DE102019102715A1 - Kolben-Pleuel-Anordnung mit einer Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kolben-Pleuel-Anordnung mit einer Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Rémi Stohr
Uwe Schaffrath
Christopher Marten
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/10Connection to driving members
    • F16J1/14Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
    • F16J1/16Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with gudgeon-pin; Gudgeon-pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Pleuel-Anordnung (1) mit einer Pleuelstange (2) und mit einem Kolben (3), weiterhin aufweisend eine Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem an der Pleuelstange (2) ausgebildeten Pleuelkopf, der ein Exzenterlager (10) aufweist, und mit einem Exzenter (11), der im Exzenterlager (10) drehbar gelagert ist und wobei im Exzenter (11) ein Kolbenbolzenlager (12) ausgebildet ist, über das der Exzenter (11) drehbar auf einem Kolbenbolzen (13) gelagert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kolbenbolzen (13) geteilt ausgebildet ist und wenigstens einen ersten Kolbenbolzenteil (13a) und einen zweiten Kolbenbolzenteil (13b) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Pleuel-Anordnung mit einer Pleuelstange und mit einem Kolben, weiterhin aufweisend eine Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem an der Pleuelstange ausgebildeten Pleuelkopf, der ein Exzenterlager aufweist, und mit einem Exzenter, der im Exzenterlager drehbar gelagert ist und wobei im Exzenter ein Kolbenbolzenlager ausgebildet ist, über das der Exzenter drehbar auf einem Kolbenbolzen gelagert ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Kolben-Pleuel-Anordnung mit einer Pleuelstange und mit einem Kolben sowie mit einer Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2017 107 067 A1 bekannt. Verbrennungskraftmaschinen mit derartigen Pleuel-Kolben-Anordnungen und einer Vorrichtung zum Ändern des Verdichtungsverhältnisses ermöglichen unterschiedliche Betriebsmodi, wenn beispielsweise ein geringeres Verdichtungsverhältnis bei Volllast der Verbrennungskraftmaschine gefordert ist, und es wird ein höheres Verdichtungsverhältnis gefordert, wenn die Verbrennungskraftmaschine lediglich bei Teillast betrieben wird. Bei der Konstruktion derartiger Kolben-Pleuel-Anordnungen mit Vorrichtungen zum Ändern des Verdichtungsverhältnisses wird das Ziel verfolgt, eine möglichst einfache konstruktive Ausführung zu erzielen, wobei das maximale und das minimale Verdichtungsverhältnis eine möglichst große Differenz zueinander aufweisen sollen.
  • Eine einfache konstruktive Ausführung einer solchen Kolben-Pleuel-Anordnung wird beispielsweise gemäß der DE 10 2017 107 067 A1 mit Exzentern erreicht, die sich zwischen einem Kolbenbolzen und einem kleinen Pleuellager befinden, sodass der Exzenter außenseitig in einem Exzenterlager der Kolbenstange drehbar aufgenommen ist, und innerhalb des Exzenters ist der Kolbenbolzen in einem Kolbenbolzenlager drehbar aufgenommen. Um den Exzenter zwischen Pleuelstange und Kolbenbolzen zu verdrehen, kann die Kurbeltrieb-Bewegung zwischen dem Kolben und der Pleuelstange genutzt werden in Verbindung mit der Anordnung von Freilaufelementen.
  • Die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses erfolgt durch eine Verdrehung des Exzenters, wobei zu beachten ist, dass insbesondere bei Marineanwendungen mit Dual-Fuel-Motoren auf solche Kolben-Pleuel-Anordnungen sehr hohe Gaskräfte wirken, sodass die konstruktive Ausführung der Kolben-Pleuel-Anordnung sehr robust erfolgen muss. Die Änderung des Verdichtungsverhältnisses von Brennkraftmaschinen ist beispielsweise bei Marineanwendungen notwendig, um für Dual-Fuel-Motoren zwischen dem Brennstoff Diesel und dem Brennstoff Gas umschalten zu können und dadurch das Betriebsverhalten zu optimieren. Die Umschaltung erfolgt dabei beispielsweise im Teillastbetrieb oder im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Kolben-Pleuel-Anordnung mit einer Kolbenstange und mit einem Kolben, sowie mit einer Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, wobei für die Anordnung eine robuste konstruktive Ausführung gefordert ist und wobei eine vorteilhafte Montierbarkeit des Kolbens mit der Pleuelstange möglich sein soll.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Kolbenbolzen geteilt ausgebildet ist und wenigstens einen ersten Kolbenbolzenteil und einen zweiten Kolbenbolzenteil aufweist.
