DE102016004131A1

DE102016004131A1 - Crankshaft for a reciprocating engine, in particular a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016004131A1
Application number: DE102016004131.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Reiff
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle (10) für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Wellenzapfen (12), über welchen die Kurbelwelle (10) an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Drehachse (14) relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar zu lagern ist, und mit wenigstens einem Hubzapfen (16), an welchem wenigstens ein Pleuel (32) der Hubkolbenmaschine drehbar zu lagern ist, wobei der Hubzapfen (16) in radialer Richtung der Kurbelwelle (10) relativ zu dem Wellenzapfen (12) bewegbar ist.The invention relates to a crankshaft (10) for a reciprocating piston engine, in particular a motor vehicle, having at least one shaft journal (12) via which the crankshaft (10) is rotatably mounted on a crankcase of the reciprocating engine about an axis of rotation (14) relative to the crankcase , and with at least one crank pin (16) on which at least one connecting rod (32) of the reciprocating engine is to be rotatably mounted, wherein the crank pin (16) in the radial direction of the crankshaft (10) relative to the shaft journal (12) is movable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a crankshaft for a reciprocating piston engine, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Eine solche Kurbelwelle für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise der EP 1 205 652 B1 als bekannt zu entnehmen. Die Kurbelwelle weist wenigstens einen Wellenzapfen auf, über welchen die Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar zu lagern ist. Ferner weist die Kurbelwelle wenigstens einen Hubzapfen auf, an welchem wenigstens ein Pleuel der Hubkolbenmaschine drehbar zu lagern ist. Der Hubzapfen ist exzentrisch zu dem Wellenzapfen und somit zu der Drehachse angeordnet, so dass der Hubzapfen eine Kurbel der Kurbelwelle darstellt. Wird die Kurbelwelle um ihre Drehachse gedreht, so bewegt sich die Kurbel insbesondere auf und ab, woraus auch eine entsprechende Auf- und Abwärtsbewegung des Pleuels sowie eines beispielsweise gelenkig mit dem Pleuel verbundenen Kolbens der Hubkolbenmaschine resultiert.Such a crankshaft for a reciprocating engine, in particular a motor vehicle, is for example the EP 1 205 652 B1 to be known as known. The crankshaft has at least one shaft journal, via which the crankshaft is to be mounted rotatably on a crankcase of the reciprocating engine about an axis of rotation relative to the crankcase. Furthermore, the crankshaft has at least one crank pin on which at least one connecting rod of the reciprocating engine is to be mounted rotatably. The crank pin is arranged eccentrically to the shaft journal and thus to the axis of rotation, so that the crank pin is a crank of the crankshaft. If the crankshaft is rotated about its axis of rotation, so the crank moves in particular up and down, resulting in a corresponding up and down movement of the connecting rod and a piston, for example, articulated to the connecting rod of the reciprocating engine results.

Ferner ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, Verstellmechanismen einzusetzen, mittels welchen der Hubraum beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine variiert werden können. Ein solcher Verstellmechanismus wird auch als VCR-System bezeichnet (VCR – Variable Compression Ratio – variables Verdichtungsverhältnis). Durch den Einsatz eines solchen Verstellmechanismus ist eine Variabilität geschaffen, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise der Hubraum variiert werden kann, um dadurch beispielsweise die Hubkolbenmaschine, welche insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein kann, an unterschiedliche Betriebszustände bedarfsgerecht anpassen zu können. Insbesondere ist es mittels eines solchen Verstellmechanismus möglich, das Verdichtungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Kennfeld beziehungsweise über dem Kennfeld der Hubkolbenmaschine zu ändern.Furthermore, it is known from the general state of the art to use adjusting mechanisms by means of which the displacement or the compression ratio of the reciprocating engine can be varied. Such an adjustment mechanism is also referred to as a VCR system (Variable Compression Ratio - variable compression ratio). Through the use of such adjustment variability is created, by means of which the compression ratio or the displacement can be varied, thereby for example the reciprocating engine, which can be configured in particular as a reciprocating internal combustion engine to adapt to different operating conditions as needed. In particular, it is possible by means of such an adjustment mechanism to change the compression ratio as a function of the map or over the map of the reciprocating engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kurbelwelle der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise der Hubraum der Hubkolbenmaschine auf besonders einfache Weise variiert werden kann.Object of the present invention is therefore to develop such a crankshaft of the type mentioned that the compression ratio or the displacement of the reciprocating engine can be varied in a particularly simple manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Kurbelwelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a crankshaft having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Kurbelwelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise der Hubraum der Hubkolbenmaschine auf besonders einfache Weise variiert, das heißt verändert beziehungsweise eingestellt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Hubzapfen in radialer Richtung der Kurbelwelle relativ zu dem Wellenzapfen bewegbar, insbesondere verschiebbar, ist. Durch Bewegen des Hubzapfens in radialer Richtung der Kurbelwelle relativ zu dem Wellenzapfen kann der in radialer Richtung der Kurbelwelle verlaufende Abstand zwischen dem Hubzapfen und dem Wellenzapfen verändert beziehungsweise eingestellt werden, wodurch auch der in radialer Richtung verlaufende Abstand zwischen dem Hubzapfen und der Drehachse der Kurbelwelle verändert beziehungsweise variiert werden kann.In order to further develop a crankshaft specified in the preamble of claim 1 species such that the compression ratio or the displacement of the reciprocating engine varies in a particularly simple manner, that can be changed or adjusted, it is inventively provided that the crank pin in the radial direction of Crankshaft relative to the shaft journal movable, in particular displaceable, is. By moving the crank pin in the radial direction of the crankshaft relative to the shaft journal extending in the radial direction of the crankshaft distance between the crank pin and the shaft journal can be changed or adjusted, thereby changing the extending in the radial direction distance between the crank pin and the axis of rotation of the crankshaft or can be varied.

