16 erzeugt wird. Durch den Fortfall der Verbindungslaschen zwischen den Exzentern 21, 22, 23, 24, 25 beim Einführen der Einheit aus Kurbelwelle 16 und Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 in das Zylinderkurbelgehäuse 1 ist es möglich, den Durchmesser D der Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 unabhängig von einem Bewegungsraum des Pleuels 12, 13, 14, 15 im Hubkolbenmechanismus 3 auszubilden. Dies bietet wiederum den Vorteil, dass das die Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 umschließende Zylinderkurbelgehäuse 1 um die Exzenter 21, 22, 23, 24, 25 herum massiv auszuführen und gleichzeitig eine kompakte Bauweise des Zylinderkurbelgehäuses 1 zu ermöglichen. Gerade die Unabhängigkeit vom Bewegungsraum des Pleuels 12, 13, 14, 15 ermöglicht eine kurze Bauhöhe des Zylinderkurbelgehäuses.
Die 2 zeigt einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse 36 gemäß der Linie II-II aus 1. Das Zylinderkurbelgehäuse 36 besitzt eine obere Oberfläche 37 zur Montage eines nicht dargestellten Zylinderkopfes. In einem durch eine Temperatur hoch belasteten Bereich 38 des Zylinderkurbelgehäuses 36 sind Hohlräume 39 vorgesehen, die im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 40 mit einem Kühlmittel durchflossen sind. Der Kolben 41 befindet sich in seinem oberen Wendepunkt oder oberen Totpunkt OT, wobei in Bezug auf den Exzenter eine Mittelstellung dargestellt ist. Das heißt, der Kolben 41 ist mittels der Exzenter 42 in Richtung des Pfeils P in seinem oberen Totpunkt OT verschiebbar. Durch die Verschiebung des oberen Totpunkts ist das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 40 veränderbar. Der Kolben 41 ist mittels eines Kolbenbolzens 43 in einem Pleuel 44 drehbar befestigt. Das Pleuel wiederum wird gleitgelagert von der Kurbelwelle 45 aufgenommen. Zur Schmiermittelzuführung besitzt die Kurbelwelle 45 eine Schmiermittelbohrung 46, die ein in diesem Ausführungsbeispiel dargestelltes Gleitlager 47 für das Pleuel 44 über einen Kanal 48 mit Schmiermittel versorgt. Das Pleuel 44 und. die Pleuelverschraubung 49 beschreiben bei einer Drehung der Kurbelwelle um 360° eine Bewegungskurve 50, als strichpunktierte Linie in der 2 dargestellt ist. Die strichpunktierte Linie 50 beschreibt den Bewegungsraum 50 des Pleuels 44 und der Pleuellagerung 49 und ähnelt in dieser in der Seitenansicht dargestellten Form einem Geigenkasten, so dass der Bewegungsraum 50 auch als Pleuelgeige beschreibbar ist. Der Bewegungsraum 50 muss freigehalten werden. Um den Bewegungsraum 50 freizuhalten, weist eine Verbindungslasche 51 eine Ausbuchtung auf, die ausgehend von einer Auflagefläche der Verbindungsfläche 51 sich bis über einen Bereich des Bewegungsraums 50 des Pleuels 44 und der Pleuelverschraubung 49 hinaus erstreckt.
Der Exzenter 42 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einer oberen Exzenterhälfte 53 und einer unteren Exzenterhälfte 54. Die Verbindungslasche 51 ist an eine ebene Auflagefläche 52 über eine Trennebene 55 der oberen Exzenterhälfte 53 und unteren Exzenterhälfte 54 hinweg mit verbunden.