  • Kerngedanke der Erfindung ist eine geteilte, d.h. mehrteilige Ausführung des Kolbenbolzens, wobei der erste Kolbenbolzenteil und der zweite Kolbenbolzenteil insbesondere derart geteilt ausgebildet sind, dass diese aus einer Axialrichtung einer Drehachse des Kolbenbolzens, um die der Exzenter und der Pleuelkopf verdrehen können, miteinander gefügt werden können. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Kolbenbolzen mehrstufig hergestellt und montiert werden kann. Die Mehrstufigkeit betrifft wenigstens zwei voneinander unterschiedliche Außendurchmesser des gebauten Kolbenbolzens, wobei die unterschiedlichen Außendurchmesser mit Bezug auf die Drehachse in Axialrichtung aufeinander folgen. Insbesondere kann ein zwischen zwei äußeren Schultern ausgebildeter innerer Durchmesserabschnitt ausgebildet werden, auf dem ein weiteres Bauteil, beispielsweise der Exzenter, angeordnet werden können. Zudem lässt sich der geteilte Kolbenbolzen mit dem ersten Kolbenbolzenteil und dem zweiten Kolbenbolzenteil aus einer Drehachsenrichtung von beiden Seiten leicht aufeinander zuführen und miteinander fügen.
  • Ein wesentliches strukturelles Merkmal der erfindungsgemäßen Kolben-BolzenAnordnung ist, dass sich der Exzenter und der Kolbenbolzen um eine Drehachse herum erstrecken, wobei der erste Kolbenbolzenteil einen insbesondere zylindrischen Aufnahmeabschnitt aufweist und wobei der zweite Kolbenbolzenteil ringförmig ausgebildet ist, sodass der zweite Kolbenbolzenteil auf dem Aufnahmeabschnitt aufgebracht und/oder aufgepresst ist. Die Verbindung des zweiten Kolbenbolzenteils weist insbesondere einen Längspressverband oder einen Querpressverband auf, wobei beispielsweise auch eine Schraubverbindung möglich ist, mit der der ringförmige zweite Kolbenbolzenteil auf den Aufnahmeabschnitt aufgeschraubt ist.
  • Der erste Kolbenbolzenteil weist vorteilhafterweise einen Außenumfangsabschnitt auf, auf dem der Exzenter mit dem Kolbenbolzenlager drehbar aufgebracht ist. Vorzugsweise weist der erste Kolbenbolzenteil weiterhin am dem Aufnahmeabschnitt gegenüberliegenden Ende einen Stützabschnitt auf, sodass der Exzenter zwischen dem Stützabschnitt und dem ringförmigen zweiten Kolbenbolzenteil axial gesichert auf dem Außenumfangsabschnitt aufgenommen werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn die Vorrichtung zum Ändern des Verdichtungsverhältnisses eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Drehung des Exzenters um die Drehachse aufweist. Hierfür ist vorgesehen, dass der Exzenter wenigstens eine radiusveränderliche Laufbahn aufweist, die zur Wechselwirkung mit wenigstens einem Abgriffselement einen Teil einer Außenkontur des Exzenters bildet. Insbesondere sind zwei radiusveränderliche Laufbahnen am Exzenter ausgebildet, die sich außenseitig, d.h. mit dem jeweils axial abschließenden Ende in Bezug auf die Drehachse, an dem Exzenter befinden.
