DE102011017230A1

DE102011017230A1 - An adjusting device for variably setting a compression ratio of an internal combustion engine

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Publication number: DE102011017230A1
Application number: DE201110017230
Authority: DE
Inventors: Dr. Ing. Fieweger Klaus; Dipl.-Ing. Finkbeiner Hansjörg; Gernot Kurtzer; Dipl.-Ing. Lengfeld Markus; Dipl.-Ing. Schröer Dietmar; Dipl.-Ing. Seidel Georg; Dipl.-Ing. Gaisberg-Helfenberg Alexander von
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-08-16
Also published as: WO2012139615A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung (10) zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einer Übertragungseinrichtung (14), über welche das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist, wobei zumindest eine Spieleinstelleinrichtung (24) mit wenigstens einem Stellglied vorgesehen ist, mittels welchem ein Spiel der Übertragungseinrichtung (14) durch Bewegen wenigstens eines ersten Übertragungselements (18) relativ zu mindestens einem zweiten, zumindest zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses mit dem ersten Übertragungselement (18) eine Wirkverbindung ausbildenden Übertragungselement (20) der Übertragungseinrichtung (14) einstellbar und fixierbar ist.The invention relates to an adjusting device (10) for the variable setting of at least one compression ratio of an internal combustion engine, in particular a reciprocating piston internal combustion engine, with at least one transmission device (14) via which the compression ratio can be variably adjusted, with at least one lash adjuster (24) having at least one actuator is provided, by means of which a play of the transmission device (14) by moving at least one first transmission element (18) relative to at least a second transmission element (20) of the transmission device (14) which forms an operative connection at least for setting the compression ratio with the first transmission element (18) ) is adjustable and fixable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1. Art.

Die DE 195 25 831 A1 offenbart ein Planetengetriebe mit einem angetriebenen Sonnenrad und mit einem ersten und einem zweiten, jeweils innen- und konisch verzahnten Hohlrad, von denen das erste feststeht und das zweite drehantreibbar gelagert ist und den Abtrieb bildet. Das Planetengetriebe umfasst ferner Stufenplaneten mit konisch verzahnten Stufenrädern, die in einem Planetenträger in der Weise gelagert sind, dass sie in ständigem Zahneingriff mit dem Sonnenrad und den Hohlrädern stehen. Es ist vorgesehen, dass die Neigungswinkel der Verzahnungen der Stufenräder sowie der Hohlräder zueinander entgegengesetzt verlaufen.The DE 195 25 831 A1 discloses a planetary gear with a driven sun gear and with a first and a second, each internally and conically toothed ring gear, of which the first is fixed and the second is rotatably mounted and forms the output. The planetary gear further includes stepped planetary geared planetary gears mounted in a planetary carrier in such a manner as to be in constant mesh with the sun gear and the ring gears. It is envisaged that the inclination angle of the teeth of the step wheels and the ring gears are opposite to each other.

Der EP 1 307 642 B1 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Die Hubkolben-Brennkraftmaschine umfasst einen in einem Zylinder verschieblich angeordneten Kolben, der mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt ist, dessen Bewegung auf eine Kurbel einer Kurbelwelle übertragbar ist. Zwischen dem Pleuel und der Kurbel ist ein Übertragungsglied vorgesehen, dessen Bewegung über einen Steuerhebel manipulierbar ist, mit dem Ziel, eine steuerbare Bewegung des Kolbens zu gewährleisten, insbesondere um eine Variierung des Verdichtungsverhältnisses und des Kolbenhubs zu ermöglichen. Das Übertragungsglied ist als Schwenkhebel ausgebildet, der über ein Gelenk mit der Kurbel gekoppelt ist, wobei dieses Gelenk im zwischenliegenden Bereich zwischen einem Lagerpunkt des Querhebels zum Steuerhebel und einem Lagerpunkt des Querhebels zum Pleuel liegt. Das Gelenk ist zwischen Querhebel und Kurbel mit Abstand zur Verbindungslinie zwischen den beiden Lagerpunkten des Querhebels zum Steuerhebel beziehungsweise zum Pleuel angeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Pleuel-Lagerpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Pleuel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt sich bezogen auf den Kurbelradius auf bestimmte Weise bemessen.Of the EP 1 307 642 B1 is to be taken as known a reciprocating internal combustion engine. The reciprocating internal combustion engine comprises a displaceably arranged in a cylinder piston which is pivotally coupled to a connecting rod, the movement of which is transferable to a crank of a crankshaft. Between the connecting rod and the crank, a transmission member is provided, the movement of which can be manipulated via a control lever, with the aim of ensuring a controllable movement of the piston, in particular to allow a variation of the compression ratio and the piston stroke. The transmission member is designed as a pivot lever which is coupled via a hinge to the crank, wherein this joint lies in the intermediate region between a bearing point of the transverse lever to the control lever and a bearing point of the transverse lever to the connecting rod. The joint is arranged between the transverse lever and the crank at a distance from the connecting line between the two bearing points of the transverse lever to the control lever or to the connecting rod. It is envisaged that the side length between the control lever bearing point and the connecting rod bearing point and the side length between the control lever bearing point and the crank pivot point and the side length between the connecting rod bearing point and the crank joint point with respect to the crank radius to certain Measure way.

Bei dieser sowie bei anderweitigen, aus der Entwicklung von Verbrennungskraftmaschinen bekannten Stelleinrichtungen zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses der entsprechenden Verbrennungskraftmaschine wird jeweils wenigstens eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen des Verdichtungsverhältnisses eingesetzt. Dabei hat es sich gezeigt, dass es zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommen kann.In this and in other, known from the development of internal combustion engines actuators for variably setting at least one compression ratio of the corresponding internal combustion engine, at least one adjusting device for variably setting the compression ratio is used in each case. It has been shown that it can lead to an undesirable noise.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche ein verbessertes Geräuschverhalten aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine, which has an improved noise behavior.

Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Eine solche Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, umfasst wenigstens eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von Kräften und/oder Drehmomenten, über welche das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Mit anderen Worten, zum Einstellen beziehungsweise Verstellen des Verdichtungsverhältnisses sind von der Stelleinrichtung Kräfte und/oder Drehmomente aufzuwenden und abzustützen, welche über die Übertragungseinrichtung übertragen werden.Such an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine, comprises at least one transmission device for transmitting forces and / or torques over which the compression ratio is variably adjustable. In other words, for adjusting or adjusting the compression ratio, forces and / or torques are to be applied and supported by the actuating device, which are transmitted via the transmission device.

Erfindungsgemäß ist zumindest eine Spieleinstelleinrichtung mit wenigstens einem Stellglied vorgesehen, mittels welchem ein Spiel der Übertragungseinrichtung einstellbar ist. Dazu ist wenigstens ein erstes Übertragungselement der Übertragungseinrichtung relativ zu mindestens einem zweiten Übertragungselement der Übertragungseinrichtung bewegbar und so einstellbar. Das erste und das zweite Übertragungselement erfüllen dabei die Aufgabe, die Kräfte und/oder Drehmomente zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses zu übertragen. Zumindest zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses ist zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungselement eine entsprechende Wirkverbindung ausbildbar, so dass die Kräfte und/oder Drehmomente zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses über das erste und das zweite Übertragungselement der Übertragungseinrichtung übertragen werden.According to the invention, at least one clearance adjustment device is provided with at least one actuator, by means of which a play of the transmission device is adjustable. For this purpose, at least one first transmission element of the transmission device is movable relative to at least one second transmission element of the transmission device and thus adjustable. The first and the second transmission element thereby fulfill the task of transmitting the forces and / or torques for setting the compression ratio. At least for adjusting the compression ratio, a corresponding operative connection can be formed between the first and the second transmission element, so that the forces and / or torques for adjusting the compression ratio are transmitted via the first and the second transmission element of the transmission device.

