DE10028470A1

DE10028470A1 - Vorrichtung zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10028470A1
Application number: DE2000128470
Authority: DE
Inventors: Dieter Schmidt; Kai Ventker; Franz Huschka; Thomas Roemmer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2001-12-13

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Vorrichtung (1) zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine. Diese besteht aus einem parallel zu einer Nockenwellenachse verlagerbaren Ventilausheber (18), welcher mit einer keilförmigen Signalbahn (21) eines U-förmigen Fliehgewichts (10) innerhalb eines Antriebsrades (3) kommuniziert. Bei geringer Drehzahl ist der Ventilausheber (18) über Keilwirkung in eine Laufbahn (27) eines mit der Nockenwelle (2) verbundenen Nockens (4) abschnittsweise verlagert.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dekompression einer ventilgesteu eden Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber, einem Fliehgewicht, ei nem Zustellmittel für das Fliehgewicht und einer Nockenwelle mit einem Noc ken, dessen Laufbahn eine Vertiefung für den Ventilausheber hat, oder Vor richtung mit mehreren der genannten Bauteile, wobei das Fliehgewicht unter halb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel derartig verlagert ist, daß der mit dem Fliehgewicht kommunizierende Ventilausheber mit einem die Laufbahn überragenden Abschnitt in der Vertiefung verläuft und wobei das Fliehgewicht oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung derartig entgegen einer Kraft des Zustellmittels bewegt ist, dass der Abschnitt des Ventilaushe bers nicht die Laufbahn überragt.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Vorrichtung ist aus der als gattungsbildend betrachteten US-PS 5,085,184 bekannt. Das Fliehgewicht besteht aus einem verschwenkbar in ei nem Nockenwellenrad gelagerten Fliehkrafthebel. Dieser wirkt einenends auf einen drehbaren Ventilausheber ein und ist entgegen der Fliehkraftrichtung über eine Zugfeder beaufschlagt.

Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Stand der Technik, dass dieser relativ kompliziert aufgebaut ist. Somit ist mit Montageproblemen sowie relativ hohen Stückkosten zu rechnen. Zum anderen lässt sich, aufgrund der aufwendigen Kinematik, die Schaltdrehzahl zum Zu- oder Abstellen des Ventilaushebers nur schwierig einstellen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnen den Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach ist der Ventilausheber auf einer sich parallel zur Nockenwellenachse erstreckenden und zur Vertiefung des Nockens fluchtenden Führung längsge lagert und an einer dem Nocken abgewandten Seite an einer keilartigen, sich in Richtung zur Nockenwellenachse verjüngenden Signalbahn des Fliehge wichts angelegt, wobei er im Bereich seiner dem Nocken zugewandten Seite den Abschnitt für die Vertiefung hat und wobei das Fliehgewicht als Schieber ausgebildet und von einer Längsbahn geführt ist, die orthogonal zur Nocken wellenachse verläuft und in einem in Axialrichtung gesehen an den Nocken angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum angeordnet ist, in welchen der Ventilausheber oberhalb der Schaltdrehzahl rückverlagert ist.

Durch diese Maßnahmen ist eine relativ einfach aufgebaute Dekompressions vorrichtung geschaffen. Diese lässt sich leicht montieren und liegt relativ ko stengünstig vor. Das Einführen des vorzugsweise stiftartig ausgebildeten Ven tilaushebers in die Laufbahn des Nockens erfolgt hier über eine gut be herrschbare Linearbewegung parallel zur Nockenwellenachse.