  • Die radiusveränderlichen Laufbahnen wirken dabei so mit dem Abgriffselement zusammen, dass dieses axial verlagert wird, wenn sich der Exzenter um die Drehachse verdreht. Diese axiale Bewegung in dem Abgriffselement kann in einem Dämpfungselement gedämpft werden, welches beispielsweise am Schaft der Pleuelstange angeordnet ist. Das Dämpfungselement kann beispielsweise einen Tauchkolben aufweisen, der endseitig am Abgriffselement angeordnet ist, und wird das Abgriffselement durch die Drehung des Exzenters und damit durch das Entlanglaufen seines axialen Endes an der radiusveränderlichen Laufbahn in Längsrichtung verlagert, so taucht die der Laufbahn gegenüberliegende Endseite des Abgriffselementes mit dem Tauchkolben in das Dämpfungselement ein, das beispielsweise mit Öl gefüllt ist. Dabei kann die axiale Lagerung des Abgriffselementes am Schaft der Pleuelstange ausgebildet sein.
  • Mit weiterem Vorteil ist an der radiusveränderlichen Laufbahn ein Anschlag ausgebildet, der mit einer Klinke in Anlage bringbar ist, um eine Drehung des Exzenters um die Drehachse zu stoppen. Die Klinke ist vorzugsweise an der Pleuelstange angeordnet und mit einem Mechanismus aktivierbar, um die Drehung des Exzenters wieder freizugeben, wenn das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine wieder verändert werden soll.
  • Schließlich wird ein noch weiterer Vorteil erreicht, wenn auch der Exzenter geteilt ausgebildet ist, und wenn dieser wenigstens einen ersten Exzenterteil und einen zweiten Exzenterteil aufweist. Damit kann auch der Exzenter mit einem mittleren Außenumfangsabschnitt das kleine Pleuelauge des Pleuelkopfes axial gesichert aufnehmen, da der mittlere Außenumfangsabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als die außenseitigen Endabschnitte des Exzenters, sodass insbesondere die Montierbarkeit durch das axiale Aufeinanderzuführen der Exzenterteile aus der Drehachsenrichtung ermöglicht wird. Die beiden Exzenterteile sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, beispielsweise mittels Schrauben, sodass der mehrteilige Exzenter als ein einzelnes Bauteil handhabbar ist.
  • Die Exzenterteile liegen dabei in der Teilungsebene aneinander an und diese sind insbesondere mit Schrauben axial, das heißt parallel zur Drehachse miteinander verschraubt. Durch die Ausbildung der Teilungsebene, die damit auch parallel zur Bewegungsebene der Pleuelstange gelegen ist, können die Exzenterteile in Drehachsenrichtung aufeinander zubewegt und miteinander verbunden werden. Die Montage der Exzenterteile im kleinen Pleuelauge der Pleuelstange kann dabei noch vor der Anordnung des Kolbens an der Pleuelstange erfolgen, und insbesondere der Kolbenbolzen kann beispielsweise erst dann durch den Exzenter hindurchgeführt werden, wenn die Pleuelstange gemeinsam mit dem Exzenter an dem Pleuel angeordnet wurde.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen der erste Exzenterteil und der zweite Exzenterteil jeweils einen ersten Abschnitt mit einem kleineren Außendurchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem größeren Außendurchmesser auf, wobei die Exzenterteile mit dem jeweils ersten Abschnitt aneinander angrenzen. Damit ergibt sich eine Außenkontur des Exzenters mit außenseitig größeren Außendurchmessern und einem insbesondere axial durchgehend innenseitig kleineren Außendurchmesser, wobei auch noch weitere radial umlaufende, geschlossene Ringelemente auf den kleineren Außendurchmesser aufgebracht werden können, da die Teilungsebene im Bereich des kleineren Durchmessers ausgebildet ist.
  • Insbesondere können ein, zwei oder auch mehrere Freilaufelemente vorgesehen sein, der oder die mit der Ringinnenseite auf dem Außenumfang des Exzenters aufgebracht sind und der oder die außenseitig im Exzenterlager einsitzen. Sind mehrere Freilaufelemente vorgesehen, können diese ringinnenseitig auf dem jeweils ersten Abschnitt des ersten Exzenterteils und des zweiten Exzenterteils aufgebracht sein. Durch die geteilte Ausgestaltung des Exzenters mit dem ersten Exzenterteil und mit dem zweiten Exzenterteil ergibt sich eine vorteilhafte Montierbarkeit der Freilaufelemente auf dem Exzenter, obwohl dieser außenseitig größere Außendurchmesser aufweist. Die Außenseiten des Exzenters beschreiben dabei die Seiten, mit denen der Exzenter axial in Drehachsenrichtung abschließt.
