WO2015074649A1

WO2015074649A1 - Vorrichtung zur veränderung des verdichtungsverhältnisses einer zylindereinheit einer hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2015074649A1
Application number: PCT/DE2014/200452
Authority: WO
Inventors: Klaus Daut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: DE102013223746B3

Abstract

Eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine weist einen Exzenterkörper (8), über den eine Lage von Aufnahmebohrungen eines Kolbens der Zylindereinheit gegenüber einem Pleuelauge veränderbar ist. Der Exzenterkörper (8) weist an einem axialen Teilabschnitt eine formschlüssig mit einem Verstellelement (9) zusammenwirkende Außenverzahnung (30) auf. Der Exzenterkörper (8) soll dadurch kostengünstig herstellbar und folglich für eine Großserienfertigung geeignet sein, dass er aus einem Wellenzapfen (29) besteht, der zumindest radial von einer spanlos hergestellten Hülse (32) umschlossen ist, an deren Außenmantelfläche die mittels eines spanlosen Umformprozesses hergestellte Außenverzahnung (30) und äußere Gleitflächen (46 und 47) ausgebildet sind.

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einem Pleuelauge eines Pleuels verdrehbar angeordneten, eine exzentrische Verbindung zwischen dem Pleuelauge und Aufnahmebohrungen eines Kolbens der Zylindereinheit herstellenden Exzenterkörper, der an einem axialen Teilabschnitt eine formschlüssig mit einem Verstellelement zusammenwirkende Außenverzahnung aufweist.

Gebiet der Erfindung

Mit dem Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ε ist das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zu dem des Kompressi- onsraumes bezeichnet. Durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses können der Wirkungsgrad der Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteigert und somit insgesamt der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Bei fremdgezündeten Hub- kolbenbrennkraftmaschinen nimmt allerdings mit der Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Volllastbetrieb deren Klopfneigung zu. Bei dem Klopfen handelt es sich um eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches. Demgegenüber könnte das Verdichtungsverhältnis im Teillastbetrieb, in dem die Füllung geringer ist, zur Verbesserung des Teillastwirkungsgrades erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit relativ hohem Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben.

Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei die- sen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgegeben wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Be- triebspunkten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.

Es sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, bei denen zur Verän- derung des Verdichtungsverhältnisses die Lage des Kolbens zur Kurbelwelle veränderbar ist. Dabei steht das Pleuel über einen am Pleuelauge vorgesehenen verstellbaren Exzenterkörper mit dem Kolben in Verbindung. In der Regel ist dabei der Exzenterkörper als im Pleuelauge verdrehbarer Wellenzapfen ausgebildet und nimmt in einer exzentrischen Bohrung über ein Kolbenbolzenlager einen Kol- benbolzen auf. Alternativ dazu kann aber auch der Kolbenbolzen als Exzenterkörper dienen, indem er über Gleitlagerbuchsen im Kolben angeordnet und mittels eines exzentrisch zu seiner Längsmittelachse verlaufenden Abschnitts im Kolbenbolzenlager gelagert ist. Eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der DE 10 2005 055 199 A1 bekannt. Dabei weist ein gemäß den Figuren 10 und 1 1 dieser Druckschrift ausgebildeter Exzenterkörper Endabschnitte auf, die bezogen auf dessen mittleren Abschnitt exzentrisch verlaufen und über Distanzhülsen in Aufnahmebohrungen eines Kolbens der Zylindereinheit geführt sind. Über seinen mittleren Abschnitt, dessen Außendurchmesser gegenüber dem der Endabschnitte vergrößert ist, ist der Exzenterkörper drehbar im Pleuelauge gelagert, wobei das Pleuelauge über einen Umfangsbereich eine Ausnehmung aufweist. In dieser Ausnehmung verläuft ein mit einer Innenverzahnung versehenes Verstellelement derart, dass diese Innenverzahnung formschlüssig in eine Außenverzahnung des Exzenterkörpers eingreift, die, bezogen auf seine Längserstreckung, in der Mitte, also am zuvor erläuterten mittleren Abschnitt vorgesehen ist. Dabei überragt diese Außenverzahnung den mittleren Abschnitt in radialer Richtung. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für eine Großserienfertigung geeignete Ausbildung des Exzenterkörpers und dessen Lagerung im Pleuelauge zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung Diese Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 soll der Exzenterkörper aus einem Wellenzapfen bestehen, der zumindest radial von einer spanlos hergestellten Hülse umschlossen ist, an deren Außenmantelfläche die mittels eines spanlosen Umformprozesses hergestellte Außenverzahnung und äußere Gleitflächen ausgebildet sind. Folglich wird die Hülse mittels eines spanlosen Umformprozesses, vorzugsweise eines Tiefziehprozesses aus einem dünnen Blech, vorzugsweise Stahlblech, hergestellt. In den beiden Endbereichen der Hül- se sind an deren Außenmantelfläche die entsprechenden Gleitflächen ausgebildet, mit der die Hülse gemeinsam mit dem von ihr aufgenommenen Wellenzapfen in Wangen des Pleuelauges gelagert ist.