Der Durchmesser des Exzenters 42 ist, wie deutlich in der 2 zu erkennen, kleiner als der Bewegungsraum 50 des Pleuels 44 und der Pleuelverschraubung 49. Dadurch ist es möglich, das Zylinderkurbelgehäuse 36 kompakt und niedrig bauend auszubilden und gleichzeitig eine ausreichende Materialstärke S zur Aufnahme der Kräfte aus dem Exzenter 42 im Zylinderkurbelgehäuse 36 zur Verfügung zu stellen. Dieses den Exzenter 42 umschließende Material des Zylinderkurbelgehäuses 36, das auch als Schottwand 56 bezeichenbar ist, bildet einen Vorteil, da durch den geringen Durchmesser des Exzenters 42 lediglich eine kleine Bohrung in die Schottwand 56 des Zylinderkurbelgehäuses 36 eingebracht werden muss, um die Exzenter 42 mit der Kurbelwelle 45 in das Zylinderkurbelgehäuse 36 einführen zu können, steht ausreichend Material zur Aufnahme der Kräfte aus der Kurbelwelle 45 zur Verfügung. Im Zylinderkurbelgehäuse 36 und insbesondere in der Schottwand 56 steht ausreichend Material S am Umfang des Exzenters 42 zur Verfügung, da die den Exzenter 42 aufnehmende Bohrung im Zylinderkurbelgehäuse 36 oder der Schottwand 56 unabhängig von der Bewegungskurve 50 des Pleuels 44 und der Pleuelverschraubung 49 ausbildbar ist. Der Exzenter 42 ragt über die Schottwand 56 hinaus, so dass die Verbindungslasche 51 zwischen zwei benachbarten Schottwänden 56 im Zylinderkurbelgehäuse 36 anordbar ist. Die Trennebene 45 des Exzenters 42 ist in der 2 horizontal und parallel zur Oberfläche 37 des Zylinderkurbelgehäuses 36 angeordnet.
Die 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse entlang der Linie III-III aus 4 durch eine Kurbelwellenachse 57. Die 3 zeigt die Kurbelwelle 58 mit den die Kurbelwelle 58 tragenden Exzentern 59, 60, 61, 62, 63. Die Kurbelwelle 58 ist ohne Pleuel und Kolben dargestellt und verdeutlicht einen Einbauzustand einer Einheit aus Kurbelwelle 58 und Exzenter 59 bis 63 unmittelbar nach dem Einbau in das Zylinderkurbelgehäuse 56. Zur Schmierölversorgung der Hauptlager 64, 65, 66, 67, 68 und der Pleuellagerpunkte 69, 70, 71, 72 ist die Kurbelwelle 58 mit mehreren sämtliche Lagerpunkte 64 bis 72 verbindenden Bohrungen 73 versehen. Das Schmiermittel vorzugsweise mineralisches oder synthetisches Öl – wird über eine am vorderen Ende 74 der Kurbelwelle 58 – eingebrachte Bohrung 75 den Lagerpunkten 64 bis 72 zugeführt. Weitere Teile der Bohrungen 73 sind den 1, 2, 4, 9 und 10 zumindest von ihrer Lage her zu entnehmen.
Die 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV aus der 3. Der Schnitt zeigt einen Querschnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse 76 im Bereich eines Hauptlagers 76 der Kurbelwellen 77 im Exzenter 78. Das Kurbelwellengehäuse 76 umschließt den Exzenter 78 einstückig ringförmig und umlaufend. Der Exzenter 78 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einer oberen Exzenterhälfte 79 und einer unteren Exzenterhälfte 80. Die 4 zeigt hierbei ebenfalls den Exzenter 78 in einer Mittenstellung, das heißt die Trennebene 81 des Exzenters 78 verläuft parallel zur Oberfläche 82, wie auch parallel zu einer unteren Oberfläche 83 des Zylinderkurbelgehäuses 76. Der Exzenter 78 ist zweiteilig und bevorzugt gebrochen ausgeführt und mittels einer Verschraubung 84, 85 um die Kurbelwelle 77 herum gefügt und verschraubt. Zwischen den Bohrungen 86, 87 im Exzenter 78 und speziell in der oberen Exzenterhälfte 79 ist ein die benachbarten Kurbelräume verbindendes Fenster 88 in den Exzenter 78 eingearbeitet. In die untere Exzenterhälfte 80 sind zwei Fenster 89, 90 eingearbeitet, die ebenfalls einen Gas- und/oder Flüssigkeitsstrom zwischen den benachbarten Kurbelräumen ermöglichen. Je nach Herstellungsverfahren und Werkstoff des Exzenters 78, sind die Fenster 88, 89, 90 in den Exzenter 78 eingegossen, und/oder eingearbeitet. Vorzugsweise ist den Exzenter 78 als Gussteil ausgebildet. Die Fenster 88, 89, 90 ermöglichen es einerseits, das durch die Kolbenbewegung strömende Gas im Zylinderkurbelgehäuse zu verteilen bzw. einen Druckausgleich herbeizuführen und dienen andererseits dazu, einen Schmiermitteltransport im Bereich der Kurbelwelle 77 zu ermöglichen und zu gewährleisten.
