WO2014056579A1 - Hubkolben-verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren verdichtungsverhältnis - Google Patents

Hubkolben-verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren verdichtungsverhältnis Download PDF

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WO2014056579A1
WO2014056579A1 PCT/EP2013/002892 EP2013002892W WO2014056579A1 WO 2014056579 A1 WO2014056579 A1 WO 2014056579A1 EP 2013002892 W EP2013002892 W EP 2013002892W WO 2014056579 A1 WO2014056579 A1 WO 2014056579A1
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WO
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combustion engine
internal combustion
reciprocating internal
lubricant
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/002892
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Betsch
Klaus Fieweger
Hansjörg FINKBEINER
Klaus Huber
Gernot Kurtzer
Uwe Rohrberg
Jörn Schmid
Dietmar Schröder
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/06—Dip or splash lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/04—Engines with prolonged expansion in main cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/045—Pivotal connections with at least a pair of arms pivoting relatively to at least one other arm, all arms being mounted on one pin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating internal combustion engine with at least one variably adjustable compression ratio according to the preamble of
  • Such a reciprocating internal combustion engine can be found as known US 2012/01 11143 A1.
  • the reciprocating internal combustion engine has at least one variably adjustable compression ratio. To set the
  • Compression ratio is provided at least one lever element which is rotatably mounted on at least one first bearing a crank pin of a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine relative to the crank pin.
  • the reciprocating internal combustion engine comprises at least one piston of the reciprocating internal combustion engine associated Hauptpleuel, which is rotatably mounted on at least one second bearing point on the lever member relative to the lever member.
  • at least one Maupleuel is provided, which is rotatably mounted on at least one third bearing point on the lever member relative to the lever member and on the other hand rotatably mounted at least a fourth bearing on a rotatable about an axis of rotation control shaft relative to the actuating shaft.
  • the control shaft of the reciprocating internal combustion engine serves to set the compression ratio. If the control shaft is rotated about its axis of rotation, rotation of the lever element relative to the crank pin and thereby displacement of the piston received in a combustion chamber, in particular a cylinder, relative to the combustion chamber are thereby effected via the secondary connecting rod.
  • channels are provided, which in the crankshaft, in particular in the Hubzapfen run in the lever element in the Hauptpleuel and in connecting means for coupling the individual components together.
  • a lubricant in particular lubricating oil
  • Lubricant led to the corresponding bearing point, so that the bearing point are supplied with so-called pressure lubricant or pressure oil directly.
  • these channels are complex and complicated to manufacture.
  • the lubricant supply by pressure lubricant or spray oil also loads a lubricant circuit of the reciprocating internal combustion engine, since a pump for conveying the lubricant in terms of their performance and thus in terms of their external dimensions must be made large.
  • a pump for conveying the lubricant in terms of their performance and thus in terms of their external dimensions must be made large.
  • grooves are also required. In the area of these grooves is a pressure distribution of a hydrodynamic
  • Lubricant is designed from a lubricant mist in a surrounding the at least one bearing housing housing elements of Hubkolben- Internal combustion engine is included. This means that the lubricant from the lubricant mist, in particular oil mist, which is present anyway in the housing element is used in order to cool and / or lubricate the at least one bearing point with the lubricant.
  • Such a lubricant mist is in particular in a so-called crank chamber of the reciprocating internal combustion engine, in which the crankshaft is received at least partially before.
  • a so-called crank chamber of the reciprocating internal combustion engine in which the crankshaft is received at least partially before.
  • any spray nozzles for applying the piston with lubricant spray the piston with a relatively large amount of lubricant abundant lubricant mist accumulates, its lubricant content for lubricating the at least one bearing point is being used.
  • a needs-based supply of at least one bearing point can be realized.
  • the transverse lever and / or in other components of the reciprocating internal combustion engine can be avoided.
  • the reciprocating internal combustion engine can be produced in a timely and cost-effective manner.
  • Another advantage is that by supplying the at least one bearing with lubricant from the
  • Storage is additionally loaded with lubricant.
  • the pump for conveying lubricant can thus in terms of their performance and / or their outer Dimensions are made small or small, so that friction losses of the reciprocating internal combustion engine can be kept very low.
  • Lubricant is assigned from the lubricant mist.
  • the catching element comprises at least one recess of a surface of the lever element, i. a so-called lubricant catching pocket, which can specifically absorb, for example, lubricant spraying from the crankpin.
  • At least one guide element in particular a
  • Conduit element provided by means of which the captured or trapped lubricant is then guided to at least one bearing gap of the at least one bearing point.
  • the at least one bearing point comprises a shaft element and a hub element surrounding the shaft element at least partially in the circumferential direction of the shaft element, wherein the hub element and / or the shaft element at least one oblique to the axial direction of
  • Shaft element has extending chamfer.
  • the hub member or the shaft member is beveled with respect to the axial direction, whereby the
  • Fig. 1 is a schematic side view of a lever arrangement for a
  • Hubkoiben internal combustion engine wherein by means of the lever arrangement, a compression ratio of the reciprocating internal combustion engine is variably adjustable;
  • FIG. 2 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement along a section line A-A shown in FIG. 1;
  • Fig. 3 is a fragmentary sectional view of a portion X of the
  • FIG. 4 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement along a section line B-B shown in FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement in a region Y of the lever arrangement in an enlarged view
  • Fig. 6 is a schematic side view of the lever arrangement
  • FIG. 7 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement along a section line C-C shown in FIG. 6;
  • Fig. 8 is a schematic side view in a further embodiment of the
  • FIG. 9 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement along a section line D-D shown in FIG. 8;
  • FIG. 11 shows a detail of a schematic sectional view of the lever arrangement along a section line EE shown in FIG. 10.
  • Fig. 1 shows a lever assembly 10 for a reciprocating internal combustion engine for a motor vehicle, in particular a passenger car.
  • the reciprocating internal combustion engine has at least one variably adjustable
  • Compression ratio which is variably adjustable by means of the lever assembly 10 shown in FIG.
