DE102014216531A1 - Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine Download PDF

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Markus POPP
Andreas Möller
Swen Dörrie
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine weist einer Exzenterbuchse (25) auf, die verdrehbar in einer Bohrung (24) eines von einem Pleueloberteil (10) und einem Pleuelunterteil (11) gebildeten Pleuellagerauges (23) angeordnet ist. Dieseumschließt einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle, wobei die Exzenterbuchse (25) in der Bohrung (24) verdrehbar geführt ist und über Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) verriegelbar ist, welche um vorzugsweise etwa 180° zueinander versetzt angeordnet sind, und wobei im Pleuelunterteil (11) eine wahlweise mit den Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) zusammenwirkende Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, über die die Exzenterbuchse (25) in den entsprechenden Positionen im Pleuellagerauge (23) formschlüssig fixierbar ist. Um zu gewährleisten, dass die Exzenterbuchse stets nur von einer Position in die nächste überführt werden kann, soll die Verriegelungseinrichtung eine parallel zur Längsachse der Bohrung (24) des Pleuellagerauges (23) verlaufende Schiebekulisse (17) aufweisen, die mit radial zur Exzenterbuchse (25) verlagerbaren, in den Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) angeordneten Betätigungszapfen (34 und 35) zusammenwirkt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Exzenterbuchse, die verdrehbar in einer Bohrung eines von einem Pleueloberteil und einem Pleuelunterteil gebildeten Pleuellagerauges angeordnet ist und einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle umschließt, wobei die Exzenterbuchse in der Bohrung verdrehbar geführt ist und über Verriegelungsöffnungen verriegelbar ist, welche um vorzugsweise etwa 180° zueinander versetzt angeordnet sind, und wobei im Pleuelunterteil eine wahlweise mit den Verriegelungsöffnungen zusammenwirkende Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, über die die Exzenterbuchse in den entsprechenden Positionen im Pleuellagerauge formschlüssig fixierbar ist.
  • Stand der Technik
  • Mit dem Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ε ist das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zum Volumen des Kompressionsraumes bezeichnet. Durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses können der Wirkungsgrad der Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteigert und somitinsgesamt der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftmaschinen nimmt allerdings mit der Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Volllastbetrieb deren Klopfneigung zu. Bei dem Klopfenhandelt es sich um eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches. Demgegenüber könnte das Verdichtungsverhältnis im Teillastbetrieb, in welchem die Füllung geringer ist, zur Verbesserung des entsprechenden Teillastwirkungsgrades erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit einem gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben.
  • Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgegeben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis generell in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.
  • Es sind aus dem Stand der Technik unter anderem Vorrichtungen bekannt, die eine Verstellung des Abstandes zwischen einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einem Kolbenbolzen vornehmen. Es handelt sich dabei um unterschiedliche Vorrichtungen, nämlich um solche, mit denen die Lage des Kolbens gegenüber dem Pleuel veränderbar ist, oder um solche, die eine Lageänderung des Pleuels gegenüber der Kurbelwelle vornehmen.
  • Eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschineder im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der DE 197 03 948 A1 bekannt. Danach nimmt ein im Bereich seines Pleuellagerauges geteiltes Pleuel über die Bohrung dieses Pleuellagerauges eine exzentrische Hülse auf. Diese ist mit einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche in der Bohrung des Pleuellagerauges geführt und soll offenbar als Gleitlager ausgebildet sein. An ihrer inneren Umfangsfläche, die exzentrisch zur äußeren Umfangsfläche versetzt ist, ist die Hülse gleitend auf einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine geführt. Eine Verdrehung der Hülse in der Bohrung des Pleuellagerauges soll selbsttätig erfolgen. Ausgelöst werden soll diese Bewegung der exzentrischen Hülse durch die auf sie einwirkenden Kräfte, die aus der Drehung der Kurbelwelle bzw. der Pleuelbewegung resultieren. Weiterhin ist die exzentrische Hülse an ihren Enden mit Flanschen versehen, die das Pleuellagerauge übergreifen und in Umfangsrichtung um 180° versetzte Verriegelungsausnehmungen aufweisen. Ein am Pleuel vorgesehenes Verriegelungsglied wird über ein Kurvensegment derart betätigt, dass es nach einer entsprechenden Verdrehung der Hülse wahlweise in die eine oder die andere Verriegelungsausnehmung eingreift.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Funktion des Verriegelungselements zu verbessern, um zu gewährleisten, dass die Exzenterbuchse stets nur von einer Position in die nächste überführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von diesem abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Danach soll die Verriegelungseinrichtung eine parallel zur Längsachse der Aufnahmebohrung des Pleuellagerauges verlaufende Schiebekulisse aufweisen, die mit radial zur Exzenterbuchse verlagerbaren, in den Verriegelungsöffnungen angeordneten Betätigungszapfen zusammenwirkt. Diese durch die Schiebekulisse radial verschiebbaren Betätigungszapfensind gemeinsam mit der Schiebekulisse im Pleuelunterteil angeordnet. Die beiden auf zueinander beabstandeten Umfangsbahnen vorgesehenen Verriegelungsöffnungen sind dabei in Umfangsrichtung der Exzenterbuchse um 180° zueinander versetzt. Dabei wirken die Betätigungszapfen mit Riegelelementen zusammen, die in der Exzenterbuchse angeordnet sind.