Im Übrigen wird mittels dieses spanlosen Umformprozesses auch die Außenver- zahnung an der Hülse ausgebildet, die mit dem zur Betätigung des Exzenterkörpers vorgesehenen Verstellelement in Drehrichtung formschlüssig verbunden ist. In diesem Fall kann der Wellenzapfen eine exzentrisch zu seiner Längsmittelachse verlaufende Bohrung aufweisen, in der ein Kolbenbolzen angeordnet wird. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, die aus dem Wellenzapfen und der Hülse gebildete Einheit funktionell als Kolbenbolzen auszubilden, wobei diese Einheit dann in ihrem mittleren Bereich mit einem in dem Pleuelauge verlaufenden äußeren Exzenter und in den Endabschnitten mit zylindrischen Gleitlagerabschnitten versehen ist, die in Aufnahmebohrungen des Kolbens der Zylindereinheit eingreifen.

Die spanlos hergestellte Hülse, die mit einer vorgegebenen Wanddickengleichheit hergestellt wird, kann nach dem Umformvorgang gehärtet werden und weist bereits eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit auf, so dass sie nicht mehr geschlif- fen werden muss. Da während des Härtevorgangs an der Hülse Verzug auftreten kann, wird diese auf den Wellenzapfen aufgepresst, wobei sich die Hülse dabei der Außenmantelfläche des Wellenzapfens anpasst, so dass der Verzug ausgeglichen wird. Der Wellenzapfen kann vorzugsweise spangebend oder durch Sin- tern hergestellt sein, wobei das Härten des Wellenzapfens entfällt, da auf diesem die gehärtete Hülse angeordnet wird. Wie in der Wälzlagertechnik üblich, können die Wellenzapfen und die Hülsen vor einer Montage gepaart werden. Als alternative Lösung kann die Hülse auch ungehärtet und mir einer Beschichtung versehen verwendet werden.

Demgegenüber ist nach der DE 10 2005 055 199 A1 , bei der der Wellenzapfen als Kolbenbolzen dient, in dessen mittlerem Bereich eine Durchmessererweiterung vorgesehen, deren Außenmantelfläche zum einen exzentrisch zu einer Längsmittelachse des Wellenzapfens verläuft und bei der an einem axialen Teil- abschnitt eine Außenverzahnung vorgesehen ist. Die konzentrisch verlaufenden Endabschnitte des Wellenzapfens nehmen dabei Distanzbuchsen auf, die drehbar in Aufnahmebohrungen des Kolbens geführt sind. Der Wellenzapfen muss folglich zur Herstellung des Exzenters und der auf diesem angeordneten Verzahnung zunächst auf einer CNC-Drehmaschine spanend bearbeitet werden, dann wird die Verzahnung durch Fräsen hergestellt, anschließend wird der Wellenzapfen gehärtet und beschichtet und zum Schluss geschliffen. Der Exzenterkörper kann also nur mit einem erheblichen Arbeitsaufwand und folglich relativ hohen Kosten hergestellt werden. Ein weiterer Nachteil bei dieser Art der Herstellung der Verzahnung besteht darin, dass durch die vorgenannten einzelnen Schritte des Herstellungsverfahrens an der Verzahnung kein Verzahnungseinlauf und kein Verzahnungsauslauf hergestellt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse mittels eines Pressverbandes auf dem Wellenzapfen angeordnet ist. Durch dieses Auf- pressen der Hülse wird erreicht, dass die zuvor während der Härtung der Hülse evtl. aufgetretenen Formungenauigkeiten ausgeglichen werden.

