DE102012019176A1

DE102012019176A1 - Piston-type internal combustion engine of vehicle, has crank shaft for variable adjustment of compression ratio in frame that is pivotally mounted in crankcase of piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE102012019176A1
Application number: DE201210019176
Authority: DE
Inventors: Frank Haubner
Original assignee: FEV GmbH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-03-27

Abstract

The engine (1) has a cylinder that is arranged in series in a cylinder crank case with pistons. The pistons are connected to a crank shaft (2) with a connecting rod. A device is provided for variably setting a compression ratio of the engine. The rotational movement of the crankshaft is transferable to an output shaft by means of the gear mechanisms (4,9). The crank shaft for variable adjustment of the compression ratio in a frame is pivotally mounted in the crankcase of the piston internal combustion engine. An independent claim is included for a method for variable setting of compression ratio of piston combustion engine in vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, bevorzugt mit in Reihe in einem Kurbelgehäuse angeordneten Zylindern, mit mehreren Kolben, die jeweils über Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind, mit einer Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses der Kolbenbrennkraftmaschine und mit einem Getriebe, wobei eine Drehbewegung der Kurbelwelle mittels des Getriebes auf eine Abtriebswelle übertragbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Kolbenbrennkraftmaschine in einem Fahrzeug.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine having at least one cylinder, preferably with cylinders arranged in series in a crankcase, with a plurality of pistons, which are each connected via connecting rods to a crankshaft, with a device for variably setting a compression ratio of the reciprocating internal combustion engine and with a transmission a rotational movement of the crankshaft by means of the transmission to an output shaft is transferable. Moreover, the invention relates to a method for variably adjusting a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine in a vehicle.

Um einen niedrigen Kraftstoffverbrauch und eine geringe Schadstoffemission zu erzielen sowie die Kolbenbrennkraftmaschine bei einem möglichst optimierten Wirkungsgrad zu betreiben, ist es bekannt, dass Verdichtungsverhältnis der Kolbenbrennkraftmaschine variabel zu gestalten. Möglichkeiten zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses sind beispielsweise Kolben mit variabler Kompressionshöhe, Vergrößerungen beziehungsweise Verkleinerungen des Brennraumes durch Verschieben eines Zylinders im Zylinderkopf oder eine exzentrische Lagerung der Kurbelwelle. Ein Nachteil bei Motoren beziehungsweise Kolbenbrennkraftmaschinen ist der, dass es zum Beispiel bei zu heißen Brennräumen und durch einen weiteren Temperatur- und Druckanstieg beim Verdichten zu einer Selbstzündung des sich im Brennraum der Kolbenbrennkraftmaschine befindlichen Gemisches kommen kann, die Selbstzündung wird auch als Klopfen bezeichnet. Eine Möglichkeit zur Reduzierung der Klopfneigung der Kolbenbrennmaschine besteht darin, das Verdichtungverhältnis im Brennraum an die Belastung des Motors anzupassen.In order to achieve a low fuel consumption and a low pollutant emission and to operate the reciprocating internal combustion engine with an optimally optimized efficiency, it is known to make the compression ratio of the reciprocating internal combustion engine variable. Options for setting a variable compression ratio, for example, pistons with variable compression height, increases or decreases of the combustion chamber by moving a cylinder in the cylinder head or an eccentric bearing of the crankshaft. A disadvantage of engines or reciprocating internal combustion engines is that, for example, in case of too hot combustion chambers and by a further increase in temperature and pressure during compression to self-ignition of the mixture located in the combustion chamber of the reciprocating internal combustion engine, the auto-ignition is also referred to as knocking. One way to reduce the tendency to knock of the reciprocating engine is to adjust the compression ratio in the combustion chamber to the load of the engine.

Darüber hinaus kann eine Erhöhung eines Verdichtungsverhältnisses in einem Teillastbetrieb eine Kraftstoffverringerung bewirken. Um den Verbrauch der Kolbenbrennkraftmaschine zu reduzieren, ist es daher wünschenswert, das Verdichtungsverhältnis in Abhängigkeit von einer Drehzahl und einer Belastung des Motors variabel zu gestalten. Vorteilhaft ist die variable Verdichtung insbesondere bei aufgeladenen Motoren, die nach dem Otto-Prinzip arbeiten.In addition, increasing a compression ratio in a partial load operation may cause fuel reduction. Therefore, in order to reduce consumption of the reciprocating internal combustion engine, it is desirable to make the compression ratio variable depending on a rotational speed and a load of the engine. Advantageous is the variable compression, especially in turbocharged engines that operate on the Otto principle.

Eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einem variablen Verdichtungsverhältnis ist in der DE 199 26 133 A1 offenbart. Zur Erzielung eines variablen Verdichtungsverhältnisses ist die Kurbelwelle exzentrisch gelagert, so dass eine Veränderung des Brennraums durch ein Anheben oder Absenken der Kurbelwellendrehachse gegenüber einer motorfesten Bezugsachse ermöglicht wird. Um die Veränderung der Positionen der Drehachse der Kurbelwelle zu einer Achse einer Antriebswelle zu überbrücken, ist die Kurbelwelle mit einer Kupplung verbunden, die ein mit der Kurbelwelle verbundenes Antriebszahnrad und ein mit der Abtriebswelle verbundenes Abtriebszahnrad umfasst.A reciprocating internal combustion engine with a variable compression ratio is in the DE 199 26 133 A1 disclosed. To achieve a variable compression ratio, the crankshaft is mounted eccentrically, so that a change in the combustion chamber is made possible by raising or lowering the crankshaft rotational axis relative to a motor-fixed reference axis. In order to bridge the variation of the positions of the rotational axis of the crankshaft to an axis of a drive shaft, the crankshaft is connected to a clutch comprising a drive gear connected to the crankshaft and an output gear connected to the output shaft.

Eine weitere Verbrennungskraftmaschine mit einem variablen Verdichtungsverhältnis ist in der US 7,631,620 B2 offenbart. Zur Erzielung eines variablen Verdichtungsverhältnisses ist die Kurbelwelle exzentrisch gelagert, wobei das Verdichtungsverhältnis durch eine Veränderung der exzentrischen Lage der Kurbelwelle einstellbar ist. Zur Einstellung der Exzentrizität greift hierbei eine Zahnradspindel in ein mit dem exzentrischen Lager fest verbundenes Zahnsegment ein. Um das in der Kurbelwelle generierte Moment auf eine Abtriebswelle zu übertragen, weist die Kurbelwelle eine Verzahnung auf, die mit einer Abtriebswelle in Form einer Hohlwelle zusammenwirkt. Dabei greift die Verzahnung der Kurbelwelle je nach exzentrischer Lage in einen unterschiedlichen Bereich des Hohlrads der Abtriebswelle ein, so dass eine Drehmomentübertragung von der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle auf eine ortsfest angeordnete Abtriebswelle ermöglicht wird.Another internal combustion engine with a variable compression ratio is in the US 7,631,620 B2 disclosed. To achieve a variable compression ratio, the crankshaft is mounted eccentrically, wherein the compression ratio is adjustable by a change in the eccentric position of the crankshaft. To adjust the eccentricity in this case engages a gear spindle in a fixedly connected to the eccentric bearing gear segment. In order to transmit the torque generated in the crankshaft to an output shaft, the crankshaft has a toothing, which interacts with an output shaft in the form of a hollow shaft. Depending on the eccentric position, the toothing of the crankshaft engages in a different region of the ring gear of the output shaft, so that a torque transmission from the eccentrically mounted crankshaft to a stationary output shaft is made possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolbenbrennkraftmaschine und ein Verfahren für eine variable Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Kolbenbrennkraftmaschine bereit zu stellen, die eine Alternative zu den bestehenden Lösungen bietet und die robust, einfach und weitgehend bauraumneutral darstellbar ist.The object of the invention is to provide a piston internal combustion engine and a method for a variable adjustment of a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine, which offers an alternative to the existing solutions and which is robust, simple and largely space-neutral representable.

Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Die einzelnen Merkmale in den Ansprüchen sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit anderen Merkmalen aus der nachfolgenden Beschreibung wie auch aus den Unteransprüchen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.This object is achieved by a reciprocating internal combustion engine having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 17. Further advantageous embodiments can be found in the respective subclaims. However, the individual features in the claims are not limited to these, but may be linked to other features of the following description as well as from the dependent claims to further embodiments.