  • the reciprocating internal combustion engine has at least one combustion chamber in the form of a cylinder whose compression ratio is variably adjustable.
  • Reciprocating internal combustion engine further comprises a crankshaft, not shown in FIG. 1, via which one of the reciprocating internal combustion engine
  • Provided torque from the reciprocating internal combustion engine can be dissipated.
  • the lever arrangement 10 has a lever element in the form of a so-called transverse lever 12, which is rotatably mounted at a first bearing point 14 on a crank pin of the crankshaft relative to the crank pin.
  • the first bearing 14 comprises a bearing receptacle 15 of the transverse lever 12 and outer peripheral bearing surfaces of the crank pin, which are at least partially and in the present case completely received or receivable in the circumferential direction of the crank pin in the bearing receptacle 15.
  • the crank pin on the outer peripheral side in the circumferential direction at least partially and in the present case completely in the bearing receptacle 15 and thus in the transverse lever 12 can be received or received.
  • the cross lever 12 is a hub member, wherein the bearing seat 15 is the hub, while the crank pin is a shaft member of the first bearing 14.
  • the lever assembly 10 further comprises a Hauptpleuel 16, which is articulated on the one hand via a first connecting rod 18 pivotally connected to the piston of the internal combustion engine.
  • a piston pin is at least partially receivable in the first connecting rod 18, wherein the piston pin is coupled to the piston.
  • the main connecting rod 16 is - as can be seen in conjunction with FIG. 2 - hingedly connected to the transverse lever 12 at at least one second bearing point 20.
  • the Hauptpleuel 16 is rotatably mounted on the second bearing 20 on the transverse lever 12 relative to the transverse lever 12.
  • the second bearing 20 includes a second connecting rod 22 of the Feldpleuels 16, which is penetrated by a pin 24.
  • the bolt 24 is in his Circumference completely circumferentially received in the second connecting rod 22.
  • the second bearing 20 also includes bearing receivers 26, 28 of the transverse lever 12, in which the pin 24 is circumferentially completely circumferentially received around the outside circumference.
  • the storage of the Hauptpleuels 16 on the cross lever 12 is floating. This means that the bolt 24 is freely rotatable and secured in the axial direction of the bolt 24 by securing elements 30, 32.
  • the securing elements 30, 32 are held by means of a screw 34 and a corresponding thereto nut 36 which is screwed onto the screw 34, the bolt 24.
  • the transverse lever 12 and the main connecting rod 16 represent respective hub elements which, as the respective hub, have the second connecting rod eye 22 or the bearing receivers 26, 28.
  • the pin 24 is a shaft member of the second bearing 20, which is received on the outer peripheral side in the hub or in the hub elements.
  • the bearing receivers 26, 28 are in tabs 27, 29 of the
  • Cross lever 12 is provided.
  • the lever arrangement 10 has a so-called ancillary connecting rod 38, which - as can be seen particularly well in conjunction with FIG. 4 - is articulated on at least one third bearing point 40 on the transverse lever 12, i. is rotatably mounted on the transverse lever 12 relative to the transverse lever 12.
  • the Superpleuel 38 is rotatably mounted relative to the actuating shaft at least a fourth bearing 42 on a not shown in FIG. 1 and rotatable about a rotation axis 44 actuating shaft of the reciprocating internal combustion engine.
  • the control shaft is designed as an eccentric shaft and comprises at least one corresponding to the Maupleuel 38 eccentric whose central axis extends at least substantially parallel to the axis of rotation 44 and is spaced from the axis of rotation 44.
  • the third bearing point 40 comprises a third connecting rod eye 46 of the auxiliary connecting rod 38.
  • the third connecting rod eye 46 serves as a bearing receiver, in which a bolt 49 is accommodated.
  • the pin 49 is at least partially surrounded by the secondary connecting rod 38 in the peripheral direction in the circumferential direction.
  • the pin 49 is a shaft member of the third bearing 40, while the Maupleuel 38 represents a hub member of the third bearing 40, which includes the third connecting rod 46 as a hub.
  • the third bearing point 40 comprises, as a further hub element, the transverse lever 12, which has bearing receptacles 48, 50 as hubs.
  • the bolt 38 on the outer peripheral side in the circumferential direction at least partially and in the present case completely in the
  • the pin 49 via which the Maupleuel 38 is coupled to the transverse lever 12, is floating and thus freely rotatable and axially secured.
  • securing elements 52, 54 are provided, which are secured by means of a screw 56 and a nut 58 corresponding thereto, which is screwed onto the screw 56, on the bolt 49. Also the
  • Bearing mounts 48, 50 are provided in tabs 59, 51 of the transverse lever 12.
  • the fourth bearing 42 is associated with a bearing receptacle, which is formed by a fourth connecting rod 60 of the Maupleuels 38.
  • the eccentric element of the actuating shaft is receivable, so that the eccentric element
  • the Superpleuel 38 is a hub member of the fourth bearing 42, wherein the fourth connecting rod 60 is the hub, while the eccentric element is a shaft member of the fourth bearing 42.
  • Fig. 1 is also a cylinder axis 63 of the cylinder and a groove 65 of the
  • the second bearing 20 is designed for a supply of the second bearing 20 with lubricant from a lubricant mist, wherein the lubricant mist is accommodated in a housing element of the reciprocating internal combustion engine.
  • This housing element is a crankcase of the internal combustion engine, which surrounds the lever assembly 10.
  • a stroke of the crankshaft and the crank pin is illustrated and designated 21. Also illustrated in FIG. 1 is a stroke of the eccentric element or of the eccentric shaft and designated by 17. Furthermore, in Fig. 1 is also a with 19
  • the second bearing 20 in particular between the tab 27 and the bolt 24, between the tab 29 and the bolt 24 and between the Schopleuel 16 and the bolt 24 with lubricant, in particular lubricating oil, from the lubricant mist to supply, the second bearing 20 is associated with a catch element 62 for capturing the lubricant from the lubricant mist.
