DE19841381A1 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis - Google Patents

Description

Bei normalen Hubkolbentriebwerken ist die Stellung des Kol­ bens im Zylinder aus schließlich von der Stellung der Kurbel­ welle abhängig. Um betriebsabhängig das Verdichtungsverhält­ nis verändern zu können, hat man eine Veränderungsmöglichkeit dadurch geschaffen, daß jeweils das Pleuel in zwei Pleueltei­ le unterteilt wird, die über ein Mittelgelenk miteinander verbunden sind, und wobei ferner ein Lenkerarm am Pleuel an­ gelenkt ist, dessen anderes Ende über einen am Maschinenge­ häuse verschiebbaren Anlenkungspunkt befestigt ist. Derartige Konstruktionen sind beispielsweise bekannt aus DE-A-29 35 073, DE-A-29 35 977, DE-A-30 30 615 sowie DE-A-37 15 391. Bei diesen Konstruktionen ist der Lenkerarm unmittelbar an das Mittelgelenk gekoppelt, so daß sich hier erhebliche konstruk­ tive und betriebstechnische Probleme ergeben. Das Mittelge­ lenk baut sehr breit und erreicht dabei ein hohes Gewicht, das bei den gegebenen Raumverhältnissen nicht mehr durch Ge­ gengewichte an der Kurbelwelle ausgeglichen werden kann. Ins­ gesamt besteht der Nachteil dieser Konstruktionen darin, daß die bewegten Massen, nämlich Kolben und Pleuel, größer werden und damit auch größere Massenkräfte zu beherrschen sind.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man versucht, eine Ver­ änderung des Verdichtungsverhältnisses dadurch zu schaffen, daß man die Kurbelwelle in Exzenterringen gelagert hat, die ihrerseits drehbar im Motorblock gelagert sind und die mit einem Stellantrieb in Verbindung stehen. Durch ein Verdrehen der Exzenterringe ist es möglich, die Lage der Kurbelwelle so zu verschieben, daß jeweils in der oberen Totpunktlage eines Kolbens dieser mehr oder weniger Abstand zur Zylinderdecke einhält. Hierzu ist in DE-A-30 04 402 vorgesehen, daß jeder Exzenterring mit einem Zahnrad verbunden ist, das jeweils in ein Ritzel eingreift, das auf einer parallel zur Kurbelwelle verlaufenden Stellwelle angeordnet ist, die mit einem Stell­ antrieb in Verbindung steht. Neben einem erheblichen kon­ struktiven und baulichem Aufwand ergibt sich auch ein erhöh­ ter Raumbedarf zur Unterbringung der Exzenterringe und der daneben angeordneten Zahnräder.

Aus DE-A-36 01 528 ist ferner eine Anordnung dieser Art be­ kannt, bei der die die Kurbelwellenlager tragenden Exzenter­ ringe mit einer konzentrisch zu den Exzenterringen ausgerich­ teten und sich über die gesamte Länge des Motorblocks er­ streckende Zylinderteilschale verbunden sind. Die Zylinder­ teilschale ist auf ihrer Außenseite mit einem Zahnsegment versehen, in das eine mit einem Stellantrieb verbundene, quer zur Kurbelwelle verlaufende Verstellschnecke eingreift. Die­ ses System hat trotz einer günstigen Baulänge für die Kurbel­ wellenlagerung den Nachteil, daß hier ein sehr kompaktes Bau­ teil für die synchrone Verstellung der Exzenterringe vorgese­ hen ist und daß die infolge der Exzentrizität der Kurbelwel­ lenachse zur Lagerachse der Exzenterringe im Betrieb wirksam werdenden Momente nur über die Verstellschnecke aufgenommen werden können. Da bei einer derartigen Verstellschnecke immer nur wenige Zähne mit einem geringen Überdeckungsgrad in Ein­ griff stehen, ergibt sich aufgrund der im Betrieb auftreten­ den pulsierenden Belastungen eine erhebliche Materialbean­ spruchung. Schon ein geringes Spiel zwischen Zahnsegment und Verstellschnecke kann hier zu einem rasch fortschreitenden Verschleiß führen.

