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Patent Searching and Data


Title:
RECIPROCATING INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING AN ADJUSTING DEVICE FOR VARIABLY ADJUSTING A COMPRESSION RATIO
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/139607
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reciprocating internal combustion engine having at least one variably adjustable compression ratio, comprising at least one lever element, which is supported on a crank pin of a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine such as to be rotatable relative to the crank pin, an adjusting shaft (12) that can be rotated about a rotational axis (14), by means of which the lever element is connected in an articulated manner, and a transmission (18), by means of which a torque can be transmitted to the adjusting shaft (12) in order to adjust the compression ratio, wherein the transmission (18) is designed as a power-split transmission (18).

Inventors:
FIEWEGER KLAUS (DE)
FINKBEINER HANSJOERG (DE)
KURTZER GERNOT (DE)
LENGFELD MARKUS (DE)
SCHROEER DIETMAR (DE)
SEIDEL GEORG (DE)
VON GAISBERG-HELFENBERG ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/006121
Publication Date:
October 18, 2012
Filing Date:
December 07, 2011
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER AG (DE)
FIEWEGER KLAUS (DE)
FINKBEINER HANSJOERG (DE)
KURTZER GERNOT (DE)
LENGFELD MARKUS (DE)
SCHROEER DIETMAR (DE)
SEIDEL GEORG (DE)
VON GAISBERG-HELFENBERG ALEXANDER (DE)
International Classes:
F02B75/04; F02D15/02; F16H1/28
Domestic Patent References:
WO2007039103A12007-04-12
WO2008068207A12008-06-12
Foreign References:
EP1801393A12007-06-27
JP2009085187A2009-04-23
DE102008050826A12010-04-15
JP2000073804A2000-03-07
DE102008050826A12010-04-15
DE29719343U11998-01-08
DE10051271A12002-04-25
Attorney, Agent or Firm:
DAIMLER AG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis, mit wenigstens einem Hebelelement, welches an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert ist, mit einer um eine Drehachse (14) drehbaren Stellwelle (12), mit welcher das Hebelelement gelenkig verbunden ist, und mit einem Getriebe (18), über welches ein Drehmoment zum Einstellen des

Verdichtungsverhältnisses auf die Stellwelle (12) übertragbar ist, wobei das

Getriebe (18) als leistungsverzeigtes Getriebe (18) ausgebildet ist.

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Getriebe (18) zumindest im Wesentlichen koaxial zu der Stellwelle (12) angeordnet ist.

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Motor (16), insbesondere ein Elektromotor (16), vorgesehen ist, mittels welchem die Stellwelle (12) über das Getriebe (18) antreibbar ist.

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Motor (16) zumindest im Wesentlichen koaxial zu der Stellwelle (12) angeordnet ist.

5. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Getriebe (18) als Planetengetriebe (18) ausgebildet ist.

6. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Getriebe (18) als Wolfrom-Getriebe (18) ausgebildet ist.

7. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens ein Planetenrad (28) des Getriebes (18) einen größeren Durchmesser aufweist als ein Sonnenrad (26) des Getriebes (18).

8. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Mehrzahl von Planetenrädern (28) vorgesehen ist, welche einen größeren Durchmesser aufweisen als das Sonnenrad (26).

9. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Getriebe (18) selbsthemmend ausgebildet ist.

10. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Abtriebszahnrad des Getriebes (18) zumindest im Wesentlichen direkt in einem Außenumfangsbereich der Stellwelle (12) auf dieser angeordnet und mit der Stellwelle (12) drehfest verbunden ist.

Description:
HUBKOLBEN-VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE MIT STELLEINRICHTUNG ZUM VARIABLEN EINSTELLEN EINES VERDICHTUNGSVERHÄLTNISSES

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis gemäß Patentanspruch 1.

Die DE 10 2008 050 826 A1 offenbart eine Versteilvorrichtung zur Lageveränderung einer in Exzenterlagern gelagerten Kurbelwelle, welche die Einstellung eines variablen

Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors gestattet. Die Versteilvorrichtung umfasst einen Rotationsantrieb mit einer Abtriebswelle, eine Verstellwelle und mindestens einen Schwenkhebel, welcher jeweils über eine erste Untersetzungsstufe mit der

Verstellwelle gekoppelt ist und mit mindestens einem der Exzenterlager fest verbunden ist. Durch eine Verdrehung der Verstellwelle wird das Exzenterlager über den

Schwenkhebel synchron verstellt, wodurch die Kurbelwelle ihre relative Lage zum

Verbrennungsraum ändert. Dabei ist vorgesehen, dass der Rotationsantrieb ein

Getriebemotor mit einem elektrischen Stellmotor und einer integrierten zweiten

Untersetzungsstufe ist.