Als Fliehgewicht zur Beaufschlagung des Ventilaushebers ist gemäß dieser Erfindung ein vorzugsweiser U-förmiger Schieber vorgeschlagen, welcher mit seinen zwei Schenkeln die Nockenwellenachse umgreift und vorzugsweise an seinem Querschenkel die erfindungsgemäß keilartig ausgebildete Signalbahn für den Ventilausheber hat. Somit kommt es bei Erreichen der Schaltdrehzahl zu einer Radialverlagerung des Fliehgewichts insgesamt gesehen nach außen, wobei der Ventilausheber erfindungsgemäß die Signalbahn abtastet. Bei aus reichend großer Drehzahl kommuniziert ein so schmaler Abschnitt der Signal bahn mit dem Ventilausheber, dass dieser vollständig im Bauteil verläuft und somit nicht mehr die Laufbahn des entsprechenden Nockens überragt.

Vorzugsweise soll das Fliehgewicht mit seinem Zustellmittel in einen unmittel bar an den entsprechenden Nocken angrenzenden Bauraum wie in ein Noc kenwellenrad eingebaut sein. Es ist jedoch auch denkbar und vorgesehen, das Fliehgewicht mit den weiteren Bauteilen unmittelbar an der Nockenwelle bzw. dem Nocken zu applizieren.

Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass das Fliehgewicht im ausgerück ten Zustand nicht vom Nockengegenläufer in die Laufbahn gedrückt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll der Ventilaus heber als Stift gefertigt sein. Denkbar sind jedoch auch andere Geometrien, wie beispielsweise balken-, keilartige und ähnliche.

Dadurch, dass die Vertiefung im Nocken gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung in etwa halbzylindrische Geometrie hat und sich nur über eine Teil breite der Laufbahn des Nockens erstreckt, ist garantiert, dass nach Erreichen der Schaltdrehzahl und somit nach Rückverlagerung des Ventilaushebers der Nockengegenläufer noch eine genügend große Aufstandsfläche auf der Lauf bahn des Nockens beim Überfahren der Vertiefung hat.

Als Zustellmittel für das Fliehgewicht und somit für den Ventilausheber in Ver tiefungsrichtung ist ein entgegen der Fliehkraftrichtung wirkendes Federmittel wie eine Druck- bzw. Blattfeder vorgeschlagen. Denkbar sind auch weitere druckausübende Mittel, wie beispielsweise Magneten, Elektromagneten bzw. andere hydraulische oder mechanische Maßnahmen.

Durch die senkrechte Anordnung der Führung für den Ventilausheber zur Ver schieberichtung des Fliehgewichts mit seiner keilartigen Signalbahn ist zudem garantiert, dass beim Überfahren des nicht näher erläuterten Nockengegen läufers auf dem Ventilausheber keine Rückwirkung auf das Fliehgewicht in dessen Verschieberichtung eintritt.

Vorgeschlagen ist es auch, die keilartige Signalbahn des Fliehgewichts an ih rem nockenwellenfernen Abschnitt mit einem senkrecht zur Nockenwellenach se verlaufenden Bahnabschnitt, sozusagen einem Ruheabschnitt für den Ven tilausheber, zu versehen. Hierdurch erfolgt im ausgerückten Zustand des Ven tilaushebers keine Rückwirkung auf das Fliehgewicht.

Erfindungsgemäß ist es zusätzlich, die Führung für den Ventilausheber so an zuordnen, dass sie die gedachte Längsmittelachse der Längsbahn schneidet. Da es auch denkbar und vorgesehen ist, die keilartige Signalbahn an den Schenkeln des U-förmigen Fliehgewichts zu applizieren, könnte dann die Füh rung für den Ventilausheber so angeordnet sein, dass sie seitlich der Längs mittelachse der Längsbahn verläuft.

Als einfaches Beaufschlagungsmittel für den Ventilausheber in Richtung zum Fliehgewicht ist ein Federmittel wie eine Druckfeder vorgeschlagen. Somit ist eine permanente Anlage des Ventilaushebers mit seiner einen Seite an der Keilfläche der Signalbahn garantiert. Dies ist insbesondere für ein kontinuierli ches Nachführen des Ventilaushebers bei radial nach außen gerichteter Bewe gung des Fliehgewichts wichtig.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Dekompressionsmechanismus kann beispielsweise einem Nocken zur Beaufschlagung eines Auslaßventils zuge ordnet werden. Denkbar ist es jedoch auch, die erfindungsgemäßen Mittel ei nem Einlaßnocken zuzuordnen. Vorgesehen ist es ebenfalls, den Nocken als kombinierten Ein- und Auslaßnocken auszubilden, welcher dann die erfin dungsgemäße Vorrichtung besitzt.