  • Demgegenüber ist nach der DE 197 03 948 A1 ein als hohler Bolzen mit geschlossenen Stirnseiten ausgebildetes Verriegelungselement vorgesehen, der in seinem Inneren zwei, sich an den Stirnseiten abstützende Druckfedern aufnimmt. Ein schwenkbarer Hebel greift mit einem Ansatz zwischen diesen Druckfedern in die Hülse ein. Der Aufwand für die Herstellung einer derartigen Verriegelungseinheit ist relativ hoch. Außerdem muss der schwenkbare Hebel ständig über die Kulisse in seiner Verriegelungsposition gehalten werden, damit dieser nicht seine eingenommene Lage verändert und somit das Verriegelungselement außer Eingriff gebracht wird. Auch das Entriegeln, also die Bewegung der Hülse aus der Verriegelungsöffnung erfolgt nicht gezielt, so dass unter Umständen eine Verdrehung der exzentrischen Hülse verhindert wird. Im Unterschied dazu wird das erfindungsgemäße Verriegelungselement gezielt in seine Positionen verstellt und in diesen verrastet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sollen die Verriegelungsöffnungen im Pleuelunterteil vorgesehen und auf unterschiedlichen Umfangsbahnen zur Außenmantelfläche der Exzenterbuchse angeordnet sein, wobei radiale Sackbohrungen der Exzenterbuchse durch Federmittel radial nach außen vorgespannte Riegelstifte aufnehmen, die je nach Stellung der Exzenterbuchse mit einer auf der entsprechenden Umfangsbahn angeordneten Verriegelungsöffnung sowie dem entsprechenden Betätigungszapfen fluchten, und wobei die im Pleuelunterteil längs verschiebbare Schiebekulisse mit von der Exzenterbuchse bzw. den Riegelstiften abgewandten Enden der Betätigungszapfen zusammenwirkt. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schiebekulisse abgesetzte Endbereiche aufweist. Sowohl an diesen abgesetzten Endbereichen als auch an dem mittleren Bereich stützen sich je nach Verschiebeposition der Schiebekulisse radial die beiden Betätigungszapfen ab.
  • In jeder der beiden Verschiebepositionen, in denen der jeweilige Betätigungszapfen in den abgesetzten Bereich der Schiebekulisse hinein verlagert wird, kann der entsprechende Riegelstift aus seiner Aufnahmebohrung austreten und in die in Drehrichtung folgende Verriegelungsöffnung eintreten. Im mittleren Bereich wird der Betätigungszapfen nur bis zur radialen Trennebene zwischen der Exzenterbuchse und dem Pleuellagerauge bewegt. Dafür sind nur geringe Federkräfte der zwischen den Riegelstiften und dem Boden der Sackbohrung angeordneten Druckfedern erforderlich, so dass die Exzenterbuchse relativ leichtgängig verdreht werden kann.
  • In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, die Schiebekulisse zylindrisch auszubilden, wobei sie im Durchmesser reduzierte Endbereiche aufweist. Die Schiebekulisse ist folglich rotationssymmetrisch ausgebildet. Darüber hinaus besteht natürlich die Möglichkeit, jede Form einer Schiebekulisse, bei der ein mittlerer Bereich die Betätigungszapfen nach radial außen bewegt und reduzierte Endbereiche den jeweiligen Betätigungszapfen zu einer Bewegung der Betätigungszapfen nach innen führen.
