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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung oder
eine Verbindungsvorrichtung, die mit einem Stift verbunden ist,
die insbesondere für
eine veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
der Mehrfach-Verbindungsart geeignet ist.
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US
2002/0026910 A1 (entsprechend der Japanischen Patentanmeldung Nr.
2000-316020) und die EP-A-1180588 zeigen eine Verbindungsvorrichtung,
die mit einem Stift verbunden ist, für eine veränderbare Kompressionsverhältnisvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine.
Diese Vorrichtung enthält
ein Gestänge
der oberen Verbindung, der unteren Verbindung und der Steuerverbindung.
Die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 sind aus dieser EP-A-1180588
bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung
zu schaffen, um eine axiale Abmessung einer Verbindung, die einen
Aufbau verbindet, zu reduzieren, um die Festigkeit des Verbindung,
die den Aufbau verbindet, zu verbessern und die Biegebeanspruchung
eines Verbindungsstiftes zu vermindern.
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Entsprechend
eines Aspektes der vorliegenden Erfindung weist die Verbindungsvorrichtung
auf: eine erste Verbindung, die einen zylindrischen ersten Nabenabschnitt
enthält;
eine zweite Verbindung, die einen zylindrischen zweiten Stiftnabenabschnitt
enthält;
und einen Verbindungsstift, der durch den ersten und zweiten Stiftnabenabschnitt
hindurchgeht, um eine relative Drehbewegung zwischen den ersten und
zweiten Verbindungen innerhalb des begrenzten Bereiches zu gestatten.
Der erste Stiftnabenabschnitt enthält einen ersten engen Abschnitt,
der sich in einer Umfangsrichtung des ersten Stiftnabenabschnittes
erstreckt und der eine axiale Wanddicke hat, wenn in einer axialen
Richtung des Verbindungsstiftes gemessen wird. Der erste Stiftnabenabschnitt enthält weiter
einen ersten breiten Abschnitt, der sich in der Umfangsrichtung
des ersten Stiftnabenabschnittes erstreckt, und der eine axiale
Wanddicke hat, die größer als
die axiale Wanddicke des ersten engen Abschnittes ist. Der zweite
Stiftnabenabschnitt enthält
einen zweiten engen Abschnitt, der sich in eine Umfangsrichtung
des zweiten Stiftnabenabschnittes erstreckt und der eine axiale
Wanddicke hat, wenn in der axialen Richtung gemessenen wird. Der
zweite Stiftnabenabschnitt enthält
einen zweiten breiten Abschnitt, der sich in der Umfangsrichtung des
zweiten Stiftnabenabschnittes erstreckt und der eine axiale Wanddicke
größer als
die axiale Wanddicke des zweiten engen Abschnittes hat. Der erste breite
Abschnitt des ersten Stiftnabenabschnittes und der zweite breite
Abschnitt des zweiten Stiftnabenabschnitt überlappen einander in der axialen Richtung.
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Entsprechend
eines weiteren Aspektes der Erfindung weist eine Kolbenkurbelvorrichtung
für das Verändern eines
Kompressionsverhältnisses
einer Brennkraftmaschine auf: eine untere Verbindung, drehbar montiert
an einem Kurbelbolzen des Motors; eine obere Verbindung, die die
untere Verbindung mit deinem Kolben des Motors verbindet; eine Steuerverbindung,
die ein erstes Ende enthält,
verbunden mit der unteren Verbindung; und eine Lagerungspunkt-Einstellvorrichtung,
verbunden mit einem zweiten Ende der Steuerverbindung und angeordnet,
um einen Lagerungspunkt des zweiten Endes der Steuerverbindung zu
verschieben, um ein Kompressionsverhältnis des Motors zu variieren.
Eine von den Verbindungen, die obere Verbindung oder die Steuerverbindung,
ist eine erste Verbindung. Eine zweite Verbindung (13, 13A, 11, 15)
ist eine untere Verbindung, die obere Verbindung oder die Steuerverbindung.
Die erste Verbindung enthält
einen zylindrischen ersten Stiftnabenabschnitt. Die zweite Verbindung
enthält einen
zweiten zylindrischen Stiftnabenabschnitt, der mit dem ersten Stiftnabenabschnitt
durch einen Verbindungsstift, der durch den ersten und den zweiten Stiftnabenabschnitt
hindurchgeht, verbunden ist, um eine relative Drehbewegung zwischen
den ersten und zweiten Verbindungen zu gestatten. Der Stiftnabenabschnitt
enthält
einen ersten engen Abschnitt, der sich in einer Umfangsrichtung
des ersten Stiftnabenabschnittes erstreckt, und der eine axiale
Wanddicke hat, wenn in einer axialen Richtung des Verbindungsstiftes
gemessen wird. Der erste Stiftnabenabschnitt enthält weiter
einen ersten breiten Abschnitt, der sich in der Umfangsrichtung
des ersten Stiftnabenabschnittes erstreckt, und der eine axiale
Wanddicke größer als
die axiale Wanddicke des ersten engen Abschnittes hat. Der zweite
Stiftnabenabschnitt enthält
einen zweiten engen Abschnitt, der sich in einer Umfangsrichtung
des zweiten Stiftnabenabschnittes erstreckt, und der eine axiale
Wanddicke hat, wenn in der axialen Richtung gemessen wird. Der zweite
Stiftnabenabschnitt enthält
einen zweiten breiten Abschnitt, der sich in der Umfangsrichtung des
zweiten Stiftnabenabschnittes erstreckt, und der eine axiale Wanddicke
größer als
die axiale Wanddicke des zweiten engen Abschnittes hat. Der erste breite
Abschnitt des ersten Stiftnabenabschnittes und der zweite breite
Abschnitt des zweiten Stiftnabenabschnittes überlappen einander in der axialen Richtung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung für ein veränderbares
Motorkompressionsverhältnis
zeigt, die eine Verbindungsvorrichtung entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung ist.
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2 ist
eine vordere Ansicht, die einen ersten Stiftnabenabschnitt einer
oberen Verbindung zeigt, die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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3 ist
eine Seitenansicht, die den ersten Stiftnabenabschnitt der oberen
Verbindung zeigt, das in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die den ersten Stiftnabenabschnitt
der oberen Verbindung zeigt, das in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet
wird.
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5 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Zusammenbau der unteren Verbindung
und der oberen Verbindung, gezeigt in den 2–4, zeigt.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die die untere Verbindung, verbunden
mit der oberen Verbindung entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles
zeigt.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die nur eine untere Verbindung zeigt.
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8 eine
schematische Ansicht ist, die die Richtungen der Verbrennungsbelastung
und der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
in dem Verbindungsaufbau dieses Ausführungsbeispieles zeigt.
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9 ist
eine schematische Ansicht, die die Richtung der Verbrennungsbelastung
in dem Verbindungsaufbau dieses Ausführungsbeispieles zeigt.
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10 eine
schematische Ansicht ist, die die Anordnung der Verbindungen entsprechend
des ersten Ausführungsbeispieles
zeigt, wenn eine maximale Verbrennungsbelastung angewandt wird.
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11 ist
eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Verbindungen entsprechend
des ersten Ausführungsbeispieles
zeigt, wenn eine maximale Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
angewandt wird.