Weiterhin soll die Verzahnung auf der Hülse, bezogen auf deren Längserstre- ckung, in einem mittigen Bereich angeordnet sein. In diesem Fall können die beidseitig neben der Verzahnung liegenden Abschnitte der Hülse drehbar in Wangen des Pleuelauges geführt sein, wobei diese Abschnitte eine für eine Gleitlagerung in den Wangen geeignete Oberflächenqualität aufweisen. Da die Hülse, wie bereits dargelegt, an ihrer Außenmantelfläche sämtliche Abschnitte des Exzenterkörpers bildet, ist sie drehfest mit dem Wellenzapfen zu verbinden. Dafür ist vorgesehen, dass von der Hülse Mitnehmer ausgehen, die formschlüssig in den Wellenzapfen eingreifen. Diese können, wie weiterhin vorgeschlagen, als in radialer Richtung der Hülse nach innen umgebogene Laschen ausgebildet sein, die in Ausnehmungen eingreifen, welche an zumindest einer Stirnseite des Wellenzapfens vorgesehen sind. Diese Laschen lassen sich also mit geringem Fertigungsaufwand während des spanlosen Umformprozesses herstellen. Alternativ dazu kann die Hülse auch mittels einer Punktschweißung am Wellenzapfen befestigt werden, oder es kann Material der Hülse in die Ausnehmungen hinein ver- stemmt werden.

Weiterhin ist vorgesehen, die Hülse an zumindest einem ihrer Enden mit radial nach außen weisenden Halteelementen zu versehen, die eine Stirnfläche des Pleuelauges hintergreifen. Dabei kann beispielsweise das an einem Ende der Hülse vorgesehene Halteelement als umlaufende Bordscheibe ausgebildet sein, während am anderen Ende einzelne als Teilsegmente ausgebildete nach der Montage des Exzenterkörpers im Pleuelauge nach außen umgebogen werden, so dass beide Stirnflächen des Pleuelauges hintergriffen werden und für eine Führung des Exzenterkörpers in axialer Richtung gesorgt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Wellenzapfen stufenartig auszubilden, wobei dieser beispielsweise drei Durchmesserstufen aufweist und wobei die Hülse in entsprechender Weise hinsichtlich ihrer Form an diese Außenkontur des Wellenzapfens angepasst ist. Dabei weisen die zwei äußeren Stufen jeweils einen kleinsten und einen größten Durchmesser auf und der Exzenterkörper ist über diese beiden Stufen mittels der entsprechenden Hülsenabschnitte in den Wangen des Pleuelauges gelagert. Die mittlere Stufe der Hülse nimmt dabei die Außenverzahnung auf. Eine derartige Ausbildung des Wel- lenzapfens und der Hülse ist in besonderer Weise für die Montage der Hülse auf dem Wellenzapfen und die anschließende Fixierung der beiden Teile zueinander geeignet. Auf der anderen Seite ergeben sich besondere Vorteile aus der gesamten Ausbildung des Exzenterkörpers für dessen Montage, bei der auf der Verzah- nung ein Verstellhebel angeordnet werden muss und die beiden Endabschnitte des Exzenterkörpers in die Wangen des Pleuelauges eingeführt werden müssen.

Die Wangen des Pleuelauges sind an die entsprechenden Stufen der Hülse an- gepasst, so dass eine Wange ebenfalls mit einem kleinsten Durchmesser des Pleuelauges und die andere Wange mit einem größten Durchmesser des Pleuelauges versehen sind. Dadurch kann der Exzenterkörper problemlos in das Pleuelauge und in die Innenverzahnung des Hebels eingefügt werden, ohne dass die Außenverzahnung der Hülse eventuell die beiden in den Wangen angeordneten Gleitlagerflächen beschädigt.

Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Ausbildung eines Exzenterkörpers, der danach drei Durchmesserstufen aufweisen soll, wobei zwei äußere Stufen jeweils einen kleinsten und einen größten Durchmesser aufweisen, an denen der Exzenterkörper in Wangen des Pleuelauges gelagert ist und wobei an einem mittleren Durchmesser die Außenverzahnung ausgebildet ist. Es besteht die Möglichkeit, im Wellenzapfen eine exzentrisch verlaufende Bohrung zur Aufnahme des Kolbenbolzens vorzusehen oder den Wellenzapfen unmittelbar als Kolbenbolzen auszubilden, wobei dann die Aufnahmebohrungen des Kolbens mit den entsprechenden Durchmessern unterschiedlicher Größe der Wellenzapfenenden über- einstimmen müssten.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Patentanspruchs 1 mit den davon abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, soweit sie aus den Patentansprüchen, den Vorteilsangaben zu den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder zumindest aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Zeichnung durch entsprechende Verwendung von Be- zugszeichen soll den Schutzumfang der Patentansprüche nicht beschränken.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 ein Pleuel einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Versteileinrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses,

Figur 2 eine Schnittdarstellung des Pleuels, aus der die Anordnung eines Exzenterkörpers und einer Versteileinrichtung hervorgehen,

Figur 3 eine im Maßstab vergrößerte perspektivische Schnittdarstellung eines

Pleuelauges mit dem darin angeordneten Exzenterkörper,

Figur 4 im Schnitt, eine Prinzipdarstellung, aus der die Verbindung eines Kolbens mit dem Exzenterkörper hervorgeht, Figur 5 eine im Maßstab vergrößerte Schnittdarstellung, der insbesondere eine einen Wellenzapfen umgebende Hülse entnehmbar ist,

Figur 6 eine Teilansicht des Wellenzapfens und der Hülse im Schnitt, Figur 7 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Hülse,

Figur 8 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Wellenzapfens und Figur 9 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Hülse mit dem darin angeordneten Wellenzapfen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung In der Figur 1 ist ein grundsätzlicher Aufbau einer an einem Pleuel vorgesehenen Versteileinrichtung dargestellt. Dabei ist mit 1 ein Pleuel einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine bezeichnet, das ein Pleuellagerauge 2 zur Anordnung des Pleuels auf einem Kurbelzapfen einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle aufweist. Das Pleuellagerauge 2 wird dabei durch das Pleuel 1 und einen Lagerdeckel 3 gebildet. Von dem Pleuellagerauge 2 führt ein Pleuelschaft 4 zu einem Pleuelauge 5, welches ein Kolbenbolzenlager 6 aufnimmt. Dieses Kolbenbolzenlager 6 dient zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Kolbenbolzens, an dem ein Kolben einer entsprechenden Zylindereinheit fixiert ist, wobei letztere Bauelemente ebenfalls nicht dargestellt sind.