  • the catching element 62 comprises chamfers 64 of the transverse lever 12, which are arranged in the axial direction of the second bearing 20 and the bolt 24 adjacent to the Hauptpleuel 16 and thus at respective end faces 66, 68 of the transverse lever 12 are arranged.
  • Bevels 64 run obliquely to the radial direction and obliquely to the axial direction of the second bearing 20 and the bolt 24. As can be seen from Fig. 2, the bevels 64 on the tabs 27, 29 are provided. Also the second
  • Connecting rod eye 22 has lateral chamfers 70 of Fangelements 62, which are provided on respective end faces 72, 74 of the Hauptpleuels 16 and extend at least substantially obliquely to the axial direction and obliquely to the radial direction.
  • the main connecting rod 16 has an at least substantially trapezoidal cross-section, at least in regions, which leads to a particularly advantageous supply of at least the bearing gap between the
  • the catching element 62 also includes respective chamfers 76 of the flaps 27, 29 and respective chamfers 78 of the second connecting rod 22, wherein the chamfers 76 are arranged on respective, in the axial direction facing away from each other sides of the transverse lever 12 (hub member) in the axial direction outer edge regions thereof ,
  • the chamfers 78 are also provided on respective, axially opposite sides of the Hauptpleuels 16 in outer edge regions of the Hauptpleuels 16.
  • the respective chamfers 76, 78 are at least substantially conical and taper in the axial direction inwards.
  • About the bevels 64, 70 to the chamfers 76, 78 passing lubricant is from the chamfers 76, 78 at a
  • FIG. 3 shows an area X marked in FIG. 2 in an enlarged view.
  • Fig. 1, 4 and 5 also have the tabs 59, 61 at the end faces 66, 68 of the transverse lever 12 respective chamfers 80, 82, which a
  • Catch element 84 of the third bearing 40 are assigned.
  • the catching element 84 comprises chamfers 86 of the Maupleuels 38, which are provided on respective, opposite in the axial direction end faces 88, 90 of the Maupleuels 38.
  • the catch element 84 comprises respective lateral chamfers 92, which are arranged on the end faces 66, 68 of the straps 59, 61 or of the transverse lever 12 which are remote from one another in the axial direction.
  • the respective chamfers 86, 92 draw lubricant from the lubricant mist into a respective bearing gap between the tab 59 and the pin 49, between the tab 61 and the pin 49 and between the Maupleuel 38 to the pin 49.
  • Bearing 40 designed to supply the third bearing 40 with lubricant from the lubricant mist.
  • FIG. 5 shows an area Y illustrated in FIG. 4 in an enlarged view.
  • FIGS. 6 and 7 show the lever arrangement 10, wherein it is evident, in particular through the sectional view along the section line C-C, that a catch element 94 for capturing lubricant from the lubricant mist is also associated with the fourth bearing point 42.
  • the fourth bearing 42 is designed for supply of the fourth bearing 42 with lubricant from the lubricant mist.
  • the catching element 94 also comprises respective bevels 96 on the fourth connecting rod eye 60 of the auxiliary connecting rod 38, which are arranged on the respective end faces 88, 90 of the auxiliary connecting rod 38 facing away from one another.
  • Both the chamfers 86 and the chamfers 92 and the chamfers 96 taper in the axial direction from outside to inside, so that they draw lubricant from the lubricant mist inwards into a respective bearing gap.
  • the chamfers 96 pull the lubricant into the corresponding
  • Lubricant mist are designed, can be produced costly
  • Lubricant channels such as holes in the crankshaft, the cross lever 12, the main connecting rod 16, the adjusting shaft 98 and the Maupleuel 38 and / or be avoided in other components of the lever assembly 10.
  • FIGS. 8 to 11 A further embodiment of the lever arrangement 10 is illustrated with reference to FIGS. 8 to 11.
  • the catching element 62 now comprises, instead of the chamfers 64, 70, lubricant collecting pockets 100, 102 which are arranged on the end faces 66, 68 of the transverse lever 12 facing away from one another in the axial direction.
  • Lubricant collecting pockets 100, 102 are formed as respective recesses of a respective surface of the transverse lever 12 on the end faces 66, 68 and can capture the lubricant from the lubricant mist and lead to the chamfers 76, which then further promote the lubricant in the corresponding bearing gap.
  • the chamfers 70 and the chamfers 78 on Hauptpleuel 16 are still present.
  • the catching element 84 of the third bearing point 40 also comprises lubricant catchment pockets 104, 106 which are arranged on the end faces 66, 68. Also, the lubricant collecting pockets 104, 106 are as respective
  • Recesses of a respective surface of the transverse lever 12 formed on the end faces 66, 68, can catch lubricant from the lubricant mist and lead to the chamfers 92 of the tabs 59, 61. From here, beyond the chamfers 86 of Maupleuels 38 are supplied with oil.
  • Fig. 9 is also a respective stop collar 97, 99 of the transverse lever 12 can be seen.
  • the cross lever 12 can be supported in the axial direction of the recognizable in Fig. 9 and designated crankshaft 101.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, mit wenigstens einem Hebelelement (12), welches an zumindest einer ersten Lagerstelle (14) an einem Hubzapfen (103) einer Kurbelwelle (101 ) der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen (103) drehbar gelagert ist, mit wenigstens einem einem Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Hauptpleuel (16), welches an zumindest einer zweiten Lagerstelle (20) an dem Hebelelement (12) relativ zu dem Hebelelement (12) drehbar gelagert ist, und mit wenigstens einem Nebenpleuel (38), welches einerseits an wenigstens einer dritten Lagerstelle (40) an dem Hebelelement (12) relativ zu dem Hebelelement (12) drehbar gelagert und andererseits an wenigstens einer vierten Lagerstelle (42) an einer um eine Drehachse (44) drehbaren Stellwelle der (98) Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zur Stellwelle (98) zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses drehbar gelagert ist, wobei wenigstens eine der Lagerstellen (14, 20, 40, 42) für eine Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) mit Schmiermittel aus einem in einem die wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) umgebenden Gehäuseelement der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufgenommenen Schmiermittelnebel ausgelegt ist.

