Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Die EP 1 307 642 B1 offenbart eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem in einem Zylinder verschieblich angeordneten Kolben. Der Kolben ist mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt, dessen Bewegung auf eine Kurbel einer Kurbelwelle übertragbar ist. Zwischen dem Pleuel und der Kurbel ist ein Übertragungsglied vorgesehen, dessen Bewegung über einen Steuerhebel manipulierbar ist, mit dem Ziel, eine steuerbare Bewegung des

Kolbens zu gewährleisten, insbesondere um eine Variierung des

Verdichtungsverhältnisses und des Kolbenhubs zu ermöglichen. Das Übertragungsglied ist dabei als Querhebel ausgebildet, der über ein Gelenk mit der Kurbel gekoppelt ist, wobei dieses Gelenk im zwischenliegenden Bereich zwischen einem Lagerpunkt des Querhebels zum Steuerhebel und einem Lagerpunkt des Querhebels zum Pleuel liegt. Das Gelenk ist zwischen Querhebel und Kurbel mit Abstand zur Verbindungslinie zwischen den beiden Lagerpunkten des Querhebels zum Steuerhebel beziehungsweise zum Pleuel angeordnet.

Dabei ist vorgesehen, dass die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Pleuel-Lagerpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Steuerhebel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt und die Seitenlänge zwischen dem Pleuel-Lagerpunkt und dem Kurbel-Gelenkpunkt sich, bezogen auf den Kurbelradius, auf bestimmte Weise bemisst.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche einen sehr geringen Bauraumbedarf aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Eine solche Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines

Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens ein Übertragungselement, über welches das Verdichtungsverhältnis einstellbar ist. Über das Übertragungselement sind beispielsweise Kräfte und/oder Drehmomente zu übertragen, so dass dadurch das Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt werden kann.

Das Übertragungselement ist über wenigstens zwei Lagerteile relativ zu den Lagerteilen bewegbar an einem Lagerelement gelagert. Dadurch kann das Übertragungselement relativ zu den Lagerteilen bewegt werden, so dass durch Bewegen des

Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen und damit relativ zu dem Lagerelement das Verdichtungsverhältnis eingestellt beziehungsweise verstellt werden kann.

Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Stellglied vorgesehen, mittels welchem zum Fixieren des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen infolge eines Klemmens des

Übertragungselements zwischen den Lagerteilen eine Relativbewegung zwischen den Lagerteilen bewirkbar ist. Dies bedeutet, dass mittels des Stellglieds eine

Relativbewegung zwischen den Lagerteilen bewirkbar ist. Infolge dieser Relativbewegung wird das Übertragungselement zwischen den Lagerteilen geklemmt, so dass das

Übertragungselement relativ zu den Lagerteilen und relativ zu dem Lagerelement fixiert ist und nicht beziehungsweise nicht mehr relativ zu diesen bewegt werden kann. Dadurch kann das Verdichtungsverhältnis zumindest im Wesentlichen konstant auf einem eingestellten Wert gehalten werden. So kann die Verbrennungskraftmaschine über eine gewisse Zeitdauer hinweg mit dem zumindest im Wesentlichen konstanten

Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Insbesondere kann das Übertragungselement und somit das Verdichtungsverhältnis gegen aus einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine wirkende und insbesondere aus

Verbrennungsvorgängen in dem Brennraum resultierende Kräfte und/oder Drehmomente gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung weist einen nur sehr geringen Bauraumbedarf auf, da eine Brems- und Haltefunktion zum Bremsen und Fixieren des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen und zu dem Lagerelement zumindest teilweise in die Lagerteile integriert ist. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Stelleinrichtung infolge dieser Integration eine geringe Teileanzahl auf, was mit einem geringen Gewicht und geringen Kosten des Stelleinrichtung und damit der gesamten Verbrennungskraftmaschine einhergeht. Insbesondere der geringe Bauraumbedarf trägt zur Vermeidung und/oder zur Lösung von Package-Problemen insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie ein Motorraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, bei.

Durch die Fixierung des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen können auch unerwünscht hohe Belastungen, insbesondere wechselnde Drehmomente, zumindest im Wesentlichen von der Stelleinrichtung ferngehalten werden. Zumindest können solche Belastungen, insbesondere wechselnde Drehmomente, besonders gering gehalten werden. Somit ist es möglich, die erfindungsgemäße Stelleinrichtung besonders klein hinsichtlich ihrer Dimensionen auszugestalten, was dem geringen Bauraumbedarf, dem geringen Gewicht und den geringen Kosten zuträglich ist.

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung ist insbesondere bei einer als Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine verwendbar. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders auf, in welchem ein Kolben translatorisch relativ zu dem Zylinder verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben ist dabei beispielsweise mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt. Das einerseits gelenkig mit dem Kolben gekoppelte Pleuel ist andererseits mit einem Querhebel der Stelleinrichtung gelenkig gekoppelt. Der Querhebel ist dabei beispielsweise an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine relativ zu dem Hubzapfen drehbar gelagert. Der einerseits mit dem Pleuel gelenkig verbundene Querhebel ist andererseits zumindest mittelbar mit einer Stellwelle, die zum Beispiel das genannte Übertragungselement der Stelleinrichtung ist, gekoppelt. Beispielsweise ist der Querhebel unter Vermittlung eines Nebenpleuels mit der Stellwelle gelenkig gekoppelt. Das Nebenpleuel ist dabei einerseits mit dem

Querhebel gelenkig gekoppelt, während es andererseits mit der Stellwelle gelenkig gekoppelt ist.

Die Stellewelle als das Übertragungselement ist beispielsweise als Exzenterwelle mit wenigstens einem Exzenterzapfen ausgebildet, an welchem das Nebenpleuel relativ zu dem Exzenterzapfen drehbar gelagert ist. Die Stellwelle ist über die Lagerteile um eine Drehachse relativ zu dem Lagerelement drehbar gelagert. Das Lagerelement ist beispielsweise durch ein oder als Gehäuseelement der Stelleinrichtung und/oder der Verbrennungskraftmaschine gebildet. Ein Drehen der Stellwelle um die Drehachse bewirkt ein Verdrehen des Querhebels relativ zu den Hubzapfen. Dies geht einher mit einer Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder relativ zu diesem, wodurch das

Verdichtungsverhältnis eingestellt bzw. verstellt wird.

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung ermöglicht den Betrieb der

Verbrennungskraftmaschine mit einem nur geringen Kraftstoffverbrauch und damit mit geringen C0 ₂ -Emissionen, da sie es ermöglicht, das wenigstens eine variabel einstellbare Verdichtungsverhältnis an thermodynamische Erfordernisse der

Verbrennungskraftmaschine bedarfsgerecht anzupassen.

