DE10028473A1

DE10028473A1 - Vorrichtung zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10028473A1
Application number: DE2000128473
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
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE10028473B4

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Vorrichtung (1) zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine. Diese besteht aus einem linear verlagerbaren Ventilausheber (16), welcher mit einem U-förmigen Fliehgewicht (10) innerhalb eines nockenwellenfesten Antriebsrades (3) verbunden ist. Bei geringer Drehzahl ist ein als Druckfeder ausgebildetes Zustellmittel (20) wirksam, über welches der Ventilausheber (16) in die Laufbahn (17) verlagert ist. Bei höherer Drehzahl wirkt das Fliehgewicht (10) entgegen der Kraft des Zustellmittels (20) und verschiebt den Ventilausheber (16) vollständig in seine Aussparung (15).

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dekompression einer ventilgesteu erten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber, einem Fliehgewicht, ei nem Zustellmittel für das Fliehgewicht und einer Nockenwelle mit wenigstens einem Nocken oder mehreren von diesen, wobei eine Laufbahn des Nockens von einer Aussparung geschnitten ist, in welcher der mit dem Fliehgewicht ver bundene Ventilausheber angeordnet ist, wobei das Fliehgewicht vom Zustell mittel entgegen der Fliehkraftrichtung beaufschlagt ist und wobei der Ven tilausheber unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel über das Fliehge wicht mit wenigstens einem Abschnitt über die Laufbahn hinaus verlagert und oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung des Fliehgewichts vollständig in die Aussparung bewegt ist.

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 notwendige Schaltdrehzahl zum Zu- oder Abstellen des Ventil hebers 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 die Aussparung als Längsnut gefertigt, in welcher der als Stift ausgebildete Ventilausheber verläuft, wobei das Fliehgewicht in einem in Axial richtung gesehen unmittelbar an den Ventilausheber angrenzenden, nocken wellenfesten Bauraum von einer Längsbahn geführt ist, die parallel zur Er streckung der Längsnut verläuft.

Durch diese Maßnahme ist eine einfach aufgebaute Vorrichtung vorgeschla gen, die kostengünstig zu fertigen ist. Das Einführen des Ventilaushebers un terhalb einer Schaltdrehzahl in die Nockenlaufbahn geschieht über eine gut beherrschbare Linearbewegung. Als Fliehgewicht ist vorzugsweise ein U-ähnliches Bauteil vorgesehen. Dieses soll parallel bzw. fluchtend zur Erstrec kung der Laufbahn für den Ventilausheber verlaufen.

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

Als Zustellmittel für das Fliehgewicht und somit den Ventilausheber in Dekom pressionsrichtung ist eine Druckfeder vorgeschlagen. Denkbar sind auch weite re druckausübende Mittel wie beispielsweise Magneten, Elektromagneten bzw. andere hydraulische bzw. mechanische Bauelemente.

Als einfache Verbindungsmöglichkeit des im Nocken angeordneten Ventilaus hebers mit dem Fliehgewicht ist ein sich in Axialrichtung erstreckender Ansatz vorgesehen. Mit vom Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen ist auch eine Lösung, bei welcher der Ansatz vom Fliehgewicht ausgeht und in eine komplementäre Nut am Ventilausheber eingreift. Denkbar sind selbstverständ lich auch andere Verbindungsmaßnahmen wie beispielsweise solche über Schrauben oder Bolzen.

Um zu verhindern, dass der Ventilausheber bei Kontakt mit seinem Gegenläu fer zurück in die Aussparung gedrückt wird und es somit nicht zur gewünschten Dekompression kommt, ist es vorgeschlagen, die Laufbahn für den Ventilaus heber in bezug auf eine am Kontaktpunkt zum Nockenfolger sich einstellende Kraftresultierende so einzurichten, dass beide in etwa senkrecht zueinander verlaufen und somit Selbsthemmung auftritt. Wichtig ist es auf jeden Fall, dass zumindest in anfänglichen Kontaktbereichen die Selbsthemmung im Ausspa rungsbereich vorliegt.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Dekompressionsmechanismus kann beispielsweise in einen Nocken zur zumindest mittelbaren Hubbeaufschlagung eines Auslaßventils eingebaut werden. Denkbar ist es jedoch auch, den Me chanismus für einen Einlaßnocken zu verwenden. Vorgesehen ist es zudem, den Nocken als kombinierten Ein- und Auslaßnocken auszubilden, welcher dann die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt.

Ein Beitrag in Richtung Leichtbau ist dadurch geleistet, dass zumindest eines der Bauteile Antriebsrad/Nocken aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff gebildet ist.