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12 ist
eine schematische Ansicht, die einen langen Sub-Abschnitt und einen
kurzen Sub-Abschnitt eines ersten breiten Abschnittes des ersten Stiftnabenabschnittes,
gezeigt in den 2, 3 und 4,
zeigt.
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13A ist eine schematische Ansicht, die eine Verbindung
darstellt, die eine Stiftvorrichtung in einem Vergleichsbeispiel
verbindet; und
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13B ist eine schematische Ansicht, die die Verbindungsvorrichtung
in dem ersten Ausführungsbeispiel
darstellt.
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14A ist eine schematische Ansicht, die eine Verteilung
der Kräfte
zeigt, die auf den Verbindungsstift von den Stiftnabenabschnitten
in dem Vergleichsbeispiel von 13A angewandt
wird;
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14B ist eine schematische Ansicht, die die Verteilung
der Kräfte
zeigt, die die auf den Verbindungsstift von den Stiftnabenabschnitten
in dem Beispiel entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles, gezeigt in
der 13B, angewandt werden;
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14C ist eine schematische Ansicht, die die Biegebeanspruchung
in dem Verbindungsstift in dem Vergleichsbeispiel von 14A zeigt; und
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14D ist eine schematische Ansicht, die die Biegebeanspruchung
in dem Verbindungsstift in dem Beispiel des in der 14b gezeigten Ausführungsbeispieles zeigt.
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15A ist eine Ansicht, die eine Kolben-Kurbel-Vorrichtung
vom Einzelverbindungs-Typ darstellt; und
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15B ist eine Ansicht, die eine Kolben-Kurbel-Vorrichtung
vom Mehrfach-Verbindungs-Typ,
verwendet in dem Ausführungsbeispiel, darstellt.
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16 ist
ein Diagramm, das die Charakteristika eines Schwenkwinkels zwischen
einer Pleuelstange und einer oberen Verbindung in der Kolben-Kurbel-Vorrichtung
vom Einzelverbindungs-Typ (a), gezeigt in der 15A, und in der Kolben-Kurbel-Vorrichtung vom
Mehrfachverbindungs-Typ, verwendet in dem Ausführungsbeispiel, darstellt.
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17 ist
ein Diagramm, das die Charakteristika einer Kolbenbeschleunigung
in der Kolben-Kurbel-Vorrichtung vom Einzelverbindungs-Typ (a),
gezeigt in der 15A, und in der Kolben-Kurbel-Vorrichtung
vom Mehrfachverbindungs-Typ, verwendet in dem Ausführungsbeispiel,
gezeigt in der 15B, darstellt.
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18 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Verbindungsvorrichtung, die
mit einem Stift verbunden ist, einer veränderbaren Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Verbindung zeigt.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Verbindungsvorrichtung, die
mit einem Stift verbunden ist, einer veränderbaren Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine entsprechend eines ersten Ausführungsbeispieles der
vorliegenden Erfindung.
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Wie
in der 1 gezeigt ist, ist ein Kolben 1 in einem
Zylinder 6, gebildet in einem Zylinderblock 5 gleitbar.
Der Kolben 1 nimmt einen Verbrennungsdruck in einer Brenn kammer
auf, die an der Oberseite des Kolbens 1 gebildet ist. Ein
Kurbellagerhalter 7, gezeigt in der 1, lagert
die Kurbelwelle 3 drehbar in dem Zylinderblock 5.
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Die
veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
dieses Ausführungsbeispieles
ist eine Kolben-Kurbel-Vorrichtung vom Mehrfachverbindungs-Typ.
Die veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
dieses Ausführungsbeispieles
enthält eine
Verbindungsvorrichtung oder Stiftverbindungsvorrichtung, zusammengesetzt
aus einer unteren Verbindung (zweite Verbindung) 13, die
drehbar an einem Kurbelbolzen 4 der Kurbelwelle 3 montiert
ist; eine obere Verbindung (eine erste oder dritte Verbindung) 11,
die die untere Verbindung 13 und einen Kolben 1 verbindet;
eine Steuerverbindung (eine dritte oder erste Verbindung) 15,
die ein erstes Ende hat, verbunden mit der unteren Verbindung 13;
und einen Betätigungsabschnitt,
der eine Lagerungspositions-Einstellvorrichtung für das Verschieben
der Position eines zweiten Endes der Steuerverbindung 15 als
ein Lagerungspunkt (oder als ein Drehpunkt) 16, relativ
zu dem Zylinderblock 5 als ein stationäres Teil enthält, um das
Motor-Kompressionsverhältnis
zu variieren. Eine obere Verbindung 11 ist schwenkbar mit
dem Kolben 1 durch einen Kolbenbolzen 2 verbunden.
Eine obere Verbindung 11 und eine untere Verbindung 13 sind
miteinander durch einen ersten Verbindungsstift 12 verbunden.
Eine untere Verbindung 13 und eine Steuerverbindung 15 sind
miteinander durch einen zweiten Verbindungsstift 14 verbunden.
Der erste Verbindungsstift 12 ist auf einer ersten Seite
(auf der linken Seite, wie in der 1 gesehen
werden kann) vom Kurbelbolzen 4 angeordnet, und der zweite
Verbindungsstift 14 ist auf einer zweiten Seite (auf der
rechten Seite von 1) vom Kurbelbolzen 4 angeordnet.
Somit sind der erste und der zweite Verbindungsstift 12 und 14 jeweils
an gegenüberliegenden
Seiten des Kurbelbolzens 4 angeordnet.
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Der
Betätigungsabschnitt
der veränderbaren Kompressionsverhältnisvorrichtung
dieses Beispiels enthält
eine Steuerwelle 18, einen exzentrischen Nocken 19 und
einen Betätiger 301.
Die Steuerwelle 18 erstreckt sich parallel zu der Kurbelwelle 3 in
die Richtung der Motorzylinderreihe an einer Position unter der
Kurbelwelle 3 auf einer Seite (auf der rechten Seite, wie
in 1 gesehen wird) der Kurbelwelle 3. Ein
exzentrischer Nocken 19 ist kreisförmig und als eine Einheit mit
der Steuerwelle 18 drehbar.
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Der
exzentrische Nocken 19 ist auf der Steuerwelle 18 fest
montiert oder der exzentrische Nocken 19 ist ein einstückiger Teil
der Steuerwelle 18. Die Achse des exzentrischen Nockens 19 ist
von der Achse der Steuerwelle 18 versetzt. Der Betätiger 301 ist
angeordnet, um die Steuerwelle 18 anzutreiben und zu steuern.
Die Steuerwelle 18 und der exzentrische Nocken 19 bilden
die Lagerpositions-Einstellvorrichtung für das Verschieben der Position
des zweiten Endes der Steuerverbindung 15 als ein Lagerungs punkt
(oder als ein Drehpunkt) 16 relativ zu dem Zylinderblock 5,
um das Motor-Kompressionsverhältnis
zu variieren.