Durch die Fixierbarkeit des Übertragungselements, insbesondere der Stellwelle, mittels des Stellglieds und der Lagerteile ist eine in die Lagerteile zumindest teilweise integrierte Klemmbremse geschaffen, welche schnell, das heißt in kurzer Zeit, zwischen einem das Übertragungselement relativ zu den Lagerteilen fixierenden Bremszustand und wenigstens einem das Übertragungselement relativ zu den Lagerteilen freigebenden Freigabezustand schaltbar ist. Darüber hinaus ermöglicht die so realisierte Klemmbremse ein zumindest im Wesentlichen, insbesondere vollständig, spielfreies Fixieren des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen, so dass es bei einer wechselnden Belastung des Übertragungselements, insbesondere bei einem auf das

Übertragungselement wirkenden wechselnden Drehmoment, nicht zu einem

Anlagewechsel von in gegenseitigen Kontakt bewegbaren Bauteiloberflächen kommt. Ein solcher Anlagewechsel würde zu einer unerwünschten Entstehung von Geräuschen und einem unerwünschten Aneinanderschlagen der Bauteile führen. Dies bedeutet, dass die kompakte Klemmbremse eine unerwünschte Entstehung von Geräuschen sowie einen unerwünscht hohen Verschleiß der Stelleinrichtung vermeidet.

Die insbesondere durch die Lagerteile und das Stellglied dargestellte Klemmbremse kann dabei an einem vorderen Ende der Stellwelle angeordnet sein und gleichzeitig als vorderstes Lager der Stellwelle fungieren, über welches die Stellwelle um die Drehachse drehbar gelagert ist. Dabei fungiert die Klemmbremse als Lager sowie als Bremse zum Abbremsen und Fixieren der Stellwelle. Ebenso möglich ist es, dass die Klemmbremse mit den Lagerteilen und dem Stellglied an einer Wandung eines Gehäuseelements, insbesondere eines Kurbelgehäuses, der Verbrennungskraftmaschine angeflanscht ist.

Mittels der Klemmbremse wird insbesondere dann das Fixieren des

Übertragungselements, insbesondere der Stellwelle, relativ zu den Lagerteilen bewirkt, wenn das Verdichtungsverhältnis während einer gewissen Zeitspanne gerade nicht verstellt wird. Dies macht in der Regel den größten Zeitanteil während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine aus. Zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses von einem ersten auf einen zweiten, dazu unterschiedlichen Wert wird mittels des Stellglieds eine Bewegung der Lagerteile relativ zueinander bewirkt, so dass die Klemmbremse in den Freigabezustand geschaltet ist und eine Bewegung des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen möglich ist.

Zum Drehen der Stellwelle bzw. zum Bewegen des Übertragungselements umfasst die Stelleinrichtung wenigstens einen Stellmotor. So kann mittels des Stellmotors das

Verdichtungsverhältnis über das Übertragungselement variabel eingestellt werden. Der Stellmotor ist beispielsweise als Elektromotor oder als hydraulisch betätigbarer Motor ausgebildet.

Da gegebenenfalls und vorteilhafterweise nur in einem begrenzten Bereich des

Motorkennfelds der Verbrennungskraftmaschine das Verdichtungsverhältnis variabel eingestellt und somit verstellt wird, sind auf die Stelleinrichtung höchste wirkende

Belastungen beträchtlich kleiner, als wenn keine Bremse wie die Klemmbremse verwendet werden würde. So kann die erfindungsgemäße Stelleinrichtung besonders gering hinsichtlich ihrer Dimensionen und mit einem nur geringen Materialaufwand hergestellt werden, was ihre Kosten, ihr Gewicht und ihren Bauraumbedarf gering hält.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zum Lagern des

Übertragungselements an dem Lagerelement eine Lageraufnahme vorgesehen, welche teilweise durch eines der Lagerteile und teilweise durch das andere Lagerteil gebildet ist. Durch die Lageraufnahme ist ein Lager für das Übertragungselement gebildet, wobei das Lager infolge der teilweisen Darstellung der Lageraufnahme durch das eine und das andere Lagerteil zumindest zweigeteilt ist. Dadurch kann das Übertragungselement, insbesondere die Stellwelle, auch besonders zeit- und kostengünstig montiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Lagerteile als voneinander separate Lagerteile ausgebildet. Dabei ist eines der Lagerteile

beispielsweise durch einen Lagerbock und/oder durch ein Gehäuseteil, insbesondere des Kurbelgehäuses, der Stelleinrichtung und/oder der Verbrennungskraftmaschine gebildet, während das andere Lagerteil als Lagerbrücke beziehungsweise Lagerdeckel ausgebildet und mit dem ersten Lagerteil zu verbinden ist. Zum Verbinden der beiden Lagerteile miteinander ist beispielsweise wenigstens eine Schraube, insbesondere eine

Spannschraube, vorgesehen, mittels welcher die beiden Lagerteile miteinander zu verspannen sind. Durch diese separate Ausbildung der Lagerteile kann das

Übertragungselement besonders einfach und damit zeit- und kostengünstig montiert werden. Darüber hinaus sind dadurch die Relativbewegungen zwischen den Lagerteilen zum Freigeben und Fixieren des Übertragungselements relativ zu den Lagerteilen auf einfache Weise realisierbar.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Lagerteile einstückig miteinander ausgebildet und durch wenigstens einen Spalt, Schlitz, Fuge oder dergleichen bereichsweise voneinander beabstandet sind. Dies hält die Teileanzahl und damit den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung gering. Da die Lagerteile über den Spalt oder dergleichen voneinander zumindest bereichsweise beabstandet sind, können diese teilweise über den Spalt relativ zueinander bewegt werden, um somit das

Übertragungselement freizugeben oder zu klemmen und so zu fixieren.

