[go: up one dir, main page]

DE102014005979A1 - Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis - Google Patents

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis Download PDF

Info

Publication number
DE102014005979A1
DE102014005979A1 DE102014005979.0A DE102014005979A DE102014005979A1 DE 102014005979 A1 DE102014005979 A1 DE 102014005979A1 DE 102014005979 A DE102014005979 A DE 102014005979A DE 102014005979 A1 DE102014005979 A1 DE 102014005979A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
reciprocating internal
lever element
crankshaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014005979.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Gernot Kurtzer
Uwe Rohrberg
Dietmar Schröer
Georg Seidel
Alexander von Gaisberg-Helfenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102014005979.0A priority Critical patent/DE102014005979A1/de
Publication of DE102014005979A1 publication Critical patent/DE102014005979A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04Connecting-rod bearings; Attachments thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/045Pivotal connections with at least a pair of arms pivoting relatively to at least one other arm, all arms being mounted on one pin
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/22Internal combustion engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, mit einer Kurbelwelle (10) und mit wenigstens einem Hebelelement (18), welches eine von einer innenumfangsseitigen und sich parallel zur axialen Richtung erstreckenden Mantelfläche (22) des Hebelelements (18) begrenzte Lageraufnahme (20) aufweist, über welche das Hebelelement (18) an einem die Lageraufnahme (20) durchdringenden Hubzapfen (12) der Kurbelwelle (10) drehbar gelagert ist, wobei das Hebelelement (18) wenigstens zwei in axialer Richtung der Kurbelwelle (10) einander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Laschen (26, 28) aufweist, welche jeweilige, in gegenseitiger Überdeckung angeordnete weitere Lageraufnahmen (34, 36) zum Lagern eines Bolzens aufweisen, über welchen ein Pleuel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig mit dem Hebelelement (18) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung (a1) der innenumfangsseitigen Mantelfläche (22) geringer als ein axialer Abstand (a2) zwischen jeweiligen, in axialer Richtung voneinander abgewandten Außenseiten (36, 38) der Laschen (26, 28) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
  • Eine solche Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis ist beispielsweise der EP 1 835 146 B1 sowie der DE 10 2012 020 027 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst eine Kurbelwelle und wenigstens ein Hebelelement, über welches das Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt werden kann. Das Hebelelement weist eine Lageraufnahme auf, über welche das Hebelelement an einem Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert ist. Die Lageraufnahme ist dabei als Durchgangsöffnung ausgebildet, wobei der Hubzapfen die Lageraufnahme durchdringt. Die Lageraufnahme ist von einer innenumfangsseitigen Mantelfläche des Hebelelements begrenzt, wobei sich die innenumfangsseitige Mantelfläche parallel zur axialen Richtung der Kurbelwelle erstreckt. Die innenumfangsseitige Mantelfläche des Hebelelements ist beispielsweise konzentrisch zu einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Hubzapfens angeordnet, so dass das Hebelelement besonders vorteilhaft am Hubzapfen gelagert ist. Die innenumfangsseitige Mantelfläche und die außenumfangsseitige Mantelfläche weisen beispielsweise die Form eines geraden Kreiszylinders auf.
  • Das Hebelelement weist ferner wenigstens zwei in axialer Richtung der Kurbelwelle einander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Laschen auf. Die Laschen weisen wiederum jeweilige, in zumindest teilweiser gegenseitiger Überdeckung angeordnete Lageraufnahmen zum Lagern eines Bolzens auf. Über den Bolzen ist ein Pleuel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig mit dem Hebelelement verbindbar beziehungsweise im fertig hergestellten Zustand der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verbunden.
  • Dies bedeutet, dass das Hebelelement an einer ersten Lagerstelle drehbar an dem Hubzapfen gelagert ist. An einer zweiten Lagerstelle ist der Pleuel über den Bolzen gelenkig mit dem Hebelelement verbindbar beziehungsweise verbunden. Die zweite Lagerstelle ist dabei in radialer Richtung der Kurbelwelle von der ersten Lagerstelle beabstandet. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Hebelelement an einer dritten Lagerstelle zumindest mittelbar mit einer Stellwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Die dritte Lagerstelle ist in radialer Richtung der Kurbellwelle von der ersten Lagerstelle beabstandet, wobei vorgesehen sein kann, dass die erste Lagerstelle zwischen der zweiten Lagerstelle und der dritten Lagerstelle angeordnet ist.