Eine Kolbenbrennkraftmaschine, die die genannte Aufgabe löst, ist eine Kolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, bevorzugt mit in Reihe in einem Kurbelgehäuse angeordneten Zylindern mit mehreren Kolben, die jeweils über Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind, mit einer Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses der Kolbenbrennkraftmaschine und mit einem Getriebe, wobei eine Drehbewegung mittels des Getriebes auf eine Abtriebswelle übertragbar ist und die Kurbelwelle zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in einem im Kurbelgehäuse der Kolbenbrennkraftmaschine schwenkbeweglich befestigten Rahmen gelagert ist. Durch die Verbindung eines schwenkbeweglich in der Kolbenbrennkraftmaschine beweglichen Rahmens, der die Kurbelwelle aufnimmt, wird eine alternative Lagerung einer Kurbelwelle zur Erzielung eines variablen Verdichtungsverhältnisses bereitgestellt. Als Rahmen wird hierbei eine beweglich im Kurbelgehäuse gelagerte Aufnahme für die Kurbelwellen angesehen, wobei der Rahmen Lagerpunkte für die Kurbelwelle aufweist, so dass sich die Kurbelwelle im schwenkbeweglich befestigten Rahmen drehen kann. Diese Lagerpunkte können als Gleitlager aber auch als Wälzlager ausgeführt sein. Der Rahmen bildet somit eine als Hebel bezeichenbare Konstruktion, wobei die Kurbelwelle durch die Schwenkbewegung des Hebels eine Höhenverstellung erfährt, so dass ein variables Verdichtungsverhältnis erzielbar ist. Dabei wird die im Rahmen aufgenommene Kurbelwelle auf einer Kreisbahn bewegt, deren Radius vom Lagerpunkt des Rahmens im Kurbelgehäuse bestimmt wird. Je nach Lage des Schwenk- oder Lagerpunkts des Rahmens und dem Abstand zwischen dem Lagerpunkt und der Drehachse der Kurbelwelle kann die Kurbelwelle eine mehr oder weniger große Schwenkbewegung ausführen, so dass beispielsweise durch eine Einstellung des Abstandsverhältnis zwischen Schwenk- beziehungsweise Lagerpunkt des Rahmens und Drehmittelpunkt der Kurbelwelle eine unterschiedliche Höhenverstellung der Kurbelwelle realisierbar ist. Dabei ist es vorstellbar, den Rahmen in Bezug auf eine ebene Oberfläche des Kurbelgehäuses parallel oder senkrecht zu der oberen ebenen Oberfläche des Kurbelgehäuses im Kurbelgehäuse anzuordnen. Bevorzugt wird der Rahmen parallel zur ebenen Oberfläche des Kurbelgehäuses im Kurbelgehäuse aufgenommen. Damit erfolgt die Bewegung der Kurbelwelle im Weiteren in Richtung der Zylinderachsen und ist daher für die Einstellung des Verdichtungsverhältnisses besonders wirksam.A reciprocating internal combustion engine which achieves the above object is a piston internal combustion engine having at least one cylinder, preferably with cylinders arranged in series in a crankcase with a plurality of pistons, each connected via connecting rods to a crankshaft, with means for variably setting a compression ratio of the reciprocating internal combustion engine and with a transmission, wherein a rotational movement by means of the transmission is transferable to an output shaft and the crankshaft for variable adjustment of the compression ratio stored in a pivotally mounted in the crankcase of the reciprocating internal combustion engine frame is. By the connection of a frame, which is pivotally movable in the reciprocating internal combustion engine, and which receives the crankshaft, an alternative bearing of a crankshaft is provided for achieving a variable compression ratio. As a frame in this case a movably mounted in the crankcase receptacle for the crankshaft is considered, wherein the frame has bearing points for the crankshaft, so that the crankshaft can rotate in the pivotally mounted frame. These bearing points can be designed as a sliding bearing but also as a rolling bearing. The frame thus forms a designable as a lever construction, wherein the crankshaft undergoes a height adjustment by the pivotal movement of the lever, so that a variable compression ratio can be achieved. In this case, the crankshaft received in the frame is moved on a circular path whose radius is determined by the bearing point of the frame in the crankcase. Depending on the position of the pivot or bearing point of the frame and the distance between the bearing point and the axis of rotation of the crankshaft, the crankshaft can perform a more or less large pivotal movement, so that, for example, by adjusting the distance ratio between the pivot or bearing point of the frame and center of rotation Crankshaft a different height adjustment of the crankshaft can be realized. It is conceivable to arrange the frame with respect to a flat surface of the crankcase parallel or perpendicular to the upper planar surface of the crankcase in the crankcase. Preferably, the frame is received parallel to the flat surface of the crankcase in the crankcase. Thus, the movement of the crankshaft takes place further in the direction of the cylinder axes and is therefore particularly effective for the adjustment of the compression ratio.

In einer Ausführungsform der Erfindung bildet eine Zwischenwelle ein Schwenkachse für den Rahmen. Eine Zwischenwelle kann zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle dienen. Bildet die Zwischenwelle gleichzeitig eine Schwenkachse für den Rahmen, so kann eine weitgehend bauraumneutrale Übertragung des Drehmoments auf einen mit der Zwischenwelle zusammenwirkenden Abtrieb erzielt werden. Vorteilhaft kann es dabei ebenfalls sein, wenn eine Drehmomentübertragungseinheit, die ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle überträgt innerhalb des Rahmens zur Aufnahme der Kurbelwelle angeordnet ist.In one embodiment of the invention, an intermediate shaft forms a pivot axis for the frame. An intermediate shaft may serve to transmit torque from the crankshaft to the intermediate shaft. Forms the intermediate shaft at the same time a pivot axis for the frame, so a largely space-neutral transmission of torque can be achieved in a cooperating with the intermediate shaft output. It may also be advantageous if a torque transmission unit which transmits a torque from the crankshaft to the intermediate shaft is arranged within the frame for receiving the crankshaft.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Zwischenwelle drehbar im Rahmen und im Kurbelgehäuse gelagert. Wird die Zwischenwelle drehbar im Rahmen gelagert, so ergibt sich ein weiterer Vorteil der Erfindung dahingehend, dass eine Platz sparende Lösung zur variablen Verstellung der Kurbelwellen und somit des Verdichtungsverhältnisses der Kolbenbrennkraftmaschine realisierbar ist. Darüber hinaus wird durch die drehbare Lagerung der Zwischenwelle im Rahmen eine weitgehend bauchraumneutrale Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle ermöglicht. Durch eine beidseitige Lagerung der Zwischenwellen im Rahmen und im Kurbelgehäuse kann eine präzise Führung der Zwischenwellen gewährleistet werden und gleichzeitig eine sehr stabile und präzise Schwenkachse für den Rahmen Bereit gestellt werden. Durch die Aufnahme der Zwischenwelle in den Rahmen kann darüber hinaus eine Modularität des Rahmens begünstigt werden, so dass die Montage der Kolbenbrennkraftmaschine erleichtert wird.In a further embodiment of the invention, the intermediate shaft is rotatably mounted in the frame and in the crankcase. If the intermediate shaft rotatably supported in the frame, so there is a further advantage of the invention in that a space-saving solution for variable adjustment of the crankshaft and thus the compression ratio of the reciprocating internal combustion engine can be realized. In addition, by the rotatable mounting of the intermediate shaft in the context of a largely abraumraumneutral transmission of torque from the crankshaft to the intermediate shaft allows. By a two-sided storage of the intermediate shafts in the frame and in the crankcase precise guidance of the intermediate shafts can be ensured and at the same time a very stable and precise pivot axis for the frame Ready are provided. By the inclusion of the intermediate shaft in the frame beyond a modularity of the frame can be favored, so that the assembly of the reciprocating internal combustion engine is facilitated.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Abtriebswelle die Zwischenwelle und die Zwischenwelle ist drehbar im Kurbelgehäuse aufgenommen, wobei die Zwischenwelle Mittel zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle umfasst. Bildet die Zwischenwelle zumindest einen Teil der Abtriebswelle, dann kann eine konstruktiv günstige Lösung zur Übertragung des Drehmoments von der Kurbelwelle auf beispielsweise ein hinter der Kolbenbrennkraftmaschine angeordnetes Getriebe erzielt werden. Wird die Zwischenwelle drehbar im Kurbelgehäuse aufgenommen, so bildet die Zwischenwelle einen festen Bezugspunkt zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle. Werden nun Mittel zur Übertragung eines Drehmoments an der Kurbel befestigt, die mit Mitteln zur Aufnahme eines Drehmoments auf der Zwischenwelle zusammenwirken, so kann mittels der Zwischenwelle ein Abtrieb des Drehmoments durch die Zwischenwelle erfolgen. Die Zwischenwelle kann punktuell oder durchgehend im Kurbelgehäuse aufgenommen sein. Bevorzugt weist die Zwischenwelle zumindest im Bereich des Rahmens Lagerpunkte auf. In einer noch bevozugteren Ausführungsform umfasst die Zwischenwelle überall dort Lagerpunkte, wo die Kurbelwelle im schwenkbeweglich befestigten Rahmen gelagert ist. Durch eine übereinstimmende Lagerung der Zwischenwelle und der Kurbelwelle wird einerseits die Steifheit des Rahmens unterstützt und gleichzeitig wird gewährleistet, dass eine sichere Übertragung des Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle erfolgen kann.In a further embodiment of the invention, the output shaft comprises the intermediate shaft and the intermediate shaft is rotatably received in the crankcase, wherein the intermediate shaft comprises means for transmitting a torque from the crankshaft to the intermediate shaft. If the intermediate shaft forms at least part of the output shaft, then a structurally favorable solution for transmitting the torque from the crankshaft to, for example, a transmission arranged behind the piston internal combustion engine can be achieved. If the intermediate shaft is rotatably received in the crankcase, then the intermediate shaft forms a fixed reference point for transmitting a torque from the crankshaft to the intermediate shaft. Now, if means for transmitting a torque are attached to the crank, which cooperate with means for receiving a torque on the intermediate shaft, so by means of the intermediate shaft, an output of the torque can be effected by the intermediate shaft. The intermediate shaft can be added selectively or continuously in the crankcase. The intermediate shaft preferably has bearing points at least in the region of the frame. In an even more preferred embodiment, the intermediate shaft includes bearing points wherever the crankshaft is mounted in the pivotally mounted frame. By a matching storage of the intermediate shaft and the crankshaft on the one hand, the stiffness of the frame is supported and at the same time it is ensured that a reliable transmission of torque from the crankshaft to the intermediate shaft can be done.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich die Zwischenwelle zumindest über eine gesamte axiale Länge der Kurbelwelle und zumindest ein axiales Ende der Kurbelwelle umfasst ein Mittel zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle. Erstreckt sich die Zwischenwelle über die gesamte axiale Länge der Kurbelwelle, so besteht die Möglichkeit, Mittel zur Übertragung eines Drehmoments an mehr als einer Stelle der Kurbelwelle anzuordnen, so dass eine Drehmomentübertragung über ein, zwei, drei oder mehr Mittel zur Übertragung eines Drehmoments an die Zwischenwelle übertragen werden kann. Bevorzugt ist an jedem axialen Ende der Kurbelwelle ein Mittel zur Übertragung eines Drehmoments angeordnet. Dabei ist mit einem axialen Ende der Kurbelwelle, der Bereich gemeint, der unmittelbar neben den axial äußeren Lagerpunkten der Kurbelwelle liegt. Vorzugsweise ist das Mittel oder sind die Mittel zur Übertragung des Drehmoments innerhalb des Rahmens angeordnet.In an advantageous embodiment, the intermediate shaft extends at least over an entire axial length of the crankshaft and at least one axial end of the crankshaft comprises means for transmitting a torque from the crankshaft to the intermediate shaft. If the intermediate shaft extends over the entire axial length of the crankshaft, there is the possibility of means for transmitting a torque to more than one point to arrange the crankshaft, so that a torque transmission via one, two, three or more means for transmitting a torque to the intermediate shaft can be transmitted. Preferably, a means for transmitting a torque is arranged at each axial end of the crankshaft. It is meant with an axial end of the crankshaft, the area which is located immediately adjacent to the axially outer bearing points of the crankshaft. Preferably, the means or means for transmitting the torque is disposed within the frame.

