Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine

Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Exzenterbuchse, die verdrehbar in einer Aufnahmebohrung eines von einem Pleueloberteil und einem Pleuelunterteil gebildeten Pleuellagerauges eines Pleuels angeordnet ist und einen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle umschließt, wobei die in der Aufnahmebohrung verdrehbar geführte Exzenterbuchse vorzugsweise in zwei Positionen, die in Um- fangsrichtung der Exzenterbuchseum vorzugsweise etwa 180° zueinander versetzt sind, verriegelbar ist.

Stand der Technik

Mit dem Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ε ist das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zum Volumen des Kompressionsraumes bezeichnet. Durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses können der Wirkungsgrad der Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteigert und somitinsgesamt der Kraftstoffverbrauch reduziert werden. Bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftma- schinen nimmt allerdings mit der Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Volllastbetrieb deren Klopfneigung zu. Bei dem Klopfenhandelt es sich um eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches. Demgegenüber könnte das Verdichtungsverhältnis im Teillastbetrieb, in welchem die Füllung geringer ist, zur Verbesse- rung des entsprechenden Teillastwirkungsgrades erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit einem gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben. Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgege- ben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis generell in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftma- schine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Betriebspunk- ten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.

Es sind aus dem Stand der Technik unter anderem Vorrichtungen bekannt, die eine Verstellung des Abstandes zwischen einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einem Kolbenbolzen vornehmen. Es handelt sich dabei um unterschiedliche Vorrichtun- gen, nämlich um solche, mit denen die Lage des Kolbens gegenüber dem Pleuel veränderbar ist, oder um solche, die eine Lageänderung des Pleuels gegenüber der Kurbelwelle vornehmen.

Eine Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben- brennkraftmaschineder im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der DE 197 03 948 A1 bekannt. Danach nimmt ein im Bereich seines Pleuellagerauges geteiltes Pleuel über die Bohrung des Pleuellagerauges eine exzentrische Hülse auf. Diese ist mit einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche an einer Innenwand des Pleuellagerauges geführt und soll offenbar als Gleitlager ausgebildet sein. An ihrer inneren Umfangsfläche, die exzentrisch zur äußeren Umfangsfläche versetzt ist, ist die Hülse auf einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraft- maschine gleitend geführt. Eine Verdrehung der Hülse in der Bohrung des Pleuellagerauges soll selbsttätig erfolgen. Ausgelöst werdensoll diese Bewegung der exzentrischen Hülse durch die auf sie einwirkenden Kräfte, die aus der Drehung der Kurbel- welle bzw. der Pleuelbewegung resultieren. Weiterhin ist die exzentrische Hülse an ihren Enden mit Flanschen versehen, die das Pleuellagerauge übergreifen und in Um- fangsrichtung um 180° versetzte Verriegelungsausnehmungen aufweisen. Ein am Pleuel vorgesehenes Verriegelungsglied wird über ein Kurvensegment derart betätigt, dass es nach einer entsprechenden Verdrehung der Hülse wahlweise in die eine oder die andere Verriegelungsausnehmung eingreift.

Weiterhin ist aus der DE 10 2008 032 665 A1 eine Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Brenn kraftmasch ine bekannt, bei welcher ebenfalls eine Exzenterbuchse auf dem jeweiligen Kurbelzapfen der Kurbelwelle angeordnet sein soll. Diese Exzenterbuchse weist an ihren Enden Flansche auf, die mit einer Außenverzahnung versehen sind. Über diese und über Zahnräder , die in den Wangen der Kurbelwelle angeordnet und den Außenverzahnungen antriebs- und abtriebsseitig zugeordnet sind, wird ein mechanisches Antriebssystem für die Exzenterbuchsen geschaffen, wobei zwischen den Zahnrädern koaxial zur Kurbelwelle verlaufende Verstellwellen angeordnet sind. Die Zahnräder sollen dabei über Freiläufe von den Verstellwellen angetrieben werden. Offenbarung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gezielte Verdrehung der Exzenterbuchse in der Bohrung des Pleuellagerauges zwischen den Verriegelungspositionen zu bewirken