Description

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren
Verdichtungsverhältnis
Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis gemäß dem Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Eine solche Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist der US 2012/01 11143 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis auf. Zum Einstellen des
Verdichtungsverhältnisses ist wenigstens ein Hebelelement vorgesehen, welches an zumindest einer ersten Lagerstelle einem Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert ist.
Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens ein einem Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugeordnetes Hauptpleuel, welches an zumindest einer zweiten Lagerstelle an dem Hebelelement relativ zu dem Hebelelement drehbar gelagert ist. Darüber hinaus ist wenigstens ein Nebenpleuel vorgesehen, welches einerseits an wenigstens einer dritten Lagerstelle an dem Hebelelement relativ zu dem Hebelelement drehbar gelagert und andererseits an wenigstens einer vierten Lagerstelle an einer um eine Drehachse drehbaren Stellwelle relativ zur Stellwelle drehbar gelagert ist.
Die Stellwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dient dabei zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Wird die Stellwelle um ihre Drehachse gedreht, so wird dadurch über das Nebenpleuel eine Drehung des Hebelelements relativ zum Hubzapfen und dadurch eine Verschiebung des in einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, aufgenommenen Kolbens relativ zum Brennraum bewirkt.
Zum Versorgen wenigstens einer der Lagerstelle mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, sind Kanäle vorgesehen, welche sich in der Kurbelwelle, insbesondere in dem Hubzapfen, im Hebelelement, im Hauptpleuel sowie in Verbindungsmitteln zum Koppeln der einzelnen Komponenten miteinander verlaufen. Über die Kanäle wird das
Schmiermittel zu der entsprechenden Lagerstelle geführt, so dass die Lagerstelle mit sogenanntem Druckschmiermittel bzw. Drucköl direkt versorgt werden. Diese Kanäle sind jedoch aufwändig und kompliziert zu fertigen. Die Schmiermittelversorgung des
Hauptpleuels erfolgt über eine Schmiermittelspritze im Hebelelement, was auch aufwändig und kostenintensiv herzustellende Kanäle und/oder Nuten erfordert.
Die Schmiermittelversorgung durch Druckschmiermittel oder Spritzöl belastet außerdem einen Schmiermittelkreislauf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, da eine Pumpe zum Fördern des Schmiermittels hinsichtlich ihrer Leistung und somit hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen groß ausgelegt werden muss. Um das Schmiermittel aus den Kanälen in der entsprechenden Lagerstelle zu verteilen, sind zudem Nuten erforderlich. Im Bereich dieser Nuten wird eine Druckverteilung eines hydrodynamischen
Schmiermittelfilms gestört, so dass eine Lagertragfähigkeit der Lagerstelle abnimmt, was wiederum große und schwere Lager erfordert. Außerdem stellen die Kanäle
Schwächungen der entsprechenden Komponenten dar, welche in der Folge hinsichtlich ihrer Abmessungen stärker und hinsichtlich ihres Gewichts schwerer ausgelegt werden müssen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Schmiermittelversorgung wenigstens einer der Lagerstellen auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit
zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher eine Schmiermittelversorgung zumindest einer der Lagerstellen auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine der Lagerstellen für eine Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit
Schmiermittel aus einem Schmiermittelnebel ausgelegt ist, der in einem die wenigstens eine Lagerstelle umgebenden Gehäuseelemente der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass das Schmiermittel aus dem im Gehäuseelement ohnehin vorhandenen Schmiermittelnebel, insbesondere Ölnebel, verwendet wird, um die wenigstens eine Lagerstelle mit dem Schmiermittel zu kühlen und/oder zu schmieren.
Ein solcher Schmiermittelnebel liegt insbesondere in einem sogenannten Kurbelraum der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, in welchem die Kurbelwelle zumindest bereichsweise aufgenommen ist, vor. Besonders bei hohen Lasten und/oder Drehzahlen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bzw. ihrer Kurbelwelle, wenn etwaige Spritzdüsen zum Beaufschlagen des Kolbens mit Schmiermittel den Kolben mit einer relativ großen Menge an Schmiermittel anspritzen, fällt reichlich Schmiermittelnebel an, dessen Schmiermittelanteil zum Schmieren der wenigstens einen Lagerstelle genutzt wird. Hierdurch ist eine bedarfsgerechte Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle realisierbar.
Infolge der Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel können aufwändig und kostenintensiv herzustellende Kanäle, insbesondere Bohrungen, welche sich in der Kurbelwelle, im Querhebel und/oder in anderweitigen Komponenten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine erstrecken, vermieden werden. In der Folge kann die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zeit- und kostengünstig hergestellt werden.
Darüber hinaus führt der Entfall derartiger Kanäle dazu, dass insbesondere das
Hebelelement hinsichtlich seines Gewichts leicht und hinsichtlich seiner äußeren
Abmessungen klein und kompakt ausgestaltet werden kann, was zu einem nur geringen Bauraumbedarf sowie zu geringen Massenkräften führt. Somit können bei gleichem Auswuchtgrad Gegengewichte der Kurbelwelle besonders klein gehalten werden. Dies führt auch zu einem besonders geringen Gesamtgewicht der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine.
Ferner können innere Kräfte der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine und somit Reibungsverluste besonders gering gehalten werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel aus dem
Schmiermittelnebel eine Pumpe eines Schmiermittelkreislaufs der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine nicht durch eine Versorgung der wenigstens einen
Lagerstelle mit Schmiermittel zusätzlich belastet wird. Die Pumpe zum Fördern von Schmiermittel kann somit hinsichtlich ihrer Leistung und/oder ihrer äußeren Abmessungen gering bzw. klein ausgestaltet werden, so dass sich Reibungsverluste der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering halten lassen.