Somit kann durch Bewegen des Hubzapfens in radialer Richtung der Kurbelwelle relativ zu dem Wellenzapfen der Kurbelwellenhub der Kurbelwelle variiert werden. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß eine reine Variation des Kurbelwellenhubs vorgesehen, welcher grundlegend als der doppelte Radius des ein Kurbelwellenlager darstellenden Wellenzapfens zu dem ein Pleuellager darstellenden Hubzapfen definiert ist. Ändert sich dieser Radius, so ändern sich auch der Kurbelwellenhub und somit der Hubraum beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis der beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hubkolbenmaschine. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass immer mehr Variabilitäten Einzug in moderne Verbrennungsmotoren halten. Eine solche Variabilität ermöglicht den Zugewinn wenigstens eines Freiheitsgrades, wobei durch den Zugewinn an solchen Freiheitsgraden die Erschließung neuer Verbrauchs- und Schadstoffpotentiale möglich ist. Dies bedeutet, dass durch den Einsatz von Variabilitäten der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffausstoß einer Hubkolbenmaschine reduziert werden kann. Nicht selten jedoch geht eine hohe Variabilität jedoch auch mit einer hohen Komplexität und damit mit zusätzlichen Verbrauchern einher. Dies bedeutet im Rahmen der Entwicklung einer Hubkolbenmaschine, dass Potentiale mit sehr viel Aufwand und Raffinesse ausgewiesen werden müssen.Thus, by moving the crank pin in the radial direction of the crankshaft relative to the shaft journal, the crankshaft stroke of the crankshaft can be varied. In other words, according to the invention, a pure variation of the crankshaft stroke is provided, which is basically defined as twice the radius of the crankshaft bearing representing a journal bearing to the crankpin bearing a connecting rod bearing. If this radius changes, the crankshaft stroke and thus the displacement or the compression ratio of the reciprocating piston engine designed, for example, as an internal combustion engine also change. The invention is based in particular on the recognition that more and more variabilities are being used in modern internal combustion engines. Such variability allows the gain of at least one degree of freedom, with the gain of such degrees of freedom, the development of new consumption and pollutant potentials is possible. This means that through the use of variability fuel consumption and pollutant emissions of a reciprocating engine can be reduced. Not infrequently, however, high variability is also associated with high complexity and thus with additional consumers. In the context of the development of a reciprocating engine, this means that potentials have to be identified with a great deal of effort and sophistication.