Die Spieleinstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ermöglicht es dabei, ein unerwünschtes Spiel beziehungsweise einen unerwünschten Wert des Spiel zwischen den Übertragungselementen der Übertragungseinrichtung durch Einstellen beziehungsweise Nacheinstellen des Spiels auf einen gewünschten Wert zu korrigieren. Dadurch wird insbesondere ein unerwünscht großes Spiel, das heißt ein unerwünscht großer Wert des Spiels, kompensiert und auf einen demgegenüber geringeren Wert eingestellt. Ebenso möglich ist es, die Übertragungselemente zumindest im Wesentlichen spielfrei einzustellen, wobei das Spiel zumindest im Wesentlichen auf den Wert Null reduziert wird.The Spieleinstelleinrichtung the adjusting device according to the invention makes it possible to correct an undesirable game or an undesirable value of the game between the transmission elements of the transmission device by adjusting or Nacheinstellen the game to a desired value. As a result, in particular, an undesirably large game, that is an undesirably large value of Game, compensated and set to a lower value. It is equally possible to set the transmission elements at least substantially free of play, wherein the game is at least substantially reduced to the value zero.

Darüber hinaus ist es möglich, ein unerwünscht geringes Spiel, das heißt einen unerwünscht geringen Wert des Spiels, zu vergrößern beziehungsweise auf einen demgegenüber größeren Wert einzustellen. Dies kann einem effizienten Betrieb der Übertragungseinrichtung und damit der gesamten Stelleinrichtung zugute kommen, so sodass diese einen nur sehr geringen Energiebedarf aufweist.Moreover, it is possible to increase an undesirably small game, that is, an undesirably low value of the game, or to set it to a comparatively larger value. This can benefit an efficient operation of the transmission device and thus of the entire actuating device, so that it has only a very low energy requirement.

Durch diese bedarfsgerechte Einstellung des Spiels und die Kompensation unerwünschter Werte des Spiels kann die Entstehung von unerwünschten Geräuschen während des Betriebs der Stelleinrichtung und der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden. Dadurch können beispielsweise Insassen eines Fahrgastraums eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit der Verbrennungskraftmaschine und der Stelleinrichtung den Betrieb der Stelleinrichtung und insbesondere Stellvorgänge zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses nicht akustisch wahrnehmen. Dadurch kann die Geräuschbelastung der Insassen sehr gering gehalten werden, was insbesondere dem Reisekomfort des Kraftwagens zugute kommt. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei langen Reisen zum Tragen.By means of this need-based adjustment of the game and the compensation of undesirable values of the game, the generation of unwanted noise during operation of the adjusting device and the internal combustion engine can be avoided. As a result, for example, occupants of a passenger compartment of a motor vehicle, in particular a passenger car, with the internal combustion engine and the adjusting device can not acoustically perceive the operation of the adjusting device and in particular adjusting operations for setting the compression ratio. As a result, the noise level of the occupants can be kept very low, which in particular benefits the travel comfort of the motor vehicle. This advantage is particularly useful for long trips.

Ein weiterer Vorteil der bedarfsgerechten Einstellbarkeit des Spiels ist, dass sich dadurch Belastungen der Übertragungseinrichtung und damit der Stelleinrichtung gering halten lassen. Dies kommt einer hohen Lebensdauer der Stelleinrichtung zugute. Die Stelleinrichtung weist somit eine hohe Funktionserfüllungssicherheit auf und kann das Verdichtungsverhältnis zumindest im Wesentlichen über die gesamte Lebensdauer hinweg effizient und präzise einstellen und an thermodynamische Erfordernisse der Verbrennungskraftmaschine anpassen. So kann die Verbrennungskraftmaschine über ihre zumindest nahezu gesamte Lebensdauer hinweg besonders effizient betrieben werden, was ihren Kraftstoffverbrauch sowie ihre CO₂-Emissionen in einem geringen Rahmen hält.Another advantage of the need-based adjustability of the game is that it can keep low loads of the transmission device and thus the actuator. This benefits a long life of the actuator. The adjusting device thus has a high functional performance safety and can set the compression ratio efficiently and precisely at least substantially over the entire service life and adapt it to thermodynamic requirements of the internal combustion engine. Thus, the internal combustion engine can be operated very efficiently over its at least almost its entire life, which keeps its fuel consumption and their CO ₂ emissions in a small frame.

Bei dem Spiel handelt es sich insbesondere um eine fertigungsbedingte und/oder anwendungsbedingte Bewegungsfreiheit zwischen den Übertragungselementen. Während des Betriebs über eine bestimmte Lebensdauer beziehungsweise Zeitspanne hinweg wirken auf die Übertragungseinrichtung und damit die Übertragungselemente unterschiedliche Einflüsse und Belastungen, welche eine Veränderung des beispielsweise bei der Fertigung und der Erstmontage der Stelleinrichtung eingestellten Spiels bewirken können. Dabei kann es vorkommen, dass das Spiel (die Bewegungsfreiheit) zwischen den Übertragungselementen insbesondere infolge eines Verschleißes der Stelleinrichtung zunimmt. Infolge dieses erhöhten Spiels können sich die Übertragungselemente unerwünscht stark, das heißt über einen unerwünscht großen Weg, relativ zueinander bewegen. Daraus kann ein Klappern, Rasseln oder dergleichen Geräuschentwicklung resultieren. Dies ist durch das bedarfsgerechte Einstellen des Spiels mittels der Spieleinstelleinrichtung vermieden.The game is in particular a production-related and / or application-related freedom of movement between the transmission elements. During operation over a certain lifetime or period of time have on the transmission device and thus the transmission elements different influences and loads, which can cause a change in the game, for example, during production and initial assembly of the adjusting game. It may happen that the game (the freedom of movement) increases between the transmission elements, in particular due to wear of the actuator. As a result of this increased game, the transmission elements can undesirably strong, that move over an undesirably large path relative to each other. This can result in rattling, rattling or the like noise. This is avoided by the need-based setting of the game by means of Spieleinstelleinrichtung.

Ebenso möglich ist es, dass sich das Spiel (die Bewegungsfreiheit) infolge des Betriebs verringert. Dann ist eine Erhöhung des Spiels wünschenswert, was mittels der Spieleinstelleinrichtung bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung realisierbar ist. Dabei kann das Spiel unter Vermeidung der Entstehung der unerwünschten Geräusche vergrößert werden, so dass beispielsweise die innere Reibung der Übertragungseinrichtung gering gehalten werden kann. Dadurch kann die Übertragungseinrichtung und damit die gesamte Stelleinrichtung besonders effizient betrieben werden. Daraus ist ersichtlich, dass das Spiel mittels der Spieleinstelleinrichtung quasi in beide Richtungen kompensierbar ist.It is also possible that the game (the freedom of movement) decreases as a result of the operation. Then, an increase of the game is desirable, which can be realized by means of the Spieleinstelleinrichtung in the adjusting device according to the invention. In this case, the game can be increased while avoiding the formation of unwanted noise, so that, for example, the internal friction of the transmission device can be kept low. As a result, the transmission device and thus the entire actuating device can be operated particularly efficiently. It can be seen that the game is compensated by means of the Spieleinstelleinrichtung quasi in both directions.

Liegt ein unerwünscht großes Spiel beziehungsweise ein unerwünscht großer Wert des Spiels vor, so kann das Spiel hin zu einem geringeren Spiel eingestellt und korrigiert werden. Liegt ein unerwünscht geringes Spiel, das heißt ein unerwünscht geringer Wert des Spiels, vor, so kann das Spiel hin zu einem vorteilhaften, größeren Spiel korrigiert und nachjustiert werden. Dadurch können sowohl unerwünschte und unangenehme Geräusche vermieden, sowie ein besonders hoher Wirkungsgrad der Übertragungseinrichtung und damit der gesamten Stelleinrichtung verwirklicht werden.If there is an undesirably large game or an undesirably large value of the game, then the game can be set to a lesser game and corrected. If there is an undesirably low level of play, that is an undesirably low value of the game, then the game can be corrected and readjusted to an advantageous, larger game. As a result, both unwanted and unpleasant noise can be avoided, and a particularly high efficiency of the transmission device and thus the entire adjusting device can be realized.

