Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange.

Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere von Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d.h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumens V _c ) / Kompressionsvolumen V _c ). Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.

In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbrennungs- gemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung geringer, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck, auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen und somit ein variables Verdichtungsverhältnis zu realisieren.

Für die Umsetzung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR - variable compression ratio) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des C0 ₂ -Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und dem C0 ₂ -Ausstoß.

Die WO 2015/055582 A2 zeigt, däss das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt wird. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über einen hydraulischen Verstellmechanismus mit Motoröl versorgt, wobei dessen Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt.

Neben den Teleskoplösungen gibt es auch andere Verstellmechanismen, die zur Anwendung gelangen können. Zum Beispiel ist aus der DE 10 2005 055199 A1 ein kolbenbetätigter Verstellmechanismus bekannt, der eine Exzentereinrichtung zur Verstellung des Kolbenhubs verwendet. Weitere Verstellmechanismen sind aus der DE 19835146 A1 und aus der GB 2161580 sowie der DE 4226361 A1 bekannt.

Dadurch, dass die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren zusammenwirkenden Bauteilen ausgelegt ist, kann es durch die Addition der Toleranzen der Einzelkomponenten zu einer erheblichen Streuung in der Gesamtlänge verschiedener Pleuelstangen kommen. Die unterschiedlichen Gesamtlängen der Pleuelstangen können bei Verwendung in einem Verbrennungsmotor zu unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen führen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange mit exakten Abmessungen bereitzustellen. Insbesondere müssen starke Toleranzabweichungen korrigiert werden können.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem der Pleuelaugen ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange eingestellt ist. Durch diese Ausgestaltung der Pleuelstange wird ein System zur Verfügung gestellt, durch welches am Ende der Produktionskette der Achsabstand der Pleuelaugen einer längenverstellbaren Pleuelstange genau angepasst werden kann. Dadurch werden exakte Abmessungen erreicht, sodass unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse vermieden werden können. Das kann mit nur einem einzigen exzentrischen Einsatz erreicht werden, indem der exzentrische Einsatz in einer bestimmten Winkellage im jeweiligen Pleuelauge eingesetzt und befestigt wird, sodass die gewünschte Länge eingestellt ist. Einerseits können damit Toleranzen ausgeglichen werden, die sich beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Pleuelstange ergeben. Andererseits ist es möglich, mit einer einzigen, modulartig aufgebauten Pleuelstange verschiedene Pleuellängen, die von Anwendern derartiger Pleuelstangen benötigt werden, umzusetzen. Eine vorgefertigte Pleuelstange kann also durch Adaptieren des exzentrischen Einsatzes auf verschiedene motorische Bedürfnisse angepasst werden.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz als eine in einem der Pleuelaugen angeordnete Exzenterbuchse ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als kleines Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens ausgebildet und die Exzenterbuchse in diesem kleinen Pleuelauge angeordnet. Im kleinen Pleuelauge kann die Exzenterbuchse besonders einfach angebracht werden.

Alternativ könnte auch vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz durch in einem der Pleuelaugen angeordnete exzentrische Lagerschalen ausgebildet ist. Auch hierdurch wird eine einfache Ausgestaltung ermöglicht.

Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als großes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens ausgebildet und die exzentrischen Lagerschalen sind in diesem großen Pleuelauge angeordnet. Üblicherweise ist das große Pleuelauge zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfen mehrteilig ausgebildet, sodass die exzentrischen Lagerschalen bei der Montage leicht angebracht werden können. In einer besonders einfachen Ausgestaltung können zwei exzentrische Lagerschalen vorgesehen sein. Es müssen dann nur zwei unterschiedliche Bauteile zur Korrektur der Längentoleranzen vorrätig gehalten werden.

