-
Die Erfindung betrifft einen Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem auf einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagerten Koppelglied und wenigstens einer drehbar an einer Anlenkwelle gelagerten Anlenkpleuelstange, wobei das Koppelglied schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange eines Kolbens der Brennkraftmaschine und der Anlenkpleuelstange verbunden ist, und wobei die Anlenkwelle zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine um eine Drehachse drehbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem Mehrgelenkskurbeltrieb.
-
Der Mehrgelenkskurbeltrieb ist beispielsweise Bestandteil der Brennkraftmaschine, kann jedoch auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Der Mehrgelenkskurbeltrieb umfasst die Anlenkwelle und verfügt weiterhin über das Koppelglied, insbesondere über eine der Anzahl der Kolben der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von Koppelgliedern. Das Koppelglied beziehungsweise die Koppelglieder sind jeweils drehbar auf dem entsprechenden Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert. Bevorzugt weist das Koppelglied zwei nach entgegengesetzten Seiten über die Kurbelwelle überstehende, an ihrem Ende jeweils mit einem Schwenkgelenk versehene Arme auf. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen möglich. Die Drehachse des Koppelglieds um die Kurbelwelle beziehungsweise um den Hubzapfen der Kurbelwelle kann als Koppelglieddrehachse bezeichnet werden.
-
Eines der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung des Koppelglieds mit der Kolbenpleuelstange, die einen der Kolben der Brennkraftmaschine über das Koppelglied mit der Kurbelwelle verbindet. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks wird beispielsweise als Kolbenpleueldrehachse bezeichnet. Aufgrund der Verschwenkbarkeit des Koppelglieds ist die Kolbenpleueldrehachse nicht ortsfest, sondern wird zusammen mit dem Koppelglied verlagert beziehungsweise verschwenkt. Ein anderes der Schwenkgelenke dient zur schwenkbaren Verbindung des Koppelglieds mit der sogenannten Anlenkpleuelstange, welche mit ihrem anderen, dem Koppelglied gegenüberliegenden Ende an beziehungsweise auf der Anlenkwelle gelagert ist, insbesondere drehbar. Die Drehachse dieses Schwenkgelenks kann als Anlenkpleueldrehachse bezeichnet werden.
-
Die Anlenkpleuelstange verfügt zur Ausbildung der Schwenkgelenke bevorzugt über zwei Pleuelaugen. Das erste Pleuelauge ist Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit dem Koppelglied zusammenwirkt. Das erste Pleuelauge umgreift dabei beispielsweise einen an dem Koppelglied gehaltenen Koppelstift beziehungsweise Lagerbolzen. Das zweite Pleuelauge ist analog dazu Bestandteil des Schwenkgelenks, über welches die Anlenkpleuelstange mit der Anlenkwelle verbunden ist. Insbesondere umgreift das zweite Pleuelauge die Anlenkwelle wenigstens bereichsweise.
-
Mittels des Mehrgelenkskurbeltriebs kann das in dem dem Kolben jeweils zugeordneten Zylinder erreichte Verdichtungsverhältnis eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder dem vorliegenden Arbeitstakt. Beispielsweise ist die Anlenkwelle als Exzenterwelle ausgebildet, wobei in diesem Fall zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses die Exzenterwelle in eine bestimmte, dem gewünschten Verdichtungsverhältnis entsprechende Drehwinkelstellung, insbesondere eine relative Drehwinkelstellung bezüglich einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, gebracht wird.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
US 8,844,479 B2 bekannt. Diese betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem verstellbaren Verdichtungsverhältnis.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Mehrgelenkskurbeltrieben Vorteile aufweist, insbesondere ein Einstellen sowie ein Halten des Verdichtungsverhältnisses mit einem geringen Energieaufwand ermöglicht.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit dem Mehrgelenkskurbeltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass an der Anlenkwelle ein Verstellexzenter vorliegt, der über einen um eine Kniehebeldrehachse schwenkbar an dem Verstellexzenter angelenkten Kniehebel mit einem Linearaktuator zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses wirkverbunden ist.