  • Ferner besteht die Möglichkeit, zwischen einer äußeren Mantelfläche der Exzenterbuchse und der Bohrung des Pleuellagerauges einen Freilauf anzuordnen. Dieser Freilauf verhindert, dass die Exzenterbuchse aufgrund der Massen- bzw. Gaskräfte sowie der vom rotierenden Kurbelzapfen erzeugten Momente in kurze Drehbewegungen in gegenläufigen Drehrichtungen versetzt wird. Eine Drehrichtungsumkehr kann im Bereich des oberen oder unteren Totpunkts des mit dem Pleuel verbundenen Arbeitskolbens zustande kommen, da Momente auf die Exzenterbuchse wirken, die sowohl positive als auch negative Werte annehmen können.
  • Die Folge davon ist, dass die jeweilige Exzenterbuchse nicht bis in ihre andere zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylindereinheit dienende Position verdreht wird. Das führt letztendlich dazu, dass einige der Zylindereinheiten mit einem hohen und einige mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Diese Nachteile lassen sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, dass der zwischen der Exzenterbuchse und dem Pleuelauge vorgesehene Freilauf nur noch eine gezielte Drehbewegung in einer Drehrichtung zulässt.
  • Dieser Freilauf kann als Rollenfreilauf mit in einem Käfig geführten Klemmrollen ausgebildet sein, wobei an der äußeren Mantelfläche der Exzenterbuchse Klemmrampen ausgebildet sind. Die entsprechenden Klemmrollen dieses Rollenfreilaufs sind zylindrisch ausgebildet und wirken mit den Klemmrampen zusammen. Sofern die Sperrwirkung ausreichend ist, können anstelle der zylindrischen Klemmrollen auch Kugeln als Sperrelemente vorgesehen sein. Alternativ zur Verwendung eines Rollenfreilaufs besteht auch die Möglichkeit, einen Klemmkörperfreilauf vorzusehen, bei dem sowohl die innere als auch die äußere Sperrfläche zylindrisch ausgebildet wären. Daher muss die Außenmantelfläche der Exzenterbuchse nicht, wie beim Rollenfreilauf, mit Klemmrampen versehen werden.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Freilauf als Schlingfederfreilauf auszubilden. Dabei kann ein Ende zumindest einer Schlingfeder an das Pleuellagerauge gekoppelt sein, Beispielsweise kann dieses Ende der Schlingfeder in der Trennebene zwischen Pleuelober- und Pleuelunterteil fixiert sein. Das andere Ende der Schlingfeder wird auf den Exzenter geschoben. Dabei ist wichtig, dass die schraubenlinienartig verlaufende Schlingfeder über den Kurbelzapfen oder die Kröpfung der Kurbelwelle montiert werden kann. Hierzu ist vorgesehen, dass der Querschnitt der Schlingfeder so gewählt ist, dass das Rechteckband in die aufzubiegende Richtung schwächer ausgeführt ist und somit über den Kurbelzapfen gebracht werden kann. Ist die erste Windung über den Kurbelzapfen geschoben, so kann die restliche Schlingfeder auf den Kurbelzapfen aufgewickelt werden. Die Schlingfeder hat im Verglich zu einem form- bzw. kraftschlüssigen Freilauf den Vorteil, dass die Schlingfeder eine deutlich höhere Überlast aufnehmen kann.
  • Es ist erfindungsgemäß außerdem vorgesehen, dass die Exzenterbuchse im Wesentlichen über ihre gesamte Länge innerhalb der Bohrung verläuft. Diese Ausbildung und Anordnung der Exzenterbuchse steht im Gegensatz zu Lösungen, bei denen die Exzenterbuchse beidseitig des Pleuellagerauges vorsteht und Borde aufweist.
