DE10028473B4

DE10028473B4 - Vorrichtung eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10028473B4
Application number: DE2000128473
Authority: DE
Inventors: Dieter Schmidt; Dipl.-Ing. Ventker Kai; Franz Huschka; Dipl.-Ing. Römmer Thomas
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE10028473A1

Abstract

Vorrichtung (1) eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber (16), einem Fliehgewicht (10), einem Zustellmittel (20) des Fliehgewichts (10) und einer Nockenwelle (2) mit wenigstens einem Nocken (4) oder mehreren von diesen, dadurch gekennzeichnet, dass 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 Fliehkraftrichtung 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, wobei 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.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber, einem Fliehgewicht, einem Zustellmittel des Fliehgewichts und einer Nockenwelle mit wenigstens einem Nocken oder mehreren von diesen.
Hintergrund der Erfindung
Eine Vorrichtung zur Dekompression ist aus der JP S63-201 307A bekannt, bei welcher zu Beginn des Startens einer Brennkraftmaschine und im Zuge der Rotation einer Nockenwelle ein Fliehgewicht nach außen bewegt wird und dabei einen Stift betätigt. Der Stift wiederum wirkt über einen Arm auf einen Dekompressionsstift ein, der ein zugehöriges Ventil entsprechend in eine Öffnungsstellung bewegt. Nach einem Starten der Brennkraftmaschine wird nach einer definierten Zeit eine weitere Mechanik mithilfe eines Aktuators betätigt, welche im Folgenden ein Öffnen des Ventils über den Dekompressionsstift unterbindet.
Des Weiteren geht eine vorgenannte Vorrichtung aus der als gattungsbildend betrachteten US-PS 5,085,184 hervor. Das Fliehgewicht besteht aus einem verschwenkbar in einem 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 aufwändigen Kinematik, die notwendige Schaltdrehzahl zum Zu- oder Abstellen des Ventilhebers 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 kennzeichnenden 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 Axialrichtung gesehen unmittelbar an den Ventilausheber angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum von einer Längsbahn geführt ist, die parallel zur Erstreckung der Längsnut verläuft.
Durch diese Maßnahme ist eine einfach aufgebaute Vorrichtung vorgeschlagen, die kostengünstig zu fertigen ist. Das Einführen des Ventilaushebers unterhalb 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 Erstreckung der Laufbahn für den Ventilausheber verlaufen.
Vorzugsweise soll das Fliehgewicht mit seinem Zustellmittel in einem unmittelbar an den entsprechenden Nocken angrenzenden Bauraum wie in ein Nockenwellenrad eingebaut sein. Es ist jedoch auch denkbar, das Fliehgewicht mit seinen weiteren Bauteilen unmittelbar der Nockenwelle bzw. dem Nocken zuzuordnen.
Als Zustellmittel für das Fliehgewicht und somit den Ventilausheber in Dekompressionsrichtung ist eine Druckfeder vorgeschlagen. Denkbar sind auch weitere druckausübende Mittel wie beispielsweise Magneten, Elektromagneten bzw. andere hydraulische bzw. mechanische Bauelemente.
Als einfache Verbindungsmöglichkeit des im Nocken angeordneten Ventilaushebers mit dem Fliehgewicht ist ein sich in Axialrichtung erstreckender Ansatz vorgesehen. Mit voran 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 selbstverständlich auch andere Verbindungsmaßnahmen wie beispielsweise solche über Schrauben oder Bolzen.
Um zu verhindern, dass der Ventilausheber bei Kontakt mit seinem Gegenläufer zurück in die Aussparung gedrückt wird und es somit nicht zur gewünschten Dekompression kommt, ist es vorgeschlagen, die Laufbahn für den Ventilausheber 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 Aussparungsbereich vorliegt.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Dekompressionsmechanismus kann beispielsweise in einen Nocken zur zumindest mittelbaren Hubbeaufschlagung eines Auslaßventils eingebaut werden. Denkbar ist es jedoch auch, den Mechanismus 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 Rasenmäher eingebaut werden. Jedoch ist ein Einbau auch in sämtlichen ventilgesteuerten Hubkolbenbrennkraftmaschinen denkbar, um den Anlaßvorgang bis zum Erreichen einer Nenndrehzahl zu vereinfachen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dekompression mit einem innerhalb seiner Laufbahn angeordneten Ventilausheber;
2 die Vorrichtung nach 1, jedoch mit ausgerücktem Ventilausheber und die
3 in einer Explosivdarstellung die Vorrichtung nach den vorgenannten Figuren.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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 ausreichend bekannt ist. Die Vorrichtung 1 besteht aus einer Nockenwelle 2 (siehe auch 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 diesem 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 gleichbeabstandet zur Längsmittelachse und sekantenartig durch den Bauraum 6.
Wie am besten aus 3 entnehmbar ist, hat der Bauraum 6 ein U-förmiges Fliehgewicht 10. Dieses besteht aus 2 Schenkeln 11, 12 und einem diese verbindenden 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 Längsmittelachse 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 insbesondere 1, 2) ein stiftartiger Ventilausheber 16. Dieser ragt gemäß 2 in eine Laufbahn 17 des Nockens 4 abschnittsweise hinein. Er hat in Längsrichtung 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 gesehen durch die Kraft eines hier als Druckfeder ausgebildeten Zustellmittels 20 beaufschlagt. Dieses wirkt einenends gegen eine Unterseite 21 des Querschenkels 12a und ist anderenends an einem Grund 22 des Bauraums 6 abgestützt.
Der Nocken 4 ist hier zur Beaufschlagung wenigstens eines Auslaßventils ausgebildet, 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 vorbestimmten 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 Nockengegenläufers, beispielsweise eines Schwinghebels, der dann auf eine Stößelstange wirkt bzw. beim Kontakt eines Stößels oder einer Stößelstange, erfolgt im geschlossenen Zustand des Auslaßventils dessen kurzzeitiges Anheben. 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 (bezogen 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 Einlaßventils erfolgen.
Aus 2 geht es hervor, dass der Ventilausheber 16 in die Laufbahn 17 des Nockens 4 ragt. Ist eine bestimmte Schaltdrehzahl an der Nockenwelle 2 erreicht, wird das Fliehgewicht 10 über Fliehkraftwirkung derartig in Richtung zur Unterseite 21 des Bauraums 6 verlagert (siehe auch 1), dass der mit diesem verbundene Ventilausheber 16 vollständig innerhalb seiner Aussparung 15 verläuft. Der Dekompressionsmechanismus ist somit wirkungslos.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Nockenwelle
3: Antriebsrad
4: Nocken
5: Nocken
6: Bauraum
7: Längsbahn
8: Seitenwand
9: Seitenwand
10: Fliehgewicht
11: Schenkel
12: Schenkel
12a: Querschenkel
13: Außenfläche
14: Außenfläche
15: Aussparung
16: Ventilausheber
17: Laufbahn
18: Ansatz
19: Nut
20: Zustellmittel
21: Unterseite
22: Grund