Zum besonders vorteilhaften Nutzen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens einen Lagerstelle zumindest ein Fangelement zum Einfangen des
Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel zugeordnet ist. Vorteilhafterweise umfasst das Fangelement wenigstens eine Ausnehmung einer Oberfläche des Hebelelements, d.h. eine sogenannte Schmiermittelfangtasche, die beispielsweise von dem Hubzapfen abspritzendes Schmiermittel gezielt auffangen kann.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Führungselement, insbesondere ein
Leitungselement, vorgesehen, mittels welchem das eingefangene bzw. aufgefangene Schmiermittel dann zu wenigstens einem Lagerspalt der wenigstens einen Lagerstelle geführt wird.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die wenigstens eine Lagerstelle ein Wellenelement und ein das Wellenelement außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Wellenelements zumindest bereichsweise umgebendes Nabenelement, wobei das Nabenelement und/oder das Wellenelement zumindest eine schräg zur axialen Richtung des
Wellenelements verlaufende Fase aufweist. Durch diese Fase ist das Nabenelement bzw. das Wellenelement bezogen auf die axiale Richtung angeschrägt, wodurch das
Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel bei einer Drehbewegung des Nabenelements relativ zum Wellenelement bzw. umgekehrt in die wenigstens eine Lagerstelle
hineingezogen wird. Dadurch kann eine sichere Versorgung der wenigstens einen
Lagerstelle mit Schmiermittel gewährleistet werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Hebelanordnung für eine
Hubkoiben-Verbrennungskraftmaschine, wobei mittels der Hebelanordnung ein Verdichtungsverhältnis der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine variabel einstellbar ist;
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung entlang einer in Fig. 1 gezeigten Schnittlinie A-A;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Bereichs X der
Hebelanordnung in vergrößerter Darstellung;
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung entlang einer in Fig. 1 gezeigten Schnittlinie B-B;
Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung in einem Bereich Y der Hebelanordnung in vergrößerter Darstellung;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der Hebelanordnung;
Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung entlang einer in Fig. 6 gezeigten Schnittlinie C-C;
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht in einer weiteren Ausführungsform der
Hebelanordnung;
Fig. 9 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung entlang einer in Fig. 8 gezeigten Schnittlinie D-D;
Fig. 10 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der
Hebelanordnung; und
Fig. 11 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Hebelanordnung entlang einer in Fig. 10 gezeigten Schnittlinie E-E. Fig. 1 zeigt eine Hebelanordnung 10 für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens ein variabel einstellbares
Verdichtungsverhältnis auf, welches mittels der in Fig. 1 gezeigten Hebelanordnung 10 variabel einstellbar ist.
Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders auf, dessen Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Die
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine in Fig. 1 nicht dargestellte Kurbelwelle, über welche ein von der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
bereitgestelltes Drehmoment von der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine abführbar ist.
Die Hebelanordnung 10 weist ein Hebelelement in Form eines sogenannten Querhebels 12 auf, welcher an einer ersten Lagerstelle 14 an einem Hubzapfen der Kurbelwelle relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert ist. Dazu umfasst die erste Lagerstelle 14 eine Lageraufnahme 15 des Querhebels 12 sowie außenumfangsseitige Lagerflächen des Hubzapfens, welche in Umfangsrichtung des Hubzapfens zumindest bereichsweise und vorliegend vollständig in der Lageraufnahme 15 aufgenommen bzw. aufnehmbar sind. Mit anderen Worten ist der Hubzapfen außenumfangsseitig in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise und vorliegend vollständig in der Lageraufnahme 15 und somit in dem Querhebel 12 aufnehmbar bzw. aufgenommen. Bezogen auf die erste Lagerstelle 14 stellt somit der Querhebel 12 ein Nabenelement dar, wobei die Lageraufnahme 15 die Nabe ist, während der Hubzapfen ein Wellenelement der ersten Lagerstelle 14 ist.
Die Hebelanordnung 10 umfasst ferner ein Hauptpleuel 16, welches einerseits über ein erstes Pleuelauge 18 gelenkig mit dem Kolben der Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist. Dazu ist in dem ersten Pleuelauge 18 ein Kolbenbolzen zumindest bereichsweise aufnehmbar, wobei der Kolbenbolzen mit dem Kolben gekoppelt ist.
Andererseits ist das Hauptpleuel 16 - wie in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar ist - an zumindest einer zweiten Lagerstelle 20 gelenkig mit dem Querhebel 12 verbunden. Mit anderen Worten ist das Hauptpleuel 16 an der zweiten Lagerstelle 20 an dem Querhebel 12 relativ zu dem Querhebel 12 drehbar gelagert.
Dazu umfasst die zweite Lagerstelle 20 ein zweites Pleuelauge 22 des Hauptpleuels 16, welches von einem Bolzen 24 durchdrungen ist. Der Bolzen 24 ist dabei in seiner Umfangsrichtung vollständig umlaufend in dem zweiten Pleuelauge 22 aufgenommen. Die zweite Lagerstelle 20 umfasst auch Lageraufnahmen 26, 28 des Querhebels 12, in denen der Bolzen 24 außenumfangsseitig in Umfangsrichtung vollständig umlaufend aufgenommen ist. Die Lagerung des Hauptpleuels 16 am Querhebel 12 ist schwimmend ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Bolzen 24 frei drehbar und in axialer Richtung des Bolzens 24 durch Sicherungselemente 30, 32 gesichert ist. Die Sicherungselemente 30, 32 sind dabei mittels einer Schraube 34 und einer damit korrespondierenden Mutter 36, die auf die Schraube 34 aufgeschraubt ist, am Bolzen 24 gehalten.
Bezogen auf die zweite Lagerstelle 20 stellen der Querhebel 12 und das Hauptpleuel 16 jeweilige Nabenelemente dar, welche als jeweilige Nabe das zweite Pleuelauge 22 bzw. die Lageraufnahmen 26, 28 aufweisen. Der Bolzen 24 ist ein Wellenelement der zweiten Lagerstelle 20, welches außenumfangsseitig in den Naben bzw. in den Nabenelementen aufgenommen ist. Die Lageraufnahmen 26, 28 sind dabei in Laschen 27, 29 des
Querhebels 12 vorgesehen.