  • Wird beispielsweise die Stellwelle gedreht, so wird dadurch eine Drehung des Hebelelements um den Hubzapfen relativ zu diesem bewirkt. Daraus resultiert eine translatorische Verschiebung eines Kolbens, welcher über den Pleuel mit dem Hebelelement gelenkig verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Der Kolben ist in einem Brennraum in Form eines Zylinders der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Durch das durch das Drehen der Stellwelle bewirkte Drehen des Hebelelements um den Hubzapfen wird der Kolben im Zylinder verschoben, wodurch das Verdichtungsverhältnis des Zylinders bedarfsgerecht und variabel eingestellt werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine der eingangsgenannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine verbesserte Lagerung des Hebelelements am Hubzapfen der Kurbelwelle realisieren lässt.
  • 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 der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Lagerung des Hebelelements am Hubzapfen realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die axiale Erstreckung der innenumfangsseitigen Mantelfläche geringer als ein axialer Abstand zwischen jeweiligen, in axialer Richtung voneinander abgewandten Außenseiten der Laschen ist. Hierdurch ist das Hebelelement im Bereich seiner Lagerung am Hubzapfen deutlich gegenüber den Laschen, an denen der Bolzen des Pleuels zu lagern ist, abgestuft, wodurch ein besonders vorteilhafter Kraftfluss darstellbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es bei einem herkömmlichen Hebelelement, welches nicht abgestuft ist, zu einem ungünstigen Kraftfluss kommt, welcher eine unerwünschte und beispielsweise zumindest im Wesentlichen konkave Verformung der Lageraufnahme bewirkt. Herkömmliche Hebelelemente sind nicht abgestuft und demzufolge durchgehend von den Laschen zur innenumfangsseitigen Mantelfläche ausgebildet, so dass üblicherweise die axiale Erstreckung der innenumfangsseitigen Mantelfläche und der axiale Abstand zwischen den jeweiligen Außenseiten der Laschen gleich sind. Infolge der erfindungsgemäßen Abstufung ist das Hebelelement bei der erfindungsgemäßen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine jedoch im Bereich der Lageraufnahme wesentlich schmaler beziehungsweise kürzer als im Bereich der Laschen. Hierdurch kann im Vergleich zu einem durchgehenden Hebelelement auch eine Reibungs- und Gewichtsverringerung der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, da beispielsweise der Hubzapfen hinsichtlich seines Durchmessers so klein wie möglich und so groß wie nötig ausgebildet werden kann. Darüber hinaus kann eine hinreichende Schmierung zwischen dem Hebelelement und dem Hubzapfen auch mit einer nur geringen Menge an Schmiermittel realisiert werden. Bei dem Schmiermittel handelt es sich beispielsweise um Öl.
  • Durch die abgestufte Ausgestaltung des Hebelelements kann insbesondere die Masse des Hebelelements gering gehalten werden bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Festigkeit der Kurbelwelle. In der Folge kann der Durchmesser des Hubzapfens besonders gering ausgestaltet werden. Außerdem lässt sich ein besonders kostengünstiger Werkstoff für die Kurbelwelle einsetzen, so dass die Kosten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine insgesamt besonders gering gehalten werden können.
  • Darüber hinaus können der zuvor geschilderte, ungünstige Kraftfluss und die daraus resultierende, ungünstige Verformung der Lageraufnahme vermieden oder zumindest besonders gering gehalten werden, da sich eine besonders vorteilhafte Krafteinleitung in den Pleuel realisieren lässt. Dadurch kann sich ein für die Schmierung vorteilhafter und tragfähiger Schmiermittelfilm ausbilden. Darüber hinaus lässt sich eine besonders vorteilhafte Schmiermittelversorgung von jeweiligen Lagern, an denen der Bolzen an den Laschen gelagert ist, zwischen dem Hebelelement und dem Pleuel realisieren.