  • Schließlich soll die Exzenterbuchse aus zwei Halbschalen bestehen. Diese beiden Halbschalen, die, wie dargelegt, an ihrer äußeren Mantelfläche den Freilauf aufnehmen können, lassen sich daher gemeinsam mit dem geteilten Pleuellagerauge auf dem Kurbelzapfen montieren.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 mit den von diesem abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf die dargestellten Ausgestaltungsbeispiele beschränken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der mehrere unterschiedliche Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
  • 1 als perspektivische Darstellung eine Teilansicht einer Kurbelwelle mit einem auf einem Kurbelzapfen angeordneten, einen Arbeitskolben aufnehmenden Pleuel, welches im Bereich seines Pleuelunterteils geschnitten ist,
  • 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pleuels, dessen Pleuelunterteil eine Aufnahmebohrung für eine Schiebekulisse und ein Langloch zur Aufnahme eines Mitnehmers aufweist,
  • 3 als perspektivische Darstellung ein längsgeschnittenes Pleuel, wobei zwischen einem Pleuelauge und einer Exzenterbuchse ein Schlingfederfreilauf angeordnet ist, und
  • 4 eine vergrößerte Darstellung des längs geschnittenen Pleuellagerauges aus 3.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • In der 1 ist mit 1 eine Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, von der nur ein aus vier Kurbelwangen 2, 3, 4 und 5 bestehender Teilabschnitt dargestellt ist. Die Kurbelwangen 2 und 5 sind dabei zum Massenausgleich mit Gegengewichten 6 versehen und unterscheiden sich insofern von den Kurbelwangen 3 und 4. Weiterhin ist zwischen den Kurbelwangen 2 und 3 ein Kurbelzapfen 7 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Pleuels ausgebildet, während die Kurbelwangen 3 und 4 beidseitig eines Hauptlagerzapfens 8, über den die Kurbelwelle 1 in einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagert wird, verlaufen. Schließlich ist zwischen den beiden Kurbelwangen 4 und 5 wiederum ein Kurbelzapfen vorgesehen, der in dieser Darstellung aber nicht sichtbar ist, da auf diesem ein Pleuel 9 angeordnet ist. Aufgrund der Kröpfung der Kurbelwelle 1 nimmt dieser nicht sichtbare Kurbelzapfen im Vergleich zum Kurbelzapfen 7 eine andere Stellung ein.
  • Dieses Pleuel 9 besteht aus einem Pleueloberteil 10 und einem Pleuelunterteil 11, die über Schrauben 12 miteinander verbunden sind. Das Pleueloberteil 10 nimmt an seinem vom Pleuelunterteil 11 abgewandten Ende einen Arbeitskolben 13 auf, der über einen Kolbenbolzen 14 über ein nicht näher dargestelltes Kolbenbolzenlager sowie ein Pleuelauge am Pleueloberteil 10 befestigt ist. Eine Trennebene 15 zwischen dem Pleueloberteil 10 und dem Pleuelunterteil 11 verläuft durch ein Pleuellagerauge, das in der perspektivischen Darstellung der 1 ebenfalls nicht sichtbar ist, da, wie bereits angegeben, das Pleuel 9 auf dem entsprechenden Kurbelzapfen der Kurbelwelle 1 montiert ist.
  • In diesem Pleuellagerauge ist eine Exzenterbuchse angeordnet, die im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren noch näher beschrieben werden wird. In dem Pleuelunterteil 11 ist eine Aufnahmebohrung 16 vorgesehen, die eine Schiebekulisse 17 aufnimmt. Diese Schiebekulisse 17 weist einen radial verlaufenden Mitnehmer 18 auf, welcher phasenweise, d. h. im Bereich eines unteren Totpunkts des Arbeitskolbens 13 in eine Mitnahmenut 19 einer Kurvenscheibe 20 eingreift. Diese in einer Ölwanne der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnete Kurvenscheibe 20 ist in Längsrichtung der Kurbelwelle 1 verschiebbar angeordnet und wird über nicht näher dargestellte Verstellmittel entsprechend verschoben. Sie kann somit über ihre den Mitnehmer 18 aufnehmende Mitnahmenut 19 die Schiebekulisse 17 in die beiden jeweiligen Richtungen bewegen. Die Mitnahmenut 19 kann im Einlaufbereich für den Mitnehmer 18 verbreitert sein und sich zum Auslaufbereich hin kontinuierlich verjüngen, um eventuelle Toleranzen auszugleichen.
  • Aus der 2 geht die Ausbildung des Pleuels 9 hervor, das in diesem Fall allerdings ohne die zuvor genannte Schiebekulisse 17 und ohne den Mitnehmer 18 dargestellt ist. Dabei ist mit 21 das zuvor erwähnte Pleuelauge bezeichnet, welches ein Kolbenbolzenlager 22 aufnimmt. Am anderen Ende des Pleuels 9 befindet sich ein Pleuellagerauge 23, das vom Pleueloberteil 10 und vom Pleuelunterteil 11 gebildet wird. Das Pleuellagerauge 23 weist eine Bohrung 24 auf, in welcher eine Exzenterbuchse 25 verdrehbar geführt ist, die aus Halbschalen 25a und 25b besteht.
