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Die
Erfindung betrifft eine Vergaseranordnung mit den Merkmalen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Arbeitsgeräte wie eine
Motorkettensäge,
ein Freischneidegerät,
ein Trennschleifer oder dgl. mit einem Verbrennungsmotor als Antriebsmotor
weisen einen Vergaser zur Erzeugung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches
auf, der so eingestellt ist, daß das
Kraftstoff/Luft-Verhältnis
optimal für
den Lauf des Verbrennungsmotors im betriebswarmen Zustand ist. Beim
Kaltstart kondensiert jedoch ein Teil des Kraftstoffes aus dem Kraftstoff/Luft-Gemisch
an den kalten Wänden
des Verbrennungsmotors, in dessen Folge das Kraftstoff/Luft-Gemisch zu mager
ist. In der Folge springt der Motor nicht oder zumindest nur schlecht
an.
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Für die Verbesserung
des Kaltstartverhaltens kommt verbreitet ein Choke-Element zum Einsatz,
mit dem der Ansaugkanal des Verbrennungsmotors im Bereich des Vergasers
teilweise derart verschlossen wird, daß damit eine Anreicherung des Kraftstoff/Luft-Gemisches
einhergeht.
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Bei
einer Vielzahl bekannter Vergaserbauformen ist in dem Vergaser eine
Chokeklappe integriert, was jedoch einen hohen konstruktiven Aufwand
erfordert. In weiteren bekannten Bauformen ist außerhalb
des Vergasers im Bereich der stromauf des Ansaugkanals liegenden
Ansaugöffnung
im Luftfiltergehäuse
ein Choke-Element vorgesehen, welches beispielsweise mit einem Schwenkarm
gegen die Ansaugöffnung
druckbar ist. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der
US 5,174,255 oder der
US 1,482,550 bekannt. Dabei
ist für
eine präzise
Reproduzierbarkeit der Einstellbedingungen im Kaltstart ein präziser Sitz
des Choke-Elementes an der Ansaugöffnung erforderlich. Die externe
Anordnung des Choke-Elementes und insbesondere dessen Lagerung,
beispielsweise an einer Wand des vorgeschalteten Luftfiltergehäuses kann
zu Toleranzproblemen fuhren, in dessen Folge das Choke-Element im
geschlossenen Zustand nur unzulänglich
dichtend im Bereich der Ansaugöffnung
anliegt.
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Die
US 1,333,913 beschreibt
einen Hilfsluftkanal mit einer Steuerklappe, die an einem Schwenkarm
befestigt ist. Der Querschnitt des Hilfsluftkanals und die Steuerklappe
sind kreisförmig.
Die Steuerklappe ist mit einem mittigen Gewindezapfen und einer
aufgeschraubten Mutter lose am Schwenkarm befestigt, um eine selbsttätige Lageanpassung
der geschlossenen Steuerklappe an den Querschnitt des Hilfsluftkanals
zu ermöglichen.
Eine dauerhafte Fixierung der Schraubverbindung unter Beibehaltung
des Spiels ist schwierig. Außerdem
fehlt eine Möglichkeit, eine
Drehung der Steuerklappe um ihren Gewindezapfen zu verhindern. Der
Montageaufwand ist hoch.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vergaseranordnung
hinsichtlich ihrer Toleranzunempfindlichkeit im Bereich des Choke-Elementes
zu verbessern und eine schnelle und kostengünstige Montage zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird durch eine Vergaseranordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Dazu
wird vorgeschlagen, das Choke-Element an einem separaten Choke-Träger zu halten, wobei
dessen Halterung begrenzt beweglich gestaltet ist. Die Begrenzung
der Beweglichkeit führt
zu einer groben Ausrichtung des Choke-Elementes bezüglich der Ansaugöffnung,
wobei die Beweglichkeit selbst ein automatisches Anpassen der Lage
des Choke-Elementes
relativ zur Ansaugöffnung
ermöglicht.
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Die
oben beschriebene, begrenzt bewegliche Anbindung des Choke-Elementes
an den Choke-Träger
ist in einfacher Weise mittels einer spielbehafteten Schnappverbindung
realisiert. Dabei ist der konstruktive und fertigungstechnische
Aufwand gering, wobei bei entsprechender Gestaltung des Spiels eine
begrenzte Beweglichkeit in den nachfolgend beschriebenen Freiheitsgraden
in einfacher Weise ermöglicht
ist. Die Schnappverbindung erlaubt zudem eine schnelle und kostengünstige Montage.