Diese Aufgabe wirddurch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von diesemabhängi- gen Patentansprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Danach soll zwischen einer äußeren Mantelfläche der Exzenterbuchse und der Aufnahmebohrung ein Freilauf angeordnet sein. Dieser Freilauf verhindert, dass die Exzenterbuchse aufgrund der Massen- bzw. Gaskräfte sowie der vom rotierendenKur- belzapfen erzeugten Momente in kurze Drehbewegungen in gegenläufigen Drehrich- tungen versetzt wird. Eine Drehrichtungsumkehr kann im Bereich des oberen oder unteren Totpunkts des mit dem Pleuel verbundenen Arbeitskolbens zustande kommen, da Momente auf die Exzenterbuchse wirken, die sowohl positive als auch negative Werte annehmen können. Die Folge davon ist, dass die jeweilige Exzenterbuchse- nicht bis in ihre andere zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses der Zylinder- einheit dienende Position verdreht wird. Das führt letztendlich dazu, dass einige der Zylindereinheiten mit einem hohen und einige mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Diese Nachteile lassen sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, dass der zwischen der Exzenterbuchse und dem Pleuelauge vorgesehene Freilauf nur noch eine gezielte Drehbewegung in einer Drehrichtung zulässt.

Demgegenüber istdie exzentrische Hülse nach der DE 197 03 948 A1 unmittelbar in der Aufnahmebohrung des Pleuellagerauges angeordnet. Es findet daher keine gezielte Verdrehung der Hülse in einer Drehrichtung statt. Bei der Vorrichtung nach der DE 10 2008 032 665 A1 sind zwar Freiläufe vorgesehen, diese befinden sich aber zwischen den einzelnen Verstellwellen und den angetriebenen Zahnrädern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll der Freilauf als Rollenfreilauf ausgebildet sein. Die entsprechenden Klemmrollen dieses Rollenfreilaufs sind zylindrisch ausge- bildet und wirken mit Klemmrampen, die an der äußeren Mantelfläche der Exzenterbuchse vorgesehen sind, zusammen. Sofern die Sperrwirkung ausreichend ist, können anstelle der zylindrischen Klemmrollen auch Kugeln vorgesehen sein. Alternativ zur Verwendung eines Rollenfreilaufs besteht auch die Möglichkeit, einen Klemmkörperfreilauf vorzusehen, bei dem sowohl die innere als auch die äußere Sperrfläche zy- lindrisch ausgebildet wären. Daher muss die Außenmantelfläche der Exzenterbuchse nicht, wie beim Rollenfreilauf, mit Klemmrampen versehen werden.

Bei Verwendung eines Rollenfreilaufs ist weiterhin vorgeschlagen, dass dessen Klemmrollen in einem Käfig geführt sind und dass die Exzenterbuchse und der Käfig jeweils aus zwei Halbschalen zusammengesetzt sind. Bei einer halbschalenartigen Ausbildung der beiden Teile des Käfigs können diese an ihren beiden Enden jeweils einerseits schwalbenschwanzartig und andererseits mit Aufnahmeöffnungen versehen sein. Im montierten Zustand des Käfigs greifen die schwalbenschwanzartigen Endstücke der einen Halbschale in die entsprechenden Öffnungen der anderen Halbschale ein, so dass die Halbschalen zueinander geführt sind. Der Käfig kann auch einteilig ausgebildet und dabei nur an einer Stelle geschlitzt sein, so dass er sich zur Montage auf die Exzenterbuchse aufbiegen lässt. Dabei weist er vorzugsweise eine Biegestelle und ein Käfigschloss auf. Außerdem wird vorgeschlagen, dass beidseitig des Freilaufs Wälzlager oder Gleitlager ausgebildet sind, über die die Exzenterhülse gegenüber der Aufnahmebohrung gelagert ist. Dadurch soll der Exzenter in der ungesperrtenDrehrichtung so leichtgängig in der Aufnahmebohrung geführt sein, dass die entsprechende Verstellung ohne besondere Hilfsmittel während des Betriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Exzenterbuchse mit radial nach außen verlaufenden Borden versehen ist, die gleitend an beiden axial ge- richteten Stirnflächen des Pleueloberteils und des Pleuelunterteils geführt sind. An diesen Borden, die die Form von kreisringförmigen Flanschen aufweisen, können Verriegelungsöffnungen ausgebildet sein, die am Umfang der Exzenterbuchse um 180° zueinander versetzt sind. Dabei ist verschiebbar in einer parallel zur Aufnahmebohrung des Pleuellagergehäuses verlaufenden Führungsbohrung ein Verriegelungsele- ment angeordnet, das wahlweise in eine der Verriegelungsöffnungen verschoben werden kann. Diese Verriegelung erfolgt jeweils in den beiden Positionen der Exzenterbuchse für ein niedriges und ein hohes Verdichtungsverhältnis.