In weiterer Ausgestaltung ist das Stellglied zumindest bereichsweise zwischen den Lagerteilen angeordnet. Dadurch können die Relativbewegungen zwischen den

Lagerteilen zum Halten (Fixieren) oder Freigeben des Übertragungselements besonders effizient und zumindest im Wesentlichen direkt bewirkt und den Lagerteilen aufgeprägt werden. Dadurch ist die Klemmbremse besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit, zwischen dem Freigabezustand und dem Bremszustand schaltbar. Dadurch kann das Verdichtungsverhältnis auch in einer nur kurzen Zeitspanne besonders häufig verstellt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Lagerteile mittels wenigstens eines Verbindungsmittels, insbesondere einer Schraube, miteinander verspannt, wobei die Lagerteile bevorzugt über das Stellglied miteinander verspannt sind. Infolge dieser Verspannung ist es möglich, die Relativbewegung zwischen den

Lagerteilen zum Halten oder Freigeben des Übertragungselements derart zu bewirken, dass das Stellglied beispielsweise lediglich zur Schaltung des Bremszustands oder lediglich zur Schaltung des Freigabezustands mit Energie, insbesondere elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Spannung, versorgt wird. Infolge der Verspannung stellt sich dann der entsprechend andere Zustand, das heißt ausgehend von dem

Bremszustand der Freigabezustand, beziehungsweise ausgehend von dem

Freigabezustand der Bremszustand, infolge der Verspannung der Lagerteile mittels des Verbindungsmittels zumindest im Wesentlichen selbsttätig aufgrund von Elastizitäten und Rückfedereffekten der Lagerteile und des Verbindungsmittels ein, wenn das Versorgen des Stellglieds mit Energie beendet wird. Dies bedeutet, dass nicht immer zum Ändern des Zustands Energie aufgewendet werden muss, was den Energiebedarf der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung gering hält. Damit einher geht ein besonders geringer Kraftstoffverbrauch und damit geringe C0 ₂ -Emissionen der

Verbrennungskraftmaschine.

Das Stellglied ist vorteilhafterweise als Piezo-Aktor ausgebildet. Der Piezo-Aktor umfasst beispielsweise wenigstens einen Piezo-Stack mit Piezo-Elementen. Dadurch weist das Stellglied einen nur sehr geringen Bauraumbedarf sowie einen nur sehr geringen

Energiebedarf auf und ermöglicht das schnelle Schalten zwischen dem Freigabezustand und dem Bremszustand.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Lagerelement ein Gehäuse eines Getriebes der Stelleinrichtung, über welches das Verdichtungsverhältnis einstellbar ist, wobei die Lagerteile durch Wandungsteile des Gehäuses gebildet sind. Dies bedeutet, dass das Lagerelement und die Lagerteile und somit die Klemmbremse zumindest teilweise in das Gehäuse des Getriebes integriert sind. Dies hält den

Bauraumbedarf, die Teilezahl, die Kosten und das Gewicht der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung gering. Ein weiterer Vorteil dieser Integration ist, dass das Gehäuse bevorzugt sehr fest insbesondere gegenüber Drehmomenten an dem Gehäuseelement, insbesondere dem Kurbelgehäuse, der Verbrennungskraftmaschine befestigt ist.

Insbesondere ist das Gehäuse des Getriebes mit dem Gehäuseelement der

Verbrennungskraftmaschine besonders fest verschraubt. So können auch hohe Kräfte und/oder Drehmomente, welche auf die Stelleinrichtung und insbesondere auf das Übertragungselement wirken, abgestützt werden. Damit kann ein unerwünschtes

Verstellen des eingestellten Verdichtungsverhältnisses infolge der von dem Brennraum auf die Stelleinrichtung wirkenden Kräfte und/oder Drehmomente verhindert werden.

In weiterer Ausgestaltung ist das Übertragungselement als ein Zahnrad des Getriebes ausgebildet. Das Zahnrad ist über die Lagerteile um eine Drehachse relativ zu den Lagerteilen drehbar an dem Gehäuse des Getriebes gelagert. Dies bedeutet, dass mittels der Klemmbremse das Zahnrad als das Übertragungselement fixiert werden kann, so dass das Verdichtungsverhältnis über das Zahnrad gehalten und gegen eine

unerwünschte Verstellung gesichert werden kann. Dadurch ist es möglich, Wirkflächen zum Halten des Zahnrads und damit des Verdichtungsverhältnisses auf einem besonders großen Durchmesser anzuordnen, so dass besonders hohe Bremsmomente darstellbar sind. So können auch besonders hohe Kräfte und/oder Drehmomente, welche insbesondere von dem Brennraum auf das Übertragungselement wirken, abgestützt werden.

Bevorzugt weist das Zahnrad einen Bund oder dergleichen Absatz auf, über welchen das Zahnrad relativ zu den Lagerteilen fixierbar und über welchen das Zahnrad sowie über die Lagerteile an dem Gehäuse gelagert ist. Der Bund oder dergleichen Absatz kann auf einem besonders großen Durchmesser oder Radius angeordnet sein, was die Darstellung besonders hoher Bremsmomente ermöglicht. Auch bei dieser Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Stelleinrichtung einen sehr geringen Bauraumbedarf sowie ein sehr geringes Gewicht auf, da die Klemmbremse zumindest teilweise in das Getriebe integriert ist.

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

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Lagerungsanordnung einer

Welle an einem Lagerelement, bei welcher die Welle über zwei Lagerteile um eine Drehachse relativ zu den Lagerteilen drehbar an dem Lagerelement gelagert ist, wobei ein Stellglied vorgesehen ist, mittels welchem zum Fixieren der Welle, relativ zu den Lagerteilen eine

Relativbewegung zwischen den Lagerteilen bewirkbar ist;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der

Lagerungsanordnung gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der Lagerungsanordnung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der

Lagerungsanordnung gemäß den Fig. 1 bis Fig. 3; Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische und teilweise geschnittene Ansicht einer Stelleinrichtung zum zylinderindividuellen Einstellen von Verdichtungsverhältnissen einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine;

Fig. 6 drei Schaubilder zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Einstellen der Verdichtungsverhältnisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit der Stelleinrichtung gemäß der Fig. 1 bis Fig. 5;

Fig. 7 drei Schaubilder zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Verfahren gemäß der Fig. 1 bis Fig. 5; und

Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer weiteren

Ausführungsform der Stelleinrichtung gemäß Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt eine Lagerungsanordnung 10 einer Welle 12 an einem Lagerelement 14, bei welcher die Welle 12 um eine Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 drehbar an diesem gelagert ist. Dazu umfasst das Lagerelement 14 ein Gestell 18, insbesondere ein Maschinengestell. Das Gestell 18 ist beispielsweise ein Gehäuseteil eines Gehäuses einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, in welchem die Welle 12 zumindest bereichsweise aufgenommen ist.