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In
einer konstruktiven einfachen und wirkungsvollen Ausbildung der
Schnappverbindung weist das Choke-Element einen Rastzapfen auf,
der in eine entsprechende Rastklammer des Choke-Trägers einrastbar
ist. Am Rastzapfen ist dabei zweckmäßig ein Sicherungshaken vorgesehen,
der im montierten Zustand eine Kante des Choke-Trägers hintergreift
und dadurch ohne Beeinträchtigung
des Montagevorganges ein axiales Herausrutschen des Rastzapfens
aus der Rastklammer zuverlässig
verhindert. Der Rasthaken ist dabei zweckmäßig so gestaltet, daß er auch
ein begrenztes axiales Spiel zuläßt.
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Desweiteren
ist eine Verdrehsicherung für das
Choke-Element bezüglich
der Längsachse
des Ansaugkanals vorgesehen. Insbesondere im Zusammenhang mit aerodynamischen
Hilfseinrichtungen wie Formkörper
oder Luftbohrungen am Choke-Element ist deren Ausrichtung bezüglich des
Vergasers sichergestellt.
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Die
oben beschriebene Verdrehsicherung ist konstruktiv einfach derart
gestaltet, indem radial zur Schnappverbindung beabstandet eine Sicherungsnase
am Choke-Element vorgesehen ist, die in eine entsprechende Aufnahmeöffnung am
Choke-Träger eingreift.
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Zweckmäßig ist
die bewegliche Halterung derart gestaltet, daß das Choke-Element am Choke-Träger in einer
in der Ebene der Ansaugöffnung
liegenden Richtung und bevorzugt in „beliebigen in der genannten
Ebene liegenden Richtungen lateral verschieblich ist. Seitliche
und in Höhenrichtung
liegende Lagetoleranzen können
dadurch in einfacher Weise ausgeglichen werden, ohne daß dabei eine
kostspielige, hochgenaue Fertigung erforderlich ist.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Choke-Element um eine
und bevorzugt um beliebige in der Ebene der Ansaugöffnung liegende
Achsen schwenkbar gehalten. Auf diese Weise können auch Winkeltoleranzen
zwischen der Ebene des Choke-Elementes und der Ebene der Ansaugöffnung selbsttätig ausgeglichen
werden, wobei auf den Aufwand einer übermäßig hochgenauen Fertigung verzichtet
werden kann.
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Neben
dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen ist durch die genannte Ausbildungen
auch ein Ausgleich beispielsweise von Wärmedehnungen ohne weiteres
ermöglicht,
wobei auch die unter Umständen
beträchtliche
Wärmeausdehnung
eines aus Kunststoff gefertigten Luftfiltergehäuses ausgeglichen werden kann,
an dem der Choke-Träger
mit dem Choke-Element gelagert ist.
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Zur
Vereinfachung des Montagevorganges weist die Rastklammer mindestens
eine Montageschräge
auf, wodurch sich die Rastklammer beim Einführen des Rastzapfens selbsttätig derart
aufweitet, daß der
Rastzapfen in die Rastklammer einschnappen kann.
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Zur
Erzielung einer zuverlässigen
und präzisen
Ausrichtung des Choke-Elementes bezüglich der abzudeckenden Ansaugöffnung ist
zweckmäßig eine Zentriervorrichtung
vorgesehen, mittels derer das Choke-Element selbsttätig bezüglich der
Ansaugrichtung ausrichtbar ist. In einer einfachen und wirkungsvollen
Ausbildung ist dazu am Choke-Element eine umlaufende, an die Kontur
der Ansaugöffnung
angepaßte
Zentrierschräge
beispielsweise in Form eines Kegelstumpfes vorgesehen. Die umlaufende
Zentrierschräge
hat beim Schließen
des Choke-Elementes eine einfädelnde
Wirkung und bildet außerdem
einen zuverlässig
selbst anpassenden Dichtsitz für
das Choke-Element. In einer vorteilhaften Variante weist die Ansaugöffnung dabei
eine gerundete Kante auf, wobei die oben beschriebene Zentrierschräge als Hohlkehle
ausgeführt
ist. Die gerundete Kante der Ansaugöffnung führt im geöffneten Zustand des Choke-Elementes
zu einem geringen Ansaugströmungswiderstand,
was zur Verbesserung der Motorleistung beiträgt. Im geschlossenen Zustand
der Choke-Klappe
ergibt sich aus der Verbindung der gerundeten Kante mit der anliegenden
Hohlkehle eine flächige
und damit zuverlässig
abdichtende Anlage.