Wie aus der Figur 1 hervorgeht, ist im Bereich des Pleuelauges 5 eine Versteileinrichtung 7 zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses der Zylinderein- heit, in welcher dieses Pleuel 1 verwendet wird, vorgesehen. Zu diesem Zweck ist das Pleuelauge 5 mit einem größeren Innendurchmesser ausgebildet und nimmt einen Exzenterkörper 8 auf. Da innerhalb dieses Exzenterkörpers 8 das Kolbenbolzenlager 6 angeordnet ist, lässt sich dessen Lage relativ zum Pleuel 1 verstellen. Weiterhin weist der Exzenterkörper 8 zu seiner Verstellung ein Verstellele- ment 9 mit Laschen 10 und 10a auf, an denen über Gelenke 1 1 und 12 Kolbenstangen 13 und 14 angreifen. Die Kolbenstange 13 ist an ihrem vom Gelenk 1 1 abgewandten Ende über ein weiteres Gelenk 15 mit einem Stellkolben 16 verbunden. Dieser Stellkolben 16 ist innerhalb einer Bohrung 17 längsverschiebbar geführt, wobei die Bohrung 17 im Pleuelschaft 4 vorgesehen ist. Der Stellkolben 16 und die Bohrung 17 begrenzen einen Druckraum 18. Die andere Kolbenstange 14, die über das Gelenk 12 an der Lasche 10 befestigt ist, weist an ihrem anderen Ende ein Gelenk 19 auf, an welchem ein Stellkolben 20 geführt ist, der in einer Bohrung 21 dichtend geführt ist, so dass ein Druckraum 22 gebildet wird. In der Darstellung nach der Figur 1 befindet sich die Versteileinrichtung 7 in einer Position, in welcher zwischen einem Mittelpunkt 23 des Pleuellagerauges 2 und einem Mittelpunkt 24 des Kolbenbolzenlagers 6 ein größter Abstand geschaffen wird. In dieser Stellung der Versteileinrichtung 7 würde die entsprechende Zylin- dereinheit, in welcher das Pleuel 1 verwendet wird, mit dem höchsten Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Wie weiterhin aus der Darstellung hervorgeht, befindet sich die Kolbenstange 13 in ihrer am weitesten aus der Bohrung 17 herausgeschobenen Stellung, während die Kolbenstange 14 vollständig in die Boh- rung 21 eingefahren ist.

Die Druckräume 18 und 22 werden zu diesem Zweck mit unter Druck stehendem Schmiermittel aus dem Pleuellagerauge 2 versorgt, wobei dieses Schmiermittel vorzugsweise mittels einer verstellbaren Ölpumpe aus einer Ölwanne über eine Ölgalerie durch die nicht dargestellte Kurbelwelle hindurch dem nicht dargestellten Pleuellager und schließlich einer Druckleitung 25 zugeführt wird. Diese Druckleitung 25 führt zu einem Schaltventil 26, welches als 4/2-Wegeventil ausgebildet sein kann. Von dem Schaltventil 26 gehen Steuerleitungen 27 und 28 aus, die jeweils zu einem der beiden Druckräume 18 bzw. 22 führen.

In der Figur 2 ist das Pleuel 1 ohne die hydraulische Betätigung des Verstellelements 9 und ohne den Lagerdeckel 3 dargestellt. Aus der Schnittdarstellung geht hervor, dass der Exzenterkörper 8 aus einem Wellenzapfen 29 besteht, in dem das Kolbenbolzenlager 6, versetzt zu dessen Längsmittelachse, angeordnet ist. Dieser Wellenzapfen 29 ist drehfest mit dem Verstellelement 9 verbunden, wobei hierfür am Wellenzapfen 29 eine Außenverzahnung 30 vorgesehen ist, in die eine Innenverzahnung 31 des Verstellelements 9 formschlüssig eingreift. Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausbildung des Exzenterkörpers 8 und dessen Anordnung im Pleuelauge 5 wird auf die weiteren Figuren verwiesen.

Gemäß der Figur 3 ist der Wellenzapfen 29 radial von einer Hülse 32 umschlossen. Im Übrigen sind der Wellenzapfen 29 und demzufolge auch die diesen radial umschließende Hülse 32 stufenartig ausgebildet, wobei eine Stufe 33 eines größten Durchmessers der Hülse 32 in einer Wange 34 angeordnet ist, die eine Boh- rung 35 mit entsprechend größtem Innendurchmesser aufweist. In einem mittleren Bereich ist die Hülse 32 mit einer Stufe 36 mittleren Durchmessers gestaltet, wobei diese Stufe mit der Außenverzahnung 30 versehen ist. Schließlich weisen sowohl die Hülse 32 als auch der Wellenzapfen 29 eine Stufe 37 kleinsten Durchmessers auf, an welcher die Hülse 32 gleitgelagert in einer Bohrung 38 einer zweiten Wange 39 geführt ist. An diese Stufen 33, 36 und 37 sind entsprechende Stufen 33a, 36a und 37a des Wellenzapfens 29 angepasst, die insbesondere der Figur 8 zu entnehmen sind.