Ein Beitrag in Richtung Leichtbau ist dadurch geleistet, dass das Antriebsrad bzw. der Nocken aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise soll die vorschlagsgemäße Vorrichtung in Vier-Takt- Brennkraftmaschinen eingebaut werden, welche beispielsweise in Kleingeräten wie Kettensägen, Rasenmähern und ähnlichem Verwendung finden. Jedoch ist ein Einbau in sämtlichen ventilgesteuerten Hubkolbenbrennkraftmaschinen vorgesehen, um den Anlaßvorgang bis zum Erreichen einer Nenndrehzahl zu vereinfachen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Explosivdarstellung den erfindungsgemäßen Me chanismus und die

Fig. 2, 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei Fig. 2 den zurückgerückten Zustand und Fig. 3 den Dekom pressionszustand des Ventilaushebers offenbart.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine. Auf die prinzipielle Wirkungsweise einer solchen Vor richtung 1 soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, weil diese der Fachwelt ausreichend bekannt ist.

Die Vorrichtung 1 besteht aus einer Nockenwelle 2 mit einem nockenwellenfe sten Antriebsrad 3. In Axialrichtung gesehen schließt sich an das Antriebsrad 3 ein mit der Nockenwelle 2 drehfest verbundener Nocken 4, beispielsweise ein Auslaßnocken, an. Zeichnerisch offenbart ist ein weiterer Nocken 5, welcher ein Einlaßnocken sein kann.

Das Antriebsrad 3 hat einen dem Nocken 4 abgewandten Bauraum 6. In die sem ist eine Längsbahn 7 mit Seitenwänden 8, 9 ausgebildet. Eine Längsmit telachse der Längsbahn 7 schneidet eine Nockenwellenachse. Die Seitenwän de 8, 9 verlaufen sekantenartig durch den Bauraum 6.

Wie am besten die Fig. 1 offenbart, ist in den Bauraum 6 ein U-förmiges Fliehgewicht 10 eingebaut. Dieses besteht aus zwei Schenkeln 11, 12 und ei nem diese verbindenden Querschenkel 13. Die Schenkel 11, 12 mit ihren Au ßenflächen 14, 15 sind an den Seitenwänden 8, 9 längsgeführt. Im Bereich des Querschenkels 13 besitzt das Fliehgewicht 10 eine Masseanhäufung. Bezogen auf eine Längsmittelebene entlang der Nockenwellenachse, welche die vorge nannte Längsmittelachse der Längsbahn 7 senkrecht schneidet, ist dieser Masse schwerpunkt oberhalb dieser Längsmittelebene positioniert.

Zudem zeigen die Figuren, dass der Nocken 4 eine halbzylindrische Vertiefung 16 mit einem Axialgrund 17 hat. In dieser Vertiefung 16 verläuft abschnittswei se im gewünschten Dekompressionsfall ein als Stift ausgebildeter Ventilaushe ber 18. Für den Ventilausheber 18 hat das Antriebsrad 3 eine parallel zur Noc kenwellenachse verlaufende und als Bohrung hergestellte Führung 19. Diese schneidet hier die gedachte Längsmittelachse. Der Ventilausheber 18 ist, wie in den Fig. 2, 3 gezeigt, in Richtung von dem Nocken 4 weg, d. h. in Rich tung zum Fliehgewicht 10, von einem Federmittel 20 beaufschlagt. Dieses ist hier als Schraubenfeder ausgebildet, die sich nockenseitig an dem Axialgrund 17 der Vertiefung 16 abstützt.

