DE10019983A1 - Druckgusszylinder für einen Zweitaktmotor - Google Patents
Druckgusszylinder für einen ZweitaktmotorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen im Druckguß herstellbaren Zylinder für einen Zweitaktmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge. In dem Zylinder (2) ist ein Brennraum (3) ausgebildet, der von einem Kolben (5) begrenzt ist. In der Zylinderwand (16) ist ein Auslaß (10) zum Abführen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum (3) vorgesehen. Ferner sind Überströmkanäle (14) vorhanden, die über Überströmfenster (12, 15) in den Brennraum (3) münden und die zum Betrieb des Zweitaktmotors notwendigen Betriebsmittel aus dem Kurbelgehäuse (4) zuführen. Die Überströmkanäle (14) sind dabei in der Zylinderwand (16) als radial nach außen offene Kanäle ausgebildet, die durch einen aufgesetzten Deckel (23) zu verschließen sind. Um einen im Druckguß einfach zu fertigenden Zylinder zu schaffen, ist vorgesehen, die in Umfangsrichtung der Zylinderbohrung dem Auslaß (10) zugewandt liegenden, etwa parallel zur Zylinderachse (17) verlaufenden Rahmenflächen (31, 41) des ersten und zweiten Überströmfensters (12, 15) in zueinander parallelen Zugebenen (39, 49) anzuordnen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinder für einen Zweitakt
motor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der US-A 5,947,066 ist ein Zylinder für einen Zweitakt
motor bekannt, bei dem die seitlichen Überströmkanäle als
radial nach außen offene Kanäle in der Zylinderwand ausge
bildet sind. Der Überströmkanal jeder Seite wird radial von
außen durch einen Deckel verschlossen. Auf diese Weise sind
Henkelkanäle ausgebildet, die zur Zylinderachse gekrümmt
verlaufen. Sind auf einer Seite eines Zylinders mehr als
zwei Überströmkanäle vorgesehen, ist die Herstellung im
Druckguß aufgrund der unterschiedlichen Winkel und
Kanalverläufe nicht mehr möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen druckgieß
baren Zylinder für einen Zweitaktmotor anzugeben, der auf
gegenüberliegenden Seiten zwei und mehr Überströmkanäle
möglich macht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Ausrichtung der Überströmkanäle und der Überström
fenster zum Brennraum ist derart, daß die Einströmrichtung
der einströmenden Gase unterschiedlich ist. Die unter
schiedliche Einströmrichtung bedingt unterschiedliche Win
kel der Kanalseitenwände, wobei gemäß der Erfindung vorge
sehen ist, die in Umfangsrichtung der Zylinderbohrung dem
Auslaß zugewandt liegenden, etwa parallel zur Zylinderachse
verlaufenden Rahmenflächen des auslaßnahen und des auslaß
fernen Überströmfensters einer Seite, in zueinander pa
rallelen Zugebenen anzuordnen. Dadurch ist die Möglichkeit
geschaffen, ohne Hinterschneidungen, Vorsprünge oder der
gleichen die beiden auf einer Seite liegenden Überström
fenster durch radial von außen verfahrbare Schieber auszu
bilden. Die Schieber können dabei einzeln oder gemeinsam in
zueinander parallelen Zugebenen verfahren werden. Die axia
le Öffnung der Überströmkanäle zum Kurbelgehäuse hin er
folgt durch axiale Schieber, die in Richtung der Zylinder
achse zu verfahren sind.
Die die Überströmfenster ausbildenden Schieber sind so ge
staltet, daß sie gleichzeitig die äußeren Rahmenflächen der
Überströmfenster zusammen mit den äußeren Kanalseitenwänden
ausbilden.
Um die unterschiedlichen Einströmrichtungen zu gestalten,
ist vorgesehen, daß die etwa in Längsrichtung zur Zylinder
achse verlaufenden Rahmenflächen eines Überströmfensters in
Ebenen liegen, die sich im Brennraum schneiden. Dabei ist
der Schnittwinkel der Ebenen des ersten, auslaßnahen Über
strömfensters größer, vorzugsweise um das 0,2- bis 0,5-fache
größer als der Schnittwinkel der Ebenen des zweiten, aus
laßfernen Überströmfensters.