Vorteühafterweise weisen die beiden exzentrischen Lagerschalen eine unterschiedliche Dicke auf. Je nachdem welche Lagerschale oben bzw. unten eingesetzt wird, können somit unterschiedliche Längenabweichungen ausgeglichen werden.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke-Prinzip ausgestaltet sind. Die Übergänge zwischen den exzentrischen Lagerschalen müssen sehr glatt gehalten werden. Es ist daher wichtig, dass immer paarweise zusammengehörige Lagerschalen verbaut werden. Sind die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke Prinzip ausgestaltet, so wird sichergestellt, dass immer nur die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut werden.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen formschlüssig ineinander greifen. Der Formschluss ist so ausgebildet, dass immer nur die richtigen Lagerschalen paarweise zueinander passen. Mit„richtig" ist gemeint, dass die zueinander passenden Lagerschalen so ausgebildet sind, dass ein sehr glatter Übergang an den Stoßflächen dieser exzentrischen Lagerflächen erzielt wird. Andere Lagerschalen weisen eine andere Form auf, und können nicht formschlüssig verbaut werden. Beispielsweise kann an den Stoßflächen der zueinander passenden exzentrischen Lagerschalen eine Verzahnung vorgesehen sein.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zueinander gehörige exzentrische Lagerschalen durch einen Farbcode gekennzeichnet sind. Der Monteur erkennt anhand des Farbcodes dass er die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut. Auch hierdurch können Fehler vermieden werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass an der zum Pleuelauge weisenden Außenseite des exzentrischen Einsatzes sowie im Pleuelauge korrespondierende Verriegelungselemente vorgesehen sind. Dadurch lässt sich eine dauerhaft verdrehsichere Positionierung des exzentrischen Einsatzes im Pleuelauge erreichen. Als Verriegelungselemente können form- und/oder kraftschlüssig ineinandergreifende Einrichtungen, Presssitzanordnungen oder ähnliches vorgesehen werden. In einer Variante der Erfindung sind die Verriegelungselemente als ineinandergreifende Verzahnungen ausgeführt. Hierdurch wird eine definierte Stellung erreicht, die nur diskrete Winkellagen zulässt. Zudem wird durch die ineinandergreifenden Verzahnungen eine Verdrehsicherung realisiert.

Um eine genaue Einstellung ohne einen zu großen Fertigungsaufwand zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass die Verzahnung Winkelschritte von etwa 15° aufweist.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die maximale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes etwa 1 mm beträgt. Hierdurch kann der gewünschte Toleranzausgleich ermöglicht werden, zu starke Längenänderungen werden vermieden.

Um eine einfache und sichere Befestigung des exzentrischen Einsatzes in der gewünschten Winkellage im Pleuelauge zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz im Pleuelauge verpresst wird.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die maximale und die minimale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes auf der Mittelachse der Pleuelstange zu liegen kommen. Dadurch wird erreicht, dass die Pleuelmittelachse nicht verschoben wird. Es müssen dann verschiedene Einsätze mit unterschiedlichen Exzentrizitäten bevorratet werden, welche je nach gewünschter bzw. erforderlicher Länge zum Toleranzausgleich ausgewählt werden. Die Einsätze werden dann mit der maximalen und der minimalen Exzentrizität auf der Pleuelmittelachse und nach oben oder unten neigend eingebaut.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein eingangs genanntes Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum umfasst, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in zumindest einem der Pleuelaugen ein in den Pleuelaugen beweg- und in seiner Bewegung fixierbarer exzentrischer Einsatz vorgesehen ist und folgende Schritte ausgeführt werden: a. Ermitteln einer aktuellen Länge der Pleuelstange; b. Vergleich der aktuellen Länge der Pleuelstange mit einer definierten Länge; c. Bei Abweichung der aktuellen von der definierten Länge Verdrehen des exzentrischen Einsatzes in zumindest einem Pleuelauge, bis die aktuelle Länge der Pleuelstange mit der definierten Länge übereinstimmt; d. Verdrehsicheres Fixieren der in den Pleuelaugen angeordneten exzentrischen Einsätze.

Auf diese Weise können ein einfacher Toleranzausgleich bzw. eine rasche Anpassung der Länge der Pleuelstange an Entwicklerbedürfnisse erreicht werden, ohne dass die Fertigungsprozesse verändert bzw. großer Ausschuss aufgrund Toleranzabweichungen toleriert werden müssen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz,

Fig. 3 eine Vergrößerung des Pleuelauges mit dem darin eingesetzten exzentrischen Einsatz aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus Fig. 2 und 3 im Schnitt,

Fig. 5a - 5c eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus Fig. 2, 3 und 4 im Schnitt in unterschiedlichen Einbaupositionen.

