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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung für eine hydraulisch verstellbare Pleuelstangeneinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit: einer in einem Hublagerauge der Pleuelstangeneinrichtung angeordneten Lagerschale, welche eine an einer Innenfläche (39) der Lagerschale angeordnete und umfänglich in mehrere Segmente aufgeteilte Hydraulikfluidnut aufweist; und einer Kurbelwelleneinrichtung, welche zum Versorgen der Hydraulikfluidnut mit Hydraulikfluid eine verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung aufweist, wobei sich die Segmente der Hydraulikfluidnut und die verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung derart in fluidischer Wirkverbindung befinden, dass bei einer Rotation der Kurbelwelleneinrichtung relativ zu dem Hublagerauge die Hydraulikfluidnut zumindest über einen vorbestimmten Winkelabschnitt mit Hydraulikfluid versorgbar ist, wobei die verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung der Kurbelwelleneinrichtung eine Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung und zumindest eine von dieser abzweigende Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Pleuelstangeneinrichtung mit einer derartigen Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung und eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung oder mit einer derartigen Pleuelstangeneinrichtung.
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Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
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Bei Brennkraftmaschinen wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors aus. Bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, insbesondere Ottomotoren, die ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ des Verbrennungsmotors vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich der Brennkraftmaschinen, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich einer Brennkraftmaschinen kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sind verschiedene Systeme beschrieben. Beispielsweise kann zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses eine effektive Pleuellänge durch ein Verdrehen eines verstellbaren Pleuelauges eingestellt werden. Eine derartige verstellbare Pleueleinrichtung wird auch als sogenannte VCR-Pleueleinrichtung (Variable Compression Ratio) bezeichnet.
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Das Verstellen des Pleuelauges wird bei einer der Anmelderin betriebsbekannten Anordnung durch Einwirken von Massen- und Gaskräften der Brennkraftmaschinen initiiert, wobei die Verstellbewegung des Pleuelauges durch mit Hydraulikfluid, insbesondere Motoröl, beaufschlagte Kolben unterstützt wird. Die Kolben sind dabei in eine Pleuelstange der Pleueleinrichtung integriert. Zur Regelung der Verstellbewegung des exzentrischen Pleuelauges wird jeweils einer der Kolben mit Motoröl druckbeaufschlagt, während der andere Kolben drucklos geschaltet ist. Die Ansteuerung der Kolben erfolgt beispielsweise mittels einer in oder an der Pleuelstange angeordneten Ventileinrichtung. Das Motoröl wird über die Kurbelwelle bzw. mittels einer in der Kurbelwelle vorgesehenen Ölversorgungsbohrung, welche mit der Ölpumpe der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, zur Verfügung gestellt. Um eine kontinuierliche Versorgung der Kolben wahrend einer gesamten Umdrehung der Kurbelwelle mit Motoröl zu gewährleisten kann in einer Lagerschale eines Hublagers der Pleuelstange eine umlaufende Nut vorgesehen sein, welche mit einer ÖIversorgungsbohrung der Kurbelwelle in Wirkverbindung ist. Durch das Vorsehen der umlaufenden Nut wird allerdings die Lagertragfähigkeit der Lagerschale geschwächt. Diese Schwächung kann durch eine entsprechende Verbreiterung der Lagerschale zumindest teilweise kompensiert werden. Bei Brennkraftmaschinen, bei denen beispielsweise aus Packagegründen, eine Verbreiterung der Lagerschale konstruktiv nicht möglich ist muss jedoch nachteiliger Weise auf den Einsatz einer VCR-Pleueleinrichtung verzichtet werden. Dies gilt es verständlicherweise zu vermeiden.