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Die
Steuerverbindung 15 enthält ein erstes Ende, das mit
der unteren Verbindung 13 durch einen zweiten Verbindungsstift 14 verbunden
ist, und ein zweites Ende, das mit dem exzentrischen Nocken 19 drehbar
verbunden ist. Der Außenumfang
des exzentrischen Nockens 19 ist in dem zweiten Ende der Steuerverbindung 15 eingeschlossen
und das zweite Ende der Steuerverbindung 15 ist an dem
exzentrischen Nocken 19 drehbar montiert. Die Steuerwelle 18 ist
an dem Zylinderblock durch den Kurbellagerhalter 7 und
einen Steuerwellen-Lagerhalter 8 drehbar gelagert.
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Zum
Variieren des Kompressionsverhältnisses
liefert eine Motorsteuereinheit 303 eines bekannten Typs
ein Antriebssignal zu dem Betätiger 301 wie in
einer früheren
Technologie und dreht dadurch die Steuerwelle 18. Demzufolge
wird die Mitte 16 des exzentrischen Nockens 19,
der als die Schwenkachse der Steuerverbindung 15 dient,
relativ zu dem Zylinderblock 5 verschoben und die Zwangsbedingung der
unteren Verbindung 13 durch die Steuerverbindung 15 wird
variiert. Auf diese Weise kann die Kompressionsverhältnis-Veränderungsvorrichtung
die Motorkompression durch Variieren des Hubmerkmales vom Kolben 1 in
Bezug auf den Kurbelwinkel variieren, insbesondere den Abschnitt
des oberen Totpunktes von Kolben 1.
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Folglich
kann durch Drehen der Steuerwelle 18 in einer stufenlosen
Weise und Halten der Steuerwelle 18 auf einer gewünschten
Position diese Kompressionsverhältnis-Veränderungsvorrichtung
das Kompressionsverhältnis
kontinuierlich (in einer stufenlosen Weise) in einem breiten Bereich
variieren. Die Steuerwelle 18 ist in einem Bereich an einer
seitlichen Seite der Kurbelwelle 3 unter der Kurbelwelle 3 vorgesehen,
wo es relativ leicht ist, einen Raum für diese Vorrichtung zu finden.
Demzufolge macht es diese Anordnung möglich, die Kompressionsverhältnis-Veränderungsvorrichtung
des Motors der verschiedenen Typen nur mit einer geringen Modifikation
einzubeziehen. Die Position der Steuerwelle 18 schräg unter
der Kurbelwelle 3 und unmittelbar oberhalb der Ölwanne des
Motors ist für
die Schmierung rund um die Steuerwelle 18, die die Gleitkontaktabschnitte
des exzentrischen Nockens 19 und die Steuerverbindung 15 enthält, vorteilhaft.
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Die 2–17 zeigen
weitere Details der Kompressionsverhältnis-Veränderungsvorrichtung entsprechend
des ersten Ausführungsbeispieles.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung auf die Verbindungsvorrichtung, die
mit einem Stift verbunden ist, des ersten Verbindungsstiftes 12 zwischen
der oberen Verbindung (der ersten Verbindung) 11 und der
unteren Verbindung (der zweiten Verbindung) 13 angewandt.
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Wie
in den 2–4 gezeigt,
enthält
die obere Verbindung an dem unteren Ende einen ersten Stiftnabenabschnitt 21,
der ähnlich
einem hohlen Zylinder geformt ist. Der erste Stiftnabenabschnitt 21 hat
eine zylindrische Wand, die eine kreisförmige Stiftbohrung für das Aufnehmen
des ersten Verbindungsstiftes 12 hat. Die axiale Weite
der zylindrischen Wand ist in der Umfangsrichtung rund um die Stiftbohrung
nicht gleichmäßig. D.
h., die zylindrische Wand des ersten Stiftnabenabschnittes 21 enthält einen
ersten engen Abschnitt 22, der eine konstante axiale Weite
b hat; einen ersten weiten Abschnitt 23, der eine konstante
axiale Weite hat, die größer als
die axiale Weite b des ersten engen Abschnittes 22 ist; und
ein Paar von ersten geneigten Abschnitten 24, die den ersten
engen Abschnitt 22 und den ersten weiten Abschnitt 23 auf
beiden Seiten der Kreisbohrung verbinden. Jeder erste geneigte Abschnitt 24 hat
Endoberflächen,
die in Bezug auf eine Ebene, zu der die axiale Richtung rechtwinklig
ist, geneigt sind. Jeder Neigungsabschnitt 24 ist so geneigt,
dass die axiale Breite von dem ersten breiten Abschnitt 23 in die
Richtung zu dem ersten engen Abschnitt 22 allmählich vermindert
wird.
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Wie
in den 5–7 gezeigt,
ist die untere Verbindung 13 des ersten Ausführungsbeispieles eine
Anordnung von Teilen, die zusammen durch die Schrauben 25, 26 und 27 verbunden
sind. In diesem Beispiel ist die untere Verbindung 13 hauptsächlich aus
einem Hauptlagerteil 28 zum drehbaren Lagern des Kurbelbolzens 4 und
einem Paar von plattenartigen Seitenteilen 29 zusammengesetzt.
Das Hauptlagerteil 28 ist axial zwischen die Seitenteile 29 eingesetzt.
Jedes Seitenteil 29 enthält einen zweiten Stiftnabenabschnitt 31,
der ähnlich
einem hohlen Zylinder geformt und angeordnet ist, um den ersten
Verbindungsstift 12 aufzunehmen; und einen dritten Stiftnabenabschnitt 35,
der ähnlich
einem hohlen Zylinder geformt und angeordnet ist, um den zweiten Verbindungsstift 14 aufzunehmen.
Auf diese Weise werden die Verbindungsstifte 12 und 14 durch
die Seitenteile 29, getrennt von dem Hauptlagerteil 28, für das Lagern
des Kurbelbolzens 4 gelagert. Diese Anordnung ist für das Zurückhalten
eines nachteiligen Einflusses der Biegeverformung in einem Lagerteil
auf das andere Lagerteil vorteilhaft.
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Wie
bestens in den 8 und 9 gesehen
werden kann, hat der zweite Stiftnabenabschnitt 31 jeder
Seite eine zylindrische Wand, die eine Kreisbohrung bildet. Die
axiale Breite der zylindrischen Wand ist in der Richtung des Umfanges
rund um die Stiftbohrung nicht gleichmäßig. D. h., die zylindrische Wand
des zweiten Stiftnabenabschnittes 31 enthält einen
zweiten engen Abschnitt 32, der eine konstante axiale Breite
d hat; einen zweiten weiten Abschnitt 33, der eine konstante
axiale Breite c hat, die größer als
die axiale Breite d des zweiten engen Abschnittes 32 ist;
und ein Paar von zweiten geneigten Abschnitten 34, die
den zweiten engen Abschnitt 32 und den zweiten breiten
Abschnitt 33 auf beiden Seiten der kreisförmigen Stiftbohrung
verbinden. Jeder geneigte Abschnitt 34 hat Endoberflächen, die
in Bezug auf eine Ebene, zu der die axiale Richtung rechtwinklig ist,
geneigt ist. Jeder zweite geneigte Abschnitt 34 ist verjüngt, so
dass die axiale Breite allmählich
von dem zweiten breiten Abschnitt 33 in die Richtung zu
dem engen Abschnitt 32 vermindert wird.