Das Stellglied der Spieleinstelleinrichtung ermöglicht dabei ein zumindest nahezu kontinuierliches bzw. beliebig oft wiederholbares Einstellen und Justieren des Spiels automatisch über die Lebensdauer der Stelleinrichtung hinweg. Das bedeutet, dass das Spiel nicht nur bei der Fertigung und der Erstmontage der Stelleinrichtung sowie gegebenenfalls im Rahmen von Wartungs- und Reparaturarbeiten der Stelleinrichtung, sondern auch während des Betriebs beziehungsweise während der Lebensdauer zwischen zwei Wartungsintervallen ohne das Zutun einer Person eingestellt werden kann. So kann ein dauerhafter, effizienter Betrieb der Stelleinrichtung ohne die Entstehung von unerwünschten Geräuschen realisiert werden.The actuator of the Spieleinstelleinrichtung allows an at least almost continuous or arbitrarily often repeatable setting and adjusting the game automatically over the life of the actuator away. This means that the game can be adjusted not only during manufacture and initial assembly of the actuator and, where appropriate, in the context of maintenance and repair of the actuator, but also during operation or during the life between two maintenance intervals without the intervention of a person. Thus, a permanent, efficient operation of the actuator without the generation of unwanted noise can be realized.

Dieses zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Justieren, das heißt Einstellen, des Spiels während des Betriebs der Übertragungseinrichtung, das heißt auch nach der Erstmontage sowie zwischen Wartungs- beziehungsweise Reparaturintervallen, birgt dabei sowohl Vorteile gegenüber kraftdefinierten Anfedermechanismen zum Einstellen des Spiels als auch gegenüber wegdefinierten Einstellmechanismen zum Einstellen des Spiels. Die kraftdefinierten Anfedermechanismen, wobei die Übertragungselemente relativ zueinander kraftbeaufschlagt werden, wodurch das Spiel auf einem vorgebbaren Wert zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, weisen insbesondere den Nachteil auf, dass der Wirkungsgrad der Übertragungseinrichtung negativ beeinflusst werden kann. Dies resultiert aus relativ hohen, permanent wirkenden Kräften, welche auf die Übertragungselemente wirken und welche einen unvorteilhaften und permanenten Kontakt der Übertragungselemente bewirken.This at least substantially continuous adjustment, that is setting, the game during operation of the transmission device, that is, even after the initial assembly and between maintenance or repair intervals, it has both advantages over force-defined spring mechanisms for adjusting the game as well as against path-defined adjustment mechanisms for adjusting the game. The force-defined spring mechanisms, wherein the transmission elements are subjected to force relative to each other, whereby the game is kept at a substantially predetermined value at least substantially, in particular have the disadvantage that the efficiency of the transmission device can be adversely affected. This results from relatively high, permanently acting forces, which act on the transmission elements and which cause unfavorable and permanent contact of the transmission elements.

Die wegdefinierten Einstellmechanismen, bei welchen die Übertragungselemente einmalig bei der Erstmontage und gegebenenfalls bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten der Stelleinrichtung relativ zueinander bewegt, wodurch das Spiel eingestellt wird, weisen insbesondere den Nachteil auf, dass es zu einer unvorteilhaften Veränderung, insbesondere Vergrößerung, des Spiels über die Lebensdauer und des Betriebs der Stelleinrichtung hinweg kommt, da beispielsweise Glättungseffekte zwischen den Übertragungselementen auftreten.The path-defined adjustment mechanisms, in which the transmission elements once during initial assembly and possibly during maintenance or repair of the actuator moves relative to each other, whereby the game is adjusted, in particular have the disadvantage that there is an unfavorable change, in particular increase, of the game over the life and the operation of the actuator comes across, for example, since smoothing effects between the transmission elements occur.

Diese Problematiken sind durch die Spieleinstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung vermieden, da das Spiel automatisch mittels des Stellglieds auch nach der Erstmontage und zwischen Wartungsintervallen nachjustiert und auf bedarfsgerechte Werte einstellt.These problems are avoided by the Spieleinstelleinrichtung the adjusting device according to the invention, since the game automatically readjusted by means of the actuator after the initial assembly and between maintenance intervals and adjusts to needs-based values.

Die Einstellung des Spiels zwischen den Übertragungselementen bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung erfolgt dabei wegdefiniert. Jedoch ist der bezüglich der wegdefinierten Einstellmechanismen geschilderte Nachteil verhindert, da das Stellglied das Spiel automatisch über die Lebensdauer und den Betrieb hinweg eingestellt und nachjustiert wird, so dass beispielsweise die geschilderten Glättungseffekte sowie anderweitige, das Spiel verändernde Einflüsse selbsttätig, das heißt automatisch, ohne das Zutun einer Person kompensiert werden können.The adjustment of the clearance between the transmission elements in the adjusting device according to the invention takes place as defined. However, the drawback described with respect to the path-defined adjustment mechanisms is avoided because the actuator automatically adjusts and adjusts the clearance over the life and operation so that, for example, the described smoothing effects as well as other game changing influences are automatic, that is automatic, without Can be compensated for by a person.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Übertragungselemente als Zahnräder, insbesondere eines Getriebes, der Übertragungseinrichtung ausgebildet. Zum Ausbilden der Wirkverbindung stehen die Zahnräder über jeweilige Verzahnungen miteinander im Eingriff. Die Zahnräder erlauben dabei eine besonders effiziente und wirkungsgradgünstige Übertragung der Kräfte und/oder Drehmomente zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Weisen die Zahnräder eine Übersetzung auf, welche von Eins unterschiedlich ist, so können dadurch die beispielsweise von einem Aktor der Stelleinrichtung aufzuwendende Kräfte und/oder Drehmomente zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses betragsmäßig gering gehalten werden.In an advantageous embodiment of the invention, the transmission elements are designed as gears, in particular a gear, the transmission device. To form the operative connection, the gears are engaged with each other via respective toothings. The gears allow a particularly efficient and low-efficiency transmission of forces and / or torques for adjusting the compression ratio. If the gears have a gear ratio which is different from one, then the forces and / or torques to be expended, for example, by an actuator of the actuating device for adjusting the compression ratio can be kept small in terms of magnitude.

Die Spieleinstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ermöglicht dabei das zumindest im Wesentlichen kontinuierliche bzw. beliebig oft wiederholbare Einstellen des Spiels zwischen den Verzahnungen, so dass insbesondere unerwünschte Zahnflankenspiele der Verzahnungen verhindert werden können. Dadurch können auch Geräusche infolge eines Zahnflankenwechsels vermieden werden, so dass die Stelleinrichtung ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten aufweist.The Spieleinstelleinrichtung the adjusting device according to the invention thereby allows the at least substantially continuous or arbitrarily often repeatable setting of the game between the teeth, so that in particular undesirable backlash of the teeth can be prevented. This also noise due to a tooth flank change can be avoided, so that the adjusting device has a particularly advantageous noise behavior.

Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform möglich, ein zu geringes Spiel zwischen den Verzahnungen ebenso zu vermeiden. Ein zu geringes Spiel würde gegebenenfalls zu einer unerwünscht hohen Reibung des Getriebes beziehungsweise der Zahnräder führen, was den Wirkungsgrad des Getriebes negativ beeinträchtigen kann. Dies ist durch die Spieleinstelleinrichtung vermieden, da das Spiel bedarfsgerecht auf einen gewünschten und vorteilhaften Wert eingestellt kann. Insbesondere bei dieser Ausführungsform weist die Einstellung des Spiels mittels des Stellglieds den zuvor geschilderten Vorteil auf, dass Glättungseffekte zwischen Oberflächen der Verzahnungen kompensiert werden können, so dass das Spiel nachjustiert werden kann.Moreover, it is possible in this embodiment to avoid too little play between the teeth as well. Too little play would possibly lead to an undesirably high friction of the transmission or the gears, which can adversely affect the efficiency of the transmission. This is avoided by the Spieleinstelleinrichtung, since the game can be adjusted as needed to a desired and advantageous value. In particular, in this embodiment, the adjustment of the game by means of the actuator to the previously described advantage that smoothing effects between surfaces of the teeth can be compensated, so that the game can be readjusted.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Achsabstand zwischen den Zahnrädern durch Bewegen wenigstens eines der Zahnräder relativ zu dem anderen Zahnrad einstellbar. Dadurch kann das Spiel besonders einfach und in einer besonders kurzen Zeit eingestellt werden. Dies kommt dem effizienten Betrieb der gesamten Stelleinrichtung zugute.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the axial distance between the gears is adjustable by moving at least one of the gears relative to the other gear. As a result, the game can be adjusted very easily and in a very short time. This benefits the efficient operation of the entire actuator.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Zahnräder zumindest im Wesentlichen konisch, insbesondere als Kegelzahnräder, ausgebildet. Dadurch ist ein besonders hoher Wirkungsgrad der Übertragungseinrichtung realisierbar, was dem effizienten Betrieb der Übertragungseinrichtung und damit der gesamten Stelleinrichtung zugute kommt. Ferner kann dadurch der Bauraumbedarf der Stelleinrichtung gering gehalten werden, was zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum des Kraftwagens führt.In a further advantageous embodiment of the invention, the gears are at least substantially conical, in particular as bevel gears formed. As a result, a particularly high efficiency of the transmission device can be realized, which benefits the efficient operation of the transmission device and thus of the entire actuating device. Furthermore, thereby the space requirement of the adjusting device can be kept low, which leads to the solution and / or to avoid package problems, especially in a space-critical area such as an engine compartment of the motor vehicle.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zum Einstellen des Spiels wenigstens eines der Zahnräder in dessen axialer Richtung relativ zu dem anderen Zahnrad bewegbar. Dadurch ist eine besonders einfache, kostengünstige und bauraumgünstige Einstellbarkeit des Spiels geschaffen, wodurch sich die unerwünschten Geräusche vermeiden lassen, sowie ein besonders hoher Wirkungsgrad des Getriebes realisieren lässt.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the gears is movable relative to the other gear in the axial direction thereof for adjusting the play. This makes a particularly simple, inexpensive and space-saving adjustability of the game created, which can be avoided the unwanted noise, as well as a particularly high efficiency of the transmission can be realized.