Das Lagerelement 14 umfasst ferner einen Lagerdeckel 20, welcher mittels

Spannschrauben 22 mit dem Gestell 18 verschraubt ist. Durch das Gestell 18 ist ein erster Teil einer Lageraufnahme, einer Lagerbohrung, für die Welle 12 gebildet. Durch den Lagerdeckel 20 ist ein zweiter Teil der Lageraufnahme für die Welle 12 gebildet. Durch das Lagerelement 14 ist somit ein geteiltes, insbesondere zweigeteiltes, Lager für die Welle 12 gebildet, durch welches die Welle 12 an dem Lagerelement 14 gelagert ist. Die Welle 12 ist dabei zumindest bereichsweise in der Lageraufnahme und in

verspanntem Zustand des Gestells 18 mit dem Lagerdeckel 20 so eng in der

Lageraufnahme eingespannt, dass ein maximal vorgesehenes Moment, welches auf die Welle 12 wirkt, gerade noch gehalten werden kann, ohne dass sich die Welle 12 relativ zu dem Lagerelement um ihre Drehachse 16 dreht. Dabei ist ein übliches Untermaß für einen Presssitz z.B. 1/1000 des Durchmessers der Lageraufnahme. Eine dazu notwendige Vorspannkraft kann dabei durch die Spannschrauben 22 aufgebracht werden. Zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 sind Piezo-Stacks 24 mit jeweiligen Piezo-Elementen angeordnet und mittels der Spannschrauben 22 eingespannt. Wird an die Piezo-Stacks 24 eine entsprechende elektrische Spannung angelegt, so dehnen sich die Piezo-Stacks 24 zumindest in Richtung des Gestells 18 und/oder in Richtung des Lagerdeckels 20 und somit senkrecht zur Teilung des Lagers aus und stellen eine

Lagerluft von etwa der üblichen Größe eines Gleitlagers ein, wobei es sich beispielsweise um ca. 1/1000 des Durchmessers des Lagers handelt.

Mit anderen Worten, ist an die Piezo-Stacks 24 keine elektrische Spannung angelegt, so ist die Welle 12 mittels der Spannschrauben 22 zwischen dem Gestell 18 und dem

Lagerdeckel 20 geklemmt und relativ zu diesen fixiert, sodass sich die Welle 12 nicht um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und zu dem Lagerdeckel 20 drehen kann. Dieses Klemmen ist dabei auf das maximal auftretende und auf die Welle 12 während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wirkende Drehmoment abgestimmt, sodass durch das Klemmen dieses Moment abgestützt werden kann und dieses Moment die Welle nicht um die Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 verdrehen kann.

Wird an die Piezo-Stacks 24 eine elektrische Spannung angelegt, so wird dadurch eine Relativbewegung zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bewirkt. Dabei bewegen sich das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 relativ zueinander voneinander weg. Dadurch wird das Klemmen der Welle zwischen dem Gestell 18 und dem

Lagerdeckel 20 verringert oder gar vollständig aufgehoben, sodass die Welle 2 um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 gedreht werden kann. Ist die Welle 12 in eine gewünschte Drehstellung um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 gedreht, so wird das Anlegen der elektrischen Spannung an die Piezo-Stacks 24 aufgehoben. Dies bewirkt eine Relativbewegung des Gestells 18 und des Lagerdeckels 20 aufeinander zu, beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung des Gestells 18 und des Lagerdeckels 20 infolge der

Verschraubung mittels den Spannschrauben 22, sodass die Welle 12 zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 geklemmt und somit relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert wird.

Dadurch ist eine besonders schnell zu schaltende und zumindest im Wesentlichen spielfreie Klemmbremse geschaffen, mittels welcher die Welle schnell, das heißt in kurzer Zeit, relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert oder entsprechend freigegeben werden kann. Durch Modulieren der elektrischen Spannung kann somit ein schnelles Lösen und Abbremsen der Welle 2 erreicht werden, wie es beispielsweise bis mindestens in den kHz-Bereichhinein erfolgen kann.

Ebenso möglich ist eine Umkehrung des bezüglich der Fig. 1 geschilderten Wirkprinzips der Klemmbremse bei der Lagerungsanordnung 0 möglich. Dabei ist die Welle 12 in einem unbestromten Zustand der Piezo-Stacks 24, in welchem an die Piezo-Stacks 24 somit keine elektrische Spannung angelegt wird, freigegeben und um ihre Drehachse 16 relativ zum Lagerelement 14 drehbar. Durch Anlegen der elektrischen Spannung an die Piezo-Stacks ist die Welle relativ zu dem Lagerelement 14 fixiert und geklemmt. Mit anderen Worten, wird an die Piezo-Stacks 24 eine elektrische Spannung angelegt, was als Bestromen bezeichnet wird, so werden das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 relativ zueinander aufeinander zu (nicht voneinander weg) bewegt, wodurch die Welle 12 geklemmt und fixiert wird. Wird das Bestromen aufgehoben, so wird dadurch eine Relativbewegung des Gestells 18 zu dem Lagerdeckel 20 bewirkt, bei welcher das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung sich relativ zueinander voneinander wegbewegen, was mit dem Freigeben der Welle 12 einhergeht.

Die Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine alternative Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 gemäß Fig. 1. Wie den Fig. 2 und Fig. 3 zu entnehmen ist, ist ein einstückiger Lagerring 26 vorgesehen, über welchen die Welle 12 an dem Lagerelement 14 gelagert ist. Der einstückige Lagerring 26 umfasst ein erstes Lagerteil 28 und einstückig mit dem ersten Lagerteil 28 ausgebildetes zweites Lagerteil 30, welche über einen Schlitz 32 des Lagerrings 26 voneinander beabstandet sind.

Der Lagerring 26 weist Verbindungsflansche 34 auf, über welche er mittels

Flanschschrauben 36 an dem Gestell 18 angeschraubt und so gehalten ist.

In dem Schlitz 32 und somit zwischen dem ersten Lagerteil 28 und dem zweiten Lagerteil 30 ist ein Piezo-Stack 24 mit Piezo-Elementen angeordnet. Die Lagerteile 28 und 30 sind mittels einer Spannschraube 22 über den Piezo-Stack 24 miteinander verspannt, sodass der Piezo-Stack 24 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt ist. Mittels der Spannschraube 22 sind die Lagerteile 28 und 30 miteinander verspannt, sodass die Welle 12 in unbestromtem Zustand des Piezo-Stacks 24 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt ist und sich nicht relativ zum Lagerelement 14 und relativ zum

Lagerring 26 um die Drehachse 16 drehen kann. Analog zu dem zur Lagerungsanordnung 10 gemäß Fig. 1 Geschildertem wird die Welle 12 durch Bestromen des Piezo-Stacks 24 freigegeben, da durch Anlegen der elektrischen Spannung an den Piezo-Stacks 24 die Lagerteile 28 und 30 relativ zueinander voneinander wegbewegt werden, sodass sich der Schlitz 32 vergrößert und die

Klemmung der Welle 12 verringert oder aufgehoben wird. Wird die Bestromung beendet, so wird dadurch ein Aufeinanderzubewegen der Lagerteile 28 und 30 beispielsweise aufgrund von elastischer Rückfederung infolge ihrer Verspannung mittels der

Spannschraube 22 bewirkt, wodurch die Welle 12 geklemmt und relativ zu dem

Lagerelement 14 und dem Lagerring 26 fixiert wird.