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Der
erste Verbindungsstift 12 erstreckt sich axial durch den
ersten (den inneren) Stiftnabenabschnitt 21 und die zwei
zweiten (die äußeren) Stiftnabenabschnitte 31 auf
beiden axialen Seiten des ersten Stiftnabenabschnittes 21 und
verbindet dadurch die obere Verbindung 11 und die untere
Verbindung 13 drehbar. Durch den Aufbau der veränderbaren Kompressionsverhältnisvorrichtung
wird der relative Drehwinkel zwischen der oberen Verbindung 11 und der
unteren Verbindung 13 (d. h., der Schwenkwinkel der oberen
Verbindung 11 in Bezug zu der unteren Verbindung 13)
auf einen vorbestimmten Winkel (z. B. 50–60°) begrenzt. In diesem Beispiel
ist der relative Drehwinkel zwischen den Verbindungen 11 und 13 in
einem Hoch-Kompressionsverhältnis-Festlegungszustand
auf ungefähr
55° und
auf ungefähr
50° in einem
Niedrig-Kompressionsverhältnis-Festlegungszustand
begrenzt. Der erste Verbindungsstift 12 ist mit dem zweiten
Stiftnabenabschnitt 31 durch einen Aufbau, z. B. einem
Voll-Schwimmeraufbau, der eine Unterlegscheibe oder einen Schnappring verwendet,
oder durch Presseinsetzen verbunden, so dass der erste Verbindungsstift 12 nicht
axial aus dem zweiten Stiftnabenabschnitt 31 herausgezogen werden
kann. Ähnlich
ist der relative Drehwinkel zwischen der Steuerverbindung 15 und
der unteren Verbindung 13 auf einen vorbestimmten Winkel
(z. B. 50–60°) begrenzt.
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Der
erste breite Abschnitt 23 ist in der Umfangslänge kürzer als
der zweite enge Abschnitt 32. Demzufolge steht unabhängig von
der Position des Kolbens 1 und der Drehposition der Steuerwelle 18 der
erste breite Abschnitt 23 immer gegenüber und grenzt an den zweiten
engen Abschnitt 32, im Wesentlichen mit keinem Abstand
in der axialen Richtung auf jeder Seite. Der zweite breite Abschnitt 33 jedes
Seitenteils 29 ist in der Umfangslänge kürzer als der erste enge Abschnitt 22.
Demzufolge steht immer, unabhängig
von der Position vom Kolben 1 und der Drehposition der
Steuerwelle 18 der zweite breite Abschnitt 33 von
jedem Seitenteil 29 gegenüber und grenzt, im Wesentlichen
ohne Abstand, in der axialen Richtung an den ersten engen Abschnitt 22.
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Demzufolge überlappen
breite Abschnitt 23 und jeder der zweiten breiten abschnitte 33 einander in
der axialen Breite ΔD
in der axialen Richtung, wie in der 9 gezeigt
ist. Somit deckt, wenn aus der Richtung der Anwendung der Verbrennungslast
auf der Grundlage des Verbrennungsdruckes, der auf den Kolben 1 wirkt,
gesehen wird, der erste breite Abschnitt 23 einen Teil
des zweiten breiten Abschnittes 33 an jedem Seitenteil 29 ab.
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Die
inneren zylindrischen Oberflächen
der Nabenabschnitte 21 und 31 und die äußere zylindrische
Oberfläche
des ersten Verbindungsstiftes 12 nehmen die Verbrennungsbelastung
infolge des Verbrennungsdrucks, der auf den Kolben 1 wirkt,
und die Trägheitsbelastung
der oberen und unteren Verbindungen 11 und 13 auf.
Eine besonders große
Verbrennungsbelastung wird in der Nähe des oberen Verdichtungs-Totpunktes aufgebracht
und eine Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
wird in einer Richtung angewandt, die im Wesentlichen zu der Richtung
der Verbrennungsbelastung, in der Nähe des unteren Ausdehnungs-Totpunktes,
identisch ist. Der erste und der zweite breite Abschnitt 23 und 33 sind,
wie in den 8 und 9 gezeigt,
in Bezug auf die Wirkungsrichtung der Verbrennungsbelastung (und
der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung)
angeordnet, so dass die große
Verbrennungsbelastung und die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung auf die Kontaktschnittstelle
zwischen dem ersten Verbindungsstift 12 und den ersten
und zweiten breiten Abschnitten 23 und 33 wirkt.
In der 2 zeigt ein nach oben weisender Pfeil in der kreisförmigen Stiftbohrung
der oberen Verbindung 11 eine Richtung der Verbrennungsbelastung
und ein nach unten gerichteter Pfeil zeigt eine Richtung der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung.
In der 8 zeigt ein nach oben gerichteter Pfeil in dem zweiten
Stiftnabenabschnitt 31 die Richtung der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
und ein nach unten gerichteter Pfeil zeigt die Richtung der Verbrennungsbelastung.
In der 9 wird die Verbrennungsbelastung von der oberen
Verbindung 11 zu dem ersten Verbindungsstift 12 angewandt,
wie durch die nach unten gerichteten Pfeile gezeigt. Überdies
wird die Verbrennungsbelastung von jedem zweiten Stiftnabenabschnitt 31 auf
den ersten Verbindungsstift 12 angewandt, wie durch die
nach oben gerichteten Pfeile in der 9 gezeigt
ist.
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10 zeigt
die Verbindung in dem Zustand, der erreicht wird, wenn die maximale
Verbrennungsbelastung in der Nähe
des oberen Totpunktes angewandt wird. Eine Schwenkmittellinie 53,
die in der 10 gezeigt ist, ist eine Halbierungslinie,
die einen Schwenkwinkel 54 in zwei gleiche Winkel teilt.
Der Schwenkwinkel ist ein Schwenkwinkel der oberen Verbindung 11 in
Bezug zu einer unteren Verbindung 13. Die Schwenkmittellinie 43 und
der Schwenkwinkel 54 werden vorbereitend in Übereinstimmung
mit den Abmessungen der Anordnung der Verbindungselemente, die die
veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
bilden, bestimmt. Durch den Einfluss der Trägheitsbelastung wird eine Richtung 45 der
maximalen Verbrennungsbelastung, die von dem ersten Verbindungsstift 12 zu
dem ersten Stiftnabenabschnitt 21 wirkt, von einer Verbindungsmittellinie 52,
die eine erste Verbindung verbindet, die den Drehpunkt der oberen
Verbindung 11 verbindet, gebildet durch die Achse des Kolbens 2,
und einer zweiten Verbindung, die den Drehpunkt der oberen Verbindung 11,
gebildet durch die Achse des ersten Verbindungsstiftes 12,
in der Drehrichtung des Kurbelbolzens 4, (in der Richtung
des Uhrzeigersinns, wie in der 10 gesehen),
die die entfernte Richtung von dem Kurbelbolzen 4 ist,
abgelenkt.
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Der
erste enge Abschnitt 22, der erste breite Abschnitt 23 und
die ersten geneigten Abschnitte 24 sind ungefähr in Bezug
auf diese Richtung 45 der maximalen Verbrennungsbelastung
symmetrisch. Der breite Abschnitt 23 ist auf derselben
Seite wie die Richtung 45 angeordnet, während der enge Abschnitt 22 auf
der gegenüberliegenden
Seite ist. Wie in der 10 gesehen werden kann, ist
die Richtung 45 aufwärts
und der breite Abschnitt 23 ist an der oberen Seite der
Stiftbohrung des ersten Verbindungsstiftes 12 angeordnet.