Einen Ansatz, um den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß einer beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hubkolbenmaschine besonders gering zu halten, stellt die Variation des Verdichtungsverhältnisses beziehungsweise des Hubraums der Hubkolbenmaschine dar. Durch die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise den Hubraum zu variieren, ist es möglich, die Hubkolbenmaschine bedarfsgerecht an unterschiedliche Betriebspunkte anzupassen. Dem gegenüber steht jedoch die extreme Belastung, die zyklisch auf die Kurbelwelle beziehungsweise auf einen Verstellmechanismus zum Variieren des Verdichtungsverhältnisses einwirkt. So bedeutet beispielsweise das Einbringen von zusätzlichen Systemen zum variieren des Verdichtungsverhältnisses, dass solche Systeme Kräfte im Kilonewtonbereich aushalten müssen. Eine weitere Problematik stellt der weitestgehend limitierte Bauraum dar. So benötigen zusätzliche Komponenten nicht zuletzt auch ein separates Volumen.One approach to keep the fuel consumption and pollutant emissions of a trained as an internal combustion engine piston engine, for example, is the variation of the compression ratio or the displacement of the reciprocating engine. By the ability to vary the compression ratio or the displacement, it is possible, the reciprocating engine to adapt to different operating points as needed. In contrast, however, is the extreme burden that cyclically acting on the crankshaft or on an adjusting mechanism for varying the compression ratio. For example, the introduction of additional systems for varying the compression ratio means that such systems must withstand kilonewtons of force. Another problem is the largely limited space available. Thus, additional components not least require a separate volume.

Dabei sind aus dem allgemeinen Stand der Technik sogenannte Multilink-Triebwerke bekannt, bei welchen an dem Hubzapfen ein Querhebel drehbar gelagert ist, welcher sich zumindest im Wesentlichen quer zur Drehachse und somit zur axialen Richtung der Kurbelwelle erstreckt. Über diesen Querhebel ist das Pleuel an dem Hubzapfen gelagert. Wird der Querhebel relativ zu dem Hubzapfen gedreht, so werden das Pleuel und ein gelenkig mit dem Pleuel verbundener und in einem Zylinder der Hubkolbenmaschine aufgenommener Kolben verschoben, wodurch das Verdichtungsverhältnis verändert beziehungsweise variiert wird. Zum Verdrehen des Querhebels relativ zu dem Hubzapfen kommt üblicherweise eine Stellwelle zum Einsatz, welche als Exzenterwelle ausgebildet sein kann. Ein solches Multilink-Triebwerk weist somit eine hohe Teileanzahl, einen hohen Bauraumbedarf und insgesamt eine hohe Komplexität auf.In this case, so-called multi-link engines are known from the general state of the art, in which a transverse lever is rotatably mounted on the crank pin, which extends at least substantially transversely to the axis of rotation and thus to the axial direction of the crankshaft. About this cross lever, the connecting rod is mounted on the crank pin. If the transverse lever is rotated relative to the crank pin, the connecting rod and a piston pivotally connected to the connecting rod and received in a cylinder of the reciprocating piston are displaced, whereby the compression ratio is changed or varied. To rotate the transverse lever relative to the crank pin is usually a control shaft is used, which may be formed as an eccentric shaft. Such a multi-link engine thus has a high number of parts, a high space requirement and overall high complexity.

Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können durch die erfindungsgemäße Kurbelwelle vermieden werden, da diese eine Variierung des Verdichtungsverhältnisses auf besonders einfache Weise, das heißt mit einer nur geringen Teileanzahl ermöglicht.The aforementioned problems and disadvantages can be avoided by the crankshaft according to the invention, since this allows a variation of the compression ratio in a particularly simple manner, that is, with only a small number of parts.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Längsschnittansicht einer Kurbelwelle für eine Hubkolbenmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Wellenzapfen, und mit wenigstens einem Hubzapfen, welche in radialer Richtung der Kurbelwelle relativ zu dem Wellenzapfen bewegbar ist; 1 a schematic longitudinal sectional view of a crankshaft for a reciprocating engine of a motor vehicle, with at least one shaft journal, and with at least one crank pin which is movable in the radial direction of the crankshaft relative to the shaft journal;

2 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht der Kurbelwelle; 2 partially a schematic and partially sectioned side view of the crankshaft;

3 ausschnittsweise eine weitere schematisch und teilweise geschnittene Seitenansicht der Kurbelwelle; 3 a detail of another schematic and partially sectioned side view of the crankshaft;

4 ausschnittsweise eine weitere schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht der Kurbelwelle; 4 a detail of another schematic and partially sectioned side view of the crankshaft;

5 ausschnittsweise eine weitere schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht der Kurbelwelle; und 5 a detail of another schematic and partially sectioned side view of the crankshaft; and