Wie bei der Lagerungsanordnung 10 gemäß Fig. 1 ist auch bei der Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 2 und 3 eine Umkehrung dieses geschilderten Wirkprinzips möglich, sodass durch Bestromen des Piezo-Stacks 24 ein Aufeinanderzubewegen der Lagerteil 28 und 30 und somit ein Klemmen der Welle 12 bewirkt wird. Durch Aufheben der Bestromung wird eine Relativbewegung zwischen den Lagerteilen 28 und 30 bewirkt, durch welche sich die Lagerteile 28 und 30 voneinander wegbewegen, was mit dem Freigeben der Welle 12 einhergeht.

Bei dem Lagerring 26 handelt es sich somit um einen Bremsflansch, mittels welchem die Welle relativ zu dem Lagerelement 14 fixierbar und freigebbar ist. Wie insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen ist, weisen die Verbindungsflansche 34 Aussparungen 38 auf, welche eine zumindest im Wesentlichen freie Beweglichkeit in Richtung des Öffnens und Schließens der Bremse ermöglichen. Das Mitdrehen des gesamten Bremsflansches wird jedoch verhindert.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine mehrfache Teilung des Lagers ebenso möglich ist, bei welcher das Lager also in mehr als zwei Teile geteilt ist. Vorteilhafterweise sind Oberflächen des Lagers, an welchem die Welle 12 gelagert ist, derart beschaffen, dass die Oberflächen ein Abbremsen und das Klemmen der Welle 12 auch über eine hohe Lebensdauer hinweg verschleißarm ertragen können. Vorteilhafterweise sind auch die Spannschrauben 22 derart ausgestaltet, dass sie häufige Relativbewegungen zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 zumindest im Wesentlichen schadfrei ertragen können. Das Klemmen der Welle kann auch ergänzend oder alternativ dazu genutzt werden, eine axiale Bewegung der Welle 12 relativ zu dem Lagerelement 14 zu vermeiden. Dies bedeutet, dass durch Klemmen der Welle zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 nicht nur eine Drehung der Welle 12 um ihre Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 sondern auch eine axiale Bewegung der Welle 12 entlang ihrer Drehachse 16 verhindert werden kann.

Anstelle der Piezo-Stacks 24 sind auch anderweitige Stellglieder wie beispielsweise elektromagnetisch betätigbare Aktoren verwendbar.

Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 1 bis Fig. 3. Es ist ein Piezo-Stack 24 sowie ein Verstärkungselement 40 vorgesehen, über welche das Gestell 18 und der Lagerdeckel 20 mittels der

Spannschrauben 22 miteinander verspannt sind. Bei dieser Ausführungsform der Lagerungsanordnung 10 wird das Lager durch die Spannschrauben 22 in seine übliche Form gebracht. Durch Bestromen des Piezo-Stacks wird das Lager zusätzlich verspannt, sodass das Lagerspiel zu Null wird und eine Bremswirkung erzielt wird. Dies bedeutet, dass durch Bestromen des Piezo-Stacks (Anlegen der elektrischen Spannung) die Welle 12 an dem Lagerelement 14 fixiert wird, sodass sich die Welle 2 nicht um ihre

Drehachse 16 relativ zu dem Lagerelement 14 drehen und auch nicht relativ zu diesem axial bewegen kann.

Das Verstärkungselement 40, welches beispielsweise zumindest im Wesentlichen aus Stahl gebildet ist, leitet eine von dem Piezo-Stack 24 wirkende Kraft gezielt auf das Lager.

Bei den Lagerungsanordnungen 10 gemäß den Fig. 1 bis Fig. 4 ist es ebenso möglich, einzelne, den jeweiligen Spannschrauben 22 zugeordnete Piezo-Stacks zu verwenden, an welchen jeweilige Schraubenköpfe der Spannschrauben 22 abgestützt sind. Dadurch kann durch Bestromen und Aufheben der Bestromung eine jeweilige Längenveränderung der jeweiligen Spannschraube 22 bewirkt werden, wodurch entsprechende

Relativbewegungen zwischen dem Gestell 18 und dem Lagerdeckel 20 bzw. zwischen den Lagerteilen 28 und 30 zum Klemmen bzw. Freigeben der Welle 12 bewirkt werden können.

Die Fig. 5 zeigt eine Stelleinrichtung 42 für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher Verdichtungsverhältnisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine unabhängig voneinander variabel einstellbar sind. Die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine weist beispielsweise vier Zylinder auf, welche jeweils ein variabel einstellares Verdichtungsverhältnis aufweisen. Dies bedeutet, dass jedes einzelne Verdichtungsverhältnis der jeweiligen Zylinder variabel und unabhängig von den jeweiligen anderen Verdichtungsverhältnissen der andern Zylinder eingestellt werden kann. Dies bedeutet, dass die Verdichtungsverhältnisse zylinderindividuell einstellbar bzw. verstellbar und an thermodynamische Erfordernisse des entsprechenden Zylinders anpassbar sind. Dadurch kann beispielsweise ein erster der Zylinder mit einem ersten Verdichtungsverhältnis betrieben werden, welches sich von einem zweiten

Verdichtungsverhältnis eines zweiten der Zylinder unterscheidet.

Zur Darstellung der zylinderindividuellen Einstellbarkeit bzw. Verstellbarkeit der

Verdichtungsverhältnisse umfasst die Stelleinrichtung 42 eine Stellwelle 44, welche vier Teilwellen 46, 48, 50 und 52 umfasst. Die Teilwelle 46 ist dabei einem ersten der Zylinder zugeordnet, während die Teilwelle 48 einem zweiten der Zylinder zugeordnet ist.

Dementsprechend ist die Teilwelle 50 einem dritten der Zylinder zugeordnet, während die Teilwelle 52 dem vierten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist.

Die Teilwellen 46, 48, 50 und 52 sind dabei um jeweilige Drehachsen 54 relativ zu einem Kurbelgehäuse 56 der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine drehbar an dem

Kurbelgehäuse 56 gelagert. Das Kurbelgehäuse 56 umfasst dabei Lagerdeckel 58, 60, 62, 64 und 66, durch welche im Zusammenwirken mit entsprechenden Gehäuseteilen des Kurbelgehäuses 56 eine Lagergasse 68 gebildet ist, an welcher die Stellwelle 44 gelagert ist. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, sind die Drehachsen 54 dabei koaxial zueinander angeordnet.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es ohne Weiteres möglich ist, die anhand der Fig. 5 gezeigte Stelleinrichtung 42 analog auf Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen anzuwenden, welche eine von vier unterschiedliche Anzahl an Zylindern aufweisen. Dabei korrespondiert die Anzahl der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 mit der Anzahl an Zylindern. Mit anderen Worten umfasst die Stelleinrichtung 42 zumindest so viele Teilwellen 46, 48, 50 und 52 wie die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine Zylinder umfasst.