Claims

Vorrichtung (1) eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber (16), einem Fliehgewicht (10), einem Zustellmittel (20) des Fliehgewichts (10) und einer Nockenwelle (2) mit wenigstens einem Nocken (4) oder mehreren von diesen, dadurch gekennzeichnet, dass 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 Fliehkraftrichtung 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, wobei 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.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) sekantenartig im Nocken (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) in etwa orthogonal zu einem Verlauf einer Kraftresultierenden, zumindest an in Drehrichtung gesehen, anfänglichen Kontaktpunkten eines Nockengegenläufers am Ventilausheber (16), angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbahn (7) als Nut hergestellt ist, deren Längsmittelachse eine Nockenwellenachse 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) lineargeführt ist, wobei, bezogen auf eine Längsmittelebene entlang der Nockenwellenachse, welche die Längsmittelachse der Längsbahn (7) senkrecht schneidet, das Fliehgewicht (10) einerseits einen Masseschwerpunkt im Bereich eines als Masseanhäufung gefertigten Querschenkels (12a) des Fliehgewichts (10) hat, der unterhalb der Längsmittelachse liegt und andererseits die Aussparung (15) oberhalb der Längsmittelachse positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausheber (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) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellmittel (20) als ein Federmittel wie wenigstens eine Druckfeder ausgebildet ist, welche in dem nockenwellenfesten Bauraum (6) verläuft und einenends auf eine Unterseite (21) des Querschenkels (12a) des Fliehgewichts (10) einwirkt und anderenends an einem Grund (22) der Längsbahn (7) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nockenwellenfeste Bauraum (6) Bestandteil eines Antriebsrades (3) der Nockenwelle (2) ist, welches zumindest mittelbar mit einem Kurbelwellenrad trieblich verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (4) und/oder das Antriebsrad (3) zumindest abschnittsweise aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff bestehen.