Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige Hubkolbenmaschinen sind aus dem Serienbau von Hubkolbenmaschinen bekannt. Sie weisen eine Mehrzahl von Lagerstellen auf, an welchen eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine in einem Kurbelgehäuse zu lagern ist. Das Kurbelgehäuse muss dabei von der Kurbelwelle über die Lagerstelle in das Kurbelgehäuse eingebrachte Kräfte ertragen und abstützen, was eine stabile Ausgestaltung des Kurbelgehäuses erfordert. Sind weitere Komponenten an dem Kurbelgehäuse abzustützen, so erfordert dies eine weitere stabile und steife Ausgestaltung des Kurbelgehäuses. Dies geht herkömmlicher Weise mit dem Nachteil einher, dass das Kurbelgehäuse und damit die Hubkolbenmaschine ein unerwünscht hohes Gewicht aufweist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubkolbenmaschine

bereitzustellen, welche ein geringes Gewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des

Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine mit einem Gehäuseteil, durch welches zumindest ein Zylinder der Hubkolbenmaschine gebildet ist, und mit einer

Lagerungseinrichtung, an welcher ein Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine zu lagern ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerungseinrichtung durch zumindest ein separat von dem Gehäuseteil ausgebildetes Lagerteil gebildet ist, welches mit dem Gehäuseteil verbunden ist. Dadurch, dass die Kurbelwelle, sowie gegebenenfalls ein gesamter Kurbeltrieb der Hubkolbenmaschine, welcher zum Beispiel die Kurbelwelle, ein dem Zylinder zugeordnetes Pleuel, einen mit dem Pleuel verbundenen Kolben sowie gegebenenfalls weitere Teile umfasst, an der Lagerungseinrichtung komplett zu lagern ist, kann das zumindest eine Lagerteil aus einem Betrieb der Hubkolbenmaschine resultierende Lager- und Triebswerkkräfte aufnehmen und abstützen. Dies ermöglicht es, dass Gehäuseteil, welches beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse der

Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, aus einem besonders leichten Werkstoff,

beispielsweise auf Aluminium-Basis, Magnesium-Basis, aus einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, aus Kunststoff oder dergleichen auszubilden, wodurch das Gehäuseteil und damit die gesamte Hubkolbenmaschine ein besonders niedriges Gewicht aufweisen. Dies hält den Energiebedarf zum Betrieb der Hubkolbenmaschine und zum Fortbewegen eines Kraftwagens mit der Hubkolbenmaschine in einem geringen Rahmen, was mit einem geringen Kraftstoffverbrauch sowie geringen C0 ₂ -Emissionen der Hubkolbenmaschine einhergeht.

Das Lagerteil kann dementsprechend zur Aufnahme der Lager- und Triebwerkskräfte insbesondere bzgl. dessen Werkstoff ausgebildet sein, um eine sichere und stabile Abstützung der Lager- und Triebwerkskräfte über eine hohe Lebensdauer der

Hubkolbenmaschine hinweg zu gewährleisten. Das Gehäuseteil muss diese Lager- und Triebwerkkräfte nicht aufnehmen und kann sowohl bzgl. des Werkstoff als auch bzgl. einer konstruktiven Auslegung hinsichtlich Wandstärken, Materialaufwand und/oder dergleichen besonders leicht und effizient ausgestaltet sein.

Des Weiteren ermöglicht es das Lagerteil, Kurbelwelle und insbesondere den kompletten Kurbeltrieb zur Lagerung der Kurbelwelle bzw. des Kurbeltriebs an dem Lagerteil vorzumontieren, und das zeitlich vor einem mit dem Gehäuseteil verbundenen Zustand des Lagerteils. Ist also die Kurbelwelle bzw. der gesamte Kurbelbetrieb an der

Lagerungseinrichtung vormontiert und komplett gelagert, so kann das Lagerteil mit der an der Lagerungseinrichtung komplett gelagerten Kurbelwelle bzw. dem Kurbeltrieb als Modul mit dem Gehäuseteil verbunden und beispielsweise in das als

Zylinderkurbelgehäuse ausgebildete Gehäuseteil zumindest bereichsweise eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache und unaufwendige Montage sowie eine Parallelisierung von Fertigungsschritten zur Montage der Hubkolbenmaschine, was die Fertigungskosten derselbigen gering hält.