-
Die Anlenkwelle ist zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses um ihre Drehachse drehbar. Bei einer ersten Drehwinkelstellung der Anlenkwelle bezüglich der Drehachse liegt insoweit ein erstes Verdichtungsverhältnis und bei einer von der ersten Drehwinkelstellung verschiedenen zweiten Drehwinkelstellung ein zweites Verdichtungsverhältnis vor, welches von dem ersten Verdichtungsverhältnis verschieden ist. Zum Drehen der Anlenkwelle, also zum Einstellen unterschiedlicher Drehwinkelstellungen, verfügt die Anlenkwelle über den Verstellexzenter. Dieser ist bezüglich der Drehachse exzentrisch an der Anlenkwelle angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Beispielsweise liegt der Verstellexzenter nach Art eines Hubzapfens an der Anlenkwelle vor.
-
An dem Verstellexzenter greift der Kniehebel an. insbesondere ist der Kniehebel um die Kniehebeldrehachse drehbar beziehungsweise schwenkbar an dem Verstellexzenter angelenkt beziehungsweise gelagert. Beispielsweise umgreift der Kniehebel beziehungsweise ein Lagerauge des Kniehebels den Verstellexzenter in Umfangsrichtung bezüglich der Kniehebeldrehachse zumindest teilweise, insbesondere vollständig. Über den Kniehebel ist der Verstellexzenter mit dem Linearaktuator wirkverbunden. Das bedeutet, dass mithilfe des Linearaktuators über den Kniehebel eine Stellkraft auf den Verstellexzenter aufgebracht werden kann, welche ein auf die Anlenkwelle wirkendes Stelldrehmoment bewirkt. Entsprechend kann auf diese Art und Weise die Drehwinkelstellung der Anlenkwelle und mithin das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine verstellt beziehungsweise eingestellt werden.
-
Der Kniehebel zeichnet sich dadurch aus, dass er bei unterschiedlichen Drehwinkelstellungen der Anlenkwelle und entsprechend bei unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen bezüglich des Verstellexzenters unterschiedliche Stellungen einnimmt, sodass die Hebelwirkung des Kniehebels auf den Verstellexzenter von der eingestellten Drehwinkelstellung der Anlenkwelle beziehungsweise dem eingestellten Verdichtungsverhältnis abhängig ist. Entsprechend kann beispielsweise der Kniehebel derart zwischen dem Verstellexzenter und dem Linearaktuator angeordnet sein, dass die Hebelwirkung des Kniehebels bei einem Verdichtungsverhältnis, welches eine größere zum Halten des Verdichtungsverhältnisses benötigte Kraft aufweist, größer ist als bei einem Verdichtungsverhältnis, welches eine kleinere Kraft zum Halten aufweist.
-
Beispielsweise steigt die zum Halten des Verdichtungsverhältnisses benötigte Kraft mit größer werdendem Verdichtungsverhältnis an. Entsprechend ist es vorteilhaft, den Kniehebel derart anzuordnen, dass er seine größte Hebelwirkung aufweist, sobald das maximal einstellbare Verdichtungsverhältnis mithilfe des Linearaktuators eingestellt wurde. Entsprechend kann das maximale Verdichtungsverhältnis mit vergleichsweise geringem Energieaufwand eingestellt und vor allem nachfolgend gehalten werden.
-
Beispielsweise ist die dem Verstellexzenter abgewandte Seite des Kniehebels linear verlagerbar, insbesondere ausschließlich linear verlagerbar. Hierzu ist diese Seite des Kniehebels entsprechend gelagert oder geführt, wozu wiederum eine Lagerung oder Führung vorgesehen sein kann. Bevorzugt ist die dem Verstellexzenter abgewandte Seite des Kniehebels ausschließlich in einer Ebene verlagerbar, welche senkrecht auf der Drehachse der Anlenkwelle steht. Besonders bevorzugt ist diese Verlagerung ausschließlich entlang einer Geraden vorgesehen beziehungsweise möglich.
-
Mit einer derartigen Ausgestaltung des Mehrgelenkskurbeltriebs kann eine variable Übersetzung zwischen dem Linearaktuator und der Anlenkwelle realisiert sein. Diese ist dabei beispielsweise derart ausgestaltet, dass bei einem kleineren Verdichtungsverhältnis eine kleinere Übersetzung und bei einem größeren Verdichtungsverhältnis eine größere Übersetzung vorliegt oder umgekehrt.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Linearaktuator einen Linearantrieb mit einem linear verlagerbaren Schlitten aufweist. Der Schlitten ist ausschließlich in einer Verlagerungsrichtung linear verlagerbar und hierzu vorzugsweise entsprechend gelagert. Der Linearantrieb ist beispielsweise als Spindelantrieb mit einer antreibbaren Gewindespindel und einer auf der Gewindespindel angeordneten, dem Schlitten zugeordneten Gewindemutter ausgeführt. Der Linearaktuator verfügt also über den Spindelantrieb beziehungsweise ist als ein solcher ausgestaltet. Der Spindelantrieb weist die Gewindespindel und die Gewindemutter auf, wobei die Gewindespindel ein Außengewinde und die Gewindemutter ein mit dem Außengewinde in Eingriff stehendes Innengewinde aufweist.