Wie weiterhin aus der Figur 4 hervorgeht, nimmt das im Wellenzapfen 29 angeordnete Kolbenbolzenlager 6 drehbar einen Kolbenbolzen 40 auf, der mit seinen Enden in Aufnahmebohrungen 41 und 42 eines Kolbens 43 der entsprechenden Zylindereinheit der Brennkraftmaschine fixiert ist.

Die Figuren 5 und 6 zeigen nochmals im vergrößerten Maßstab die gestuft ausgebildete Hülse 32 dargestellt, die aufgrund dieser Ausbildung für eine präzise Montage des ebenfalls gestuften Wellenzapfens 29 geeignet ist. Weiterhin geht aus diesen Figuren hervor, dass die Hülse 32 an einem Ende mit einem radial nach außen weisenden Halteelement in Form eines ringförmigen Bords 44 versehen ist. Dieser Bord 44 liegt in einer ringförmigen Vertiefung 45 der ersten Wange 34 an und fixiert somit den Exzenterkörper 8 in dieser axialen Richtung. Ferner ist erkennbar, dass sich der Exzenterkörper 8 wegen der stufenartigen Ausbildung der Hülse 32 und des Wellenzapfens 29 in vorteilhafter Weise im Pleuelauge 5 montieren lässt, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Außenverzahnung 30 der Hülse 32 die in der Bohrung 35 vorgesehene Gleitfläche beschädigen kann.

In den nachfolgend erläuterten Figuren 7 bis 9 sind zum einen die Hülse 32 als Einzelteil, der stufenartig ausgebildete Wellenzapfen 29 als Einzelteil und schließlich die Kombination dieser beiden Bauteile zur Bildung des Exzenterkörpers 8 dargestellt. Aus der Figur 7 geht hervor, dass die Hülse 32 an ihren Stufen 33 und 37 jeweils mit Gleitflächen 46 und 47 versehen ist. Weiterhin geht aus dieser Darstellung hervor, dass die zwischen diesen beiden Gleitflächen 46 und 47 in einer anderen radialen Ebene liegende Außenverzahnung 30 ebenso wie die gesamte Formgebung der Hülse 32 in einem spanlosen Umformprozess hergestellt wird. An einem Ende ist die Hülse 32 durch den Bord 43 begrenzt, während am anderen Ende Halteelemente vorgesehen sind, die als einzelne Haltelaschen 48 ausgebildet sind. Mittels dieser Haltelaschen 48 wird, wie unter ande- rem auch aus der Figur 5 hervorgeht, eine Stirnseite der zweiten Wange 39 hintergriffen. Der Wellenzapfen 29 ist an einer Stirnfläche 49 mit Ausnehmungen 50 versehen, die, wie der weiteren Figur 9 entnommen werden kann, bei montierter Hülse 32 zur Aufnahme von Laschen 51 dienen. Entsprechende Laschen können natürlich auch zusätzlich oder alternativ am anderen Ende der Hülse 32 vorgesehen sein.

Den vorstehend erläuterten Figuren kann entnommen werden, dass zum einen durch die Anordnung der Hülse 32 am Wellenzapfen 29 auf kostengünstige Wei- se Gleitflächen 45 und 46 geschaffen werden, für die ein Schleifvorgang entfallen kann. Zum anderen wird die am Exzenterkörper 8 erforderliche Außenverzahnung 30 ebenfalls durch spanlose Formgebung hergestellt. Schließlich ergeben sich aufgrund der stufenartigen Ausbildung sowohl des Wellenzapfens 29 als auch der diesen umgebenden Hülse 32 wesentliche Vorteile für die Montage des Exzenter- körpers 8 im Pleuelauge 5.