Die dem Auslaß zugewandt liegende Rahmenfläche des ersten,
auslaßnahen Überströmfensters schließt mit einer Stufe an
die im Deckel ausgebildete Kanalmittelwand an. Dabei ist
vorgesehen, die dem Brennraum zugewandte, längs der Zylin
derachse verlaufende Kante der dem Auslaß zugewandt liegen
den Rahmenfläche des ersten Überströmfensters so anzuord
nen, daß sie sowohl auf der Innenfläche der Zylinderbohrung
liegt als auch in der Ebene einer durch die Kanalmittelwand
gebildeten Seitenfläche des auslaßnahen Überströmkanals
liegt.
Vorteilhaft wird zwischen dem auslaßnahen Überströmkanal
und dem Auslaß eine Einsenkung, Einkerbung oder dergleichen
Einstich im Material des Zylinders vorgesehen, um einen er
höhten Wärmeübergang vom Auslaß auf den auslaßnahen Über
strömkanal zu vermeiden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite
ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der
ein nachstehend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbei
spiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Zweitaktmo
tor mit auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders
liegenden Überströmkanälen,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt längs der Linie II-II
in Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die radial nach außen offenen
Überströmkanäle des Zylinders bei abgenommenem
Deckel.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Zweitaktmotor 1 ist
bevorzugt als Antriebsmotor in einem tragbaren, handgeführ
ten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, einem Trenn
schleifer, einem Freischneidegerät, einem Blasgerät oder
dergleichen verwendbar. Der Zweitaktmotor 1 besteht im we
sentlichen aus einem Zylinder 2, in dem ein Brennraum 3
ausgebildet ist. Der Brennraum 3 ist vom Boden 13 eines
auf- und abgehenden Kolbens 5 einerseits und von einem Zy
linderkopf 18 andererseits begrenzt, wobei im Zylinderkopf
18 eine Zündkerze 19 zur Zündung des im Brennraum 3 ver
dichteten Kraftstoff/Luftgemisches vorgesehen ist.
Der in der Zylinderbohrung auf- und abbewegte Kolben 5
treibt über ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 dre
hend gelagerte Kurbelwelle 7 an.
In der Zylinderwand 16 sind vom Kolben 5 bzw. dessen Kol
benhemd 25 gesteuerte Öffnungen vorgesehen. Über einen nahe
dem Kurbelgehäuse 4 liegenden Einlaß 11 strömt Ver
brennungsluft 24 zu, die in einer Gemischaufbereitungs
vorrichtung 8 mit Kraftstoff angereichert wird und über den
Einlaßkanal 9 und den Einlaß 11 in das Kurbelgehäuse 4 ein
strömt. Der Einlaß 11 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
ausschließlich vom Kolbenhemd 25 steuerbar, wobei in der in
Fig. 1 gezeigten Hublage des Kolbens 5 der Einlaß 11 voll
ständig verschlossen ist. Das in das Kurbelgehäuse 4 ange
saugte Kraftstoff/Luftgemisch wird bei weiterer Abwärts
bewegung des Kolbens 5 in Richtung auf den unteren Totpunkt
verdichtet und über Überströmkanäle 14 aus dem Kurbelge
häuse 4 in den Brennraum 3 gefördert. Bei der folgenden
Aufwärtsbewegung des Kolbens 5 wird das übergeströmte Ge
misch im Brennraum 3 verdichtet und durch die Zündkerze 19
für einen nächsten Arbeitstakt gezündet. Bei abwärtsfahren
dem Kolben 5 wird zunächst ein in der Zylinderwand 16 vor
gesehener Auslaß 10 geöffnet, über den die heißen Ver
brennungsgase abströmen können; danach öffnen Überström
fenster 12, 15, um über Überströmkanäle 14 aus dem Kurbel
gehäuse 4 frisches Gemisch einströmen zu lassen.