Der breite Abschnitt 23 und der enge Abschnitt 22 stehen
einander über
der Stiftbohrung gegenüber.
Jeder von dem breiten Abschnitt 23 und dem engen Abschnitt 22 erstreckt
sich in Umfangsrichtung auf beiden Seite der Richtung 45 der
maximalen Verbrennungsbelastung auf ungefähr die gleichen Längen in
Umfangsrichtung. Demzufolge wirkt die maximale Verbrennungsbelastung
ungefähr
in der Mitte der Länge
in Umfangsrichtung des breiten Abschnittes 23.
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Der
zweite Stiftnabenabschnitt 31 auf jeder Seite ist in derselben
Weise wie der erste Stiftnabenabschnitt 21 gebildet. Der
zweite enge Abschnitt 32 und der zweite breite Abschnitt 33 sind
in Bezug zu dieser Richtung der maximalen Verbrennungsbelastung,
angewandt von dem ersten Verbindungsstift 12 auf den zweiten
Stiftnabenabschnitt 31, ungefähr symmetrisch. Jeder von dem
zweiten engen Abschnitt 32 und dem zweiten breiten Abschnitt 33 erstreckt
sich in Umfangsrichtung auf beiden Seiten der Richtung der maximalen
Verbrennungsbelastung, die von dem ersten Verbindungsstift 12 zu
dem zweiten Stiftnabenabschnitt 31 wirkt, in ungefähr gleichen Umfangslängen. Demzufolge
wirkt die maximale Verbrennungsbelastung ungefähr in der Mitte der Länge in der
Umfangsrichtung des zweiten breiten Abschnittes 33.
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11 zeigt
die Verbindung in dem Zustand, der erreicht wird, wenn die maximale
Trägheitsbelastung
angewandt wird. Durch den Einfluss der größten Trägheitsbelastung wird eine Richtung 47 der
maximalen Ausdehnungs-Trägheitsbelastung,
die von dem ersten Verbindungsstift 12 zu dem ersten Stiftnabenabschnitt 21 wirkt
(die Summe der Trägheitsbelastung
und der Verbrennungsbelastung), weiter von der Verbindungsmittellinie 52 der
oberen Verbindung 11 in die Drehrichtung des Kurbelbolzens 4 (in die
Richtung des Uhrzeigersinns, wie in der 11 gesehen) über die
Anwendungsrichtung 45 der maximalen Verbrennungsbelastung,
gezeigt in der 10, abgelenkt. Damit die Verbrennungsbelastung
und die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
an dem breiten Bereich 23 sicher angewandt werden können, wird
der breite Abschnitt 23 in der Richtung des Umfangs auf
beiden Seiten des mittleren Bereichs, auf den die maximale Verbrennungsbelastung wirkt,
ausreichend verlängert.
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Wie
in der 12 gezeigt, ist der erste breite Abschnitt 23 in
Bezug zu der Verbindungsmittellinie 52 der oberen Verbindung 11 etwas
asymmetrisch. Der erste breite Abschnitt 23 dieses Beispieles
enthält
einen langen Unterabschnitt 23a, der sich von der Verbindungsmittellinie 52 in
eine Drehrichtung (in die Richtung des Uhrzeigersinns, wie in der 12 gesehen
werden kann) von dem Kurbelbolzen 4 weg erstreckt; und
einen kurzen Unterabschnitt 23b, der sich von der Mittellinie 52 in
eine zweite Drehrichtung (in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn)
in die Richtung zu dem Kurbelbolzen 4 erstreckt. Die Umfangslänge des
kurzen Unterabschnittes 23b ist kleiner als die des langen
Unterabschnittes 23b. In dem langen Unterabschnitt 23a ist
eine Ölbohrung 40 gebildet,
die radial durch eine zylindrische Wand zu der Stiftbohrung für den ersten
Verbindungsstift 12 hindurchgeht.
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Die 13B, 14B und 14D veranschaulichen den Aufbau und die Verteilung
der Biegebeanspruchung in der Verbindungsvorrichtung entsprechend
des ersten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einem Stift, der einen
Verbindungsvorrichtung verbindet, als einem Vergleichsbeispiel,
zusammengesetzt aus einfachen ersten und zweiten Stiftnabenabschnitten,
die eine gleichmäßige axiale
Breite über
den gesamten Umfang haben.
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Die
axiale Breite L1 oder L2 des Stiftanschlussabschnittes, die die
ersten und zweiten Stiftnabenabschnitte enthält (der Abstand zwischen der axialen
Endaußenoberflächen der
zweiten Stiftnabenabschnitte auf beiden Seiten) von jedem der von der
Stiftanschluss-Verbindungsvorrichtung des Vergleichsbeispiel und
die Stiftanschluss-Verbindungsvorrichtung des Ausführungsbeispieles
ist kleiner gemacht, um eine Störung
mit dem Gegengewicht 17 der Kurbelwelle 3, die
in der 1 gezeigt ist, zu verhindern. Jedoch wird die
axiale Abmessung L1 des Vergleichsbeispiels größer als die axiale Abmessung L2
des Stiftes, wenn die axiale Breite (oder die Lagerfläche) jedes
Stiftnabenabschnittes zum Aufnehmen der Verbrennungsbelastung und
der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
gleich zu der des Ausführungsbeispieles
gehalten wird. Die gesamte axiale Ausdehnung L1 des Vergleichsbeispiels
ist größer als
die gesamte axiale Ausdehnung L2 des Ausführungsbeispieles um einen Betrag
(ΔD × 2), der
durch einen axialen Überlappungsabstand
zwischen den ersten und zweiten Stiftnabenabschnitten gebildet wird.
Die Stiftanschluss-Verbindungsvorrichtung entsprechend des Ausführungsbeispieles
macht es möglich,
die gesamte axiale Ausdehnung L2 zu reduzieren, ohne die axialen
Breiten der Stiftnabenabschnitte 21 und 31 für das Tragen
einer großen
Verbrennungsbelastung und einer großen Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
zu reduzieren.
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Mit
anderen Worten, die Anordnung des Ausführungsbeispieles macht es möglich, die
Festigkeit der Stiftnabenabschnitte wirksam durch teilweises Erhöhen der
axialen Breite jedes Stiftnabenabschnittes zu erhöhen, ohne
die gesamte axiale Abmessung L2 zu erhöhen. Demzufolge kann dieses
Ausführungsbeispiel
den sich widersprechenden Anforderungen, sowohl der Abmessungsreduzierung,
als auch der Verbesserung in der Festigkeit der Stiftnabenabschnitte 21 und 31 genügen.
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Die 14B und 14D veranschaulichen die
Biegebeanspruchung in dem ersten Verbindungsstift 12, wenn
die Verbrennungsbelastung oder die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung,
im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel, das in den 14A und 14C gezeigt
ist, angewandt wird. In dem Beispiel des in den 14B und 14D gezeigten
Ausführungsbeispiel
nimmt der erste Verbindungsstift 12 Belastungen in den
gegenüberliegenden
Richtungen aus dem ersten breiten Abschnitt 23 und dem
zweiten breiten Abschnitt 33 auf. Demzufolge wirken die Kräfte, die
schematisch in den Blöcken 36 gezeigt sind,
in überlappenden
Bereichen gegeneinander, wo ein Teil von dem ersten breiten Abschnitt 23 und ein
Teil des zweiten breiten Abschnittes 33 an jedem in derselben
axialen Position angeordnet sind, so dass die Biegebeanspruchung
signifikant vermindert wird, wenn mit dem Vergleichsbeispiel vermindert wird.