Umfasst das Mittel zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle ein Zahnradgetriebe, so ergibt sich eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ein Zahnradgetriebe ermöglicht ein sicheres Übertragen des Drehmoments von der Kurbelwelle auf die Zwischenwelle. Darüber hinaus kann mit einem Zahnradgetriebe eine Übersetzung des Drehmoments eingestellt werden. Ein Vorteil, der sich durch den Einsatz eines Zahnradgetriebes ergibt, ist der, dass auch bei einer Schwenkbewegung des Rahmens um die Zwischenwelle der Abstand zwischen der Zwischenwelle und der Mittelachse der Kurbelwelle unverändert bleibt, so dass stets ein optimierter Eingriff an den Zahnflanken des Zahnradgetriebes gewährleistet wird. Das Zahnradgetriebe kann beispielsweise aus einem an der Kurbelwelle befestigten Zahnrad und einem auf der Zwischenwelle befestigten Zahnrad gebildet sein. In einer Ausführungsform kann der Durchmesser und die Zähnezahl der Zahnräder der Kurbelwelle und der Zwischenwelle übereinstimmen, so dass das Drehmoment in einem Übersetzungsverhältnis von eins zu eins auf die Zwischenwelle übertragbar ist. Wird hingegen eines der beiden Zahnräder und bevorzugt das Zahnrad der Zwischenwelle mit einer geringeren Anzahl von Zähnen versehen, so ergibt sich der Vorteil, dass es zu unterschiedlichen Zahnpaarungen während der Übertragung des Drehmoments kommt, was sich wiederum verschleißmindernd auf das Zahnradgetriebe auswirkt. Darüber hinaus kann eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen und/oder ein unterschiedlicher Durchmesser der Zahnradpaarungen des Zahnradgetriebes zur Einstellung günstiger Drehmomente an der Zwischenwelle genutzt werden. So könnte beispielsweise je nach Übersetzungsverhältnis und Ausbildung des Zahnradgetriebes auf den Einsatz eines Ein- oder auch Zweimassenschwungrades verzichtet werden bzw. lässt sich das erforderliche Massenträgheitsmoment zumindest teilweise aus der Abtriebswelle gewinnen, um eine geringe Drehunggleichförmigkeit zu erziehen,.If the means for transmitting a torque from the crankshaft to the intermediate shaft comprises a gear transmission, this results in a further embodiment of the invention. A gear transmission allows safe transmission of the torque from the crankshaft to the intermediate shaft. In addition, with a gear transmission, a translation of the torque can be adjusted. An advantage that results from the use of a gear transmission, is that even with a pivotal movement of the frame about the intermediate shaft, the distance between the intermediate shaft and the central axis of the crankshaft remains unchanged, so that always ensures an optimized engagement on the tooth flanks of the gear transmission becomes. The gear transmission can be formed, for example, from a gearwheel attached to the crankshaft and a gearwheel mounted on the intermediate shaft. In one embodiment, the diameter and the number of teeth of the gears of the crankshaft and the intermediate shaft may coincide so that the torque is transferable to the intermediate shaft in a one to one gear ratio. However, if one of the two gears and preferably the gear of the intermediate shaft provided with a smaller number of teeth, there is the advantage that it comes to different tooth pairings during the transmission of torque, which in turn has a wear-reducing effect on the gear transmission. In addition, a different number of teeth and / or a different diameter of the gear pairings of the gear transmission can be used to set favorable torques on the intermediate shaft. For example, depending on the gear ratio and design of the gear transmission could be dispensed with the use of a single or dual mass flywheel or the required moment of inertia can at least partially win from the output shaft to educate a low rotation uniformity.

In einer Ausführungsform umfasst das Zahnradgetriebe ein geradverzahntes oder schrägverzahntes Stirnradgetriebe. Dabei können die Zahnräder des Stirnradgetriebes einen identischen oder nahezu identischen Durchmesser aufweisen. Geradverzahnte oder schrägverzahnte Stirnradgetriebe bieten den Vorteil einer sicheren Drehmomentübertragung auch bei höchsten dynamischen Anforderungen und großen zu übertragenden Drehmomenten. Werden beispielsweise zwei Zahnradgetriebe an den jeweiligen axialen Enden der Kurbelwelle zur Übertragung des Drehmoments auf die Zwischenwelle angeordnet, so ergibt sich dann ein Vorteil, wenn die an den axialen Enden angeordneten Zahnradgetriebe gegensinnig schrägverzahnt sind, da sich hierdurch ein Großteil der Axialkräfte aufhebt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Axiallagerung vereinfacht ausgeführt werden kann. Bevorzugt wird daher eine gegensinnige Schrägverzahnung vorgesehen.In one embodiment, the gear transmission includes a spur or helical spur gear. The gears of the spur gear can have an identical or nearly identical diameter. Spur-toothed or helical-spur gearboxes offer the advantage of safe torque transmission even with the highest dynamic requirements and large torques to be transmitted. If, for example, two toothed gear drives are arranged at the respective axial ends of the crankshaft for transmitting the torque to the intermediate shaft, then there is an advantage if the toothed wheel gearings arranged at the axial ends are helically toothed in opposite directions, since this eliminates a large part of the axial forces. This results in the advantage that an axial bearing can be simplified. Preferably, therefore, an opposite helical toothing is provided.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung umschließt der Rahmen die Kurbelwelle zumindest Bereichsweise. Vorzugsweise ist der Rahmen auf einer ersten, parallel zu einer Drehachse der Kurbelwelle angeordneten Seite schwenkbeweglich gelagert und auf einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle in einem Schwenkantrieb aufgenommen. Umschließt der Rahmen die Kurbelwelle zumindest bereichsweise, so ist eine sehr stabile Konstruktion zur Aufnahme der in der Kurbelwelle generierten Drehmomente gebildet. Darüber hinaus ist ein derart stabiler Rahmen in der Lage ein Hebelsystem zu bilden, dass die dynamischen Kräfte sicher aufnehmen, kompensieren und schwingungsarm weiterleiten kann.In one embodiment of the invention, the frame surrounds the crankshaft at least in regions. Preferably, the frame is pivotably mounted on a first, arranged parallel to a rotational axis of the crankshaft side and received on a second, the first opposite side of the crankshaft in a pivot drive. If the frame surrounds the crankshaft at least in some areas, then a very stable construction is formed for receiving the torques generated in the crankshaft. In addition, such a stable frame is able to form a lever system that can safely absorb the dynamic forces, compensate and forward vibration.

Weiterhin bietet ein über die Kurbelwelle hinausgehender, die Kurbelwelle zumindest bereichsweise umschließender Rahmen die Möglichkeit, eine variable Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sehr präzise und mit geringstmöglichen Kräften ausführen zu können. Ist der Rahmen auf einer ersten Seite, die bevorzugt parallel zu einer Drehachse der Kurbelwelle ausgerichtet ist, schwenkbeweglich gelagert, und auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt in einem Schwenkantrieb gelagert oder aufgenommen, so bildet der Rahmen einen Hebel, in dem die Kurbelwelle schwenkbeweglich gelagert ist. Die Ausbildung des Rahmens in Form eines Hebels bietet dabei den Vorteil, dass über die Verstellung im Sinne des Hebelgesetzes ausführbar ist, wodurch die variable Verstellung des Verdichtungsverhältnisses an die Leistung des Motors beziehungsweise der Kolbenbrennkraftmschine anpassbar ist. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass eine Kräfteverteilung auf den Lagerpunkt des Rahmens und den Schwenkantrieb des Rahmens erfolgen kann. Ist beispielsweise der Abstand zwischen der Schwenk- beziehungsweise Lagerachse des Rahmens und der Drehachse der Kurbelwelle und dem Angriffspunkt des Schwenkantriebs und der Drehachse der Kurbelwelle identisch oder nahezu identisch, so kann eine ausgeglichene beziehungsweise nahezu ausgeglichene Kraftverteilung auf die Schwenkachse und den Schwenkantrieb erfolgen.Furthermore, a frame which extends beyond the crankshaft and encloses the crankshaft at least in certain areas offers the possibility of being able to carry out a variable adjustment of the compression ratio very precisely and with the least possible forces. Is the frame on a first side, which is preferably aligned parallel to a rotational axis of the crankshaft, pivotally mounted, and mounted on a second side which is opposite to the first side in a pivot drive or received, the frame forms a lever in which the Crankshaft is pivotally mounted. The design of the frame in the form of a lever offers the advantage that on the adjustment within the meaning of the leverage law is executable, whereby the variable adjustment of the compression ratio to the performance of the engine or the piston internal combustion engine is adaptable. As a result, the advantage is achieved that a distribution of forces on the bearing point of the frame and the pivot drive of the frame can be done. For example, if the distance between the pivot or bearing axis of the frame and the axis of rotation of the crankshaft and the point of the pivot drive and the axis of rotation of the crankshaft identical or nearly identical, so can a balanced or almost balanced power distribution on the pivot axis and the pivot drive done.

Als Kräfte und/oder Momente wirken hierbei einerseits die Gewichtskräfte des Rahmens, der Kurbelwelle, der Pleuel und der Kolben, wie auch die durch die Verbrennung erzielten Kräfte über den Rahmen auf den Schwenkantrieb und die Schwenk- beziehungsweise Lagerachse. Der Rahmen erfährt somit statische wie auch dynamische Kräfte, die je nach Größe über das Hebelverhältnis des Rahmens unterschiedlich verteilbar sind. Je nach vorhandenem Bauraum und oder vorliegenden Kräften und Momenten kann somit eine konstruktiv günstige Lösung für den Aufbau des Rahmens gewählt werden. Darüber hinaus bietet die Aufteilung der Kräfte den Vorteil, dass der Schwenkantrieb kleinstmöglich dimensionierbar ist. Der Schwenkantrieb ermöglicht es hierbei den Rahmen um die fest im Kurbelgehäuse angeordnete Schwenkachse des Rahmens zu bewegen.As forces and / or moments on the one hand, the weight forces of the frame, the crankshaft, the connecting rod and the piston, as well as the forces generated by the combustion on the frame on the rotary actuator and the pivot or bearing axis act. The frame thus experiences both static and dynamic forces, which can be distributed differently depending on the size of the lever ratio of the frame. Depending on the available space and or existing forces and moments can thus be chosen a structurally favorable solution for the construction of the frame. In addition, the distribution of forces offers the advantage that the pivot drive is smallest dimensioned. The pivot drive makes it possible to move the frame around the fixedly arranged in the crankcase pivot axis of the frame.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schwenkantrieb einen Exzenter und/oder eine Exzenterwelle. Der Schwenkantrieb greift dabei bevorzugt an einem der Schwenkachse des Rahmens gegenüberliegenden Endes des Rahmens an. Um eine dynamische Anpassung des Verdichtungsverhältnisses bereitzustellen, umfasst der Schwenkantrieb einen Exzenter und/oder eine Exzenterwelle. Wird beispielsweise die der Schwenkachse gegenüberliegende zweite Seite des Rahmens mit einem Exzenter als Schwenkantrieb versehen, so kann durch eine Drehbewegung des Exzenters eine Schwenkbewegung des Rahmens erzielt und somit das Verdichtungsverhältnis variiert werden. Ein Exzenter oder eine Exzenterwelle bieten dabei den Vorteil, dass der Schwenkantrieb sehr leicht steuerbar und mit sehr kurzen Steuerzeiten unmittelbar auf Laständerungen der Kolbenbrennkraftmaschine reagieren kann. Bevorzugt ist der Rahmen auf einer Seite mit einer Zwischenwelle versehen und/oder in einer Zwischenwelle gelagert und auf einer der Zwischenwelle gegenüberliegenden Seite mit dem Schwenkantrieb in Form eines Exzenters oder einer Exzenterwelle versehen.In a further embodiment of the invention, the pivot drive comprises an eccentric and / or an eccentric shaft. The pivot drive preferably engages on one of the pivot axis of the frame opposite end of the frame. In order to provide a dynamic adjustment of the compression ratio, the pivot drive comprises an eccentric and / or an eccentric shaft. For example, if the pivot axis opposite the second side of the frame provided with an eccentric as a pivot drive, so can be achieved by a rotational movement of the eccentric pivotal movement of the frame and thus the compression ratio can be varied. An eccentric or an eccentric shaft offer the advantage that the pivot drive can be easily controlled and react with very short timing directly to changes in load of the reciprocating internal combustion engine. Preferably, the frame is provided on one side with an intermediate shaft and / or stored in an intermediate shaft and provided on one of the intermediate shaft opposite side with the pivot drive in the form of an eccentric or an eccentric shaft.