  • Zur Anordnung des Kolbenbolzens im Kolben weist der Kolben seitliche Öffnungen zur Bolzenaufnahme auf, die sich ebenfalls im Wesentlichen kreisrund um die Drehachse herum erstrecken, und der Exzenter kann vor der Anordnung des Kolbenbolzens im oder an dem Kolben bzw. der Pleuelstange montiert werden. Insbesondere kann der Exzenter zunächst in das Exzenterlager in der Pleuelstange eingesetzt werden, und die Pleuelstange wird gemeinsam mit dem Exzenter in den Kolben eingeführt, und erst anschließend kann der Kolbenbolzen eingebracht werden.
  • Der Kolbenbolzen kann auf vorteilhafte Weise mit dem Stützabschnitt in einer ersten Öffnung und mit dem zweiten Kolbenbolzenteil in einer zweiten Öffnung des Kolbens eingebracht sein. Damit ist eine besonders vorteilhafte Montage des Kolbenbolzens und des insbesondere geteilten Exzenters mit den Freilaufelementen möglich, da der gesamte Verbund mit dem zweiten Kolbenbolzenteil auf einfache Weise axial gesichert werden kann.
  • Figurenliste
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Kolben-Pleuel-Anordnung,
    • 2 eine fliegende Ansicht der Kolben-Pleuel-Anordnung gemäß 1 mit Bauteilen der Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine und
    • 3 eine Querschnittsansicht der Kolben-Pleuel-Anordnung mit den Merkmalen der Erfindung.
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Kolben-Pleuel-Anordnung 1 mit einer Kolbenstange 2 und mit einem Kolben 3 in einer montierten Ausführung. Die Pleuelstange 2 weist unterseitig Pleuelunterteile 26 auf, die derart miteinander verbunden sind, sodass ein großes Pleuelauge entsteht, in das eine insbesondere mehrteilige Lagerschale 27 eingebracht ist. In der Lagerschale 27 kann ein Hubzapfen einer Kurbelwelle aufgenommen werden. Oberseitig der Pleuelunterteile 26 erstreckt sich ein Schaft der Pleuelstange 2 hervor und geht in den im Kolben 3 eingesetzten Pleuelkopf über.
  • Zur Verbindung der Pleuelstange 2 mit dem Kolben 3 dient ein Kolbenbolzen 13, welcher Hohlbohrungen aufweist, um eine Ölschmierung der Lagerung zwischen der Pleuelstange 2 und dem Kolben 3 zu ermöglichen. Die Hohlräume innerhalb des Kolbenbolzens 13 sind mit Verschlusselementen 24 verschlossen, wobei durch die perspektivische Ansicht nur ein vorderseitiges Verschlusselement 24 dargestellt ist.
  • 2 zeigt die Kolben-Pleuel-Anordnung 1 gemäß 1 mit ihren Bestandteilen in einer fliegenden Ansicht. Als Grundelemente der Anordnung 1 sind die Pleuelstange 2 und der Kolben 3 dargestellt, wobei die Pleuelunterteile 26 und die Lagerschalen 27 getrennt von der restlichen Pleuelstange 2 dargestellt sind.
  • Die fliegende Ansicht zeigt als Teil der Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine ein Exzenterlager 10 im Pleuelkopf der Pleuelstange 2, in das ein Exzenter 11 eingesetzt werden kann. Innerhalb des Exzenters 11 kann wiederum ein Kolbenbolzen 13 eingesetzt werden, wobei der Kolbenbolzen 13 erfindungsgemäß aus zwei Kolbenbolzenteilen 13a und 13b geteilt ausgeführt ist.