Der erste, auslaßnahe Überströmkanal 14 mündet über ein in
der Zylinderwand 16 ausgebildetes, auslaßnah liegendes, er
stes Überströmfenster 15 in den Brennraum 3; ein zweiter,
auslaßfern geführter Überströmkanal 14 mündet über ein in
der Zylinderwand 16 vorgesehenes zweites Überströmfenster
12 auslaßfern in den Brennraum 3.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind beide Überström
kanäle 14 an ihren dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Enden 20
axial offen, so daß das über den Einlaßkanal 9 in das Kur
belgehäuse angesaugte Kraftstoff/Luftgemisch über beide
Überströmkanäle 20 in den Brennraum 3 gefördert werden
kann. Es kann zweckmäßig sein, durch die auslaßnahen Über
strömkanäle 14 ausschließlich reine Luft zuzuführen und
über die auslaßfernen Überströmkanäle 14 Gemisch. Ein
derartiger Motor wäre ein Ladungsschichtungsmotor. Wird
bevorzugt in den auslaßnahen Überströmkanal kraftstofffreie
Luft vorgelagert, kann der Motor als Spülvorlagenmotor
betrieben werden. Der Einfachheit halber ist die un
terschiedliche Beschaltung der auslaßnahen und der auslaß
fernen Überströmkanäle 14 nicht näher dargestellt.
Um den Zylinder 2 des Zweitaktmotors 1 als Druckgußteil
fertigen zu können, sind die Überströmkanäle 14 als radial
nach außen offene Kanäle ausgebildet, die von einem radial
aufgesetzten Deckel 23 verschlossen sind. Der Deckel 23
trägt eine Kanalmittelwand 22, die über die axiale Länge
der Überströmkanäle verläuft und den auslaßnahen Über
strömkanal 14 von dem auslaßfernen Überströmkanal 14
trennt. Bei abgenommenen Deckel sind - wie Fig. 3 zeigt -
die Kanäle radial nach außen weitgehend vollständig offen;
lediglich der Mittelsteg 21 zwischen den Überströmfenstern
15 und 12 sowie die Überströmfenster selbst sind zu er
kennen.
In der Zylinderwand 16 ist jedes Überströmfenster 12 und 15
von einem Rahmen 30 und 40 begrenzt, wobei der Rahmen etwa
parallel zur Zylinderachse 17 verlaufende Rahmenflächen 31,
32 bzw. 41, 42 aufweist.
Die vom Auslaß 10 am weitesten entfernt liegende Rahmen
fläche 31 des Überströmfensters 15 sowie die vom Auslaß 10
am weitesten entfernt liegende Rahmenfläche 41 des Über
strömfensters 12 liegen in zueinander parallelen Ebenen 39
und 49. Diese zueinander parallelen Ebenen 39 und 49 der
dem Auslaß 10 zugewandt liegenden Rahmenflächen 31 und 41
der Überströmfenster 15 und 12 bilden Zugebenen für Schie
ber einer Druckgußform. Die am Mittelsteg 21 zwischen den
Überströmfenstern 12 ausgebildete Rahmenfläche 31 des Über
strömfensters 15 ist somit genau parallel zur Rahmenfläche
41 des Überströmfensters 12 liegend ausgebildet, so daß die
die Überströmfenster 12 und 15 ausbildenden Schieber in
Richtung der Zugebenen 39 und 49 störungsfrei ein- und aus
gefahren werden können. Zweckmäßig liegt dabei die Rahmen
fläche 41 des auslaßnahen Überströmfensters 12 in einer
Ebene mit der Kanalseitenwand 50 des auslaßfernen Über
strömkanals 14; die Kanalseitenwand 51 und die Rahmen
flächen 41 liegen gemeinsam in der Zugebene 49.
