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Die Erfindung betrifft ein Pleuel einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer Verstelleinrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels einer Verstellung einer effektiven Pleuelschaftlänge, wobei ein Exzenterhebel der Verstelleinrichtung axial zwischen einer ersten Wange und einer zweiten Wange eines Pleuelauges angeordnet ist, wobei ein als Wellenzapfen mit einer exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenbohrung ausgebildeter Exzenterkörper über seine radiale Außenmantelfläche in den Wangen des Pleuelauges drehbar gelagert angeordnet ist, bei dem über einen in die Kolbenbolzenbohrung einfügbaren Kolbenbolzen eine exzentrische Verbindung zwischen dem Pleuelauge und einem Arbeitskolben der Zylindereinheit hergestellt ist, und bei dem der Exzenterkörper sowie der Exzenterhebel durch eine Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung fest miteinander verbunden sind.
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Bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine kann bekanntermaßen durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses ε, welches durch das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes einer Zylindereinheit zum Volumen des Kompressionsraumes definiert wird, der Wirkungsgrad gesteigert und folglich der Kraftstoffverbrauch verringert werden. Allerdings kann es bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftmaschinen im Volllastbetrieb bei sehr hohen Verdichtungsverhältnissen zu unkontrollierten Selbstzündungen, dem sogenannten Klopfen, kommen. Um dies zu vermeiden und dennoch den hohen Wirkungsgrad bei einer hohen Verdichtung zu nutzen ist es zweckmäßig, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Vollastbetrieb demgegenüber mit einem verringerten Verdichtungsverhältnis zu betreiben.
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Aus dem Stand der Technik sind sogenannte VCR-Pleuel (variable compression ratio) bekannt. Bei einem derartigen Pleuel kann zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses die Lage eines Arbeitskolbens der Zylindereinheit zur Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine durch Verstellen einer effektiven Pleuelschaftlänge, welche durch den Abstand zwischen einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle (großes oder unteres Pleuelauge) und einem mit dem Arbeitskolben verbundenen Kolbenbolzen (kleines oder oberes Pleuelauge) definiert wird, verstellt werden. Bei einer derartigen Verstelleinrichtung steht das Pleuel über einen am oberen Pleuelauge angeordneten Exzenterkörper mit dem Arbeitskolben in Verbindung. Dabei ist der Exzenterkörper als ein im Pleuelauge verdrehbarer Wellenzapfen ausgebildet, welcher in einer exzentrischen Bohrung über ein Kolbenbolzenlager den Kolbenbolzen aufnimmt. Der Exzenterkörper ist mit einem Exzenterhebel drehfest verbunden, welcher beispielsweise über eine oder zwei an dem Exzenterhebel angelenkte Hebelstangen mittels einer elektrisch ansteuerbaren Aktuatorik zwischen einer ersten Endstellung, entsprechend einer ersten effektiven Pleuelschaftlänge für eine niedrige Verdichtung, und einer zweiten Endstellung, entsprechend einer zweiten effektiven Pleuelschaftlänge für eine hohe Verdichtung, verstellbar ist.
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Die
DE 10 2005 055 199 A1 zeigt ein derartiges VCR-Pleuel mit einer verstellbaren effektiven Pleuelschaftlänge zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses. Die Verstellung der effektiven Pleuelschaftlänge erfolgt durch Verdrehen eines in einem Pleuelauge gelagerten Exzenterkörpers. Der Exzenterkörper ist mit einem Exzenterhebel verbunden, an dem zwei Hebelstangen angelenkt sind. An den Hebelstangen ist jeweils ein Kolben angelenkt, der in einem zugehörigen hydraulischen Arbeitsraum geführt ist. Die Arbeitsräume können durch ein mittels eines elektrischen Aktuators ansteuerbaren 3/2-Wegeventils hydraulisch beaufschlagt oder entlastet werden, um über die jeweils beaufschlagte Hebelstange den Exzenterhebel mit dem Exzenterkörper zu verdrehen. Dadurch kann der Kolbenbolzen mit dem Arbeitskolben entweder in Richtung einer längeren effektiven Pleuelschaftlänge zum Herbeiführen eines höheren Verdichtungsverhältnisses oder in Richtung zu einer kürzeren effektiven Pleuelschaftlänge zum Herbeiführen eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses verstellt werden.