Alternativ zu der vorgenannten Ausgestaltung des Freilaufs als Rollen- oder Klemm- körperfreilauf ist weiterhin vorgesehen, diesen als Schlingfederfreilauf auszubilden, wobei ein Ende zumindest einer Schlingfeder an das Pleuellagerauge gekoppelt ist. Beispielsweise kann dieses Ende der Schlingfeder in der Trennebene zwischen Pleuelober- und Pleuelunterteil fixiert sein. Das andere Ende der Schlingfeder wird auf den Exzenter geschoben. Dabei ist wichtig, dass die schraubenlinienartig verlaufende Schlingfeder über den Kurbelzapfen oder die Kröpfung der Kurbelwelle montiert werden kann. Hierzu ist vorgesehen, dass der Querschnitt der Schlingfeder so gewählt ist, dass das Rechteckband in die aufzubiegende Richtung schwächer ausgeführt ist und somit über den Kurbelzapfen gebracht werden kann. Ist die erste Windung über den Kurbelzapfen geschoben, so kann die restliche Schlingfeder auf den Kurbelzap- fen aufgewickelt werden. Die Schlingfeder hat im Vergleich zu einem form- bzw. kraftschlüssigen Freilauf den Vorteil, dass die Schlingfeder eine deutlich höhere Überlast aufnehmen kann. Weiterhin ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass der Schlingfederfreilauf aus zwei Schlingfedern besteht, deren schraubenlinienartig verlaufende Windungen parallel zueinander verlaufen. Schließlich ist vorgesehen, dass der Schlingfederfreilauf in einer ringförmigen Aufnahme, die sich jeweils innerhalb des Pleueloberteils und des Pleuelunterteils erstreckt und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, angeordnet ist. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, eine entsprechend ausgebildete Aufnahme in der Exzenterbuchse vorzusehen. Auch in Verbindung mit diesem Schlingfederfreilauf kann die Exzenterbuchse derart ausgebildet sein, dass sie durch axial, also parallel zum Kurbelzapfen bewegte oder radial zu diesem bewegte Verriegelungsmittel in zwei um 180° zueinander versetzten Positionen gegenüber dem Pleuellagerauge festgelegt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 mit denvon diesem abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder unmittelbar aus denFiguren ergeben, miteinander zu kombi- nieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf die dargestellten Ausgestaltungsbeispiele beschränken.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf dieZeichnung verwiesen, in der meh rere unterschiedliche Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 als perspektivische Darstellung eine Teilansicht einer Kurbelwelle mit ei- nem auf einem Kurbelzapfen angeordneten, einen Arbeitskolben aufnehmenden Pleuel, welches im Bereich seines Pleuelunterteils geschnitten ist,

Figur 2 eine Teilansicht des Pleuels mit einem Teilschnitt durch einen Kurbelzapf sowie eine Kurvenscheibe, Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Exzenterbuchse, die an einer äußeren Mantelfläche einen Rollenfreilauf aufnimmt, Figur 4 eine Exzenterbuchse mit einem Rollenfreilauf,

Figur 5 einen Rollenfreilauf, dem beidseitig Wälzlager zugeordnet sind,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung der mit dem Rollenfreilauf versehenen Ex- zenterbuchse,

Figur 7 eine perspektivische Darstellung eines für den Rollenfreilauf vorgesehenen

Käfigs, Figur 7A eine perspektivische Darstellung einer weiteren Variante eines für den Rollenfreilauf vorgesehenen Käfigs,

Figur 7B einen vergrößerten Ausschnitt VII b in Figur 7A, Figur 7C einen vergrößerten Ausschnitt VII c in Figur 7A,

Figur 8 als perspektivische Darstellung ein längsgeschnittenes Pleuel, wobei zwischen einem Pleuelauge und einer Exzenterbuchse ein Schlingfederfreilauf angeordnet ist,

Figur 9 eine vergrößerte Darstellung des Pleuellagerauges des in Figur 7 dargestellten Pleuels,