Deutlich zu erkennen ist in der 4 der einstückige Aufbau des Zylinderkurbelgehäuses 76 um des Exzenter 78 herum. In einem oberen Bereich 91 des Zylinderkurbelgehäuses sind Bohrungen mit Gewinden 92, 93 dargestellt, die zur Verschraubung eines nicht dar gestellten Zylinderkopfes mit dem Zylinderkurbelgehäuse 76 dienen. Ebenfalls dargestellt sind 94, 95.
Die 5 zeigt eine isometrische Ansicht eines Verbunds 96 aus Exzentern 97, 98, 99, 100, 101. Die Exzenter 97 bis 101 sind mittels Verbindungslaschen 102, 103, 104, 105 torsionssteif miteinander verbunden, wobei die Verbindungslaschen 102 bis 105 mit den Exzentern 97 bis 101 verschraubt sind. Die Verbindungslaschen 102 bis 105 weisen Ausbuchtungen 106, 107, 108, 109 auf, die sich ausgehend von den Exzentern 97 bis 101 radial nach außen erstrecken, so dass ein Bewegungsraum für ein Pleuel und eine Pleuellagerung freigehalten wird. Der Exzenter 101 weist zusätzlich einen Bund 110 auf, der den Verbund 96 axial in Bezug auf eine Lagerkassenachse 111 in einem Zylinderkurbelgehäuse sichert. Zur Verstellung des Exzenter 102 bis 105 ist es beispielsweise vorstellbar, an einer der Verbindungslaschen 102 bis 105 eine Verzahnung anzuordnen, wobei über die Verzahnung ein Moment auf den Verbund 96 aus Exzentern 97 bis 101 und Verbindungslaschen 102 bis 105 einleitbar und übertragbar ist.
In der 6 ist eine dreidimensionale Ansicht auf einen Exzenter 112 dargestellt. Der Exzenter besteht aus einem scheibenförmigen inneren Bereich 113 und einer ringförmigen Schale 114. Die ringförmige Schale 114 weist eine größere Breite BS auf als der innere Bereich 113. Die äußere Schale des Exzenters 112 ragt im eingebauten Zustand über die die Exzenter 12 aufnehmende Zylinderwand oder Schottwand hinaus. Dabei ragt die äußere Schale 114 zumindest so weit über die Zylinderwand hinaus, dass die Ausnehmungen 115, 116 in der äußeren Schale 114 des Exzenters 112 über die Zylinderwand hinausragen und zur Auflage der Verbindungslaschen dienen können. Die äußere Schale 114 dient somit nicht nur der Versteifung des Exzenters 112, sondern gleichzeitig der Drehmomentübertragung bei der exzentrischen Verstellung des Exzenters 112. Die Ausnahmen 115, 116 bilden Auflageflächen 117, 118 für die Verbindungslaschen und erstrecken sich über die Trennebene 119 des Exzenters 112 hinweg. Der Exzenter 112 ist beidseitig mit Phasen 120, 121 versehen, so dass die äußere Schale des Exzenters gleich mehrere Funktionen in sich vereint. Zum ersten dient die äußere Schale zur Versteifung des Exzenters, zum zweiten werden die Verbindungslaschen über die äußere Schale 114 mit dem Exzenter 112 verbunden, zum dritten dient die äußere Schale 114 der Übertragung des Drehmoments zur Verstellung des Exzenters 112 und zum vierten dienen die Phasen 120, 121 dem sicheren und leichten Einführen des Exzenters 112 in das Zylinderkurbelgehäuse und zum fünften ist über die Ausbildung der Wanddicke W der äußeren Schale 114 die Exzentrizität des Exzenters 112 einstellbar. Die unterschiedliche Wanddicke bietet darüber hinaus den Vorteil, dass eine ausreichende Materialstärke zur Verbindung mit den Verbindungslaschen mit dem Exzenter 112 zur Verfügung steht.
