DE102010055549A1

DE102010055549A1 - Abtriebseinheit für Steuer- und Nebenantrieb eines VCR-Motors mit exentrisch gelagerter Kurbelwelle

Info

Publication number: DE102010055549A1
Application number: DE201010055549
Authority: DE
Inventors: Karsten Wittek; Markus Kalenborn; Uwe Schaffrath
Original assignee: FEV GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: DE102010055549B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine (1) mit mindestens einem Kolben, der über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle (16, 33, 90) verbunden ist und die Kurbelwelle (13, 33, 90) in Exzenterringen (17, 18, 35, 72, 89, 100) aufgenommen ist, wobei die Exzenterringe (17, 18, 35, 72, 89, 100) wiederum in Traglagern in einem Zylinderkurbelgehäuse verdrehbar gelagert sind und die Traglager mit einem Stellantrieb zur Veränderung einer Position einer Drehachse der Kurbelwelle (16, 33, 90) in Bezug auf das Zylinderkugelgehäuse (2) in Verbindung stehen und einem zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle (16, 33, 90) verdrehfest verbundenen Antriebsrad (4, 21, 29, 73), wobei das Antriebsrad (4, 21, 29, 73) mit einem umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99), insbesondere einer Antriebskette oder einem Zahnriemen, zusammenwirkt und das umlaufende Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) auf mindestens eine ortsfest im Zylinderkurbelgehäuse (2) befestigte Antriebseinrichtung (6, 30, 56, 74), insbesondere ein Zwischenrad, wirkt und mit mindestens einem mit dem umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) in Verbindung stehenden Spannmittel (43, 71, 75, 80, 81), das proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle (16, 33, 90) gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung (6, 30, 56, 74) bewegbar geführt ist und die Bewegung des Spannmittels (43, 71, 75, 80, 81) mittels einer Übertragungseinrichtung ausführbar ist die Übertragungseinrichtung einen ortsfesten und schwenkbar im Zylinderkurbelgehäuse (2) angeordneten Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) umfasst und der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) derart schwenkbar gelagert ist, dass zwei Hebelarme (62, 64) gebildet sind, wobei ein erster Hebelarm (62) mittelbar oder unmittelbar auf das Spannmittel (43, 71, 75, 80, 81) wirkt und der zweite Hebelarm (64) mit mindestens einem Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) mechanisch gekoppelt und/oder im Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) zwangsgeführt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Spannung in einem Antriebsmittel (4, 21, 29, 73).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einem Kolben, der über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wobei die Kurbelwelle in Exzenterringen aufgenommen ist und die Exzenterringe wiederum in Traglagern in einem Motorgehäuse verdrehbar gelagert sind. Die Traglager stehen mit einem Stellantrieb zur Veränderung einer Position einer Drehachse der Kurbelwelle in Bezug auf das Motorgehäuse in Verbindung, mit einem zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle verdrehfest verbundenen Antriebsrad, wobei das Antriebsrad mit einem umlaufenden Antriebsmittel, insbesondere einer Antriebskette oder einem Zahnriemen, zusammenwirkt. Das umlaufende Antriebsmittel wirkt auf zumindest eine ortsfest am Motorgehäuse befestigte Antriebseinrichtung, insbesondere ein Zwischenrad. Die Kolbenbrennkraftmaschine weist ein mit dem umlaufenden Antriebsmittel in Verbindung stehendes Spannmittel auf, das proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung bewegbar geführt ist. Die Bewegung des Spannmittels ist mittels einer Übertragungseinrichtung ausführbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Spannung eines umlaufenden Antriebsmittels einer Verbrennungskraftmaschine.
Eine Möglichkeit zur Erzielung eines niedrigen Kraftstoffverbrauchs und einer geringen Schadstoffemission bei einem möglichst optimierten Wirkungsgrad besteht darin, das Verdichtungsverhältnis in einer Verbrennungskraftmaschine variabel zu gestalten. Ein variables Verdichtungsverhältnis kann dabei zum Beispiel über eine in Exzentern geführte Kurbelwelle realisiert werden. Um das in der Kurbelwelle generierte Drehmoment von der schwenkbar gelagerten Kurbelwelle auf eine gehäuse- beziehungsweise ortsfeste Welle übertragen zu können, werden spezielle Abtriebssysteme benötigt. Ein solches Abtriebssystem wird nicht nur für die Übertragung des Drehmoments beziehungsweise des Motormoments auf eine Getriebewelle benötigt, sondern es müssen auch Steuerantriebe und Neben- und/oder Hauptaggregate, wie beispielsweise eine Ölpumpe, eine Wasserpumpe, ein Massenausgleich und/oder eine Lichtmaschine, angetrieben werden.
Es sind verschiedene Abtriebssysteme für eine exzentrisch gelagerte Kurbelwelle bekannt, wie beispielsweise ein Parallelkurbelgetriebe (PKG). Dabei sind eine Schwungradabtriebsseite und eine Steuertriebsseite über ein Parallelkurbelgetriebe miteinander verbunden. Grundsätzlich kann ein Abtrieb für Nebenaggregate und/oder Steuertriebe immer mit einem Parallelkurbelgetriebe dargestellt werden. Wenn der Motor aber kein Parallelkurbelgetriebe besitzt, ist eine alternative Lösungen erforderlich.
Die DE 199 25 268 A1 offenbart eine Verbrennungskraftmaschine mit einer exzentrisch gelagerten Kurbelwelle, wobei die Kurbelwelle in Exzenterringen im Motorengehäuse gelagert ist. Zumindest einer der Exzenterringe ist starr mit einer als Schwenkhebel ausgebildeten Verdreheinrichtung verbunden, wobei der Schwenkhebel über eine Koppelstange mit einem Stellantrieb verbunden ist. Bei einer Betätigung des Stellantriebs führt die Kurbelwelle eine exzentrische Bewegung um die Drehachse der Exzenterringe aus. Einseitig ist die Kurbelwelle mit einem Abtriebsrad verbunden, das über einen Kettentrieb eine Abtriebswelle, beispielsweise eine Abtriebswelle für einen Steuertrieb, antreibt. Da sich bei einer Veränderung des Brennraumes durch eine Positionsänderung der Drehachse der Kurbelwelle gegenüber der Abtriebswelle die Geometrie für den Kettentrieb insgesamt ändert, ist eine Übertragungseinrichtung vorgesehen, die in Form einer Schwenkhebelanordnung ausgestaltet ist. Auf dem Schwenkhebel ist ein Spannrad gelagert, wobei ein Drehpunkt des Spannrades so angeordnet ist, dass bei einer vorgesehenen Schwenkbewegung der Kurbelwelle die Abstandsänderung quer zum Kettentrum der sich aus der Absenkung des Antriebsrads ergebenden Vergrößerung des Abstandes zwischen der Drehachse der Kurbelwelle und der Drehachse der Abtriebswelle ausgeglichen wird.
Die DE 20 2007 003 605 U1 offenbart einen Ausgleich für ein Zugmittel, das zwischen einem an einer exzentrischen Kurbelwelle befestigten Kettenrad und einem Antriebsrad umläuft. Bei einer exzentrischen Bewegung der Kurbelwelle führt eine Bewegung des an der Kurbelwelle befestigten Kettenrads zu einer Achsabstandsänderung zwischen Kettenrad und Antriebsrad. Um der dynamischen Verlagerung der Kurbelwelle und damit einem dynamischen Spannen und Lösen des Zugmittels entgegenzuwirken sind einseitig angelenkte Spannschienen vorgesehen, die über eine Gelenkmechanik angetrieben sind. Die Gelenkmechanik steht mit einem Exzenterring in Verbindung, so dass ein proportionales Schwenken der Spannschienen in Bezug auf das Zugmittel realisierbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Verbrennungskraftmaschine mit exzentrisch gelagerter Kurbelwelle und einem mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehenden umlaufenden Antriebsmittel einen Spielausgleich zu realisieren. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für einen spielfreien Spannungsausgleich für ein umlaufendes Antriebsmittel bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 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.