Aus DE-A-36 44 721 ist ferner ein System bekannt, bei dem je­ der Exzenterring mit einem seitlich herausragenden Hebel ver­ bunden ist, der an seinem freien Ende einen Gleitstein trägt. Seitlich parallel zur Kurbelwelle ist eine Stellwelle gela­ gert, die mit einem Stellantrieb versehen ist und die mit ga­ belförmigen Klauen versehen ist, die jeweils den Gleitstein eines Exzenterringes umfassen. Da Gleitsteine praktisch nicht spielfrei zu führen sind, besteht auch bei diesem System der Nachteil, daß aufgrund der im Betrieb über die Exzenterringe wirkenden pulsierenden Momente zu einer erheblichen Beanspru­ chung des Systems in diesem Bereich führen, die mit einem zu­ nehmenden Verschleiß im Bereich der Gleitsteinführung verbun­ den ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenbrenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei der die vorstehend dargestell­ ten Nachteil vermieden sind.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen eine Kolbenbrenn­ kraftmaschine mit in einem Motorblock angeordneten Zylindern und darin geführten Kolben, die über Pleuel mit einer Kurbel­ welle verbunden sind, deren Lager in Exzenterringen angeord­ net sind, die ihrerseits in Traglagergehäusen im Motorblock verdrehbar gelagert sind und von denen zumindest ein Teil je­ weils mit einer Verdreheinrichtung versehen ist, und mit ei­ nem die Verdreheinrichtungen verbindenden Koppelelement, das mit einem Stellantrieb in Verbindung steht. Hierdurch wird eine in ihrem Verdichtungsverhältnis veränderbare Kolben­ brennkraftmaschine geschaffen, bei der die Lagerung der Stel­ lanordnung ohne eine Verbreiterung der Kurbelwellenlagerung im Motorblock erreicht wird, so daß die üblichen Baulängen für einen derartigen Motorblock nicht vergrößert werden. Die Verdreheinrichtung, die Lagergehäuse und die Exzenterringe sind zweckmäßigerweise so bemessen, daß hierdurch die axiale Abstützung der Exzenterringe bewirkt wird. Dadurch, daß alle Verdreheinrichtungen mit einem Koppelelement verbunden sind, ist eine synchrone Verdrehung der Exzenterringe gewährlei­ stet.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß je­ weils der einem Zylinder zugekehrte Bereich eines Exzenter­ ringteils auf seiner Außenseite mit einer sich in Umfangs­ richtung erstreckenden Nut versehen ist, die eine radial nach innengeführte Bohrung aufweist, und daß im Motorblock ein zentraler Ölkanal angeordnet ist, von dem Zweigkanäle abzwei­ gen, die jeweils an den Traglagern im Bereich der Nut im Ex­ zenterring ausmünden. Durch diese Ausgestaltung ist zum einen sichergestellt, daß die Lagerflächen des Exzenterringes mit Schmiermittel versorgt werden und daß andererseits die in den Exzenterringen angeordneten Kurbelwellenlager ebenfalls mit Schmiermittel versorgt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumin­ dest ein Teil der Traglagergehäuse jeweils mit einem Fenster versehen ist, durch die jeweils die Verdrehrichtung des zuge­ ordneten Exzenterringes hindurchgeführt ist. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Bauweise für die Gesamtanordnung und für die Verdreheinrichtung. Das Koppelelement kann in einer Aus­ führungsform durch eine mit dem Stellantrieb verbundene Stellwelle mit Ritzeln gebildet werden, die mit entsprechen­ den Zahnelementen an der Verdreheinrichtung kämmen. Die Ver­ dreheinrichtung kann in einer Ausgestaltung durch einen vor­ zugsweise nach unten in die Ölwanne ragenden Schwenkhebel ge­ bildet werden.

In einer anderen, bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Verdreheinrichtung jeweils durch ein Zahnelement am Exzenterring gebildet wird, dem ein verzahntes Übertragungse­ lement zugeordnet ist, das das Fenster am Lagergehäuse durch­ greift und mit dem Ritzel an der Stellwelle kämmt. Diese Bauform erlaubt es, die Verdreheinrichtung mit der Stellwelle in den Motorblock zu verlegen und so das Bauvolumen des Mo­ tors klein zu halten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand schemati­ scher Zeichnungen von Ausführungsbeispielen nachstehend be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schemadarstellung eines Vierzylindermotors zur Erläuterung des Grundprin­ zips mit Schwenkhebeln als Verdreheinrichtung,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt gem. der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den Kurbelwellenla­ gerbereich eines Motors,

Fig. 4 einen Teillängsschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht auf den Koppelbereich in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4

Fig. 6 im Schnitt eine Stirnansicht einer Verdrehein­ richtung mit Zahnsegment und Stellwelle,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Verdreheinrichtung gem. Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Schemadarstellung entspre­ chend Fig. 1 mit Zahnelementen als Verdrehein­ richtung,

Fig. 9 im Schnitt eine Stirnansicht einer Ausführungs­ form entsprechend Fig. 8,

Fig. 10 eine andere Ausführungsform der Anordnung gem. Fig. 8,

Fig. 11 eine Abdichtung der steuerseitigen Kurbelwellen­ durchführung,

Fig. 12 einen Teillängsschnitt durch ein Kurbelwellenla­ ger mit gabelförmigem Schwenkhebel.