Die 7 zeigt eine dreidimensionale oder isometrische Ansicht auf ein Zylinderkurbelgehäuse 122 in einer Draufsicht, das heißt in einer Ansicht auf die Zylinder 123, 124, 125, 126 und auf die Oberfläche 127 zur Montage eines Zylinderkopfes. Auf der Vorderseite 128 des Zylinderkurbelgehäuses 122 ist eine Bohrung sichtbar, die zur Aufnahme eines Exzenters dient. Bevorzugt ist das Zylinderkurbelgehäuse 122 ein Druckgussgehäuse, wobei das Druckgussgehäuse mit und ohne Hinterschnitte ausgeführt sein kann. Das dargestellte Zylinderkurbelgehäuse 120 ist als Druckgussgehäuse in Open-Deck-Bauweise ausgeführt. Die Bohrung 129 entspricht in ihrem Durchmesser einem Durchmesser des Exzenters, wobei eine entsprechende Fügetoleranz als Passung zu berücksichtigen ist.
Die 8 zeigt ein Zylinderkurbelgehäuse 130 in einer isometrischen Ansicht und einer Ansicht, die die Unterseite 131 des Zylinderkurbelgehäuses 130 zeigt, wobei an die Unterseite 130 die Ölwanne montierbar ist. Das Zylinderkurbelgehäuse 130 weist eine durchgängige Bohrung entlang einer Lagergassenachse 133 auf. Die Bohrungen sind mit Phasen 134, 135 versehen, wobei zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung lediglich die Bohrung 136 mit Bezugszeichen versehen ist. Eine Einheit aus Kurbelwelle und Exzentern wird in Richtung des Pfeils P2 in das Zylinderkurbelgehäuse 130 eingefügt. Nach einem Einbau der Einheit aus Kurbelwelle und Exzentern in die Öffnungen 137, 138, 139, 140 zur Montage der Verbindungslaschen zwischen den Exzentern und zum Einbau der Kolbenpleueleinheiten.
In der 9 ist ein Schnitt gemäß der Linie II-II aus 1 durch ein Zylinderkurbelgehäuse 141 dargestellt. Der Exzenter 142 ist aus einer in der 2 dargestellten Mittenstellung im Uhrzeigersinn um ca. 30° verdreht dargestellt. Durch die Verdrehung des Exzenters 142 verschiebt sich der obere Totpunkt des Kolbens 143, so dass der Kolbenboden 144 nahezu eine Ebene mit einer Oberfläche 145 des Zylinderkurbelgehäuses 140 bildet. Bevorzugt ragt der Kolbenboden 144 des Kolbens 143 leicht über die Oberfläche 145 des Zylinderkurbelgehäuses 141 hinaus. Wie deutlich zu erkennen ist, ist in dieser Extremstellung des Exzenterlagers 142 der Kurbelwelle 146 die Verbindungslasche 147 ebenfalls verschwenkt, wobei die Verbindungslasche 147 den Bewegungsraum 148 des Pleuels 149 und der Pleuelverschraubung 150 freihält.
