DE3644721A1 - Vorrichtung fuer eine hubkolbenmaschine mit variablem brennraum - Google Patents

Vorrichtung fuer eine hubkolbenmaschine mit variablem brennraum

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Betrachtet man eine Hubkolbenmaschine, so ist das geometrische Verdichtungsverhältnis eine rein theoretische Größe, die praktisch nur im Vollastbetrieb erreicht wird, so daß das reale Verdichtungsverhältnis im Teillastbereich wesentlich niedriger liegt.
Um die optimale Verdichtung in sämtlichen Drehzahl- und Last­ bereichen zu erreichen, wird bei dieser Erfindung die Kurbel­ welle (1) mit ihren Hauptlagern (2) Fig. 1, 2, 3 und 4 außerhalb des Mittelpunktes (3) Fig. 1 und 2 der Lager (4) gelagert, so daß bei einer geringen radialen Schwenkung der exzentrischen Lager (4) die Kurbelwelle (1) mit dem über die Pleuelstangen (5) Fig. 1, 2, 3 und 4 formschlüssig verbundenen Kolben (6) Fig. 1, 2 und 3 zu dem Zylinder (7) bzw. Zylinderkopf (8) Fig. 1, 2 und 3 gehoben oder gesenkt werden kann, wobei der Brennraum (9) Fig. 1, 2 und 3 bei gehobener Stellung kleiner ist als bei gesenkter Stellung.
Die Schwenkbewegung der exzentrischen Lager (4) wird über ein Steuergerät und eine Betätigungsmechanik auf die Lager (4) ausgeführt. Bei dieser Erfindung wird die Schwenkung der exzentrischen Lager (4) über die Welle (10) Fig. 1, 2 und 4 mit ihren Klauen (12) auf die Kulissensteine (14) und auf die Bolzen (13), welche in den Gabeln der exzentrischen Lager (4) angebracht sind, übertragen.
Es ist anzumerken, daß die Betätigungsmechanik zur Schwenkung der exzentrischen Lager (4) auch mit anderen Konstruktionen gelöst werden kann, z.B. über eine Exzenterwelle oder einen hydraulischen Zylinder direkt usw.
Die exzentrischen Lager (4) können auch mechanisch starr mit­ einander verbunden sein, was in den Zeichnungen nicht aufge­ führt ist.
Die exzentrischen Lager (4) sind geteilt, um die Montage der Kurbelwelle (1) und ihrer Hauptlager (2) zu ermöglichen.
Der Abtrieb von der Kurbelwelle (1) erfolgt über ein Vorgelege­ getriebe. Da die Kurbelwelle (1) durch die Heb- und Senkbe­ wegungen bzw. die Schwenkung um den Mittelpunkt (3) der exzentrischen Lager (4) keine axial-lineare Verbindung zur Getriebeeingangswelle hat, ist für den Abtrieb ein Vorgelege­ getriebe zur Getriebeeingangswelle erforderlich. Um dies zu erreichen, ist das Gehäuse (16) Fig. 4 und 5 mit dem letzten exzentrischen Lager (4) an der Abtriebseite des Motors fest verbunden, wobei die Vorgelegewelle (17) Fig. 4 und 5 in dem Gehäuse (16) gelagert ist und sich somit um den Mittelpunkt (3) der exzentrischen Lager (4) dreht bzw. schwenkt. Der Kraftfluß verläuft hiermit von dem auf der Kurbelwelle (1) sitzenden Zahnrad (18) Fig. 3, 4 und 5 über die auf der Vorgelegewelle (17) gelagerten und kraftschlüssig verbundenen Zahnräder (19) und (20) Fig. 4 und 5 zu dem Zahnrad (21) auf der Welle (15) Fig. 4 und 5, welche z.B. die Getriebeeingangswelle sein kann.
Der Antrieb von der Kurbelwelle (1) für die Nockenwelle kann z.B. über Steuerkette oder Zahnriemen erfolgen, wobei zur Straffung der Steuerkette bzw. des Steuerzahnriemens Spannräder bzw. Spann­ rollen einwirken. Diese Lösung kann man auch für den Antrieb mit Keilriemen für die Nebenaggregate geltend machen.

Claims (8)

1. Vorrichtung für eine Hubkolbenmaschine, bei der während des Betriebes der Brennraum (9) Fig. 1, 2 und 3 in seiner Größe veränderlich ist.
2. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (1) Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 mit ihren Haupt­ lagern (2) Fig. 1, 2, 3 und 4 außerhalb des Mittelpunktes (3) Fig. 1 und 2 der exzentrischen Lager (4) Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 gelagert ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß durch eine radiale Schwenkung der oxzentrischen Lager (4) die Kurbelwelle (1) mit dem über die Pleuelstange (5) Fig. 1, 2, 3 und 4 formschlüssig verbundenen Kolben (6) Fig. 1, 2 und 3 zu dem Zylinder (7) und Zylinderkopf (8) Fig. 1, 2 und 3 gehoben oder gesenkt werden kann. Dadurch wird bei der ange­ hobenen Stellung Fig. 1 der Brennraum (9) Fig. 1, 2 und 3 verkleinert und bei der gesenkten Stellung Fig. 2 und 3 der Kurbelwelle (1) der Brennraum (9) vergrößert.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die exzentrischen Lager (4) geteilt sind, um die Montage der Kurbelwelle (1) und ihrer Hauptlager (2) zu ermöglichen. Die geteilten exzentrischen Lager (4) sind durch Schrauben (10) Fig. 1 zusammengehalten und in den Lagern (11) Fig. 1, 2, 3 und 4 gelagert.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die exzentrischen Lager (4) über die Klauen (12) Kulissensteine (14) und Bolzen (13) Fig. 1, 2 und 4 kraft­ schlüssig mit der Welle (10) Fig. 1, 2 und 4 gekoppelt sind, somit werden die Bewegungen der Welle (10), welche z.B. von einem Stellmotor oder einem elektro-hydraulischen Stellglied ausgeführt werden, von der Welle (10) auf die exzentrischen Lager (4) übertragen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb von der Kurbelwelle (1), welcher sich um den Mittelpunkt (3) schwenkt, zu der Welle (15) Fig. 4 und 5 über ein Vorgelege erfolgt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) Fig. 4 und 5 mit dem letzten exzentrischen Lager (4) fest verbunden ist, wobei die Vorgelegewelle (17) Fig. 4 und 5, welche in dem Gehäuse (16) gelagert ist, sich um den Mittelpunkt (3) des exzentrischen Lagers (4) schwenkt, somit verläuft der Kraftfluß von dem auf der Kurbelwelle (1) sitzenden Zahn­ rad (18) Fig. 3, 4 und 5 über die auf der Vorgelegewelle (17) gelagerten und kraftschlüssig verbundenen Zahnräder (19 und 20) Fig. 4 und 5 zu dem Zahnrad (21) Fig. 4 und 5 auf der Welle (15). Von der Welle (15) kann der Abtrieb zum Getriebe erfolgen.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrischen Lager (4) mechanisch starr miteinander verbunden sind, was in den Zeichnungen nicht aufgeführt ist.
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