  • Insbesondere ist es möglich, die Lagerung des Hebelelements zum Hubzapfen, das heißt zur Kurbelwelle, besonders schmal auszugestalten und somit gegenüber dem Stand der Technik zu verschmälern. Darüber hinaus ist es möglich, einen besonders großen Radius zwischen dem Hubzapfen und wenigstens einer sich in axialer Richtung an den Hubzapfen anschließenden Kurbelwange der Kurbelwelle zu realisieren, wobei der Hubzapfen über diesen Radius in die Kurbelwange übergeht. Durch einen solchen, gegenüber dem Stand der Technik deutlich vergrößerten Radius zwischen dem Hubzapfen und der Kurbelwange kann eine besonders hohe Festigkeit der Kurbelwelle dargestellt werden.
  • Die genannte Abstufung des Hebelelements kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie wenigstens eine einfache Fase aufweist. Mit anderen Worten ist beispielsweise zwischen der innenumfangsseitigen Mantelfläche und wenigstens einer der Laschen ein Übergangsbereich vorgesehen. Der Übergangsbereich kann sich zumindest teilweise schräg zur axialen Richtung erstrecken. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die schräg zur axialen Richtung verlaufende Erstreckung des Übergangsbereichs durch eine in dem Übergangsbereich angeordnete Fase gebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abstufung so ausgeführt ist, dass sie die Festigkeit optimiertindem sie zumindest im Wesentlichen in einem gleichbleibendem Abstand um einen Innenradius der Laschen herumgezogen ist.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass im Übergangsbereich wenigstens eine Durchgangsöffnung für Schmiermittel, insbesondere Öl, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise durch eine Bohrung gebildet sein. Die Durchgangsöffnung ist von Schmiermittel durchströmbar, so dass das Schmiermittel mittels der Durchgangsöffnung gezielt geführt werden kann. Beispielsweise ist es so möglich, Schmiermittel, welches an der Lagerung des Hebelelements am Hubzapfen austritt, zu den Laschen und somit zum Pleuel zu leiten. Hierbei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Durchgangsöffnung in einem Bereich zwischen den Laschen mündet. Dadurch kann das Schmiermittel in diesen Bereich zwischen die Laschen geführt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass im Übergangsbereich wenigstens eine Fangtasche zum Auffangen vom Schmiermittel vorgesehen ist. Die Fangtasche ist beispielsweise durch einen Hinterschnitt der Abstufung ausgebildet. Mittels der Fangtasche kann beispielsweise Schmiermittel, das aus der Lagerung des Hebelelements am Hubzapfen austritt, aufgefangen werden. Die beispielsweise einenends in den Bereich zwischen den Laschen mündende Durchgangsöffnung mündet andererseits in die Fangtasche, so dass das aufgefangene Schmiermittel mittels der Durchgangsöffnung von der Fangtasche zwischen die Laschen und somit zu dem Pleuel geführt werden kann. Hierdurch kann auf einfache sowie gewichts- und kostengünstige Weise eine hinreichende Versorgung des Pleuels mit Schmiermittel gewährleistet werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindungen 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 jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • 1 und 2 dienen dabei zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines Hubzapfens und eines an dem Hubzapfen gelagerten Hebelelements einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, wobei ein undeformierter Zustand des Hebelelements gezeigt ist;
  • 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht des Hubzapfens und des Hebelelements, welches in einem deformierten Zustand gezeigt ist;
  • 3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Hubzapfens und eines an dem Hubzapfen gelagerten Hebelelements einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, wobei eine axiale Erstreckung einer innenumfangsseitigen Mantelfläche des Hebelelements geringer ist als ein axialer Abstand zwischen jeweiligen, in axialer Richtung voneinander abgewandten Außenseiten von Laschen des Hebelelements; und
  • 4 eine weitere schematische Schnittansicht des Hubzapfens und des Hebelelements gemäß 3 in einer alternativen Ausführung.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 und 2 zeigen in einer schematischen Längsschnittansicht ausschnittsweise eine im Ganzen mit 10 bezeichneten Kurbelwelle einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dient beispielsweise zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Die Kurbelwelle weist in 1 nicht erkennbare Wellenzapfen auf, über welche die Kurbelwelle 10 an einem Kurbelgehäuse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Darüber hinaus weist die Kurbelwelle 10 wenigstens einen Hubzapfen 12 auf. In axialer Richtung schließen sich beidseitig jeweilige Kurbelwangen 14 an den Hubzapfen 12 an. Der Hubzapfen 12 weist eine außenumfangsseitige Mantelfläche 16 auf, welche sich parallel zur axialen Richtung der Kurbelwelle 10 erstreckt und zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus weist die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders auf. In dem Zylinder ist ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Der Kolben ist über einen Bolzen gelenkig mit einem Pleuel verbunden. Wie noch im Folgenden genauer erläutert wird, ist der in 1 nicht dargestellte Pleuel, welcher auch als „Hauptpleuel” bezeichnet wird, über ein Hebelelement in Form eines Querhebels 18 der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig mit den Hubzapfen 12 gekoppelt.