6 jeweils ausschnittsweise zwei schematische Seitenansichten der Kurbelwelle. 6 In each case, two schematic side views of the crankshaft.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kurbelwelle für eine Hubkolbenmaschine. Die Hubkolbenmaschine ist beispielsweise als Verbrennungsmotor, das heißt als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, wobei die Hubkolbenmaschine eine Komponente eines Kraftfahrzeugs ist. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet und mittels der Hubkolbenmaschine antreibbar. In ihrem vollständig hergestellten Zustand umfasst die Hubkolbenmaschine ein in den Figuren nicht dargestelltes Kurbelgehäuse, an welchem die Kurbelwelle 10 – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 10 umfasst hierzu eine Mehrzahl von in axialer Richtung der Kurbelwelle 10 hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordneten Wellenzapfen 12, welche jeweilige Kurbelwellenlager darstellen. Im vollständig hergestellten Zustand der Hubkolbenmaschine ist die Kurbelwelle 10 über die Wellenzapfen 12 an dem Kurbelgehäuse um eine Drehachse 14 relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert, so dass die Wellenzapfen 12 die Drehachse 14 definieren. Insbesondere ist der jeweilige Wellenzapfen 12 bezüglich der Drehachse zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. 1 shows in a schematic longitudinal sectional view with a whole 10 designated crankshaft for a reciprocating engine. The reciprocating engine, for example, as an internal combustion engine, that is designed as a reciprocating internal combustion engine, wherein the reciprocating engine is a component of a motor vehicle. The motor vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle, and can be driven by means of the reciprocating piston engine. In its fully manufactured state, the reciprocating engine comprises a crankcase, not shown in the figures, on which the crankshaft 10 - As will be explained in more detail below - is rotatably mounted. The crankshaft 10 for this purpose comprises a plurality of crankshaft in the axial direction 10 one after the other or successively arranged shaft journals 12 which represent respective crankshaft bearings. In the fully manufactured state of the reciprocating engine is the crankshaft 10 over the shaft journal 12 on the crankcase about an axis of rotation 14 rotatably supported relative to the crankcase, so that the shaft journal 12 the axis of rotation 14 define. In particular, the respective shaft journal 12 formed with respect to the axis of rotation at least substantially rotationally symmetrical.

Die Kurbelwelle 10 umfasst ferner eine Mehrzahl von Hubzapfen 16 und 18, welche ebenfalls in axialer Richtung der Kurbelwelle 10 aufeinanderfolgend angeordnet sind. An den jeweiligen Hubzapfen 16 beziehungsweise 18 ist im vollständig hergestellten Zustand der Hubkolbenmaschine wenigstens ein Pleuel drehbar gelagert, so dass der jeweilige Hubzapfen 16 beziehungsweise 18 ein Pleuellager für das jeweilige Pleuel darstellt.The crankshaft 10 further comprises a plurality of crank pins 16 and 18 , which also in the axial direction of the crankshaft 10 are arranged consecutively. At the respective crankpin 16 respectively 18 is in the fully manufactured state of the reciprocating engine at least one connecting rod rotatably mounted, so that the respective crank pin 16 respectively 18 represents a connecting rod bearing for the respective connecting rod.

Die Hubkolbenmaschine weist außerdem eine Mehrzahl von Brennräumen auf, welche als Zylinder ausgebildet sind. In dem jeweiligen Zylinder ist ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei das jeweilige, zuvor genannte Pleuel jeweils gelenkig mit einem der Kolben gekoppelt ist. Hierdurch sind die Kolben über die Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle 10 gekoppelt, so dass die translatorischen Bewegungen der Kolben in den Zylindern in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 10 um die Drehachse 14 umgewandelt werden. The reciprocating engine also has a plurality of combustion chambers, which are designed as cylinders. In the respective cylinder, a piston is received translationally movable, wherein the respective, previously mentioned connecting rod is in each case articulatedly coupled to one of the pistons. As a result, the pistons are articulated via the connecting rods with the crankshaft 10 coupled, so that the translational movements of the pistons in the cylinders in a rotational movement of the crankshaft 10 around the axis of rotation 14 being transformed.

Um einen besonders effizienten und insbesondere kraftstoffverbrauchs- und schadstoffarmen Betrieb der Hubkolbenmaschine zu realisieren, weist diese ein variables Verdichtungsverhältnis auf. Mit anderen Worten kann der Hubraum beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine variiert und somit eingestellt werden, so dass das Verdichtungsverhältnis bedarfsgerecht an jeweilige Betriebspunkte der Hubkolbenmaschine angepasst werden kann.In order to realize a particularly efficient and in particular fuel consumption and low-emission operation of the reciprocating engine, this has a variable compression ratio. In other words, the displacement or the compression ratio of the reciprocating engine can be varied and thus adjusted, so that the compression ratio can be adjusted as needed to respective operating points of the reciprocating engine.