  • Diese Exzenterbuchse 25 ist an ihrer inneren Mantelfläche mit einer Gleitlagerschicht 26 versehen und dient zur Lagerung eines Kurbelzapfens im Pleuellagerauge 23. Aufgrund der Exzentrizität der Exzenterbuchse 25 führt deren Verdrehung dazu, dass der Anlenkpunkt des Pleuels 9 an der Kurbelwelle 1 verschoben wird und sich somit das Verdichtungsverhältnis ändert. Parallel zur Bohrung 24 verläuft im Pleuelunterteil 11 die Aufnahmebohrung 16 für eine nachfolgend beschriebene Schiebekulisse. Weiterhin befindet sich im Pleuelunterteil 11 ein Langloch 27 zur Aufnahme des bereits in der 1 gezeigten Mitnehmers 18.
  • Nach den 3 und 4 sind sowohl das Pleueloberteil 10 als auch das Pleuelunterteil 11 im Bereich der Bohrung 24 mit einer einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Ausnehmung 28 versehen, die demzufolge die Exzenterbuchse 25 an einer äußeren Mantelfläche 29 umgibt. Wie weiterhin aus diesen Figuren hervorgeht, ist innerhalb dieser Ausnehmung 28 ein Schlingfederfreilauf 30 angeordnet, der somit die Exzenterbuchse 25 an ihrer äußeren Mantelfläche 29 umschlingt. Eine entsprechende Schlingfeder 31 ist dabei an ihrem einen Ende am Pleuellagerauge 23 fixiert. Ein entsprechender Schlingfederfreilauf 30 ermöglicht in einer Drehrichtung eine Verdrehung der Exzenterbuchse 25 gegenüber dem Pleuellagerauge 23 und verhindert eine Verdrehung in die andere Drehrichtung. Die Exzenterbuchse 25 ist insgesamt hohlzylindrisch, also ohne Borde ausgebildet.
  • In der Aufnahmebohrung 16, die im Pleuelunterteil 11 parallel zur Bohrung 24 des Pleuellagerauges 23 verläuft, ist die Schiebekulisse 17 angeordnet. Die Schiebekulisse 17 weist Endabschnitte 31 und 32 auf, in welchen sie mit einer Ausnehmung oder einem reduzierten Durchmesser versehen ist. Weiterhin sind im Kolbenunterteil 11 Betätigungszapfen 34 und 35 in Verriegelungsöffnungen 34a und 35a vorgesehen, die radial zu der Schiebekulisse 17 verlaufen.
  • Diese Betätigungszapfen 34 und 35 können mit Riegelstiften 36 und 37 zusammenwirken, die in radialen Sackbohrungen 38 und 39 der Exzenterbuchse 25 angeordnet sind. Dabei befinden sich die Sackbohrungen 38 und 39 sich auf axial zueinander versetzten Umfangsbahnen der Exzenterbuchse 25, und in ihnen sind die Riegelstifte 36 und 37 über Druckfedern 40 und 41 abgestützt. Die Schiebekulisse 17 weist den rechtwinklig zu ihr verlaufenden Mitnehmer 18 auf, der, wie in 1 dargestellt, über die in axialer Richtung verschiebbare Kurvenscheibe 20 in den beiden unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der Schiebekulisse 17 betätigt wird.