  • Der Querhebel 18 ist am Hubzapfen 12 drehbar gelagert. Dies bedeutet, dass der Querhebel 18 relativ zu dem Hubzapfen 12 drehbar ist. Der Querhebel 18 weist eine Erstreckung auf, welche zumindest im Wesentlichen quer, das heißt senkrecht, zur Drehachse der Kurbelwelle 10 verläuft.
  • Der Querhebel 18 weist eine als Durchgangsöffnung ausgebildete erste Lageraufnahme 20 auf, welche in radialer Richtung der Kurbelwelle 10 nach außen hin durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 22 des Querhebels 18 begrenzt ist. Diese innenumfangsseitige Mantelfläche 22 erstreckt sich parallel zur Drehachse und somit parallel zur axialen Richtung der Kurbelwelle 10 und ist ebenfalls zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildet.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass der Querhebel 18 über die erste Lageraufnahme 20 am Hubzapfen 12 drehbar gelagert ist, wobei der Hubzapfen 12 die Lageraufnahme 20 durchdringt. Insgesamt ist erkennbar, dass der Querhebel 18 an einer ersten Lagerstelle 24 am Hubzapfen 12 gelagert ist.
  • Der Querhebel 18 ist über wenigstens ein Lagerelement 25 an dem Hubzapfen 12 gelagert. Das Lagerelement 25 ist in radialer Richtung zwischen den Mantelflächen 16, 22 angeordnet, wobei der Querhebel 18 in radialer Richtung unter Vermittlung des Lagerelements 25 am Hubzapfen 12 abgestützt ist. Bei dem Lagerelement 25 handelt es sich beispielsweise um ein Gleitlagerelement, insbesondere um eine Lagerschale beziehungsweise eine Gleitlagerschale.
  • Dabei sind die Mantelflächen 16, 22 konzentrisch zueinander angeordnet. Ferner umgibt die innenumfangsseitige Mantelfläche 22 die außenumfangsseitige Mantelfläche 16 in axialer Richtung zumindest teilweise und in Umfangsrichtung des Hubzapfens 12 vollständig.
  • Der Querhebel 18 weist zwei Laschen 26, 28 auf. Die Laschen 26, 28 sind in axialer Richtung der Kurbelwelle 10 aneinander gegenüberliegend angeordnet und voneinander beabstandet. Dadurch ist in axialer Richtung zwischen den Laschen 26, 28 ein Bereich 30 vorgesehen, welcher in axialer Richtung von den Laschen 26, 28 begrenzt ist. Die Laschen 26, 28 sind über einen Steg 33 des Querhebels 18 miteinander verbunden, wobei die Laschen 26, 28 einstückig mit dem Steg 33 ausgebildet sind.
  • Die Laschen 26, 28 weisen jeweils eine zweite Lageraufnahme 32, 34 auf. Die jeweiligen zweiten Lageraufnahmen 32, 34 sind ebenfalls als Durchgangsöffnungen ausgebildet. Dies bedeutet, dass die als Durchgangsöffnung ausgebildete, zweite Lageraufnahme 32 die Lasche 26 vollständig durchdringt, wobei die als Durchgangsöffnung ausgebildete zweite Lageraufnahme 34 die Lasche 28 vollständig durchdringt. Die Lageraufnahmen 32, 34 sind in gegenseitiger Überdeckung angeordnet, so dass also die Lageraufnahme 34 in axialer Richtung mit der Lageraufnahme 32 fluchtet beziehungsweise umgekehrt.