Um nun den Hubraum beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine auf besonders einfache Weise, das heißt mit einer nur geringen Teileanzahl und bauraumgünstig variieren zu können ist – wie in den Figuren am Beispiel des Hubzapfens 16 veranschaulicht ist – der Hubzapfen 16 in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 relativ zu den Wellenzapfen 12 und somit relativ zur Drehachse 14 bewegbar, insbesondere verschiebbar. Die vorigen und folgenden Ausführungen zum Hubzapfen 16 können ohne weiteres auch auf die anderen Hubzapfen 18 übertragen werden.In order to be able to vary the displacement or the compression ratio of the reciprocating engine in a particularly simple manner, that is with only a small number of parts and space-saving - as in the figures using the example of the journal 16 is illustrated - the crankpin 16 in the radial direction of the crankshaft 10 relative to the shaft journal 12 and thus relative to the axis of rotation 14 movable, in particular displaceable. The previous and following versions of the crankpin 16 can easily on the other crankpin 18 be transmitted.

Besonders gut aus 2 und 3 ist erkennbar, dass der Hubzapfen 16 relativ zu den sich in axialer Richtung beidseitig an den Hubzapfen 16 anschließenden Wellenzapfen 12 in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 verschiebbar ist, wodurch der Hub der Kurbelwelle 10 veränderbar ist. Der Hub der Kurbelwelle 10 wird auch als Kurbelwellenhub bezeichnet.Especially good 2 and 3 it can be seen that the crankpin 16 relative to the in the axial direction on both sides of the crank pin 16 subsequent shaft journal 12 in the radial direction of the crankshaft 10 is displaceable, reducing the stroke of the crankshaft 10 is changeable. The stroke of the crankshaft 10 is also called crankshaft stroke.

Aus 2 und 3 ist ferner erkennbar, dass der Hubzapfen 16 beispielsweise zumindest zwischen zwei voneinander unterschiedlichen Stellungen relativ zu den Wellenzapfen 12 in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 verschiebbar ist, wobei 2 eine erste der Stellungen und 3 eine zweite der Stellungen zeigt. Der Hubzapfen 16 ist beispielsweise durch ein erstes Wellenteil 20 der Kurbelwelle 10 gebildet, wobei die Wellenzapfen 12 durch jeweilige, zweite Wellenteile 22 gebildet sind. Dabei ist der Hubzapfen 16 beziehungsweise das Wellenteil 20 bewegbar mit den Wellenteilen 22 verbunden, so dass der Hubzapfen 16 und somit das Wellenteil 22 in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 relativ zu den Wellenteilen 22 translatorisch bewegt werden können.Out 2 and 3 It can also be seen that the crank pin 16 for example, at least between two different positions relative to the shaft journals 12 in the radial direction of the crankshaft 10 is displaceable, where 2 a first of the positions and 3 a second of the positions shows. The crankpin 16 is for example by a first shaft part 20 the crankshaft 10 formed, with the shaft journal 12 through respective, second shaft parts 22 are formed. Here is the crankpin 16 or the shaft part 20 movable with the shaft parts 22 connected so that the crankpin 16 and thus the shaft part 22 in the radial direction of the crankshaft 10 relative to the shaft parts 22 can be moved translationally.