Diese Überlappungsanordnung
macht es möglich
den Durchmesser und das Gewicht des Verbindungsstiftes 12 zu
vermindern. Durch das Vermindern der Biegebeanspruchung in dem ersten
Verbindungsstift 12 kann die überlappende Anordnung einer
einseitigen Anlage des ersten Verbindungsstiftes 12 an
den Stiftnabenabschnitten 21 und 31 Einhalt gebieten
und signifikant die Reibung in den Lageraufbauten des ersten Verbindungsstiftes 12 durch
den ersten und zweiten Stiftnabenabschnitt 21 und 31 vermindern.
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Wie
in der 8 gezeigt ist, ist die Richtung der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung,
die von dem ersten Verbindungsstift 12 auf den ersten Stiftnabenabschnitt 21 wirkt
zu der Richtung der Verbrennungsbelastung und der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung gegenüberliegend.
Demzufolge wirkt die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung in den Kontaktbereichen zwischen
dem ersten Verbindungsstift 12 und den engen Abschnitten 22 und 32.
In diesem Fall kann demzufolge die Anordnung dieses Ausführungsbeispieles
nicht die vorerwähnte
Wirkung der Verminderung der Biegebeanspruchung erreichen. Jedoch
ist die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
klein genug, wenn mit der Verbrennungsbelastung verglichen wird und
demzufolge ist die Biegebeanspruchung infolge der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
klein genug und in der Praxis nicht problematisch.
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Wie
in der 10 gezeigt, wird die obere Verbindung 11 in
die am weitesten entfernte Position von dem Kurbelbolzen 4 In
der Richtung des Uhrzeigersinns in der 10) in
Bezug zu der unteren Verbindung 13 geschwenkt, wenn die
maximale Verbren nungsbelastung angewandt wird. Der erste breite
Abschnitt 23 ist in Bezug zu der Verbindungsmittellinie 52 asymmetrisch
und der längere
Unterabschnitt 23a erstreckt sich von der Verbindungsmittellinie 52 zu
der Seite, zu der die Richtung 45 der maximalen Verbrennungsbelastung
geneigt ist. Dies asymmetrische Anordnung macht es möglich, die
Umfangslänge
des ersten breiten Abschnitts 23 ausreichend zu erhöhen, ohne
eine Störung
zwischen dem ersten breiten Abschnitt 23 und dem zweiten
Stiftnabenabschnitt 31 der unteren Verbindung 13 zu
verursachen.
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Die
Umfangslänge
des zweiten breiten Abschnittes 33 der unteren Verbindung 13 ist
kürzer
als die so erhöhte
Umfangslänge
des ersten breiten Abschnittes 23. Jedoch ist, wie in den 5–7 gezeigt,
der ungefähr
zylindrische zweite Stiftnabenabschnitt 31 auf jeder Seite
der unteren Verbindung 13 durch eine einstückig gebildete
Rippe 37 verstärkt, die
sich parallel zu einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung
der kreisförmigen
Stiftbohrung des Stiftnabenabschnittes 31 erstreckt. Die
Steifigkeit und die Festigkeit rund um den zweiten Stiftnabenabschnitt 31 sind
gegen die Spannungsbeanspruchung ausreichend, wenn mit der oberen
Verbindung 11 verglichen wird. Demzufolge ist es möglich, den
zweiten breiten Abschnitt 33 auf einen relativ kurzen Umfangsbereich
zu begrenzen, in dem die größere Verbrennungsbelastung
angewandt wird, und dadurch das Gewicht der unteren Verbindung 13 zu
vermindern.
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Die Ölbohrung 40,
gebildet in dem langen Unterabschnitt 23a des ersten breiten
Abschnittes, sichert die wirksame Schmierung für den langen Unterabschnitt 23a,
der eine größere Belastung,
z. B. die maximale Verbrennungsbelastung und die maximale Ausdehnungs-Trägheitsbelastung,
aufnimmt. Wegen seiner längeren
axialen Wanddicke ist der erste breite Abschnitt 23 trotz
der Bildung der Ölbohrung 40 steif
genug. Wie in der 5 gezeigt, ist die Ölbohrung 40 nach
oben auf der gegenüberliegenden
Seite zu dem Kurbelbolzen 4 geöffnet, so dass Schmieröl in die Ölbohrung 40 glatt
eingeführt
werden kann.
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Wie
in der 5 gezeigt, ist eine Drosselstelle 42,
die der äußeren Umfangsoberfläche des ersten
Verbindungsstiftes 12 zugewandt ist, in dem Bereich gebildet,
in dem der erste enge Abschnitt 22 oder der erste geneigte
Abschnitt 24 des ersten Nabenabschnittes 21 axial
dem zweiten engen Abschnitt 32 oder dem zweiten geneigten
Abschnitt 34 gegenübersteht.
Durch diese Drosselstelle 42 wird Schmieröl glatt
zu den Lagerabschnitten zwischen dem ersten Verbindungsstift 12 und
den Stiftnabenabschnitten 21 und 31 glatt eingeleitet.
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Die 15B und die gekrümmten Linien (b) in den 16 und 17 veranschaulichen
die Charakteristika der Kolben-Kurbel-Vorrichtung mit Mehrfachverbindung,
die die veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend des Aus führungsbeispieles
enthält,
im Vergleich mit der 15A, und die gekrümmten Linien
(a) in den 16 und 17, die
die Charakteristika einer Kolben-Kurbel-Vorrichtung vom Einzel-Verbindungstyp veranschaulichen,
in dem ein Kolbenbolzen und ein Kurbelbolzen durch eine einzelne
Pleuelstange verbunden sind. Die vertikale Achse der 16 zeigt den
Schwenkwinkel der oberen Verbindung (der Pleuelstange) in Bezug
auf eine hin- und hergehende Kolbenachse.
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In
dem Fall der Einzelverbindungsvorrichtung von 15A, ist wegen seiner strukturellen Begrenzung
die Größe (der
Absolutwert) der maximalen Kolbenbeschleunigung in der Nähe des oberen
Totpunktes größer als
die Größe der minimalen
Kolbenbeschleunigung in der Nähe
des unteren Totpunktes. In der Mehrfach-Verbindungsvorrichtung dieses
Ausführungsbeispieles
ist im Gegensatz dazu der Kolbenhub näher zu einer einfachen harmonischen
Bewegung, um die Verbrennung zu verbessern und um die Hoch-Schwingungsbauteile
zu reduzieren. Demzufolge wird, wenn mit der Einzelverbindungsvorrichtung
verglichen wird, der Absolutwert der maximalen Kolbenbeschleunigung
in der Nähe
des oberen Totpunktes um Δa2
vermindert, und die minimale Kolbenbeschleunigung wird um Δa1 erhöht. Überdies
ist die Kolbenbeschleunigung in der Nähe des oberen Totpunktes niedriger
als die Kolbengeschwindigkeit in der Nähe des unteren Totpunktes.