  • Die Lageraufnahmen 32, 34 dienen zum Lagern eines in 1 nicht dargestellten weiteren Bolzens, über welchen der zuvor genannte Pleuel mit dem Querhebel gelenkig verbindbar ist. Der weitere Bolzen zum Koppeln des Pleuels mit dem Querhebel 18 wird beispielsweise in axialer Richtung der Kurbelwelle 10 durch eine der zweiten Lageraufnahmen 32, 34 hindurch gesteckt und zumindest teilweise in die andere der Lageraufnahmen 32, 34 eingesteckt. Dadurch ist der weitere Bolzen am Querhebel 18 doppelt gelagert.
  • Die Lasche 26 weist eine der Lasche 28 in axialer Richtung abgewandte Außenseite 36 auf. Die Lasche 28 weist eine in axialer Richtung der Lasche 26 abgewandte Außenseite 38 auf. Aus 1 ist erkennbar, dass die jeweiligen Außenseiten 36, 38 in axialer Richtung voneinander abgewandt sind.
  • Gemäß 1 ist der Querhebel 18 als in radialer Richtung durchgängiger oder durchgehender Querhebel ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Querhebel 18 nicht abgestuft ist, so dass eine axiale Erstreckung a1 der innenumfangsseitigen Mantelfläche 22 und ein axialer Abstand a2 zwischen den Außenseiten 36, 38 gleich sind.
  • Der Querhebel 18 ist beispielsweise mittelbar mit einer in 1 nicht gezeigten Stellwelle gelenkig gekoppelt. Wird die Stellwelle um eine Drehachse gedreht, so wird dadurch eine Drehung des Querhebels 18 relativ zum Hubzapfen 12 bewirkt. Aufgrund der geschilderten gelenkigen Kopplung des Querhebels 18 mit dem Pleuel resultiert aus dieser Verdrehung des Querhebels 18 relativ zum Hubzapfen 12 eine translatorische Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder, so dass dadurch ein Verdichtungsverhältnis des Zylinders und somit der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine variabel eingestellt werden kann.
  • Der Abstand a2 ist beispielsweise vorgesehen, um eine hinreichend stabile und robuste Lagerung des weiteren Bolzens am Querhebel 18 zu realisieren. Die dem Abstand a2 entsprechende axiale Erstreckung a1 ist jedoch bezogen auf an der Lagerstelle 24 wirkende Belastungen eigentlich überdimensioniert. Mit anderen Worten könnte die axiale Erstreckung a1 unter Festigkeitsaspekten auch geringer als der Abstand a2 sein.
  • 1 zeigt den Querhebel 18 in einem undeformierten Zustand. 2 zeigt den Querhebel 18 in einem deformierten Zustand. Zu dieser Deformation des Querhebels 18 kommt es beispielsweise während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Die in 2 veranschaulichte Deformation resultiert aus einem nur ungünstigen Kraftfluss, der zu einer nachteilhaften konkaven Verformung der als Kurbelwellenlager fungierenden Lageraufnahme 20 führt.
  • Anhand von 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele des Querhebels 18 veranschaulicht, bei welchen die in 2 veranschaulichte Deformierung des Querhebels 18 vermieden oder zumindest gering gehalten werden kann.
  • Den anhand von 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsformen des Querhebels 18 ist gemein, dass die axiale Erstreckung a1 der innenumfangsseitigen Mantelfläche 22 wesentlich geringer als der axiale Abstand a2 ist. Mit anderen Worten ist der Querhebel 18 von den als Bolzenlagern fungierenden Laschen 26, 28 zum Kurbelwellenlager (Lageraufnahme 20) hin deutlich abgestuft ausgebildet. Dadurch kann ein vorteilhafter Kraftfluss realisiert werden, so dass unerwünschte Deformationen des Querhebels 18 zumindest gering gehalten werden können.
  • Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass der Hubzapfen 12 und insbesondere die außenumfangsseitige Mantelfläche 16 beidseitig über einen jeweiligen Radius R in die jeweilige Kurbelwange 14 übergeht. Bei dem Radius R handelt es sich somit um einen sogenannten Übergangsradius. Gemäß 1 und 2 ist der jeweilige Radius R relativ klein. In Zusammenschau mit 3 und 4 ist erkennbar, dass die abgestufte Ausgestaltung des Querhebels 18 eine gegenüber 1 und 2 wesentlich größere Ausgestaltung des Radius R ermöglicht.