Es wird eine Kolbenbrennkraftmaschine vorgeschlagen mit mindestens einem Kolben, der über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden ist und die Kurbelwelle in Exzenterringen aufgenommen ist, wobei die Exzenterringe wiederum in Traglagern in einem Motorgehäuse verdrehbar gelagert sind und die Traglager mit einem Stellantrieb zur Veränderung einer Position einer Drehachse der Kurbelwelle in Bezug auf das Motorgehäuse in Verbindung stehen und einem zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle verdrehfest verbundenen Antriebsrad, wobei das Antriebsrad mit einem umlaufenden Antriebsmittel, insbesondere einer Antriebskette oder einem Zahnriemen, zusammenwirkt und das umlaufende Antriebsmittel auf zumindest eine ortsfest am Motorgehäuse befestigte Antriebseinrichtung, insbesondere ein Zwischenrad wirkt, und mit mindestens einem mit dem umlaufenden Antriebsmittel in Verbindung stehenden Spannmittel, das proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung bewegbar geführt ist und die Bewegung des Spannmittel mittels einer Übertragungseinrichtung ausführbar ist und die Übertragungseinrichtung einen ortsfesten und schwenkbar am Motorgehäuse angeordneten Vorsteuerhebel umfasst und der Vorsteuerhebel derart schwenkbar gelagert ist, dass zwei Hebelarme gebildet sind, wobei ein Hebelarm mittelbar oder unmittelbar auf das Spannmittel wirkt und der zweite Hebelarm mit mindestens einem Exzenterring mechanisch gekoppelt und/oder im Exzenterring zwangsgeführt ist.
Durch den Einsatz eines ortsfesten und schwenkbar am Motorgehäuse angeordneten Vorsteuerhebels, der zwei Hebelarme aufweist und der unmittelbar auf das Spannmittel wirkt kann ein einfacher Aufbau und ein robuster sowie wartungs- und montagefreundlicher Aufbau eines Spielausgleichs realisiert werden. Darüber hinaus lässt sich durch den Vorsteuerhebel und insbesondere durch die zwei Hebelarme des Vorsteuerhebels eine kompakte Bauweise eines Spannungsausgleichs innerhalb oder außerhalb des umlaufenden Antriebsmittels erzielen. Die Hebelmechanik bietet dabei den Vorteil, dass eine proportionale Anpassung zwischen Lageänderung des Antriebsrads und Bewegung des Spannmittels einstellbar ist. Durch eine individuelle konstruktive Auslegung der Hebelarme ist es dabei möglich unterschiedliche Kraftverläufe von der exzentrischen Verstellung der Kurbelwelle auf das umlaufende Antriebsmittel zu übertragen. Als umlaufendes Antriebsmittel können Ketten oder Riemen und insbesondere Zahnriemen zum Einsatz kommen. Die Erfindung ist dabei nicht auf eine Verbrennungskraftmaschine beschränkt, sondern richtet sich auf beliebige Maschinen oder Antriebe, die mit umlaufenden Antriebsmitteln zusammenwirken und beispielsweise mit Steuertrieben, Nebenaggregate oder Hauptabtriebe ausgestattet sind. Als Nebenaggregate sind hierbei beispielsweise Ölpumpen, Kühlwasserpumpen und/oder Antriebe für einen Massenausgleich bezeichenbar.
Das umlaufende Antriebsmittel wirkt mit einer am Motorgehäuse befestigten Antriebseinrichtung zusammen. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise ein Zwischenrad sein, so dass Nebenaggregate und/oder Steuertriebe für zum Beispiel eine Nockenwelle mittelbar über das Zwischenrad antreibbar sind. Beispielsweise umschließt das umlaufende Antriebsmittel zumindest das mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehende Antriebsrad und das Zwischenrad. Ein sich aus der exzentrischen Bewegung der Kurbelwelle ergebender veränderter Achsabstand zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad bedingt eine Anpassung der Spannung des Antriebsmittels. So kann sich je nach Position der Kurbelwelle ein mehr oder weniger großes Nachstellen des auf das Antriebsmittel wirkenden Spannmittels ergeben.
Eine vorteilhafte Möglichkeit der Führung des Vorsteuerhebels ergibt sich dadurch, dass der Vorsteuerhebel in einer an dem Exzenterring angeordneten oder aus dem Exzenterring gebildeten oder mit dem Exzenterring verbundenen Kulisse geführt ist. In vorteilhafter Weise steht dabei ein Hebelarm unmittelbar mit der Kulisse in Wirkverbindung, so dass der Vorsteuerhebel und insbesondere ein erster Hebelarm des Vorsteuerhebels unmittelbar durch die Kulisse geführt ist. Die Kulissenform ist dabei derart ausgebildet, dass eine Kurvenform der Kulisse ein proportionales Bewegen des Vorsteuerhebels ermöglicht. Der Kurvenverlauf der Kulisse ermöglicht einen zum Achsversatz des Antriebsrads proportionalen Spannungsausgleich im umlaufenden Antriebsmittel. Steht zum Beispiel der erste Hebelarm des Vorsteuerhebels unmittelbar mit der Kulisse im Eingriff, so wirkt der zweite Hebelarm mittelbar oder unmittelbar auf das am umlaufenden Antriebsmittel anliegende Spannmittel. Die Kulisse kann dabei an dem Exzenterring angeordnet oder aus dem Exzenterring gebildet oder mit dem Exzenterring verbunden sein. Ebenso ist es vorstellbar, die Kulisse als separates Bauteil auszuführen und mit dem Exzenterring und/oder dem Antriebsrad kraft- und/oder formschlüssig zu verbinden. Dabei führt die Kulisse eine mit dem Exzenterring übereinstimmende Schwenkbewegung aus. Je nach Kulissenform und/oder umlaufendem Antriebsmittel und/oder Antriebseinrichtung können durch die Kulisse unterschiedliche Kraftverläufe und/oder Schwenkbewegungen des Vorsteuerhebels realisiert werden. Mit der Kulisse lässt sich das Antriebs- oder Kettenrad beziehungsweise das Spannmittel oder der Spanner exakt auf einer definierten Bahn führen, bevorzugt kann dadurch die Kettenspannung auch bei hohen und/oder wechselnden Drehzahlen in einem engen Toleranzbereich gehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vorsteuerhebel mittels eines Zapfens in der Kulisse geführt. Die Führung mittels eines Zapfens in einer Kurvenform der Kulisse bietet beispielsweise die Möglichkeit, individuelle Kraftverläufe zu realisieren und gleichzeitig eine präzise Führung des Vorsteuerhebels zu gewährleisten. Der Zapfen kann dabei einteilig mit dem Vorsteuerhebel ausgebildet sein. Auch besteht die Möglichkeit einen getrennt hergestellten Zapfen mit dem Vorsteuerhebel zu verbinden. Weist die Kulisse an einem radialen Ende des Exzenterrings beispielsweise eine Öffnung auf, so wird damit die Montage der Übertragungseinrichtung an der Kurbelwelle oder unmittelbar mit der Kurbelwelle verbundene Bauteile erleichtert, da der Zapfen so eingeführt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform wirkt der Vorsteuerhebel unmittelbar auf das Spannmittel. Das Spannmittel umfasst dabei zumindest eine am Antriebsmittel anliegende Spannschiene. Durch eine unmittelbare Steuerung des Spannmittels und insbesondere der Spannschiene kann ein spielfreier Spannungsausgleich realisiert werden. So kann der Spannungsausgleich mit minimalen konstruktiven Mitteln und mit einer geringst möglichen Anzahl von mit einem weiteren Spiel versehenen Übertragungsmitteln ausgeführt sein. Mittels einer Zwangsführung des Vorsteuerhebels in der Kulisse ist es möglich, das Spannmittel beziehungsweise die Spannschiene auf einen inneren und/oder äußeren Umfang des umlaufenden Antriebsmittels wirken zu lassen. In vorteilhafter Weise kann der Vorsteuerhebel spannmittelseitig im Spannmittel mittels eines Zapfens geführt sein.
Ist die Spannschiene in einem Spanngehäuse linear geführt und wirkt der Vorsteuerhebel unmittelbar auf das Spanngehäuse und die Spannschiene auf das umlaufende Antriebsmittel, so ergibt sich eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Wird die Spannschiene in einem Spanngehäuse linear geführt, so ist ein herkömmlicher Ketten- oder Antriebsmittelspanner realisierbar. Die Spannschiene beziehungsweise das Spannmittel gemäß einer weiteren Ausgestaltung aus einem Kolbenschaft für die Spannschiene und der Spannschiene, ermöglicht es der Spannschiene linear und in einem unveränderten Eingriffswinkel auf das Antriebsmittel einzuwirken. Bevorzugt ist das Spannmittel rechtwinklig zum Antriebsmittel ausgerichtet. Das Spanngehäuse ist ortsfest zum Zylinderkurbelgehäuse oder am Verbrennungsmotor befestigt. Das Spanngehäuse weist zum Beispiel eine Linearführung für das Spannmittel auf und kann gleichzeitig zur Lagerung des Vorsteuerhebels dienen. Dabei kann das Spanngehäuse eine oder mehrere Führungen aufweisen, die zum Beispiel eine bevorzugte lineare Führung des Spannmittels ermöglichen. Durch die Vielzahl der von dem Spanngehäuse übernommenen Aufgaben wird eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung eines Kettenspannmittels ermöglicht.