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz, eine Ausführungsform eines exzentrischen Einsatzes in Form von exzentrischen Lagerschalen, und

Fig. 8 die exzentrische Lagerschalen aus Fig. 7 in einer anderen Einbauposition. In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1 , 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1 , 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlager 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1 , 6,2 und 6.3 jeweils mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1 , 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1 , 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1 , 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1 , 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1 , 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1 , 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1 , 9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1 , 8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie dienen lediglich zur Unterscheidung der Bauteile und Zuordnung zu dem in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1 , 9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1 , 8.2 und 8.3 sein.

Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 1 1 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1 , 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Verbrennungsmotors einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt. Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg Ηκ vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1 , 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Der Hubkolben 3.1 ist in Fig. 1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg Ηκ. Die verbleibende Höhe Hc (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1 , 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1 , 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg Ηκ das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe Hc errechnet sich das Kompressionsvolumen V _c . Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen V _c maßgeblich von der Ge- staltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen V und V _c ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens V _c dividiert durch das Kompressionsvolumen V _c . Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.

Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (Drehzahl n, Temperatur T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind erfindungsgemäß die Pleuelstangen 6.1 , 6.2 und 6.3 in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.

In Fig. 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Pleuelstangen. Die Pleuelstange 6.1 weist ein erstes Pleuelteil 1 8.1 mit einem Pleuelstangenkopf 17.1 und ein zweites Pleuelteil 19.1 auf. In dem Pleuelstangenkopf 17.1 ist das kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet. Das erste Pleuelteil 18.1 ist teleskopierbar in dem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 1 8.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 31 .1 mit einem Verstellkolben 21 .1 . und einer Zylinderbohrung 22.1 . Am zweiten Pleuelteil 1 9.1 ist eine untere Lagerschale 20.1 angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 1 9.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale 20.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21 .1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 1 9.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen Deckel 23.1 auf, durch den das erste Pleuelteil 1 8.1 hindurchgeführt und abgedichtet ist. Somit dichtet der Deckel 23.1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Unterhalb des Verstellkolbens 21 .1 ist eine erste Druckkammer 24.1 von kreisförmigem Querschnitt gebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21 .1 ist eine kreisringförmige zweite Druckkammer 25.1 gebildet. Der Verstellkolben 21 .1 und die Kolbenbohrung 22.1 sind Bestandteil des Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine hydraulische Schaltung 26.1 , die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckkammern 24.1 und 25.1 und somit eine Bewegung des Verstellkolbens 21 .1 sorgt oder diesen arretiert. Wie oben beschrieben ist die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren Bauteilen aufgebaut. Jedes dieser einzelnen Bauteile, d.h. das erste Pleuelteil 1 8.1 mit dem kleinen Pleuelauge 9.1 und dem Verstellkolben 21 .1 sowie das zweite Pleuelteil 1 9.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 und der Zylinderbohrung 22.1 weist Einzeltoleranzen auf, wobei durch die Addition der Einzeltoleranzen eine erhebliche Streuung der Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 auftreten kann. Der Einsatz von mehreren Pleuelstangen mit unterschiedlichen Gesamtlängen hätte unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse zur Folge. Dies ist verständlicherweise nicht erwünscht. Daher ist in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im kleinen Pleuelauge 9.1 ein exzentrischer Einsatz in Form einer Exzenterbuchse 27.1 verdrehsicher eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 ist so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 eingesetzt, dass ihre Exzentrizität die auftretenden Längenunterschiede ausgleicht. Dadurch kann der Achsabstand der Pleuelaugen exakt angepasst werden. Dies wird im Folgenden noch genauer erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung des oberen Bereichs des ersten Pleuelteils 18.1 . Wie bereits beschrieben, ist im kleinen Pleuelauge 9.1 eine Exzenterbuchse 27.1 eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des kleinen Pleuelauges 9.1 entspricht. In der Exzenterbuchse 27.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des Umfangskreises eine kreisförmige bzw, zylindrische Öffnung 28, 1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 1 0.1 ausgebildet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 in dem kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, hat die entlang der Pleuelmittelachse verlaufende Exentrizität Ei , E ₂ einen anderen Wert. Dadurch wird die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 verändert und die auftretenden Toleranzen werden ausgeglichen. Am Umfang des Pleuelauges 9.1 kann eine Verzahnung 29.1 ausgebildet sein. Die Exzenterbuchse 27.1 weist an ihrem äußeren Umfang ebenfalls eine Verzahnung 30.1 auf, die mit der Verzahnung 29.1 im Pleuelauge 9.1 zusammenwirkt und so eine definierte Stellung der Exzenterbuchse 27.1 im Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Durch die Verzahnung werden nur diskrete Winkellagen zugelassen. Zudem wird eine Verdrehsicherung der Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Die Verzahnung weist vorzugsweise Winkelschritte von etwa 15° auf.