-
Der Spindelantrieb ist derart ausgestaltet, dass eine Drehbewegung der Gewindespindel um eine Spindeldrehachse eine lineare Verlagerung der Gewindemutter und mithin des Schlittens auf der Gewindespindel bewirkt. Hierzu ist beispielsweise die Gewindespindel um die Spindeldrehachse drehbar gelagert. Die Gewindemutter ist zwar drehbar auf der Gewindespindel angeordnet, jedoch bezüglich der Lagerung der Gewindespindel in Umfangsrichtung bezüglich der Spindeldrehachse festgesetzt. Entsprechend wird durch die Drehbewegung der Gewindespindel aufgrund der in Eingriff stehenden Gewinde eine Verlagerung der Gewindemutter in axialer Richtung bezüglich der Spindeldrehachse bewirkt. Selbstverständlich kann der Linearantrieb auch in einer anderen Ausführungsform vorliegen, muss also nicht als Spindelantrieb ausgestaltet sein.
-
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kniehebel an dem Schlitten schwenkbar angelenkt ist. Über den Kniehebel ist insoweit eine Wirkverbindung zwischen dem Schlitten und dem Verstellexzenter beziehungsweise der Anlenkwelle hergestellt. Der Kniehebel greift einerseits an dem Verstellexzenter und andererseits an dem Schlitten an und ist an beiden schwenkbar angelenkt.
-
Beispielsweise kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Schlitten über einen Hebelmechanismus mit dem Kniehebel wirkverbunden ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung greift der Kniehebel nicht unmittelbar, sondern lediglich mittelbar an dem Schlitten an.
-
Die Wirkverbindung zwischen dem Schlitten und dem Kniehebel ist über den Hebelmechanismus hergestellt, vorzugsweise ausschließlich. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine zusätzliche Kraftverstärkung der auf den Verstellexzenter mittels des Linearaktuators bewirkten Verstellkraft.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Hebelmechanismus einen einerseits schwenkbar an dem Schlitten und andererseits schwenkbar an dem Kniehebel angelenkten Stellhebel sowie einen einerseits schwenkbar an dem Stellhebel und/oder dem Kniehebel angelenkten und andererseits ortsfest schwenkbar gelagerten Führungshebel aufweist. Der Hebelmechanismus weist insoweit den Stellhebel und den Führungshebel auf. Beide greifen jeweils an dem Kniehebel an beziehungsweise sind schwenkbar an diesem angelenkt. Auf seiner dem Kniehebel abgewandten Seite greift der Stellhebel an dem Schlitten an und ist hierzu vorzugsweise verschwenkbar an dieser gelagert. Der Führungshebel ist dagegen auf seiner dem Kniehebel abgewandten Seite ortsfest schwenkbar gelagert. Auf diese Art und Weise kann sich der Führungshebel auf dieser Seite abstützen, beispielsweise an einem Gehäuse des Mehrgelenkskurbeltriebs beziehungsweise der Brennkraftmaschine und entsprechend eine weitere Kraftverstärkung bewirken.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Stellhebel um eine Stellhebeldrehachse und der Führungshebel um eine Führungshebeldrehachse drehbar an dem Kniehebel angelenkt sind, wobei die Stellhebeldrehachse und die Führungshebeldrehachse parallel beabstandet voneinander vorliegen. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass der Stellhebel und der Führungshebel jeweils drehbar an dem Kniehebel angelenkt beziehungsweise gelagert sind. Die drehbare Lagerung liegt dabei für den Stellhebel um die Stellhebeldrehachse und für den Führungshebel um die Führungshebeldrehachse vor. Diese beiden Drehachsen sind bevorzugt parallel beabstandet voneinander, sodass der Stellhebel beabstandet von dem Führungshebel an dem Kniehebel angreift. Selbstverständlich können die Stellhebeldrehachse und die Führungshebeldrehachse alternativ jedoch deckungsgleich sein, sodass also der Stellhebel und der Führungshebel um dieselbe Drehachse drehbar an dem Kniehebel angelenkt sind.