Darüber hinaus umfasst eine weitere Ausgestaltungsform ein Spannmittel, welches zwei oder mehr Spannschienen umfasst. Die Aufteilung des Spannmittels in zwei oder mehr Spannschienen ist beispielsweise besonderes vorteilhaft, wenn beispielsweise große Achsabstände ausgeglichen werden müssen oder wenn sich aufgrund der Länge des Antriebsmittels ein großes Spiel im Antriebsmittel ergibt. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, das Spannmittel in zwei oder mehr Spannschienen aufzuteilen, wenn mittels des Spannmittels große Kräfte zu übertragen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wirkt der Vorsteuerhebel auf eine erste Spannschiene und eine Bewegung der ersten Spannschiene ist mittels eines Getriebes auf eine zweite Spannschiene übertragbar. Wird beispielsweise eine erste Spannschiene beziehungsweise der zur ersten Spannschiene gehörige Kolbenschaft, auf den der Vorsteuerhebel wirkt, mit einer Verzahnung versehen, so ist die Möglichkeit geschaffen, mittels dieser Verzahnung eine auf die erste Spannschiene wirkende Kraft weiter zu leiten. Greift beispielsweise in die Verzahnung der ersten Spannschiene ein Getriebe in Form eines ortsfesten Zahnrads ein, so kann die Linearbewegung der ersten Spannschiene in eine Drehbewegung umgewandelt werden. Wird nun eine zweite Spannschiene, die ebenfalls mit einer Verzahnung versehen ist am Getriebe angeordnet, so ist eine Bewegung des zweiten Spannmittels erzielbar. Je nach Ausführung des Getriebes und Anordnung der Spannschienen am Getriebe sind somit Bewegungen der Spannschienen und/oder eine Kraftübertragung erzielbar. Bevorzugt umfasst das Spannmittel zwei Spannschienen und die Spannschienen führen eine entgegen gerichtete Bewegung aus, wobei die Spannmittel an einem inneren Umfang des Antriebsmittels anliegen.
Es besteht darüber hinaus ebenfalls die Möglichkeit, dass die erste und zweite Spannschiene mittels eines Getriebes angetrieben werden. Die Anordnung des Getriebes und des Zusammenwirkens mit dem ersten und zweiten Spannmittel ist dabei in beliebigen Konstellationen möglich. Beispielsweise kann auch dass zweite Spannmittel angetrieben werden und die Kraft kann mittels eines Getriebes auf das erste Spannmittel übertragen werden.
Das Antriebsmittel umschlingt das Antriebsrad und kann sich einer Ausgestaltungsform parallel oder nahezu parallel entlang des Zylinderkurbelgehäuses oder des Motorblocks erstrecken, um beispielsweise ein Zwischenrad anzutreiben. Sind das Antriebsrad und das Zwischenrad nahezu gleich groß oder tatsächlich gleich groß, so verlaufen die freien Strecken zwischen den Rädern bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Werden nun zwei Spannschienen eingesetzt, die entgegen gerichtet, das heißt, um 180° versetzt zwischen den freien Enden des Antriebsmittels angeordnet sind, so kann ein Spannungsausgleich an beiden freien Bereichen zwischen den Rädern erfolgen, das heißt zwischen dem Ober- und Untertrum. Bevorzugt wirkt der Vorsteuerhebel unmittelbar auf ein erstes Spannmittel und somit auf die erste Spannschiene und die Bewegung des ersten Spannmittels wird mittels eines Getriebes an die zweite Spannschiene übertragbar. Eine entgegen gesetzte Anordnung zweier Spannmittel, die auf einen inneren Umfang eines Antriebsmittels, wie beispielsweise einen Keilriemen oder eine Kette wirken ist dann vorteilhaft, wenn das Antriebsmittel parallel oder nahezu parallel geführt ist. Dabei ist die entgegen gesetzte Ausrichtung der Spannmittel weder auf eine 180° Anordnung noch auf ein unmittelbares Antreiben eines Zwischenrads beschränkt. Vielmehr ist es ebenfalls möglich, die Spannmittel entsprechend dem Verlauf des Antriebsmittels auf das Antriebsmittel auszurichten, so dass bevorzugt stets ein rechtwinkliger oder nahezu rechwinkliger Eingriff der Spannschienen auf das Antriebsmittel erfolgt.
Eine Ausgestaltungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn der Vorsteuerhebel in einem Langloch eines Spanngehäuses beziehungsweise eines Kettenspannergehäuses geführt ist. Das Kettenspannergehäuse dient zur Abstützung der Spannschiene und zur Führung der Spannschiene im Vorsteuergehäuse. Ein Langloch bietet hierbei eine konstruktiv einfache und somit kostengünstige Möglichkeit der Umwandlung der Schwenkbewegung des Vorsteuerhebels in eine Linearbewegung für das Spannmittel. Führt das Spannmittel im Kettenspannergehäuse eine Linearbewegung in Form eines herkömmlichen Kettenspanners aus, so ist der Vorsteuerhebel schwenkbeweglich gelagert, so dass sich die Hebelarme des Vorsteuerhebels auf einer Kreisbahn um einen Schwenkpunkt des Vorsteuerhebels bewegen. Mittels des in das Kettenspannergehäuses eingebrachten Langlochs besteht die Möglichkeit einer gerichteten und sicheren Kraftübertragung zwischen Vorsteuerhebel und Spannmittel.
Eine weiterere Ausgestaltungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn zwischen der Spannschiene und dem Spanngehäuse zumindest ein Mittel zur Erzeugung eines Drucks angeordnet ist. Dient das Vorsteuergehäuse dazu, dass Kettenspannergehäuse sowie die Spannschiene linear an das Antriebsmittel heranzuführen, so werden mittels des Vorsteuerhebels die Amplituden durch das Verstellen der exzentrischen Lagerung der Kurbelwellen ausgeglichen. Neben dem Ausgleich der Amplituden, das heißt den exzentrischen Bewegungen des Antriebsrads, die zu einer Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad führen, dient der Vorsteuerhebel dazu, einen Spannungsausgleich im Antriebsmittel herzustellen. Das umlaufende Antriebsmittel erfährt neben der Verlängerung oder Verkürzung des Abstandes zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad zusätzliche dynamische Belastungen aus der umlaufenden Bewegung. Diese aus der umlaufenden Bewegung des Antriebsmittels hervorgerufenen Belastungen, beispielsweise hochfrequenten Schwingungen können gemäß einer Ausgestaltungs durch den Vorsteuerhebel selbst bei geeigneter Konstrukion ausgeglichen werden. Wird nun zwischen Kettenspannergehäuse und die Spannschiene beziehungsweise den Kolbenschaft der Spannschiene ein Dämpfungselement, zum Beispiel ein Mittel zur Erzeugung eines Drucks angeordnet, so können diese hochfrequenten Schwingungen gedämpft werden.
Bevorzugt sind in der Übertragungseinheit als Mittel zur Erzeugung eines Drucks eine Feder und/oder ein Öl einsetzbar. Eine Druckfeder und/oder ein Öl dienen vorzugsweise dabei dazu, eine Vorspannung zwischen dem Kettenspannergehäuse und der Spannschiene zu erzeugen, so dass die Spannschiene unter einer Vorspannung am Antriebsmittel anliegt. Diese Vorspannung bedingt, dass auch zum Beispiel im ausgeschalteten Zustand der Kolbenbrennkraftmaschine das Antriebsmittel einen Spannungsausgleich erfahren kann, sofern gewünscht. Ist mittels einer Feder und insbesondere einer Druckfeder eine kontinuierlich gleich bleibende und somit voreinstellbare Anpresskraft auf das Antriebsmittel einstellbar, so kann gemäß einer Ausgestaltung mittels eines zusätzlichen Öldrucks eine dynamische Anpassung zum Beispiel während des Betriebs der Kolbenbrennkraftmaschine erzeugt werden. So ist es zum Beispiel möglich, die Spannschiene je nach benötigtem Anpressdruck zwischen Spannschiene und Antriebsmittel mit einem individuell zu steuernden Anpressdruck zu versehen. Der mittels der Spannschiene erzielbare Spannungsausgleich im Antriebsmittel kann somit über die Mittel zur Erzeugung eines Drucks sowie eine Führung und insbesondere die Kulissenführung des Vorsteuerhebels moduliert werden. Eine Modulation erfährt die Spannschiene hierbei aus der Bewegung des Vorsteuerhebels, sowie einem mehr oder weniger großen Anteil der Mittel zur Erzeugung eines Drucks zwischen dem Kettenspannergehäuse und der Spannschiene.