Die Lagerungseinrichtung umfasst beispielsweise einen Lagerdeckel, welcher ein zweites, separat von dem Gehäuseteil ausgebildetes Lagerteil darstellt, und mit dem ersten Lagerteil zur Darstellung der Lagerungseinrichtung zu verbinden bzw. verbunden ist. Dabei ist beispielsweise durch das erste Lagerteil ein Hauptlagerstuhl zur Lagerung der Kurbelwelle gebildet, welcher eine Lagerfläche zur Aufnahme eines Lagers, eines Wälzlagers, einer Lagerschale oder der Kurbelwelle direkt dient. Auch der zu dem

Hauptlagerstuhl korrespondierende Lagerdeckel weist eine solche Lagerfläche zur Aufnahme des Lagers, des Wälzlagers, der Lagerschale oder der Kurbelwelle direkt auf, wodurch die Kurbelwelle bzw. der gesamte Kurbeltrieb an dem ersten und dem zweiten Lagerteil komplett zu lagern ist. Dabei kann also die Kurbelwelle bzw. der gesamte Kurbeltrieb zur Lagerung an dem ersten Lagerteil sowie dem zweiten Lagerteil

vormontiert werden, woran sich die Verbindung des ersten Lagerteils mit dem

Gehäuseteil anschließt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist durch das Lagerteil zumindest eine weitere, desachsiert von der Lagerungseinrichtung angeordnete

Lagerungseinrichtung zumindest teilweise gebildet, an welcher eine weitere Welle, insbesondere eine Verstellwelle zur Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses zumindest des einen Zylinders der Hubkolbenmaschine, zu lagern ist. Das Lagerteil weist somit einen sehr hohen Funktionserfüllungsumfang auf, da sowohl die Kurbelwelle bzw. der gesamte Kurbeltrieb als auch die weitere Welle an den jeweiligen

Lagerungseinrichtungen zu lagern sind. Somit kann neben der Kurbelwelle und des Kurbeltriebs auch die Verstellwelle, eine Verstelleinheit, ein Querhebel und /oder weitere Komponenten an dem Lagerteil gelagert und vormontiert werden, woraufhin das Lagerteil mit der Kurbelwelle, dem Kurbeltrieb und den Komponenten der Versteileinrichtung als Modul mit dem Gehäuseteil verbunden werden kann. Dabei kann ebenso vorgesehen sein, dass das Lagerteil mit dem vormontierten und gelagerten Komponenten in das als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildete Gehäuseteil zumindest bereichsweise eingesetzt wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die weitere Lagerungseinrichtung ebenso einen Lagerdeckel als drittes Lagerteil, welcher mit dem ersten Lagerteil zur Bildung der weiteren Lagerungseinrichtung verbunden, insbesondere verschraubt, ist. Dadurch ist die Welle komplett an der durch das erste und das dritte Lagerteil gebildeten

Lagerungseinrichtung zu lagern und vorzumontieren. Dies birgt den Vorteil, dass auch die Montage der Welle einfach und kostengünstig erfolgen kann. Außerdem ist diese

Ausführungsform insofern vorteilbehaftet, als zusätzliche und das Gewicht der

Hubkolbenmaschine unerwünschte erhöhende Vorkehrungen an dem Gehäuseteil zur Lagerung der Welle nicht vonnöten sind, da das erste Lagerteil auch die Lagerkräfte der Welle aufnimmt, welche somit nicht von dem Gehäuseteil aufgenommen werden müssen. Dies hält das Gewicht des Gehäuseteils und damit der gesamten Hubkolbenmaschine gering.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Hubkolbenmaschine zumindest zwei durch das Gehäuseteil gebildete Zylinder, wobei zumindest eine

VerStelleinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die jeweiligen

Verdichtungsverhältnisse der Zylinder unabhängig voneinander variabel einstellbar sind. Dies ermöglicht es, die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder optimal an eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebszuständen der Hubkolbenmaschine anzupassen, um einen geringen Kraftstoffverbrauch sowie geringe C0 ₂ -Emissionen der Hubkolbenmaschine zu realisieren. Die VerStelleinrichtung umfasst dabei die an der weiteren

Lagerungseinrichtung zu lagernden Welle sowie beispielsweise ein Hydraulikzylinder, in welchem ein Kolben verschiebbar angeordnet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. 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 oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Lagerteils für eine

Hubkolbenmaschine, an welchem eine Kurbelwelle der

Hubkolbenmaschine sowie eine Anlenkwelle einer Versteileinrichtung zu zylinderindividuellen, variablen Einstellung jeweiliger

Verdichtungsverhältnisse von Zylindern der Hubkolbenmaschine zu lagern sind;

Fig. 2 eine weitere schematische Perspektivansicht des Lagerteils gemäß Fig. 1 ;

und

Fig. 3 eine weitere schematische Perspektivansicht des Lagerteils gemäß den vorhergehenden Figuren. Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Lagerteil 10 für eine Hubkolbenmaschine, welches separat von einem Gehäuseteil der Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, durch welches vier Zylinder der Hubkolbenmaschine gebildet sind. Mit dem Lagerteil 10 verbunden sind

Hauptlagerdeckel 2, die jeweils mittels Schrauben 14 mit dem Lagerteil 10 verschraubt sind. Durch das Lagerteil 10 sowie die ebenfalls separat von dem Gehäuseteil der Hubkolbenmaschine ausgebildeten Hauptlagerdeckel 12 ist eine Hauptlagergasse 16 gebildet, an welche ein Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine komplett zu lagern ist. Die Lagergasse 16 weist Hauptlager 18 für die Kurbelwelle auf, wobei durch die Hauptlager 18 Wälzlager, Lagerschalen oder die Kurbelwelle direkt zur Lagerung dieser aufnehmbar sind. An der Lagergasse 16 ist somit die Kurbelwelle sowie ein gesamter Kurbeltrieb umfassend die Kurbelwelle, den jeweiligen Zylinder zugeordnete Pleuel, mit den jeweiligen Pleuel verbundene Kolben und/oder weitere Komponenten komplett zu lagern, wodurch das Lagerteil 10 sowie die Hauptlagerdeckel 12 Lager- und Triebwerkskräfte aufnehmen und abstützen können.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist das Lagerteil 10 L-förmig ausgebildet, wobei die Lagergasse 16 an einem Schenkel 20 der L-Form durch die Hauptlagerdeckel 2 sowie das Lagerteil 10 gebildet ist. An einen weiteren Schenkel 22 der L-Form ist durch das Lagerteil 10 sowie weitere Lagerdeckel 24 eine weitere Lagergasse 26 gebildet, an welcher eine Anlenkwelle einer Versteileinrichtung der Hubkolbenmaschine komplett zu lagern ist. Die durch das Lagerteil 10 sowie die Lagerdeckel 24 gebildete Lagergasse 26 umfasst dabei Lagerstellen 32, an welchen die Verstellwelle zu lagern ist. Die Lagergasse 26 ist in Hochrichtung der Hubkolbenmaschine gemäß einem Richtungspfeil 17 oberhalb der Hauptlagergasse 16 angeordnet.