  • Der erste Kolbenbolzenteil 13a ist mehrstufig und damit mit unterschiedlichen Außendurchmessern ausgebildet und weist einen Aufnahmeabschnitt 13' mit einem kleineren Zylinderdurchmesser und einen Stützabschnitt 13" mit einem größeren Zylinderdurchmesser auf. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 13' und dem Stützabschnitt 13" befindet sich ein zylindrischer Lagerabschnitt 31, auf dem ein Kolbenbolzenlager 12 eines Exzenters 11 aufgebracht werden kann, wie 3 zeigt.
  • Auch der Exzenter 11 ist geteilt ausgeführt und umfasst einen ersten Exzenterteil 11a und einen zweiten Exzenterteil 11b. Da die Exzenterteile 11a, 11b miteinander gefügt werden, können auf dem Exzenter 11 Freilaufelemente 19 aufgenommen werden und der Exzenter 11 kann mit einem axialen Formschluss in das Exzenterlager 10 eingesetzt werden, wobei die Verbindung der beiden Exzenterteile 11a, 11b mittels Schrauben 28 erzielt wird.
  • Die Exzenterteile 11a, 11b weisen außenseitig radiusveränderliche Laufbahnen 19 auf, mit denen Abgriffselemente 20 in Verbindung stehen. Verdreht sich der Exzenter 11 mit den Exzenterteilen 11a, 11b, so laufen die Endseiten der stangenartigen Abgriffselemente 20 an den radiusveränderlichen Laufbahnen 19 entlang, und durch die Änderung des Radius der Laufbahnen 19 ergibt sich eine Hubbewegung in den Abgriffselementen 20. Die gegenüberliegende Endseite der Abgriffselemente 20 kann in beispielsweise mit Öl befüllte Dämpfungselemente 22 eintauchen, wodurch eine Dämpfung der Drehung des Exzenters 11 erzielbar ist.
  • Die radiusveränderlichen Laufbahnen 19 sind so ausgestaltet, dass diese einen Radiussprung umfassen, durch den Anschläge 25 ausgebildet sind, welche mit einer Klinke 21 an der Pleuelstange 2 zusammenwirken. Durch die Pendelbewegung der Pleuelstange 2 am Kolben 3 im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine wird eine Drehung des Exzenters 11 mithilfe der Freilaufelemente 18 in nur einer Richtung erzielt. Gelangt einer oder beide Anschläge 25 an den Exzenterteilen 11a, 11b in Anlage an die Klinke 21, so wird die Drehung des Exzenters 11 gestoppt. Der Exzenter 11 kann durch die sich diametral gegenüberliegenden Anschläge 25 in 180°-Rotationsschritten verdreht werden, sodass ein maximaler Exzenterhub erzielbar ist, um das maximale und minimale Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine mit möglichst unterschiedlichen Werten zu ermöglichen.
  • 3 stellt eine Querschnittsansicht durch die Kolben-Pleuel-Anordnung 1 mit einer Pleuelstange 2 und mit einem Kolben 3 dar, und die Vorrichtung zum Ändern des Verdichtungsverhältnisses der Verbrennungskraftmaschine umfasst ein Exzenterlager 10 innerhalb des oberseitigen Pleuelkopfes, und es ist ein Exzenter 11 gezeigt, der im Exzenterlager 10 drehbar gelagert ist und wobei innenseitig im Exzenter 11 ein Kolbenbolzenlager 12 ausgebildet ist, über das der Exzenter 11 drehbar auf dem Kolbenbolzen 13 gelagert ist.
  • Der Kolbenbolzen 13 ist geteilt ausgeführt und weist einen größeren ersten Kolbenbolzenteil 13a und einen kleineren, ringartigen zweiten Kolbenbolzenteil 13b auf. Durch die geteilte Ausführung des Exzenters 11 wird ermöglicht, dass die Pleuelstange mit dem Exzenterlager auf einem ersten Abschnitt 16 des Exzenters 11 mit einem kleineren Durchmesser aufgenommen ist, und seitlich werden mit einem zweiten Abschnitt 17 des Exzenters 11 mit einem größeren Außendurchmesser seitliche Schultern gebildet, sodass eine axiale Fixierung des Exzenters 11 an der Pleuelstange 2 ermöglicht ist. Die axiale Fixierung wird dabei in Drehachsenrichtung der Drehachse 14 gebildet. Der erste Kolbenbolzenteil 13a weist einen Aufnahmeabschnitt 13' mit einem kleineren Zylinderdurchmesser und einen Stützabschnitt 13" mit einem größeren Zylinderdurchmesser auf. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 13' und dem Stützabschnitt 13" befindet sich ein zylindrischer Lagerabschnitt 31, auf dem ein Kolbenbolzenlager 12 des Exzenters 11 aufgebracht ist. Der zweite Kolbenbolzenteil 13b ist auf dem Aufnahmeabschnitt 13' des ersten Kolbenbolzenteils aufgepresst.