Demzufolge wird, wenn mit der Einzelverbindungsvorrichtung verglichen
wird, die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
in der Nähe
des unteren Totpunktes erhöht,
und die Auslass-Trägheitsbelastung
in der Nähe
des oberen Totpunktes wird vermindert. Wie in den 15A und 15B gezeigt,
ist der Schwenkwinkel α1,
bei der die Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
angewandt wird, größer als
der entsprechende Schwenkwinkel α1
der Einzelverbindungsvorrichtung. Demzufolge ist die Verdichtungsbelastung,
die auf die Stiftnabenabschnitte infolge der Ausdehnungs-Trägheitsbelastung
wirkt, erhöht,
wenn mit der Einzelverbindungsvorrichtung verglichen wird. Jedoch
der erste breite Abschnitt 23, der die relativ breite axiale
Breite hat, nimmt die Verdichtungsbelastung auf und hält sie zurück. Die
Zugbelastung infolge der Auslass-Trägheitsbelastung in der Nähe des unteres
Totpunktes wird auf den ersten engen Abschnitt 22, der
die relativ enge axiale Breite zu dem Nachteil der Festigkeit hat,
angewandt. Diese Zugbelastung wird, wenn mit der Einzelverbindungsvorrichtung
verglichen wird, ausreichend vermindert.
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Die 18 und 19 zeigen
eine veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine
entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung. Die veränderbare Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles
ist grundsätzlich
dasselbe wie die Vor richtung des ersten Ausführungsbeispieles, aber von
der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispieles
in den folgenden Punkten verschieden.
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Wie
in den 18 und 19 gezeigt,
ist die veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles
zusammengesetzt aus einer unteren Verbindung 13a, drehbar
montiert auf einem Kurbelbolzen 4 der Kurbelwelle 3;
einer oberen Verbindung 11A, die die untere Verbindung 13a und
den Kolben 1 verbindet; und einer Steuerverbindung 15a,
die die untere Verbindung 13a und den exzentrischen Nocken 19 der Steuerwelle 18,
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel,
verbindet. Somit kann die veränderbare
Kompressionsverhältnisvorrichtung
das Motorverdichtungsverhältnis
durch das Verändern
der Bewegungszurückhaltebedingung
der unteren Verbindung 13A durch die Drehsteuerwelle 18 variieren
und steuern.
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Die
obere Verbindung 11A enthält ein Kolben-Stiftlagerabschnitt 61,
gebildet an einem Ende der oberen Verbindung 11a, und einen
oberen Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62, der an dem anderen
Ende gebildet ist. Der Kolben-Stiftlagerabschnitt 61 ist
ungefähr
zylindrisch und mit einer Lageroberfläche 61a zum Aufnehmen
des Kolbenstiftes 2 gebildet. Der obere Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62 ist
mit einer Stiftbohrung 62a für das Aufnehmen des ersten
Verbindungsstiftes 12 gebildet.
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Die
Steuerverbindung 15A enthält einen Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63,
der an einem Ende der Steuerverbindung 15A gebildet ist, und
einen exzentrischen Nockenlagerabschnitt 64, der an dem
anderen Ende der Steuerverbindung 15A gebildet ist. Der
Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 ist mit einer
Stiftbohrung 63a zum Aufnehmen des zweiten Verbindungsstiftes 14 gebildet.
Der exzentrische Nockenlagerabschnitt 64 ist mit einer Lageroberfläche 64a zum
Einsetzen über
den exzentrischen Nocken 19 gebildet.
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Die
untere Verbindung 13A enthält einen Hauptlagerabschnitt 65,
der mit einer Lageroberfläche 65a für das Aufnehmen
des Kurbelbolzens 2 gebildet ist; einen ersten unteren
Verbindungsstift-Nabenabschnitt 66, der ähnlich einer
Platte geformt ist und der mit einer Stiftbohrung für das Aufnehmen
des ersten Verbindungsstiftes 12 gebildet ist; und einen zweiten
unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitt 67, der ähnlich einer
Platte geformt ist und der mit einer Stiftbohrung für das Aufnehmen
des zweiten Verbindungsstiftes gebildet ist.
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Der
obere Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62 ist U-förmig oder ähnlich einem
U-förmigen
Haken halbiert und angeordnet, um den plattenartigen ersten unteren
Verbindungsstift-Nabenabschnitt 66 axial von beiden Seiten
zu halten. Der obere Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62 hat
nämlich
eine U-förmige Aussparung
zwischen zwei Armen, wobei jeder mit einer Stiftbohrung 62a gebildet
ist. Der erste untere Verbin dungsstift-Nabenabschnitt 66 ist
in der U-förmigen
Aussparung zwischen den zwei Armen des oberen Verbindungsstift-Nabenabschnittes 62 in
der axialen Richtung des ersten Verbindungsstiftes 12 platziert.
Die obere Verbindung 11A enthält einen keilförmigen Abschnitt,
dessen Wanddicke von dem Kolbenstift-Lagerabschnitt 61 zu
dem halbgeteilten oberen Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62 allmählich erhöht ist.
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Der
Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 ist U-förmig oder ähnlich einem
U-förmigen
Haken halbiert und angeordnet, um den plattenartigen zweiten unteren
Verbindungsstift-Nabenabschnitt 67 axial von beiden Seiten
zu halten. Der Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 hat
nämlich
eine U-förmige Aussparung
zwischen den zwei Armen, die jeweils mit einer Stiftbohrung 63a gebildet
sind. Der zweite untere Verbindungsstift-Nabenabschnitt 67 ist
in der U-förmigen
Aussparung zwischen den zwei Armen des Steuerverbindungsstift-Nabenabschnittes 63 in der
axialen Richtung des zweiten Verbindungsstiftes 14 platziert.
Die Steuerverbindung 15A enthält einen keilförmigen Abschnitt,
dessen Wanddicke von dem exzentrischen Nockenlagerabschnitt 64 zu
dem halbgeteilten Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 allmählich erhöht ist.
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Die
untere Verbindung 13A ist eine einzelne Integraleinheit,
die von der unteren Verbindung 13 des ersten Ausführungsbeispieles,
die in der Form eines Zusammenbaus von Teilen ist, die zusammen durch
Schrauben verbunden sind, verschieden ist. Der Hauptlagerabschnitt 65 und
die Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 sind
einstückige
Teile der unteren Verbindung 13A, wie in den 18 und 19 gezeigt
ist. Zur Reduzierung der axialen Abmessungen der Verbindungsvorrichtung,
während die
Lagerfestigkeit des Hauptlagerabschnittes 65 beibehalten
wird, werden die ersten und zweiten unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 in
der Wanddicke in der axialen Richtung, wenn mit dem Hauptlagerabschnitt 65 verglichen
wird, der eine gleichmäßige Wanddicke
hat, reduziert. Jeder der ersten und zweiten unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 springt
einstückig
von der Mitte in der axialen Dicke des Hauptlagerabschnittes 65 nach
außen
vor.
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Jeder
der ersten und zweiten unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 entspricht dem
ersten (inneren) Stiftnabenabschnitt 21 entsprechend des
ersten Ausführungsbeispieles.