Die 10 zeigt ebenfalls einen Schnitt gemäß der Linie II-II aus der 1, wobei eine weitere Extremposition des Exzenters 151 dargestellt ist. Der Exzenter 151 ist ausgehend von der in der 2 dargestellten Mittenstellung gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so dass ein maximales Brennraumvolumen über dem Kolben 152 im oberen Totpunkt des. Kolbens 152 einstellbar ist. Wie dargestellt, lässt die Verbindungslasche 153 ebenfalls den durch die Bewegung des Pleuels 154 und der Pleuelverschraubung 155 gebildeten. Bewegungsraum 156 frei.
In der 11 ist eine weitere Ausführungsform von Verbindungslaschen 157 zwischen benachbarten Exzentern 158, 159 dargestellt. Dabei verdeutlicht die 11 eine Ausbildungsform einer Verbindungslasche 157 zwischen einer Ausgleichswelle 160 und dem Bewegungsraum 161, der durch die Bewegung des Pleuels und der Pleuelverschraubung auf der Kurbelwelle erzeugt wird. In der dargestellten Ausführungsform ist die Verbindungslasche 157 mit den Exzentern 158, 159 zum Beispiel stoffschlüssig verbunden. Gleiches gilt für die weiteren dargestellten Exzenter und Verbindungslaschen.
In der 12 ist eine Ansicht auf einen Bewegungsraum 162 gemäß einer Linie XII-XII aus der 11 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass die Verbindungslasche durch ihre Kurvenform den freibleibenden Raum zwischen dem Bewegungsraum 162 und den Ausgleichswellen 164 und 165 optimal ausnutzt. Somit ist eine kompakte Bauweise eines Zylinderkurbelgehäuses in vorteilhafter Weise erzielbar.
Ebenso zeigt die 13 eine Ansicht auf einen Bewegungsraum 166, 167 gemäß einer Linie XII-XII aus der 11. Hierbei sind die Extrempositionen der Verbindungslasche 168, 169 dargestellt, wobei klar ersichtlich wird, dass die Verbindungslasche 168, 169 weder in Kontakt mit dem Bewegungsraum 166, 167, noch in Kontakt mit den Ausgleichswellen 170, 171, 172, 173 kommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005040327 A1 [0004]
EP 1082528 B1 [0005]

Claims

Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) mit einem variablen Verdichtungsverhältnis mit einer Antriebseinheit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, mit mindestens einem Zylinder (4, 5, 6, 7, 123, 124, 125, 126), einem im Zylinder (4, 5, 6, 7, 123, 124, 125, 126) bewegbaren Kolben (8, 9, 10, 11, 41, 143, 152), einem den Kolben (8, 9, 10, 11, 41, 143, 152) tragenden Pleuel (12, 13, 14, 15, 44, 149, 154), einer Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146), wobei das Pleuel (12, 13, 14, 15, 44, 149, 154) bewegbar auf der Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) gelagert ist und das Pleuel (12, 13, 14, 15, 44, 149, 154) die Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) mit dem Kolben (8, 9, 10, 11, 41, 143, 152) verbindet, einem Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) mit einem jedem Lagerpunkt der Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) zugeordneten Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159), wobei jeder Exenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) einstückig von dem Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) umfasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler äußerer Durchmesser (D) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) kleiner ist als eine durch das Pleuel (12, 13, 14, 15, 44, 149, 154) gebildete Bewegungskurve (50, 148, 156, 162, 166, 167) und die Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) radial nicht über den maximalen äußeren Durchmesser (D) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) hinausragt.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeder Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) als separates Bauteil ausgebildet ist und jeweils benachbarte Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) mittels einer Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) eine ringförmige äußere Schale (114) und einen scheibenförmigen inneren Bereich (113) aufweist und der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) mittels der ringförmigen Schale (114) im Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) aufgenommen ist, wobei die ringförmige Schale (114) zumindest in einem Ringabschnitt eine größere Wandstärke (W) aufweist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Wandstärke (W) der ringförmigen Schale (114) eine Exzentrizität der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) einstellbar ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierliche Veränderung der Wandstärke (W) an der Schale (114) ausgebildet ist und die Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) im Bereich der größten Wandstärke (W) mit dem Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) verbunden, vorzugsweise verschraubt und/oder verstiftet, ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) zweiteilig, vorzugsweise bruchgetrennt, ausgebildet ist, so dass eine Trennebene gebildet ist und die Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) in einem die Trennebene (55, 81, 119) übergreifenden Bereich mit dem Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) verbunden ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) auf einer in die äußere Schale (114) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) eingearbeiteten Auflagefläche (117, 118) mit dem Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) verbunden ist, wobei die Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) eine der Auflagefläche (117, 118) entsprechende Oberfläche aufweist, so dass die Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) auf der Auflagefläche (117, 118) vollflächig zur Anlage kommt.