Zwischen dem Exzenter und der Zwischenwelle auf den beiden äußeren Seiten des Rahmens ist die Kurbelwelle im Rahmen gelagert. Dient die Zwischenwelle als Schwenkachse für den Rahmen, so kann mittels des Schwenkantriebs eine Schwenkbewegung des Rahmens um die Schwenkachse erzielt werden. Hierbei kann zum Beispiel eine Exzenterwelle eingesetzt werden, die parallel zur Drehachse der Kurbelwelle im Zylinderkugelgehäuse befestigt. Dabei kann sich die Exzenterwelle über die gesamte Breite des Rahmens beziehungsweise über die Gesamte axiale Länge der Kurbelwelle erstrecken. Ein Vorteil, der sich hieraus ergibt ist der, dass die Exzenterwelle an mehreren Punkten des Rahmens angreifen kann, so dass für die Schwenkbewegung des Rahmens mehrere Kraftangriffspunkte zur Verfügung stehen. Die Drehbewegung der Exzenterwelle oder des Exzenters wird hierbei in eine Schwenkbewegung des Rahmens umgewandelt. Da die Kurbelwelle im Rahmen gelagert ist, führt die Schwenkbewegung des Rahmens zu einer Verlagerung der Drehachse der Kurbelwelle und somit zu einer Erhöhung oder Erniedrigung der Verdichtung in der Kolbenbrennkraftmaschine. Durch die exzentrische Bewegung und die daraus resultierende Schwenkbewegung ist somit eine Möglichkeit zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses gegeben. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Exzenters und/oder einer Exzenterwelle ist der, dass ein Exzenter in der Lage ist, große Kräfte aufzunehmen und gleichzeitig ein sehr präzises Einstellen des Schwenkens des Rahmens zu ermöglichen. Auch lässt sich die Höhe der Variabilität der Verstellung der Kurbelwelle leicht durch eine entsprechende Auswahl eines Exzenters und/oder einer Exzenterwelle einstellen. Darüber hinaus sind derartige Bauelemente bekannt und somit leicht und kostengünstig bereitzustellen, was sich wiederum positiv auf die Herstellkosten eines erfindungsgemäßen Systems zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses auswirkt.Between the eccentric and the intermediate shaft on the two outer sides of the frame, the crankshaft is mounted in the frame. Serves the intermediate shaft as a pivot axis for the frame, it can be achieved by means of the pivot drive pivotal movement of the frame about the pivot axis. In this case, for example, an eccentric shaft can be used, which is fastened parallel to the axis of rotation of the crankshaft in the cylinder ball housing. In this case, the eccentric shaft can extend over the entire width of the frame or over the entire axial length of the crankshaft. An advantage that results from this is that the eccentric shaft can engage at several points of the frame, so that several force application points are available for the pivotal movement of the frame. The rotational movement of the eccentric shaft or the eccentric is hereby converted into a pivoting movement of the frame. Since the crankshaft is mounted in the frame, the pivotal movement of the frame leads to a displacement of the axis of rotation of the crankshaft and thus to an increase or decrease of the compression in the reciprocating internal combustion engine. Due to the eccentric movement and the resulting pivoting movement is thus given a possibility for setting a variable compression ratio. Another advantage of using an eccentric and / or an eccentric shaft is that an eccentric is capable of absorbing large forces while allowing very precise adjustment of the pivoting of the frame. Also, the amount of variability of the adjustment of the crankshaft can be easily adjusted by an appropriate selection of an eccentric and / or an eccentric shaft. In addition, such components are known and thus easy and inexpensive to provide, which in turn has a positive effect on the production costs of a system according to the invention for setting a variable compression ratio.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Zwischenwelle über den Rahmen hinausragt und auf dem über den Rahmen hinausragenden Wellenende ein Antriebmittel befestigt ist, wobei das Antriebsmittel eine Eingangswelle eines Getriebes umfasst, welches mit einer Antriebswelle von Rädern eines Fahrzeuges zusammenwirkt, in das die Kolbenbrennkraftmaschine eingebaut ist. Ragt die Zwischenwelle zum Beispiel in Richtung eines Getriebes über den Rahmen hinaus, so besteht die Möglichkeit, am freien Wellenende ein Abtriebsmittel zu befestigen. Dabei kann die Zwischenwelle einen Hauptabtrieb und/oder einen Nebentrieb der Kolbenbrennkraftmaschine bilden. Über die Zwischenwelle kann somit unmittelbar ein Getriebe angetrieben sein, es besteht aber auch die Möglichkeit, dass ein weiteres Abtriebsmittel an der Zwischenwelle befestigt ist, um beispielsweise den Achsversatz zwischen der Zwischenwelle als Abtriebswelle und Drehachse der Kurbelwelle auszugleichen. Um die Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses in Systeme integrieren zu können, kann es vorteilhaft sein, dass eine Abtriebswelle koaxial zur Drehachse der Kurbelwelle angeordnet ist. Eine koaxiale Anordnung von Abtriebswelle und Drehachse der Kurbelwelle ermöglicht es hierbei, die Kolbenbrennkraftmaschine in bestehende Antriebssysteme zu integrieren, das heißt, dass die Kolbenbrennkraftmaschine in bestehende Ausführungen von Kraftfahrzeugen, bei denen eine Getriebeeingangswelle koaxial oder im Wesentlichen koaxial zur Drehachse der Kurbelwelle angeordnet ist, einbaubar ist. Durch die Verwendung eines auf dem Wellenende der Zwischenwelle angeordneten Abtriebsmittel ist es somit möglich, das Drehmoment der Kurbelwelle an eine zur Zwischenwelle achsversetzte Abtriebswelle weiterzuleiten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zwischen der Kurbelwelle und der Zwischenwelle wirkende Zahnradgetriebe mit einem Abtriebsmittel identisch oder nahezu identisch, wobei vornehmlich die Zähnezahlen, die Teilkreisdurchmesser, etc. übereinstimmen können. Neben der Übertragung des Drehmoments an ein hinter der Kolbenbrennkraftmaschine angeordnetes Getriebe ist es ebenfalls möglich, dass mittels der Zwischenwelle ein Nebentrieb, wie beispielsweise eine Wasserpumpe, eine Hydraulikpumpe oder der Ventiltrieb angetrieben wird.A further embodiment of the invention results when the intermediate shaft protrudes beyond the frame and a drive means is mounted on the shaft end projecting beyond the frame, wherein the drive means comprises an input shaft of a transmission, which cooperates with a drive shaft of wheels of a vehicle into which the piston internal combustion engine is installed. If the intermediate shaft protrudes beyond the frame, for example in the direction of a transmission, it is possible to fasten a power take-off means at the free end of the shaft. In this case, the intermediate shaft can form a main output and / or a secondary drive of the piston internal combustion engine. Thus, a transmission can be driven directly via the intermediate shaft, but it is also possible that a further output means is attached to the intermediate shaft, for example, to compensate for the axial offset between the intermediate shaft as the output shaft and the axis of rotation of the crankshaft. In order to be able to integrate the device for variably setting a compression ratio in systems, it may be advantageous for an output shaft to be arranged coaxially with the axis of rotation of the crankshaft. A coaxial arrangement of the output shaft and the rotational axis of the crankshaft makes it possible to integrate the reciprocating internal combustion engine into existing drive systems, that is to say that the reciprocating internal combustion engine is arranged in existing versions of motor vehicles in which a transmission input shaft is arranged coaxially or substantially coaxially with the axis of rotation of the crankshaft is, can be installed. By using an output means arranged on the shaft end of the intermediate shaft, it is thus possible to forward the torque of the crankshaft to an output shaft offset in the off axis from the intermediate shaft. In a preferred embodiment, the gear transmission acting between the crankshaft and the intermediate shaft is identical or nearly identical to an output means, wherein primarily the number of teeth, the pitch circle diameter, etc. can match. In addition to the transmission of torque to a arranged behind the reciprocating internal combustion engine gearbox, it is also possible that by means of the intermediate shaft an auxiliary drive, such as a water pump, a hydraulic pump or the valve train is driven.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Kurbelwelle im Rahmen in Gleitlagern gelagert ist. Im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, bei denen die Kurbelwelle beispielsweise in exzentrischen Lagern gelagert ist, bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Kurbelwelle in herkömmlichen Gleitlagern im Rahmen gelagert werden kann. Dies bietet wiederum den Vorteil, dass auf vorhandene bekannte Maschinenelemente zurückgegriffen werden kann, so dass sich einerseits ein Vorteil bei der Montage und bei den Kosten für die erfindungsgemäße Einrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ergibt.A further embodiment of the invention results when the crankshaft is mounted in the frame in plain bearings. In contrast to known devices for adjusting the compression ratio, in which the crankshaft is mounted for example in eccentric bearings, the invention offers the advantage that the crankshaft can be stored in conventional plain bearings in the frame. This in turn offers the advantage that existing known machine elements can be used, so that on the one hand there is an advantage in the assembly and in the costs for the device according to the invention for setting the compression ratio.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rahmen eine Schmierölversorgung für die Gleitlagerung der Kurbelwelle. In vorteilhafter Weise kann der Rahmen eine Schmierölversorgung für die Lagerpunkte der Kurbelwelle im Rahmen enthalten. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Versorgungsleitungen notwendig sind. So ist es beispielsweise vorstellbar, in den Rahmen Bohrungen oder Kanäle einzuformen oder einzuarbeiten, so dass zumindest die Lagerstellen der Kurbelwelle kontinuierlich mit Schmieröl versorgt sind. Darüber hinaus können ebenfalls Lagerpunkte der im Rahmen gelagerten Zwischenwelle und/oder Exzenterwelle mit Schmieröl versorgt werden.In a further embodiment, the frame comprises a lubricating oil supply for the plain bearing of the crankshaft. Advantageously, the frame may contain a lubricating oil supply for the bearing points of the crankshaft in the frame. This offers the advantage that no additional supply lines are necessary. Thus, it is conceivable, for example, to mold or incorporate bores or channels into the frame, so that at least the bearing points of the crankshaft are continuously supplied with lubricating oil. In addition, bearing points of the mounted intermediate shaft and / or eccentric shaft can also be supplied with lubricating oil.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen einen zumindest zweiteiligen Aufbau auf. Besonders bevorzugt weist der Rahmen eine in Bezug auf eine ebene Oberfläche des Kurbelgehäuses bezogene parallele Trennebene auf. Parallel bedeutet hierbei, dass die Trennebene des Rahmens nahezu parallel oder parallel zu einer ebenen Oberfläche des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Dabei befindet sich der Rahmen ebenfalls in einer parallelen Ebene zu einer ebenen Oberfläche des Kurbelgehäuses. Nahezu parallel bedeutet dabei, dass je nach Schwenkwinkel des Rahmens oder Anordnung des Rahmens im Zylinderkurbelgehäuse die Trennebene im Rahmen sich ebenfalls parallel zur Erstreckung des Rahmens im Rahmen erstreckt.In a preferred embodiment, the frame has an at least two-part construction. Particularly preferably, the frame has a relative to a flat surface of the crankcase relative to the parallel parting plane. Parallel means here that the parting plane of the frame is arranged almost parallel or parallel to a flat surface of the crankcase. In this case, the frame is also in a plane parallel to a flat surface of the crankcase. Almost parallel means that depending on the pivot angle of the frame or arrangement of the frame in the cylinder crankcase, the parting plane in the frame also extends parallel to the extension of the frame in the frame.