Wie die schematische Darstellung gem. Fig. 1 erkennen läßt, ist eine Kurbelwelle 1 mit ihren Kurbelwellenlagern 2 in Ex­ zenterringen 3 gelagert, die ihrerseits verdrehbar in ent­ sprechenden Traglagergehäusen 4 eines angedeuteten Motor­ blocks gelagert sind. Mit der Kurbelwelle 1 sind über Pleuel 5 jeweils die hier nur schematisch angedeuteten Kolben 6 ver­ bunden. Die Kurbelwelle ist in einer Stellung gezeigt, in der die Zylinder 6 ₁ und 6 ₄ sich in der oberen Totpunktstellung befinden, während sich die Zylinder 6 ₂ und 6 ₃ in der unteren Totpunktstellung befinden.

Jeder Exzenterring 3 ist starr mit einer als Schwenkhebel ausgebildeten Verdreheinrichtung 7 verbunden, der jeweils durch ein Fenster 16 im Traglagergehäuse 4, wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, nach unten herausgeführt ist. Die Schwenkhebel 7 sind über ein als Stange ausgebilde­ tes Koppelelement 8 fest miteinander verbunden, so daß ein synchrones Verdrehen aller Exzenterringe 3 möglich ist. Die Stange 8 ist über eine Zugelement 9 mit einem schematisch dargestellten Stellantrieb 10 verbunden. Bei einer Bewegung des Zugelementes 9 in Richtung des Doppelpfeiles 11 werden die Schwenkhebel 7 entsprechend dem Doppelpfeil 11 hin und her verschwenkt, so daß sich durch die Verdrehung der Exzen­ terringe dementsprechend auch jeweils die Höhenlage der Kol­ ben 6 sich verändert.

In Fig. 2 ist in einer schematischen Stirnansicht die Funkti­ on des Systems näher erläutert. Wie aus der Stirnansicht er­ sichtlich, ist die Drehachse 13 der Kurbelwelle 1 exzentrisch zur Schwenkachse 14 der Exzenterringe 3 angeordnet und wird über die Schwenkhebel 7 aus einer angenommenen Mittelstellung (der Schwenkhebel 7 weist hierbei senkrecht nach unten) in die dargestellte Stellung verdreht. Dadurch wird die Kurbel­ wellenachse 13 um das Maß a gegenüber der ortsfesten Verdreh­ achse 14 der Exzenterringe 3 angehoben. Das bedeutet aber auch, daß bei einer Drehung der Kurbelwelle der Kolbenboden 15 des Kolbens 6 ₁ in der oberen Totpunktstellung um das glei­ che Maß näher an die obere Zylinderwandung heranreicht, so daß auch das Verdichtungsverhältnis entsprechend erhöht wird. Werden über den Schwenkhebel 7 die Exzenterringe 3 in die Ge­ genrichtung verdreht, dann wird die Kurbelwellenachse 13 ge­ genüber der im Motorblock ortsfesten Schwenkachse 14 der Ex­ zenterringe um ein entsprechendes Maß abgesenkt, so daß dann in der oberen Totpunktstellung der Abstand des Kolbenbodens 15 gegenüber der oberen Zylinderwandung vergrößert ist und dementsprechend das Verdichtungsverhältnis um ein entspre­ chendes Maß reduziert ist.

Wie bereits aus der schematischen Zeichnung gem. Fig. 2 er­ sichtlich, weist das Traglagergehäuse 4 für die Exzenterringe 3 im Traglagerdeckel 4.1 ein Fenster 16 auf, durch das der Schwenkhebel 7 hindurchragt. Wie aus den Fig. 1, 2 und auch nachstehend Fig. 3 ersichtlich, ist es zweckmäßig, wenn die Schwenkhebel 7 jeweils nach unten in den Kurbelraum hineinra­ gen.

Für die Auslegung des Verstellsystems ist es zweckmäßig, wenn das Verhältnis des Durchmessers D_KW des Kurbelwellenlagers 2 zum Durchmesser D_A des Traglagers für die Exzenterringe 3 D_KW/D_A = 0,5 bis 0,75 beträgt. Hierbei ist es ferner zweckmä­ ßig, wenn das Verhältnis der Länge des Schwenkhebels 7 zum Durchmesser D_A einen Wert L/D_A = 1,2 bis 1,8 aufweist. Das Verhältnis der Exzentrizität e zwischen der Kurbelwellenachse 13 und der Schwenkachse 14 zum Durchmesser D_A beträgt zweck­ mäßig e/D_A = 0,04 bis 0,08. Das Verhältnis der Exzentrizi­ tät e zur Länge L wird zweckmäßig mit e/L = 0,03 bis 0,07 vorgegeben.