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Des Weiteren sind gattungsgemäße Hydraulikfluid-Versorgungsanordnungen aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 19 03 049 A und
DE 29 36 006 A1 bekannt. Hierbei sind Versorgungshauptbohrungen vorgesehen, die entlang der jeweiligen Mittelachse verlaufen und dann in den Pleuellagerzapfen unter einem Winkel abzweigen. Diese Versorgungshauptbohrungen bedingen einen hohen Aufwand in der Herstellung.
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Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung zu schaffen, welches die den oben genannten Nachteil beseitigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Pleuelstangeneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 und/oder durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Demgemäß ist eine Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung für eine hydraulisch verstellbare Pleuelstangeneinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen, die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung mit einer Mittelachse gleichzeitig einen in einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine gelagerten Hauptlagerzapfen der Kurbelwelleneinrichtung und einen in der Lagerschale zumindest abschnittsweise aufgenommenen Pleuellagerzapfen der Kurbelwelleneinrichtung durchdringt, wobei die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung eine Lagerfläche des Hauptlagerzapfens mit einer Lagerfläche des Pleuellagerzapfens fluidisch wirkverbindet. Hierdurch wird das Hydraulikfluid gleichmäßig auf die Segmente der Hydraulikfluidnut verteilt und eine Hydraulikfluidzufuhr von einem Hauptlager der Kurbelwelleneinrichtung zu der Lagerschale gewährleistet.
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Ferner ist eine Pleuelstangeneinrichtung mit einer derartigen Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung vorgesehen.
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Noch ferner ist eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung oder mit einer derartigen Pleuelstangeneinrichtung vorgesehen.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht nun darin, an der Innenfläche der Lagerschale eine segmentierte Hydraulikfluidnut vorzusehen, welche mit einer verzweigten Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung der Kurbelwelleneinrichtung in fluidischer Wirkverbindung ist. Obwohl die Hydraulikfluidnut lediglich segmentiert ausgebildet ist und die Innenfläche der Lagerschale daher nicht vollumfänglich umläuft ist es mit dieser Anordnung möglich, ein in oder an der Pleuelstangeneinrichtung angeordnetes Bauelement nahezu kontinuierlich und im Wesentlichen ohne Druckschwankungen mit Hydraulikfluid zu versorgen. Mit der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung ist eine sichere Funktion der hydraulisch verstellbaren Pleuelstangeneinrichtung gewährleistet, ohne die Funktion der Lagerung der Pleuelstangeneinrichtung wesentlich zu beeinflussen.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung ist bei der Rotation der Kurbelwelleneinrichtung relativ zu dem Hublagerauge stets zumindest ein Segment der Hydraulikfluidnut mit Hydraulikfluid versorgbar ist. Dies ermöglicht vorteilhaft das Unterbinden jeglicher Druckschwankungen bei der Versorgung mit Hydraulikfluid.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung sind die Segmente der Hydraulikfluidnut lediglich an von Gas- und/oder Massenkräften unbelasteten Umfangsabschnitten der Lagerschale angeordnet. Dies ermöglicht eine belastungsgerechte Gestaltung der Hydraulikfluidnut. Dabei befinden sich die Segmente der Hydraulikfluidnut bevorzugt in niedrig belasteten Bereichen der Lagerschale mit ausreichender Schmierspalthöhe. Hierdurch erhöht sich die Lebensdauer der Lagerschale.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung sind die Segmente der Hydraulikfluidnut an der Innenfläche der Lagerschale umfänglich gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet, wodurch die Herstellung der Segmente der Hydraulikfluidnut und die Montage der Lagerschale vereinfacht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung weist die Hydraulikfluidnut zumindest ein erstes Segment und zumindest ein zweites Segment auf, wobei das zumindest eine erste Segment einen ersten Umfangswinkel und das zumindest eine zweite Segment einen zweiten Umfangswinkel umfasst, wobei die Umfangswinkel insbesondere jeweils einen Wert von etwa 90° aufweisen. Hierdurch wird ein möglichst großer Winkelbereich der Innenfläche der Lagerschale von den Segmenten der Hydraulikfluidnut abgedeckt, wodurch stets eine Überdeckung der Segmente und der verzweigten Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung gewährleistet ist. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung weist jedes der Segmente zumindest eine die Lagerschale durchdringende Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung auf, welche das jeweilige Segment fluidisch mit einer Verstelleinrichtung der hydraulisch verstellbaren Pleuelstangeneinrichtung wirkverbindet, wodurch eine fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herzustellende fluidische Verbindung zwischen der Hydraulikfluidnut und der Verstelleinrichtung gewährleistet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung ist die Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung jeweils an einem Endabschnitt des jeweiligen Segmentes der Hydraulikfluidnut angeordnet. Hierdurch kann eine Fluidleitung der Verstelleinrichtung vorteilhaft möglichst kurz gestaltet werden, wodurch Strömungsverluste des Hydraulikfluides in der Fluidleitung reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung durchdringt die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung lediglich den Pleuellagerzapfen, wobei die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung mit der Lagerfläche des Pleuellagerzapfens fluidisch wirkverbindet, wodurch eine zweite fluidische Verbindung zwischen der Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung und der Lagerfläche gewährleistet ist, wodurch das Hydraulikfluid gleichmäßig verteilt wird.
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Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung sind eine Mittelachse der Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung und eine Mittelachse der Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung in etwa senkrecht zueinander positioniert. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit der verzweigten Hydraulikfluidversorgungsbohrung.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
- 1 eine Querschnittsansicht einer verstellbaren Pleuelstangenanordnung mit einer bevorzugten Ausführungsform einer Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung;
- 2 eine Detailansicht der bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung gemäß 1;
- 3 eine Aufsicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Lagerschale der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung gemäß 1;
- 4 eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung gemäß 1; und
- 5 eine Aufsicht der bevorzugten Ausführungsform der Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung gemäß 1.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die 1 illustriert eine beispielhafte Ausführungsform einer, insbesondere hydraulisch, verstellbaren Pleuelstangeneinrichtung 1 einer Brennkraftmaschine, welche ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist. Die Pleuelstangeneinrichtung 1 weist eine Pleuelstange 2 mit einer an einem ersten, einem Kolben der Brennkraftmaschine zugeordneten, Endabschnitt 3 angeordneten verstellbaren Exzentereinrichtung 4 auf. Die Exzentereinrichtung 4 weist ein, insbesondere exzentrisch ausgebildetes, Pleuellagerauge 5 mit einer bevorzugt zentrisch angeordneten Mittelachse 6 auf. Die Exzentereinrichtung 4 ist relativ zu der Mittelachse 6 an dem ersten Endabschnitt 3 der Pleuelstange 2 verschwenkbar montiert. Parallel und beabstandet zu der Mittelachse 6 des Pleuellagerauges 5 ist eine nicht dargestellte Kolbenbolzenbohrung des Pleuellagerauges 5 mit einer Mittelachse 7 angeordnet. Die Kolbenbolzenbohrung kann einen Kolbenbolzen aufnehmen, mittels welchem der Kolben der Brennkraftmaschine mit der Pleuelstangeneinrichtung 1 mechanisch gekoppelt wird. Die verstellbare Exzentereinrichtung 4 dient zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff der Pleuelstangeneinrichtung 1. Als effektive Pleuelstangenlänge leff ist ein Abstand einer Mittelachse 8 eines an einem zweiten, dem ersten Endabschnitt 3 abgewandten, Endabschnitt 9 der Pleuelstange 2 angeordneten Hublagerauges 10 zu der exzentrisch angeordneten Mittelachse 7 der Kolbenbolzenbohrung definiert.