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Die Anordnung eines Exzenterhebels an einem Pleuelauge kann prinzipiell in zwei verschiedene Ausführungen aufgebaut sein. Bei einer ersten Ausführung eines Pleuels, wie es beispielsweise die
DE 10 2015 213 281 A1 oder die
DE 10 2013 014 090 A1 zeigen, besteht der Exzenterhebel aus zwei Exzenterhebelsegmenten oder aus einem zweischenkligen Exzenterhebelsegment, die in Axialrichtung gesehen vor und/oder hinter einem Pleuelauge positioniert sind. Der Exzenterkörper ist in dem Pleuelauge drehbar gelagert angeordnet und mit den axial äußeren Exzenterhebelsegmenten drehfest verbunden. Bei einer zweiten Ausführung besteht das Pleuelauge aus zwei Wangen, wie dies beispielsweise die
DE 10 2005 055 199 A1 oder die
DE 10 2013 224 270 B3 zeigen. Der Exzenterhebel ist hierin axial zwischen denen beiden Wangen angeordnet.
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Die Verbindung zwischen einem Exzenterkörper und einem Exzenterhebel ist meistens als eine drehfest im Eingriff stehende Verzahnung der Bauteile ausgebildet, wie dies beispielsweise die
DE 10 2005 055 199 A1 oder die
DE 10 2015 213 281 A1 zeigen. Alternativ dazu können der Exzenterkörper und der Exzenterhebel unter Verzicht auf eine Verzahnung kraft- und/oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, Schweißen, Pressen oder Pressen und Löten, miteinander verbunden sein.
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Die
DE 10 2013 014 090 A1 zeigt beispielsweise ein Pleuel, bei dem auf Verzahnungen an einem Exzenterkörper sowie an einem Exzenterhebel verzichtet wurde und der Exzenterkörper mit dem Exzenterhebel stoffschlüssig durch Verschweißen verbunden ist.
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Als problematisch hat sich eine an sich hinsichtlich Kosten, Konstruktion und Kompaktheit sowie Lagerkräfteverteilung vorteilhafte Anordnung eines Exzenterhebels an einem Pleuelauge erwiesen, bei welcher der Exzenterhebel axial zwischenzwei Pleuelaugenwangen angeordnet ist und zugleich der Exzenterkörper sowie der Exzenterhebel unter Verzicht auf eine Verzahnung kraft- und stoffschlüssig, insbesondere durch eine Presslötverbindung, miteinander verbunden sind. Bei einer derartigen Anordnung durch eine Presspassung bei der Herstellung einer Presslötverbindung zwischen dem Exzenterhebel und dem Exzenterkörper zu einer Deformation, insbesondere zu einer nicht vernachlässigbaren Einschnürung der Kolbenbolzenbohrung kommen kann, wodurch der Kolbenbolzen ungleichmäßig in der Bohrung gelagert ist. Hierdurch kann es zu einem vorzeitiger Verschleiß mit einer verkürzten Gebrauchsdauer oder sogar zu einem Lagerschaden des Kolbenbolzens mit einem völligen Ausfall des Pleuels sowie der Gefahr eines Motorschadens kommen.