In einer weiteren Ausführungsform der Kolbenbrennkraftmaschine weist das Antriebsrad und das Zwischenrad einen einheitlichen oder unterschiedlichen Durchmesser auf. Je nach geforderter Drehzahl oder Abtriebsmoment an der Abtriebswelle des Zwischenzahnrads können die Durchmesser des Antriebsrads an der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle und dem ortsfest am Zylinderkurbelgehäuse befestigten Zwischenrad unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so dass ein entsprechendes Unter- oder Übersetzungsverhältnis einstellbar ist. In einer Ausführungsform treibt das an der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle befestigte Antriebsrad mittelbar das Zwischenrads an. Darüber hinaus kann mittels des Zwischenrads und/oder des Antriebsmittels mittelbar oder unmittelbar ein Steuertrieb und/oder ein Nebenabtrieb und/oder ein Hauptantrieb angetrieben sein. Ist vorstehend das Weiterleiten einer Antriebskraft beziehungsweise eines Drehmoments vom Antriebsrad auf ein Zwischenrad beschrieben, so kann das Antriebsrad beziehungsweise das umlaufende Antriebsmittel auch unmittelbar einen Steuertrieb zum Beispiel einer oder mehrerer Nockenwellen antreiben. Darüber hinaus ist auch eine Kombination von unmittelbarem Antrieb des Steuertriebs sowie einem mittelbaren Antrieb von Haupt- und/oder Nebentrieben möglich. Auch kann das vom Antriebsrad angetriebene Antriebsmittel, insbesondere eine Kette oder ein Riemen, auch unmittelbar einen Steuertrieb, Hauptabtrieb und/oder Nebenabtrieb antreiben.
In einer weiteren Ausführungsform entspricht eine, durch eine Mittelstellung der Exzenterringe definierte Position des Antriebsrads einem Exzenterwinkel von 0°, wobei sich bei einem Exzenterwinkel von 0° der maximale Achsabstand zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad einstellt. Das Verdichtungsverhältnis ist mittels einer Verdrehung der Exzenter mit einem Winkel bevorzugt in einem Bereich zwischen plus 60° und minus 60° einstellbar. Hierbei handelt es sich gemäß einer Ausgestaltung um vorhandene Bereichsgrenzen, in denen der Winkel einstellbar ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist damit ein bevorzugter Bereich angegeben, ohne damit aber die jeweiligen Endbereichswerte zu definieren. Diese können davon abweichen, zum Beispiel jeweils größer oder kleiner sein. Eine Mittelstellung bezeichnet hierbei die Position, bei der sich der Exzenter in einer Position befindet, die eine maximale Auslenkung in positive wie in negative Richtung ermöglicht. So ist ausgehend von der Mittelstellung in eine erste positive Schwenkrichtung die Verdichtung niedrig und bei einer zweiten Schwenkbewegung der Exzenter in negative Richtung die Verdichtung hoch.
Die maximalen Auslenkungen beziehungsweise Bewegungen der Exzenter zur Lagerung der Kurbelwelle entsprechen vorzugsweise gemäß einer Ausgestaltung den maximalen Auslenkungen beziehungsweise Schwenkbewegungen des Vorsteuerhebels. Entspricht die Mittelstellung dem maximalen Achsabstand zwischen Antriebsrad und Zwischenrad, so verkürzt sich der Achsabstand um den Betrag, um den sich das Antriebsrad auf der Kreisbahn um den Mittelpunkt des Exzenters herum bewegt. Dabei kann sich der Achsabstand sowohl in positive wie in negative Richtung um die Mittelstellung des Exzenters verkürzen.
Bevorzugt ist der Vorsteuerweg des Spannmittels proportional zu einem Winkel der Verdrehung der Exzenter, wobei ausgehend von einer Mittelstellung der Exzenterringe eine symmetrische oder asymmetrische Verteilung des Vorsteuerungswegs einstellbar ist. Als Vorsteuerweg ist dabei der Weg bezeichnet, den die Spannschiene beziehungsweise das Kettenspannergehäuse in lineare Richtung zum Antriebsmittel ausführt. Bei einer symmetrischen Verteilung des Vorsteuerwegs bewegt sich die Spannschiene sowohl in positive Schwenkrichtung des Exzenters wie auch in negative Richtung um die Mittelstellung in gleichem Maße. Bei einer asymmetrischen Verteilung ist der Vorsteuerweg zum Beispiel in positive Schwenkrichtung der Exzenter geringer als in negative Schwenkrichtung. Je nach Anforderung an die Kolbenbrennkraftmaschine, deren Leistung, Verbrauch, Verdichtungsverhältnis kann eine symmetrische oder asymmetrische Verteilung des Vorsteuerwegs vorteilhaft sein. Die darzustellenden Winkel können beliebig gewählt werden.
Vorzugsweise ist zur Darstellung eines möglichst großen Verstellbereichs für das Verdichtungsverhältnis eine symmetrische Verdrehung des Exzenters mit Winkeln von plus 60° zu minus 60° um eine Ebene mit dem größten Abstand zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad zu wählen. Die Vorsteuerung mittels des Vorsteuerhebels kann bei einer Verdrehung beziehungsweise einem Schwenken der Exzenter zu höheren Verdichtungsverhältnissen, das heißt, in negative Richtung, nicht nur eine überschüssige Länge des Antriebsmittels kompensieren, dabei kann sie auch den Weg teilweise mit kompensieren, der durch die Verschiebung der Kurbelwelle zurückgelegt wird. Daher kann die Vorsteuerweg in negative Richtung größer sein als der Vorsteuerweg in positive Richtung. Bei gleichem Verdrehwinkel in die entgegen gesetzte Richtung kommt die Kurbelwelle der Vorsteuereinrichtung, das heißt dem Spannmittel entgegen. Zur Darstellung eines gleichen Vorsteuerwegs kann es zweckmäßig sein den Verstellbereich um bis zu 15° asymmetrisch zu gestalten.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Änderung des Achsabstands zwischen dem Antriebsrad und dem Zwischenrad von bis zu 10%, vorzugsweise von bis zu 4%, mittels des Spannmittels ausgleichbar. Die Kettenräder können unterschiedlich groß sein, so dass gleichzeitig eine Übersetzungsstufe dargestellt werden kann, wobei der Achsabstand beliebig wählbar ist. Wird der maximale Achsabstand zwischen dem Zwischenrad und dem Antriebsrad mit a bezeichnet und der sich aus einer exzentrischen Bewegung in positive oder negative Richtung ergebende Achsabstand mit a', so können relative Achsabstandsänderungen von bis zu 1 – a'/a = 4% bei einem Exzentrizitäts-Abstandsverhältnis von bis zu e/(a – e) = 6% dargestellt werden. Hierbei bezeichnet e die Exzentrizität, das heißt den Abstand zwischen der Mittelachse der Exzenter und der Mittelachse der Kurbelwelle beziehungsweise des Antriebsrads. Bevorzugt eignet sich die Erfindung für einen Motor eines Kraftfahrzeuges mit 1,5 bis 2,0 Liter Hubraum und folgenden Abmessungen beziehungsweise Bereichen:
Achsabstand a: 132,5 mm
Exzentrizität e: 5,5 mm
Versteilbereich: ±60°
Durchmesser Zahnrad Kurbelwelle dm1: 61,61 mm
Durchmesser Zahrad Zwischenrad dm2: 61,61 mm
Es handelt sich hierbei um ein Ausführungsbeispiel, dass nicht beschränkend auszulegen ist. So sind beispielhaft für den angegebenen Motor Exzentrizitäten zwischen 5 mm und 6 mm vorteilhaft. Die anderen Werte können jeweils um ±15% von den Abmessungen bzw. Endlagen der Bereiche abweichen. Für das Verhältnis der Durchmesser der Zahnräder der Kurbelwelle und des Zwischenrads gilt vorzugsweise hierbei: (dm1 + dm2)/2a = 0,46 und 0 < (dm1 + dm2)/2a < 0,6 und 0,5 < dm1/dm2 < 2.
Die Grenzwerte stellen Grenzwerte für bevorzugte Ausführungsformen dar, die gleichzeitig eine Befestigung der Vorsteuereinheit zwischen den Zahnrädern der Kurbelwelle und des Zwischenrads ermögichen.
Aus den Werten für den genannten Motor ergibt sich ein Achsabstandsverhältnis in Prozent zu:
1 – a/a' = 2%.