In weiterer besonders vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Spieleinstelleinrichtung eine Fixiereinrichtung. Mittels der Fixiereinrichtung ist eine durch das Bewegen der Übertragungselemente, insbesondere der Zahnräder, relativ zueinander eingestellte Relativposition der Übertragungselemente fixierbar. Mit anderen Worten, das Stellglied bewegt zum Einstellen des Spiels die Übertragungselemente relativ zueinander, wodurch diese in die gegenseitige Relativposition bewegt werden. Nach erfolgter Bewegung der Übertragungselemente relativ zueinander kann die Fixiereinrichtung diese Relativposition fixieren, so dass das eingestellte Spiel zumindest im Wesentlichen und wenigstens vorübergehend gehalten wird.In a further particularly advantageous embodiment, the clearance adjustment device comprises a fixing device. By means of the fixing device by the moving of the transmission elements, in particular the gears, relative to each other adjusted relative position of the transmission elements can be fixed. In other words, the actuator moves to adjust the game, the transmission elements relative to each other, whereby they are moved to the mutual relative position. After the movement of the transmission elements relative to each other, the fixing device can fix this relative position, so that the set game is held at least substantially and at least temporarily.

Die Fixiereinrichtung kann dabei als zu dem Stellglied zusätzliche und/oder separat von diesem ausgebildete Fixiereinrichtung ausgebildet sein. Dabei ist die Fixiereinrichtung eine von dem Stellglied unterschiedliche Fixiereinrichtung. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Fixiereinrichtung und das Stellglied in wenigstens einem gemeinsamen Gehäuseteil integriert sind. Das Vorsehen der Fixiereinrichtung birgt den Vorteil, dass das Stellglied lediglich Kräfte und/oder Drehmomente aufbringen muss, um die Übertragungselemente relativ zueinander zu bewegen. Es ist nicht vonnöten, dass das Stellglied auch eine Fixierkraft zum Fixieren der Übertragungselemente relativ zueinander aufbringt. Diese Fixierkraft wird mittels der Fixiereinrichtung aufgebracht und aufgewendet. Diese Funktionstrennung birgt den Vorteil, dass dadurch das Stellglied und die Fixiereinrichtung besonders effizient und bedarfsgerecht auf ihre jeweilige Funktion hin ausgestaltet und ausgelegt werden können.The fixing device can be designed as additional to the actuator and / or separately formed by this fixing. In this case, the fixing device is a different fixing device from the actuator. Likewise, it can be provided that the fixing device and the actuator are integrated in at least one common housing part. The provision of the fixing device has the advantage that the actuator only has to apply forces and / or torques in order to move the transmission elements relative to one another. It is not necessary that the actuator also applies a fixing force for fixing the transmission elements relative to each other. This fixing force is applied and expended by means of the fixing device. This separation of functions has the advantage that in this way the actuator and the fixing device can be configured and designed in a particularly efficient and needs-based manner for their respective function.

Die zum Einstellen des Spiels aufzubringenden Kräfte und/oder Drehmomente, welche als Einstellkraft bezeichnet werden, sind dabei gering im Vergleich zu der notwendigen Fixierkraft und/oder zu einem notwendigen Fixiermoment zum Fixieren der Relativposition, welche als Abstützkraft beziehungsweise Abstützkräfte bezeichnet werden. Diese Funktionstrennung ermöglicht somit die Darstellung eines besonders hohen Wirkungsgrads der Übertragungseinrichtung, insbesondere des Getriebes. Zum Einstellen beziehungsweise zum Nachjustieren des Spiels wird die Fixiereinrichtung derart betätigt, dass sie eine Relativbewegung der Übertragungselemente zulässt. Nach erfolgter Relativbewegung der Übertragungselemente zueinander zum Einstellen des Spiels wird die Fixiereinrichtung wieder derart betätigt, dass die Relativposition zwischen den Übertragungselementen fixiert ist. Durch dieses Fixieren beziehungsweise Lösen und Einstellen des Spiels durch Einstellen der Relativposition kann eine Veränderung des Spiels, insbesondere eine Vergrößerung desselbigen, zumindest im Wesentlichen über die gesamte Lebensdauer hinweg kompensiert werden.The applied for adjusting the game forces and / or torques, which are referred to as adjusting, are small compared to the necessary fixing force and / or a necessary fixing torque for fixing the relative position, which are referred to as supporting or supporting forces. This separation of functions thus enables the representation of a particularly high efficiency of the transmission device, in particular of the transmission. For setting or for readjusting the game, the fixing device is actuated such that it allows a relative movement of the transmission elements. After the relative movement of the transmission elements to each other for adjusting the game, the fixing device is again actuated such that the relative position between the transmission elements is fixed. By this fixing or releasing and adjusting the game by adjusting the relative position, a change of the game, in particular an enlargement of the same, can be compensated for at least substantially over the entire service life.

Die Fixierung mittels der Fixiereinrichtung birgt ferner den Vorteil, dass eine Anstellkraft zum Einstellen des Spiels besonders gering gehalten werden kann, da die Anstellkraft nicht Reaktionskräfte aus den Verzahnungen der Zahnräder abzustützen, sondern lediglich die Relativbewegung der Zahnräder zueinander aufzuwenden hat.The fixation by means of fixing device also has the advantage that a contact force for adjusting the game can be kept particularly low, since the contact force does not support reaction forces from the teeth of the gears, but only has to spend the relative movement of the gears to each other.

Das Einstellen des Spiels durch Bewegen der Übertragungselemente, insbesondere der Zahnräder, relativ zueinander, wird insbesondere in vorgebbaren Zuständen, insbesondere Betriebszuständen, der Stelleinrichtung durchgeführt. Bei einem solchen vorteilhaften Zustand, in welchem das Spiel vorteilhafterweise eingestellt wird, herrschen beispielsweise besonders niedrige Lasten in dem Getriebe. Wenn die abzustützenden, aus der Verzahnung wirkenden Kräfte, je nach Lastzustand des Getriebes während des Spieleinstellvorgangs, größer als die Anstellkraft sind, kann auch eine Spielvergrößerung erreicht werden.Setting the game by moving the transmission elements, in particular the gears, relative to each other, in particular in predeterminable states, in particular operating states, the adjusting device is performed. In such an advantageous state in which the game is advantageously adjusted, for example, particularly low loads prevail in the transmission. If the forces acting on the toothing, which are to be supported, are greater than the setting force, depending on the load condition of the gear during the clearance adjustment process, an increase in play can also be achieved.