In Fig. 3 ist in einem Querschnitt durch den unteren Bereich eines Motorblocks 4 die Lagersituation für die Kurbelwellen­ lagerung und die Ausgestaltung der Traglagergehäuse 4 der Ex­ zenterringe 3 in Einzelheiten näher dargestellt.

Das Traglagergehäuse 4 für den Exzenterring 3 wird durch ei­ nen geteilten Lagerstuhl gebildet, dessen oberer Teil durch einen Schale im Motorblock und dessen unterer Teil durch eine Lagerdeckel 4.1 gebildet wird. Anders als bei herkömmlichen Lagerdeckeln, weist der Lagerdeckel bei dieser Konstruktion ein schlitzförmiges Fenster 16 auf, durch das der Schwenkhe­ bel 7 nach unten in eine Ölwanne hineinragend geführt ist. Da die Breite der Lagerung durch die notwendige Breite des Kur­ belwellenlagers vorgegeben ist, reicht die um die Breite des Fensters reduzierte Breite der tragenden Lagerfläche des La­ gerdeckels 4.1 für die Aufnahme der Kräfte aus, so daß die Baulänge des Motors bei dieser Konzeption nicht vergrößert wird.

Der Exzenterring 3 ist in einen unteren Ringteil 3.1 und ei­ nen oberen Ringteil 3.2 geteilt, die miteinander verschraubt sind und das Kurbelwellenlager 2 halten.

Der obere Exzenterringteil 3.2 weist eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 17 auf, die mit einer radial nach innen ge­ führten Bohrung 18 versehen ist. Im Motorblock ist ein zen­ traler Ölkanal 19 angeordnet, von dem jeweils im Bereich der Traglagergehäuse 4 Zweigkanäle 20 ausgehen, die im Bereich der Nut 17 des Exzenterringes 3 jeweils ausmünden. Durch die­ se Anordnung ist die Schmiermittelversorgung sowohl für das Traglager als auch für das betreffende Kurbelwellenlager 2 gewährleistet.

Das Zugelement 9 mit dem zugeordneten Aktuator 10 ist seit­ lich am Motorblock angeordnet und aus der Ölwanne heraus ge­ führt.

Fig. 4 zeigt in einem Längsschnitt durch den Motorblock die Lageranordnung des Systems insgesamt. Die anhand von Fig. 3 erläuterten Bauteile sind in Fig. 4 durch korrespondierende Bezugszeichen kenntlich gemacht, so daß auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden kann. Die Zeichnung ist inso­ weit aus sich selbst heraus verständlich. Die Zeichnung zeigt, daß die Fenster 16 in den Lagerdeckeln 4.1 und die Dicke der Schwenkhebel 7 in ihrer Erstreckung in Richtung der Kurbelwellenachse 13 so aufeinander abgestimmt sind, daß hierüber die axiale Führung der Exzenterringe 3 erfolgt.

Am abtriebseitigen Ende des Motors weist die Kurbelwelle 1 einen konzentrisch zur Kurbelwellenachse 13 ausgerichteten Ansatz 21 auf, der auf seiner Außenseite mit einer Verzahnung 22 versehen ist. Mit der Verzahnung 22 steht eine Innenver­ zahnung 23 an der Schwungscheibe 24 in Verbindung, das kon­ zentrisch zur Exzenterachse 14 ausgerichtet ist. Über die Verzahnung 22, 23 wird die Drehbewegung der Kurbelwelle auf den Abtrieb übertragen. Bei einer Verschwenkung der Exzenter­ ringe um die Schwenkachse 14 rollt hierbei die Verzahnung 22 auf der Innenverzahnung 23 ab, so daß der Krafteingriff in jeder Schwenkstellung der Exzenterringe 3 gewährleistet ist.

Es ist aber auch möglich, die Schwungscheibe 24 auf einer ge­ sonderten, fest mit dem Motorblock verbundenen und parallel zur Kurbelwellenachse 13 ausgerichteten Achse zu lagern. Die Kraftübertragung zwischen Kurbelwelle und Schwungscheibe kann dann über eine Rollenkette erfolgen, die zum Ausgleich der sich beim Verstellen der Kurbelwelle ergebenden unterschied­ lichen Längen über Kettenspanner, beispielsweise hydraulische Kettenspanner, gestrafft wird.