Figur 10 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Montage einer

Schlingfeder auf einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle,

Figur 1 1 einen aus zwei ineinander gewickelten Schlingfedern hergestellter Schlingfederfreilauf und Figur 12 im Längsschnitt eine Teilansicht einer Exzenterbuchse, die mit einem doppelt gewickelten Schlingfederfreilauf und beidseitig dessen mit Wälzlagern versehen ist. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

In der Figur 1 ist mit 1 eine Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, von der nur ein aus vier Kurbelwangen 2, 3, 4 und 5 bestehender Teilabschnitt dargestellt ist. Die Kurbelwangen 2 und 5 sind dabei zum Massenausgleich mit Ge- gengewichten 6 versehen und unterscheiden sich insofern von den Kurbelwangen 3 und 4. Weiterhin ist zwischen den Kurbelwangen 2 und 3 ein Kurbelzapfen 7 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Pleuels ausgebildet, während die Kurbelwangen 3 und 4 beidseitig eines Hauptlagerzapfens 8, über den die Kurbelwelle 1 in einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagert wird, verlaufen. Schließlich ist zwischen den beiden Kurbelwangen 4 und 5 wiederum ein Kurbelzapfen vorgesehen, der in dieser Darstellung aber nicht sichtbar ist, da auf diesem ein Pleuel 9 angeordnet ist. Aufgrund der Kröpfung der Kurbelwelle 1 nimmt dieser nicht sichtbare Kurbelzapfen im Vergleich zum Kurbelzapfen 7 eine andere Stellung ein.

Dieses Pleuel 9 besteht aus einem Pleueloberteil 10 und einem Pleuelunterteil 1 1 , die über Schrauben 12 miteinander verbunden sind. Das Pleueloberteil 10 nimmt an seinem vom Pleuelunterteil 1 1 abgewandten Ende einen Arbeitskolben 13 auf, der über einen Kolbenbolzen 14 über ein nicht näher dargestelltes Kolbenbolzenlager sowie ein Pleuelauge am Pleueloberteil 10 befestigt ist. Eine Trennebene 15 zwischen dem Pleueloberteil 10 und dem Pleuelunterteil 1 1 verläuft durch ein Pleuellagerauge, das in der perspektivischen Darstellung der Figur 1 ebenfalls nicht sichtbar ist, da, wie bereits angegeben, das Pleuel 9 auf dem entsprechenden Kurbelzapfen der Kurbelwelle

I montiert ist.

In diesem Pleuellagerauge ist eine Exzenterbuchse 16 angeordnet, die nach außen verlaufende Borde 17 und 18 aufweist. Über die Borde 17 und 18 ist die Exzenterbuchse 16 stirnseitig sowohl an dem Pleueloberteil 10 als auch an dem Pleuelunterteil

I I geführt. Aus dem Teilschnitt durch das Pleuelunterteil 1 1 nach der Figur 1 geht hervor, dass in diesem ein zylindrisches Verriegelungselement 19 axial, also parallel zur Längsachse der Kurbelwelle 1 , verschiebbar angeordnet ist. Dieses Verriegelungselement 19 weist einen radial verlaufenden zylindrischen Mitnehmer 20 auf, welcher phasenweise, d. h. im Bereich eines unteren Totpunkts des Arbeitskolbens 13 in eine Mitnahmenut 21 einer Kurvenscheibe 22 eingreift. Diese in einer Ölwanne der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnete Kurvenscheibe 22 ist in Längsrichtung der Kurbelwelle 1 verschiebbar angeordnet und wird über nicht näher dargestellte Verstell mittel entsprechend verschoben. Sie kann somit über ihre den Mitnehmer 20 aufnehmende Mitnahmenut 21 das Verriegelungselement 19 in Richtung eines der beiden Borde 17 oder 18 bewegen. Die Mitnahmenut 21 kann im Einlaufbereich für den Mitnehmer 20 verbreitert sein und sich zum Auslaufbereich hin kontinuierlich verjüngen, um eventuelle Toleranzen auszugleichen.

In jedem der Borde befindet sich eine Verriegelungsbohrung, in die das Verriege- lungselement 19 hineinbewegt werden kann. In der Figur 1 befindet sich das Verriegelungselement 19 mit seinem entsprechenden Ende in einer Verriegelungsbohrung 23 des Bords 17. Auf die entsprechende Lage dieser Verriegelungsbohrung 23 des Bords 17 zu einer im Bord 18 vorgesehenen Verriegelungsbohrung wird im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren 3, 4 und 6 noch eingegangen werden.