Der DE 297 19 343 U1 ist eine Kolbenbrennkraftmaschine mit in Reihe in einem

Motorblock angeordneten Zylindern und mit Kolben, die über Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind. Lager der Kurbelwelle sind in Exzenterringen angeordnet, die ihrerseits in geteilten, mit jeweils einem Lagerdeckel abgeschlossenen Traglagern im Motorblock verschwenkbar gelagert sind und die jeweils mit einem Schwenkhebel versehen sind. Die Lagerdeckel sind jeweils mit einem Fenster versehen, durch das jeweils der

Schwenkhebel des zugeordneten Exzenterrings hindurchgeführt ist. Ferner ist eine die freien Enden aller Schwenkhebel verbindende Koppelstange vorgesehen, die mit einem Stellantrieb in Verbindung steht.

Aus der DE 00 51 271 A1 ist eine Kolbenbrennkraftmaschine bekannt, welche in Reihe in einem Motorblock angeordnete Zylinder und darin geführte Kolben umfasst. Die Kolben sind über Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden, deren Lager in Exzenterringen angeordnet sind. Die Exzenterringe sind ihrerseits in Traglagern im Motorblock verdrehbar gelagert. Zumindest ein Teil der Exzenterringe ist jeweils mit einem Stellarm verbunden, der an seinem freien Ende ein Zahnelement aufweist, das jeweils mit einem Ritzelelement in Eingriff steht. Das Ritzelelement ist mit einer im Motorblock seitlich und parallel zur Kurbelwelle gelagerten Stellwelle verbunden, die mit einem Stellantrieb in Verbindung steht, wobei das Ritzelelement durch zwei Ritzel gebildet wird, von denen das erste Ritzel fest mit der Stellwelle verbunden ist und das zweite Ritzel relativ zum ersten Ritzel verdrehbar und federnd verspannbar angeordnet ist.

Die bekannten Brennkraftmaschinen weisen allesamt einen unerwünscht hohen

Bauraumbedarf auf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren

Verdichtungsverhältnis bereitzustellen, welche einen reduzierten Bauraumbedarf aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit den

Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit

zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens ein variabel einstellbares Verdichtungsverhältnis auf und umfasst wenigstens ein

Hebelelement, welches an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert ist.

Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine um eine Drehachse drehbare Stellwelle, mit welcher das Hebelelement gelenkig verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Getriebe vorgesehen, über welches ein Drehmoment zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses auf die Stellwelle übertragbar ist. Das Getriebe ist dabei als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet. Dadurch ist eine hohe Leistungsdichte insbesondere des Getriebes zum Einstellen bzw. Verstellen des

Verdichtungsverhältnisses darstellbar. Dies führt insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zur Lösung und/oder zur Vermeidung von Package-Problemen.

Infolge der Darstellung der besonders hohen Leistungsdichte des leistungsverzweigten Getriebes kann auch die Anzahl an Übertragungselementen bzw. Übertragungsgliedern zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses gering gehalten wird. Auch dies führt zu einem besonders geringen Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Ferner hält dies die Kosten sowie das Gewicht der

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering. Insbesondere das geringe Gewicht führt zu einem sehr geringen Kraftstoffverbrauch, was mit geringen CG * 2 - Emissionen einhergeht. Insbesondere sind infolge der hohen Leistungsdichte keine weiteren und zusätzlichen Übertragungsglieder zum Einstellen des

Verdichtungsverhältnisses zwischen dem Getriebe und dem Hebelelement vorgesehen und von Nöten, was dem geringen Bauraumbedarf zugute kommt.