Die Lagerdeckel 58, 60, 62, 64 und 66 sind beispielsweise durch einen jeweiligen

Lagerdeckel wie der Lagerdeckel 20 der Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 1 bis 4 ausgebildet. Dabei sind die Lagerdeckel 58, 60, 62, 64 und 66 beispielsweise mittels Spannschrauben 22 mit den Gehäuseteilen des Kurbelgehäuses 56 zur Ausbildung der Lagergasse 68 verbunden, sodass die Gehäuseteile des Kurbelgehäuses 56

beispielsweise analog zu dem Gestell 18 der Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 1 bis 4 gegeben sind. Die Lagerdeckel 60, 62, 64 und 66 sind dabei mit wenigstens einem jeweiligen Piezo- Stack 24 versehen, mittels welchem eine jeweilige Relativbewegung des

korrespondierenden Lagerdeckels 60, 62, 64 und 66 relativ zu dem zugehörigen

Gehäuseteil des Kurbelgehäuses 56 analog zu den Piezo-Stacks 24 der

Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 1 bis 4 bewirkbar ist. Dadurch können die Teilwellen 46, 48, 50 und 52 individuell und unabhängig von den jeweils anderen

Teilwellen 46, 48, 50 und 52 geklemmt und somit fixiert oder freigegeben werden.

Dadurch ist bei der Stelleinrichtung 42 die anhand der Fig. 1 bis 4 geschilderte schnelle, spielfreie und kompakte Klemmbremse realisiert, sodass das jeweils eingestellte, zylinderindividuelle Verdichtungsverhältnis zumindest im Wesentlichen auf einen konstanten Wert über eine gewisse Zeitdauer hinweg gehalten werden kann. Da jeder der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 wenigstens ein eigener Piezo-Stack 24 zugeordnet ist und somit jede der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 individuell freigegeben oder fixiert werden kann, kann somit eine Einstellung bzw. Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für jeden der Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine individuell vorgenommen werden.

Die Teilwellen 46, 48 und 50 weisen jeweils eine Lageraufnahme 70, 72 und 74 auf, in welchen die jeweilig folgende Teilwelle 48, 50 und 52 bereichsweise aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass somit die Teilwellen 46, 48 50 und 52 zumindest teilweise

gegenseitig gelagert sind, was den Bauraumbedarf, das Gewicht, die Teileanzahl und die Kosten der Stelleinrichtung 42 gering hält. Die einerseits gegenseitig gelagerten

Teilwellen 46, 48, 50 und 52 sind andererseits durch die Klemmbremse gelagert, mittels welcher die Teilwellen 46, 48, 50 und 52 relativ zu den Lagerdeckeln 58, 60, 62 und 64 und zu den korrespondierenden Gehäuseteilen fixierbar oder freigebbar sind. Der Lagerdeckel 58 ist dabei nicht mit einem Piezo-Stack 24 versehen, da der Piezo-Stack 24 des Lagerdeckels 60 zu der Teilwelle 46 korrespondiert und dieser ausreicht, um die Teilwelle 46 relativ zu den Lagerdeckeln 58 und 60 und zu den korrespondierenden Gehäuseteilen des Kurbelgehäuses 56 zu fixieren.

Die Fig. 6 und 7 zeigen jeweilige Diagramme 76, 78 und 80, anhand welchen ein

Verfahren zum zylinderindividuellen Einstellen bzw. Verstellen der

Verdichtungsverhältnisse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 5 veranschaulicht ist. Auf den Abszissen 82 der Diagramme 76, 78 und 80 ist der

Kurbelwinkel einer Kurbelwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in Grad Kurbelwinkel gemäß einem Richtungspfeil 84 ansteigend aufgetragen. Die Kurbelwelle ist dabei mittelbar mit den in den Zylindern aufgenommenen Kolben gelenkig gekoppelt und dient dazu, die translatorischen Bewegungen der Kolben in den Zylindern relativ zu diesen in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umzuwandeln.

Auf der Ordinate 85 des Diagramms 76 ist der Drehwinkel der Stellwelle 44 oder einer der Teilwellen 46, 48, 50 oder 52 gemäß einem Richtungspfeil 86 ansteigend aufgetragen, welcher stellvertretend für die Drehwinkel aller Teilwellen 46, 48, 50 und 52 angesehen werden kann. In dem Diagramm 76 ist ein Verlauf 88 eingetragen. Anhand des Verlaufs 88 ist erkennbar, dass die Stellwelle 44 bzw. die entsprechende Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 über dem ansteigenden Kurbelwinkel um ihre Drehachse 54 zu verdrehen ist, um so den zugehörigen Kolben in dem Zylinder relativ zu diesem zu verschieben und so das korrespondierende Verdichtungsverhältnis des entsprechenden Zylinders einzustellen. Wie dem Verlauf 88 ferner zu entnehmen ist, erfolgt dabei die Verdrehung der

entsprechenden Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 um ihre zugehörige Drehachse 54 stufenweise. Dies resultiert daraus, dass der zugehörige Piezo-Stack 24 und

entsprechend die durch diesen realisierte Klemmbremse abwechselnd die Stellwelle 44 bzw. die korrespondierende Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 freigibt und fixiert. Dies ist anhand eines Verlaufs 90 in dem Diagramm 78 zu erkennen. Auf der Ordinate 92 des Diagramms 78 ist mit B ein Bremszustand des zugehörigen Piezo-Stacks 24 bezeichnet, während mit F ein Freigabezustand des Piezo-Stacks 24 bezeichnet ist.

Befindet sich der Piezo-Stack 24 und damit die durch diesen realisierte Klemmbremse in dem Freigabezustand F, so kann sich die Stellwelle 44 bzw. die zugehörige Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 um ihre Drehachse 54 drehen. Befindet sich der Piezo-Stack 24 und damit die durch diesen realisierte Klemmbremse in dem Bremszustand B, so ist die Stellwelle 44 bzw. die zugehörige Teilwelle 46, 48, 50, 52 zwischen dem entsprechenden

Lagerdeckel 58, 60, 62, 64 oder 66 und dem zugehörigen Gehäuseteil des

Kurbelgehäuses 56 geklemmt und somit fixiert, sodass sie sich nicht um ihre Drehachse 54 drehen kann.