In der Figur 2 ist ein Abschnitt des Pleuels 9 im Bereich eines Pleuellagerauges 24 dargestellt, das durch eine halbschalenartige Ausbildung des Endabschnitts des Pleueloberteils 10 und des gesamten Pleuelunterteils 1 1 gebildet wird. Das Pleueloberteil 10 und das Pleuelunterteil 1 1 sind über die Schrauben 12 aneinander fixiert und bilden gemeinsam eine Aufnahmebohrung 25. In dieser Aufnahmebohrung 25 ist die Exzenterbuchse 16 angeordnet, die somit verdrehbar in der Aufnahmebohrung 25 geführt ist. Außerdem besteht die Exzenterbuchse 16 aus zwei Halbschalen 16a und 16b, wobei folglich auch die beiden Borde 17 und 18 der Exzenterbuchse 16 in entsprechender Weise diesen Halbschalen zugeordnet sind und als mit 17a, 17b sowie 18a und 18b bezeichnete Kreisringabschnitte ausgeführt sind. In der Figur 2 ist allerdings nur der Bord 17 sichtbar, so dass auch nur der halbe Kreisringabschnitt 17a gezeigt wird. Zur Verdeutlichung der Anordnung ist in der Figur 2 das Pleuellagerauge 24 im Halbschnitt dargestellt, so dass das Verriegelungselement 19 mit dem Mitnehmer 20 in seiner Anordnung im Pleuelunterteil 1 1 sichtbar ist. Das Verriegelungselement 19 weist eine Rastkontur 26 auf, die mit einer federbelasteten Rastkugel 27 zusammen- wirkt. Außerdem ist der Figur 2 die Anordnung der Kurvenscheibe 22 und deren Zusammenwirken mit dem Mitnehmer 20 zu entnehmen.

Wie weiterhin aus der Figur 3 hervorgeht, ist an einer äußeren Mantelfläche 28 der Exzenterbuchse 16 ein Freilauf 29 angeordnet, der in diesem Fall als Rollenfreilauf 30 ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist die äußere Mantelfläche 28 der Exzenterbuchse 16 mit radial schräg nach außen verlaufenden Klemmrampen versehen, die in der Figur 3 im Einzelnen nicht dargestellt sind. Weiterhin geht aus dieser Darstellung hervor, dass die Exzenterbuchse 16 an axialen Abschnitten ihrer äußeren Mantelfläche 28 zur Bildung einer Gleitlagerung mit Gleitflächen 31 und 32 versehen ist. Die beiden Borde 17 und 18, die gemeinsam mit dem hohlzylindrischen Abschnitt der Exzenterbuchse 16 in Teilabschnitte 17a und 17b sowie 18a und 18b halbiert sind, weisen Verriegelungsbohrungen 23 und 33 auf, die um 180° zueinander versetzt sind. Klemmrollen 30a des Rollenfreilaufs sind drehbar in einem Käfig 34 geführt. Die Ausgestaltung nach der Figur 3 weist außerdem einen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Mitnehmer 20a auf. Die Kurvenscheibe 22 ist in diesem Fall mit einer Mitnahmenut 21 a versehen, die im Einlaufbereich für den Mitnehmer 20a relativ breit ausgebildet ist und sich zum Auslaufbereich hin kontinuierlich verjüngt, so dass Toleranzen ausgeglichen werden können. Die Exzenterbuchse 16 wird, wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert, in der Aufnahmebohrung 25 des Pleuellagerauges 24 angeordnet, wobei die Borde 17 und 18 gleitend an den Stirnflächen des Pleuellagerauges 24 geführt sind. Außerdem ist die Exzenterbuchse 16 über die Gleitflächen 31 und 32 sowie den Rollenfreilauf 30 in der Aufnahmebohrung 25 geführt. Der Rollenfreilauf 30 sorgt dafür, dass eine Ver- drehung der Exzenterbuchse 16 gegenüber dem Pleuellagerauge 24 nur in einer Drehrichtung möglich ist, während in der anderen Drehrichtung der Rollenfreilauf 30 die Drehbewegung sperrt. Aus der Figur 4 geht nochmals die Anordnung des den Käfig 34 aufweisenden Rollenfreilaufs 30 an der äußeren Mantelfläche 28 der Exzenterbuchse 16 hervor. Die Exzenterbuchse 16 ist dabei in einer Position dargestellt, in der die Verriegelungsbohrung 33 sichtbar ist.