Die Stellwelle ist beispielsweise als Exzenterwelle ausgebildet und umfasst wenigstens einen Exzenter, mit welchem das Hebelelement zumindest mittelbar gelenkig verbunden ist. Dies hält den Bauraumbedarf zur Darstellung des variabel einstellbaren

Verdichtungsverhältnisses besonders gering.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Getriebe zumindest im Wesentlichen koaxial zur Stellwelle angeordnet. Dies hält den Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering. Ferner kann dadurch die Anzahl an Übertragungsgliedern zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses gering gehalten werden. Insbesondere sind zwischen dem Getriebe und der Stellwelle keine zusätzlichen Übertragungsglieder von Nöten und vorgesehen. Dadurch weist das Getriebe sowie die gesamte Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine einen besonders hohen Wirkungsgrad auf, da das

Verdichtungsverhältnis verlustarm und sehr effizient eingestellt bzw. verstellt werden kann. Die geringe Anzahl an Übertragungsgliedern führt auch zu einem nur sehr geringen Spiel zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. So kann das Verdichtungsverhältnis besonders effizient und verlustarm eingestellt werden. Dies hält den Energiebedarf und damit den Kraftstoffverbrauch sowie die C0 2 -Emissionen der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine besonders gering.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Motor,

insbesondere ein Elektromotor vorgesehen, mittels welchem die Stellwelle über das Getriebe antreibbar ist. So kann das Verdichtungsverhältnis besonders präzise und schnell eingestellt werden. Dadurch ist es ermöglicht, das Verdichtungsverhältnis besonders schnell, d. h. in einer besonders kurzen Zeit, an unterschiedliche und sich ändernde Betriebspunkte und somit an thermodynamische Erfordernisse der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Dadurch kann die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine mit einem nur sehr geringen Kraftstoffverbrauch betrieben werden.

Vorteilhafterweise ist der Stellmotor zumindest im Wesentlichen koaxial zu der Stellwelle angeordnet. Dies führt zu einem besonders geringen Bauraumbedarf der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Ferner kann dadurch die Anzahl an Übertragungsgliedern zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses besonders gering gehalten werden, was dem Wirkungsgrad der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugute kommt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet. Dadurch ist ein besonders kompaktes leistungsverzweigtes Getriebe mit einer sehr hohen Leistungsdichte dargestellt. Dadurch kann der

Bauraumbedarf sowie der Energiebedarf zum Einstellen bzw. Verstellen des

Verdichtungsverhältnisses besonders gering gehalten werden. Ferner weist das

Planetengetriebe nur geringe Kosten auf, was mit geringen Gesamtkosten der

Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine einher geht.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Getriebe als Wolfrom-Getriebe ausgebildet. Dadurch weist das Getriebe eine besonders hohe

Leistungsdichte auf, was den Bauraumbedarf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering hält. Das Wolfrom-Getriebe weist beispielsweise zumindest zwei innenverzahnte Hohlräder auf, welche eine voneinander unterschiedliche Anzahl an Zähnen umfassen. Die Hohlräder kämmen dabei mit wenigstens einem Planetenrad des Wolfrom-Getriebes. Dadurch ist eine besonders hohe Leistungsdichte des Getriebes dargestellt, sodass dieses einen nur sehr geringen Bauraumbedarf aufweist und dabei sehr hohe Leistungen bzw. Drehmomente übertragen kann.

Ein weiterer Vorteil der hohen Leistungsdichte des Getriebes ist, dass dadurch der Stellmotor, insbesondere der Elektromotor, hinsichtlich seiner Dimensionen sowie seiner Leistungsaufnahme gering ausgebildet werden kann. Dies führt einerseits zu einem besonders geringen Bauraumbedarf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Andererseits kann dadurch der Energieaufwand zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses mittels des Motors gering gehalten werden. Damit einher gehen ein nur geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe C0 2 -Emissionen.

Vorteilhafterweise weist wenigstens ein Planetenrad des als Planetengetriebe

ausgebildeten Getriebes einen größeren Durchmesser auf als ein Sonnenrad des Getriebes. Diese Ausführungsform birgt den Vorteil, dass miteinander in Eingriff stehende Zähne jeweiliger Verzahnungen des Getriebes, welche zumindest zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses hohe Kräfte und/oder Drehmomente übertragen und dementsprechend hoch belastet sind, auf besonders großen Radien bzw.

Durchmessern insbesondere gegenüber weniger stark belasteten, miteinander in Eingriff stehenden Zähne jeweiliger Verzahnungen des Getriebes, angeordnet sind. Somit kann das Getriebe auch besonders hohe Kräfte und/oder Drehmomente zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses über eine hohe Lebensdauer der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine hinweg übertragen und entsprechend hohe Belastungen zumindest im Wesentlichen schadfrei ertragen. Damit weist das Getriebe eine besonders hohe Funktionserfüllungssicherheit auf. Dadurch ist es ermöglicht, dass das

Verdichtungsverhältnis der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine auch über eine hohe Lebensdauer dieser hinweg präzise und bedarfsgerecht eingestellt und an die

thermodynamischen Verhältnisse angepasst werden kann. Dies kommt dem niedrigen Kraftstoffverbrauch sowie den geringen C0 2 -Emissionen zugute.