In diese Berechnung fließen die Exzentrizität, der Achsabstand und der Schwenkwinkel mit ein, wobei der Wert 2% eine bevorzugte Ausführungsform bezogen auf den Bauraum für die Vorsteuereinheit mit Spanner zwischen den Zahnrädern und einem geringen Achsabstand darstellt. Bevorzugt ist der Wert kleiner als 2%, da hierdurch die Wege in der Vorsteuereinheit kleiner werden und somit ebenfalls die Kräfte in der Kulisse beziehungsweise am Hebel kleiner werden. Kleinere Werte sind erfindungsgemäß vorstellbar, erzeugen bei gleichem Verdichtungsverstellbereich aber einen großen Achsabstand. Bei steigenden Werten, das heißt über 2% hinaus bis etwa 4%, ergeben sich größere Verfahrwege für die Vorsteuereinheit. Aus den Werten für den genannten Motor ergibt sich ebenfalls ein Exzentrizitäts-Abstandsverhältnis in Prozent zu: e/(a – e) = 4,3%
Wie bereits zum Achsabstandsverhältnis beschrieben, ergeben sich bevorzugte Ausführungsformen aus einem geringen Achsabstand, wodurch sich der Verfahrweg für das Spannmittel verringert. Werte für das Exzentrizitäts-Abstandsverhältnis von bis etwa 6% stellen dabei bevorzugte Ausführungformen dar.
Die Erfindung und insbesondere vorgeschlagene Kolbenbrennkraftmaschine ist hierbei nicht auf die oben genannten Hubräume beschränkt, die bevorzugt bei Personenkraftfahrzeugen eingesetzt werden, sondern kann auch bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit größeren Hubräumen eingesetzt werden, die beispielsweise in Nutzfahrzeugen eingesetzt werden. Eine Vorsteuereinheit kann dann dabei geometrisch ähnlich skaliert werden. Eine Berechnungsgröße für die Skalierung kann eine Längengröße proportional zur 3. Wurzel des Hubraums sein. So ergibt sich beispielsweise ein Achsabstand für einen Motor mit einem Hubraum von 3 Litern zu einem Motor mit einem Hubraum von 2 Litern aus dem Verhältnis der Hubräume zu: 3√3/3√2 = v (Verhältniszahl)
Die Verhältniszahl v multipliziert mit beispielsweise dem Achsabstand a_2Liter ergibt dann die proportionale Längengröße für den Achsabstand a_3Liter des Motors mit 3 Litern Hubraum. Die Aufgaben des Verfahrens werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Steuerung beziehungsweise Vorsteuerung einer Spannung eines umlaufenden, zumindest über ein Antriebsrad geführtes Antriebsmittel, insbesondere eines Zahnriemens oder eines Kettentriebs, bereitgestellt wird, wobei eine Spannungsänderung im umlaufenden Antriebsmittel durch eine Positionsänderung des Antriebsrads hervorgerufen wird und bei dem das Antriebsmittel mit einem zur Übertragung eines Drehmoments mit einer exzentrisch gelagerten Kurbelwelle verdrehfest verbundenen Antriebsrad zusammenwirkt und bei dem ein mit dem umlaufenden Antriebsmittel in Verbindung stehendes Spannmittel proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung bewegbar geführt ist und bei dem die Bewegung des Spannmittels mittels eines ortsfesten und schwenkbar im Motorgehäuse angeordneten Vorsteuerhebels durchgeführt wird, wobei der Vorsteuerhebel derart schwenkbar gelagert ist, dass zwei Hebelarme gebildet sind und wobei ein Hebelarm unmittelbar auf das Spannmittel wirkt und der zweite Hebelarm mit mindestens einem Exzenterring mechanisch gekoppelt und im Exzenter zwangsgeführt wird. Gemäß dem Verfahren kann ein Achsversatz zwischen einer in einem Motorgehäuse bzw. Zylinderkurbelgehäuse im Exzenter schwenkbar gelagerten und sich drehenden Kurbelwelle mit Hilfe eines Antriebsmittels, insbesondere ein Kettentrieb oder Riementrieb, mit einer kombinierten Spann- und Vorsteuereinheit dargestellt werden kann. Es ist somit die Möglichkeit geschaffen, Nebenaggregate und/oder Steuerorgane an einer Kolbenbrennkraftmaschine mit exzentrischer Kurbelwellenlagerung ohne zusätzliche Parallelkurbelgetriebe oder sonstige die exzentrische Lagerung ausgleichende Mittel anzutreiben. Insbesondere der Einsatz eines schwenkbar gelagerten Vorsteuerhebels, stellt hierbei eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung zur Erzielung eines Verfahrens zur Steuerung beziehungsweise Vorsteuerung einer Spannung an einem umlaufenden Antriebsmittel dar. Dabei bietet der Einsatz eines Vorsteuerhebels, der zwei Hebelarme aufweist einerseits die Möglichkeit sehr leicht eine proportionale Verstellung zwischen exzentrischer Bewegung der Kurbelwelle und Spannungsausgleich herzustellen und andererseits über die Ausbildung der Hebel eine gezielte Momenten- bzw. Krafteinleitung auf die Spannmittel zu erzielen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus denen weitere Ausgestaltungen der Erfindung 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 den Figuren 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 dargestellte Ausführungsbeispiel zwar eine Verwendung der Vorsteuereinheit in einer Brennkraftmaschine darstellt, die Erfindung aber nicht auf eine Verwendung der Vorsteuereinheit in einer Verbrennungskraftmaschine beschränkt ist, sondern bei jeglicher Art von exzentrisch gelagerten Antrieben zum Spannungsausgleich zwischen den antreibenden und den angetriebenen Bauteilen eingesetzt werden kann. Es zeigen
1 eine dreidimensionale Ansicht auf eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einer exzentrischen Kurbelwellenlagerung und Antrieben für Steuertriebe und Nebenaggregate,
2 eine dreidimensionale Ansicht auf eine exzentrisch gelagerte Kurbelwelle ohne ein Zylinderkurbelgehäuse mit einer Darstellung der Lage der Antriebsmittel für ein Zwischenrad sowie Steuertriebe und Nebenaggregate,
3 eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil III aus 2 auf ein Antriebsrad mit umlaufendem Antriebsmittel und Zwischenrad, sowie einer Vorsteuereinheit, wobei das Antriebsrad an einer exzentrisch gelagerten Kurbelwelle befestigt ist,
4 eine grafische Darstellung der sich aus der Drehbewegung der Exzenter ergebenden Achsabstände zwischen Antriebsrad, Exzenter und Zwischenrad,
5 eine dreidimensionale Ansicht aus Richtung des Pfeils V aus der 2 mit Zwischenrad, Vorsteuereinheit und Kulisse zur Steuerung des Vorsteuerhebels,
6 zeigt wiederum eine Ansicht auf eine zwischen einem Antriebsrad und einem Zwischenrad angeordnete Vorsteuereinheit in einer Mittelstellung sowie den jeweiligen maximalen Auslenkungen der Exzenter,
7 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung einer Funktion entgegen gesetzt wirkender Spannmittel,
8 ein dreidimensionale Ansicht aus Richtung des Pfeils V aus 2 mit einer Vorsteuereinheit und Exzentern sowie der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle und
9: eine Draufsicht auf eine Spann- und Vorsteuereinheit gemäß dem Pfeil IX aus der 8.
Die 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht auf eine prinzipiell dargestellte Kolbenbrennkraftmaschine 1, wobei lediglich das in einer Open-Deck-Bauweise, das heißt mit einem nach oben offenen Zylindermantel, ausgeführte Zylinderkurbelgehäuse 2 und die in Exzentern 3 gelagerte Kurbelwelle wiedergegeben sind. An die exzentrisch gelagerte Kurbelwelle ist ein Antriebsrad 4 montiert, wobei das Antriebsrad 4 mittels eines Kettentriebs 5 ein Zwischenrad 6 antreibt. Zwischen dem Antriebsrad 4 und dem Zwischenrad 6 ist innerhalb des Antriebsmittels 5 eine Vorsteuereinheit 7 ortsfest am Zylinderkurbelgehäuse 2 befestigt. Auf einer Welle des Zwischenrads 6 sind weitere Abtriebsräder 8, 9 zur Übertragung einer Kraft beziehungsweise eines Drehmoments befestigt. Mittels des Abtriebsrads 9 wird ein Antriebsmittel 10, das vorzugsweise eine Antriebskette ist, angetrieben. Das Antriebsmittel 10 treibt dabei die örtlich und prinzipiell dargestellten Steuertriebe 11 an. Mittels der Steuertriebe 11 können beispielsweise Nockenwellen angetrieben sein. Das Antriebsmittel 12, das beispielhaft eine Antriebskette ist, wird von dem weiteren Abtriebsrad 8 zur Betätigung weiterer Nebenaggregate 13, wie beispielsweise eine Ölpumpe, ein Massenausgleich, eine Kühlwasserpumpe, eine Lichtmaschine, angetrieben. Mittels der Vorsteuereinheit 7 ist ein Spannungsausgleich im Antriebsmittel 5 ermöglicht. Ein Vorteil einer Anordnung einer Vorsteuereinheit 7 zwischen dem umlaufenden Antriebsmittel 5 ist der, dass die Vorsteuereinheit platzsparend einbaubar ist. Dazu ist weder ein Parallel-Kurbelgetriebe noch ein Kardangelenk notwendig, so dass eine äußerst kostengünstige Lösung zum Antrieb eines Steuertriebs 11 beziehungsweise von Nebenaggregaten 13 darstellbar ist.