Die Verzahnung dient damit als Verriegelung mit korrespondierenden Verriegelungselementen am inneren Umfang des Pleuelauges 9.1 und am äußeren Umfang der Exzenterbuchse 27.1 . Neben dieser Ausführung der Verriegelungselemente sind auch andere Ausführungsformen möglich, die eine dauerhafte Verdrehsicherung des als Exzenterbuchse 27.1 ausgeführten exzentrischen Einsatzes im Pleuelauge 9.1 erlauben. Zum Ausgleich von verschiedenen auftretenden Toleranzen ist somit nur eine Ausführungsform der Exzenterbuchse nötig, die nur bezüglich der richtigen Winkellage im Pleuelauge eingesetzt werden muss. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Exzenterbuchse im Pleuelauge verpresst wird, um eine Verdrehsicherung zu erreichen. In Figur 3 sind zwei mögliche unterschiedliche Stellungen der Exzenterbuchse 27.1 gezeigt. In der ersten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in durchgezogenen Linien gezeichnet. In dieser Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität Ei der Exzenterbuchse 27.1 relativ groß, wodurch eine zu kurze Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. In der zweiten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in gestrichelten Linien gezeichnet. In dieser zweiten Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität E2 der Exzenterbuchse 27.1 klein, wodurch eine zu lange Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. Je nach Ausgestaltung der Exzenterbuchse, beispielsweise ob eine Außenverzahnung vorgesehen ist oder nicht, sind noch viele andere Winkellagen der Exzenterbuchse 27.1 einstellbar. Es kann auch vorgesehen werden, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Exzenterbuchsen bereitgestellt werden, die unterschiedliche maximale und minimale Exzentrizitäten aufweisen. Es wird dann eine Exzenterbuchse ausgewählt, deren maximale bzw. minimale Exzentrizität der auszugleichenden Länge der Pleuelstange 6.1 entspricht. Diese Exzenterbuchse wird dann so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 befestigt, beispielsweise durch Einpressen oder durch die am Umfang vorgesehene Verzahnung, dass der Mittelpunkt der kreisförmigen Aufnahme 28.1 der Exzenterbuchse 27.1 auf der Mittelachse M der Pleuelstange zu liegen kommt. Die minimale und die maximale Exzentrizität der Exzenterbuchse 27.1 liegen dann ebenfalls auf der Mittelachse M der Pleuelstange. Dadurch wird vermieden, dass sich die Pleuelmittelachse verschiebt.

Während vorgehend nur das Anordnen eines exzentrischen Einsatzes im kleinen Pleuelauge 9.1 beschrieben wurde können erfindungsgemäß auch exzentrische Einsätze sowohl im kleinen 9.1 als auch im großen Pleuelauge 8.1 vorgesehen sein, die entsprechend einstellbar sind. Dadurch ist ein noch größerer Verstellbereich der definierten Länge der Pleuelstange 6.1 gegeben.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verzahnung im Pleuelauge 9.1 und am Umfang der Exzenterbuchse 27.1 derart ausgebildet ist, dass ein falscher Einbau der Exzenterbuchse 27.1 in dem Pleuelauge 9.1 unmöglich ist (Fail-Safe-Prinzip bzw. Poka Yoke).