Das freie steuerseitige Ende 25 der Kurbelwelle 2 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Zahnriemen­ scheibe 26 fest verbunden, über die die üblichen Nebenantrie­ be wie Lichtmaschine, Ventilator, Kühlwasserpumpe etc. ange­ trieben werden. Da die Zahnriemenscheibe 26 konzentrisch zur Kurbelwellenachse 13 ausgerichtet und mit der Kurbelwelle 2 fest verbunden ist, müssen für den Zahnriemen entsprechende Spannelemente vorgesehen werden, um die sich zwangsläufig er­ gebenden Längenänderungen bei einem Verschwenken der Exzen­ terringe 3 auszugleichen und den Zahnriemen für den Antrieb der Nebenaggregate immer unter konstanter Spannung zu halten. Bei dem hier dargestellten Beispiel ist für die Zahnriemen­ scheibe 26 ein gesondertes Lager 26.1 vorgesehen, das über eine flexible Dichtungsscheibe 26.2 am Motorblock gehalten und die Durchführung durch die Stirnwand des Motorblocks ab­ gedichtet ist. Gleichwohl werden die Relativbewegungen der Kurbelwelle 1 gegenüber dem Motorblock bei einer Verstellung des Verdichtungsverhältnisses nicht beeinträchtigt. In Fig. 8 ist noch eine abgewandelte Lösung für diese Abdichtung näher erläutert.

Es ist aber auch möglich, in gleicher Weise wie bei der Schwungscheibe 24, die Kurbelwelle 2 in diesem Bereich mit einem Zapfen mit Außenverzahnung zu versehen, der mit einer der Zahnriemenscheibe 26 zugeordneten Innenverzahnung zusam­ menwirkt, wenn die Zahnriemenscheibe 26 konzentrisch zur Schwenkachse 14 der Exzenterring 3 drehbar am Motorblock 4 gelagert ist. Ebenso ist es möglich, die Zahnriemenscheibe 26 separat zu lagern und über einen Kettenantrieb mit Ketten­ spanner anzutreiben, wie dies zuvor für die Schwungscheibe beschrieben wurde.

Fig. 5 zeigt in einer Aufsicht die Ausbildung des als Stange ausgebildeten Koppelelementes 8 und des damit verbundenen Zu­ gelements 9. Wie die Aufsicht erkennen läßt, sind die freien Enden der Schwenkhebel 7 jeweils zwischen Spannhülsen 27 ein­ gespannt, die über eine durchgehende Spannschraube 28 fest miteinander verspannt sind und so eine Koppelstange bilden. Diese Koppelstange ist durch Lagerblöcke 9.1 des gabelförmig ausgebildeten Zugelements 9 hindurchgesteckt. Die Lagerblöcke 9.1 sind über einen Quersteg 9.2 fest miteinander verbunden. Damit ist eine sehr steife Bauform für das Zugelement 9 gege­ ben, so daß in Verbindung mit der Lagerung und Ausgestaltung der Koppelstange 8 eine exakt gleiche Verstellung aller Schwenkhebel 7 gewährleistet ist. Das Zugelement 9 ist mit einer zentralen Zugstange 10.1 des Aktuators 10 längenein­ stellbar verbunden.

In Fig. 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform für die Ver­ drehung der Exzenterringe 3 dargestellt. In der Zeichnung sind lediglich die Exzenterringe 3 dargestellt. Auch hier sind die Exzenterringe 3 jeweils mit einem Schwenkhebel 7 verbunden, die über eine Koppelstange 8 miteinander verbunden sein können. An einem oder mehreren der Schwenkhebel 7 ist ein kreisbogenförmiges segmentförmiges Zahnelement 29 starr befestigt, dessen Mittelpunkt auf die Schwenkachse 14 bezogen ist. Mit dem Zahnelement 29 steht ein Ritzel 30 in Verbin­ dung, das auf einer Stellwelle 31 angeordnet ist, die mit ei­ nem Stellantrieb 10.2 verbunden ist.

Sowohl bei der Ausführungsform gem. Fig. 3 als auch bei der Ausführungsform gem. Fig. 6, 7 ist der Stellantrieb selbstsperrend ausgestaltet, so daß die im Betrieb über die jeweils im Expansionshub bzw. im Kompressionshub befindlichen Kolben 6 infolge der Exzentrizität zwischen der Kurbelwel­ lenachse 13 und der Schwenkachse 14 auf die Exzenterringe 3 wirkenden Drehmomente aufgefangen werden und das über den Stellantrieb 10 jeweils eingestellte Verdichtungsverhältnis zuverlässig eingehalten wird.