Das Verdrehen der Stellwelle 44 bzw. der Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 um ihre zugehörige Drehachse 54 erfolgt dabei zumindest im Wesentlichen passiv unter Ausnutzung von Kräften und/oder Drehmomenten, welche aus Verbrennungsvorgängen in dem

zugehörigen Zylinder resultieren und welche ausgehend von diesem Zylinder über den Kolben auf die Stellwelle 44 bzw. die entsprechende Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 wirken. Befindet sich der Piezo-Stack 24 in dem Freigabezustand F, so können diese über eine gewisse Zeitspanne bzw. über einen gewissen Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle wirkenden Kräfte und/oder Drehmomente die Teilwelle 46, 48, 50 und 52 verdrehen. Ein aktives Aufbringen und Aufwenden von Stellkräften und/oder Drehmomenten,

beispielsweise durch einen aktiven Aktor zum Einstellen bzw. Verstellen eines

Verdichtungsverhältnisses ist nicht vorgesehen und nicht vonnöten. Dies hält den

Energieaufwand der Stelleinrichtung 42 gering, sodass die zugehörige Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine mit einem geringen Kraftstoffverbrauch und geringen C0 ₂ - Emissionen betrieben werden kann.

In dem Diagramm 80 ist ein Verlauf 94 eingetragen, welcher ein auf die Stellwelle 44 bzw. die entsprechende Teilwelle 46, 48, 50 und/oder 52 wirkendes Drehmoment

charakterisiert. Auf der Ordinate 96 sind dabei der Werte des Drehmoments aufgetragen, wobei die Ordinate 96 durch den Wert Null für das Drehmoment in einem positiven Bereich P und in einen negativen Bereich N aufgeteilt ist. Daraus ist es ersichtlich, dass es sich bei dem Drehmoment um ein wechselndes Drehmoments handelt, welches positiv (positiver Bereich P) und negativ (negativer Bereich N) sein kann und entsprechend auf die Stellwelle 44 bzw. die zugehörige Teilwelle 46, 48, 50 und 52 wirkt. Dies bedeutet, dass auf die Stellwelle 44 bzw. die Teilwellen 46, 48, 50 und 52 während des Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine Wechselmomente wirken, die es gestatten, die Verdichtungsverhältnisse rein und durch einen zeitlich zumindest im Wesentlichen genau festgelegten Bremseingriff bzw. durch die Bremseingriffe zu realisieren.

Bewirkt beispielsweise das Drehmoment in dem positiven Bereich P ein Drehen der Stellwelle 44 bzw. der entsprechenden Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 in eine erste

Drehrichtung, was mit einer gewünschten Einstellung bzw. Verstellung des zugehörigen Verdichtungsverhältnisses einhergeht, und wirkt das positive Drehmoment aktuell auf die Stellwelle 44 bzw. die Teilwelle 46, 48, 50 oder 52, so wird dann die Klemmbremse gelöst, so dass das positive Drehmoment die Stellwelle 44 bzw. die Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 gewünscht verdreht. Ist demgegenüber eine Drehung der Stellwelle 44 bzw. der Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 in eine zweite, der ersten Drehrichtung entgegengesetzte Drehrichtung erwünscht, und wirkt jedoch das positive Drehmoment (was eine Bewegung der Stellwelle 44 bzw. der Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 in die erste Drehrichtung bewirken würde), so wird die Klemmbremse geschlossen, so dass die Stellwelle 44 bzw. die Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 fixiert wird und sich nicht drehen kann. Wechselt das

Drehmoment dann ins Negative (in den negativen Bereich N) und bewirkt somit das Drehen der Stellwelle 44 bzw. der Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 in die gewünschte, zweite Bewegungsrichtung, so wird die Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 freigegeben

(Freigabezustand F), sodass das negative Drehmoment die Stellwelle 44 bzw. die Teilwelle 46, 48, 50 oder 52 gewünschterweise in die zweite Drehrichtung dreht und sodass das Verdichtungsverhältnis gewünscht eingestellt werden kann.

Die Stelleinrichtung 42 umfasst somit passive Stellglieder, welche als Bremseinrichtungen in Form der Klemmbremse bzw. der Klemmbremsen ausgebildet sind. D. h., das eine eigentliche Stellenergie zum Einstellen bzw. Verstellen der Verdichtungsverhältnisse nicht aktiv aufzuwenden ist und vielmehr zumindest im Wesentlichen direkt den Brennräumen bzw. einem Kurbeltrieb mit den Kolben und der Kurbelwelle entnommen wird. Es wird lediglich eine Energie, insbesondere elektrischer Strom, zum Versorgen der Piezo-Stacks 24 mit der elektrischen Spannung benötigt. Diese Energie ist jedoch besonders gering.

Die Piezo-Stacks 24 sind weiterhin insofern vorteilhaft, dass sie nur geringe

Massenträgheiten aufweisen und somit sehr schnell zwischen den jeweiligen

Freigabezuständen F und den jeweiligen Bremszuständen B schaltbar sind. So können die Verdichtungsverhältnisse in einer kurzen Zeit verstellt und bedarfsgerecht eingestellt werden.

Die Fig. 6 zeigt, wie geschildert, eine Drehung der Stellwelle 44 bzw. der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 bzw. einer der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 unabhängig von den anderen Teilwellen 46, 48, 50 und 52 in eine, beispielsweise die erste, Drehrichtung. Die Fig. 7 zeigt eine Drehung der Stellwelle 44 bzw. der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 bzw. einer der Teilwellen 46, 48, 50 und 52 zunächst in die erste und zeitlich anschließend in die der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stelleinrichtung 42 gemäß Fig. 5. Die der Stelleinrichtung 42 gemäß Fig. 8 zugeordnete Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine weist ebenso eine Mehrzahl von Zylindern mit einem

Verdichtungsverhältnis auf, welches variabel einstellbar ist. Im Gegensatz zu der der Stelleinrichtung 42 gemäß Fig. 5 zugeordneten Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine sind diese Verdichtungsverhältnisse nun allerdings gemeinsam, das heißt gleichzeitig und in gegenseitiger Abhängigkeit, einstellbar. Dazu ist die Stellwelle 44 einstückig und als Exzenterwelle mit einer Mehrzahl von Exzentern ausgebildet. Die Anzahl der Exzenter korrespondiert dabei zur Anzahl der Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine. Ein Drehen der Stellwelle 44 um die Drehachse 54 bewirkt ein Verdrehen jeweiliger, den Zylindern zugeordneter Querhebel relativ zu jeweiligen Hubzapfen der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, an welchen die Querhebel relativ zu den Hubzapfen drehbar gelagert sind. Zum Verdrehen der Stellwelle 44 ist beispielsweise ein Aktor in Form eines Elektromotors vorgesehen, welcher zum Verdrehen der Stellwelle 44 mit elektrischem Strom versorgt wird. Der Elektromotor stellt ein Drehmoment bereit, welches zum Verdrehen der

Stellwelle 44 um die Drehachse 54 auf die Stellwelle 44 übertragen und in diese eingeleitet wird. In einem Drehmomentenfluss von dem Elektromotor auf die Stellwelle 44 ist zwischen dem Elektromotor und der Stellwelle 44 ein Getriebe 98 der Stelleinrichtung 42 angeordnet, welches eine von Eins (1 ) unterschiedliche Übersetzung aufweist. Das Getriebe 98 ermöglicht es, das von dem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment in ein dazu insbesondere betragsmäßig höheres Drehmoment umzuwandeln und dieses höhere Drehmoment als Stellmoment in die Stellwelle 44 einzuleiten.