Die Zugebenen 39 und 49 schneiden die Längsmittelachse 26
des Auslasses 10 jeweils in einem zum Auslaß 10 offenen
Winkel 34 bzw. 44, der vorzugsweise kleiner als 90° ist. Im
gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Winkel 34 bzw. 44 ei
ne Größe von etwa 70° bis 80°.
Die einander gegenüberliegenden Rahmenflächen 31 und 32 des
Rahmens 30 des Überströmfensters 15 bzw. die einander ge
genüberliegenden Rahmenflächen 41 und 42 des Rahmens 40 des
Überströmfensters 12 liegen zueinander nicht parallel. Die
dem Auslaß 10 abgewandt liegende Rahmenfläche 32 des Über
strömfensters 15 bestimmt eine Ebene 33, die die Zugebene
39 des Rahmenteils 31 in einem zum Überströmfenster 15
offenen Winkel 35 von weniger als 90° schneidet. Im gezeig
ten Ausführungsbeispiel ist der Winkel 35 etwa 60° groß.
In gleicher Weise bestimmt die dem Auslaß 10 abgewandt lie
gende Rahmenfläche 42 des Überströmfensters 12 eine Ebene
43, welche die Zugebenen 49 in einem Winkel 45 schneidet,
der im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 30° groß ist. Die
Schnittgeraden 46, 47 der Ebenen 33 und 39 bzw. 43 und 49
liegen im Brennraum nahe der Zylinderwand 16 und vorzugs
weise etwa parallel zur Zylinderachse 17.
Die Rahmenfläche 32 des auslaßnahen Überströmfensters 15
liegt mit der Kanalseitenwand 51 gemeinsam in der Ebene 33.
In gleicher Weise liegt die dem Auslaß 10 abgewandte Rah
menfläche 42 des auslaßfernen Überströmfensters 12 in einer
Ebene 29 mit der Seitenfläche 27 der im Deckel 23 ausge
bildeten Kanalmittelwand 22.
In Abweichung von dieser Gestaltung liegt die dem Auslaß 10
zugewandte Rahmenfläche 31 des auslaßnahen Überström
fensters 15 in einem Winkel 36 zur zugeordneten Seitenwand
28 der Kanalmittelwand 22. Die durch die Seitenwand 28 be
stimmte Ebene 29 schneidet die Zugebene 39 unter einem zum
Deckel 23 öffnenden Winkel 36, der im gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel etwa 30° beträgt. Zwischen dem Mittelsteg 21
und der Kanalmittelwand 22 im Deckel 23 ist eine dem Über
strömfenster 15 zugewandt liegende Stufe 37 ausgebildet.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die dem Brennraum
3 zugewandt liegende, parallel zur Zylinderachse 17 ver
laufende Kante 38 der Rahmenfläche 31 genau in der durch
die Seitenwand 28 der Kanalmittelwand 22 gebildeten Ebene
29 und der Zylinderinnenwand liegt. Auf diese Weise ist ei
ne Beeinträchtigung der in den Brennraum eintretenden Strö
mung durch die Stufe 37 weitgehend ausgeschlossen.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, zwischen dem
auslaßnahen Überströmfenster 15 bzw. dem auslaßnahen Über
strömkanal 14 und dem an den Auslaß 10 anschließenden Aus
laßstutzen des Zylinders 2 eine Einsenkung, Einkerbung oder
dergleichen Einstich 48 vorzusehen. Mit diesem Einstich,
der durch einen entsprechenden Fortsatz eines Schiebers ge
bildet sein kann, soll der Wärmeübergang zwischen dem Aus
laß 10 und dem auslaßnahen Überströmkanal 14 reduziert wer
den. Es kann so eine Temperaturabsenkung im Bereich des
Überströmkanals 14 erzielt werden, was zu einer besseren
Füllung des Brennraums führt.