Die relativ hohen Reaktionskräfte aus den Verzahnungen der Zahnräder bei hohen Lastzuständen des Getriebes werden zumindest im Wesentlichen weglos mittels der Fixiereinrichtung abgestützt. Dies erfolgt bedarfsgerecht und nur dann, wenn die Reaktionskräfte auch tatsächlich auftreten. So ist keine statische Vorspannung mit einer entsprechend unvorteilhaften Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Übertragungseinrichtung vorgesehen und vonnöten.The relatively high reaction forces from the gears of the gears at high load conditions of the transmission are supported at least substantially weglos by means of the fixing device. This is done as needed and only if the reaction forces actually occur. Thus, no static bias is provided and required with a corresponding unfavorable effect on the efficiency of the transmission.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Stellkraft zum Einstellen des Spiels, das heißt zum Bewegen der Übertragungselemente relativ zueinander, zumindest im Wesentlichen zentrisch auf das erste Übertragungselement aufbringbar ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Stellkraft zumindest im Wesentlichen exzentrisch auf das erste Übertragungselement aufgebracht und in dieses eingeleitet wird. Dabei kann die Stellkraft beispielsweise über ein Federelement auf zumindest das erste Übertragungselement aufgebracht und in dieses eingeleitet werden.It can be provided that a setting force for adjusting the clearance, that is to say for moving the transmission elements relative to one another, can be applied at least substantially centrally to the first transmission element. It can also be provided that the actuating force is applied at least substantially eccentrically to the first transmission element and introduced into this. In this case, the actuating force can be applied, for example, via a spring element to at least the first transmission element and introduced into this.

Im Falle der Zahnräder als die Übertragungselemente kann es von Vorteil sein, die Stellkraft exzentrisch in zumindest eines der Zahnräder einzuleiten und auf dieses aufzubringen, und zwar in der Weise, dass ein durch Verzahnungskräfte auf das Zahnrad wirkende Kippmoment verringert wird. Daraus resultiert ein tieferes Zustellen, woraus wiederum ein minimales Spiel resultiert. Ebenso möglich ist es, dass infolge der exzentrischen Einleitung der Stellkraft das durch die Verzahnungskräfte auf das Zahnrad wirkende Kippmoment vergrößert wird. Daraus resultiert ein weniger tiefes Zustellen, woraus wiederum ein definiertes Restspiel resultiert. Dies kommt der Leichtgängigkeit des Getriebes zugute, so dass diese mit einer besonders geringen Reibung und damit besonders effizient betrieben werden kann.In the case of the gears as the transmission elements, it may be advantageous to introduce the actuating force eccentrically in at least one of the gears and apply to this, in such a way that a force acting by toothing forces on the gear tilting moment is reduced. This results in a deeper delivery, which in turn results in a minimal game. It is equally possible that due to the eccentric introduction of the force that by the Verzahnungskräfte on the Gear acting tipping moment is increased. This results in a less deep delivery, which in turn results in a defined residual play. This benefits the smooth running of the transmission, so that it can be operated with a particularly low friction and thus very efficient.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Fixieren der Relativposition der Übertragungselemente zueinander ein Reibschluss und/oder ein Formschluss ausbildbar ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass zum Fixieren der Relativposition zumindest eines, insbesondere des ersten, der Übertragungselemente durch den Reibschluss und/oder den Formschluss relativ zu dem anderen, insbesondere dem zweiten, Übertragungselement fixierbar ist. Dadurch kann die Relativposition mit einer besonders hohen Haltekraft bei geringer Betätigungskraft fixiert werden. Im Falle der formschlüssigen Fixierung ist beispielsweise eine Rasterung mit einer Mehrzahl an Raststufen vorgesehen.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that for fixing the relative position of the transmission elements to each other, a frictional engagement and / or a positive connection can be formed. This means, for example, that for fixing the relative position of at least one, in particular of the first, the transmission elements by the frictional engagement and / or the positive engagement relative to the other, in particular the second transmission element is fixable. As a result, the relative position can be fixed with a particularly high holding force with a low actuating force. In the case of the positive fixing, for example, a screening with a plurality of latching steps is provided.

Zur Darstellung einer besonders festen Fixierung durch den Reibschluss ist beispielsweise wenigstens ein Reibbelag vorgesehen, über welchen das entsprechende Übertragungselement relativ zu dem anderen Übertragungselement fixiert werden kann.For the presentation of a particularly strong fixation by the frictional engagement, for example, at least one friction lining is provided, via which the corresponding transmission element can be fixed relative to the other transmission element.

Vorteilhafterweise ist eine Fixierkraft zum Fixieren der Relativposition schaltbar und betragsmäßig groß genug, um entgegen der Fixierung wirkende Kräfte und/oder Drehmomente über den Reibschluss und/oder den Formschluss abstützen zu können.Advantageously, a fixing force for fixing the relative position is switchable and in terms of magnitude large enough to be able to support forces and / or torques acting counter to the fixation via the frictional connection and / or the positive connection.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein elastisches Element, Insbesondere ein Federelement, vorgesehen, über welches die Stellkraft zum Einstellen des Spiels von dem Stellglied auf das entsprechende Übertragungselement, insbesondere auf das erste Übertragungselement, aufbringbar ist. Durch das elastische Element ist eine vorgebbare Nachgiebigkeit oder dergleichen, vorteilhafterweise mit einer vorgebbaren Kraft-Weg-Kennlinie und/oder Steifigkeit, zwischen dem Stellglied und dem zu bewegenden Übertragungselement dargestellt. Da die Stellkraft wesentlich geringer sein kann als Reaktionskräfte beim Übertragen von Kräften und/oder Drehmomenten zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses, welche auf und gegen die Fixiereinrichtung wirken, ist im fixierten Zustand nur eine sehr geringe statische Vorspannung durch den Betrag der Stellkraft gegeben, der nun durch das elastische Element wirkt. Dennoch werden Relativbewegungen zwischen den Übertragungselementen, beispielsweise resultierend aus Ungleichmäßigkeiten der Verzahnungen der Zahnräder, infolge der elastischen Ausbildung des Elements ermöglicht, was ein Verklemmen, eine Blockade oder eine ähnliche Fehlfunktion der Übertragungseinrichtung sowie unzulässig hohe Verspannung und Kontaktkräfte vermeldet. Das elastische Element kann auch zu einer gewünschten und definierten Spielvergrößerung herangezogen werden, indem, vorzugsweise bei einem niedrigem Lastzustand des Getriebes oder bei im Wesentlichen lastfreiem Getriebe, ohne Aufbringen einer Anstellkraft die Fixierung gelöst wird.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one elastic element, in particular a spring element, is provided, via which the adjusting force for adjusting the clearance of the actuator to the corresponding transmission element, in particular to the first transmission element, can be applied. By the elastic member is a predetermined compliance or the like, advantageously with a predetermined force-displacement characteristic and / or stiffness, between the actuator and the transmission element to be moved. Since the force can be much lower than reaction forces when transmitting forces and / or torques for adjusting the compression ratio, which act on and against the fixing, is given in the fixed state, only a very small static bias by the amount of force, which now the elastic element acts. Nevertheless, relative movements between the transmission elements, for example, resulting from irregularities of the gears of the gears, due to the elastic design of the element allows what a jamming, a blockage or a similar malfunction of the transmission device and unacceptably high tension and contact forces reported. The elastic element can also be used to a desired and defined game magnification by, preferably, in a low load state of the transmission or substantially load-free transmission, without applying a contact force, the fixation is released.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dies vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. These features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, welche eine Spieleinstelleinrichtung umfasst, mittels welcher ein Spiel zwischen zwei Zahnrädern eines Getriebes einer Übertragungseinrichtung der Stelleinrichtung einstellbar ist; und 1 a sectional view of a schematic sectional view of an adjusting device for variably setting at least one compression ratio of a reciprocating internal combustion engine comprising a Spieleinstelleinrichtung, by means of which a game between two gears of a transmission of a transmission device of the adjusting device is adjustable; and

2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Stelleinrichtung gemäß 1. 2 a schematic sectional view of a further embodiment of the adjusting device according to FIG 1 ,

Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer Stelleinrichtung 10 zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders, in welchem ein Kolben translatorisch relativ zu dem Zylinder verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben ist dabei über ein Pleuel mit einer Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig gekoppelt, so dass translatorische Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder relativ zu diesem in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandet werden können.The 1 shows a section of a control device 10 for variably setting at least one compression ratio of a reciprocating internal combustion engine. The reciprocating internal combustion engine comprises at least one combustion chamber in the form of a cylinder, in which a piston is arranged translationally displaceable relative to the cylinder. The piston is pivotally coupled via a connecting rod with a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine, so that translational movements of the piston in the cylinder relative to this can be converted into a rotational movement of the crankshaft.