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in die äußere Schale (114) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) eingearbeitete Auflagefläche (117, 118) und die Oberfläche der Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) eben ausgeführt ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) in dem scheibenförmigen inneren Bereich (113) mindestens ein Fenster (88, 89, 90) aufweist, so dass ein Gas- und/oder ein Fluidfluss durch der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) ermöglicht ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (88, 89, 90) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein Mittel zur Fixierung einer Relativposition zwischen Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) und Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) in dem Fenster (88, 89, 90) anordbar ist, so dass ein Verdrehen der Einheit aus Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) und Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) während des Fügens in das Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) unterbunden wird.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) ein- oder beidseitig eine Einführfase aufweist, so dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) leicht in eine Lagerstelle (129, 132, 136), vorzugsweise in eine Bohrung, des Zylinderkurbelgehäuses (1, 36, 56, 76, 122, 130) einfügbar ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (129, 132, 136) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) im Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) ein- oder beidseitig mit einer Einführhilfe (134, 135), vorzugsweise einer Fase, versehen ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einem Ende (32) des Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) angeordneter Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) Mittel (26) zur axialen Positionierung und/oder Fixierung der aus der Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) und den zugehörigen Exzentern (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) gebildeten Einheit im Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) aufweist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur axialen Positionierung und/oder Fixierung der Einheit aus einem über die Schale (114) des Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) hinausragenden, die Schale (114) zumindest bereichsweise umlaufenden Bund (26, 110) und/oder einem zwischen dem Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) und der Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) angeordneten Anlaufstück (30) gebildet ist.
Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) ein Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) an einer Verbrennungskraftmaschine ist.
Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) mit einem Variablen Verdichtungsverhältnis mit mindestens einem Zylinder (4, 5, 6, 7, 123, 124, 125, 126), einem im Zylinder (4, 5, 6, 7, 123, 124, 125, 126) bewegbaren Kolben (8, 9, 10, 11, 41, 143, 152), bei dem in einem ersten Schritt auf einen jeden Lagerpunkt einer Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) ein Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) befestigt wird und in einem zweiten Schritt die Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) mit dem Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101, 112, 142, 151, 158, 159) in ein Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) ein geführt wird und in einem dritten Schritt die benachbarten Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101, 112, 142, 151, 158, 159) zur Übertragung eines Drehmoments miteinander verbunden werden und in einem vierten Schritt der Kolben (8, 9, 10, 11, 41, 143, 152) mittels eines Pleuels (12, 13, 14, 15, 44, 149, 154) mit der Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) mit einer Verbindungslasche (51, 102, 103, 104, 105, 147, 153, 157, 163, 168, 169) kraft- und/oder formschlüssig, vorzugsweise verschraubt und/oder verstiftet, verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit aus Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101, 112, 142, 151, 158, 159) und Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) vor dem Einführen in das Zylinderkurbelgehäuse (1, 36, 56, 76, 122, 130) in einer Relativposition zueinander fixiert wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hubkolbenmechanismus (3, 40, 91) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit aus Exzenter (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101,112, 142, 151, 158, 159) und Kurbelwelle (16, 45, 58, 77, 146) mittels einer durch mindestens ein Fenster eines Exzenters (21, 22, 23, 24, 25, 42, 59, 60, 61, 62, 63, 79, 97, 98, 99, 100, 101, 112, 142, 151, 158, 159) hindurchreichende Einführhilfe in einer Relativposition zueinander fixiert wird.