  • Hierdurch können Spannungen in der Kurbelwelle 10 besonders gering gehalten werden, so dass der Hubzapfen 12 mit nur einem sehr geringen Durchmesser ausgestaltet werden kann. Darüber hinaus kann die Kurbelwelle 10 aus einem besonders kostengünstigen Werkstoff hergestellt werden. Dadurch können das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine insgesamt gering gehalten werden.
  • Aus 3 und 4 ist erkennbar, dass zwischen der innenumfangsseitigen Mantelfläche 22 und beispielsweise der Lasche 26 und/oder der Lasche 28, insbesondere der jeweiligen, zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse verlaufenden Außenseite 36 und/oder 38, ein Übergangsbereich 40 vorgesehen ist. In 3 ist anhand der bezogen auf die Bildebene von 3 linken Lasche 26 eine mögliche erste Ausführungsform des Übergangsbereichs 40 und somit des Querhebels 18 veranschaulicht. Anhand der rechten Lasche 28 ist eine zweite Ausführungsform des Übergangsbereichs 40 und somit des Querhebels 18 veranschaulicht. Der linke Übergangsbereich 40 erstreckt sich schräg zur axialen Richtung der Kurbelwelle 10. Vorliegend ist im Übergangsbereich 40 auf der linken Seite eine Fase 42 vorgesehen. Mit anderen Worten ist bei der ersten Ausführungsform die genannte Abstufung als Fase 42 ausgebildet. Bei der anhand der rechten Lasche 28 veranschaulichten, zweiten Ausführungsform ist die Abstufung mit einer konstanten Wandstärke um den Innenradius ausgestaltet, wobei unterschiedliche Formen denkbar sind.
  • Darüber hinaus ist im jeweiligen Übergangsbereich 40 eine Durchgangsöffnung 44 angeordnet, welche von Schmiermittel, insbesondere Öl, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. Die jeweilige Durchgangsöffnung 44 mündet einerseits in den Bereich 30 zwischen den Laschen 26, 28. Andererseits mündet die jeweilige Durchgangsöffnung 44 in den Bereich des Radius R. Dadurch kann aus der Lagerstelle 24 austretendes Schmiermittel über die Durchgangsöffnung 44 von der Lagerstelle 24 zwischen die Laschen 26, 28 und somit zu den Bolzenlagern geführt werden.
  • In 4 ist eine dritte Ausführungsform des Übergangsbereichs 40 und somit des Querhebels 18 veranschaulicht. Im jeweiligen Übergangsbereich 40 ist dabei eine Fangtasche 46 zum Auffangen des Schmiermittels vorgesehen. Die Fangtasche 46 ist dabei als Hinterschnitt ausgebildet. Die Fangtasche 46 läuft beispielsweise in Umfangsrichtung des Hubzapfens 12 um diesen vollständig um und kann beispielsweise als Fangrinne ausgebildet sein. Dabei mündet die Durchgangsöffnung 44 in der Fangtasche 46. Dadurch kann Schmiermittel, dass sich in der Fangtasche 46 sammelt beziehungsweise mittels dieser aufgefangen wird, über die jeweilige Durchgangsöffnung 44 in den Bereich 30 geführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kurbelwelle
    12
    Hubzapfen
    14
    Kurbelwange
    16
    außenumfangsseitige Mantelfläche
    18
    Querhebel
    20
    Lageraufnahme
    22
    innenumfangsseitige Mantelfläche
    24
    Lagerstelle
    25
    Lagerelement
    26
    Lasche
    28
    Lasche
    30
    Bereich
    32
    zweite Lageraufnahme
    33
    Steg
    34
    zweite Lageraufnahme
    36
    Außenseite
    38
    Außenseite
    40
    Übergangsbereich
    42
    Fase
    44
    Durchgangsöffnung
    46
    Fangtasche
    a1
    axiale Erstreckung
    a2
    axialer Abstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1835146 B1 [0002]
    • DE 102012020027 A1 [0002]

Claims (7)

  1. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, mit einer Kurbelwelle (10) und mit wenigstens einem Hebelelement (18), welches eine von einer innenumfangsseitigen und sich parallel zur axialen Richtung erstreckenden Mantelfläche (22) des Hebelelements (18) begrenzte Lageraufnahme (20) aufweist, über welche das Hebelelement (18) an einem die Lageraufnahme (20) durchdringenden Hubzapfen (12) der Kurbelwelle (10) drehbar gelagert ist, wobei das Hebelelement (18) wenigstens zwei in axialer Richtung der Kurbelwelle (10) einander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Laschen (26, 28) aufweist, welche jeweilige, in gegenseitiger Überdeckung angeordnete weitere Lageraufnahmen (34, 36) zum Lagern eines Bolzens aufweisen, über welchen ein Pleuel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gelenkig mit dem Hebelelement (18) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung (a1) der innenumfangsseitigen Mantelfläche (22) geringer als ein axialer Abstand (a2) zwischen jeweiligen, in axialer Richtung voneinander abgewandten Außenseiten (36, 38) der Laschen (26, 28) ist.