Der Rahmen kann aus Aluminium, Grauguss, Stahl, Stahlguss und/oder als Schmiedeelement ausgebildet sein. Gusswerkstoffe bieten dabei den Vorteil, dass diese eine gute Dämpfungseigenschaft aufweisen, wohingegen Stahl- oder Schmiedeteile sehr hohe Festigkeiten aufweisen können. Eine Fertigung kann die Rahmenherstellung mittels maschineller Bearbeitung aus dem Vollen, beispielweise auch nur für Komponenten des Rahmens wie auch für den gesamten Rahmen vorsehen. Andere Fertigungsverfahren wie Gießen oder auch Schmieden können ebenfalls vorgesehen sein. Auch können unterschiedliche Fertigungsverfahren zum Einsatz gelangen, wenn der Rahmen hergestellt wird, zum Beispiel bei unterschiedlichen Komponenten, die zum Rahmen schließlich zusammengebaut werden. Je nach Anforderungen und Belastungen, die an die Kolbenbrennkraftmaschine gestellt werden, kann der Rahmen aus nur einem oder auch aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So ist es insbesondere möglich, dass einerseits der Rahmen aus Aluminiumdruckguss besteht und andererseits ein oder mehrere Befestigungselemente für eine Exzenterwelle, die Kurbelwelle oder die Zwischenwelle am Rahmen aus einem anderen Werkstoff, wie beispielsweise Stahlguss bestehen.The frame may be formed of aluminum, cast iron, steel, cast steel and / or as a forging. Cast materials offer the advantage that they have a good damping properties, whereas steel or forgings can have very high strengths. Fabrication may provide frame fabrication by machining from solid, for example, only to components of the frame as well as to the entire frame. Other manufacturing methods such as casting or forging can also be provided. Also, different manufacturing techniques may be used when manufacturing the frame, for example, with different components that are eventually assembled to the frame. Depending on requirements and loads that are placed on the reciprocating internal combustion engine, the frame may consist of only one or of different materials. So it is particularly possible that on the one hand, the frame made of die-cast aluminum and on the other hand, one or more fasteners for an eccentric shaft, the crankshaft or the intermediate shaft on the frame made of a different material, such as cast steel.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rahmen eine Vorrichtung zum Massenausgleich, wobei der Massenausgleich mittelbar oder unmittelbar von der Kurbelwelle antreibbar ist. Dabei kann der Massenausgleich für die Kurbelwelle am Rahmen oder unmittelbar an einer Vorrichtung befestigt sein, wobei die Vorrichtung ebenfalls fest mit dem Rahmen verbunden ist. Der Rahmen dient dann neben der Aufnahme der Kurbelwelle ebenfalls zur Aufnahme des Massenausgleichs. Bevorzugt wird der Massenausgleich mittels des Zahnradgetriebes angetrieben, das zur Übertragung des Drehmoments auf die Zwischenwelle eingesetzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass mit einer geringstmöglichen Anzahl an Maschinenelementen gearbeitet werden kann und gleichzeitig eine Synchronisation zwischen Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle und Drehgeschwindigkeit des Massenausgleichs erfolgen kann. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass auf der Zwischenwelle eine den Massenausgleich bewirkende Masse angeordnet ist. Vorteilhaft wird dieses beispielsweise bei einem 3-Zylinder-Kolbenbrennkraftmaschine vorgesehen.In a further embodiment, the frame comprises a device for mass balance, wherein the mass balance can be driven directly or indirectly by the crankshaft. In this case, the mass balance for the crankshaft can be attached to the frame or directly to a device, wherein the device is also firmly connected to the frame. The frame is then used in addition to the inclusion of the crankshaft also for receiving the mass balance. Preferably, the mass balance is driven by means of the gear transmission, which is used for transmitting the torque to the intermediate shaft. This offers the advantage that you can work with a minimum number of machine elements and at the same time a synchronization between the rotational speed of the crankshaft and rotation speed of the mass balance can be done. An embodiment provides that on the intermediate shaft a mass balancing mass is arranged. This is advantageously provided, for example, in a 3-cylinder piston internal combustion engine.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Rahmen zusätzlich eine Ölpumpe angeordnet ist. Die Ölpumpe kann beispielsweise über einen Antrieb im Rahmen mit der Kurbelwelle direkt oder indirekt gekoppelt sein. Die Ölpumpe kann beispielweise zur Schmierung von Komponenten dienen, die ebenfalls im Rahmen angeordnet sind, zum Beispiel die Kurbelwelle oder auch die Zwischenwelle. Auch andere Komponenten außerhalb des Rahmens können über die Ölpumpe geschmiert werden. Vorzugsweise läuft eine Schmiermittelleitung durch den Rahmen, an die die Ölpumpe angeschlossen ist. Weiterhin können gemäß einer Ausgestaltung ein oder mehrere Kolbenspritzdüsen ebenfalls im Rahmen angeordnet sein. Vorzugsweise sind diese mit der Ölpumpe verbunden, beispielsweise über eine im Rahmen verlaufende Schmiermittelleitung. Mittels der Kolbenspritzdüsen können die Kolben mit Öl beaufschlagt, geschmiert und gekühlt werden. Hierbei können zum Beispiel ein oder auch zwei Kolbenspitzdüsen je Kolben vorgesehen werden. Beispielsweise können die Kolbenspritzdüsen im oder am Rahmen befestigt sein.According to a further embodiment, it is provided that an oil pump is additionally arranged in the frame. The oil pump can be coupled directly or indirectly, for example via a drive in the frame with the crankshaft. The oil pump can, for example, for the lubrication of Serve components that are also arranged in the frame, for example, the crankshaft or the intermediate shaft. Other components outside the frame can also be lubricated via the oil pump. Preferably, a lubricant line passes through the frame to which the oil pump is connected. Furthermore, according to one embodiment, one or more piston spray nozzles can also be arranged in the frame. Preferably, these are connected to the oil pump, for example via a running in the frame lubricant line. By means of the piston spray nozzles, the pistons can be charged with oil, lubricated and cooled. Here, for example, one or two Kolbenspitzdüsen be provided per piston. For example, the piston nozzles may be mounted in or on the frame.

Des weiteren wird ein Verfahren zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Kolbenbrennkraftmaschine in ein Fahrzeug vorgeschlagen, wobei ein Steuergerät einem Verstellmechanismus eines zu verschwenkenden Rahmens in einem Kurbelgehäuse ein Signal zukommen lässt, wodurch der Rahmen und eine darin gelagerte Kurbelwelle mittels des Verstellmechanismus verschwenkt wird, wodurch das Verdichtungsverhältnis verändert wird. Ein Steuergerät umfasst hierbei beispielsweise zumindest eine Einrichtung, mit der eine Last auf die Kolbenbrennkraftmaschine ermittelbar ist, so dass in Abhängigkeit von der ermittelten oder berechneten Last ein Signal an den Verstellmechanismus zur Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses weiterleitbar ist. Wird beispielsweise eine hohe Last erfasst, so kann das Steuergerät ein Signal an den Verstellmechanismus weiterleiten, der es ermöglicht, dass der Rahmen verschwenkt wird und das Verdichtungsverhältnis an die gestiegene Last angepasst wird.Furthermore, a method for variably setting a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine in a vehicle is proposed, wherein a control device sends a signal to an adjusting mechanism of a frame to be pivoted in a crankcase, whereby the frame and a crankshaft mounted therein is pivoted by means of the adjusting mechanism, whereby the Compression ratio is changed. In this case, a control device in this case comprises, for example, at least one device with which a load on the piston internal combustion engine can be determined, so that a signal can be forwarded to the adjusting mechanism for setting a compression ratio as a function of the determined or calculated load. For example, if a high load is detected, the controller may pass a signal to the recliner mechanism that allows the frame to pivot and adjust the compression ratio to the increased load.