Dies bedeutet, dass der Elektromotor lediglich geringe Drehmomente aufbringen muss, welche mittels des Getriebes 98 in demgegenüber höhere Drehmomente (Stellmomente) umgewandelt werden. Dies hält den Energiebedarf des Elektromotors gering. Gleichzeitig kann das Verdichtungsverhältnis beziehungsweise können die Verdichtungsverhältnisse auch entgegen hohen und von den jeweiligen Brennräumen wirkenden Kräften und/oder Drehmomenten eingestellt beziehungsweise verstellt werden.

Das Getriebe 98 umfasst ein erstes, in der Fig. 8 nicht dargestelltes Zahnrad sowie wenigstens ein zweites Zahnrad 100, welches eine Verzahnung 102 aufweist. Das Zahnrad 100 steht über dessen Verzahnung 102 und eine dazu korrespondierende Verzahnung des ersten Zahnrads mit dem ersten Zahnrad im Eingriff, so dass das von dem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment von dem ersten auf das zweite Zahnrad 100 übertragen werden kann. Das zweite Zahnrad 100 ist dabei drehfest mit der

Stellwelle 44 verbunden, so dass das von dem ersten auf das zweite Zahnrad 100 übertragene Drehmoment auf die Stellwelle 44 übertragen werden kann.

Das Getriebe 98 umfasst ein Getriebegehäuse 104, an welchem das zweite Zahnrad 100 um die Drehachse 54 relativ zu dem Getriebegehäuse 104 drehbar gelagert ist. Das Getriebegehäuse 104 hat dabei zumindest den Zweck und die Aufgabe des Lagerrings 26 der Lagerungsanordnung 10 gemäß Fig. 2. Auch durch das Getriebegehäuse 104 sind Lagerteile 28 und 30 gebildet, welche einstückig mit dem Getriebegehäuse 104 und somit einstückig miteinander ausgebildet und über einen Schlitz 32 teilweise voneinander beabstandet sind. In dem Schlitz 32 ist nun ein Piezo-Stack 24 angeordnet, welcher Relativbewegungen zwischen den Lagerteilen 28 und 30 bewirken kann, so dass das zweite Zahnrad 100 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt und somit relativ zu dem Getriebegehäuse 104 fixiert oder demgegenüber freigegeben werden kann.

Dem Lagerteil 28 ist eine erste Lasche 106 zugeordnet. Dem Lagerteil 30 ist eine dazu korrespondierende zweite Lasche 108 zugeordnet. Die Lagerteile 28 und 30 sind über die Laschen 106 und 108 mittels einer Spannschraube 22 miteinander verspannt, so dass in einem unbestromten Zustand des Piezo-Stacks 24, das heißt wenn an diesen keine elektrische Spannung anliegt, das zweite Zahnrad 100 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt ist und relativ zu dem Getriebegehäuse 104 (Lagerelement 14) nicht um die Drehachse 54 verdreht werden kann.

Wird an den Piezo-Stack 24 eine elektrische Spannung angelegt, so bewirkt der Piezo- Stack 24 eine Vergrößerung des Schlitzes 32, so dass die Lagerteile 28 und 30 voneinander wegbewegt werden. Dadurch wird die Klemmung des zweiten Zahnrads 100 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 verringert oder vollständig aufgehoben, so dass das zweite Zahnrad 100 relativ zu dem Getriebegehäuse 104, in welchem das Zahnrad 100 gelagert ist, um die Drehachse 54 gedreht werden kann.

Wird das Anlegen der elektrischen Spannung an dem Piezo-Stack 24 aufgehoben, so bewirkt dieser eine Relativbewegung der Lagerteile 28 und 30, bei welcher sich die Lagerteile 28 und 30 aufeinander zu bewegen. Dies geht mit einer Verkleinerung des Schlitzes 32 einher. Dadurch wird das zweite Zahnrad 100 zwischen den Lagerteilen 28 und 30 geklemmt, so dass es nicht (mehr) relativ zu dem Getriebegehäuse 04 um die Drehachse 54 gedreht werden kann. Da die Stellwelle 44 drehfest mit dem zweiten Zahnrad 100 verbunden ist, bewirkt das Freigeben und Klemmen des zweiten Zahnrads 100 auch ein dementsprechendes Klemmen und Fixieren beziehungsweise Freigeben der Stellwelle 44 relativ zu dem Getriebegehäuse 104 analog zu der Lagerungsanordnung 10 gemäß den Fig. 1 bis 4 und zur Stelleinrichtung 42 gemäß Fig. 5. Bezugszeichenliste

10 Lagerungsanordnung

12 Welle

14 Lagerelement

16 Drehachse

18 Gestell

20 Lagerdeckel

22 Spannschraube

24 Piezo-Stack

26 Lagerring

28 Erstes Lagerteil

30 Zweites Lagerteil

32 Schlitz

34 Verbindungsflansch

36 Flanschschraube

38 Aussparung

40 Verstärkungselement

42 Stelleinrichtung

44 Stellwelle

46 Teilwelle

48 Teilwelle

50 Teilwelle

52 Teilwelle

54 Drehachse

56 Kurbelgehäuse

58 Lagerdeckel

60 Lagedeckel

62 Lagerdeckel 64 Lagerdeckel

66 Lagerdeckel

68 Lagergasse

70 Lageraufnahme

72 Lageraufnahme

74 Lageraufnahme

76 Diagramm

78 Diagramm

80 Diagramm

82 Abszisse

84 Richtungspfeil

85 Ordinate

86 Richtungspfeil

88 Verlauf

90 Verlauf

92 Ordinate

94 Verlauf

96 Ordinate

98 Getriebe

100 zweites Zahnrad

102 Verzahnung

104 Getriebegehäuse

106 Lasche

108 Lasche

B Bremszustand

F Freigabezustand

N negativer Bereich

P positiver Bereich