In Fig. 4 ist die Exzenterbuchse 27.1 teilweise im Schnitt dargestellt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist im Inneren die zylindrische Öffnung 28.1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 10.1 auf. Wie bereits beschrieben, hat die Exzenterbuchse 27.1 quer zu ihrer Längsrichtung L einen kreisförmigen Querschnitt. Die kreisförmige Öffnung 28.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des kreisförmigen Querschnitts der Exzenterbuchse 27.1 angeordnet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, vergrößert oder verkleinert sich der Abstand von dem Mittelpunkt der kreisförmigen Öffnung 28.1 und damit der Mittelachse des Kolbenbolzens 10.1 zum Mittelpunkt des großen Pleuelauge 8.1 und damit die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1. Auftretende Toleranzen der einzelnen Bauteile der Pleuelstange 6.1 , die sich addieren können, werden so ausgeglichen.

In den Fig. 5a bis 5c ist eine Exzenterbuchse 27.1 in drei unterschiedlichen Winkellagen gezeigt. In Figur 5a ist die Exzenterbuchse 27.1 in einer neutralen Lage gezeigt. Damit ist gemeint, dass die obere Exzentrizität Eo, d.h. die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im oberen Bereich, d.h. entlang der Mittelachse der Pleuelstange zum Hubkolben hinweisend, genauso groß ist wie die untere Exzentrizität Eu. Die untere Exzentrizität Eu ist die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im unteren, zum großen Pleuelauge 8.1 hinweisenden Bereich der Exzenterbuchse 27.1.

Fig. 5b zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu kurze Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität Eo kleiner als die untere Exzentrizität Eu.

Fig. 5c zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu lange Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität Eo größer als die untere Exzentrizität Eu.

Fig. 6 zeigt den unteren Bereich der Pleuelstange 6.1 , in dem das große Pleuelauge 8.1 zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens ausgebildet ist. Dazu ist das zweite Pleuelteil 19.1 mit einer unteren Lagerschale 20.1 verbunden. Dies kann zum Beispiel mittels üblicher Befestigungsmittel wie Schrauben erfolgen. Das zweite Pleuelteil 19.1 bildet zusammen mit der unteren Lagerschale 20.1 das große Pleuelauge 8.1 aus. In dem großen Pleuelauge 8.1 sind zwei zusammengehörige exzentrische Lagerschalen 32.1 , 33.1 angeordnet. Die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 bilden zusammen eine kreiszylindrische Aufnahme 36.1 für einen Kurbelwellenzapfen aus. Die beiden Lagerschalen 32.1 , 33.1 stoßen an einer ersten Stoßfläche 34.1 und einer zweiten Stoßfläche 35.1 aneinander. Um einen reibungslosen Betrieb der Pleuelstange 6.1 zu ermöglichen, muss der Übergang an diesen Stoßflächen 34.1 , 35.1 sehr glatt gehalten sein. Es ist daher wichtig, dass immer zwei zueinander passende exzentrische Lagerschalen 32.1 , 33.1 miteinander verwendet werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die zueinander passenden Lagerschalen 32.1 , 33.1 an ihren Stoßflächen 34.1 , 35.1 so ausgeformt sind, dass sie einen Formschluss bilden. Hier wäre beispielsweise eine Verzahnung denkbar. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zueinander passende Lagerschalen 32.1 , 33.1 einen Farbcode aufweisen, anhand dessen klar wird, dass nur dieser Lagerschalen miteinander verbaut werden dürfen.

Fig. 7a und 7b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 , die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu lange Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität E _ma x ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 8.1 angeordnet, d.h. an der unteren Lagerschale 20.1 und somit wegweisend vom oberen bzw.kleinen Pleuelauge 9.1 . Die andere exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität E _m i _n ist entsprechend im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1 am Fuß des zweiten Pleuelteils 19.1 angeordnet. Der Mittelpunkt M _EL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen wird daher in Bezug auf den Mittelpunkt Mpi_ des großen Pleuelauges 8.1 nach oben verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verkürzt.

Fig. 7b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind die Stoßflächen 34.1 , 35.1 deutlich sichtbar.