-
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kniehebeldrehachse bei einem Verstellen zwischen einem kleineren ersten Verdichtungsverhältnis und einem größeren zweiten Verdichtungsverhältnis auf einer gedachten Einhüllenden verläuft, wobei die Einhüllende mit dem Kniehebel bei dem zweiten Verdichtungsverhältnis einen kleineren Winkel einschließt als bei dem ersten Verdichtungsverhältnis. Aufgrund der bei dem Verstellen zwischen den Verdichtungsverhältnissen erfolgenden Drehen der Anlenkwelle um ihre Drehachse verläuft die Kniehebeldrehachse auf der gedachten Einhüllenden, welche üblicherweise einem Kreisbogen beziehungsweise einem Kreisbogenabschnitt um die Drehachse der Anlenkwelle herum entspricht.
-
An der Kniehebeldrehachse liegt der Kniehebel beziehungsweise eine Längsmittelachse des Kniehebels unter einem bestimmten Winkel zu der Einhüllenden vor. Dieser Winkel soll für unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse verschieden sein. Beispielsweise ist der Winkel umso kleiner, je größer das Verdichtungsverhältnis ist. Entsprechend schließt die Einhüllende mit dem Kniehebel bei dem zweiten Verdichtungsverhältnis einen kleineren Winkel ein als bei Vorliegen des ersten Verdichtungsverhältnisses. Besonders bevorzugt ist der Winkel bei Vorliegen des größten Verdichtungsverhältnisses minimal, entspricht also beispielsweise 0° oder zumindest höchstens 15°, höchstens 10° oder höchstens 5°. In diesem Fall ist der Kniehebel beziehungsweise dessen Längsmittelachse an der Kniehebeldrehachse tangential zu der Einhüllenden angeordnet.
-
Weil der Linearaktuator in Form des Linearantriebs, insbesondere des Spindelantriebs vorliegt, bewirkt ein auf die Anlenkwelle wirkendes Drehmoment lediglich eine Kraft auf den Schlitten senkrecht zu seiner Verlagerungsrichtung, im Falle der Gewindespindel senkrecht zu ihrer Spindeldrehachse, jedoch keine Kraft auf den Schlitten in axialer Richtung bezüglich der Verlagerungsrichtung beziehungsweise der Spindeldrehachse. Insoweit ist ein Halten des eingestellten Verdichtungsverhältnisses, insbesondere des maximalen Verdichtungsverhältnisses, ohne oder allenfalls mit geringem Energieaufwand möglich.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Führungshebel und der Kniehebel bei wenigstens einem Verdichtungsverhältnis, insbesondere einem maximalen Verdichtungsverhältnis, in einer Totpunktlage zueinander vorliegen. Das bedeutet, dass sie derart angeordnet sind, dass die Führungshebeldrehachse auf einer Geraden liegt, welche durch die Kniehebeldrehachse und die ortsfeste Drehachse des Führungshebels verläuft. Entsprechend wird eine aufgrund des Drehmoments der Anlenkwelle vorliegende Kraft über den Kniehebel und den Führungshebel in die Lagerung des Führungshebels, also beispielsweise in das Gehäuse des Mehrgelenkskurbeltriebs beziehungsweise der Brennkraftmaschine, eingeleitet. Folglich ist kein Energieaufwand notwendig, um die Drehwinkelstellung der Anlenkwelle und mithin das Verdichtungsverhältnis mithilfe des Linearaktuators konstant zu halten.
-
Schließlich kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass ein erster Abstand zwischen der Drehachse der Anlenkwelle und der Kniehebeldrehachse kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen der Kniehebeldrehachse einerseits und der Stellhebeldrehachse oder der Führungshebeldrehachse andererseits, und/oder dass ein dritter Abstand zwischen der Stellhebeldrehachse und einer Drehachse des Stellhebels an dem Schlitten und/oder ein vierter Abstand zwischen der Führungshebeldrehachse und einer Drehachse der ortsfesten Lagerung des Führungshebels größer sind/ist als der erste Abstand und/oder der zweite Abstand.