In Fig. 8 ist in Abwandlung der Darstellung gem. Fig. 1 eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Verdreheinrichtung ausschließlich durch ein an der Umfangsfläche des Exzenter­ ringes 3 angeordnetes Zahnelement 29 erfolgt, das wiederum mit einem Ritzel 30 in Verbindung steht, das auf einer Stell­ welle 31 angeordnet ist, die mit einem Stellantrieb 10.2 ver­ bunden ist. Wie in der schematischen Zeichnung gern. Fig. 8 nur angedeutet und in der Schnittzeichnung gem. Fig. 9 näher dargestellt, ist das Lagergehäuse 4 in einem Bereich seitlich und oberhalb der Verdrehachse 14 der Exzenterringe mit einem Fenster 16 versehen, so daß das Ritzel 30 mit dem Zahnelement des Exzenterringes 3 in Wirkverbindung steht. Im übrigen kann der Aufbau und die Wirkungsweise der Beschreibung zu Fig. 1 entnommen werden.

Um die tatsächlichen Abmessungsverhältnisse an einem konkre­ ten Motorblock berücksichtigen zu können, muß der in Fig. 8 nur schematisch wiedergegebene Aufbau etwas abgewandelt wer­ den. Hierzu gehört insbesondere der notwendige Freiraum für den Flugkreis der Kurbel der Kurbelwelle, der es erforderlich macht, daß die Stellwelle 31 in einem entsprechend großem Ab­ stand zur Drehachse 13 der Kurbelwelle verläuft. Dies ist in dem in Fig. 9 wiedergegebenen Vertikalschnitt dargestellt. Der Grundaufbau der Lagerung für die Kurbelwelle entspricht dem anhand von Fig. 3 beschriebenen Aufbau, so daß auf die Beschreibung zu Fig. 3 verwiesen werden kann. Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform gem. Fig. 3 besteht in erster Linie darin, daß als Verdreheinrichtung statt des in Fig. 3 dargestellten einfachen Schwenkhebels 7, insbesondere aber in Abwandlung der in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten Schwenkhe­ bels 7 mit Zahnelement 29, bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform der Exzenterring 3 in seinem obenliegenden Bereich, wie bereits in Fig. 8 angedeutet, unmittelbar auf seinem Außenumfang mit einem Zahnelement 29 versehen ist. Auch hier wird das Lagergehäuse 4 wird durch einen Teil der sogenannten Schottwand des Motorblocks gebildet. Es weist je­ doch seitlich und oberhalb der Kurbelwellenachse 13 ein ta­ schenförmiges Fenster 16 auf, in das das Zahnelement 29 hin­ einragt. In dem taschenförmigen Fenster 16 der betreffenden Schottwand ist ein Zwischenritzel 30.1 frei drehbar gelagert, das einerseits mit dem Zahnelement 29 am Exzenterring 3 und andererseits mit dem Ritzel 30 auf der Stellwelle 31 kämmt. Durch die Anordnung des Zwischenritzels 30.1 ist somit die Möglichkeit gegeben, die in Längsrichtung des Motors verlau­ fende Stellwelle 31 so weit nach außen zu verlegen, daß die Kurbel der Kurbelwelle einschließlich des damit verbundenen Pleuels den erforderlichen Freiraum besitzt.

In Fig. 10 ist schematisch eine Abwandlung der Ausführungs­ form gern. Fig. 9 dargestellt. Hierbei tritt anstelle des Zwi­ schenritzels 30.1 eine im Motorblock geführte Zahnstange 30.2, die einenends mit ihrer Verzahnung mit dem Zahnelement 29 am Exzenterring 3 und anderenends mit dem Ritzel 30 der Verstellwelle in Eingriff steht. Mit Hilfe einer derartigen Zahnstange ist es möglich, ohne nennenswerte Veränderung des Bauvolumens die Stellwelle 31 mit ihrem Ritzel 30 praktisch auf der Außenseite des Motorblocks zu lagern.

In Abwandlung der Ausführungsformen gem. Fig. 9 und 10 kann bei einem Motorblock mit taschenförmigem Fenster 16 im Schottwandbereich des Lagergehäuses 4, wie er in Fig. 9 dar­ gestellt ist, auch eine Ausführungsform gem. Fig. 6, 7 mit Schwenkhebel 7 und Zahnelement 29 vorgesehen werden.

Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Anordnung jeweils so getroffen, daß jeder Exzenter­ ring 3 mit einer entsprechenden Verdreheinrichtung versehen ist. Je nach der Zahl der Zylinder oder der Größe des Motors kann es jedoch zweckmäßig sein, nur die beiden jeweils am Kurbelwellenende befindlichen Exzenterringe oder aber auch nur einen Teil der Exzenterringe mit einer Verdreheinrichtung zu versehen. Wird die Verdreheinrichtung über den Stellan­ trieb betätigt, dann werden gleichwohl die Exzenterringe 3 mit verdreht, die keine Verdrehrichtung aufweisen.