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Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Pleuel der genannten Art vorzuschlagen, bei dem die beschriebenen Nachteile beseitigt sind und das betriebssicher sowie zudem kostengünstig in der Herstellung ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass es bei einem Pleuel, an dessen oberen kleinem Pleuelauge ein Exzenterhebel zum Verstellen der Lage eines Kolbenbolzens eines Arbeitskolbens einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist, bei der Herstellung einer Presslötverbindung durch Verpressen und lokales Verlöten zwischen einem Exzenterkörper, in dessen exzentrischer Bohrung der Kolbenbolzen aufnehmbar ist, und dem Exzenterhebel zu einer leichten, aber hinsichtlich einer einwandfreien Lagerung des Kolbenbolzens nicht vernachlässigbaren Deformation des Exzenterkörpers kommen kann, welche die Kolbenbolzenbohrung nachteilig einschnürt.
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Ein konstruktiv einfaches Ausgleichselement in dem Exzenterkörper, welches eine über die axiale Länge gleichmäßige Kolbenbolzenbohrung mit konstantem Durchmesser zur Verfügung stellen und dadurch eine derartige ungünstige Einschnürung der Kolbenbolzenbohrung beseitigen kann, wird daher die Qualität eines Pleuels mit einer Verstelleinrichtung zur Veränderung des beschriebenen Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei dem ein Exzenterkörper und ein Exzenterhebel eine gemeinsame kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindungsfläche aufweisen, erheblich verbessern sowie mögliche Lagerschäden am Kolbenbolzen sicher vermeiden.
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Die Erfindung geht daher aus von einem Pleuel einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer Verstelleinrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels einer Verstellung einer effektiven Pleuelschaftlänge, wobei ein Exzenterhebel der Verstelleinrichtung axial zwischen einer ersten Wange und einer zweiten Wange eines Pleuelauges angeordnet ist, wobei ein als Wellenzapfen mit einer exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenbohrung ausgebildeter Exzenterkörper über seine radiale Außenmantelfläche in den Wangen des Pleuelauges drehbar gelagert angeordnet ist, bei dem über einen in die Kolbenbolzenbohrung einfügbaren Kolbenbolzen eine exzentrische Verbindung zwischen dem Pleuelauge und einem Arbeitskolben der Zylindereinheit hergestellt ist, und bei dem der Exzenterkörper sowie der Exzenterhebel durch eine Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung, wie beispielsweise eine Presslötverbindung, fest miteinander verbunden sind
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Pleuel vorgesehen, dass in der Kolbenbolzenbohrung des Exzenterkörpers eine hohlzylindrische Exzenterbuchse angeordnet ist, welche derartig ausgebildet ist, dass diese eine lokale Veränderung des Durchmessers der Kolbenbolzenbohrung, welche infolge einer irreversiblen Deformation des Exzenterkörpers bei der Herstellung der Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung zwischen dem Exzenterkörper und dem Exzenterhebel entstehen kann, ohne Änderung ihres Innendurchmessers ausgleichen kann.
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Bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ist das Verdichtungsverhältnis ε als das Verhältnis des Volumens eines gesamten Zylinderraums einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine zum Volumen eines Kompressionsraums definiert.
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Unter einer effektiven Pleuelschaftlänge eines Pleuels wird der Achsabstand zwischen einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, welcher in einem großen Pleuelauge gelagert ist, und einem mit einem Arbeitskolben einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbundenen Kolbenbolzen, welcher in einer Kolbenbolzenbohrung eines in einem kleinen Pleuelauge gelagerten Exzenterkörpers aufgenommen ist, verstanden.
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Zur Vereinfachung wird hier unter der kurzen Bezeichnung Pleuelauge, falls nicht ausdrücklich anders bezeichnet, stets das von der Kurbelwelle entfernt liegende, also dem Arbeitskolben zugewandte, üblicherweise kleinere der beiden Pleuelaugen eines Pleuels verstanden.
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Demnach kann eine Verformung der Kolbenbolzenbohrung im Exzenterkörper, welche beispielsweise durch eine Presspassung bei einem Verfahren zur Herstellung einer Presslötverbindung oder durch eine andere Krafteinwirkung zwischen dem Exzenterhebel und dem Exzenterkörper entstanden sein kann, mit Hilfe einer Exzenterbuchse ausgeglichen werden.
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Dadurch wird erreicht, dass die Herstellung einer derartigen Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung zwischen dem Exzenterkörper und dem Exzenterhebel keinen nachteiligen Einfluss auf die Qualität der zylindrischen Kolbenbolzenbohrung hat, in der der Kolbenbolzen eines Arbeitskolbens einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagert ist. Der Kolbenbolzen wird somit über die gesamte axiale Länge in der nun durch den radialen Innenmantel der Exzenterbuchse definierten Kolbenbolzenbohrung gleichmäßig gelagert, so dass die über den Arbeitskolben im Motorbetrieb übertragene Last im Pleuel gleichmäßig abgestützt wird.
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Erfahrungsgemäß tritt bei der Herstellung einer Presslötverbindung zwischen einem Exzenterhebel und einem Exzenterkörper eine Deformation des Exzenterkörpers besonders deutlich in Erscheinung. Grundsätzlich ist die Exzenterbuchse selbstverständlich auch zum Ausgleich von anders entstandenen Deformationen des Exzenterkörpers beziehungsweise Einschnürungen der Kolbenbolzenbohrung geeignet, beispielsweise zum Ausgleich von Verformungen, wie sie bei der Herstellung einer Schweißverbindung dieser Bauteile aufgrund starker Erhitzung entstehen können, oder auch zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, wie sie bei der Bearbeitung der Rohlinge und bei der Erzeugung der Kolbenbolzenbohrung auftreten können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Exzenterbuchse im axialen Erstreckungsbereich des Exzenterhebels radial außen eine ringnutförmige Ausnehmung aufweist, in welche eine sich nach radial innen erstreckende Deformation des Exzenterkörpers aufnehmbar ist. Demnach ist zum Ausgleich einer Einschnürung der Kolbenbolzenbohrung im Exzenterkörper eine Ausnehmung im Außenmantel der Exzenterbuchse vorgesehen, in die der radial nach innen verformte Bereich des Exzenterkörpers eintauchen kann. Der Innendurchmesser der Exzenterhülse bleibt von der Deformation des Exzenterkörpers dabei unbeeinträchtigt.
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Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass die Wanddicke der Exzenterbuchse sowie die Ausnehmung in deren Außenmantel derart groß sind, dass eine maximal mögliche Deformation des Exzenterkörpers in radialer Richtung in dieser Ausnehmung aufnehmbar ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Exzenterbuchse unabhängig von fertigungsbedingten Schwankungen eines Deformationsgrads des Exzenterkörpers ihre vorgesehene Ausgleichfunktion zuverlässig erfüllen kann.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Exzenterkörper zur Herstellung der Kolbenbolzenbohrung entsprechend der Wanddicke der Exzenterbuchse radial so weit ausgebohrt ist, so dass der Innendurchmesser der Exzenterbuchse über die gesamte axiale Länge der Kolbenbolzenbohrung dem ursprünglichen nicht deformierten Durchmesser der Kolbenbolzenbohrung entspricht. Hierdurch wird ermöglicht, dass vorhandene Kolbenbolzen von Arbeitskolben der Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine mit unverändertem Durchmesser in der Kolbenbolzenbohrung mit Exzenterbuchse aufgenommen werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Exzenterbuchse durch Presssitz in die Kolbenbolzenbohrung eingesetzt und fest mit dem Exzenterkörper verbunden ist. Demnach kann, zum Ausgleichen einer durch Presspassung zwischen dem Exzenterhebel und dem Exzenterkörper entstanden Deformation der Kolbenbolzenbohrung, eine Exzenterbuchse in den Innenmantel des Exzenterkörpers eingepresst werden. Dadurch ist eine einfache sowie feste Verbindung zwischen dem Exzenterkörper und der Exzenterbuchse hergestellt. Durch eine Ausnehmung am Außenmantel der eingepressten Exzenterbuchse im axialen Bereich der Einschnürung des Exzenterkörpers, welche die Deformationen des Exzenterkörpers aufnimmt, ist die Kolbenbolzenbohrung selbst nicht deformiert und ein in der Kolbenbolzenbohrung aufgenommener Kolbenbolzen kann über die gesamte axiale Länge des Exzenterkörpers gleichmäßig gelagert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Exzenterbuchse als eine zumindest an ihrer Innenmantelfläche aus einem Gleitlagerwerkstoff bestehende Gleitbuchse ausgebildet ist, welche als ein Gleitlager für den Kolbenbolzen wirksam ist. Demnach kann die Exzenterbuchse zur Reduzierung der Reibung zwischen Kolbenbolzen und Exzenterbuchse aus einem Gleitlagerwerkstoff gefertigt sein. Zahlreiche Gleitlagerwerkstoffe aus Metall, Kunststoffe oder Keramiken mit verschiedenen Spezifikationen stehen dafür zur Verfügung. Hierdurch kann letztlich der Energieverbrauch der Hubkolbenbrennkraftmaschine verringert und die maximale Gebrauchsdauer des Pleuels verlängert werden.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass zwar bevorzugt eine Ausnehmung am Außenmantel der Exzenterbuchse zum Ausgleich von Deformationen des Exzenterkörpers vorgesehen ist. Möglich wäre jedoch auch, dass der Außenmantel der Exzenterbuchse im Bereich einer auszugleichenden Deformation des Exzenterkörpers aus einem komprimierbaren Material besteht, welches sich an die Deformation beim Einpressen der Exzenterhülse in die Kolbenbolzenbohrung anpasst.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, welche ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, mit mindestens einem Pleuel, welches gemäß einem oder mehreren der Ansprüche aufgebaut ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine Teildarstellung eines Pleuels mit einer Exzenterbuchse gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt C-C,
- 2 eine Draufsicht auf das Pleuel gemäß 1,
- 3 ein Querschnitt D-D durch das Pleuel gemäß 1 und 2,
- 4 eine vergrößerte Detailansicht A des Pleuels gemäß 3, und
- 5 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Exzenterhülse.
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Der Aufbau und die Funktionsweise eines Pleuels
1 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer auf einem Hebelmechanismus beruhenden Verstelleinrichtung
2 (
1) zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses ε einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ist an sich bekannt und muss daher hier nicht im Detail erläutert werden. Dazu sei beispielsweise auf die eingangs erwähnten
DE 10 2005 055 199 A1 und
DE 10 2013 224 270 B3 verwiesen. Die zeichnerische Darstellung in den Figuren beschränkt sich zur Vereinfachung dementsprechend auf ein Oberteil des Pleuels
1. Die zugehörige Beschreibung kann sich im Wesentlichen auf die für die Erfindung relevanten Bauteile des Pleuels
1 beschränken.
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Demnach ist ein in 1 dargestellter Exzenterhebel 3 der Verstelleinrichtung 2 an einem oberen kleinen Pleuelauge 4 des Pleuels 1 vorgesehen (2). Das Pleuelauge 4 ist über einen Pleuelschaft 5 mit einem nicht dargestellten unteren, großen Pleuelauge verbunden, welches zur Anordnung des Pleuels 1 auf einem Kurbelzapfen einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildet ist. Der Exzenterhebel 3 weist eine Exzenterbohrung 6 auf, in der ein Exzenterkörper 7 eingesetzt ist. Der Exzenterkörper 7 ist nicht lösbar durch eine Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung 14, in dem gezeigten Beispiel durch eine als Presslötverbindung ausgeführte kraft- und stoffschlüssige Verbindung 14 (3, 4), mit dem Exzenterhebel 3 fest verbunden.
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Der Exzenterkörper 7 ist als ein Wellenzapfen ausgebildet, der in dem Pleuelauge 4 drehbar gelagert angeordnet ist. Der Exzenterkörper 7 weist eine exzentrisch angeordnete Kolbenbolzenbohrung 8 zur drehbaren Aufnahme eines Kolbenbolzens 9 auf. In die Kolbenbolzenbohrung 8 des Exzenterkörpers 7 ist eine Exzenterbuchse 10 eingepresst. Der Kolbenbolzen 9 selbst ist in der Zeichnung lediglich angedeutet. Der Kolbenbolzen 9 ist in bekannter Weise mit einem nicht dargestellten Arbeitskolben einer ebenfalls nicht dargestellten Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbunden. Da innerhalb des Exzenterkörpers 7 die Kolbenbolzenbohrung 8 exzentrisch angeordnet ist, lässt sich die Lage des Kolbenbolzens 9 relativ zum Pleuel 1 durch ein Drehen des Exzenterhebels 3 verstellen.
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Der Exzenterhebel 3 ist über einen nicht dargestellten Hebelmechanismus in bekannter Weise zwischen einer ersten Endstellung für ein niedriges Verdichtungsverhältnis ε_low und einer zweiten Endstellung für ein hohes Verdichtungsverhältnis ε_high verstellbar. Die Zeichnung zeigt den Exzenterhebel 3 in der ersten Endstellung entsprechend dem niedrigen Verdichtungsverhältnis ε_low. Der Kolbenbolzen 9 befindet sich dabei in der niedrigeren, also kurbelwellennäheren von zwei möglichen Positionen, entsprechend der kürzeren von zwei möglichen effektiven Pleuelschaftlängen.
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2 zeigt das Pleuel 1 in einer Draufsicht aus Richtung des Arbeitskolbens der Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine gesehen. Demnach ist das Pleuelauge 4 in eine erste Pleuelaugenwange 4a und eine zweite Pleuelaugenwange 4b längsgeteilt ausgebildet. Die beiden Pleuelaugenwangen 4a, 4b sind mit dem Pleuelschaft 5 jeweils fest, vorzugsweise einstückig verbunden. In einem axialen Zwischenraum, der die beiden Pleuelaugenwangen 4a, 4b voneinander axial trennt, ist der Exzenterhebel 3 angeordnet.
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3 und 4 zeigen einen Querschnitt D-D des Pleuels 1 mit der Exzenterbuchse 10. Diese ist durch Presssitz mit dem Exzenterkörper 7 fest verbunden. Aus dem vergrößerten Ausschnitt A von 3, welchen die 4 zeigt, geht deutlicher hervor, dass die Exzenterbuchse 10 an ihrem radialen Außenmantel 11 im axialen Bereich der Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung 14 zwischen dem Exzenterhebel 3 und dem Exzenterkörper 7 eine Ausnehmung 12 aufweist.
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5 zeigt zur Verdeutlichung der Ausnehmung 12 die Exzenterbuchse 10 als ein aus dem Pleuel 1 herausgenommenes Einzelbauteil in einer perspektivischen Ansicht. Demnach ist die Ausnehmung 12 als eine Ringnut ausgebildet, welche über den über den äußeren Umfang der Exzenterbuchse 10 verläuft. Diese Ausnehmung 12 verringert die Wanddicke b der Exzenterbuchse 10 und damit den Außenradius der Exzenterbuchse 10 entlang derjenigen axialen Länge l, in der eine nach radial innen gerichtete Deformation des Exzenterkörpers 7 erwartet werden kann.
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4 zeigt außerdem, dass die axiale Länge l der Ausnehmung 12 in einem Bereich angeordnet und an diesen angepasst ist, in dem die ursprüngliche Kolbenbolzenbohrung 8, wie in der 4 angedeutet, durch eine Deformation 13 des Exzenterkörpers 7 eingeschnürt ist. Die Deformation 13 soll in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Presspassung zwischen dem Exzenterhebel 3 und dem Exzenterkörper 7 bei der Herstellung der als Presslötverbindung ausgeführten Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung 14 hervorgerufen worden sein. Die Ausnehmung 12 der Exzenterbuchse 10 bietet einen Freiraum, in dem das deformierte Material des Exzenterkörpers 7 vollständig aufgenommen werden kann.
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Durch die Exzenterbuchse 10 wird die Deformation 13 des Exzenterkörpers 7 kompensiert. Der Innendurchmesser d der Exzenterbuchse 10 stellt eine gleichmäßige, also nicht eingeschnürte und durch die Herstellung der Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung 14 nicht beeinflusste Aufnahmebohrung für den Kolbenbolzen 9 zur Verfügung.
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Durch die Exzenterbuchse 10 würde sich der Durchmesser D der Kolbenbolzenbohrung 8 um deren Wanddicke b verringern. Daher ist es vorteilhaft und zweckmäßig, den Exzenterkörper 7 entsprechend der Wanddicke b der eingesetzten Exzenterbuchse 10 weiter aufzubohren und die Exzenterbuchse 10 entsprechend größer zu dimensionieren, so dass der Innendurchmesser d der in die Bohrung eingepressten Exzenterbuchse 10 dem ursprünglichen Durchmesser D der Kolbenbolzenbohrung 8 entspricht.
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Hier nicht dargestellt aber vorzugsweise vorgesehen ist außerdem eine Schmierölversorgungseinrichtung des Pleuels 1 mit mehreren Schmierölbohrungen, durch welche sich in jeder der beiden Endstellungen ε_low, ε_high des Exzenterhebels 3 ein erster Schmierölfilm 15a zwischen der ersten Pleuelaugenwange 4a des Pleuelauges 4 und dem ersten Wellenzapfenende des Exzenterkörpers 7, ein zweiter Schmierölfilm 15b zwischen der zweiten Pleuelaugenwange 4b und dem zweiten Wellenzapfenende des Exzenterkörper 7, sowie ein dritter Schmierölfilm 16 zwischen dem Innenmantel 17 der Exzenterbuchse 10 und dem Kolbenbolzen 9 aufbauen. Alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen Schmierölversorgungseinrichtung können alle gegeneinander bewegten Oberflächen aus einem Gleitlagerwerkstoff bestehen. Zumindest kann die Exzenterbuche 10 vorteilhaft als eine Gleitbuchse ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pleuel
- 2
- Verstelleinrichtung
- 3
- Exzenterhebel
- 4
- Pleuelauge
- 4a
- Erste Pleuelwange
- 4b
- Zweite Pleuelwange
- 5
- Pleuelschaft
- 6
- Exzenterbohrung
- 7
- Exzenterkörper
- 8
- Kolbenbolzenbohrung
- 9
- Kolbenbolzen
- 10
- Exzenterbuchse
- 11
- Außenmantel der Exzenterbuchse 10
- 12
- Ausnehmung im Außenmantel 11 der Exzenterbuchse 10
- 13
- Deformation des Exzenterkörpers 7
- 14
- Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung
- 15a
- Erster Schmierölfilm
- 15b
- Zweiter Schmierölfilm
- 16
- Dritter Schmierölfilm
- 17
- Innenmantel der Exzenterbuchse 10
- b
- Wanddicke der Exzenterbuchse 10
- d
- Innendurchmesser der Exzenterbuchse 10
- A
- Ausschnitt in 3
- D
- Durchmesser der Kolbenbolzenbohrung 8
- ε_low
- Niedriges Verdichtungsverhältnis
- ε_high
- Hohes Verdichtungsverhältnis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005055199 A1 [0004, 0005, 0006, 0029]
- DE 102015213281 A1 [0005, 0006]
- DE 102013014090 A1 [0005, 0007]
- DE 102013224270 B3 [0005, 0029]