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Der
Choke-Träger
ist zweckmäßig als Schwenkarm
ausgeführt,
wobei durch eine einfache Schwenkbewegung bereits ein recht präzises Heranführen des
Choke-Elementes an die Ansaugöffnung gegeben
ist und nur geringe Toleranzen ausgeglichen werden müssen. Insbesondere
bei einer quer zur Längsachse
des Ansaugkanals liegenden Schwenkachse des Schwenkarmes wird das Choke-Element
etwa in Richtung der Kanalachse bewegt, wodurch bereits eine präzise Vorjustierung
gegeben ist und die weiter oben beschriebene Zentrierschräge sauber
in die Ansaugöffnung
eingeführt
wird.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
ist der Schwenkarm in einer Wand des Luftfiltergehäuses gelagert.
Diese Anordnung erfordert keine separate Vorrichtung zur Lagerung
und ermöglicht
außerdem ein
gemeinsames Entfernen des Choke-Elementes mit
dem Luftfiltergehäuse,
wodurch der Vergaser mit wenigen Handgriffen beispielsweise für Wartungsarbeiten
freiliegt.
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Das
Choke-Element ist zweckmäßig als Spritzgußformteil
und insbesondere aus Kunststoff ausgeführt. Dadurch sind unter Großserien-Fertigungsbedingungen
auch komplexe Formgebungen in preisgünstiger Weise herstellbar,
was in Verbindung mit der Toleranzunempfindlichkeit der Choke-Anordnung
zu einer guten Choke-Wirkung im geschlossenen Zustand des Choke-Elementes und zu
einem geringen Ansaugwiderstand im geöffneten Zustand führt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 in
einer schematischen Übersichtsdarstellung
einen Verbrennungsmotor mit einem im Luftfiltergehäuse angeordneten
Choke-Element;
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2 eine
Ausschnittsvergrößerung der
Anordnung nach
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1 im
Bereich der Ansaugöffnung
und des Choke-Elementes,
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3 eine
Detailansicht des das Choke-Element tragenden Schwenkarmes nach 2.
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1 zeigt
einen schematisch dargestellten Verbrennungsmotor 1 mit
einem Zylinder 26 und einem angedeuteten Motorgehäuse 36.
Eine nicht näher
dargestellte Kurbelwelle dreht um eine Kurbelwellenachse 28 ein
Lüfterrad 29.
Auf einer Seite des Zylinders 26 ist ein Abgasschalldämpfer 27 und
auf der gegenüberliegenden
Seite ein Vergaser 2 vorgesehen. Der Vergaser 2 versorgt
in der durch den Pfeil 37 angedeuteten Strömungsrichtung
den Verbrennungsmotor 1 mit einem Kraftstoff/Luft-Gemisch.
Der Vergaser 2 ist über
einen Ansaugkanal 3 mit einem Luftfilter 4 verbunden,
wobei der Ansaugkanal 3 stromauf, also entgegen der durch
den Pfeil 37 gekennzeichneten Richtung mit einer Ansaugöffnung 6 in
einem Gehäuseboden 7 des
Luftfiltergehäuses 5 mündet. Die
Ansaugöffnung 6 ist
mittels eines Choke-Elementes 8 zumindest teilweise verschließbar. Dazu
ist das Choke-Element 8 an
einem Choke-Träger 9 in
Form eines Schwenk armes 23 schwenkbar geführt. Der
Schwenkarm 23 ist um eine Schwenkachse 24 schwenkbar
gelagert, die quer zur Kanalachse 11 des Ansaugkanals 3 liegt.
Der Schwenkarm 23 weist außerhalb des Luftfiltergehäuses 5 einen
Betätigungshebel 32 auf,
mittels dessen Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles 30 das Choke-Element 8 in
Richtung des Doppelpfeiles 31 bewegbar ist und wodurch
das Choke-Element 8 gegen die Ansaugöffnung 6 angedrückt bzw.
von ihr abgehoben werden kann. Das Choke-Element 8 kann auch
als seitlich schwenkbarer Schieber ausgebildet sein, wobei die Schwenkachse 24 etwa
parallel zur Kanalachse 11 liegt. Auch kann eine lineare
oder parallelogrammförmige
Verschiebung des Choke-Elementes 8 vorgesehen sein.
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2 zeigt
in einer vergrößerten Darstellung Einzelheiten
der Anordnung nach 1 im Bereich der Ansaugöffnung 6 und
des Choke-Elementes 8. Die Ansaugöffnung 6 weist im
gezeigten Ausführungsbeispiel
einen kreisrunden Querschnitt in einer Ebene E auf; es kann jedoch
auch ein anderer, beliebiger Querschnitt zweckmäßig sein. Eine umlaufende Kante 21 der
Ansaugöffnung 6 ist
gerundet ausgeführt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Bereich der Ansaugöffnung 6,
der Gehäuseboden 7 und das
Luftfiltergehäuse 5 mit
einer unteren Wand 25 einteilig ausgebildet. Es kann jedoch
auch eine mehrteilige Ausbildung zweckmäßig sein. Der Schwenkarm 23 für das Choke-Element 8 ist
im Bereich der Wand 25 am Luftfiltergehäuse 5 um die Schwenkachse 24 schwenkbar
gelagert, wobei der Betätigungshebel 32 aus
dem Luftfiltergehäuse 5 hervorsteht.