Zur Kopplung des Kolbens mit dem Pleuel vorgesehen ist das Pleuel einerseits mit dem Kolben gelenkig verbunden ist. Ferner ist ein Hebelelement zur Kopplung des Kolbens mit der Kurbelwelle vorgesehen. Das Hebelelement ist dabei an einem Hubzapfen der Kurbelwelle relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert. Ferner ist das Hebelelement einerseits gelenkig mit dem Pleuel verbunden. Andererseits ist das Hebelelement zumindest mittelbar mit einer Verstellwelle 12 der Stelleinrichtung 10 gekoppelt. Die Verstellwelle 12 der Stelleinrichtung 10 ist dabei einer Übertragungseinrichtung 14 der Stelleinrichtung 10 zugeordnet. Die Übertragungseinrichtung 14 dient dazu, zum Einstellen beziehungsweise Verstellen des Verdichtungsverhältnisses aufzuwendende Kräfte und/oder Drehmomente zu übertragen. Diese notwendigen Kräfte und/oder Drehmomente, welche im Folgenden als Stellkräfte oder Stellkraft bezeichnet werden, werden dabei von einem Motor der Stelleinrichtung 10 aufgewendet. Bei diesem Motor handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor, welcher mit der Verstellwelle 12 zumindest mittelbar drehfest gekoppelt oder koppelbar ist. Ausgehend von dem Elektromotor werden die Stellkräfte in die Übertragungseinrichtung 14 eingeleitet und von dieser auf den Kolben in dem Zylinder übertragen.Provided for coupling the piston to the connecting rod is the connecting rod on the one hand articulated to the piston. Furthermore, a lever element for coupling the piston to the crankshaft is provided. The lever element is rotatably mounted on a crank pin of the crankshaft relative to the crank pin. Furthermore, the lever element is connected on the one hand articulated to the connecting rod. On the other hand, the lever element is at least indirectly with an adjusting shaft 12 the adjusting device 10 coupled. The adjusting shaft 12 the adjusting device 10 is a transmission device 14 the adjusting device 10 assigned. The transmission device 14 serves to transmit for adjusting or adjusting the compression ratio expended forces and / or torques. These necessary forces and / or torques, which are referred to below as restoring forces or actuating force, are provided by a motor of the adjusting device 10 expended. This motor is, for example, an electric motor which is connected to the adjusting shaft 12 at least indirectly rotatably coupled or can be coupled. Starting from the electric motor, the actuating forces in the transmission device 14 introduced and transmitted from this to the piston in the cylinder.

Die Verstellwelle 12 ist dabei beispielsweise als Exzenterwelle ausgebildet und weist wenigstens einen exzentrischen Zapfen auf, mit welchem das Hebelelement andererseits gelenkig verbunden ist. Die Verstellwelle 12 ist dabei um eine Drehachse 17 relativ zu einem Bauteil, insbesondere einem Gehäuseteil, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine und/oder der Stelleinrichtung 10 drehbar an diesem Bauteil gelagert. Daraus ist es ersichtlich, dass ein Drehen der Verstellwelle 12 um die Drehachse 17 ein Drehen des Hebelelements um den Hubzapfen bewirkt, woraus eine translatorische Bewegung des Kolbens in dem Zylinder relativ zu diesem resultiert. Dadurch kann das Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt und an thermodynamische Erfordernisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine angepasst werden.The adjusting shaft 12 is designed for example as an eccentric shaft and has at least one eccentric pin, with which the lever element on the other hand is hingedly connected. The adjusting shaft 12 is about a rotation axis 17 relative to a component, in particular a housing part, the reciprocating internal combustion engine and / or the adjusting device 10 rotatably mounted on this component. It can be seen from this that turning the adjusting shaft 12 around the axis of rotation 17 a rotation of the lever member causes about the crank pin, resulting in a translational movement of the piston results in the cylinder relative thereto. Thereby, the compression ratio can be variably adjusted and adapted to thermodynamic requirements of the reciprocating internal combustion engine.

Die Übertragungseinrichtung 14 umfasst ein Getriebe 16, welches ein erstes Kegelzahnrad 18 und ein zweites Kegelzahnrad 20 umfasst. Die Kegelzahnräder 18 und 20 stehen über jeweilige Verzahnungen 22 miteinander im Eingriff. So können Drehmomente von dem als Ritzel fungierenden Kegelzahnrad 18 auf das Kegelzahnrad 20 übertragen werden. Das Kegelzahnrad 20 ist dabei drehfest mit der Verstellwelle 12 um die Drehachse 17 drehbar verbunden, so dass ein Antreiben, das heißt Drehen, des Kegelzahnrads 20 ein Drehen der Verstellwelle 12 bewirkt. Dies bedeutet, dass die Verstellwelle 12 als Abtriebswelle des Getriebes 16 fungiert.The transmission device 14 includes a gearbox 16 which is a first bevel gear 18 and a second bevel gear 20 includes. The bevel gears 18 and 20 stand on respective toothings 22 engaged with each other. Thus, torques of the pinion acting as a pinion gear 18 on the bevel gear 20 be transmitted. The bevel gear 20 is rotatably with the adjusting shaft 12 around the axis of rotation 17 rotatably connected, so that driving, that is turning, the bevel gear 20 a rotation of the adjusting shaft 12 causes. This means that the adjusting shaft 12 as the output shaft of the transmission 16 acts.

Das Kegelzahnrad 18 des Getriebes 16 ist dabei an dem und/oder an einem weiteren Bauteil, insbesondere Gehäuseteil, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine und/oder der Stelleinrichtung 10 um eine Drehachse 23 relativ zu diesem Bauteil drehbar gelagert. Dazu ist das Kegelzahnrad 18 beispielsweise mit einer in der 1 nicht gezeigten Lagerwelle drehfest verbunden.The bevel gear 18 of the transmission 16 is on this and / or on another component, in particular housing part, the reciprocating internal combustion engine and / or the adjusting device 10 around a rotation axis 23 rotatably mounted relative to this component. This is the bevel gear 18 for example, with a in the 1 Not shown bearing shaft rotatably connected.

Wie der 1 zu entnehmen ist, verlaufen die Drehachsen 23 und 17 der Kegelzahnräder 18 und 20 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander. Wie anhand der 2 ersichtlich ist, kann auch vorgesehen sein, dass die Drehachsen 23 und 17 schräg oder windschief, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zueinander verlaufen. Dadurch wird ein Fluss der Stellkraft durch die Übertragungseinrichtung 14 abgelenkt und umgeleitet. Dadurch kann beispielsweise der Bauraumbedarf der Stelleinrichtung 10 in einem geringen Rahmen gehalten werden.Again 1 it can be seen, run the axes of rotation 23 and 17 the bevel gears 18 and 20 at least substantially parallel to each other. As based on the 2 can be seen, it can also be provided that the axes of rotation 23 and 17 obliquely or skewed, in particular at least substantially perpendicular to each other. As a result, a flow of the actuating force by the transmission device 14 distracted and diverted. As a result, for example, the space requirement of the adjusting device 10 be kept in a small frame.

Die Stelleinrichtung 10 umfasst eine Spieleinstelleinrichtung 24, mittels welcher ein Spiel zwischen den Verzahnungen 22 der Kegelzahnräder 18 und 20 einstellbar ist. Dazu umfasst die Spieleinstelleinrichtung 24 ein in der 1 nicht gezeigtes Stellglied, insbesondere eine Feder, mittels welchem das Kegelzahnrad 18 relativ zum Kegelzahnrad 20 zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des Kegelzahnrads 18 gemäß einem Richtungspfeil 26 bewegbar ist. Dazu wird beispielsweise eine in der 1 durch Richtungspfeile 29 angedeutete, definierte Anstellkraft zumindest mittelbar in das Kegelzahnrad 18 eingeleitet.The adjusting device 10 includes a clearance adjustment device 24 , by means of which a game between the teeth 22 the bevel gears 18 and 20 is adjustable. This includes the Spieleinstelleinrichtung 24 an Indian 1 not shown actuator, in particular a spring, by means of which the bevel gear 18 relative to the bevel gear 20 at least substantially in the axial direction of the bevel gear 18 according to a directional arrow 26 is movable. For example, one in the 1 by directional arrows 29 indicated, defined contact force at least indirectly in the bevel gear 18 initiated.