  • Wenn die Schiebekulisse 17 eine Stellung einnimmt, in welcher sich der entsprechende Betätigungszapfen 34 oder 35 in einen der Endabschnitte 32 oder 3 eintaucht, also sich radial nach außen bewegt, so kann der entsprechende Riegelstift 36 oder 37 unter der Vorspannung der Druckfeder 40 oder 41 aus der Sackbohrung 38 oder 39 austreten und folglich derart in die Verriegelungsöffnung 34a oder 35a eingreifen, dass die Exzenterbuchse 25 gegenüber dem Pleuellagerauge 23 verriegelt ist. Nach den 3 und 4 ist das der Fall für den aus der Sackbohrung 64 austretenden Riegelstift 36.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kurbelwelle
    2
    Kurbelwange
    3
    Kurbelwange
    4
    Kurbelwange
    5
    Kurbelwange
    6
    Gegengewicht
    7
    Kurbelzapfen
    8
    Hauptlagerzapfen
    9
    Pleuel
    10
    Pleueloberteil
    11
    Pleuelunterteil
    12
    Schraube
    13
    Arbeitskolben
    14
    Kolbenbolzen
    15
    Trennebene
    16
    Aufnahmebohrung
    17
    Schiebekulisse
    18
    Mitnehmer
    19
    Mitnahmenut
    20
    Kurvenscheibe
    21
    Pleuelauge
    22
    Kolbenbolzenlager
    23
    Pleuellagerauge
    24
    Bohrung
    25
    Exzenterbuchse
    25a
    Halbschale von 25
    25b
    Halbschale von 25
    26
    Gleitlagerschicht
    27
    Langloch
    28
    Ausnehmung
    29
    äußere Mantelfläche von 25
    30
    Schlingfederfreilauf
    31
    Schlingfeder
    32
    Endabschnitt von 17
    33
    Endabschnitt von 17
    34
    Betätigungszapfen
    34a
    Verriegelungsöffnung
    35
    Betätigungszapfen
    35a
    Verriegelungsöffnung
    36
    Riegelstift
    37
    Riegelstift
    38
    Sackbohrung
    39
    Sackbohrung
    40
    Druckfeder
    41
    Druckfeder
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19703948 A1 [0005, 0009]

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Exzenterbuchse (25), die verdrehbar in einer Bohrung (24) eines von einem Pleueloberteil (10) und einem Pleuelunterteil (11) gebildeten Pleuellagerauges (23) angeordnet ist und einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle (1) umschließt, wobei die Exzenterbuchse (25) in der Bohrung (24) verdrehbar geführt ist und über Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) verriegelbar ist, welche um vorzugsweise etwa 180° zueinander versetzt angeordnet sind, und wobei im Pleuelunterteil (11) eine wahlweise mit den Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) zusammenwirkende Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, über die die Exzenterbuchse (25) in den entsprechenden Positionen im Pleuellagerauge (23) formschlüssig fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung eine parallel zur Längsachse der Bohrung (24) des Pleuellagerauges (23) verlaufende Schiebekulisse (17) aufweist, die mit radial zur Exzenterbuchse (25) verlagerbaren, in den Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) angeordneten Betätigungszapfen (34 und 35) zusammenwirkt.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsöffnungen (34a und 35a) im Pleuelunterteil (11) vorgesehen sind und auf unterschiedlichen Umfangsbahnen zur äußeren Mantelfläche (29) der Exzenterbuchse (25) angeordnet sind, dass radiale Sackbohrungen (38 und 39) der Exzenterbuchse (25) durch Federmittel (40 und 41) radial nach außen vorgespannte Riegelstifte (36 und 37) aufnehmen, die je nach Stellung der Exzenterbuchse (25) mit einer auf der entsprechenden Umfangsbahn angeordneten Verriegelungsöffnung (34a oder 35a) sowie dem entsprechenden Betätigungszapfen (34 oder 35) fluchten, und dass die im Pleuelunterteil (11) längs verschiebbare Schiebekulisse (17) mit von der Exzenterbuchse (25) bzw. den Riegelstiften (36, 37) abgewandten Enden der Betätigungszapfen (34 oder 35) zusammenwirkt.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebekulisse (17) abgesetzte Endabschnitte (32 und 33) aufweist.
  4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebekulisse (17) zylindrisch ausgebildet ist und im Durchmesser reduzierte Endabschnitte (32 und 33) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer äußeren Mantelfläche (29) der Exzenterbuchse (25) und der Bohrung (24) des Pleuellagerauges (23) ein Freilauf angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf als Rollenfreilauf mit in einem Käfig geführten Klemmrollen ausgebildet ist, wobei an der äußeren Mantelfläche (29) der Exzenterbuchse (25) Klemmrampen ausgebildet sind.
  7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf als Schlingfederfreilauf (30) ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterbuchse (25) im Wesentlichen über ihre gesamte Länge innerhalb der Bohrung (24) verläuft.
  9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterbuchse (25) aus zwei Halbschalen (25a und 25b) besteht.
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