  • Der Exzenter 11 ist ebenfalls geteilt ausgebildet und weist einen ersten Exzenterteil 11a und einen zweiten Exzenterteil 11b auf, und die beiden Exzenterteile 11a, 11b liegen in einer Teilungsebene 15 axial aneinander. Der Exzenter 11 und der Kolbenbolzen 13 erstrecken sich um eine Drehachse 14, und die Teilungsebene 15 ist so ausgerichtet, dass die Drehachse 14 eine Flächennormale auf die Teilungsebene 15 bildet. Die beiden Exzenterteile 11a und 11b sind dabei nicht gleich groß ausgeführt und die Teilungsebene 15 fällt nicht mit der Mittelebene des Exzenters 11 zusammen.
  • Zwischen dem Exzenter 11 und der Pleuelstange 2 sind Freilaufelemente 18 aufgenommen, und die zum Beispiel ringförmigen Freilaufelemente sitzen auf den jeweils ersten Abschnitten 16 mit dem kleineren Außendurchmesser des ersten Exzenterteils 11a und des zweiten Exzenterteils 11b auf.
  • Der erste Exzenterteil 11a und der zweite Exzenterteil 11b weisen jeweils radiusveränderliche Laufbahnen 19 auf, die zur Wechselwirkung mit einem jeweiligen Abgriffselement 20 einen Teil einer Außenkontur des ersten Exzenterteils 11a und des zweiten Exzenterteils 11b bilden. Die radiusveränderliche Laufbahn 19 ist dabei jeweils am zweiten Abschnitt 17 mit dem größeren Außendurchmesser der Exzenterteile 11a, 11b angeordnet. Mit Bezug auf Ihre Funktion bewirken die radiusveränderlichen Laufbahnen 19 bei einer Verdrehung des Exzenters 11 um die Drehachse 14 eine axiale Verlagerung der stangenartigen Abgriffselemente 20, die am Schaft der Pleuelstange 2 gelagert sind. Die gegenüberliegenden Enden der Abgriffselemente 20 tauchen in Dämpfungselemente 22 ein, die beispielsweise mit Öl gefüllt sind. Dadurch wird eine Dämpfung der Drehung des Exzenters 11 um die Drehachse 14 bewirkt, insbesondere dann, wenn die Klinken 21 außer Eingriff mit dem Exzenter 11 gelangen, und dieser Verdrehen kann.