Vorzugsweise soll die erfindungsgemäße Vorrichtung in 4-Takt- Brennkraftmaschinen für Kleingeräte wie beispielsweise Kettensägen oder Ra senmäher eingebaut werden. Jedoch ist ein Einbau auch in sämtlichen ventil gesteuerten Hubkolbenbrennkraftmaschinen denkbar, 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 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrich tung zur Dekompression mit einem innerhalb seiner Lauf bahn angeordneten Ventilausheber;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch mit ausgerücktem Ven tilausheber und die

Fig. 3 in einer Explosivdarstellung die Vorrichtung nach den vor genannten Figuren.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart eine Vorrichtung 1 zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine. Auf die Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung 1 soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, weil diese der Fachwelt aus reichend bekannt ist. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer Nockenwelle 2 (siehe auch Fig. 3) mit einem nockenwellenfesten 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, der ein Einlaßnocken sein kann.

Das Antriebsrad 3 hat einen dem Nocken 4 abgewandten Bauraum 6. In die sem Bauraum 6 ist eine Längsbahn 7 ausgebildet. Diese besitzt zwei parallele Seitenwände 8, 9. Eine Längsmittelachse der Längsbahn 7 schneidet dabei eine Nockenwellenachse. Die Seitenwände 8 verlaufen somit gleichbeabstan det zur Längsmittelachse und sekantenartig durch den Bauraum 6.

Wie am besten aus Fig. 3 entnehmbar ist, hat der Bauraum 6 ein U-förmiges Fliehgewicht 10. Dieses besteht aus 2 Schenkeln 11, 12 und einem diese ver bindenden Querschenkel 12a. Dabei verlaufen die Schenkel 11, 12 mit ihren Außenflächen 13, 14 längsgeführt an den Seitenwänden 8, 9. Im Bereich des Querschenkel 12a hat das Fliehgewicht 10 eine Masseanhäufung. Bezogen auf eine Längsmittelebene entlang der Nockenwellenachse, welche die Längsmit telachse der Längsbahn 7 senkrecht schneidet, ist dieser Masseschwerpunkt unterhalb der Längsmittelebene angeordnet.

Des Weiteren offenbaren die Figuren, dass der Nocken 4 eine sekantenartig verlaufende Aussparung 15 hat. In dieser Aussparung 15 sitzt (siehe insbe sondere Fig. 1, 2) ein stiftartiger Ventilausheber 16. Dieser ragt gemäß Fig. 2 in eine Laufbahn 17 des Nockens 4 abschnittsweise hinein. Er hat in Längs richtung der Aussparung 15 gesehen einen parallel zur Nockenwellenachse verlaufenden Ansatz 18. Dieser wiederum ist in einer komplementären Nut 19 des Fliehgewichts 10 aufgenommen.

Das Fliehgewicht 10 ist in Ausschieberichtung für den Ventilausheber 16 gese hen durch die Kraft eines hier als Druckfeder ausgebildeten Zustellmittels 20 beaufschlagt. Dieses wirkt einenends gegen eine Unterseite 21 des Quer schenkels 12a und ist anderenends an einem Grund 22 des Bauraums 6 abge stützt.

Der Nocken 4 ist hier zur Beaufschlagung wenigstens eines Auslaßventils aus gebildet, wobei sich in Nockenwellenrichtung gesehen an diesen der weitere Nocken 5 anschließt, welcher hier als Einlaßnocken dient.

Der gesamte Mechanismus ist so ausgelegt, dass unterhalb einer vorbestimm ten Schaltdrehzahl der Ventilausheber 16 über das vom Zustellmittel 20 in Ausschieberichtung beaufschlagte Fliehgewicht 10 abschnittsweise in die Laufbahn 17 des Nockens 4 verlagert ist. Beim Kontakt eines geeigneten Noc kengegenläufers, beispielsweise eines Schwinghebels, der dann auf eine Stö ßelstange wirkt bzw. beim Kontakt eines Stößels oder einer Stößelstange, er folgt im geschlossenen Zustand des Auslaßventils dessen kurzzeitiges Anhe ben. Aufgrund dieses auch als "Lüften" bezeichneten Vorgangs werden die während eines Kompressionshubes eines Kolbens der Brennkraftmaschine verdichteten Gase entspannt und beispielsweise ins Freie geleitet. Somit lässt sich die Brennkraftmaschine leichter, beispielsweise per Hand, anlassen und in einen stabilen Verbrennungsbetrieb versetzen, da auf zumindest Teile der Kompressionsarbeit verzichtet wird.