-
Im Rahmen des Mehrgelenkskurbeltriebs sind bevorzugt bestimmte Größenverhältnisse der Hebel, also insbesondere des Kniehebels, des Stellhebels und/oder des Führungshebels, vorgesehen. Der erste Abstand entspricht dabei dem Abstand zwischen der Drehachse der Anlenkwelle und der Kniehebeldrehachse und mithin dem Hub des Verstellexzenters. Der zweite Abstand liegt entweder als Abstand zwischen der Kniehebeldrehachse und der Stellhebeldrehachse oder als Abstand zwischen der Kniehebeldrehachse und der Führungshebeldrehachse vor. Der zweite Abstand beschreibt also beispielsweise die Länge des Kniehebels, insbesondere falls die Stellhebeldrehachse und die Führungshebeldrehachse identisch sind.
-
Der dritte Abstand und der vierte Abstand betreffen den Stellhebel und den Führungshebel. Insbesondere beschreibt der dritte Abstand die Länge des Stellhebels und der vierte Abstand die Länge des Führungshebels. Hierzu wird der dritte Abstand definiert als Abstand zwischen der Stellhebeldrehachse und der Drehachse des Stellhebels an der Gewindemutter und/oder der vierte Abstand als Abstand zwischen der Führungshebeldrehachse und der Drehachse der ortsfesten Lagerung des Führungshebels auf seiner dem Kniehebel abgewandten Seite.
-
Bevorzugt ist nun der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand, während der zweite Abstand wiederum kleiner ist als der dritte Abstand und/oder der vierte Abstand. Besonders bevorzugt sind also der dritte Abstand und der vierte Abstand größer als der zweite Abstand und auch größer als der erste Abstand. Selbstverständlich können jedoch auch andere Größenrelationen und entsprechend andere Abstände realisiert sein.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem Mehrgelenkskurbeltrieb, insbesondere eines Mehrgelenkskurbeltriebs gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Mehrgelenkskurbeltrieb über wenigstens ein auf einen Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes Koppelglied und wenigstens eine drehbar an einer Anlenkwelle gelagerte Anlenkpleuelstange verfügt, wobei das Koppelglied schwenkbar mit einer Kolbenpleuelstange eines Kolbens der Brennkraftmaschine und der Anlenkpleuelstange verbunden ist, und wobei die Anlenkwelle zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine um eine Drehachse drehbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass an der Anlenkwelle ein Verstellexzenter vorliegt, der über einen um eine Kniehebeldrehachse schwenkbar an dem Verstellexzenter angelenkten Kniehebel mit einem Linearaktuator zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses wirkverbunden ist.
-
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Mehrgelenkskurbeltriebs wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch der Mehrgelenkskurbeltrieb können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass dabei eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine Verstelleinrichtung für eine Anlenkwelle eines Mehrgelenkskurbeltriebs für eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsform,
-
2 eine zweite Ausführungsform der Verstelleinrichtung, sowie
-
3 eine weitere Darstellung der zweiten Ausführungsform.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verstelleinrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform für einen Mehrgelenkskurbeltrieb 2 einer Brennkraftmaschine, von welchem hier lediglich eine Anlenkwelle 3 angedeutet ist, die um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist und einen Verstellexzenter 5 aufweist. Die Verstelleinrichtung 1 dient dem Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine. An dem Verstellexzenter 5 greift ein Kniehebel 6 an, der an dem Verstellexzenter 5 um eine Kniehebeldrehachse 7 drehbar gelagert ist. Auf seiner dem Verstellexzenter 5 abgewandten Seite ist der Kniehebel 6 mit einem Linearaktuator 8 verbunden. Beispielsweise ist der Kniehebel 6 an einem Schlitten 9 des Linearaktuators 8 drehbar gelagert.
-
Dem Schlitten 9 ist eine Führung 10 zugeordnet, die eine Verlagerung des Schlittens 9 lediglich in einer einzigen Richtung, also linear, zulässt. Der Linearaktuator 8 ist in der hier dargestellten Ausführungsform als Spindelantrieb ausgeführt, der eine Gewindespindel 11 aufweist. Der Schlitten 9 ist hierbei nach Art einer Gewindespindel ausgeführt, welche ein Innengewinde aufweist, das mit einem Außengewinde der Gewindespindel 11 in Eingriff steht.