In der Figur 5 ist eine alternative Ausbildung eines Käfigs 42 dargestellt, der in einem mittleren Bereich zur Aufnahme von Klemmrollen 30a des Rollenfreilaufs 30 ausgebildet ist und der neben diesem Bereich Taschen 43 zur Aufnahme von zylindrischen Wälzkörpern 44 aufweist. Somit wird beidseitig des Rollenfreilaufs 30 eine Wälzlage- rung geschaffen.

Bezüglich der Ausbildung der Exzenterbuchse wird auf die Figur 6 verwiesen, die diese in einer anderen Perspektive darstellt, in der die Verriegelungsbohrung 23 des Bords 17 sichtbar ist. An ihrer Innenmantelfläche 35 kann die Exzenterbuchse 16 als Gleitlager 36 ausgebildet sein, über welches das Pleuel 9 auf dem entsprechenden Kurbelzapfen der Kurbelwelle 1 gelagert ist.

Die Figur 7 zeigt den Käfig 34, der aus Käfighälften 34a und 34b besteht und zur Aufnahme der Klemmrollen 30a des Rollenfreilaufs 30 vorgesehen ist. Dabei sind die Kä- figenden über Käfigschlösser 37 und 38 zueinander geführt. Jedes dieser Käfigschlösser 37 bzw. 38 besteht aus einem als Schwalbenschwanz ausgebildeten Endstück 39 und einem eine Aufnahmeöffnung 40 aufweisenden Endstück 41 . Die Käfighälften 34a und 34b können somit zueinander radiale Ausgleichsbewegungen ausführen.

Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel des Käfigs 34 ist in der Figur 7A in Verbindung mit den Figuren 7B und 7C dargestellt. Dieser Käfig 34 ist einteilig ausgebildet und weist eine Biegestelle 34c sowie ein Käfigschloss 34d auf. Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungsbeispiels nach der Figur 8 soll ein Pleuel 45 aus einem Pleueloberteil 46 und einem Pleuelunterteil 47 bestehen, wobei an einem Ende des Pleueloberteils 46 ein Kolbenbolzenlager 48 ausgebildet ist. Weiterhin weist das Pleuel 45 ein Pleuellagerauge 49 auf, in dessen Aufnahmebohrung 50 eine Exzenterbuchse 51 drehbar geführt ist. Sowohl das Pleueloberteil 46 als auch das Pleuelunterteil 47 sind im Bereich der Aufnahmebohrung 50 mit einer einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Ausnehmung 52 versehen, die demzufolge die Exzenterbuchse 51 an einer äußeren Mantelfläche 53 umgibt. Wie aus der Figur 8 in Verbindung mit der Figur 9 hervorgeht, ist innerhalb dieser Ausnehmung ein Schlingfederfreilauf 54 angeordnet, der somit die Exzenterbuchse 51 an ihrer äußeren Mantelfläche 53 umschlingt. Die entsprechende Schlingfeder 55 ist dabei an ihrem einen Ende am Pleuellagerauge 49 fixiert. Ein entsprechender Schlingfederfreilauf 54 ermöglicht in einer Drehrichtung eine Verdrehung der Exzen- terbuchse 51 gegenüber dem Pleuellagerauge 49 und verhindert eine Verdrehung in die andere Drehrichtung. Die Exzenterbuchse 51 ist in diesem Fall insgesamt hohlzylindrisch, also ohne Borde ausgebildet.

Im Pleuelunterteil 47 ist eine Führungsbohrung 56 vorgesehen, in welcher eine Schie- bekulisse 57 angeordnet ist. Die Schiebekulisse 57 weist Endabschnitte 58 und 59 auf, in denen sie mit einer Ausnehmung oder einem reduzierten Durchmesser versehen ist. Weiterhin sind im Kolbenunterteil Betätigungszapfen 60 und 61 vorgesehen, die radial zu der Schiebekulisse 57 verlaufen. Diese Betätigungszapfen 60 und 61 wirken mit Riegelstiften 62 und 63 zusammen, die in radialen Verriegelungsöffnungen 64 und 65 der Exzenterbuchse 51 angeordnet sind. Dabei sind die Verriegelungsöffnungen 64 und 65, die sich auf axial zueinander versetzten Umfangsbahnen der Exzenterbuchse 51 befinden, vorzugsweise als Sackbohrungen ausgebildet, in denen die Riegelstifte über Federn 66 und 67 abgestützt sind. Die Schiebekulisse 57 weist dabei ebenfalls einen Mitnehmer 68 auf, der in der gleichen Weise, wie in Figur 1 dar- gestellt, über eine in axialer Richtung verschiebbare Kurvenscheibe betätigt wird.