Vorteilhafterweise ist eine Mehrzahl von Planetenrädern vorgesehen, welche einen größeren Durchmesser aufweisen als das Sonnenrad. Dadurch kann das als

Planetengetriebe ausgebildete Getriebe besonders hohe Kräfte und/oder Momente übertragen und weist gleichzeitig einen nur sehr geringen Bauraumbedarf auf.

Ist das Getriebe selbsthemmend ausgebildet, so ist dies insofern vorteilhaft, als dadurch auf eine Bremseinrichtung zum Halten des eingestellten Verdichtungsverhältnisses nicht vorgesehen und nicht notwendigerweise von Nöten ist. Das eingestellte

Verdichtungsverhältnis kann bei der erfindungsgemäßen Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine auch ohne die Bremseinrichtung gegen aus Verbrennungen in einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine resultierenden Kräfte und/oder Momente infolge der selbsthemmenden Ausgestaltung des Getriebes zumindest im Wesentlichen konstant gehalten werden. Dadurch weist die erfindungsgemäße Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine einen besonders geringen Bauraumbedarf und ein geringes Gewicht auf. Ebenso weist die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dadurch eine besonders geringe Teileanzahl auf, was die Kosten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine gering hält.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Abtriebszahnrad des Getriebes zumindest im Wesentlichen direkt in einem

Außenumfangsbereich der Stellwelle auf dieser angeordnet und mit der Stellwelle drehfest verbunden. Dadurch ist die Stellwelle zumindest teilweise auf einer

Ausgangsseite des Getriebes in dieses integriert, da die Stellwelle somit teilweise als Ausgangswelle des Getriebes fungiert. Dies hält den Bauraumbedarf, die Teileanzahl, das Gewicht und die Kosten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Abtriebswelle des Getriebes koaxial zur Stellwelle angeordnet ist. Auch dadurch kann der Bauraumbedarf des Getriebes und damit der gesamten Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen und/oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, mit einem Getriebe, welches als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist; und

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Stelleinrichtung

gemäß Fig. 1 , wobei das leistungsverzweigte Getriebe als Wolfrom-Getriebe ausgebildet ist. Die Fig. 1 zeigt eine Stelleinrichtung 0 für eine als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine. Die Hubkolbenmaschine weist eine Mehrzahl von

Brennräumen auf, welche als Zylinder ausgebildet sind. In den Zylindern ist ein jeweiliger Kolben relativ zu den Zylindern translatorisch verschiebbar aufgenommen. Die jeweiligen Kolben sind gelenkig mit einem Pleuel verbunden, welches wiederum gelenkig mit einem Hebelelement der Stelleinrichtung 10 gelenkig verbunden ist. Das Hebelelement ist an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert. Durch diese gelenkige Kupplung des Kolbens über das Pleuel und das Hebelelement mit der Kurbelwelle können translatorische Bewegungen des Kolbens bzw. der Kolben in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden.

Das einerseits mit dem Pleuel gelenkig gekoppelte Hebelelement ist andererseits mit einem Nebenpleuel gelenkig verbunden. Das einerseits gelenkig mit dem Hebelelement verbundene Nebenpleuel ist andererseits an einen Exzenter einer als Exzenterwelle ausgebildeten Stellwelle 12 relativ zu dem Exzenter drehbar gelagert.

Die als Exzenterwelle ausgebildete Stellwelle 12 Stelleinrichtung 10 ist dabei an einem Gehäuse der Hubkolbenmaschine und/oder der Stelleinrichtung 10 relativ zu dem

Gehäuse um eine Drehachse 14 drehbar gelagert. Ein Verdrehen der Stellwelle 12 um die Drehachse 14 bewirkt ein Verdrehen des Hebelelements relativ zu dem Hubzapfen, was wiederum eine translatorische Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder relativ zu diesem bewirkt. So kann das Verdichtungsverhältnis bzw. können die

Verdichtungsverhältnisse der entsprechenden Zylinder variabel eingestellt werden.

Die Stelleinrichtung 10 ermöglicht es somit in Folge der variablen Einstellbarkeit des Verdichtungsverhältnisses bzw. der Verdichtungsverhältnisse, diese an

thermodynamische Erfordernisse der Hubkolbenmaschine anzupassen. So kann die Hubkolbenmaschine mit einem nur sehr geringen Kraftstoffverbrauch betrieben werden, was mit geringen C0 2 -Emissionen einher geht.