Die Aussparung 15 für den Ventilausheber 16 schneidet hier die Laufbahn 17 des Nockens 4 derartig, dass sie zu Beginn eines Nockengrundkreises (bezo gen auf einen Kontakt des Nockengegenläufers) liegt. Auf jeden Fall sollte das "Lüften" des Auslaßventils über dessen zwangsweises Anheben vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens und nach dem Schließen des Einlaßven tils erfolgen.

Aus Fig. 2 geht es hervor, dass der Ventilausheber 16 in die Laufbahn 17 des Nockens 4 ragt. Ist eine bestimmte Schaltdrehzahl an der Nockenwelle 2 er reicht, wird das Fliehgewicht 10 über Fliehkraftwirkung derartig in Richtung zur Unterseite 21 des Bauraums 6 verlagert (siehe auch Fig. 1), dass der mit die sem verbundene Ventilausheber 16 vollständig innerhalb seiner Aussparung 15 verläuft. Der Dekompressionsmechanismus ist somit wirkungslos.

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

12

a Querschenkel

13

Außenfläche

14

Außenfläche

15

Aussparung

16

Ventilausheber

17

Laufbahn

18

Ansatz

19

Nut

20

Zustellmittel

21

Unterseite

22

Grund

Claims

1. Vorrichtung (1) zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftma schine, mit einem Ventilausheber (16), einem Fliehgewicht (10), einem Zu stellmittel (20) für das Fliehgewicht (10) und einer Nockenwelle (2) mit we nigstens einem Nocken (4) oder mehreren von diesen, wobei eine Laufbahn (17) des Nockens (4) von einer Aussparung (15) geschnitten ist, in welcher der mit dem Fliehgewicht (10) verbundene Ventilausheber (16) angeordnet ist, wobei das Fliehgewicht (10) vom Zustellmittel (20) entgegen der Flieh kraftrichtung beaufschlagt ist und wobei der Ventilausheber (16) unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel (20) über das Fliehgewicht (10) mit wenigstens einem Abschnitt über die Laufbahn (17) hinaus verlagert und oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung des Fliehgewichts (10) vollständig in die Aussparung (15) bewegt ist, dadurch gekennzeich net, dass die Aussparung (15) als Längsnut gefertigt ist, in welcher der als Stift ausgebildete Ventilausheber (16) verläuft, wobei das Fliehgewicht (10) in einem in Axialrichtung gesehen unmittelbar an den Ventilausheber (16) angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum (6) von einer Längsbahn (7) geführt ist, die parallel zur Erstreckung der Aussparung (15) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspa rung (15) für den Ventilausheber (16) sekantenartig im Nocken (4) ange ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) für den Ventilausheber (16) in etwa orthogonal zu einem Verlauf einer Kraftresultierenden, zumindest an in Drehrichtung gesehen, anfänglichen Kontaktpunkten eines Nockengegenläufers am Ventilausheber (16), angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs bahn (7) als Nut hergestellt ist, deren Längsmittelachse die Nockenwel lenachse schneidet, wobei das Fliehgewicht (10) U-ähnlich gefertigt ist und mit Außenflächen (13, 14) seiner die Nockenwellenachse umschließenden zwei Schenkel (11, 12) an Seitenwänden (8, 9) der Längsbahn (7) linear geführt ist, wobei, bezogen auf eine Längsmittelebene entlang der Nocken wellenachse, welche die Längsmittelachse der Längsbahn (7) senkrecht schneidet, das Fliehgewicht (10) einerseits einen Masseschwerpunkt im Be reich eines als Masseanhäufung gefertigten Querschenkels (12a) des Fliehgewichts (10) hat, der unterhalb der Längsmittelachse liegt und ande rerseits die Aussparung (15) für den Ventilausheber (16) oberhalb der Längsmittelachse positioniert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilausheber (16) einen senkrecht zu dessen Längserstreckung verlaufenden Ansatz (18) hat, der in Axialrichtung zum nockenwellenfesten Bauraum (6) gerichtet ist und in eine komplementäre Nut (19) am Fliehgewicht (10) ein greift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustell mittel (20) als ein Federmittel wie wenigstens Druckfeder ausgebildet ist, welche in dem nockenwellenfesten Bauraum (6) verläuft und einenends auf eine Unterseite (21) des Querschenkels (12a) des Fliehgewichts (10) ein wirkt und anderenends an einem Grund (22) der Längsbahn (7) abgestützt ist.

7. 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.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (4) bzw. das Antriebsrad (3)- zumindest abschnittsweise aus einem Leicht bauwerkstoff wie Kunststoff bestehen.