  • Schließlich weist die Pleuelstange 2 einen Ölführungskanal 23 auf, der sich in den Kolbenbolzen 13 fortsetzt, und innenseitig im Kolbenbolzen 13 ist eine Ölverteilkammer 29 ausgebildet, um beispielsweise das Exzenterlager 10 und das Kolbenbolzenlager 12 mit Öl zu versorgen. Aus konstruktiven und/oder fertigungstechnischen Gründen ist ein Teil der Ölverteilkammer 29 als zentrale Axialbohrung entlang der Drehachse 14 in dem Kolbenbolzen 13 ausgebildet, und endseitig ist die Ölverteilkammer 29 mit Verschlusselementen 24 verschlossen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebenen bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kolben-Pleuel-Anordnung
    2
    Pleuelstange
    3
    Kolben
    10
    Exzenterlager
    11
    Exzenter
    11a
    erster Exzenterteil
    11b
    zweiter Exzenterteil
    12
    Kolbenbolzenlager
    13
    Kolbenbolzen
    13a
    erster Kolbenbolzenteil
    13b
    zweiter Kolbenbolzenteil
    13'
    Aufnahmeabschnitt
    13"
    Stützabschnitt
    14
    Drehachse
    15
    Teilungsebene
    16
    erster Abschnitt
    17
    zweiter Abschnitt
    18
    Freilaufelement
    19
    radiusveränderliche Laufbahn
    20
    Abgriffselement
    21
    Klinke
    22
    Dämpfungselement
    23
    Ölführungskanal
    24
    Verschlusselement
    25
    Anschlag
    26
    Pleuelunterteile
    27
    Lagerschalen
    28
    Schrauben
    29
    Ölverteilkammer
    30a
    erste Öffnung
    30b
    zweite Öffnung
    31
    Lagerabschnitt
  • 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 102017107067 A1 [0002, 0003]

Claims (10)

  1. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) mit einer Pleuelstange (2) und mit einem Kolben (3), weiterhin aufweisend eine Vorrichtung zum Ändern eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem an der Pleuelstange (2) ausgebildeten Pleuelkopf, der ein Exzenterlager (10) aufweist, und mit einem Exzenter (11), der im Exzenterlager (10) drehbar gelagert ist und wobei im Exzenter (11) ein Kolbenbolzenlager (12) ausgebildet ist, über das der Exzenter (11) drehbar auf einem Kolbenbolzen (13) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenbolzen (13) geteilt ausgebildet ist und wenigstens einen ersten Kolbenbolzenteil (13a) und einen zweiten Kolbenbolzenteil (13b) aufweist.
  2. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Exzenter (11) und der Kolbenbolzen (13) um eine Drehachse (14) herum erstrecken, wobei der erste Kolbenbolzenteil (13a) einen Aufnahmeabschnitt (13') aufweist und wobei der zweite Kolbenbolzenteil (13b) ringförmig ausgebildet ist, sodass der zweite Kolbenbolzenteil (13b) auf dem Aufnahmeabschnitt (13') aufgebracht und/oder aufgepresst ist.
  3. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolbenbolzenteil (13a) einen Außenumfangsabschnitt aufweist, auf dem der Exzenter (11) mit dem Kolbenbolzenlager (12) drehbar aufgebracht ist.
  4. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolbenbolzenteil (13a) am dem Aufnahmeabschnitt (13') gegenüberliegenden Ende einen Stützabschnitt (13") aufweist, sodass der Exzenter (11) zwischen dem Stützabschnitt (13") und dem ringförmigen zweiten Kolbenbolzenteil (13b) axial gesichert auf dem Außenumfangsabschnitt aufgenommen ist.
  5. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) um die Drehachse (14) herum ausgebildete Öffnungen (30a, 30b) zur Aufnahme des Kolbenbolzens (13) aufweist, wobei der Kolbenbolzen (13) mit dem Stützabschnitt (13") in einer ersten Öffnung (30a) und mit dem zweiten Kolbenbolzenteil (13b) in einer zweiten Öffnung (30b) eingebracht ist.
  6. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere Freilaufelemente (18) vorgesehen sind, die auf dem Außenumfang des Exzenters (11) aufgebracht sind.
  7. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (11) wenigstens eine radiusveränderliche Laufbahn (19) aufweist, die zur Wechselwirkung mit wenigstens einem Abgriffselement (20) einen Teil einer Außenkontur des Exzenters (11) bildet.
  8. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der radiusveränderlichen Laufbahn (19) ein Anschlag (25) ausgebildet ist, der mit einer Klinke (21) in Anlage bringbar ist, um eine Drehung des Exzenters (11) um die Drehachse (14) zeitweise zu stoppen.
  9. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dämpfungselement (22) in oder am Schaft der Pleuelstange (2) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Abgriffselement (20) mit dem wenigstens einen Dämpfungselement (22) derart zusammenwirkt, dass eine Drehung des Exzenters (11) um die Drehachse (14) gedämpft ist.
  10. Kolben-Pleuel-Anordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (11) geteilt ausgebildet ist und wenigstens einen ersten Exzenterteil (11a) und einen zweiten Exzenterteil (11b) aufweist.
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