Claims (10)
1. Zylinder für einen Zweitaktmotor, insbesondere für ei
nen Zweitaktmotor als Antriebsmotor in einem tragbaren,
handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge,
einem Freischneidegerät, einem Trennschleifer oder der
gleichen, mit einem in dem Zylinder (2) ausgebildeten
Brennraum (3), der von einem Kolben (5) begrenzt ist,
mit einem in der Zylinderwand (16) vorgesehenen Auslaß
(10) zum Abführen der Verbrennungsgase aus dem Brenn
raum (3) und mit Überströmkanälen (14), über die dem
Brennraum (3) die zum Betrieb des Zweitaktmotors not
wendigen Betriebsmittel zugeführt sind, wobei ein er
ster Überströmkanal (14) über ein in der Zylinderwand
(16) ausgebildetes, auslaßnahe liegendes erstes Über
strömfenster (15) in den Brennraum (3) mündet und ein
zweiter Überströmkanal (14) über ein in der Zylinder
wand (16) vorgesehenes, auslaßfern liegendes, zweites
Überströmfenster (12) in den Brennraum (3) mündet, und
die Überströmkanäle (14) in der Zylinderwand (16) als
radial nach außen offene Kanäle ausgebildet sind, die
durch einen aufgesetzten Deckel (23) verschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung der
Zylinderbohrung dem Auslaß (10) zugewandt liegenden,
etwa parallel zur Zylinderachse (17) verlaufenden Rah
menflächen (31, 41) des ersten und zweiten Überström
fensters (15, 12) in zueinander parallelen Zugebenen
(39, 49) liegen.
2. Zylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Rahmenfläche
(32, 41) eines Überströmfensters (12, 15) in einer
Ebene mit der äußeren Kanalseitenwand (50, 51) der
Überströmkanäle (14) liegt.
3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die etwa parallel zur Zy
linderachse (17) liegenden Rahmenflächen (31, 32; 41
42) eines Überströmfensters (12, 15) in Ebenen (33, 39;
43, 49) liegen, die sich im Brennraum (3) schneiden.
4. Zylinder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittwinkel (35) der
Ebenen (33, 39) des ersten, auslaßnahen Überström
fensters (15) größer, vorzugsweise etwa 0,2- bis 0,5-fach
größer als der Schnittwinkel (45) der Ebenen (43,
49) des zweiten, auslaßfernen Überströmfensters (12)
ist.
5. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugebenen (39, 49) die
Längsmittelachse (26) des Auslasses (10) in einem zum
Auslaß (10) offenen Winkel (34, 44) schneidet, der vor
zugsweise kleiner als 90° ist.
6. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Auslaß (10) zuge
wandt liegende Rahmenfläche (31) des ersten, auslaß
nahen Überströmfensters (15) eine Ebene (39) bestimmt,
die mit der Seitenfläche (28) der im Deckel (23) ausge
bildeten Kanalmittelwand des auslaßnahen Überström
kanals (15) einen zum Deckel (23) geöffneten Winkel
(36) von weniger als 90°, vorzugsweise etwa 20° bis 40°
bildet.
7. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Auslaß (10) zuge
wandte Rahmenfläche (31) des ersten, auslaßnahen Über
strömfensters (15) mit einer Stufe (37) an die im
Deckel (23) ausgebildete Kanalmittelwand (22) an
schließt.
8. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem auslaßnahen
Überströmfenster (15) und dem an den Auslaß (10) an
schließenden Auslaßstutzen des Zylinders (2) im Mate
rial des Zylinders eine Einsenkung, Einkerbung oder
dergleichen Einstich (48) vorgesehen ist.
9. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brennraum (3) zuge
wandte, längs der Zylinderachse (17) verlaufende Kante
(38) der dem Auslaß (10) zugewandt liegenden Rahmen
fläche (31) des ersten Überströmfensters (15) in der
Ebene (29) einer durch eine Kanalmittelwand (22) gebil
deten Seitenfläche (26) des auslaßnahen Überströmkanals
(14) liegt.
10. Zylinder nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (38) der Rahmen
fläche (31) auf der Innenfläche der Zylinderbohrung
liegt.
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