Mittels der Versteileinrichtung und der Anlenkwelle sind dabei jeweilige

Verdichtungsverhältnisse der einzelnen der vier durch das Gehäuseteil gebildeten

Zylinder unabhängig voneinander variabel einstellbar, wodurch die Hubkolbenmaschine sehr gut an eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebspunkten angepasst werden kann. Da auch die Anlenkwelle an der Lagergasse 26 komplett zu lagern ist, können das Lagerteil 10 sowie die Lagerdeckel 24 auch von der Anlenkwelle eingebracht Lagerkräfte aufnehmen. Dies bedeutet, dass das Gehäuseteil die Lager- und Triebwerkskräfte nicht aufnehmen muss. Damit kann das Gehäusesteil aus einem besonders leichten Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium-Basis, Magnesium-Basis, aus einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, aus Kunststoff oder dergleichen mit sehr geringen

Wandstärken ausgebildet sein, was das Gewicht des Gehäuseteils und damit der gesamten Hubkolbenmaschine in einem sehr geringen Rahmen hält. Dabei ist es möglich, das Gehäuseteil als Aluminium-Druckgussteil auszubilden, wodurch das

Gehäuseteil einerseits sehr leicht und andererseits sehr kostengünstig herzustellen ist. Auch die Lagerdeckel 24 sind mittels Schrauben 28 mit dem Lagerteil 10 verschraubt zur Darstellung der Lagergasse 26.

Durch das Lagerteil 10, die Hauptlagerdeckel 12 sowie die Lagerdeckel 24 ist es möglich, die Kurbelwelle, gegebenenfalls den gesamten Kurbeltrieb mit den Kurbeln, Pleuel, Querhebel und/oder dergleichen sowie die Anlenkwelle zu lagern und an dem Lagerteil 10 vorzumontieren, woraufhin das Lagerteil 10, die Hauptlagerdeckel 12 sowie die Lagerdeckel 24, die Kurbelwelle, der Kurbeltrieb sowie die Verstellwelle als Modul mit dem Gehäuseteil verbunden werden können. Das Gehäuseteil ist dabei beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet, wobei das Lagerteil 0 zumindest bereichsweise in das Zylinderkurbelgehäuse eingesetzt wird. Die Verbindung des Lagerteils 10 mit dem Gehäuseteil erfolgt dabei durch Verschrauben des Lagerteils 10 mit dem Gehäuseteil über dafür vorgesehene Anschraubflächen 34.

Das besonders stabil ausgebildete Lagerteil 10 ermöglicht es weiterhin, einen Träger der Hubkolbenmaschine, einen Getriebeflansch sowie Nebenaggregate an dem Lagerteil 10 zu befestigen, da das Lagerteil 10 stabil genug ist, um Lagerkräfte aufzunehmen und abstützen zu können. Das Gehäuseteil kann dabei besonders leicht ausgebildet werden und hat primär die Aufgabe, eine Öldichtheit zu gewährleisten, um ein Austritt von Öl zu verhindern.

Durch die zylinderindividuelle Einstellbarkeit der jeweiligen Verdichtungsverhältnisse der einzelnen Zylinder der Hubkolbenmaschine sind Toleranzen der Hubkolbenmaschine ohnehin sehr gering. Darüber hinaus ermöglicht es das Lagerteil 10 die Toleranzen um ein weiteres zu reduzieren, was für den effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine zuträglich ist.

Zur Kühlung und zur Schmierung der Hauptlager 18 der Lagergasse 16 sowie der Lagerstellen 32 der Lagergasse 26 sind in dem Lagerteil 10 ölführungskanäle 30 ausgebildet, welche mit einem Hauptölkreislauf der Hubkolbenmaschine fluidisch verbunden sind, und mittels welchen Öl zu den Hauptlagern 18 und den Lagerstellen 32 führbar ist. Daimler AG

Bezugszeichenliste

10 Lagerteil

12 Hauptlagerdeckel

14 Schraube

16 Lagergasse

17 Richtungspfeil

18 Hauptlager

20 Schenkel

22 Schenkel

24 Lagerdeckel

26 Lagergasse

28 Schraube

30 Ölführungskanal

32 Lagerstelle

34 Anschraubfläche