Zum Verdrehen der Stellwelle 12 um die Drehachse 14 umfasst die Stelleinrichtung 10 einen Elektromotor 16. Zwischen dem Elektromotor 16 und der Verstellwelle 12 sind Drehmomente zum Einstellen bzw. Verstellen des Verdichtungsverhältnisses übertragbar. Dies bedeutet, dass der Elektromotor 16 ein Drehmoment zum Verstellen des

Verdichtungsverhältnisses auf die Welle 12 überträgt bzw. in diese einleitet. In einem Drehmomentenfluss zwischen dem Elektromotor 16 und der Stellwelle 12 ist zwischen dem Elektromotor 16 und der Stellwelle 12 ein leistungsverzweigtes Getriebe 18 der Stelleinrichtung 10 angeordnet, welches beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet ist.

Der Elektromotor 16 und das Getriebe 18 sind über eine um die Drehachse 14 drehbare Verbindungswelle 20 miteinander gekoppelt bzw. koppelbar. So kann das von dem Elektromotor 16 aufzubringende bzw. aufgebrachte Drehmoment zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses in das Getriebe 18 eingeleitet werden.

Das Getriebe weist dabei eine von Eins (1 ) unterschiedliche Übersetzung auf, sodass das Getriebe 18 das eingeleitete Drehmoment des Elektromotors 16 in ein dazu wesentlich höheres Drehmoment umwandeln (übersetzen) kann. Dies bedeutet, dass der

Elektromotor 16 nur lediglich geringe Drehmomente aufbringen muss, um das

Verdichtungsverhältnis einzustellen bzw. zu verstellen. Dadurch kann der Elektromotor 16 besonders klein hinsichtlich seiner Dimensionen sowie seiner Leistungsaufnahme ausgebildet werden. Dies kommt einem geringen Bauraumbedarf sowie einem geringen Energiebedarf der Stelleinrichtung 10 und damit der gesamten Hubkolbenmaschine zugute. Dadurch können Package-Probleme insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum eines Kraftwagens, insbesondere eines

Personenkraftwagens, mit der Hubkolbenmaschine vermieden und/oder gelöst werden.

Dem geringen Bauraumbedarf der Stelleinrichtung 0 und damit der gesamten

Hubkolbenmaschine kommt weiterhin zugute, dass das Getriebe 18 als

leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet ist. Dadurch weist das Getriebe 18 eine besonders hohe Leistungsdichte auf. Das Getriebe 18 kann somit ausgangsseitig, d. h. auf Seiten der Stellwelle 12, besonders hohe Drehmomente bereitstellen. Dabei weist es jedoch einen nur sehr geringen Bauraumbedarf auf.

Um den Bauraumbedarf der Stelleinrichtung 10 besonders gering zu halten, ist die Stellwelle 12 bevorzugt drehfest und zumindest im Wesentlichen direkt mit einem

Abtriebselement des Getriebes 10 verbunden. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Zahnrad als das Abtriebselement des Getriebes 18 in einem Außenumfangsbereich der Stellwelle 12 auf dieser angeordnet und drehfest mit der Stellwelle 12 verbunden ist.

Die Stelleinrichtung 10 umfasst ferner optional eine Bremse 22, welche über eine Verbindungswelle 24 mit dem Elektromotor 16, mit dem Getriebe 18 und mit der Stellwelle 12 gekoppelt oder koppelbar ist. Die Bremse 22 dient dazu, das eingestellte Verdichtungsverhältnis gegen aus den Zylindern in Folge von Verbrennungsvorgängen resultierenden und auf die Stelleinrichtung 10 wirkenden Kräfte und/oder Drehmomente zumindest im Wesentlichen auf einem konstanten Wert zu halten.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Bremse 22 in einem Drehmomentenfluss ausgehend von den Zylindern über die Stellwelle 12 hin zum Elektromotor 16 stromab des Elektromotors 16 sowie des Getriebes 18 angeordnet. So können insbesondere schwellende und/oder wechselnde Drehmomente und/oder Kräfte aus den Zylindern durch das Getriebe 18 und den Elektromotor 16, insbesondere durch dessen

Massenträgheit, gedämpft werden. Dies hält die auf die Bremse 22 wirkenden

Belastungen gering. So kann auch die Bremse 22 gering hinsichtlich ihrer Dimensionen, sowie ihrer Leistungsaufnahme klein ausgebildet werden. Dies kommt dem geringen Bauraumbedarf der Hubkolbenmaschine besonders zugute.