Des Weiteren weist die Hebelanordnung 10 ein sogenanntes Nebenpleuel 38 auf, welches - wie besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 4 erkennbar ist - einerseits an zumindest einer dritten Lagerstelle 40 gelenkig am Querhebel 12, d.h. an dem Querhebel 12 relativ zum Querhebel 12 drehbar gelagert ist. Andererseits ist das Nebenpleuel 38 an zumindest einer vierten Lagerstelle 42 an einer in Fig. 1 nicht dargestellten und um eine Drehachse 44 drehbaren Stellwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zur Stellwelle drehbar gelagert. Die Stellwelle ist dabei als Exzenterwelle ausgebildet und umfasst wenigstens ein mit dem Nebenpleuel 38 korrespondierendes Exzenterelement, dessen Mittelachse zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 44 verläuft und von der Drehachse 44 beabstandet ist. Dadurch kann durch eine Drehung der Stellwelle um die Drehachse 44 eine Drehung des Querhebels 12 relativ zum Hubzapfen bewirkt werden, woraus wiederum eine Verschiebung des Kolbens relativ zum zugehörigen Zylinder resultiert. Auf diese Weise kann das Verdichtungsverhältnis bedarfsgerecht eingestellt werden.
Die dritte Lagerstelle 40 umfasst ein drittes Pleuelauge 46 des Nebenpleuels 38. Das dritte Pleuelauge 46 dient als Lageraufnahme, in welcher ein Bolzen 49 aufgenommen ist. Der Bolzen 49 ist vorliegend außenumfangsseitig in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise und vorliegend vollständig von dem Nebenpleuel 38 umgeben. Somit stellt der Bolzen 49 ein Wellenelement der dritten Lagerstelle 40 dar, während das Nebenpleuel 38 ein Nabenelement der dritten Lagerstelle 40 darstellt, welches als Nabe das dritte Pleuelauge 46 umfasst.
Die dritte Lagerstelle 40 umfasst als weiteres Nabenelement den Querhebel 12, welcher als Naben Lageraufnahmen 48, 50 aufweist. Dabei ist der Bolzen 38 außenumfangsseitig in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise und vorliegend vollständig in den
Lageraufnahmen 48, 50 aufgenommen bzw. umgeben. Auch der Bolzen 49, über den das Nebenpleuel 38 mit dem Querhebel 12 gekoppelt ist, ist schwimmend gelagert und somit frei drehbar sowie axial gesichert. Dazu sind Sicherungselemente 52, 54 vorgesehen, welche mittels einer Schraube 56 und einer damit korrespondierenden Mutter 58, welche auf die Schraube 56 aufgeschraubt ist, am Bolzen 49 gesichert sind. Auch die
Lageraufnahmen 48, 50 sind in Laschen 59, 51 des Querhebels 12 vorgesehen.
Der vierten Lagerstelle 42 ist eine Lageraufnahme zugeordnet, welche durch ein viertes Pleuelauge 60 des Nebenpleuels 38 gebildet ist. In dem vierten Pleuelauge 60 ist das Exzenterelement der Stellwelle aufnehmbar, so dass das Exzenterelement
außenumfangsseitig in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise und vorliegend vollständig von dem Nebenpleuel 38 umgeben ist. Dabei ist das Nebenpleuel 38 ein Nabenelement der vierten Lagerstelle 42, wobei das vierte Pleuelauge 60 die Nabe ist, während das Exzenterelement ein Wellenelement der vierten Lagerstelle 42 ist. In Fig. 1 ist auch eine Zylinderachse 63 des Zylinders sowie eine Auskehlung 65 des
Nebenpleuels 38 erkennbar.
Wie aus Fig. 1 bis 3 erkennbar ist, ist die zweite Lagerstelle 20 für eine Versorgung der zweiten Lagerstelle 20 mit Schmiermittel aus einem Schmiermittelnebel ausgelegt, wobei der Schmiermittelnebel in einem Gehäuseelement der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist. Dieses Gehäuseelement ist dabei ein Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine, welches die Hebelanordnung 10 umgibt.
In Fig. 1 ist ein Hub der Kurbelwelle bzw. des Hubzapfens veranschaulicht und mit 21 bezeichnet. Ebenfalls ist in Fig. 1 ein Hub des Exzenterelements bzw. der Exzenterwelle veranschaulicht und mit 17 bezeichnet. Ferner ist in Fig. 1 ist auch eine mit 19
bezeichnete Drehachse der Kurbelwelle erkennbar.
Um nun die zweite Lagerstelle 20 insbesondere zwischen der Lasche 27 und dem Bolzen 24, zwischen der Lasche 29 und dem Bolzen 24 und zwischen dem Hauptpleuel 16 und dem Bolzen 24 mit Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, aus dem Schmiermittelnebel zu versorgen, ist der zweiten Lagerstelle 20 ein Fangelement 62 zum Einfangen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel zugeordnet. Das Fangelement 62 umfasst dabei Anschrägungen 64 des Querhebels 12, welche in axialer Richtung der zweiten Lagerstelle 20 bzw. des Bolzens 24 neben dem Hauptpleuel 16 angeordnet sind und somit an jeweiligen Stirnseiten 66, 68 des Querhebels 12 angeordnet sind. Die
Anschrägungen 64 verlaufen dabei schräg zur radialen Richtung und schräg zu axialen Richtung der zweiten Lagerstelle 20 bzw. des Bolzens 24. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Anschrägungen 64 an den Laschen 27, 29 vorgesehen. Auch das zweite
Pleuelauge 22 weist seitliche Anschrägungen 70 des Fangelements 62 auf, welche an jeweiligen Stirnseiten 72, 74 des Hauptpleuels 16 vorgesehen sind und zumindest im Wesentlichen schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung verlaufen.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, weist dabei das Hauptpleuel 16 zumindest bereichsweise einen zumindest im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, welcher zu einer besonders vorteilhaften Versorgung zumindest des Lagerspalts zwischen dem
Hauptpleuel 16 und dem Bolzen 24 mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel führt.