Fig. 8a und 8b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 , die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu kurze Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Hier ist die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität E _ma x im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1 , d.h. anliegend am zweiten Pleuelteil 19.1 eingesetzt. Die zweite exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität Emm ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 9.1 , d. h. anliegend an der unteren Lagerschale 20.1 , angeordnet. Dadurch wird der Mittelpunkt M _EL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen in Bezug auf den Mittelpunkt Mp _L des großen Pleuelauges 8.1 nach unten verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verlängert. Fig. 8b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind wieder die Stoßflächen 34.1 ,35.1 an der die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 aneinanderstoßen sichtbar. Wie bereits beschrieben, muss der Übergang an diesen Stoßstellen 34.1 , 35.1 sehr glatt sein. Dies ist nur möglich, wenn nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden. Vorzugsweise sind die Stoßflächen 34.1 , 35.1 daher nach dem Poka-Yoke Prinzip ausgebildet, sodass nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an den Stoßflächen 34.1 , 35.1 zueinander passende Verzahnungen ausgebildet sind oder ein anderer ineinandergreifender Formschluss. Alternativ könnte auch ein Farbcode eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß beinhaltet ein Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange 6.1 folgende Schritte: a. Ermitteln einer aktuellen Länge der Pleuelstange 6.1 ; b. Vergleich der aktuellen Länge der Pleuelstange 6.1 mit einer definierten Länge; c. Bei Abweichung der aktuellen von der definierten Länge Verdrehen des exzentrischen Einsatzes in zumindest einem Pleuelauge 9.1 , 8.1 , bis die aktuelle Länge der Pleuelstange 6.1 mit der definierten Länge übereinstimmt; d. Verdrehsicheres Fixieren der in den Pleuelaugen 9.1 , 8.1 angeordneten exzentrischen Einsätze.

Die aktuelle Länge der Pleuelstange 6.1 bezeichnet die Länge nach erfolgter Assemblierung bzw. vor Einbau in einen Verbrennungsmotor. Die Ermittlung erfolgt auf übliche Weise.

Die definierte Länge ist diejenige Länge der Pleuelstange 6.1 , die für die bestimmungsgemäße Verwendung benötigt wird.

Das verdrehsichere Fixieren der Pleuelstange 6.1 erfolgt auf die oben beschriebenen Arten, insbesondere durch Vorsehen und Betätigen der Verriegelungselemente. Zusätzlich kann das dauerhafte Verdrehsichern auch erreicht werden durch Kleben, Schweißen oder sonstige bekannte Maßnahmen.

Bezugszeichenliste

I Verbrennungsmotor 2.1 ,2.2,2.3 Zylinder

3.1 ,3.2,3.3 Hubkolben

4 Kurbelwelle

5.1 ,5.2,5.3,5.4 Kurbelwellenlager

6.1 ,6.2,6.3 Pleuelstange

7.1 ,7.2,7.3 Kurbelwellenzapfen

8.1 ,8.2,8.3 großes Pleuelauge

9.1 ,9.2,9.3 kleine Pleuelauge

10.1 ,10.2,10.3 Kolbenbolzen

I I Kurbelwellenketterad

12 Steuerkette

13 Nockenwellenkettenrad

14 Nockenwelle

15 Spannschiene

16 Kettenspanner 17.1 Pleuelstangenkopf 18.1 erstes Pleuelteil 19.1 zweites Pleuelteil 20.1 untere Lagerschale 21 .1 Verstellkolben 22.1 Kolbenbohrung

23.1 Deckel

24.1 erste Druckkammer

25.1 zweite Druckkammer

26.1 hydraulische Schaltung

27.1 Exzenterbuchse

28.1 kreisförmige Öffnung Exzenterbuchse

29.1 Verzahnung kleines Pleuelauge

30.1 Verzahnung Exzenterbuchse

31.1 Zylinder-Kolben-Einheit

32.1 erste exzentrische Lagerschale

33.1 zweite exzentrische Lagerschale

34.1 erste Stoßfläche

35.1 zweite Stoßfläche

36.1 Aufnahme Kurbelwellenzapfen

V Hubvolumen

V _c Kompressionsvolumen

Hc Kompressionshöhe

HK Hubweg

Ei, E ₂ Exzentrizitäten

Eo obere Exzentrizität Eu untere Exzentrizität

maximale Exzentrizität minimale Exzentrizität ε Verdichtungsverhältnis

n Drehzahl

T Temperatur

M Mittelachse Pleuelstange

M _PA Mittelpunkt Pleuelauge

M _EL Mittelpunkt exzentrische Lagerschalen