Auf der Seite des Ventilaushebers 18 hat das Fliehgewicht 10 eine keilartige Signalbahn 21. Diese verläuft spitz auf die Nockenwellenachse zu. Sie hat im Bereich ihres nockenwellenfernen Abschnitts 22 einen gerade verlaufenden Bahnabschnitt 23. Eine dem Nocken 4 abgewandte Seite 24 des stiftartigen Ventilaushebers 18 kommuniziert permanent mit der Signalbahn 21. Im Bereich einer dem Nocken 4 zugewandten Seite 25 hat der Ventilausheber 18 einen Abschnitt 26 für einen Eingriff in eine Laufbahn 27 des Nockens 4.

Entgegen der Fliehkraftrichtung ist das Fliehgewicht 10 an einer Oberseite 28 des Querschenkels 13 von einem Zustellmittel 29 beaufschlagt. Dieses ist hier als Blattfeder hergestellt. Es wirkt einenends gegen einen Grund 30 des Bau raums 6. An einer dem Nocken 4 abgewandten Stirnseite ist der Bauraum 6 zudem durch einen Ring 31 abgedeckt.

Fig. 3 offenbart den Zustand der Vorrichtung 1, wie er unterhalb einer Schalt drehzahl vorliegt. Demnach ist aufgrund fehlender Fliehkraft das Fliehgewicht 10 über die Wirkung des Zustellmittels 29 weitestgehend radial nach innen verlagert. Über Keilwirkung ist somit der Ventilausheber 18 axial vollständig in die Vertiefung 16 verlagert und liegt mit seiner Seite 25 an dem Axialgrund 17 an. Der Abschnitt 26 überragt die Laufbahn 27. Überfährt ein Nockengegen läufer den Abschnitt 26, so wird dieser geringfügig angehoben. Hierdurch ist die gewünschte Dekompression erzielbar.

Mit steigender Drehzahl wird das Fliehgewicht 10 an seiner Längsbahn 7 radial nach außen bewegt. Da der Ventilausheber 18 mit seiner Seite 24 der Signal bahn 21 folgt, wird dieser in seiner Führung 19 immer weiter axial vom Nocken 4 wegbewegt.

Fig. 2 offenbart somit den Endzustand, wie er oberhalb einer definierten Schaltdrehzahl vorliegen soll. Dadurch, dass der Abschnitt 26 des Ventilaus hebers 18 nicht mehr in die Laufbahn 27 des Nockens 4 ragt, ist der Dekom pressionsmechanismus wirkungslos. Das entsprechende Gaswechselventil öffnet in gewohnter Art und Weise.