Während in Fig. 4 das durch den Motorblock hindurch geführte steuerseitige Ende der Kurbelwelle über eine flexible Dich­ tungsscheibe 26.2 abgedichtet ist, die eine bei einer Verän­ derung des Verdichtungsverhältnisses notwendige Querbewegung zuläßt, ist in Fig. 11 eine andere konstruktive Lösung darge­ stellt.

Wie aus dem Teillängsschnitt gem. Fig. 11 ersichtlich, ist die Kurbelwelle 1 an ihrem aus dem Motorblock herausgeführten freien, steuerseitigen Ende 25 mit einem koaxial zur Kurbel­ wellenachse 13 angeordneten Wellenansatz 33 versehen, der in gleicher Weise, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mit einer hier nicht näher dargestellten Zahnriemenscheibe 26 verbunden ist.

Zur Abdichtung der Durchführung der Kurbelwelle 1 durch den auch als Maschinengehäuse anzusehenden Motorblock ist auf dem Wellenansatz 33 eine Dichtscheibe 34 relativ zum Wellenansatz rotierbar gelagert. Die Dichtscheibe 34 weist einen Nabenkör­ per 35 auf, mit dem ein radial nach außenweisender Scheiben­ teil 36 verbunden ist.

Über ein Lager 37, beispielsweise ein Nadellager, ist der Na­ benkörper auf dem Wellenansatz 33 gelagert. Der Nabenkörper 35 ist ferner mit einem Dichtelement 38, beispielsweise einem Simmerring versehen, durch den der Innenraum des das Maschi­ nengehäuse bildenden Motorblocks im Zusammenwirken mit dem Wellenansatz 33 abgedichtet ist.

Die Dichtscheibe 34 ist mit den beiden Flächen ihres Schei­ benteils 36 in einem mit dem Motorblock fest verbundenen Dichtgehäuse 39 relativ zu diesem bewegbar gehalten. Das Dichtgehäuse 39 besteht hierbei im wesentlichen aus einem La­ gerdeckel 39.1, der eine Ausnehmung 39.2 aufweist, in der der Scheibenteil 36 gehalten ist und der durch einen Deckel 39.3 abgedeckt ist. Der Lagerdeckel 39.1 sowie der Deckel 39.3 sind auf ihren den Flächen des Scheibenteils 36 zugekehrten Flächen jeweils mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Dichtung 40 versehen, die an die Flächen des Scheibenteils 36 angedrückt sind.

Wird nun, wie vorstehend, beispielsweise anhand von Fig. 2 beschrieben, über ein Verschwenken der Schwenkhebel 7 die Kurbelwelle 1 quer zu ihrer Drehachse 13 in dem das Maschi­ nengehäuse bildenden Motorblock verlagert, dann kann sich der Scheibenteil 36 in gleicher Weise innerhalb des Dichtgehäuses 39 unter Aufrechterhaltung der gewünschten Abdichtung ver­ schieben. Die durch die Dichtungen 40 auf den Scheibenteil 36 wirkenden Klemmkräfte reichen normalerweise aus, um die Dichtscheibe reibschlüssig im Dichtgehäuse zu halten, so daß diese sich nicht durch die Rotation der Kurbelwelle sondern nur bei einer Querbewegung der Kurbelwelle über die Schwenk­ hebel 7 relativ zum Dichtgehäuse 39 bewegt wird.

Um eine Belastung der Dichtungen 40 über das durch die Rei­ bung des Lagers 37 und des Dichtelementes 38 in die Dicht­ scheibe 34 eingeleitete Drehmoment zu vermeiden, ist zweckmä­ ßigerweise der Scheibenteil 36 an seinem Außenumfang mit ei­ nem Schlitz 41 versehen, durch den ein im Deckel 39.3 und/oder Lagerdeckel 39.1 gehaltenen Arretierungsstift 42 hindurchgesteckt ist, der die Dichtscheibe 34 gegen ein Mit­ drehen infolge der Lager- und Dichtungsreibung sichert.

Die vorstehend beschriebene Abdichtung kann nicht nur für den hier beschriebenen Einsatzfall, sondern generell für jeden Anwendungsfall mit einer in einem Maschinengehäuse quer zu ihrer Drehachse verlagerbaren Welle eingesetzt werden.