Zum bewegbaren Verbinden des Hubzapfens 16 mit den Wellenzapfen 12 sind beispielsweise jeweilige Bolzen 24 vorgesehen, welche beispielsweise in radialer Richtung verschiebbar an den Wellenteilen 22 gehalten sind. Hierzu durchdringen die Bolzen 24 beispielsweise jeweilige Durchgangsöffnungen 26 der Wellenteile 22. Ferner sind die Bolzen 24 mit dem Wellenteil 20 verbunden, indem die Bolzen 24 beispielsweise in das Wellenteil 20 eingeschraubt sind. Dadurch sind die Bolzen 24 mit dem Wellenteil 20 und somit mit dem Hubzapfen 16 relativ zu den Wellenteilen 22 und somit relativ zu den Wellenzapfen 12 in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 mitbewegbar. Ferner sind Federelemente 28 vorgesehen, welche einerseits an den jeweiligen Bolzen 24 und andererseits an den jeweiligen Wellenteilen 22 abgestützt sind. Mittels der Federelemente 28 ist der Hubzapfen 16 aus der in 3 gezeigten zweiten Stellung in die in 2 gezeigte erste Stellung bewegbar und beispielsweise in der ersten Stellung zu halten.For movably connecting the crankpin 16 with the shaft journals 12 are, for example, respective bolts 24 provided which, for example, in the radial direction displaceable on the shaft parts 22 are held. To do this, the bolts penetrate 24 for example, respective passage openings 26 the shaft parts 22 , Further, the bolts 24 with the shaft part 20 connected by the bolts 24 for example, in the shaft part 20 are screwed in. This causes the bolts 24 with the shaft part 20 and thus with the crankpin 16 relative to the shaft parts 22 and thus relative to the shaft journal 12 in the radial direction of the crankshaft 10 moved together. Furthermore, spring elements 28 provided, on the one hand to the respective bolt 24 and on the other hand at the respective shaft parts 22 are supported. By means of the spring elements 28 is the crankpin 16 from the in 3 shown second position in the in 2 shown first position movable and hold, for example, in the first position.

Aus 3 ist erkennbar, dass die Federelemente 28 in der zweiten Stellung gegenüber der ersten Stellung gespannt sind und somit eine Federkraft bereitstellen, welche über die Bolzen 24 auf das Wellenteil 20 beziehungsweise auf den Hubzapfen 16 wirkt. Mittels dieser Federkraft kann der Hubzapfen 16 aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung bewegt werden.Out 3 it can be seen that the spring elements 28 are stretched in the second position relative to the first position and thus provide a spring force which, via the bolts 24 on the shaft part 20 or on the crankpin 16 acts. By means of this spring force of the crankpin 16 moved from the second position back to the first position.

6 zeigt auf der linken Seite die Kurbelwelle 10, wobei sich der Hubzapfen 16 in der ersten Stellung befindet. Ferner zeigt 6 auf der rechten Seite die Kurbelwelle 10, wobei sich der Hubzapfen 16 in seiner zweiten Stellung befindet. In der ersten Stellung weist der Hub der Kurbelwelle 10 einen ersten Wert auf, wobei in der zweiten Stellung der Hub der Kurbelwelle 10 einen gegenüber den ersten Wert unterschiedlichen, zweiten Wert aufweist. Die Differenz zwischen den beiden Werten ist in 6 mit Δ_Hub bezeichnet. Ferner ist in 6 das an dem Hubzapfen 16 drehbar gelagerte Pleuel mit 32 bezeichnet. 6 shows on the left side the crankshaft 10 , where the crank pin 16 located in the first position. Further shows 6 on the right side the crankshaft 10 , where the crank pin 16 located in its second position. In the first position, the stroke of the crankshaft 10 a first value, wherein in the second position of the stroke of the crankshaft 10 having a second value different from the first value. The difference between the two values is in 6 denoted by Δ _Hub . Furthermore, in 6 that on the crankpin 16 rotatably mounted connecting rod with 32 designated.

Beispielsweise begrenzen die Wellenteile 20 und 22 jeweils teilweise zumindest eine besonders gut aus den 4 und 5 erkennbare Kammer 30, in welche beispielsweise ein Medium zum Bewirken einer Bewegung des Hubzapfens 16 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung einbringbar ist. Bei diesem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, so dass bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel beispielsweise eine hydraulische Bewegung des Hubzapfens 16 vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Hubzapfen 16 hydraulisch relativ zu den Wellenzapfen 12 bewegbar ist.For example, limit the shaft parts 20 and 22 each partially at least one particularly good from the 4 and 5 recognizable chamber 30 in which, for example, a medium for effecting a movement of the crank pin 16 from the first position into the second position can be introduced. By way of example, this medium is a liquid, so that in the embodiment illustrated in the figures, for example, a hydraulic movement of the crank pin 16 is provided. This means that in the embodiment illustrated in the figures, the crank pin 16 hydraulically relative to the shaft journal 12 is movable.