-
Bei einer Drehbewegung der Gewindespindel 11, die durch den Doppelpfeil 12 angedeutet ist, wird der Schlitten 9 in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse 13 der Gewindespindel 11 in die eine oder die andere Richtung linear verlagert. Unterschiedliche Axialpositionen des Schlittens 9 korrespondieren mit unterschiedlichen Drehwinkelstellungen der Anlenkwelle 3 bezüglich ihrer Drehachse 4. Für zwei dieser Axialpositionen ist die jeweilige Anordnung des Kniehebels 6 angedeutet und durch die Bezugszeichen 6' und 6'' gekennzeichnet. In der Stellung 6' des Kniehebels 6 liegt beispielsweise ein minimales Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine vor, während bei der Stellung 6'' ein maximales Verdichtungsverhältnis eingestellt ist.
-
Bei einem Verstellen zwischen dem minimalen Verdichtungsverhältnis und dem maximalen Verdichtungsverhältnis bewegt sich die Kniehebeldrehachse 7 entlang einer Einhüllenden 14. Es wird deutlich, dass diese Einhüllende 14 mit dem Kniehebel 6 beziehungsweise dessen Längsmittelachse für unterschiedliche Axialpositionen und mithin unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse unterschiedliche Winkel einschließt. So ist der eingeschlossene Winkel für das minimale Verdichtungsverhältnis kleiner als für das maximale Verdichtungsverhältnis.
-
Gleichzeitig ist erkennbar, dass für das maximale Verdichtungsverhältnis, also bei der Stellung 6'' des Kniehebels 6, der Kniehebel 6 nahezu senkrecht auf der Gewindespindel 11 steht, insbesondere genau senkrecht. Das bedeutet, dass ein auf die Anlenkwelle 3 wirkendes Drehmoment in eine senkrecht zu der Drehachse 13 auf den Schlitten 9 wirkende Kraft umgesetzt wird, während der Anteil der Kraft, der in axialer Richtung wirkt, nicht vorhanden oder allenfalls klein ist. Entsprechend kann mit der gezeigten Verstelleinrichtung 1 das in der Stellung 6'' vorliegende Verdichtungsverhältnis ohne oder mit allenfalls geringem Energieaufwand konstant gehalten werden.
-
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verstelleinrichtung 1. Diese entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, sodass auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Diese liegen darin, dass zwischen dem Kniehebel 6 und dem Linearaktuator 8 ein Hebelmechanismus 15 vorgesehen ist. Der Hebelmechanismus 15 weist einen Stellhebel 16 und einen Führungshebel 17 auf. Der Stellhebel 16 ist einerseits schwenkbar an dem Schlitten 9 und andererseits um eine Stellhebeldrehachse 18 an dem Kniehebel 6 angelenkt. Der Führungshebel 17 ist dagegen einerseits um eine Führungshebeldrehachse 19 schwenkbar an dem Kniehebel 6 angelenkt und andererseits mittels einer Lagerung 20 an einer Lagerstelle um eine ortsfeste Lagerdrehachse 21 drehbar gelagert.
-
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel fallen die Stellhebeldrehachse 18 und die Führungshebeldrehachse 19 zusammen. Sie können jedoch auch beabstandet voneinander, insbesondere parallel beabstandet voneinander, angeordnet sein. Anstelle der Positionen 6' und 6'' des Kniehebels 6 sind nun Positionen 16' und 16'' des Stellhebels 16 angedeutet. Weiterhin ist eine Einhüllende 22 für die Führungshebeldrehachse 19 eingezeichnet. Für die Position 16' liegt das minimale Verdichtungsverhältnis und für die Position 16'' das maximale Verdichtungsverhältnis vor. Es ist erkennbar, dass in der Position 16'' der Kniehebel 6 und der Führungshebel 17 in oder zumindest nahezu in einer Totpunktanordnung beziehungsweise Totpunktlage zueinander vorliegen. In dieser ist ein Halten des eingestellten Verdichtungsverhältnisses, insbesondere des maximalen Verdichtungsverhältnisses, mit besonders geringem Energieaufwand möglich.
-
Die 3 zeigt eine zweite Darstellung der Verstelleinrichtung 1 in einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform. Grundsätzlich wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Diese liegen darin, dass die Stellhebeldrehachse 18 und die Führungshebeldrehachse 19 parallel beabstandet voneinander an dem Kniehebel 6 vorliegen. Hieraus ergibt sich eine gleichmäßigere Kräfteeinleitung in den Kniehebel 6 und mithin eine bessere Dauerfestigkeit.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