Liste der Bezugszahlen

1 Pleuel

2 Pleuellagerauge

3 Lagerdeckel

4 Pleuelschaft

5 Pleuelauge

6 Kolbenbolzenlager

7 Versteileinrichtung

8 Exzenterkörper

9 Verstellelement

10 Lasche

10a Lasche

1 1 Gelenk

12 Gelenk

13 Kolbenstange

14 Kolbenstange

15 Gelenk

16 Stellkolben

17 Bohrung

18 Druckraum

19 Gelenk

20 Stellkolben

21 Bohrung

22 Druckraum

23 Mittelpunkt

24 Mittelpunkt

25 Druckleitung

26 Schaltventil

27 Steuerleitung

28 Steuerleitung

29 Wellenzapfen 30 Außenverzahnung

31 Innenverzahnung

32 Hülse

33 Stufe großen Durchmessers an 32

33a Stufe großen Durchmessers an 29

34 Erste Wange

35 Bohrung von 34

36 Stufe mittleren Durchmessers an 32

36a Stufe mittleren Durchmessers an 29

37 Stufe kleinen Durchmessers an 32

37a Stufe kleinen Durchmessers an 29

38 Bohrung von 39

39 Zweite Wange

40 Kolbenbolzen

41 Aufnahmebohrung

42 Aufnahmebohrung

43 Kolben

44 Bord

45 ringförmige Vertiefung

46 Gleitfläche

47 Gleitfläche

48 Haltelaschen

49 Stirnfläche von 29

50 Ausnehmungen

51 Laschen

Claims

Patentansprüche

1 . Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einem Pleuelauge (5) eines Pleuels (1 ) verdrehbar angeordneten, eine exzentrische Verbindung zwischen dem Pleuelauge (5) und Aufnahmebohrungen (41 und 42) eines Kolbens (43) der Zylindereinheit herstellenden Exzenterkörper (8), der an einem axialen Teilabschnitt eine formschlüssig mit einem Verstellelement (9) zusammenwirkende Außenverzahnung (30) aufweist, dadurch gekennzeich- net, dass der Exzenterkörper (8) aus einem Wellenzapfen (29) besteht, der zumindest radial von einer spanlos hergestellten Hülse (32) umschlossen ist, an deren Außenmantelfläche die mittels eines spanlosen Umformprozesses hergestellte Außenverzahnung (30) und äußere Gleitflächen (46 und 47) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) mittels eines Pressverbandes auf dem Wellenzapfen (29) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) gehärtet ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) an ihrer Außenmantelfläche beschichtet ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (30) auf der Hülse (32), bezogen auf deren Längserstreckung, in einem mittigen Bereich angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von der Hülse (32) Mitnehmer ausgehen, die formschlüssig in den Wellenzapfen (29) eingreifen.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer als in radialer Richtung der Hülse (32) nach innen umgebogene Laschen (51 ) ausgebildet sind, die in Ausnehmungen (50) eingreifen, welche an zumindest einer Stirnfläche (49) des Wellenzapfens (29) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Wellenzapfen (29) stirnseitige Ausnehmungen (50) vorgesehen sind, in welche Material der Hülse (32) hinein verstemmt ist.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) in ihren Endbereichen mittels eines Laserschweißvorganges mit dem Wellenzapfen (29) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hül- se (32) an zumindest einem ihrer Enden mit radial nach außen weisenden

Halteelementen versehen ist, die eine Stirnfläche des Pleuelauges (5) hintergreifen.

1 1 . Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente als Haltlaschen (48) und/oder als Bord (44) ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen (29) mit einer exzentrisch angeordneten Bohrung zur Aufnahme eines Kolbenbolzenlagers (6) sowie eines Kolbenbolzens (40) versehen ist.

13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) drei Durchmesserstufen (33, 36 und 37) aufweist und an diese Außenkontur des Wellenzapfens (29) angepasst ist, wobei zwei äußere Stufen (33, 37) jeweils einen kleinsten und einen größten Durchmesser aufweisen, an denen der Exzenterkörper (8) über Hülsenabschnitte in Wangen (34, 39) des Pleuelauges (5) gelagert ist und wobei an einer Stufe (36) der Hülse (32) mit einem mittleren Durchmesser die Außenverzahnung (30) ausgebildet ist.