Um das Spiel zwischen den Verzahnungen 22 zu reduzieren und beispielsweise ausgehend von einem ersten, relativ hohen Wert auf einen dazu geringeren, zweiten Wert einzustellen, wird das Zahnrad 18 mittels des Stellglieds der Spieleinstelleinrichtung 24 in eine durch die Richtungspfeile 29 angedeutete Richtung bewegt. Dies wird als Anstellen bezeichnet.To the game between the gears 22 to reduce and set, for example, starting from a first, relatively high value to a lower, second value, the gear is 18 by means of the actuator of the Spieleinstelleinrichtung 24 in one by the directional arrows 29 indicated direction moves. This is called hiring.

Wie der 1 zu entnehmen ist, umfasst die Spieleinstelleinrichtung 24 einen Anstellkörper 28, unter dessen Vermittlung eine durch die Richtungspfeile 29 angedeutete Anstellkraft zum Anstellen in das Kegelzahnrad 18 eingeleitet wird. Dem Kegelzahnrad 18 ist ferner ein Axiallager 30 der Spieleinstelleinrichtung 24 zugeordnet, unter Vermittlung dessen die Anstellkraft in das Kegelzahnrad 18 eingeleitet wird. Ferner ist in der 1 ein optionales Federelement 32 der Spieleinstelleinrichtung 24 dargestellt, unter dessen Vermittlung die Anstellkraft in das Kegelzahnrad 18 eingeleitet wird.Again 1 can be seen, includes the Spieleinstelleinrichtung 24 a positioning body 28 , under whose mediation one through the directional arrows 29 indicated Anstellkraft for hiring in the bevel gear 18 is initiated. The bevel gear 18 is also a thrust bearing 30 the lash adjuster 24 assigned, under the mediation of the contact force in the bevel gear 18 is initiated. Furthermore, in the 1 an optional spring element 32 the lash adjuster 24 represented, under whose mediation the contact force in the bevel gear 18 is initiated.

Bei der Spieleinstelleinrichtung 24 der Stelleinrichtung 10 ist dabei eine Funktionstrennung realisiert, bei welcher die Funktion des Einstellens des Spiels von der Funktion einer Fixierung einer Relativposition zwischen dem Kegelzahnrad 18 und dem Kegelzahnrad 20 getrennt ist.In the game setting device 24 the adjusting device 10 In this case, a function separation is realized in which the function of setting the game of the function of a fixation of a relative position between the bevel gear 18 and the bevel gear 20 is disconnected.

Durch Einstellen des Spiels durch das Bewegen des Kegelzahnrads 18 relativ zum Kegelzahnrad 20 wird eine Relativposition der Kegelzahnräder 18 und 20 zueinander eingestellt. Zum Fixieren dieser Relativposition ist eine Fixiereinrichtung 34 der Spieleinstelleinrichtung 24 vorgesehen. Die Fixiereinrichtung 34 umfasst einen zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung des Kegelzahnrads 18 gemäß einem Richtungspfeil 36 bewegbaren Fixierkörper 38, welcher durch eine Führung 40 in radialer Richtung geführt ist. Die Führung 40 schränkt dabei die Bewegungsfreiheit des Fixierkörpers 38 in axialer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 26 ein.By adjusting the game by moving the bevel gear 18 relative to the bevel gear 20 becomes a relative position of the bevel gears 18 and 20 adjusted to each other. To fix this Relative position is a fixing device 34 the lash adjuster 24 intended. The fixing device 34 includes an at least substantially in the radial direction of the bevel gear 18 according to a directional arrow 36 movable fixation body 38 which through a guide 40 is guided in the radial direction. The leadership 40 restricts the freedom of movement of the fixation body 38 in the axial direction according to the directional arrow 26 one.

Zum Bewegen des Fixierkörpers 38 ist beispielsweise ein Stellglied der Fixiereinrichtung 34 vorgesehen, welches zum Fixieren der Relativposition der Kegelzahnräder 18 und 20 zueinander eine schaltbare und in der 1 durch einen Richtungspfeil 42 angedeutete Fixierkraft in den Fixierkörper 38 einleitet. Zum Fixieren der Relativposition wirkt der Fixierkörper 38 mit dem Anstellkörper 28 über jeweilige Fixierflächen 44 und 46 zusammen.To move the fixation body 38 is for example an actuator of the fixing device 34 provided, which for fixing the relative position of the bevel gears 18 and 20 to each other a switchable and in the 1 by a directional arrow 42 indicated fixation force in the fixation 38 initiates. To fix the relative position of the fixing acts 38 with the Anstellkörper 28 via respective fixing surfaces 44 and 46 together.

Die Fixierkraft kann dabei in Umfangsrichtung des Anstellkörpers 28 über dessen gesamten Umfang verteilt aufgebracht werden. Wie der 1 zu entnehmen ist, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Fixierkraft lediglich von einer Seite her auf den Anstellkörper 28 über dem Fixierkörper 38 aufgebracht wird. Dabei kann sich der Anstellkörper 28 auf einer weiteren, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite abstützen. In der 1 ist ein Bauteil 48 dargestellt, an welchem sich der Anstellkörper 28 abstützen kann. Bei dem Bauteil 48 handelt es sich beispielsweise um ein Gehäuseteil der Stelleinrichtung 10, zu welchem sich der Anstellkörper 28 in axialer Richtung relativ bewegen kann.The fixing force can be in the circumferential direction of the Anstellkörpers 28 be applied distributed over its entire circumference. Again 1 it can be seen, however, can also be provided that the fixing force only from one side on the Anstellkörper 28 above the fixation body 38 is applied. In this case, the Anstellkörper 28 rest on another side opposite the first side. In the 1 is a component 48 represented, on which the Anstellkörper 28 can support. In the component 48 it is, for example, a housing part of the adjusting device 10 , to which the Anstellkörper 28 can move relatively in the axial direction.

Daraus ist es ersichtlich, dass zum Fixieren der Relativposition in radialer Richtung des Anstellkörpers 28 sowohl ein Kontakt zwischen dem Fixierkörper 38 und dem Anstellkörper 28 als auch zwischen dem Anstellkörper 28 und dem Bauteil 48 ausgebildet ist. Dadurch ist der Anstellkörper 28 relativ zu dem Bauteil 48 über jeweilige Fixierflächen 52 und 54 fixierbar. Um eine Relativbewegung der Kegelzahnräder 18 und 20 relativ zueinander relativ reibungsarm zu realisieren und um so das Spiel zwischen den Verzahnungen 22 vorteilhaft einstellen zu können, wird die schaltbare Fixierkraft aufgehoben. Aufgrund von Elastizitäten kann dabei vorgesehen sein, dass der Kontakt zwischen dem Fixierkörper 38 und dem Anstellkörper 28 und/oder zwischen dem Anstellkörper 28 und dem Bauteil 48 aufgehoben wird. Dies bedeutet, dass der Anstellkörper 28 zumindest in einem geringen Rahmen in relativer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 36 bewegbar ist, um über diesen die Relativposition zu fixieren beziehungsweise diese Fixierung freizugeben.It can be seen that for fixing the relative position in the radial direction of the Anstellkörpers 28 both a contact between the fixing body 38 and the Anstellkörper 28 as well as between the Anstellkörper 28 and the component 48 is trained. This is the Anstellkörper 28 relative to the component 48 via respective fixing surfaces 52 and 54 fixable. To a relative movement of the bevel gears 18 and 20 relative to each other to realize relatively low friction and so the game between the gears 22 To be able to adjust advantageously, the switchable fixing force is canceled. Due to elasticities can be provided that the contact between the fixing body 38 and the Anstellkörper 28 and / or between the Anstellkörper 28 and the component 48 will be annulled. This means that the Anstellkörper 28 at least in a small frame in the relative direction according to the directional arrow 36 is movable in order to fix about this relative position or release this fixation.