Der Verstellmechanismus umfasst hierbei gemäß einer Ausgestaltung zumindest einen Schwenkantrieb vorzugsweise in Form eines Exzenters und/oder einer Exzenterwelle. Beispielsweise kann der Verstellmechanismus einen Elektromotor, eine Getriebeeinheit und eine Exzenterwelle umfassen, wobei mittels des Elektromotors das Getriebe antreibbar und mittels des Getriebes eine Drehbewegung der Exzenterwelle erfolgt, so dass eine Schwenkbewegung des Rahmens vornehmbar ist. Somit ist einerseits die Möglichkeit geschaffen, mit geringstmöglichen Kräften eine Verstellung einzuleiten und andererseits eine hochpräzise und sehr schnelle Veränderung der Lage des Rahmens zu erzielen. Bevorzugt wird mittels des Verstellmechanismus zumindest eine exzentrische Bewegung erzeugt und die exzentrische Bewegung in eine Schwenkbewegung des Rahmens umgewandelt. Besonders bevorzugt wird das Verfahren mit einer Kolbenbrennkraftmaschine ausgeführt, wie sie oben wie auch nachfolgend noch näher beschrieben ist.The adjusting mechanism here according to one embodiment comprises at least one pivot drive preferably in the form of an eccentric and / or an eccentric shaft. For example, the adjusting mechanism may comprise an electric motor, a gear unit and an eccentric shaft, wherein the gear can be driven by means of the electric motor and a rotational movement of the eccentric shaft by means of the gear, so that a pivoting movement of the frame is vornehmbar. Thus, on the one hand, the possibility is created to initiate an adjustment with the least possible forces and, on the other hand, to achieve a high-precision and very rapid change in the position of the frame. Preferably, at least one eccentric movement is generated by means of the adjusting mechanism and the eccentric movement is converted into a pivoting movement of the frame. Particularly preferably, the method is carried out with a reciprocating internal combustion engine, as described above and also in more detail below.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus denen weitere Ausgestaltungen der Erfindung hervorgehen. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend, vielmehr können die dort jeweils beschriebenen Merkmale untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in den Figuren angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verweisen. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass das dargestellte Ausführungsbeispiel zwar eine Verwendung einer Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Kolbenbrennkraftmaschine darstellt, die Erfindung aber nicht auf eine Verwendung in einer Kolbenbrennkraftmaschine beschränkt ist, sondern bei jeglicher Art von Hubkolbennmaschinen zum Einsatz kommen kann, in denen variable Hubkolbenbewegungen erzeugt werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to figures, from which further embodiments of the invention will be apparent. However, the further developments shown there are not restrictive, but the features described there in each case can be combined with one another and with the features described above to form further embodiments. Furthermore, it should be noted that the reference numerals indicated in the figures do not limit the scope of the present invention, but merely refer to the embodiments shown in the figures. It should also be noted that while the illustrated embodiment illustrates a use of a variable compression ratio device of a reciprocating internal combustion engine, the invention is not limited to use in a reciprocating internal combustion engine, but may be applied to any type of reciprocating engine in which variable reciprocating movements are generated. Show it:

1 eine Draufsicht auf einen Rahmen mit einer in dem Rahmen gelagerten Kurbelwelle und einem Abtrieb über eine Zwischenwelle, 1 a top view of a frame with a crankshaft mounted in the frame and an output via an intermediate shaft,

2 eine Detailansicht auf den Rahmen gemäß der Linie II-II aus 1, 2 a detailed view of the frame according to the line II-II 1 .

3 eine weitere Detailansicht auf den Rahmen entlang der Linie III-III aus 1, 3 another detail view of the frame along the line III-III 1 .

4 eine prinzipielle Darstellung eines Rahmens mit Zwischenwellenabtrieb, 4 a schematic representation of a frame with intermediate shaft output,

5 eine weitere Darstellung eines Rahmens mit Zwischenwellenabtrieb, 5 a further illustration of a frame with intermediate shaft output,

6 eine prinzipielle Darstellung eines Rahmens mit Zwischenwellenabtrieb und integriertem Massenausgleich, 6 a schematic representation of a frame with intermediate shaft output and integrated mass balance,

7 eine dreidimensional Ansicht auf eine Kurbelwelle gemäß dem Stand der Technik und 7 a three-dimensional view of a crankshaft according to the prior art and

8 eine prinzipielle Darstellung einer Kurbelwelle zur Aufnahme in einen Rahmen mit Zwischenwellenabtrieb. 8th a schematic representation of a crankshaft for inclusion in a frame with intermediate shaft output.

In der 1 ist eine Draufsicht auf einen Rahmen 1 zur exzentrischen Lagerung einer Kurbelwelle 2 in einer Kolbenbrennkraftmaschine wiedergegeben. Dargestellt ist ebenfalls eine Zwischenwelle 3, ein zwischen der Kurbelwelle 2 und der Zwischenwelle 3 angeordnetes Zahnradgetriebe 4, ein Abtriebsmittel 5, eine Exzenterwelle 6, eine Lagergasse 7 für die Zwischenwelle 3, eine Lagerung 8 für den Rahmen 1 und die Zwischenwelle 3 sowie ein weiteres Zahnradgetriebe 9. Die Draufsicht zeigt einen die Kurbelwelle vollumfänglich umschließenden Rahmen 1, wobei so wie dargestellt bevorzugt auf einer ersten Seite des Rahmens 10 die Zwischenwelle 3 angeordnet ist und auf einer zweiten Seite 11 die Exzenterwelle 6 im Eingriff mit dem Rahmen 1 steht. Die Zwischenwelle 3 ist bevorzugt diejenige Welle, mittels der ein Abtrieb von der Kurbelwelle 2 nach außen außerhalb des Rahmens 1 erfolgt. Zwischen der Zwischenwelle 3 und der Kurbelwelle 2 kann daher ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, ein Kettentrieb, ein Zahnriemen, ein Rädertrieb oder auch eine andere, einen Antrieb der Zwischenwelle 3 mittels der Kurbelwelle 2 sicherstellende Vorrichtung vorgesehen sein.In the 1 is a top view of a frame 1 for the eccentric bearing of a crankshaft 2 reproduced in a reciprocating internal combustion engine. Also shown is an intermediate shaft 3 , one between the crankshaft 2 and the intermediate shaft 3 arranged gear transmission 4 , an output 5 , an eccentric shaft 6 a camp lane 7 for the intermediate shaft 3 , a storage 8th for the frame 1 and the intermediate shaft 3 as well as another gear transmission 9 , The plan view shows a crankshaft fully enclosing frame 1 , wherein as shown preferably on a first side of the frame 10 the intermediate shaft 3 is arranged and on a second page 11 the eccentric shaft 6 engaged with the frame 1 stands. The intermediate shaft 3 is preferably that shaft, by means of which an output from the crankshaft 2 outside the frame 1 he follows. Between the intermediate shaft 3 and the crankshaft 2 Therefore, a transmission, in particular a gear transmission, a chain drive, a toothed belt, a gear drive or another, a drive of the intermediate shaft 3 by means of the crankshaft 2 ensuring device be provided.

Der Rahmen 1 ist um eine Drehachse 12 der Zwischenwelle schwenkbar im Kurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel die Zwischenwelle durchgehend in den Lagerpunkten 8 und ortsfest im Kurbelgehäuse aufgenommen. Der Rahmen 1 wiederum ist auf der Lagergasse oder auch um eine Lagerhülse 7, ein Rohr oder ähnliches sowie in den Lagern 13, 14 schwenkbeweglich aufgenommen. Der Rahmen 1 schwenkt bzw. dreht hierbei um die Drehachse 12. Gemäß der dargestellten Ausgestaltung wird hierzu die Lagerhülse 7 mittels einander gegenüberliegenden Klemmfäusten festgehalten. An Stelle der Lagerhülse kann jedoch auch eine andere Lagervorrichtung des Rahmens 1 um die Zwischenwelle 3 vorgesehen werden. Auch können statt einer einzigen durchgängigen Lagerhülse 7 auch mehrere einzelne, voneinander getrennte Lagerhülsenabschnitte vorgesehen sein. Die Klemmfäuste wiederum stellen ebenfalls nur eine mögliche Ausgestaltung zur Fixierung der Lagerhülse 7 dar. Es können auch andere Fixierungsmittel eingesetzt werden. Bevorzugt dienen die Fixierungsmittel dazu, die Lagerhülse 7 mit dem Kurbelgehäuse zu verbinden. Eine weitere Ausgestaltung der Fixierungsmittel sieht vor, dass mit diesem eine Axiallagerung des Rahmens 1 im Kurbelgehäuse erfolgt. Weiterhin bevorzugt hat der Rahmen 10 beispielsweise ein Radialspiel zur Lagerhülse 7 und kann daher eine Schwenkbewegung ausführen. So bilden bei diesem Beispiel zwei Klemmfausthälften 51.1, 51.2 eine erste Klemmfaust 51. Bevorzugt liegt zwischen der ersten und einer zweiten Klemmfaust 52 ein Zwischensteg 53. Der Zwischensteg 53 nimmt mittels einer Lagerung die Lagerhülse 7 drehbar auf, wie das beispielhaft in einem Ausschnitt exemplarisch dargestellt ist. Die Lagerung der Lagerhülse 7 kann zum Beispiel mittels ein oder mehrerer Buchsen, Lagerschalen und/oder auch Wälzlager erfolgen. Die Lagerung der Lagerhülse 7 kann beispielweise als Fest-Los-Lagerung ausgeführt sein. Auch andere Lagerungsarten sind einsetzbar. Eine Schmiermittelversorgung der jeweiligen Lager im Rahmen 1 erfolgt vorzugsweise über Schmiermittelkanäle im Rahmen 1, die jedoch außer im Ausschnitt gestrichelt angedeutet, nicht näher dargestellt sind. Die Schwenkbewegung um die Drehachse 12 wird mittels der Exzenterwelle 6 erzeugt. Die Anordnung des Schwenkantriebs und insbesondere der Exzenterwelle 6 an einem äußeren Ende 15 des Rahmens 1 bietet dabei den Vorteil, dass für ein Verschwenken der Drehachse 16 beziehungsweise der Kurbelwelle 2 eine von der Hebellänge abhängige Kraft aufbringbar ist. Der Hebel wird dabei aus dem Abstand A zwischen der Drehachse 12 der Zwischenwelle 3 und dem Angriffspunkt der Exzenterwelle 6 am Rahmen 1 gebildet. Es ist somit möglich, in Abhängigkeit der auftretenden Belastung in der Kolbenbrennkraftmaschine auf die Kurbelwelle einen mehr oder weniger großen Hebelarm auszubilden, um einen entsprechend geringeren Kraftaufwand beim Schwenken des Rahmens 1 zu ermöglichen.The frame 1 is about a rotation axis 12 the intermediate shaft pivotally mounted in the crankcase of an internal combustion engine. In this case, the intermediate shaft is continuous in the bearing points in this embodiment 8th and fixed in the crankcase. The frame 1 in turn is on the camp lane or even to a bearing sleeve 7 , a pipe or the like, as well as in the camps 13 . 14 taken up pivotally. The frame 1 pivots or rotates about the axis of rotation 12 , According to the illustrated embodiment, this is the bearing sleeve 7 held by means of opposing clamping fists. However, instead of the bearing sleeve can also be another storage device of the frame 1 around the intermediate shaft 3 be provided. Also, instead of a single continuous bearing sleeve 7 Also several individual, separate bearing sleeve sections may be provided. The clamping fists in turn also provide only one possible embodiment for fixing the bearing sleeve 7 There may also be used other fixatives. Preferably, the fixing means serve to the bearing sleeve 7 to connect with the crankcase. A further embodiment of the fixing means provides that with this an axial bearing of the frame 1 takes place in the crankcase. Further preferred is the frame 10 For example, a radial clearance to the bearing sleeve 7 and can therefore perform a pivoting movement. Thus, in this example, two clamping fist halves form 51.1 . 51.2 a first clamping fist 51 , Preferably lies between the first and a second clamping fist 52 a gutter 53 , The gutter 53 takes the bearing sleeve by means of a bearing 7 rotatable, as exemplified in a section is exemplified. The bearing of the bearing sleeve 7 can be done for example by means of one or more bushes, bearings and / or rolling bearings. The bearing of the bearing sleeve 7 may for example be designed as a fixed-lot storage. Other types of storage can be used. A lubricant supply of the respective bearings in the frame 1 preferably takes place via lubricant channels in the frame 1 , which, however, indicated by dashed lines except in section, are not shown in detail. The pivoting movement about the axis of rotation 12 is by means of the eccentric shaft 6 generated. The arrangement of the pivot drive and in particular the eccentric shaft 6 at an outer end 15 of the frame 1 offers the advantage that for pivoting the axis of rotation 16 or the crankshaft 2 a dependent on the lever length force can be applied. The lever is doing from the distance A between the axis of rotation 12 the intermediate shaft 3 and the point of application of the eccentric shaft 6 at the frame 1 educated. It is thus possible, depending on the load occurring in the reciprocating internal combustion engine on the crankshaft form a more or less large lever arm to a correspondingly lower force when pivoting the frame 1 to enable.