In der 2 ist eine der 1 entsprechende Ansicht auf die Anordnung einer Vorsteuereinheit 14 im Bereich einer Antriebskette beziehungsweise einem Antriebsmittel 15 wiedergegeben. Dargestellt ist darüber hinaus die Kurbelwelle 16 sowie die exzentrischen Lager 17, 18. Hierbei sind zur besseren Übersichtlichkeit der Figur lediglich zwei der exzentrischen Lager 17, 18 mit Bezugszeichen versehen. Zwischen den exzentrischen Lagern 17, 18 sind Verbindungsstege 19 angeordnet, die eine gleichmäßig exzentrische Bewegung der Kurbelwelle 16 im nicht dargestellten Zylinderkurbelgehäuse ermöglicht. An einem radialen Ende 20 der Kurbelwelle 16 ist ein Abtriebsrad 21 befestigt, das in diesem Ausführungsbeispiel als Zahnrad 21 dargestellt ist, so dass das Abtriebsrad 21 in Bezug auf die Mitte der Exzenter 17, 18 ebenfalls exzentrisch im Zylinderkurbelgehäuse gelagert ist. In dem, dem axialen Ende 20 der Kurbelwelle 16 zugeordneten exzentrischen Lager 22 ist zusätzlich eine Kulisse oder Kulissenführung 23 eingeformt und/oder eingearbeitet. Die Kulisse 23 dient zur Betätigung des Vorsteuerhebels der Vorsteuereinheit 14, die im Weiteren näher dargestellt ist. Über ein Zwischenrad werden die Steuerketten 24, 25 angetrieben, die wiederum die Nockenwellenräder 26 und ein oder mehrere Nebenaggregate 27 antreiben.
In der 3 ist eine Detailansicht auf eine Vorsteuereinheit 28 gemäß dem Pfeil III aus 2 wiedergegeben. Wiedergegeben ist ein Schnitt durch das Antriebsrad 29, die Vorsteuereinheit 28, das Zwischenzahnrad 30 sowie die Antriebskette 31. Der Mittelpunkt 32 des Abtriebsrads 29 bildet ebenfalls den Mittelpunkt 32 der Mittellinie der Kurbelwelle 33. Der Mittelpunkt 34 der exzentrischen Lager 35 ist um den Betrag der Exzentrizität e vom Mittelpunkt 32 der Kurbelwelle beziehungsweise des Abtriebsrads 29 beabstandet. In das exzentrische Lager 35 ist eine Kulisse 36 in Form einer Kurve eingeformt, wobei ein Vorsteuerhebel 37 einseitig in die Kulisse 36 eingreift. Der Vorsteuerhebel 37 ist in einem Vorsteuergehäuse 38 schwenkbar gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Vorsteuerhebel 37 einen Gelenkzapfen 39 auf, der ortsfest im Vorsteuergehäuse 38 aufgenommen ist. Das Vorsteuergehäuse 38 ist wiederum mittels Befestigungsschrauben 40 ortsfest am Zylinder-Kurbelgehäuse beziehungsweise zumindest mittelbar ortsfest am Zylinderkurbelgehäuse befestigt. Das Vorsteuergehäuse 38 weist Führungen 41 auf, die ein Kettenspannergehäuse 42 führen. Die Führungen 41 ermöglichen eine lineare Verschiebung der Spannschiene 43 beziehungsweise des der Spannschiene zugeordneten Kolbenschafts 44 in Richtung des Pfeils P. Der Vorsteuerhebel 37 wirkt einseitig auf die Kulisse 36, wobei der Vorsteuerhebel auf der anderen Seite über einen Zapfen 45 mit dem Kettenspannergehäuse 42 kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Dabei greift der Zapfen 45 in ein Langloch 46 des Kettenspannergehäuses ein.
Das Kettenspannergehäuse 42 kann in der dargestellten Ausführungsform mehrere Aufgaben erfüllen. Einerseits dient das Kettenspannergehäuse 42 zur Übertragung des Moments beziehungsweise der Kraft aus dem Vorsteuerhebel 37 auf die Spannschiene 43 und gleichzeitig dient das Kettenspannergehäuse 42 zur linearen Führung des Kolbenschafts 44 der Spannschiene 43, so dass die kreisförmige Bewegung des Vorsteuerhebels 37 in eine Linearbewegung des Kolbenschafts 44 beziehungsweise der Spannschiene 43 umwandelbar ist. Darüber hinaus dient das Kettenspannergehäuse 42 zur Abstützung der Spannschiene 43. Neben der Übertragung der Bewegung aus dem Vorsteuerhebel 37 dient das Kettenspannergehäuse 42 zur Aufnahme einer Druckfeder 47 beziehungsweise ein die Druckfeder 47 umgebendes Öl 48. Mittels der Druckfeder 47 und/oder des Öls 48 können hochfrequente Anteile einer Bewegung des Leertrums 49 zwischen den Zahnrädern 29, 30 gedämpft werden. Darüber hinaus ist auch eine verschleißbedingte Verlängerung des Antriebsmittels 31, wie beispielsweise eine Antriebskette, kompensierbar.
Der Kettenleertrum 49 zwischen den Zahnrädern 29, 30 wird über die Spannschiene 43 auf Spannung gehalten. Die Spannschiene 43 ist mit ihrem Schaft 44 in einem Kettenspannergehäuse 42 senkrecht zum Kettenleertrum 49 verschiebbar gelagert. Über eine Feder 44 stützt sich der Kolbenschaft 44 gegenüber dem Kettenspannergehäuse 42 ab.
Das Kettenspannergehäuse 42 ist wiederum in einer Führung 41 des Vorsteuergehäuses 38, senkrecht zum Kettenleertrum 49 verschiebbar gelagert. Das äußere Vorsteuergehäuse 38 ist mit dem nicht dargestellten Motorblock über die beiden Schrauben 40 fest verbunden. Der Federraum ist zusätzlich mit Öl 48 befüllbar und über das Öl mit einem Druck beaufschlagbar, um einerseits Kraft auf den Kolbenschaft 44 auszuüben und zum Dämpfen der Kettenschwingungen.
Damit die Spannschiene 43 eine Kraft auf das Kettenleertrum 49 ausüben kann, wird in dieser Ausgestaltungsform der Erfindung das Kettenspannergehäuse 42 über einen Vorsteuerhebel 37, der mit einem Zapfen 45 in ein Langloch 46 an einem unteren Ende des Kettenspannergehäuses 42 eingreift, in Position gehalten. Der Vorsteuerhebel 37 stützt sich an dem Gelenkzapfen 39 im Vorsteuergehäuse 38 ab, wo er schwenkbar gelagert ist. Der Vorsteuerhebel 37 ist weiterhin mit einem Zapfen in der Kulisse 36 zwangsgeführt.
Die in der 3 dargestellte Position von Abtriebsrad 29 und Zwischenzahnrad 30 stellt eine Mittelstellung der exzentrischen Lager 35 dar. Zu erkennen ist, dass ein Verbindungssteg 50 zwischen den exzentrischen Lagern 35 im Wesentlichen rechtwinklig zu einer horizontalen Verbindungslinie 51 zwischen dem Abtriebsrad 29 und dem Zwischenzahnrad 30 ausgerichtet ist. In dieser Mittelstellung ergibt sich der maximale Abstand a zwischen dem Abtriebsrad 29 und dem Zwischenzahnrad 30.
In der 4 ist eine grafische Darstellung der exzentrischen Bewegung des Abtriebsrads wiedergegeben. Der maximale Abstand a zwischen dem Mittelpunkt 52 des Zwischenzahnrads und dem Mittelpunkt 53 des Abtriebsrads ergibt sich dann, wenn eine Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten des Zwischenrads 52 und dem Mittelpunkt 53 des Abtriebsrads sich durch den Mittelpunkt 54 der exzentrischen Lagerung der Kurbelwelle erstreckt. Mit anderen Worten liegt der größte Achsabstand a dann vor, wenn die Kettenradachsen 52, 53 und die Exzenterachse 54 in einer Ebene liegen. Wird der Exzenter zur Verstellung einer Verdichtung verdreht, ändert sich der Achsabstand a der Kettenräder 52, 53. Bei einer Exzenterdrehung verkürzt sich der Achsabstand a zu a'. Die sich durch die Kettenradachsen 52, 53 und die Exzenterachse 54 erstreckende Ebene bezeichnet einen Exzenterwinkel von 0° und beschreibt die Mittelstellung, bei dem der Achsabstand a am größten ist.