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Ein Verdrehen der verstellbaren Exzentereinrichtung 4 wird durch ein Einwirken von Massen- und Lastkräften der Brennkraftmaschine initiiert, welche bei einem Arbeitstakt derselben auf die verstellbare Exzentereinrichtung 4 wirken. Während eines Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzentereinrichtung 4 wirkenden Kräfte kontinuierlich. Die Drehbewegung der Exzentereinrichtung 4 wird durch mit Hydraulikfluid, insbesondere Motoröl der Brennkraftmaschine, beaufschlagte in der Pleuelstange 2 integrierte Arbeitskolben 11, 12 unterstützt, bzw. die Arbeitskolben 11, 12 verhindern ein Rückstellen der Exzentereinrichtung 4 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzentereinrichtung 4 wirkenden Kräfte. Das Hydraulikfluid wird vorzugsweise mittels einer Strömungsmaschine, beispielsweise einer Ölpumpe der Brennkraftmaschine, gefördert. Die Arbeitskolben 11, 12 sind vorzugsweise symmetrisch zu einer Mittelebene 13 der Pleuelstange 2 angeordnet. Die Arbeitskolben 11, 12 sind jeweils mittels einer Exzenterstange 14, 15 mit entsprechenden Anlenkabschnitten 16, 17 eines Exzenterkörpers 18 der Exzentereinrichtung 4 mechanisch gekoppelt. Die Arbeitskolben 11, 12 sind jeweils mittels Fluidleitungen 19, 20 mit dem Hublagerauge 10 der Pleuelstange 2 fluidisch verbunden. Die Fluidleitungen 19, 20 sind vorzugsweise als in die Pleuelstange 2 eingebrachte Bohrungen 19, 20 ausgebildet.
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Bevorzugt im Bereich des Hublagerauges 10, insbesondere symmetrisch zu der Ebene 13, ist ein, insbesondere hydraulisches, Umschaltventil 21 der verstellbaren Pleuelstangeneinrichtung 1 vorgesehen. Die Fluidleitungen 19, 20 sind vorzugsweise jeweils über eine weitere Fluidleitung 22, 23 mit dem Umschaltventil 21, insbesondere mit einem Fluidvorratsbehälter 24 des Umschaltventils 21, fluidisch wirkverbunden. Die Fluidleitung 22 zweigt vorzugsweise von der Fluidleitung 19 ab und die Fluidleitung 23 zweigt vorzugsweise von der Fluidleitung 20 ab. Alternativ kann anstelle der Fluidleitungen 22, 23 auch eine an einer Innenfläche 25 des Hublagerauges 10 vorgesehene Nut ausgebildet sein, welche die Fluidleitungen 19, 20 und das Umschaltventil 21, insbesondere den Fluidvorratsbehälter 24, miteinander fluidisch wirkverbindet. Die Exzentereinrichtung 4, die Exzenterstangen 14, 15, die Arbeitskolben 11, 12, die Fluidleitungen 19, 20, 22, 23 und das Umschaltventil 21 bilden eine, insbesondere hydraulische, Verstelleinrichtung 26 der Pleuelstangeneinrichtung 1. Jeweils ein Rückschlagventil 27, 28 der Arbeitskolben 11, 12 verhindert ein Rückfließen des Hydraulikfluides aus Arbeitsräumen 29, 30 der Arbeitskolben 11, 12 zurück in die Fluidleitungen 19, 20 bzw. in einen Motorinnenraum der Brennkraftmaschine. Der Arbeitsraum 29 des Arbeitskolbens 11 ist mittels einer Fluidleitung 31 fluidisch mit dem Motorinnenraum verbunden und der Arbeitsraum 30 des Arbeitskolbens 12 ist mittels einer Fluidleitung 32 mit dem Motorinnenraum fluidisch wirkverbunden. Die fluidische Verbindung jeweils einer der Fluidleitungen 31, 32 zum Motorinnenraum hin ist mittels des Umschaltventils 21 entweder blockierbar oder freigebbar.
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In der Darstellung der 1 ist ein Ventilkörper 33 des Umschaltventils 21 derart positioniert, dass die Fluidleitung 31 fluidisch mit dem Motorinnenraum in Verbindung steht. Durch die Fluidleitung 19 in den Arbeitsraum 29 des Arbeitskolbens 11 eindringendes Hydraulikfluid fließt durch die Fluidleitung 31 sogleich in den Motorinnenraum ab. Der Arbeitskolben 11 ist also mittels des Umschaltventils 21 drucklos geschaltet. Eine Druckentlastung der Fluidleitung 32 des Arbeitskolbens 12 ist mittels des Ventilkörpers 33 des Umschaltventils 21 gesperrt. Das heißt, der Arbeitsraum 30 des Arbeitskolbens 12 wird über die Fluidleitung 20 mit Hydraulikfluid beaufschlagt. Das Rückschlagventil 28 unterbindet ein Rückströmen des Hydraulikfluides aus dem Arbeitsraum 30 in die Fluidleitung 20. Der Arbeitsraum 30 wird kontinuierlich mit Hydraulikfluid befüllt. Gleichzeitig wird dem Umschaltventil 21, insbesondere dem Fluidvorratsbehälter 24, über die Fluidleitung 19 und die von dieser abzweigende Fluidleitung 23 und die Fluidleitungen 19 und 22 Hydraulikfluid zugeführt. Die verstellbare Exzentereinrichtung 4 wird sich dadurch aufgrund der auf sie wirkenden Massen- und Lastkräfte der Brennkraftmaschine unterstützt durch den mit Druck beaufschlagten Arbeitsraum 30 des Arbeitskolbens 12 entgegen dem Uhrzeigersinn nach links verdrehen, wie mittels des Pfeils 34 illustriert. Durch dieses Verdrehen der hydraulisch verstellbaren Exzentereinrichtung 4 reduziert sich die effektive Pleuelstangenlänge leff, wodurch sich das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine ändert. Das hydraulische Umschaltventil 21 kann beispielsweise durch eine kurzzeitige Erhöhung des Hydraulikfluiddrucks derart umgeschaltet werden, dass der Arbeitskolben 12 drucklos geschaltet wird und das Arbeitsvolumen 29 des Arbeitskolbens 11 mit Hydraulikfluid beaufschlagt wird. Durch ein Umschalten des Umschaltventils 21 wird sich die hydraulisch verstellbare Exzentereinrichtung 4 entgegen Pfeil 34 nach rechts bewegen, wodurch die effektive Pleuelstangenlänge leff vergrößert wird.
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Zum Versorgen der Verstelleinrichtung 26 der Pleuelstangeneinrichtung 1 mit Hydraulikfluid weist diese eine Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung 35 auf. Die Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung 35 ist selbstverständlich zur Versorgung beliebiger Bauelemente und/oder Baugruppen mit Hydraulikfluid geeignet und wird lediglich zur Verdeutlichung im Zusammenhang mit der Verstelleinrichtung 26 bzw. der Pleueleinrichtung 1 erläutert. Die Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung 35 weist eine in dem Hublagerauge 10 der Pleuelstangeneinrichtung 1 angeordnete Lagerschale 36 auf. Die hohlzylindrische Lagerschale 36 ist in den 2 und 3 schematisch illustriert. Die Lagerschale 36 ist insbesondere als Gleitlager 36 ausgebildet. Die Lagerschale 36 weist beispielsweise zwei Lagerhalbschalen 37, 38 auf, welche die Lagerschale 36 horizontal teilen. Beispielsweise ist die Lagerschale 37 als obere Lagerschale 37 und die Lagerschale 38 als untere Lagerschale 38 ausgebildet. An einer Innenfläche 39 der Lagerschale 36 ist vorzugsweise eine bezüglich der Innenfläche 39 umfänglich in mehrere Segmente 40, 41 aufgeteilte Hydraulikfluidnut 42 vorgesehen. Die Lagerschale 36 weist eine Lagerbreite b auf und befindet sich mittels einer Außenfläche 64 mit der Innenfläche 25 des Hublagerauges 10 in berührendem Kontakt. Die Lagerschale 36 weist beispielsweise einen dem Umschaltventil 21 zugeordneten, im Wesentlichen durch Gaskräfte beaufschlagten, umfänglichen Abschnitt 43 und einen dem Umschaltventil 21 abgewandten im Wesentlichen durch Massenkräfte beaufschlagten umfänglichen Abschnitt 44 auf. Die Segmente 40, 41 der Hydraulikfluidnut 42 sind bevorzugt in von Gas und/oder Massenkräften unbelasteten umfänglichen Abschnitten 45, 46 der Lagerschale 36 angeordnet.
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Vorzugsweise sind die Segmente 40, 41 der Hydraulikfluidnut 42 an der Innenfläche 39 der Lagerschale 36 umfänglich gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Insbesondere weist die Hydraulikfluidnut 42 zwei Segmente 40, 41 auf. Die Anzahl der Segmente 40, 41 ist beliebig und nicht auf zwei Segmente begrenzt. Beispielsweise kann die Lagerschale 36 auch lediglich ein Segment oder drei oder vier Segmente aufweisen. Die Segmente 41, 42 können sich jeweils über beide Lagerhalbschalen 37, 38 der Lagerschale 36 erstrecken. Vorzugsweise verlaufen die Segmente 40, 41 jeweils vollständig entlang der gering belasteten umfänglichen Abschnitte 45, 46 an der Innenfläche 39. Die Segmente 40, 41 können alternativ lediglich abschnittsweise in den gering belasteten Abschnitten 45, 46 und/oder zumindest abschnittsweise in den mechanisch hoch belasteten umfänglichen Abschnitten 43, 44 verlaufen. Vorzugsweise schließt jedes der Segmente 40, 41 jeweils einen Umfangswinkel α1, α2 von etwa 90° ein. Die Hydraulikfluidnut 42 ist vorzugsweise bezüglich der Lagerbreite b der Lagerschale 36 mittig angeordnet und weist beispielsweise eine rechteckige, halbrunde, ovale, dreieckige oder beliebige Querschnittsform auf. Alternativ kann anstelle der mittig bezüglich der Lagerbreite b angeordneten Hydraulikfluidnut 42 eine Vielzahl, beispielsweise zwei, axial voneinander beabstandete, Hydraulikfluidnuten vorgesehen sein.
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Das erste Segment 40 der Hydraulikfluidnut 42 weist bevorzugt in einem dem Umschaltventil 21 zugeordneten Endabschnitt 47 eine die Lagerschale 36 durchdringende Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung 49 und das zweite Segment 41 weist bevorzugt in einem dem Umschaltventil 21 zugeordneten Endabschnitt 48 eine die Lagerschale 36 durchdringende Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung 50 auf. Die Endabschnitte 47, 48 mit den zugehörigen Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnungen 49, 50 sind insbesondere an der oberen Lagerhalbschale 37 angeordnet. Die Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnungen 49, 50 verbinden die Segmente 40, 41 fluidisch mit der Außenfläche 64 der Lagerschale 36. In einem montierten Zustand der Lagerschale 36 in dem Hublagerauge 10 der Pleuelstange 2 ist das jeweilige Segment 40, 41 mit der Verstelleinrichtung 26 fluidisch verbunden. Beispielsweise ist die Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung 49 des ersten Segmentes 40 mit der Fluidleitung 19 und die Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung 50 des zweiten Segmentes 41 mit der Fluidleitung 20 der Verstelleinrichtung 26 fluidisch wirkverbunden.
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Die Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung 35 weist eine in den 4 und 5 illustrierte Kurbelwelleneinrichtung 51 auf, welche zum Versorgen der Hydraulikfluidnut 42 mit Hydraulikfluid eine verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 aufweist. Die Segmente 40, 41 der Hydraulikfluidnut 42 und die verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 sind vorzugsweise derart in fluidischer Wirkverbindung, dass bei einer Rotation der Kurbelwelleneinrichtung 51 relativ zu dem Hublagerauge 10 der Pleuelstange 2 die Hydraulikfluidnut 42 bzw. deren Segmente 40, 41 zumindest über einen vorbestimmten Winkelabschnitt mit Hydraulikfluid versorgbar ist. Der vorbestimmte Winkelabschnitt ist insbesondere ein Winkelabschnitt eines Drehwinkels, beispielsweise einer vollen Umdrehung. Der Kurbelwelleneinrichtung. Dadurch, dass die Hydraulikfluidnut 42 über den vorbestimmten Winkelabschnitt mit Hydraulikfluid versorgt wird, ergibt sich insbesondere eine getaktete Versorgung mit Hydraulikfluid. Vorzugsweise wird bei der Rotation der Kurbelwelleneinrichtung 51 relativ zu dem Hublagerauge 10 der Pleuelstange 2 stets zumindest eines der Segmente 40, 41 der Hydraulikfluidnut 42 mittels der verzweigten Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 mit Hydraulikfluid versorgt. Dies ermöglicht eine ungetaktete, kontinuierliche Versorgung der Hydraulikfluidnut 42 mit Hydraulikfluid. Alternativ können sich die Segmente 40, 41 gleichzeitig oder zumindest zeitweise gleichzeitig mit der Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 in Wirkverbindung befinden.
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Die Kurbelwelleneinrichtung 51 weist vorzugsweise zumindest einen Hauptlagerzapfen 53 zum Lagern der Kurbelwelleneinrichtung 51 in einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine und einen axial von dem Hauptlagerzapfen 53 beabstandeten Pleuellagerzapfen 54, welcher in der Lagerschale 36 aufgenommen ist, auf. Der Hauptlagerzapfen 53 und der Pleuellagerzapfen 54 sind mittels einer Kurbelwange 55 miteinander gekoppelt. Vorzugsweise weist die Kurbelwelleneinrichtung 51 eine Vielzahl an Hauptlagerzapfen 53, Pleuellagerzapfen 54 und Kurbelwangen 55 auf. Beispielsweise weist die Kurbelwelleneinrichtung bei einer Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern sechs Pleuellagerzapfen 54 auf. Eine Mittelachse 56 des Hauptlagerzapfens 53 dient als Rotationsachse der Kurbelwelleneinrichtung 51 in dem Motorgehäuse und eine Mittelachse 57 dient als Rotationsachse des Pleuelauges 10. Die Achsen 56, 57 sind vorzugsweise parallel aber beabstandet voneinander angeordnet. Die Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 weist vorzugsweise eine Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 und zumindest eine von dieser abzweigende Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 auf. Vorzugsweise weisen die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 und die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 einen in etwa gleichen Innendurchmesser auf.