  2. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der innenumfangsseitige Mantelfläche (22) und wenigstens einer der Laschen (26, 28) ein Übergangsbereich (40) vorgesehen ist.
  3. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Übergangsbereich (40) zumindest teilweise schräg zur axialen Richtung erstreckt.
  4. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Übergangsbereich (40) eine Fase (42) vorgesehen ist.
  5. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Übergangsbereich (40) wenigstens eine Durchgangsöffnung (44) für Schmiermittel der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist.
  6. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (44) in einen Bereich (30) zwischen den Laschen (26, 28) mündet.
  7. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich (40) wenigstens eine Fangtasche (46) zum Auffangen von Schmiermittel vorgesehen ist.
DE102014005979.0A 2014-04-24 2014-04-24 Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis Withdrawn DE102014005979A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005979.0A DE102014005979A1 (de) 2014-04-24 2014-04-24 Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005979.0A DE102014005979A1 (de) 2014-04-24 2014-04-24 Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014005979A1 true DE102014005979A1 (de) 2015-10-29

Family

ID=54261455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014005979.0A Withdrawn DE102014005979A1 (de) 2014-04-24 2014-04-24 Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014005979A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012020027A1 (de) 2012-10-12 2013-05-02 Daimler Ag Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis
EP1835146B1 (de) 2006-03-15 2013-05-15 Nissan Motor Co., Ltd. Kurbelmechanismus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1835146B1 (de) 2006-03-15 2013-05-15 Nissan Motor Co., Ltd. Kurbelmechanismus
DE102012020027A1 (de) 2012-10-12 2013-05-02 Daimler Ag Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004009376T2 (de) Gleitlager
DE102014101929A1 (de) Pleuelstange und Verbrennungsmotor
DE102013021065A1 (de) Kolbenmaschine mit Stützkolben
DE19828847A1 (de) Kolbenbolzenbuchse
DE102008059621A1 (de) Lageranordnung für eine Kurbelwelle
DE102013206512A1 (de) Verbrennungsmotor
DE102016110279A1 (de) Rückschlagventil für ein Pleuel für eine variable Verdichtung einer Brennkraftmaschine sowie Pleuel mit einem derartigen Rückschlagventil
DE102015217911A1 (de) Kolben für eine Brennkraftmaschine
DE102015110663A1 (de) Verbrennungsmotor
DE102012203145A1 (de) Verstellbare Nockenwelle
DE102015103206A1 (de) Pleuelstange und Verbrennungsmotor
DE102014005979A1 (de) Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis
DE102011083134A1 (de) Pleuel
DE102013021635A1 (de) Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE102007017153A1 (de) Hubkolben-Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung
DE102010050621A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102012020027A1 (de) Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis
DE102019124376A1 (de) Kolben für Brennkraftmaschinen
EP2090757A2 (de) Kipphebelanordnung mit einer Nuten aufweisenden Lagerschale
DE69605567T2 (de) Kurbelwelle für eine brennkraftmaschine mit mehreren zylindern
DE102019122877A1 (de) Kolben einer Brennkraftmaschine
DE102010063191A1 (de) Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
DE102012004888A1 (de) Lagerungsanordnung einer Kurbelwelle an einem Kurbelgehäuse
DE102014011632A1 (de) Lagerungsanordnung eines Hauptpleuels für eine Hubkolbenmaschine sowie eine Hubkolbenmaschine
DE102020115872A1 (de) Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee