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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine mit einem „variable compression ratio“ VCR, also einem veränderlichen Verdichtungsverhältnis.
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Als Verdichtungsverhältnis bezeichnet man insbesondere im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung, also dem Gesamtvolumen, zu dem verbliebenen Raum nach der Verdichtung, also dem Restvolumen. Um optimale Verbrennungs- bzw. Leistungswerte zu erhalten, ist bekannt, dass man zu diesem Zweck das Verdichtungsverhältnis verändern kann. Beispiele für derartige Hubkolbenmaschinen sind in
WO 2014/019683 A1 ,
WO 2014/019684 A1 ,
WO 2015/173412 A1 und
WO 2015/193437 A1 beschrieben.
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Unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse werden bei den bekannten Hubkolbenmaschinen beispielsweise durch die Änderung der effektiven Länge des Pleuels realisiert, indem beispielsweise der Kurbelradius, die eigentliche Pleuellänge und/oder die Kompressionshöhe verändert werden. Hierzu dient ein im Regelfall hydraulisch betriebener Verstellmechanismus mit ein oder mehreren Kolben/Zylinder-Stützeinheiten, deren Arbeitsvolumina über einen mit Motoröl betriebenen Hydraulikschaltkreis verschaltet sind. Bestandteil des Hydraulikschaltkreises ist unter anderem auch ein Schalter zum Umkehren der Hydraulikflussrichtung von der einen Kolben/Zylinder-Stützeinheit zur anderen bzw. von einem Arbeitsvolumen zum anderen. Beispiele für einen Pleuel für eine Hubkolbenmaschine mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis finden sich in
DE 31 48 193A1 ,
DE 197 03 948 01 ,
DE 103 04 686 A1 ,
DE 10 2010 061 360A1 ,
DE 10 2010 061 363A1 ,
DE 10 2011 056 298A1 ,
DE 10 2011 108 790A1 ,
EP 1 424 486A1 ,
EP 1 426 584 B1 ,
WO 2014/019683 A1 ,
WO 2015/082722 A1 ,
WO 2015/104253 A1 ,
WO 2015/173412 A1 ,
WO 2015/173411 A1 ,
WO 2015/155167 A1 .
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Der zuvor beschriebene, in den Hydraulikschaltkreis eingebundene Schalter des Pleuels weist häufig ein Umschaltelement in Form eines Bolzens auf, der aus einer durch einen ersten Anschlag im Pleuel definierten ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition (und umgekehrt) überführbar ist, die durch einen zweiten Anschlag im Pleuel definiert ist. Das Umschaltelement steht in jeder der beiden Schaltpositionen auf einer anderen der beiden Außenseiten des Pleuels über. Beide Schaltpositionen entsprechen unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen.
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Die Überführung des Umschaltelements des Schalters aus der einen in die andere Schaltposition erfolgt bei vielen Ausführungsformen des Standes der Technik mittels eines Betätigungselements, das zwei voneinander beabstandete Betätigungsflächen aufweist, die sich, bezogen auf die Kurbelwellenmittelachse, jeweils in Radialebenen erstrecken. Durch Linearbewegung des Betätigungselements parallel zur Kurbelwellenmittelachse verschiebt sich das Umschaltelement, wenn es in Kontakt mit einer der Betätigungsflächen gelangt, ebenfalls parallel zur Kurbelwellenmittelachse. Die Betätigungsflächen verlaufen insbesondere in einem spitzen Winkel zur Bewegungsebene des Umschaltelements, in welchem sich dieses bewegt, wenn der Pleuel von der Kurbelwelle bewegt wird.