Zur weiteren Erläuterung wird auch auf die 4 verwiesen. Bei einem Exzenterverdrehwinkel α im negativen Uhrzeigersinn ergibt sich eine hohe Verdichtung und bei einem Exzenterverdrehwinkel β im Uhrzeigersinn eine niedrige Verdichtung. Die Winkel können beliebig gewählt werden. Vorzugsweise ist zur Darstellung eines möglichst großen Verstellbereiches für das Verdichtungsverhältnis eine symmetrische Verdrehung des Exzenters mit Winkel bis zu α = β = 0° bis 60° um die Ebene mit dem größten Abstand a zu wählen. Zur Darstellung eines gleichen Vorsteuerweges s_α = s_β, kann es jedoch zweckmäßig sein, den Verstellbereich bis zu 5° asymmetrisch zu gestalten mit β = α + 15°. Der sich ergebende unterschiedliche Vorsteuerweg s_α zu s_β liegt darin begründet, dass bei einer Verdrehung zu höheren Verdichtungsverhältnissen nicht nur die überschüssige Kettenlänge kompensiert werden muss, sondern es muss auch der Weg teilweise mit kompensiert werden, der durch die Verschiebung der Kurbelwelle 33 zurückgelegt wird. Aus diesem ist der Vorsteuerweg s_α > s_β. Bei gleichem Verdrehwinkel in die entgegen gesetzte Richtung kommt die Kurbelwelle 33 der Vorsteuereinrichtung 28 entgegen. Je nach Bewegung der Exzenter 35 in Bereichen zu hoher Verdichtung oder niedriger Verdichtung ergibt sich der Achsabstand zu a' (α) oder a' (β). Mit der in der 3 beziehungsweise der schematischen Darstellung in der 4 gezeigten Anordnung einer Vorsteuereinheit lassen sich relative Achsabstandsänderungen von bis zu (1 – a'/a) = 4% bei einem Exzentrizitäts-Abstandsverhältnis von bis zu e/(a – e) = 6% darstellen.
In der 5 ist eine weitere dreidimensionale Ansicht auf eine Vorsteuereinheit 55 aus Sicht des Pfeils V in 2 dargestellt. Zu erkennen ist das Zwischenzahnrad 56 sowie zwei Antriebszahnräder 57, 58, die verdrehfest zum Beispiel über eine Zwischenwelle 59 mit dem Zwischenzahnrad 56 verbunden sind. Das Antriebsmittel 60 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Antriebskette 60. Zu erkennen ist ebenfalls der Vorsteuerhebel 61, dessen erster Hebelarm 62 in einer Kulisse 63 geführt ist. Ein zweiter Hebelarm 64 erstreckt sich in Richtung des Vorsteuergehäuses 65, wobei ein Zapfen 66 am Ende 67 des zweiten Hebelarms 64 auf das Kettenspannergehäuse 68 wirkt. Das Vorsteuergehäuse 65 ist mittels der Schrauben 69 ortsfest zum Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise zur Kolbenbrennkraftmaschine angeordnet. Der Vorsteuerhebel 61 ist schwenkbar, zum Beispiel mittels eines Gelenkzapfens, aber ortsfest im Vorsteuergehäuse 65 gehalten. Die Abbildung zeigt die Vorsteuereinheit 55 in einer Mittelstellung (0°). Bei einer Verdrehung der exzentrischen Lagerung der Kurbelwelle in Richtung des Pfeils P2 ergibt sich entsprechend eine hohe oder niedrige Verdichtung. Wie deutlich zu erkennen ist, ist der erste Hebel 62 mittels eines Zapfens in der Kulisse 63 zwangsgeführt.
Bei einer Verdrehung der Kulisse 63 wird der Zapfen 70 und somit der erste Hebelarm 62 des Vorsteuerhebels 61 bewegt, wobei der Vorsteuerhebel 61 eine Schwenkbewegung um die ortsfeste Aufnahme im Vorsteuergehäuse 65 vollzieht. Führt die exzentrische Bewegung der Kurbelwelle zu einer Verringerung des Abstands zwischen dem Abtriebsrad und dem Zwischenrad 56 so folgt der Vorsteuerhebel 61 dieser Bewegung und setzt diese Bewegung in eine Linearbewegung des Kettenspannergehäuses 68 um. Das Kettenspannergehäuse 68 wiederum erzeugt eine Linearbewegung der Spannschiene 71 entgegen dem Antriebsmittel 60. Je nach Kulissenform 63 können hierbei unterschiedliche Kräfte, Momente und Bewegungsabläufe im Vorsteuerhebel 61 modelliert beziehungsweise generiert werden. Die Kulissenform 63 ist somit maßgeblich für den entsprechenden Spannungsausgleich im Antriebsmittel 60. Je nach Kulissenform kann somit Einfluss auf das entsprechende Spiel beziehungsweise die Spannung im Antriebsmittel 60 genommen werden.
In der 6 sind drei unterschiedliche Stellungen der exzentrischen Kurbelwellenlagerung 72 wiedergegeben. Die obere Darstellung a) zeigt die Mittelstellung oder 0°-Stellung der exzentrischen Lagerung 72, die mittlere Darstellung b) die exzentrische Auslenkung der Lagerung 72 in positive Richtung hin zu einem Bereich niedriger Verdichtung und die untere Darstellung c) eine Verdrehung der exzentrischen Lager 72 in negative Richtung hin zu einer hohen Verdichtung der Verbrennungskraftmaschine. In der Mittelstellung ist der Achsabstand a zwischen dem Abtriebsrad 73 und dem Zwischenrad 74 maximal, so dass sich die Spannschiene 75 in einer nahezu vollständig in das Vorsteuergehäuse 76 hinein gefahrenen Stellung befindet. Bei einer Verdrehung der exzentrischen Lagerung 72 in positive Richtung, gekennzeichnet durch den Winkel β ergibt sich ein Vorsteuerweg s_β, wobei die Spannschiene 75 durch die Kulisse 77 zwangsgeführt ist. Deutlich zu erkennen ist die Schwenkbewegung des Vorsteuerhebels 78. In der unteren Darstellung Abbildung c) ist die exzentrische Lagerung in negative Richtung ausgelenkt, die durch den Winkel α dargestellt ist. Aus der überschüssigen Kettenlänge wie auch der Verschiebung der Kurbelwelle ergibt sich eine größere auszugleichende Kettenspannung symbolisiert durch den Vorsteuerweg s_α.
In der 7 ist eine schematische Darstellung einer Vorsteuereinheit 79 mit zwei entgegengesetzt gerichteten Spannschienen 80, 81 wiedergegeben. Im Fall einer größeren Achsabstandsänderung, kann die bestehende Vorsteuereinheit 79 um eine zweite Spannschiene 81 im selben Vorsteuergehäuse erweitert werden. Dabei wird die zweite Spannschiene 81, die mittels einer Übertragungsvorrichtung 82 aus einem Zahnrad 83 und Zahnstangen 84, 85 gebildet wird, in entgegen gesetzte Richtungen bewegt. Die Ansteuerung der ersten Spannschiene 80 bleibt dabei, wie vorstehend erläutert, erhalten. Nur schematisch ist der Vorsteuerhebel 86 und die Kulisse 87 dargestellt. Die Übertragungsvorrichtung 82 bildet hierbei ein Getriebe 82, 83, 84, wobei das Zahnrad 83 ortsfest im Vorsteuergehäuse und/oder Motorengehäuse gelagert oder aufgenommen ist.
In der 8 ist wiederum eine Ansicht auf eine Vorsteuereinheit 88 aus Sicht des Pfeils V aus 2 wiedergegeben. Dargestellt ist zusätzlich die exzentrische Lagerung 89 sowie die in den exzentrischen Lagern aufgenommene Kurbelwelle 90. Zu erkennen ist ein Pleuellager 91 sowie ein Verbindungssteg 92 zwischen zwei exzentrischen Lagern 89. In dem Fall, in dem die Vorsteuereinrichtung 88 in einem engen Spalt 93 zwischen einem Exzenter 89 und einem Schwungradflansch 94 montiert wird, kann die Kulisse im Exzenter 89 eine Montageöffnung 95 aufweisen. Durch die Montageöffnung 95 kann dann der Zapfen des Vorsteuerhebels 96 in die Kulissenführung eingeschoben werden.