Jeder der unteren ersten und zweiten unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 hat
eine zylindrische Wand, die eine kreisförmige Bohrung bildet. Die zylindrische
Wand ist in der axialen Breite oder in der axialen Wanddicke nicht
gleichmäßig. D.
h., die zylindrische Wand jedes unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 enthält einen
ersten engen Abschnitt 22, der eine konstante axiale Breite
hat; einen ersten breiten Abschnitt 23, der eine konstante
axiale Breite hat, die größer als
die axiale Breite des ersten engen Abschnittes 22 hat;
und ein Paar von ers ten geneigten Abschnitten 24, die den
ersten engen Abschnitt 22 und den ersten brieten Abschnitt 23 auf beiden
Seiten der kreisförmigen
Bohrung verbinden. Jeder erste geneigte Abschnitt 24 hat
Endoberflächen,
die in Bezug auf die Ebene, zu der die axiale Richtung rechtwinklig
ist, geneigt ist. Jeder geneigte Abschnitt 24 ist keilförmig, so
dass die axiale Breite von dem ersten breiten Abschnitt 23 in
die Richtung zu dem ersten engen Abschnitt 22 vermindert
ist.
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Jeder
von dem oberen Verbindungsstift-Nabenabschnitt 62 und von
dem Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 entspricht
dem zweiten (dem äußeren) Verbindungsstift-Nabenabschnitt 31 entsprechend
des ersten Ausführungsbeispieles.
Jeder der Verbindungsstift-Nabenabschnitte 62 oder 63 hat eine
zylindrische Wand, die eine kreisförmige Bohrung bildet. Die zylindrische
Wand ist in der axialen Breite nicht gleichmäßig. D. h., die zylindrische
Wand der Verbindungsstift-Nabenabschnitte 62 oder 63 enthält einen
zweiten engen Abschnitt 32, der eine konstante axiale Breite
hat; einen zweiten breiten Abschnitt 33 hat, der eine konstante
axiale Breite hat, die größer als
die axiale Breite des zweiten engen Abschnittes 32 ist;
und ein Paar von zweiten geneigten Abschnitten 34, die
den zweiten engen Abschnitt 32 und den breiten Abschnitt 33 auf
beiden Seiten der kreisförmigen
Bohrung verbinden. Jeder geneigte Abschnitt 34 hat Endoberflächen, die
in Bezug auf die Ebene, zu der die axiale Richtung rechtwinklig
ist, geneigt ist. Jeder geneigte Abschnitt 34 ist so geneigt,
dass die axiale Breite vom ... (Anmerkung: engl. Vorlage unvollständig) allmählich vermindert wird.
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In
jeder von den Stiftverbindungsaufbauten steht der erste breite Abschnitt 23 dem
zweiten engen Abschnitt 32 gegenüber; und der zweite breite Abschnitt 33 steht
dem ersten engen Abschnitt 22 gegenüber. Der erste breite Abschnitt 23 und
der zweite breite Abschnitt 33 sind in der axialen Richtung überlappt.
Demzufolge kann der Stiftverbindungsaufbau entsprechend des zweiten
Ausführungsbeispieles sowohl
eine Verbesserung der Festigkeit, als auch eine Reduzierung der
axialen Breite erreichen.
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Die
Arbeitsweisen und Wirkungen der veränderbaren Kompressionsverhältnisvorrichtung
entsprechend des zweiten Ausführungsbeispieles
sind von denen der Vorrichtung entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles
in den folgenden Punkten verschieden.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die untere Verbindung 13 in der Form eines Zusammenbaus
des Kurbelbolzen-Hauptlagerteiles 28 und die separaten
Seitenteile 29 sind mit den Stiftnabenabschnitten gebildet,
um die Belastungskonzentration von der oberen Verbindung 11 in
den axialen Endabschnitten der Kurbelbolzen-Lageroberfläche zu verhindern.
Im Gegensatz dazu erhöht
in dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Zweiteilung in Gabelform des oberen Verbindungsstift-Nabenabschnittes 62 die
hin- und hergehende Trägheitsbelastung
der oberen Verbindung 11A. Jedoch werden die Verbrennungsbelastung
und die Trägheitsbelastung,
die von der oberen Verbindung 11a auf die untere Verbindung 13a wirkt,
durch den ersten unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitt 66 auf
den axialen mittleren Abschnitt der Lageroberfläche 65a für das Aufnehmen
des Kurbelbolzens eingegeben. Demzufolge erhöht die untere Verbindung 13a nicht
die Belastungskonzentration (die einseitige Anlage) in beiden axialen
Endabschnitten der Lageroberfläche 65a für das Aufnehmen
des Kurbelbolzens. Die untere Verbindung 13A, die ähnlich einer
Platte gebildet ist, ist in dem Aufbau ähnlich und im Gewicht leicht.
Der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispieles
ist für
die Schmierung der Lageroberfläche 65a für das Aufnehmen
des Kurbelbolzens vorteilhaft.
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Der
Steuerverbindungsstift-Nabenabschnitt 63 ist ähnlich zweigeteilt,
während
der zweite untere Verbindungsstift-Nabenabschnitt plattenförmig ist. Dieser
Stiftnabenaufbau kann die Anordnung der unteren Verbindung 13A vereinfachen,
das Gewicht der unteren Verbindung 13A vermindern, die
Konzentration der Belastung, die von der Steuerverbindung 15A wirkt,
in beiden axialen Endabschnitten der Lageroberfläche 65a für das Aufnehmen
des Kurbelbolzens vermindern, und die Schmierung verbessern. Die
Zweiteilung des Steuerverbindungsstift-Nabenabschnittes 63 erhöht das Gewicht
der Steuerverbindung 15A selbst. Jedoch in der Steuerverbindung 15A ist
die Belastung, die auf die untere Verbindung 13A wirkt,
wenn mit der oberen Verbindung 11A, die die Verbrennungsbelastung
aufnimmt, verglichen wird, klein. Überdies ist die Bewegung der
Steuerverbindung 15A langsamer als die Bewegung der oberen
Verbindung 11a und die Trägheitsbelastung der Steuerverbindung 15A ist
kleiner. Demzufolge hat die Gewichtserhöhung der Steuerverbindung 15A einen kleineren
nachteiligen Einfluss.
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Die
unteren Verbindungsstift-Nabenabschnitte 66 und 67 sind
im Aufbau einfach und mit dem Hauptlagerabschnitt 65 einstückig. Die
untere Verbindung 13A ist in der Herstellung, dem Zusammenbau
und in dem Gewicht vorteilhaft.
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In
dem Fall der unteren Verbindung 15A, die den einstückigen Aufbau
hat, ist es, wie in den 18 und 19 gezeigt,
nicht möglich,
die untere Verbindung 15a an dem Kurbelbolzen nachträglich zu
montieren. Demzufolge ist es optional, einen halbierten Aufbau für die untere
Verbindung zu verwenden.
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Die
vorliegende Verbindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
begrenzt. In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die Erfindung auf die Verbindung zwischen der oberen Verbindung
und der unteren Verbindung angewandt. Die Erfindung ist jedoch auf
die Verbindung zwischen der Steuerverbindung und der unteren Verbindung
in derselben Weise anwendbar.