Das Fangelement 62 umfasst auch jeweilige Fasen 76 der Laschen 27, 29 sowie jeweilige Fasen 78 des zweiten Pleuelauges 22, wobei die Fasen 76 auf jeweiligen, in axialer Richtung voneinander abgewandten Seiten des Querhebels 12 (Nabenelement) in in axialer Richtung äußeren Randbereichen dieses angeordnet sind. Auch die Fasen 78 sind auf jeweiligen, sich in axialer Richtung gegenüberliegenden Seiten des Hauptpleuels 16 in äußeren Randbereichen des Hauptpleuels 16 vorgesehen.
Die jeweiligen Fasen 76, 78 sind zumindest im Wesentlichen konisch ausgebildet und verjüngen sich in axialer Richtung nach innen hin. Über die Anschrägungen 64, 70 zu den Fasen 76, 78 gelangendes Schmiermittel wird von den Fasen 76, 78 bei einer
Drehbewegung des Bolzens 24 relativ zum Hauptpleuel 16 bzw. relativ zu den Laschen 27, 29 in jeweilige Lagerspalte zwischen der Lasche 27 und dem Bolzen 24, zwischen der Lasche 29 und dem Bolzen 24 sowie zwischen dem Hauptpleuel 16 und dem Bolzen 24 eingezogen. Die Fasen 76, 78 sind insbesondere aus Fig. 3 zu entnehmen, wobei Fig. 3 einen in Fig. 2 markierten Bereich X in vergrößerter Darstellung zeigt.
Wie aus Fig. 1 , 4 und 5 erkennbar ist, weisen auch die Laschen 59, 61 an den Stirnseiten 66, 68 des Querhebels 12 jeweilige Anschrägungen 80, 82 auf, welche einem
Fangelement 84 der dritten Lagerstelle 40 zugeordnet sind. Auch das Fangelement 84 umfasst Fasen 86 des Nebenpleuels 38, welche an jeweiligen, in axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnseiten 88, 90 des Nebenpleuels 38 vorgesehen sind. Ferner umfasst das Fangelement 84 jeweilige, seitliche Fasen 92, welche an den in axialer Richtung voneinander abgewandten Stirnseiten 66, 68 der Laschen 59, 61 bzw. des Querhebels 12 angeordnet sind. Auch die jeweiligen Fasen 86, 92 ziehen Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel in einen jeweiligen Lagerspalt zwischen der Lasche 59 und dem Bolzen 49, zwischen der Lasche 61 und dem Bolzen 49 und zwischen dem Nebenpleuel 38 um dem Bolzen 49. Somit ist auch die dritte
Lagerstelle 40 für eine Versorgung der dritten Lagerstelle 40 mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel ausgelegt.
Die Fasen 86, 92 sind auch sehr gut aus Fig. 5 erkennbar, wobei Fig. 5 einen in Fig. 4 veranschaulichten Bereich Y in vergrößerter Darstellung zeigt.
Fig. 6 und 7 zeigen die Hebelanordnung 10, wobei besonders durch die Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C ersichtlich wird, dass auch der vierten Lagerstelle 42 ein Fangelement 94 zum Einfangen von Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel zugeordnet ist. Somit ist auch die vierte Lagerstelle 42 für eine Versorgung der vierten Lagerstelle 42 mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel ausgelegt. Die
Sicherungselemente 30, 32, die Schrauben 34 und die Muttern 36 sind in den
Seitenansichten der Hebelanordnungen 10 gemäß Fig. 1 , 6, 8 und 10 aus Gründen der Erkennbarkeit der Fangelemente 62, 84 bzw. 94 jeweils nicht dargestellt.
Auch das Fangelement 94 umfasst jeweilige Fasen 96 am vierten Pleuelauge 60 des Nebenpleuels 38, welche an den jeweiligen, voneinander abgewandten Stirnseiten 88, 90 des Nebenpleuels 38 angeordnet sind. Sowohl die Fasen 86 als auch die Fasen 92 und die Fasen 96 verjüngen sich in axialer Richtung von außen nach innen hin, so dass sie Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel nach innen in einen jeweiligen Lagerspalt ziehen. Die Fasen 96 ziehen dabei das Schmiermittel in den korrespondierenden
Lagerspalt zwischen dem Nebenpleuel 38 und der in Fig. 7 ausschnittsweise gezeigten und mit 98 bezeichneten Stellwelle. In Fig. 7 sind auch Auskehlungen 65 des
Nebenpleuels 38 erkennbar.
Da auch die dritte Lagerstelle 40 und die vierte Lagerstelle 42 für eine Versorgung der dritten Lagerstelle 40 und der vierten Lagerstelle 42 mit Schmiermittel aus dem
Schmiermittelnebel ausgelegt sind, können kostenintensiv herzustellende
Schmiermittelkanäle wie beispielsweise Bohrungen in der Kurbelwelle, dem Querhebel 12, dem Hauptpleuel 16, der Stellwelle 98 und dem Nebenpleuel 38 und/oder sowie in anderweitigen Komponenten der Hebelanordnung 10 vermieden werden.
Anhand von Fig. 8 bis 11 ist eine weitere Ausführungsform der Hebelanordnung 10 veranschaulicht. Das Fangelement 62 umfasst nun anstelle der Anschrägungen 64, 70 Schmiermittelfangtaschen 100, 102, welche auf den in axialer Richtung voneinander abgewandten Stirnseiten 66, 68 des Querhebels 12 angeordnet sind. Die
Schmiermittelfangtaschen 100, 102 sind dabei als jeweilige Ausnehmungen einer jeweiligen Oberfläche des Querhebels 12 auf den Stirnseiten 66, 68 ausgebildet und können das Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel einfangen und zu den Fasen 76 führen, die dann das Schmiermittel weiter in den entsprechenden Lagerspalt fördern. Die Anschrägungen 70 und die Fasen 78 am Hauptpleuel 16 sind weiterhin vorhanden.