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Das
Choke-Element 8 weist auf seiner der Ansaugöffnung 6 zugewandten
Seite einen aerodynamischen Formkörper 35 auf. Um das
Choke-Element 8 herumlaufend, ist eine Zentrierschräge 20 vorgesehen,
die die Form eines Kegelstumpfes haben kann und im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine an die gerundete Kante 21 angepaßte Hohlkehle 22 ist.
Die gerundete Kante 21 und die Hohlkehle 22 bilden
gemeinsam eine selbsttätige
Zentriervorrichtung zur Ausrichtung des Choke-Elementes 8 relativ zur Ansaugöffnung 6.
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Das
Choke-Element 8 ist mittels einer spielbehafteten Schnappverbindung 12 am
Choke-Träger 9 festgelegt,
woraus sich eine begrenzt bewegliche Lagerung des Choke-Elementes 8 hinsichtlich
einer linearen Verschieblichkeit in allen in der Ebene E der Ansaugöffnung 6 liegenden
Richtungen sowie auch eine begrenzte Schwenkbarkeit um beliebige
in der Ebene E liegende Achsen ergibt. Je nach Anwendungsfall kann
auch eine Einschränkung
der Freiheitsgrade der Beweglichkeit zweckmäßig sein, beispielsweise durch
die Anordnung einer Schwenkachse oder eines Kreuzgelenkes bzw. einer
linearen Führung.
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Zur
Ausrichtung des Choke-Elementes 8 mit einem aerodynamischen
Formkörper 35 bezüglich der
Ansaugöffnung 6 ist
eine Verdrehsicherung 10 für das Choke-Element 8 vorgesehen,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einer zur Schnappverbindung 12 radial beabstandeten
Sicherungsnase 17 am Choke-Element 8 und einer
Aufnahmeöffnung 18 am
Choke-Träger 9 für die Sicherungsnase 17 besteht.
Durch diese Anordnung wird eine Verdrehung des Choke-Elementes 8 relativ
zur Kanalachse 11 verhindert.
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Die
Schnappverbindung 12 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einem am Choke-Element 8 angeordneten Rastzapfen 13,
der in einer weiter unten näher
beschriebenen Rastklammer 14 gehalten ist. Der Rastzapfen 13 weist
an seinem dem Choke-Element 8 abgewandten Ende einen Sicherungshaken 15 auf,
der den Schwenkarm 23 im Bereich der Rastklammer 14 mit
Spiel hintergreift und dadurch eine begrenzte axiale Beweglichkeit
zuläßt und gleichzeitig
ein axiales Herausrutschen des Rastzapfens 13 verhindert.
Das Choke-Element 8 mit seinem aerodynamischen Formkörper 35 ist
einteilig mit dem Rastzapfen 13, dem Sicherungshaken 15 und
der Sicherungsnase 17 aus Kunststoff auf dem Wege des Spritzgießens gefertigt.
Je nach Anwendungsfall kann auch eine Ausführung in Metallguß oder als
Frös-Teil
zweckmäßig sein.
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3 zeigt
Einzelheiten des einteilig ausgebildeten Schwenkarmes 23 nach 2.
Der Schwenkarm 23 umfaßt
eine Hebelwelle 34, an deren einem Ende der Betätigungshebel 32 zur Schwenkung
um die Schwenkachse 24 angeformt ist. Im Schwenkarm 23 ist
die Aufnahmeöffnung 18 in Form
eines Langloches zur Aufnahme der Sicherungsnase 17 (2)
angeordnet. Im Bereich des freien Endes des Schwenkarmes 23 ist
eine etwa zylindrische Rastöffnung 33 zur
Aufnahme des Rastzapfens 13 (2) vorgesehen,
deren Durchmesser größer als
der des Rastzapfens 13 ist, und wodurch sich eine definiert
spielbehaftete Lagerung ergibt. Die Rastöffnung 33 ist in Richtung
des freien Endes des Schwenkarmes 23 gabelförmig geöffnet und
weist beidseitig je eine Rastklammer 14 mit jeweils einer
innenliegenden Montageschräge 16 auf.