Wie anhand der 1 ersichtlich ist, kann die Lagerwelle, über welche das Kegelzahnrad 18 um die Drehachse 23 drehbar gelagert ist, über eine Durchtrittsöffnung 50 durch den Anstellkörper 28 hindurchgeführt sein. Da dieser auch in radialer Richtung der Lagerwelle bewegbar ist, ist ein Radialspiel zwischen der Lagerwelle und dem Anstellkörper 28 beziehungsweise zwischen der Lagerwelle und die Durchtrittsöffnung 50 begrenzenden Wandungen des Anstellkörpers 28 vorgesehen, so dass es zu keiner Berührung zwischen der Lagerwelle und dem Anstellkörper 28 kommt.As based on the 1 it can be seen, the bearing shaft, via which the bevel gear 18 around the axis of rotation 23 is rotatably mounted, via a passage opening 50 through the Anstellkörper 28 be passed. Since this is movable in the radial direction of the bearing shaft, a radial clearance between the bearing shaft and the Anstellkörper 28 or between the bearing shaft and the passage opening 50 delimiting walls of the Anstellkörpers 28 provided so that there is no contact between the bearing shaft and the Anstellkörper 28 comes.

Zur Darstellung einer besonders festen Fixierung der Relativposition über den Anstellkörper 28 kann wenigstens ein Reibbelag vorgesehen sein, welcher zwischen dem Anstellkörper 28 und dem Fixierkörper 38 beziehungsweise den Fixierflächen 44 und 46 und/oder zwischen dem Anstellkörper 28 und dem Bauteil 48 vorgesehen ist.To illustrate a particularly firm fixation of the relative position on the Anstellkörper 28 can be provided at least one friction lining, which between the Anstellkörper 28 and the fixing body 38 or the fixing surfaces 44 and 46 and / or between the Anstellkörper 28 and the component 48 is provided.

Die schaltbare Fixierkraft muss dabei vorteilhafterweise groß genug sein, um auf den Anstellkörper wirkende Axialkräfte über einen Reib- und/oder Formschluss an den jeweiligen Fixierflächen 44, 46, 52 und 54 abzustützen. Zu den Axialkräften kommt es dabei bei einem Betrieb der Stelleinrichtung 10 resultierend aus Verzahnungsgeometrien der Verzahnungen 22.The switchable fixing force must advantageously be large enough to axial forces acting on the Anstellkörper via a frictional and / or positive connection to the respective fixing surfaces 44 . 46 . 52 and 54 support. The axial forces occur during operation of the adjusting device 10 resulting from toothing geometries of gears 22 ,

Die Fixierung der Relativposition kann stromlos aktiv oder stromlos deaktiviert ausgebildet sein. Im ersten Fall bedeutet dies, dass die Fixiereinrichtung 34 ohne mit Energie, insbesondere elektrischem Strom, versorgt zu werden, die Relativposition fixiert. Der zweite Fall bedeutet, dass zum Fixieren der Relativposition die Versorgung der Fixiereinrichtung 34 mit Energie, insbesondere mit elektrischem Strom, vonnöten ist.The fixation of the relative position can be designed to be de-energized active or de-energized deactivated. In the first case, this means that the fixing device 34 without being supplied with energy, in particular electric current, the relative position is fixed. The second case means that for fixing the relative position, the supply of the fixing device 34 with energy, especially with electricity is needed.

Das optionale Federelement 32 weist beispielsweise eine definierte Nachgiebigkeit und/oder eine definierte Kraft-Weg-Kennlinie und eine definierte oder definierbare Steifigkeit auf. Ebenso können Nachgiebigkeiten zwischen den Fixierflächen 44, 46, 52 und 54 vorgesehen sein. Da die Anstellkraft wesentlich geringer sein kann als die Axialkräfte, welche axiale Reaktionskräfte aus den Verzahnungen 22 sind, ergibt sich im fixierten Zustand nur eine minimale statische Vorspannung durch den Betrag der Anstellkraft. Der Betrag wirkt nun durch das optionale Federelement 32. Trotzdem sind Axialbewegungen resultierend aus Ungleichmäßigkeiten der Verzahnungen 22 über dem Umfang zumindest eines der Kegelzahnräder 18 und/oder 20 dadurch ermöglicht, was eine Blockade des Betriebs 16 und/oder unzulässige Verspannungen und Kontaktkräfte verhindert.The optional spring element 32 has, for example, a defined compliance and / or a defined force-displacement characteristic curve and a defined or definable rigidity. Likewise, compliances between the fixation surfaces 44 . 46 . 52 and 54 be provided. Since the contact force can be much lower than the axial forces, which axial reaction forces from the teeth 22 are, results in the fixed state, only a minimum static bias by the amount of the contact force. The amount now works through the optional spring element 32 , Nevertheless, axial movements resulting from irregularities of the teeth 22 over the circumference of at least one of the bevel gears 18 and or 20 This allows for a blockage of operation 16 and / or impermissible tensions and contact forces prevented.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Stelleinrichtungsetting device
1212: Verstellwelleadjusting
1414: Übertragungseinrichtungtransmission equipment
1616: Getriebetransmission
1717: Drehachseaxis of rotation
1818: Kegelzahnradbevel gear
2020: Kegelzahnradbevel gear
2222: Verzahnunggearing
2323: Drehachseaxis of rotation
2424: Spieleinstelleinrichtunglash
2626: Richtungspfeilarrow
2828: AnstellkörperAnstellkörper
2929: Richtungspfeilarrow
3030: Axiallagerthrust
3232: Optionales FederelementOptional spring element
3434: Fixiereinrichtungfixing
3636: Richtungspfeilarrow
3838: Fixierkörperfixing body
4040: Führungguide
4242: Richtungspfeilarrow
4444: Fixierflächefixation
4646: Fixierflächefixation
4848: Bauteilcomponent
5050: DurchtrittsöffnungThrough opening
5252: Fixierflächefixation
5454: Fixierflächefixation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19525831 A1 [0002]
EP 1307642 B1 [0003]

Claims

Adjusting device ( 10 ) for variably setting at least one compression ratio of an internal combustion engine, in particular a reciprocating piston internal combustion engine, with at least one transmission device ( 14 ), via which the compression ratio is variably adjustable, characterized in that at least one clearance adjustment device ( 24 ) is provided with at least one actuator, by means of which a game of the transmission device ( 14 ) by moving at least one first transmission element ( 18 ) relative to at least a second, at least for setting the compression ratio with the first transmission element ( 18 ) an active connection forming transmission element ( 20 ) of the transmission equipment ( 14 ) is adjustable.

Adjusting device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the transmission elements ( 18 . 20 ) as gears ( 18 . 20 ), in particular a transmission ( 16 ), the transmission equipment ( 14 ) are formed, which for forming the operative connection via respective toothings ( 22 ) are engaged with each other.

Adjusting device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that for adjusting the clearance of the axial distance between the gears ( 18 . 20 ) by moving at least one of the gears ( 18 . 20 ) relative to the other gear ( 18 . 20 ) is adjustable.

Adjusting device ( 10 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the gears ( 18 . 20 ) as bevel gears ( 18 . 20 ) are formed.

Adjusting device ( 10 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that for adjusting the play of at least one of the gears ( 18 . 20 ) in its axial direction ( 26 ) relative to the other gear ( 18 . 20 ) is movable.

Adjusting device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clearance adjustment device ( 24 ) a fixing device ( 34 ) by means of which by means of a movement of the transmission elements ( 18 . 20 ) set relative position of this is fixable to each other.

Adjusting device ( 10 ) according to claim 6, characterized in that for fixing the relative position of at least one, in particular the first, of the transmission elements ( 18 . 20 ) by a frictional connection and / or a positive connection relative to the other, in particular the second, transmission element ( 18 . 20 ) is fixable.

Adjusting device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that a setting force for adjusting the play at least substantially eccentrically from the actuator to the first transmission element ( 18 . 20 ) can be applied.

Adjusting device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an elastic element ( 32 ), in particular a spring element ( 32 ), is provided, via which a force for adjusting the game of the actuator to the first transmission element ( 18 . 20 ) can be applied.