Bezugszeichen

1

Vorrichtung

2

Nockenwelle

3

Antriebsrad

4

Nocken

5

Nocken

6

Bauraum

7

Längsbahn

8

Seitenwand

9

Seitenwand

10

Fliehgewicht

11

Schenkel

12

Schenkel

13

Querschenkel

14

Außenfläche

15

Außenfläche

16

Vertiefung

17

Axialgrund

18

Ventilausheber

19

Führung

20

Federmittel

21

Signalbahn

22

nockenwellenferner Abschnitt

23

Bahnabschnitt

24

Seite

25

Seite

26

Abschnitt

27

Laufbahn

28

Oberseite

29

Zustellmittel

30

Grund

31

Ring

Claims

1. Vorrichtung (1) zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftma schine, mit einem Ventilausheber (18), einem Fliehgewicht (10), einem Zu stefimittel (29) für das Fliehgewicht (10) und einer Nockenwelle (2) mit ei nem Nocken (4), dessen Laufbahn (27) eine Vertiefung (16) für den Ven tilausheber (18) hat, oder Vorrichtung (1) mit mehreren der genannten Bauteile, wobei das Fliehgewicht (10) unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel (29) derartig verlagert ist, daß der mit dem Fliehgewicht (10) kommunizierende Ventilausheber (18) mit einem die Laufbahn (27) überra genden Abschnitt (26) in der Vertiefung (16) verläuft und wobei das Flieh gewicht (10) oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung der artig entgegen einer Kraft des Zustellmittels (29) bewegt ist, dass der Ab schnitt (26) des Ventilaushebers (18) nicht die Laufbahn (27) überragt, da durch gekennzeichnet, dass der Ventilausheber (18) auf einer sich parallel zur Nockenwellenachse erstreckenden und zur Vertiefung (16) des Noc kens (4) fluchtenden Führung (19) längsgelagert ist und an einer dem Noc ken (4) abgewandten Seite (24) an einer keilartigen, sich in Richtung zur Nockenwellenachse verjüngenden Signalbahn (21) des Fliehgewichts (10) anliegt sowie im Bereich seiner dem Nocken (4) zugewandten Seite (25) den Abschnitt (26) für die Vertiefung (16) hat und wobei das Fliehgewicht (10) als Schieber ausgebildet und von einer Längsbahn (7) geführt ist, die orthogonal zur Nockenwellenachse verläuft und in einem in Axialrichtung gesehen an den Nocken (4) angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum (6) angeordnet ist, in welchen der Ventilausheber (18) oberhalb der Schalt drehzahl rückverlagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilausheber (18) als Stift gefertigt ist, dessen Führung (19) als Bohrung im Bauraum (6) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertie fung (16) im Nocken (4) in etwa halbzylindrische Geometrie hat und sich in Nockenwellenrichtung betrachtet nur über eine Teilbreite der Laufbahn (27) des Nockens (4), ausgehend von ihrer an den Bauraum (6) angrenzenden, gedachten Stirnseite, erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs bahn (7) im Bauraum (6) als Nut hergestellt ist, deren Längsmittelachse die Nockenwellenachse schneidet, wobei das Fliehgewicht (10) U-ähnlich ge fertigt ist und mit Außenflächen (14, 15) seiner die Nockenwellenachse um schließenden zwei Schenkel (11, 12) an Seitenwänden (8, 9) der Längs bahn (7) lineargeführt ist, wobei, bezogen auf eine Längsmittelebene ent lang der Nockenwellenachse, welche die Längsmittelachse der Längsbahn (7) senkrecht schneidet, das Fliehgewicht (10) einen Masseschwerpunkt im Bereich eines als Masseanhäufung gefertigten Querschenkels (13) des Fliehgewichts (10) hat, der oberhalb der Längsmittelachse liegt und wobei die Signalbahn (21) am Querschenkel (13) ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (19) des Ventilaushebers (18) die Längsmittelachse der Längsbahn (7) schneidet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilausheber (18) in Führungsrichtung zum Fliehgewicht (10) von einem Fe dermittel (20) beaufschlagt ist.

7. Ventilausheber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Fe dermittel (20) wenigstens eine Schraubenfeder vorgesehen ist, welche einenends auf seine dem Nocken (4) zugewandte Seite (25) einwirkt und anderenends gegen einen Axialgrund (17) der Vertiefung (16) abgestützt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustell mittel (29) als ein Federmittel wie wenigstens Blatt- oder Druckfeder ausge bildet ist, welches in dem nockenwellenfesten Bauraum (6) verläuft und einenends auf eine Oberseite (28) des Querschenkels (13) des Fliehge wichts (10) einwirkt und anderenends an einem Grund (30) der Längsbahn (7) abgestützt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die keilartige Signalbahn (21) an ihrem nockenwellenfernen Abschnitt (22) in einen senk recht zur Nockenwellenachse verlaufenden Bahnabschnitt (23) übergeht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nocken wellenfeste Bauraum (6) Bestandteil eines Antriebsrades (3) für die Noc kenwelle (2) ist, welches zumindest mittelbar mit einem Kurbelwellenrad trieblich verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (4) bzw. das Antriebsrad (3) zumindest abschnittsweise aus einem Leicht bauwerkstoff wie Kunststoff bestehen.