Der Teillängsschnitt gemäß Fig. 12 zeigt eine Ausführungs­ form, bei der der Lagerdeckel 4.3 geschlossen ausgebildet ist. Der mit dem zugehörigen Exzenterringteil 3.1 verbundene Schwenkhebel 7.1 ist gabelförmig ausgebildet, so daß er den geschlossenen Lagerdeckel 4.3 auf beiden Seitenflächen über­ greift und zugleich den Exzenterring 3 in axialer Richtung abstützt. Durch den geschlossenen Lagerdeckel 4.3 ergibt sich eine in axialer Richtung durchgehende Trag- und Gleitfläche, die einfacher mit Schmiermittel zu versorgen ist. Auch ein derartiger gabelförmig ausgebildeter Schwenkhebel 7.1 kann mit einem Zahnsegment verbunden sein und entsprechend der Ausführungsform gern. Fig. 6, 7 betätigt werden.

Claims (12)

1. Kolbenbrennkraftmaschine mit in Reihe in einem Motorblock angeordneten Zylindern und darin geführten Kolben (6), die über Pleuel (5) mit einer Kurbelwelle (1) verbunden sind, de­ ren Lager in Exzenterringen (3) angeordnet sind, die ihrer­ seits in Traglagergehäusen (4) im Motorblock verdrehbar gela­ gert sind und von denen zumindest ein Teil jeweils mit einer Verdreheinrichtung (7) versehen ist, und mit einem die Ver­ dreheinrichtungen (7) verbindenden Koppelelement (8), das mit einem Stellantrieb (10) in Verbindung steht.

2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils der einem Zylinder zugekehrte Bereich eines Exzenterringes (3) auf seinem Außenumfang mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut (17) versehen ist, die eine radial nach innen geführte Bohrung (18) aufweist, und daß im Motorblock ein zentraler Ölkanal (19) angeordnet ist, von dem Zweigkanäle (20) abzweigen, die jeweils an den Traglagern im Bereich der Nut (17) im Exzenterring (3) aus­ münden.

3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Traglagergehäuse (4) jeweils mit einem Fenster (16) versehen ist, durch die je­ weils die Verdreheinrichtung (7) des zugeordneten Exzenter­ ringes (3) hindurchgeführt ist.

4. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (8) durch eine mit dem Stellantrieb (10) verbundene Stellwelle (31) mit Rit­ zeln (30) gebildet wird, die mit entsprechenden Zahnelementen (29) an den Verdreheinrichtungen (7) kämmen.

5. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdreheinrichtung (7) je­ weils durch einen vorzugsweise nach unten in eine Ölwanne hineinragenden Schwenkhebel gebildet wird.

6. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (8) durch eine die Schwenkhebel verbindende Stange gebildet wird, die über wenigstens ein senkrecht zur Erstreckung der Schwenkhebel verlaufendes Zugelement (9) mit dem Stellantrieb (10) verbun­ den ist.

7. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (9) gabelförmig ausgebildet und mit einem Quersteg (9.2) versehen ist, der über Lagerböcke (9.1) mit der Stange verbunden ist.

8. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdreheinrichtung (7) je­ weils durch ein Zahnelement (29) am Exzenterring (3) gebildet wird, dem ein verzahntes Übertragungselement (30.1, 30.2) zu­ geordnet ist, das das Fenster (16) im Lagergehäuse (4) durch­ greift und das mit dem Ritzel (30) der Stellwelle (31) kämmt.

9. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das verzahnte Übertragungselement durch ein im Motorblock gelagertes Übertragungsritzel (30.1) gebildet wird.

10. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das verzahnte Übertragungselement durch einen Zahnstange (30.2) gebildet wird.

11. Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 sowie 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (4) geschlossen ausgebildet ist und jeweils der mit einem Ex­ zenterring (3) verbundene Schwenkhebel (7.1) gabelförmig aus­ gebildet ist und das Lagergehäuse (4) auf beiden Seiten über­ greift.

12. Maschine, insbesondere Kolbenbrennkraftmaschine mit einer quer im Maschinengehäuse zur ihrer Drehachse (13) verlagerba­ ren Welle, insbesondere einer Kurbelwelle (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) an wenigstens einem ihrer aus dem Maschi­ nengehäuse herausgeführten Enden (25) einen koaxial zur Dreh­ achse angeordneten Wellenansatz (33) aufweist, auf dem eine Dichtscheibe (34) relativ zur Welle (1) rotierbar gelagert ist, die ein mit dem Wellenansatz (33) zusammenwirkendes Dichtelement (40) aufweist und die mit ihrer Fläche im Be­ reich ihres Außenumfangs an einem mit dem Maschinengehäuse verbundenen Dichtgehäuse (39) relativ zu diesem bewegbar ge­ halten ist.