Die Kompensation des Längenzuwachses im Kettentrum in Folge einer Achsabstandsänderung wird durch die Vorsteuereinheit 88 realisiert. Die Vorsteuereinheit führt die Spannschiene exakt um den Weg nach, den der Trumlängenzuwachs verursacht. Der Kettenspanner beziehungsweise die Spannschiene wirkt nahezu unabhängig von der Vorsteuerung mittels des Vorsteuerhebels 96. Die Spannschiene hat die Aufgabe die Kette zu spannen und zusätzlich den verschleißbedingten Längenzuwachs zu kompensieren. Durch die Einbindung der Vorsteuereinheit 88 in den Bereich des Leertrums, kann eine im Hinblick auf die Motorlänge sehr kurze bauende Möglichkeit zum Spannungsausgleich eines Antriebsmittels erzielt werden.
Die 9 zeigt eine Draufsicht auf ein Vorsteuereinheit gemäß dem Pfeil IX aus 8. Zu erkennen ist ein Schwungradflansch 97, die Abtriebsritze 98 sowie das Antriebsmittel 99 und die exzentrische Lagerung 100 mit der Kulissenöffnung 101.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19925268 A1 [0004]
DE 202007003605 U1 [0005]

Claims

Kolbenbrennkraftmaschine (1) mit mindestens einem Kolben, der über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle (16, 33, 90) verbunden ist und die Kurbelwelle in Exzenterringen (17, 18, 35, 72, 89, 100) aufgenommen ist, wobei die Exzenterringe (17, 18, 35, 72, 89, 100) wiederum in Traglagern in einem Motorgehäuse verdrehbar gelagert sind und die Traglager mit einem Stellantrieb zur Veränderung einer Position einer Drehachse der Kurbelwelle (16, 33, 90) in Bezug auf das Motorgehäuse in Verbindung stehen, – mit einem Antriebsrad (4, 21, 29, 73), das verdrehfest mit der Kurbelwelle (16, 33, 90) verbunden ist, zur Übertragung eines Drehmoments, wobei – das Antriebsrad (4, 21, 29, 73) mit einem umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99), insbesondere einer Antriebskette oder einem Zahnriemen, zusammenwirkt, – das umlaufende Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) auf zumindest eine ortsfest am Motorgehäuse befestigte Antriebseinrichtung (6, 30, 56, 74), insbesondere ein Zwischenrad, wirkt und – mit mindestens einem, mit dem umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) in Verbindung stehenden Spannmittel (43, 71, 75, 80, 81), das proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle (16, 33, 90) gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung (6, 30, 56, 74) bewegbar geführt ist und eine Bewegung des Spannmittels (43, 71, 75, 80, 81) mittels einer Übertragungseinrichtung ausführbar ist, wobei – die Übertragungseinrichtung einen ortsfesten und schwenkbar am Motorgehäuse angeordneten Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) umfasst und der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) derart schwenkbar gelagert ist, dass zwei Hebelarme (62, 64) gebildet sind, wobei ein Hebelarm (62) bevorzugt unmittelbar auf das Spannmittel wirkt und der zweite Hebelarm (64) mit mindestens einem Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) mechanisch gekoppelt und entlang einem der Exzenterringe (17, 18, 35, 72, 89, 100) zwangsgeführt ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) in einer an dem Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) angeordneten oder aus dem Exzentering (17, 18, 35, 72, 89, 100) gebildeten oder mit dem Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) verbundenen Kulisse (36, 63, 87) geführt ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) mittels eines Zapfens (70) in der Kulisse (36, 63, 87) geführt ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (36, 63, 87) an einem radialen Ende des Exzenterrings (17, 18, 35, 72, 89, 100) eine Öffnung (101) aufweist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) unmittelbar auf das Spannmittel (43, 71, 75, 80, 81) wirkt und das Spannmittel (43, 71, 75, 80, 81) zumindest an dem Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) anliegende Spannschiene umfasst.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannschiene (43, 71, 75, 80, 81) in einem Spanngehäuse (42, 68) linear geführt ist, der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) unmittelbar auf das Spanngehäuse (42, 68) und die Spannschiene (43, 71, 75, 80, 81) auf das umlaufende Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) wirkt.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel zwei oder mehr Spannschienen (43, 71, 75, 80, 81) umfasst.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) auf eine erste Spannschiene (80) wirkt und ein Gegtriebe (82) vorgesehen ist, welches eine Bewegung der ersten Spannschiene (80) auf eine zweite Spannschiene (81) übertragt.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel zwei Spannschienen (80, 81) umfasst und die Spannschienen (80, 81) eine einander entgegen gerichtete Bewegung ausführen, wobei die Spannschienen (80, 81) an einem inneren Umfang des Antriebsmittels (5, 15, 31, 60, 99) anliegen.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) in einem Langloch (46) eines Spanngehäuses (42, 68) geführt ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Spannschiene (43, 71, 75, 80, 81) und einem Spanngehäuse (42, 68) zumindest ein Mittel (47, 48) zur Erzeugung eines Drucks angeordnet ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines Drucks eine Feder (47) und/oder ein Öl (48) ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (4, 21, 29, 73) und ein Zwischenrad (6, 30, 56, 74) der Übertragungseinrichtung einen einheitlichen oder unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Zwischenrads (6, 30, 56, 74) und/oder des Antriebsmittels (5, 15, 31, 60, 99) ein Steuertrieb und/oder ein Nebenabtrieb und/oder ein Hauptabtrieb angetrieben ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, durch eine Mittelstellung der Exzenterringe (17, 18, 35, 72, 89, 100) definierte Position des Antriebsrads (4, 21, 29, 73) einem Exzenterwinkel von 0° entspricht, wobei sich bei einem Exzenterwinkel von 0° ein maximale Achsabstand (a) zwischen dem Antriebsrad (4, 21, 29, 73) und einem Zwischenrad (6, 30, 56, 74) der Antriebseinrichtung einstellt, wobei ein Verdichtungsverhältnis mittels einer Verdrehung der Exzenter (17, 18, 35, 72, 89, 100) mit einem Winkel zwischen bevorzugt plus 60° und minus 60° einstellbar ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorsteuerweg (s_α, s_β) des Spannmittels proportional zu einem Winkel (α, β) einer Verdrehung der Exzenterringe (17, 18, 35, 72, 89, 100) ist, wobei ausgehend von einer Mittelstellung der Exzenterringe (100–100) eine symmetrische oder asymmetrische Verteilung des Vorsteuerwegs (s_α, s_β) einstellbar ist.
Kolbenbrennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung eines Achsabstands (a) zwischen dem Antriebsrad (4, 21, 29, 73) und einem Zwischenrad (6, 30, 56, 74) der Antriebseinerichtung von bis zu 10%, vorzugsweise von bis zu 4%, mittels eines Spannmittels ausgleichbar ist.
Verfahren zur Steuerung einer Spannung eines umlaufenden, zumindest über ein Antriebsrad (4, 21, 29, 73) geführten Antriebsmittels (5, 15, 31, 60, 99), insbesondere eines Riemens oder einer Kette, einer Verbrennungskraftmaschine, wobei eine Spannungsänderung im umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) durch eine Positionsänderung des Antriebsrads (4, 21, 29, 73) hervorgerufen wird und bei dem das Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) mit einem zur Übertragung eines Drehmoments mit einer exzentrisch gelagerten Kurbelwelle (16, 33, 90) verdrehfest verbundenen Antriebsrad (4, 21, 29, 73) zusammenwirkt, – bei dem ein mit dem umlaufenden Antriebsmittel (5, 15, 31, 60, 99) in Verbindung stehendes Spannmittel proportional zu einer Positionsänderung der Kurbelwelle (16, 33, 90) gegenüber der ortsfesten Antriebseinrichtung, insbesondere einem Zwischenrad (6, 30, 56, 74), bewegbar geführt wird und – bei dem die Bewegung des Spannmittels mittels eines ortsfesten und schwenkbar in einem Zylinderkurbelgehäuse (2) angeordneten Vorsteuerhebels (37, 61, 78, 86, 96) durchgeführt wird, wobei der Vorsteuerhebel (37, 61, 78, 86, 96) derart gelagert verschwenkbar ist, dass ein erster und ein zweiter Hebelarm (62, 64) verschwenken, wobei der erste Hebelarm (62) unmittelbar auf das Spannmittel wirkt und der zweite Hebelarm (64) mit mindestens einem Exzenterring (17, 18, 35, 72, 89, 100) aufgrund einer mechanischen Kopplung entlang eines Exzenterrings (17, 18, 35, 72, 89, 100) zwangsgeführt wird.