Ist das leistungsverzweigte Getriebe 18 selbsthemmend ausgebildet, so kann die Bremse 22 entfallen. Das eingestellte Verdichtungsverhältnis wird dann durch die Selbsthemmung des Getriebes 18 gehalten. Dadurch weist die Stelleinrichtung einen besonders geringen Bauraumbedarf auf, was den Bauraumbedarf der gesamten Hubkolbenmaschine besonders gering hält.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind sowohl der Elektromotor 16, das Getriebe 18 als auch die Bremse 22 koaxial zur Stellwelle 12 bezogen auf die Drehachse 14 angeordnet. Dadurch sind keine weiteren Zwischenglieder zwischen der Stellwelle 12 und dem Elektromotor 16, insbesondere zwischen der Stellwelle 12 und dem Getriebe 18, von Nöten und vorgesehen. Bei diesen Zwischengliedern handelt es sich beispielsweise um Schwenkhebel, eine zusätzliche Stellwelle oder dergleichen. Dies führt zu einer besonders hohen Leistungsdichte der Stelleinrichtung 10, was mit einem besonders geringen Bauraumbedarf einhergeht. Ferner weist die Stelleinrichtung 10 und damit die gesamte Hubkolbenmaschine ein nur sehr geringes Spiel auf, sodass das

Verdichtungsverhältnis besonders effizient und verlustarm eingestellt bzw. verstellt werden kann.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stelleinrichtung 0 gemäß Fig. 1 , bei welcher das Getriebe 18 als Wolfrom-Getriebe ausgebildet ist. Das Wolfrom-Getriebe weist ein Sonnenrad 26 sowie Planetenräder 28 auf, welche mit dem Sonnenrad 26 über jeweilige Verzahnungen im Eingriff stehen. Das Wolfrom-Getriebe weist ferner zwei Hohlräder 30 und 32 auf, wobei das Hohlrad 30 an einem Gehäuse der Stelleinrichtung 10 und/oder der Hubkolbenmaschine festgelegt oder festlegbar ist und sich nicht um die Drehachse 14 drehen kann. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Verstellwelle 12 mit dem Wolfrom-Getriebe gekoppelt, sodass die besonders hohen, durch das Wolfrom- Getriebe darstellbaren Drehmomente auf die Stellwelle 12 übertragen werden können. Dabei ist die koaxiale Anordnung des Getriebes 18 und der Stellwelle 12 weiterhin gegeben.

Wie der Fig. 2 ferner zu entnehmen ist, weisen die Planetenräder 28 sowie die Hohlräder 30 und 32 besonders große jeweilige Durchmesser auf, insbesondere im Vergleich zum Sonnenrad 26. Dadurch sind hoch belastete Zahneingriffe von miteinander in Eingriff stehenden Zähnen jeweiliger Verzahnungen der Planetenräder 28 und der Hohlräder 30 und 32, insbesondere bezüglich der Drehachse 14, auf besonders großen Radien bzw. Durchmessern angeordnet. So können auch besonders hohe, durch das Wolfrom- Getriebe 18 dargestellte Drehmomente über eine hohe Lebensdauer der

Hubkolbenmaschine hinweg zumindest im Wesentlichen schadfrei übertragen werden. Dadurch kann das Verdichtungsverhältnis auch über eine hohe Lebensdauer der Hubkolbenmaschine hinweg effizient an die thermodynamischen Erfordernisse der Hubkolbenmaschine angepasst werden.

Das Wolfrom-Getriebe erlaubt dabei die Darstellung besonders hoher Übersetzungen in lediglich einer Stufe, was der Leistungsdichte und damit dem geringen Bauraumbedarf der Stelleinrichtung 10 zugute kommt. Auch die Stelleinrichtung 10 gemäß Fig. 2 umfasst die Bremse 22, welche bei einer selbsthemmenden Ausgestaltung des Getriebes 18 jedoch entfallen kann.

Bezugszeichenliste

10 Stelleinrichtung

12 Stellwelle

14 Drehachse

16 Elektromotor

18 Getriebe

20 Verbindungswelle

22 Bremse

24 Verbindungswelle

26 Sonnenrad

28 Planetenrad

30 Hohlrad

32 Hohlrad