Um den Hubzapfen 16 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen, wird das genannte Medium in die Kammer 30 eingeleitet, wodurch der Hubzapfen 16 in radialer Richtung nach außen von der Drehachse 14 wegbewegt wird. Um den Hubzapfen 16 beispielsweise wieder aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zu bewegen, wird das Medium aus der Kammer 30 abgeführt, woraufhin der Hubzapfen 16 mittels der Federelemente 28 aus der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung bewegt werden kann. Im Rahmen dieser Bewegung bewegt sich der Hubzapfen 16 in radialer Richtung wieder zurück in Richtung der Drehachse 14. Mit anderen Worten ist bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine hydraulische Aktuierung des Hubzapfens 16 vorgesehen. Dabei kann beispielsweise auf bereits vorhandenes Drucköl als das genannte Medium zurückgegriffen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, eine zusätzliche Quelle zu nutzen, welche das Medium zum Bewegen des Hubzapfens 16 bereitstellt. Ferner ist eine magnetische, eine elektromotorische und/oder eine andere, beispielsweise interne oder externe, Aktuierung des Hubzapfens 16 denkbar. Beispielsweise ist eine stufenlose oder aber auch eine zwei- oder demgegenüber mehrstufige Bewegbarkeit des Hubzapfens 16 relativ zu dem Wellenzapfen 12 denkbar, so dass das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise der Hubraum beispielsweise stufenlos oder gestuft, insbesondere zwei- oder mehrstufig, eingestellt werden kann. To the crankpin 16 moving from the first position to the second position, said medium is in the chamber 30 initiated, causing the crank pin 16 in the radial direction outward from the axis of rotation 14 is moved away. To the crankpin 16 For example, to move back from the second position to the first position, the medium from the chamber 30 discharged, whereupon the crank pin 16 by means of the spring elements 28 can be moved from the second position back to the first position. As part of this movement, the crank pin moves 16 in the radial direction back in the direction of the axis of rotation 14 , In other words, in the embodiment illustrated in the figures, a hydraulic actuation of the crank pin 16 intended. It can be used, for example, already existing pressure oil as said medium. Alternatively or additionally, it is conceivable to use an additional source, which is the medium for moving the crank pin 16 provides. Further, a magnetic, an electromotive and / or another, for example internal or external, actuation of the crank pin 16 conceivable. For example, a stepless or even a two-or-more multi-stage mobility of the journal 16 relative to the shaft journal 12 conceivable, so that the compression ratio or the displacement can be adjusted, for example stepless or stepped, in particular two or more stages.

Die Kammer 30 kann beispielsweise über die Kurbelwellenlager und/oder die Pleuellager mit dem Medium versorgt werden. 4 veranschaulicht die Versorgung der Kammer 30 mit dem Medium sequentiell über ein einzelnes Pleuellager. Demgegenüber veranschaulicht 5 die Versorgung der Kammer 30 mit dem Medium parallel über Folgelager der Kurbelwelle 10.The chamber 30 can be supplied for example via the crankshaft bearing and / or the connecting rod bearing with the medium. 4 illustrates the supply of the chamber 30 with the medium sequentially via a single connecting rod bearing. In contrast illustrated 5 the supply of the chamber 30 with the medium in parallel via follower bearing of the crankshaft 10 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Kurbelwellecrankshaft
1212: Wellenzapfenshaft journal
1414: Drehachseaxis of rotation
1616: Hubzapfencrank pins
1818: Hubzapfencrank pins
2020: Wellenteilshaft part
2222: Wellenteilshaft part
2424: Bolzenbolt
2626: DurchgangsöffnungThrough opening
2828: Federelementspring element
3030: Kammerchamber
3232: Pleuelpleuel
A_Hub A _stroke: Differenzdifference

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1205652 B1 [0002]

Claims

Crankshaft ( 10 ) for a reciprocating piston engine, in particular a motor vehicle, with at least one shaft journal ( 12 ) over which the crankshaft ( 10 ) on a crankcase of the reciprocating engine about an axis of rotation ( 14 ) is to be mounted rotatably relative to the crankcase, and with at least one crank pin ( 16 ), on which at least one connecting rod ( 32 ) is to be stored rotatably the reciprocating engine, characterized in that the crank pin ( 16 ) in the radial direction of the crankshaft ( 10 ) relative to the journal ( 12 ) is movable.

Crankshaft ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the crank pin ( 16 ) hydraulically relative to the journal ( 12 ) is movable.

Crankshaft ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the crank pin ( 16 ) magnetically or electromotively relative to the shaft journal ( 12 ) is movable.

Reciprocating piston engine, in particular for a motor vehicle, with a crankshaft ( 10 ) according to any one of the preceding claims.