An beiden axialen Enden 17, 18 der Kurbelwelle sind jeweils Mittel zur Übertragung eines in der Kurbelwelle 2 erzeugten Drehmoments auf die Zwischenwelle 3 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Mittel zur Übertragung des Drehmoments aus Zahnradgetrieben 4, 9. Das in der Kurbelwelle 2 erzeugte Drehmoment wird über die Zahnradgetriebe 4, 9 an die Zwischenwelle 3 übertragen. Die Zwischenwelle 3 ragt dabei einseitig über den Rahmen 1 hinaus und wirkt mit einer Abtriebseinheit 5 zusammen. Die Abtriebseinheit 5 umfasst wiederum ein Getriebe und eine Abtriebswelle 50. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Zahnradgetriebe 4 identisch oder nahezu identisch mit dem Zahnradgetriebe 19 der Abtriebseinheit, wodurch die Abtriebswelle 50 in eine Position gelangt, die im Wesentlichen einer axialen Verlängerung der Drehachse 16 der Kurbelwelle 2 entspricht. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, die Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses in konventionell ausgelegte Fahrzeuge einzusetzen, das heißt der Abtrieb einer Kolbenbrennkraftmaschine, die mit einem gemäß den Ausführungsbeispiel ausgeführten Rahmen 1 ausgestattet ist, weist eine Abtriebswelle 50 auf, die einer Abtriebswelle herkömmlich aufgebauter Kolbenbrennkraftmaschinen ohne eine exzentrische Lagerung einer Kurbelwelle entspricht.At both axial ends 17 . 18 The crankshaft are each means for transmitting one in the crankshaft 2 generated torque on the intermediate shaft 3 arranged. In this embodiment, the means for transmitting the torque consist of gear drives 4 . 9 , That in the crankshaft 2 Torque generated is via the gear transmission 4 . 9 to the intermediate shaft 3 transfer. The intermediate shaft 3 protrudes on one side over the frame 1 out and works with an output unit 5 together. The output unit 5 In turn, includes a gearbox and an output shaft 50 , In this embodiment, the gear transmission 4 identical or nearly identical to the gear transmission 19 the output unit, causing the output shaft 50 enters a position substantially an axial extension of the axis of rotation 16 the crankshaft 2 equivalent. This creates the possibility to use the device for the variable adjustment of a compression ratio in conventionally designed vehicles, that is, the output of a reciprocating internal combustion engine, with a running according to the embodiment of the frame 1 equipped, has an output shaft 50 on, which corresponds to an output shaft of conventionally constructed piston internal combustion engines without an eccentric bearing of a crankshaft.

Der Achsenabstand bleibt immer gleich, daher bleiben die Zahnräder immer im optimalen Eingriff. Da sich bei einem Verschwenken der Kurbelwelle 2 um die Drehachse 12 der Zwischenwelle 3 der Eingriff im Zahnradgetriebe 4 nicht ändert, müssen keine zusätzlichen Mittel zum Ausgleich eines Achsversatzes eingesetzt werden. Bei der Schwenkbewegung des Rahmens 1 bewegt sich die Kurbelwelle 2 auf einer Kreisbahn um die Drehachse 12 der Zwischenwelle 3. Dieses ermöglicht, dass auch beim Verschwenken wie auch in den unterschiedlichen Verschwenkpositionen die im Eingriff miteinander befindlichen Zahnräder weiterhin im optimalen Eingriff bleiben.The distance between the axes is always the same, so the gears always remain in optimal engagement. As with a pivoting of the crankshaft 2 around the axis of rotation 12 the intermediate shaft 3 the engagement in the gear transmission 4 does not change, no additional means must be used to compensate for a misalignment. During the pivoting movement of the frame 1 the crankshaft is moving 2 on a circular path around the axis of rotation 12 the intermediate shaft 3 , This allows for pivoting as well as in the different Verschwenkpositionen the meshing with each other gears remain in optimal engagement.

In der 2 ist eine prinzipielle Darstellung auf einen Rahmen 20 in einer Seitenansicht gemäß der Linie II-II aus 1 wiedergegeben. Hierbei ist die Zwischenwelle 21 in der Lagergasse 22 drehbeweglich gelagert und mittels einer Klemmfaust 23 im Kurbelgehäuse gehalten. Der Rahmen 20 nimmt weiterhin die prinzipiell dargestellte Kurbelwelle 24 sowie die Exzenterwelle 25 auf. Der Rahmen 20 weist ein oberes Rahmenelement 26 sowie ein unteres Rahmenelement 27 auf. Das obere und/oder untere Rahmenelement 26, 27 kann wiederum wie in der 1 dargestellt die Kurbelwelle 24 vollumfänglich umschließen oder lediglich als ein sich zwischen der Zwischenwelle 21 und der Exzenterwelle 25 erstreckender Hebelarm ausgebildet sein. Wie durch die unterschiedlichen Graustufen des oberen und unteren Rahmenteils 26, 27 angedeutet, können die Rahmenteile 26, 27 aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sein. Zwischen den Rahmenteilen 26, 27 ist eine Trennebene ausgebildet. Die Kurbelwelle 24 ist wie in Kolbenbrennkraftmaschinen ohne variable Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses in konventionellen Gleitlagern 28 lagerbar und zwischen der oberen und unteren Rahmenhälfte 26, 27 aufgenommen. Die Exzenterwelle 25 kann ebenfalls im Rahmen 20 drehbar gelagert aufgenommen sein.In the 2 is a schematic representation on a frame 20 in a side view along the line II-II 1 played. Here is the intermediate shaft 21 in the camp lane 22 rotatably mounted and by means of a clamping fist 23 held in the crankcase. The frame 20 continues to take the principle illustrated crankshaft 24 as well as the eccentric shaft 25 on. The frame 20 has an upper frame element 26 and a lower frame element 27 on. The upper and / or lower frame element 26 . 27 Again, as shown in Figure 1, the crankshaft 24 completely enclose or just as one between the intermediate shaft 21 and the eccentric shaft 25 be formed extending lever arm. As by the different gray levels of the upper and lower frame part 26 . 27 indicated, the frame parts 26 . 27 be formed of different materials. Between the frame parts 26 . 27 is a parting plane formed. The crankshaft 24 is like in reciprocating internal combustion engines without variable adjustment of a compression ratio in conventional plain bearings 28 storable and between the upper and lower frame half 26 . 27 added. The eccentric shaft 25 can also be in the frame 20 be stored rotatably.

In der 3 ist ebenfalls eine Seitenansicht auf einen Rahmen 30 gemäß der Linie III-III aus 1 prinzipiell dargestellt. Die Lagergasse bzw. die Lagerhülse 29 bildet einen Lagerpunkt für den Rahmen 30, so dass der Rahmen 30 in Richtung des Pfeils P verschwenkbar ist. Dargestellt ist neben der Kurbelwelle 31 das Zahnradgetriebe 32 zur Übertragung des in der Kurbelwelle 31 erzeugten Drehmoments auf die Zwischenwelle 33. Deutlich zu erkennen ist, dass bei einer Schwenkbewegung des Rahmens 30 die Kurbelwelle sich auf einer Kreisbahn um die Lagergasse 29 bewegt, so dass die Zahnräder des Zahnradgetriebes 32 ihren Eingriffswinkel nicht verändern.In the 3 is also a side view on a frame 30 according to the line III-III 1 shown in principle. The camp gate or the bearing sleeve 29 forms a bearing point for the frame 30 so the frame 30 in the direction of arrow P is pivotable. Shown is next to the crankshaft 31 the gear transmission 32 for transmitting the in the crankshaft 31 generated torque on the intermediate shaft 33 , It can be clearly seen that during a pivoting movement of the frame 30 the crankshaft is on a circular path around the camp lane 29 moved so that the gears of the gear transmission 32 do not change their pressure angle.

In den 4 und 5 sind prinzipiell Abtriebssysteme von der Zwischenwelle 34, 35 an Nebenaggregate dargestellt. Mittels eines Kettentriebs 36 oder eines Steuertriebs 37, der beispielsweise ein Riementrieb ist, sind Ventiltriebe, eine Wasserpumpe, eine Ölpumpe oder vergleichbare Aggregate antreibbar.In the 4 and 5 are in principle output systems of the intermediate shaft 34 . 35 displayed on ancillaries. By means of a chain drive 36 or a tax drive 37 , which is for example a belt drive, are valve drives, a water pump, an oil pump or similar units driven.

Die 6 zeigt ebenfalls eine schematische Ansicht auf einen Rahmen 38, wobei an den Rahmen 38 ein Massenausgleich angebaut oder befestigt ist. Ein Zahnrad 39 des Zahnradgetriebes 40 steht mit einem Antriebsrad 41 eines Massenausgleichs 42 in Wirkverbindung. Durch den mittelbaren Antrieb des Massenausgleichs 42 durch ein auf oder an der Kurbelwelle 43 befestigtes Zahnrad 39 kann eine Synchronisation zwischen der Drehbewegung der Kurbelwelle 43 und des Massenausgleichs 42 erzielt werden.The 6 also shows a schematic view of a frame 38 , being attached to the frame 38 a mass balance is attached or attached. A gear 39 of the gear transmission 40 stands with a drive wheel 41 a mass balance 42 in active connection. Through the indirect drive of the mass balance 42 by one on or at the crankshaft 43 attached gear 39 can be a synchronization between the rotational movement of the crankshaft 43 and mass balance 42 be achieved.

In der der 7 ist eine Kurbelwelle 44 gemäß dem Stand der Technik mit einem Schwungradflansch 45 in einer dreidimensionalen Darstellung wiedergegeben. Wie in der 8 dargestellt, kann auf den Schwungradflansch 45 verzichtet werden, da für eine Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle 47 auf eine Zwischenwelle ein Zahnradgetriebe eingesetzt wird. Der Lagerflansch 46 ist als integrales Bestandteil der Kurbelwelle 47 ausgebildet und mittels der Kurbelwelle im Rahmen gelagert. Die an die Kurbelwelle 47 angeformte Sitzfläche 48 dient hierbei zur Aufnahme eines Zahnrads zur Übertragung des Drehmoments auf eine Zwischenwelle, wie es beispielsweise in der 1 dargestellt ist. Die Sitzfläche 48 dient hierbei zur Aufnahme des Zahnrads und ist beispielsweise als Presspassung ausbildbar, kann aber auch für eine Verschraubung oder einen Formschluss mit dem Zahnrad dienen.In the 7 is a crankshaft 44 according to the prior art with a flywheel flange 45 reproduced in a three-dimensional representation. Like in the 8th shown, can on the flywheel flange 45 be waived, as for a torque transmission from the crankshaft 47 on a intermediate shaft, a gear transmission is used. The bearing flange 46 is an integral part of the crankshaft 47 trained and stored by means of the crankshaft in the frame. The to the crankshaft 47 molded seat 48 serves here for receiving a gear for transmitting the torque to an intermediate shaft, as for example in the 1 is shown. The seat 48 serves here for receiving the gear and can be formed for example as a press fit, but can also serve for a screw or a positive connection with the gear.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19926133 A1 [0004] DE 19926133 A1 [0004]
US 7631620 B2 [0005] US 7631620 B2 [0005]

Claims

Kolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit einem Kolben, bevorzugt mit in Reihe in einem Kurbelgehäuse angeordneten Zylindern mit mehreren Kolben, die jeweils über ein Pleuel mit einer Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) verbunden sind, – mit einer Einrichtung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses der Kolbenbrennkraftmaschine und – mit einem Getriebe (4, 9), wobei eine Drehbewegung der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) mittels des Getriebes (4, 9) auf eine Abtriebswelle übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in einem im Kurbelgehäuse der Kolbenbrennkraftmaschine schwenkbeweglich befestigten Rahmen (1; 20; 30; 38) angeordnet ist.Piston internal combustion engine having at least one cylinder with a piston, preferably with cylinders arranged in series in a crankcase with a plurality of pistons, each via a connecting rod with a crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) - with a device for the variable adjustment of a compression ratio of the piston internal combustion engine and - with a transmission ( 4 . 9 ), wherein a rotational movement of the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) by means of the transmission ( 4 . 9 ) is transferable to an output shaft, characterized in that - the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) for variably setting the compression ratio in a frame pivotally mounted in the crankcase of the reciprocating internal combustion engine ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) is arranged.

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) eine Schwenkachse für den Rahmen (1; 20; 30; 38) bildet.Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that an intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) a pivot axis for the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) drehbar im Rahmen (1; 20; 30; 38) und/oder im Kurbelgehäuse gelagert ist.Piston-type internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) rotatable in the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) and / or stored in the crankcase.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) drehbar im Kurbelgehäuse aufgenommen ist und die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) Mittel (4, 9; 32; 39, 40) zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) auf die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) umfasst.Piston internal combustion engine according to one of claims 2 or 3, characterized in that the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) is rotatably received in the crankcase and the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) Medium ( 4 . 9 ; 32 ; 39 . 40 ) for transmitting a torque from the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) on the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) sich zumindest über eine gesamte axiale Länge der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) erstreckt, wobei die Kurbelwelle (2; 31; 43; 47), bevorzugt zumindest ein axiales Ende (17) der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47), ein Mittel (4; 9; 32; 39, 40) zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) auf die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) umfasst.Piston internal combustion engine according to one of claims 2 to 4, characterized in that the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) at least over an entire axial length of the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ), wherein the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ), preferably at least one axial end ( 17 ) of the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ), a means ( 4 ; 9 ; 32 ; 39 . 40 ) for transmitting a torque from the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) on the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (4; 9; 32; 39, 40) zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) auf die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) ein Getriebe, vorzugsweise ein Zahnradgetriebe (4, 9, 32; 39, 40) umfasst.Piston internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the means ( 4 ; 9 ; 32 ; 39 . 40 ) for transmitting a torque from the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) on the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) a transmission, preferably a gear transmission ( 4 . 9 . 32 ; 39 . 40 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnradgetriebe (4, 9, 32; 39, 40) ein geradverzahntes oder schrägverzahntes Stirnradgetriebe umfasst.Piston internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the gear transmission ( 4 . 9 . 32 ; 39 . 40 ) comprises a straight-toothed or helical spur gear.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen mehrere Lagerstellen zur Lagerung der Zwischenwelle aufweist.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the frame has a plurality of bearing points for supporting the intermediate shaft.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) zumindest auf einer Seite über den Rahmen (1; 20; 30; 38) hinausragt und auf einem über den Rahmen (1; 20; 30; 38) hinausragenden Wellenende ein Abtriebsmittel (5) befestigt ist, wobei das Abtriebsmittel (5) eine Eingangswelle (18) eines Getriebes umfasst, welches mit einer Antriebswelle von Rädern eines Fahrzeuges zusammenwirkt, in das die Kolbenbrennkraftmaschine eingebaut ist.Piston-type internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) on at least one side of the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) and on top of the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) projecting shaft end an output means ( 5 ), wherein the output means ( 5 ) an input shaft ( 18 ) comprises a transmission which cooperates with a drive shaft of wheels of a vehicle, in which the piston internal combustion engine is installed.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1; 20; 30; 38) die Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) zumindest bereichsweise umschließt, der Rahmen (1; 20; 30; 38) auf einer ersten, parallel zu einer Drehachse (16) der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) angeordeten Seite (10) schwenkbeweglich gelagert und auf einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Seite (11) der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) ein Schwenkantrieb (6) für den Rahmen angeordnet ist.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) at least in certain areas, the framework ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) on a first, parallel to a rotation axis ( 16 ) of the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) side ( 10 ) and pivotable on a second, the first opposite side ( 11 ) of the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) a pivoting drive ( 6 ) is arranged for the frame.

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (6) einen Exzenter und/oder eine Exzenterwelle (25) umfasst.Piston internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the pivoting drive ( 6 ) an eccentric and / or an eccentric shaft ( 25 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (3; 21; 33; 34; 35) in einer Lagerhülse drehbar gelagert ist, die mittels Klemmfäusten fixiert ist, wobei bevorzugt die Klemmfäuste eine Axiallagerung des Rahmens im Kurbelgehäuse bewirken.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate shaft ( 3 ; 21 ; 33 ; 34 ; 35 ) is rotatably mounted in a bearing sleeve which is fixed by means of clamping fists, wherein preferably the clamping fists cause an axial bearing of the frame in the crankcase.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) im Rahmen (1; 20; 30; 38) in Gleitlagern (28) gelagert ist.Piston-type internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) as part of ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) in plain bearings ( 28 ) is stored.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1; 20; 30; 38) eine Schmierölversorgung vorzugsweise für die Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) umfasst.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) a lubricating oil supply preferably for the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ).

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1; 20; 30; 38) einen zumindest zweiteiligen Aufbau aufweist und vorzugsweise in etwa senkrecht zu einer Zylinderachse eine Trennebene aufweist.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) has an at least two-part construction and preferably has a parting plane approximately perpendicular to a cylinder axis.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1; 20; 30; 38) aus Aluminium, Grauguss, Stahl, Stahlguss, und/oder als ein Schmiedeteil gebildet ist.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) made of aluminum, gray cast iron, steel, cast steel, and / or formed as a forged part.

Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen (1; 20; 30; 38) eine Vorrichtung zum Massenausgleich (42) angeordnet ist, wobei der Massenausgleich (42) mittelbar oder unmittelbar von der Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) antreibbar ist.Piston internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) a mass balance device ( 42 ), the mass balance ( 42 ) directly or indirectly from the crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) is drivable.

Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenausgleich (42) mittels eines Zahnradgetriebes (4, 9, 32; 39, 40) angetrieben ist.Piston engine according to claim 17, characterized in that the mass balance ( 42 ) by means of a gear transmission ( 4 . 9 . 32 ; 39 . 40 ) is driven.

Verfahren zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Kolbenbrennkraftmaschine in einem Fahrzeug, wobei ein Steuergerät einem Verstellmechanismus eines zu verschwenkenden Rahmens (1; 20; 30; 38) in einem Kurbelgehäuse ein Signal zukommen lässt, wodurch der Rahmen (1; 20; 30; 38) und eine darin gelagerte Kurbelwelle (2; 31; 43; 47) mittels des Verstellmechanismus verschwenkt wird, wodurch das Verdichtungsverhältnis verändert wird.A method for variably setting a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine in a vehicle, wherein a control device an adjusting mechanism of a frame to be pivoted ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) sends a signal in a crankcase, causing the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) and a crankshaft ( 2 ; 31 ; 43 ; 47 ) is pivoted by means of the adjusting mechanism, whereby the compression ratio is changed.

Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellmechanismus zumindest eine exzentrische Bewegung erzeugt wird und die exzentrische Bewegung in eine Schwenkbewegung des Rahmens (1; 20; 30; 38) umgewandelt wird.A method according to claim 19, characterized in that by means of the adjusting mechanism at least one eccentric movement is generated and the eccentric movement in a pivoting movement of the frame ( 1 ; 20 ; 30 ; 38 ) is converted.