Wenn die Schiebekulisse 57 eine Stellung einnimmt, in welcher sich der entsprechende Betätigungszapfen 60 oder 61 in einem der Endabschnitte 58 oder 59 befindet, so kann der entsprechende Riegelstift 62 oder 63 aus der Verriegelungsöffnung 64 oder 65 austreten und folglich die Exzenterbuchse 51 gegenüber dem Pleuellagerauge 49 verriegeln. Nach der Figur 9 ist das der Fall für den aus der Verriegelungsöffnung 64 austretenden Riegelstift 62. Die weitere Figur 10 zeigt einen Wellenstummel 68, anhand dessen die Montage einer Schlingfeder 69 auf einem Kurbelzapfen gezeigt werden soll. Danach wird ein Ende der Schlingfeder 69 um den Wellenstummel 68 herumgeführt und anschließend fortlaufend um den Wellenstummel 68 gewickelt. Da die Exzenterbuchse 51 gemäß den Figuren 8 und 9 aus Halbschalen 51 a und 51 b besteht, und diese keine Borde aufweisen, können diese Halbschalen 51 a und 51 b anschließend zwischen der Schlingfeder 69 und dem entsprechenden Kurbelzapfen eingefügt werden.

Nach der Figur 1 1 ist vorgesehen, dass der Schlingfederfreilauf 54 neben der bereits genannten Schlingfeder 69 eine weitere Schlingfeder 70 aufweist und diese beiden Schlingfedern 69 und 70 schraubenförmig ineinander gewickelt sind.

Nach der Figur 12 ist die Exzenterbuchse 51 in der vorgenannten Weise mit einem doppelt gewickelten Schlingfederfreilauf 54 versehen, neben dem beidseitig Wälzlager 71 und 72 vorgesehen sind. Anstelle der beiden Wälzlager können auch Gleitlager vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1 Kurbelwelle

2 Kurbelwange

3 Kurbelwange

4 Kurbelwange

5 Kurbelwange

6 Gegengewicht

7 Kurbelzapfen

8 Hauptlagerzapfen

9 Pleuel

10 Pleueloberteil

1 1 Pleuelunterteil

12 Schraube

13 Arbeitskolben

14 Kolbenbolzen

15 Trennebene

16 Exzenterbuchse 16a Halbschale von 16 16b Halbschale von 16

17 Bord

17a Teilabschnitt von 17

17b Teilabschnitt von 17

18 Bord

18a Teilabschnitt von 18

18b Teilabschnitt von 18

19 Verriegelungselement

20 Mitnehmer

21 Mitnahmenut

22 Kurvenscheibe

23 Verriegelungsbohrung

24 Pleuellagerauge

25 Aufnahmebohrung

26 Rastkontur Rastkugel

äußere Mantelfläche von 16

Freilauf

Rollenfreilauf

a Klemmrollen von 30

Gleitfläche

Gleitfläche

Verriegelungsbohrung

Käfig

a Halbschale von 34

b Halbschale von 34

c Biegestelle von 34

d Käfigschloss

Innenmantelfläche

Gleitlager

Käfigschloss

Käfigschloss

schwalbenschwanzartiges Endstück von 34a und 34b Aufnahmeöffnung

Endstück von 34a und 34b

Käfig

Taschen

zylindrische Wälzkörper

Pleuel

Pleueloberteil

Pleuelunterteil

Kolbenbolzenlager

Pleuellagerauge

Aufnahmebohrung

Exzenterbuchse

Ausnehmung

äußere Mantelfläche

Schlingfederfreilauf

Schlingfeder Führungsbohrung Schiebekulisse Endabschnitt Endabschnitt Betätigungszapfen Betätigungszapfen Riegelstift

Riegelstift

Verriegelungsöffnung Verriegelungsöffnung Feder

Feder

Wellenstummel Schlingfeder

Schlingfeder

Wälzlager

Wälzlager