Aus Fig. 10 und 11 ist erkennbar, dass auch das Fangelement 84 der dritten Lagerstelle 40 Schmiermittelfangtaschen 104, 106 umfasst, welche auf den Stirnseiten 66, 68 angeordnet sind. Auch die Schmiermittelfangtaschen 104, 106 sind als jeweilige
Ausnehmungen einer jeweiligen Oberfläche des Querhebels 12 auf den Stirnseiten 66, 68 ausgebildet, können Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel fangen und zu den Fasen 92 der Laschen 59, 61 führen. Von hier aus werden darüber hinaus die Fasen 86 des Nebenpleuels 38 mit Öl versorgt.
Bei der Hebelanordnung 10 ist somit eine sichere Versorgung der Lagerstellen 20, 40, 42 mit Schmiermittel auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet.
In Fig. 9 ist auch ein jeweiliger Anlaufbund 97, 99 des Querhebels 12 zu erkennen. Über den jeweiligen Anlaufbund 97, 99 kann sich der Querhebel 12 in axialer Richtung an der in Fig. 9 erkennbaren und mit 101 bezeichneten Kurbelwelle abstützen.
In Fig. 9 ist auch der Hubzapfen, an welchem der Querhebel 12 gelagert ist, zu erkennen und mit 103 bezeichnet. Dabei sind mit 105 die außenumfangsseitigen Lagerflächen der zweiten Lagerstelle 14, an welche der Querhebel 12 am Hubzapfen 103 gelagert ist, bezeichnet. Daimler AG
Bezugszeichenliste
Hebelanordnung
Querhebel
erste Lagerstelle
Lageraufnahme
Hauptpleuel
Hub
erstes Pleuelauge Drehachse
zweite Lagerstelle Hub
Zweites Pleuelauge Bolzen
Lageraufnahme Lasche
Lageraufnahme Lasche
Sicherungselement
Sicherungselement
Schraube
Mutter
Nebenpleuel dritte Lagerstelle vierte Lagerstelle
Drehachse
Drittes Pleuelauge
Lageraufnahme
Bolzen
Lageraufnahme Sicherungselement Sicherungselement Schraube 58 Mutter
59 Lasche
60 viertes Pleuelauge
61 Lasche
62 Fangelement
63 Zylinderachse
64 Anschrägung
65 Auskehlung
66 Stirnseite
68 Stirnseite
70 Anschrägung
72 Stirnseite
74 Stirnseite
76 Fase
78 Fase
80 Anschrägung
82 Anschrägung
84 Fangelement
86 Fase
88 Stirnseite
90 Stirnseite
92 Fase
94 Fangelement
96 Fase
97 Anlaufbund
98 Stellwelle
99 Anlaufbund
100 Schmiermittelfangtasche
101 Kurbelwelle
102 Schmiermittelfangtasche
103 Hubzapfen
104 Schmiermittelfangtasche
105 Lagerfläche
106 Schmiermittelfangtasche

Claims

Patentansprüche
1. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, mit wenigstens einem Hebelelement (12), welches an zumindest einer ersten Lagerstelle (14) an einem Hubzapfen (103) einer
Kurbelwelle (101 ) der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen (103) drehbar gelagert ist, mit wenigstens einem einem Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Hauptpleuel (16), welches an zumindest einer zweiten Lagerstelle (20) an dem Hebelelement (12) relativ zu dem Hebelelement (12) drehbar gelagert ist, und mit wenigstens einem Nebenpleuel (38), welches einerseits an wenigstens einer dritten Lagerstelle (40) an dem
Hebelelement (12) relativ zu dem Hebelelement (12) drehbar gelagert und andererseits an wenigstens einer vierten Lagerstelle (42) an einer um eine
Drehachse (44) drehbaren Stellwelle der (98) Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine relativ zur Stellwelle (98) zum Einstellen des
Verdichtungsverhältnisses drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine der Lagerstellen (14, 20, 40, 42) für eine Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) mit Schmiermittel aus einem in einem die wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) umgebenden Gehäuseelement der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufgenommenen Schmiermittelnebel ausgelegt ist.
2. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) zumindest ein Fangelement (62, 84, 94) zum Einfangen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel zugeordnet ist.
3. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fangelement (62, 84, 94) wenigstens eine Anschrägung (64, 80, 84) einer Oberfläche des Hebelelements (12) umfasst.
4. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fangelement (62, 84, 94) wenigstens eine Ausnehmung (100, 102, 104, 106) einer Oberfläche des Hebelelements (12) umfasst.
5. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens ein Führungselement vorgesehen ist, mittels welchem das mittels des Fangelements (62, 84, 94) eingefangene Schmiermittel zu einem Lagerspalt der wenigstens einen Lagerstelle (14, 20, 40, 42) führbar ist.
6. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Lagerstelle (14, 20, 40, 42) ein Wellenelement (24, 49, 98, 103) und ein das Wellenelement (24, 49, 98, 103) außenumfangsseitig in
Umfangsrichtung des Wellenelements (24, 49, 98, 103) zumindest bereichsweise umgebendes Nabenelement (12, 16, 38) aufweist, wobei das Nabenelement (12, 16, 38) und/oder das Wellenelement (24, 49, 98, 103) zumindest eine schräg zur axialen Richtung des Wellenelements (24, 49, 98, 103) verlaufende Fase (76, 78, 86, 92, 96) aufweist.
7. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fase (76, 78, 86, 92, 96) in axialer Richtung des Wellenelements (24, 49, 98, 103) in einem äußeren Randbereich des Nabenelements (12, 16, 38) bzw. des Wellenelements (24, 49, 98, 103) angeordnet ist. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Fase (76, 78, 86, 92, 96) in axialer Richtung von außen nach innen verjüngt.
PCT/EP2013/002892 2012-10-12 2013-09-26 Hubkolben-verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren verdichtungsverhältnis WO2014056579A1 (de)

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