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Die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 durchdringt vorzugsweise gleichzeitig den Hauptlagerzapfen 53 und den Pleuellagerzapfen 54, wobei die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 eine Lagerfläche 60 des Hauptlagerzapfens 53 mit einer Lagerfläche 61 des Pleuellagerzapfens 54 fluidisch verbindet. Hierzu ist die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 in einer Aufsicht der Kurbelwellenanordnung 51 gemäß 5 beispielsweise schräg zu den Mittelachsen 56, 57 durch den Hauptlagerzapfen 53, den Pleuellagerzapfen 54 und die Kurbelwange 55 positioniert. Die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 durchdringt vorzugsweise lediglich den Pleuellagerzapfen 54, wobei die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 mit der Lagerfläche 61 des Pleuellagerzapfens 54 fluidisch verbindet. Beispielsweise kann die verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 eine Vielzahl an Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrungen 59 aufweisen. Vorzugsweise sind die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 und die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 in einer seitlichen Ansicht der Kurbelwelleneinrichtung 51 gemäß 4 in etwa senkrecht zueinander angeordnet. Dabei sind die Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 und die Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 insbesondere derart angeordnet, dass zumindest eines der Segmente 40, 41, der Hydraulikfluidnut 42 mit zumindest der Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 oder mit der Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 fluidisch wirkverbunden ist, so dass bei einer Rotation der Kurbelwelleneinrichtung 51 stets eine Versorgung der Verstelleinrichtung 26 mit Hydraulikfluid ohne einen plötzlichen Druckabfall gewährleistet ist. Alternativ kann die verzweigte Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung 52 sich zumindest zeitweise außer Wirkverbindung mit der Hydraulikfluidnut 42 befinden, wodurch eine getaktete Versorgung der Verstelleinrichtung 26 mit Hydraulikfluid möglich ist. In diesem Fall wird die Hydraulikfluidnut (42) lediglich über den vorbestimmten Winkelabschnitt mit Hydraulikfluid versorgt. Alternativ kann der Fluss an Hydraulikfluid auch mittels einer geeigneten Ventileinrichtung diskontinuierlich, d.h. getaktet, gesteuert werden. Vorzugsweise sind eine Mittelachse 62 der Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung 58 und eine Mittelachse 63 der Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung 59 in der Seitenansicht gemäß 4 in einem Winkel β von etwa 90° zueinander positioniert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pleuelstangeneinrichtung
- 2
- Pleuelstange
- 3
- Endabschnitt
- 4
- Exzentereinrichtung
- 5
- Pleuellagerauge
- 6
- Mittelachse
- 7
- Mittelachse
- 8
- Mittelachse
- 9
- Endabschnitt
- 10
- Hublagerauge
- 11
- Arbeitskolben
- 12
- Arbeitskolben
- 13
- Mittelebene
- 14
- Exzenterstange
- 15
- Exzenterstange
- 16
- Anlenkabschnitt
- 17
- Anlenkabschnitt
- 18
- Exzenterkörper
- 19
- Fluidleitung
- 20
- Fluidleitung
- 21
- Umschaltventil
- 22
- Fluidleitung
- 23
- Fluidleitung
- 24
- Fluidvorratsbehälter
- 25
- Innenfläche
- 26
- Verstelleinrichtung
- 27
- Rückschlagventil
- 28
- Rückschlagventil
- 29
- Arbeitsraum
- 30
- Arbeitsraum
- 31
- Fluidleitung
- 32
- Fluidleitung
- 33
- Ventilkörper
- 34
- Pfeil
- 35
- Hydraulikfluid-Versorgungsanordnung
- 36
- Lagerschale
- 37
- Lagerhalbschale
- 38
- Lagerhalbschale
- 39
- Innenfläche
- 40
- Segment
- 41
- Segment
- 42
- Hydraulikfluidnut
- 43
- Abschnitt
- 44
- Abschnitt
- 45
- Abschnitt
- 46
- Abschnitt
- 47
- Endabschnitt
- 48
- Endabschnitt
- 49
- Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung
- 50
- Hydraulikfluid-Durchtrittsöffnung
- 51
- Kurbelwelleneinrichtung
- 52
- Hydraulikfluid-Versorgungsbohrung
- 53
- Hauptlagerzapfen
- 54
- Pleuellagerzapfen
- 55
- Kurbelwange
- 56
- Mittelachse
- 57
- Mittelachse
- 58
- Hydraulikfluid-Versorgungshauptbohrung
- 59
- Hydraulikfluid-Versorgungsnebenbohrung
- 60
- Lagerfläche
- 61
- Lagerfläche
- 62
- Mittelachse
- 63
- Mittelachse
- 64
- Außenfläche
- b
- Lagerbreite
- leff
- Effektive Pleuellänge
- α1
- Umfangswinkel
- α2
- Umfangswinkel
- β
- Winkel