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Bei Versuchen mit insbesondere bei hohen Umdrehungszahlen betriebenen Hubkolbenmaschinen hat sich gezeigt, dass die Überführung des Umschaltelements aus der einen in die andere Schaltposition nicht immer zuverlässig genug erfolgt, was insbesondere für Umdrehungszahlen oberhalb von z.B. 3.000 U/min gelten kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hubkolbenmaschine, insbesondere als Verbrennungskraftmaschine mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis zu schaffen, bei der die Überführung eines Umschaltelements aus einer (Ausgangs-)Schaltposition in eine oder mehrere andere (Ziel-)Schaltposition besonders zuverlässig erfolgt.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine Hubkolbenmaschine, insbesondere als eine Verbrennungskraftmaschine, hat ein veränderbares Verdichtungsverhältnis und umfasst ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse drehbar angeordnete Kurbelwelle und zumindest einen Pleuel, der drehbar an der Kurbelwelle gelagert ist und der mit einem Verdichtungskolben gekoppelt ist Ein Umschaltelement zur Betätigung eines Verstellmechanismus, ist zwischen zumindest zwei Stellungen verstellbar und für den Verstellmechanismus ist ein Dämpfer vorgesehen. Das Umschaltelement kann mehr als nur zwei Stellungen haben. Es kann eine Vielzahl von dezidiert vorgegebenen Sollpositionen für den Verstellmechanismus vorgegeben sein, und/oder es kann ein Bewegungsbereich für das Umschaltelement vorgegeben sein, so dass insbesondere jede Position des Verstellmechanismus innerhalb des Bewegungsbereichs einer Sollposition des Verstellmechanismus entspricht. Ein Dämpfer ist insbesondere eine Vorrichtung, die eine Gegenkraft verursacht, die der Bewegungsrichtung der Betätigung entgegen gerichtet ist und die bevorzugt proportional zur Betätigungsgeschwindigkeit des Umschaltelements ist oder zumindest einen entsprechenden proportionalen Anteil umfasst. Hierdurch werden stoßartige Belastungen auf den Verstellmecahnismus und/oder das Umschaltelement gedämpft. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Rückspringen in eine andere, also eine nicht gewünschte Stellung verhindert. Der Verstellmechanismus wird insbesondere hydraulisch betrieben und weist einen Schalter (z.B. Umschaltventil) zur Veränderung der Hydraulikflüsse innerhalb des Hydraulikschaltkreises auf.
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Dieser Schalter weist ein Umschaltelement auf, mit dem sich der Schalter aus einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition und umgekehrt überführen lässt. Beide Schaltpositionen werden durch einen ersten bzw. einen zweiten Anschlag im Pleuel definiert und entsprechen einem ersten Verdichtungsverhältnis und einem davon verschiedenen zweiten Verdichtungsverhältnis. Das Umschaltelement ist bewegbar am Pleuel gelagert, und zwar insbesondere in einer Bohrung, die sich bevorzugt quer durch den Pleuel hindurchzieht und/oder (damit) parallel zur Kurbelwellenmittelachse ausgerichtet ist. In beiden Schaltpositionen steht das Umschaltelement über jeweils eine Außenseite des Pleuels über. Zur Betätigung des Umschaltelements dient ein Betätigungselement, das zwei beidseitig des Pleuels angeordnete und damit sich gegenüberliegende Betätigungsflächen aufweist, wenn sich der Pleuel bei seiner Bewegung um die Kurbelwellenmittelachse unterhalb dieser zwischen den Betätigungsflächen hindurchbewegt. Das Betätigungselement ist also mit einem zur Kurbelwelle hin offenen Bewegungskanal für Pleuel und Umschaltelement versehen.
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Vorteilhaft ist, wenn das Umschaltelement entweder mit einer Kavität versehen ist, in die ein Vorsprung ragt. Dieser Vorsprung kann insbesondere ein Bestandteil des Pleuels ein. Oder das das Umschaltelement kann einen Vorsprung umfassen, der in eine Kavität ragt. Diese Kavität ist bevorzugt Teil des Pleuels. So wird eine Wegbegrenzung des Umschaltelements, in dessen Aktivierungsrichtung bewirkt. Vorteilhaft ist, wenn dabei ein Umströmen und/oder ein Durchströmen des Vorsprungs stattfindet, was eine Dämpfung der Bewegung bewirkt. Das genannte Wirkelement, was mit dem Umschaltelement in Eingriff steht, ist bevorzugt ein Teil des Pleuels. In einer alternativen Ausführungsform können das Umschaltelement und der Verstellmechanismus an der Kurbelwelle angebracht sein. In diesem Fall wird die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses an der kurbelwellenseitigen Lagerung des Pleuels durchgeführt. Die Öffnung der Kavität ist bevorzugt zumindest teilweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Umschaltelements. Die Ausrichtung des Vorsprungs ist bevorzugt zumindest teilweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Umschaltelements.
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Insbesondere ist ein formschlüssiger und kraftlöslicher Rastmechanismus für das Umschaltelement vorgesehen, so dass das Umschaltelement in zumindest zwei definierten Stellungen positionierbar ist. Insbesondere kann der Rastmechanismus nach dem Prinzip eines Federbolzens aufgebaut sein. So wird das Umschaltelement in eine Sollposition gezwungen, was bewirkt oder sicherstellt, dass dann kein Kontakt zwischen dem Umschaltelement und dem Betätigungselement besteht, wenn das Umschaltelement in seiner Lage nicht verändert werden soll.
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Zudem oder alternativ kann der Dämpfer ein Flüssigkeitsdämpfer, insbesondere ein Öldämpfer, sein. Dieser kann optional mit einem Fluidkreis verbunden ist, der für die Aktivierung des Verstellmechanismus und/oder Schmierung der Pleuellagerung vorgesehen ist. So können Fluidverluste (z.B. aufgrund von Undichtigkeit der Lagerung des Umschaltelements) unmittelbar ausgeglichen werden.
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Eine Ölversorgung des Dämpfers kann optional über das Fluidversorgungssystem vorgesehen sein, das für die Schmierung der Pleuellagerung vorgesehen ist. Entweder kann dabei kein Rückfluss von diesem Öl in die Schmierung der Pleuellagerung und/oder den Verstellmechanismus vorgesehen ist. Oder es kann ein Weiterfluss von diesem Öl in die Schmierung der Pleuellagerung und/oder in den Verstellmechanismus vorgesehen sein.
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Alternativ kann als Dämpfungsfluid Luft vorgesehen sein. Diese Luft bzw. dieses Gas kann die Luft oder das Gas sein, das im Inneren des Gehäuses enthalten ist. So wird sichergestellt, dass der Dämpfer stets mit seinem Medium versorgt wird.
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Insbesondere kann zur Realisation der Dämpfwirkung kein Fluidaustausch vom Dämpfer zum Inneren des Gehäuses vorgesehen ist. Alternativ kann zur Realisation der Dämpfwirkung ein Fluidaustausch vom Dämpfer mit dem Inneren des Gehäuses vorgesehen sein. Diese Alternativen beschreiben unterschiedlichen Möglichkeiten des Fluidflusses zur Realisation der gewünschten Dämpfung.
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Zudem kann die Dämpfungskennzahl sich über den Weg der Betätigung des Umschaltelements verändern. Durch gezielte Kanalführungen kann wegabhängig die Dämpfung entsprechend veränderlich sein. Dies kann durch Kanäle passieren, die sich abhängig von der Lage des Umschaltelements öffnen bzw. schließen und/oder erweitern bzw. verengen. So kann im zeitlichen Ablauf des Umschaltens zunächst keine oder eine geringe Dämpfung vorgesehen sein, die sich sukksessiv oder stufig erhöht, um einen erhöhten Wert der Dämpfung an dem Punkt zu erhalten, der der gewünschten Sollposition des Umschaltelements nach dem Umschalten entspricht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
- 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit umschaltbarem Verdichtungsverhältnis, wobei ein Pleuel einer Vier-Zylinder-Hubkolbenmaschine mit unterhalb der Kurbelwelle gezeigter Bank aus vier den jeweiligen Pleuels zugeordneten Umschaltelementen gezeigt ist,
- 2 einen Schnitt durch eine Pleuellagerung mit einem Umschaltelement zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses und
- 3 bis 5 unterschiedliche Prinzipskizzen, die jeweils für eine Mehrzahl von Ausführungsformen stehen, die jeweils mit einem flüssigen oder einem gasförmigen Fluid zur Erzeugung der Dämpfwirkung verwendbar sind.
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In den 1 und 2 sind die relevanten Komponenten einer Verbrennungskraftmaschine 10 gezeigt, die als Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem mehrere Zylinder 14 (zylindrische Hohlräume) ausgebildet sind, in denen jeweils ein Verdichtungskolben 16 bidirektional bewegbar geführt ist. Jeder Verdichtungskolben 16 ist von einem Pleuel 18 getragen, der seinerseits an einem Hubzapfen 20 einer Kurbelwelle 22 mit Kurbelwellenmittelachse 24 gelagert ist. Die Kurbelwelle 22 ist ihrerseits drehbar im Gehäuse 12 gelagert.
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Der Pleuel 18 weist einen Verstellmechanismus 26 auf, der hydraulisch arbeitet. Der Verstellmechanismus 26 sorgt für eine Veränderung der effektiven Länge des Pleuels 18, womit sich das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 10 verändern lässt. Ein nicht gezeigter Bolzen der Lagerung des Verdichtungskolbens 16 ist exzentrisch in einem Exzenterring gelagert, der seinerseits in dem Pleuel 18 gelagert ist. Durch eine Veränderung der Winkellage des Exzenterrings ändert sich die Wirklänge des Pleuels 18. Allgemein gesprochen, kann die Veränderung der effektiven Länge des Pleuels 18 also der Wirklänge entweder durch Veränderung der geometrischen Länge des Pleuels 18 selbst, durch Veränderung der Kompressionshöhe, d.h. durch Veränderung der Relativposition von Verdichtungskolben 16 zum Pleuel 18, oder durch Veränderung des Kurbelradius erfolgen. Sämtliche dieser Einstellmöglichkeiten sind hydraulisch realisierbar und hierfür ist die Erfindung einsetzbar.
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Eingebunden in den zuvor beschriebenen Hydraulikschaltkreis ist ein Schalter 28, der ein Umschaltelement 30 (Umschaltventil) aufweist. Dieses Umschaltelement 30 kann bevorzugt als ein Bolzen 32 ausgeführt sein, der bewegbar in einem Aufnahmekanal 34 im Pleuel 18 angeordnet ist. Das Umschaltelement 30 lässt sich zwischen zumindest zwei Schaltposition vor- und zurückbewegen, wobei das Umschaltelement 30 in jeder dieser zumindest beiden Schaltpositionen zu jeweils einer anderen der beiden Seiten 36,38 des Pleuels 18 übersteht, wie dies beispielsweise in 2 gezeigt ist. Zwei Schaltpositionen sind jeweils durch einen ersten und einen zweiten Anschlag 40,42 definiert, was beispielsweise durch einen Anschlagstift 44 realisierbar ist, der, wie ebenfalls in 2 zu erkennen ist, in eine Ausnehmung 46 des Umschaltelements 30 eintaucht. In beiden Schaltpositionen rastet das Umschaltelement 30 ein. Die entsprechende Rastvorrichtung weist eine federbelastete Rastkugel 48 auf, die mittels der Feder 50 in eine von zwei den beiden Schaltpositionen zugeordneten Rastmulden 52,54 des Umschaltelements 30 eintaucht. Zudem können weitere Schaltpositionen vorgesehen sein.
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Unterhalb der Kurbelwelle 22 befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 der Verbrennungskraftmaschine 10 eine Bank 56 aus Betätigungselementen 58, wobei jedes Betätigungselement 58 einem Pleuel 18 zugeordnet ist. Jedes Betätigungselement 58 weist eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt auf und bildet einen Bewegungskanal 60, durch den hindurch sich derjenige Teil des Pleuels 18 bei dessen Bewegung um die Kurbelwelle 22 herum hindurchbewegt, in dem das Umschaltelement 30 angeordnet ist. Die beiden gegenüberliegenden Innenseiten des Bewegungskanals 60 werden von zwei gegenüberliegenden Betätigungsflächen 62,64 gebildet, die eine Schaltkontur bilden und spitzwinklig zur Bewegungsebene des Pleuels 18 verlaufende Flächenabschnitte 66,68 aufweisen, die einen Verjüngungsabschnitt 70 des Bewegungskanals 60 bilden, und gegenüberliegende Flächenabschnitte 72,74, die einen Aufweitungsabschnitt 76 des Bewegungskanals 60 bilden. Bei 77 ist die Engstelle des Bewegungskanals 60 angedeutet. Die Bewegungsebene des Pleuels 18 verläuft dabei senkrecht zur Kurbelwellenmittelachse 24, was in 1 bei 78 angedeutet ist.
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Mittels eines schematisch angedeuteten Antriebs 79 lässt sich die Bank 56 aus Betätigungselementen 58 linear vor- und zurückbewegen, und zwar in Richtung des Doppelpfeils 80 und damit parallel zur Erstreckung der Kurbelwellenmittelachse 24. Dabei kann vorgesehen sein, dass statt einer gemeinsamen Verschiebung sämtlicher Betätigungselemente 58 diese auch einzeln verfahrbar sind. Ferner ist es auch möglich und vorgesehen, dass die beiden Betätigungsflächen 62,64 jedes Betätigungselements 58 unabhängig voneinander vor- und zurückbewegbar sind. Der Pleuel 18 mit dem Umschaltelement 30 bewegt sich ohne Berührung zwischen den beiden Betätigungsflächen des Betätigungselements 58 hindurch, wenn keine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses beabsichtigt ist. Soll nun das Verdichtungsverhältnis gewechselt werden, so wird das Betätigungselement 58 ausgehend aus seiner Ruhestellung bewegt. Je höher das Verhältnis aus Kurbelwellenumdrehung zur Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungselements ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass das überstehende Ende des Umschaltelements nahe dem geringsten Abstand beider Betätigungsflächen auf die jeweils „aktive“ Betätigungsfläche auftrifft. Die „aktive“ Betätigungsfläche ist jeweils diejenige Betätigungsfläche des Betätigungselements 58, über die das Umschaltelement aus der aktuell eingenommenen Schaltposition in eine andere Schaltposition bewegt wird. Die andere Betätigungsfläche kann demgegenüber als „inaktive“ Betätigungsfläche bezeichnet werden.
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In den 3 bis 5 ist jeweils aus Gründen der Übersichtlichkeit die Rastvorrichtung mit der Rastkugel 48 und der Feder 50 nicht dargestellt. Die Rastvorrichtung ist zudem optional und insbesondere dann nicht nötig, wenn der Dämpfmechanismus zum Einsatz kommt. Es ist hingegen in diesen Figuren das Umschaltelement 30 gezeigt, welches eine insbesondere radial einschneidende Ausnehmung oder Kavität 46 umfasst, in welcher ein Anschlagstift 44 aufgenommen ist, der allgemein gesagt, auch als ein Vorsprung 44 betrachtet wird. Dadurch wird die Bewegung des Umschaltelements 30 in seiner Längsrichtung, bevorzugt in beide Bewegungsrichtungen, begrenzt. Der Querschnitt der Ausnehmung ist in Längsrichtung des Umschaltelements 30 konstant und der Querschnitt des Vorsprungs bzw. Anschlagstifts 44 ist geringfügig kleiner, so dass ein Spalt 43 entsteht. Dieser Spalt 43 kann umlaufend vorgesehen sein oder nur lokal. In einer derartigen Ausführungsform kann bevorzugt keine Bohrung und/oder Durchbruch 47 in dem Anschlagstift 44 vorgesehen sein. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann die Größe des Anschlagstifts passend, also insbesondere weitgehend spielfrei, zu der Form der Ausnehmung 46 ausgeführt sein. In diesem Fall kann eine Bohrung oder Durchbruch 47 in dem Vorsprung 44 vorgesehen sein, der einen Fluidaustausch durch den Vorsprung in Bewegungsrichtung des Umschaltelements 30 erlaubt. Es wird also in beiden Fällen durch den Spalt 43 bzw. die Bohrung 47 ein Fluidkanal von der links- zur rechtsseitigen Seite des AnschlagstiftsNorsprungs 44 realisiert. Da die Ausnehmung 46 durch die Form des Pleuels 18 gegen das Innere des Gehäuses 12 abgedichtet ist, muss das in der Ausnehmung 46 enthaltene Fluid bei einer Betätigung des Umschaltelements 30 durch den Fluidkanal 43, 47. Die Strömungskräfte bewirken eine Dämpfung der Bewegung des Pleuels 30. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung 46 mit Öl gefüllt. Es ist allgemein bekannt, dass Pleuel einen Ölkanal umfassen, um die Pleuellager zur Schmierung mit Öl zu versorgen. Ein zusätzlicher, in 3 und 4 nicht dargestellter Kanal sorgt dafür, dass die Ausnehmung 46 sich mit diesem Öl füllen kann. Aufgrund einer nicht 100% dichten Abdichtung zwischen dem Umschaltelement 30 und dem Pleuel 18 kann Luft und/oder Öl aus der Kavität in das Gehäuseinnere entweichen, so dass durch nachfließendes Öl, die Kavität weitgehend mit Öl gefüllt wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist keine derartige Verbindung zu der Schmierölversorgung vorgesehen. In diesem Fall ist die Kavität/Ausnehmung 46 mit Gas/Luft gefüllt. In diesem Fall wird der genannte Fluidkanal 43, 47 deutlich enger dimensioniert, um dennoch eine gute Bewegungsdämpfung zu erhalten.
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Wenn der Antrieb 79 das Betätigungselement 58 gegen das Umschaltelement 30 zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses bewegt wird, so kann es bei einem hochtourigen Lauf des Motors zu einem erheblichen Schlag bzw. einer stoßartigen Belastung auf das Umschaltelement 30 kommen, so dass es seinerseits mit einem sehr großen Impuls auf den Anschlagstift 44 bewegt wird und von dort abprallen kann. Hierdurch kann es bei herkömmlichen bekannten Ausführungsformen ggf. passieren, dass die Umschaltung nicht sauber funktioniert.
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Durch die Bewegungsdämpfung wird diese Belastung gedämpft. Insbesondere bewirkt die Dämpfung eine Kraft, die proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des Umschaltelements 30 und in umgekehrter Richtung ist. So ist die Dämpfung besonders effektiv, je stärker der jeweilige Schlag bzw. Impuls ist.
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4 dient zur Verdeutlichung von weiteren alternativen Ausführungsformen. Dabei ist kein Fluidkanal vorgesehen, der den Anschlagstift bzw. Vorsprung 44 umgehen kann. Stattdessen sind zu beiden Seiten des Umschaltelements 30 in ihm Bohrungen und/oder Durchbrüche 31 enthalten, die einen Abfluss in das Innere des Gehäuses 12 ermöglichen. Die Bohrungen bzw. Durchbrüche 31 sind so dimensioniert, dass eine entsprechende Dämpfwirkung erzielt wird. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen kann das Dämpffluid Öl sein, welches durch eine nicht dargestellte Ölversorgung zu beiden Seiten von dem Anschlagstift 44 in die Ausnehmung 46 strömen kann und stetig über die Bohrungen und/oder Durchbrüche 31 abfließen kann. Die Dämpfwirkung entsteht erst bei einer erzwungenen deutlichen Erhöhung des Durchflusses durch die Bohrungen und/oder Durchbrüche 31. Vergleichbar mit den Ausführungsformen der 3 kann auch hier sowohl eine Öl- wie auch eine Gas/Luft-Dämpfung zum Einsatz kommen.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 5 gezeigt. Hier ist das Umschaltelement 30 aus Gründen der besseren Darstellung der Ausnehmungen und Bohrungen schraffiert gezeigt. Zudem ist ein Ölversorgungskanal 81 gezeigt, der fluidal mit der Ölversorgung zum Schmieren unterschiedlicher Bestandteile, wie insbesondere der Pleuellager, in Kontakt steht. Ein Steuerkanal 84 ist mit dem Ölversorgungskanal 81 in Kontakt. Zudem sind zwei Versorgungskanäle 82 und 82' gezeigt, die fluidal mit den beiden Hydraulikzylindern in Kontakt stehen, die in 1 bei dem Verstellmechanismus 26 angedeutet sind. In der gezeigten Stellung wird der rechte Versorgungskanal 82' mit Öl versorgt, was bewirkt, dass der zugehörige Hydraulikzylinder ausgefahren wird und sich entsprechend die zugehörige Exzentrizität der Kolbenlagerung einstellt. Hier ist eine Zwischenstellung während der Betätigung gezeigt, die durch eine Kraft von links eine Rechtsbewegung des Umschaltelements 30 bewirkt hat. In diesem Zustand drückt das Öl durch Förderkanal 85 in den zugehörigen Zylinder. Durch diese Strömbewegung wird die gewünschte Dämpfung erzielt. Abhängig von der Stellung kann auch Fluid an das Innere des Gehäuses 12 abgegeben werden, wie dies durch den Förderkanal 85' gezeigt ist.
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Aus 5 wird klar, dass durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Kanalführungen die jeweils gewünschte Dämpfwirkung eingestellt werden kann. Somit ist hier insbesondere keine Dämpfung vorhanden, die über den Weg des Umschaltelements 30 konstant ist. Vielmehr wird bevorzugt zu Beginn einer Umschaltbewegung eine geringe Dämpfung gewünscht, da sonst die auf das System wirkenden Kräfte recht groß werden. Gegen Ende der Bewegung, also kurz vor dem Erreichen der gewünschten Sollposition des Umschaltelements 30 wird die Dämpfung aber erhöht, um so ein Rückprallen des Umschaltelements 30 durch eine zu schlagartige Belastung zu reduzieren. Wie in 5 angedeutet, kann die Fluidverbindung von dem Ölversorgungskanal 81 zu der Ausnehmung/Kavität 46 so ausgestaltet sein, dass sie nur bei zumindest einer Stellung des Umschaltelements 30 einen Durchfluss erlaubt und bei zumindest einer anderen Stellung den Durchfluss versperrt. Auch auf diese Weise kann eine Dämpfung erzielt werden, wobei der Fluidstrom der Dämpfung in den Ölversorgungskanal 81 abgeführt wird. Auch kann über die Dämpfung ein Abfluss und/oder Zufluss in die Versorgungskanäle 82, 82' bestehen. Eine Kombination der hier dargestellten Varianten ist möglich und vorgesehen. Bevorzugt kann im Sinne dieser Erfindung eine Dämpfung als eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung eines weitgehend abgeschlossenen Volumens verstanden werden, für das ein Abfluss mit einem kleinen Querschnitt vorgesehen ist und/oder der einen Querschnitt aufweist, der einen Strömungswiderstand darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Gehäuse
- 14
- Zylinder
- 16
- Verdichtungskolben
- 18
- Pleuel
- 20
- Hubzapfen
- 22
- Kurbelwelle
- 24
- Kurbelwellenmittelachse
- 26
- Verstellmechanismus
- 28
- Schalter
- 30
- Umschaltelement
- 31
- Bohrungen und/oder Durchbrüche
- 32
- Bolzen
- 34
- Aufnahmekanal
- 36, 38
- Seiten
- 40, 42
- Anschlag
- 44
- Anschlagstift, Vorsprung
- 46
- Ausnehmung, Kavität
- 47
- Durchbruch oder Bohrung
- 48
- Rastkugel
- 50
- Feder
- 52, 54
- Rastmulden
- 56
- Bank
- 58
- Betätigungselement
- 76
- Aufweitungsabschnitt
- 77
- Engstelle des Bewegungskanals
- 78
- Bewegungsebene
- 79
- Antrieb
- 80
- Doppelpfeil
- 81
- Ölversorgungskanal
- 82, 82'
- Versorgungskanäle für Verstellmechanismus 26
- 84
- Steuerkanal
- 85, 85'
- Förderkanal
- 86
- Befüllkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/019683 A1 [0002, 0003]
- WO 2014/019684 A1 [0002]
- WO 2015/173412 A1 [0002, 0003]
- WO 2015/193437 A1 [0002]
- DE 3148193 A1 [0003]
- DE 1970394801 [0003]
- DE 10304686 A1 [0003]
- DE 102010061360 A1 [0003]
- DE 102010061363 A1 [0003]
- DE 102011056298 A1 [0003]
- DE 102011108790 A1 [0003]
- EP 1424486 A1 [0003]
- EP 1426584 B1 [0003]
- WO 2015/082722 A1 [0003]
- WO 2015/104253 A1 [0003]
- WO 2015/173411 A1 [0003]
- WO 2015/155167 A1 [0003]
