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Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor, einen Sandkern zur Herstellung eines Zweitaktmotors und ein Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors.
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Aus der
EP 1 135 585 B1 geht ein Zweitaktmotor hervor, der einander gegenüberliegend angeordnete Überströmkanäle aufweist. Die Überströmkanäle sind im Kurbelgehäuse am Umfang der Kurbelwelle geführt. Im Zylinder sind die Überströmkanäle von gegenüberliegenden Zylinderseiten unter den Auslass aus dem Brennraum geführt. Um die beiden Überströmkanäle im Kurbelgehäuse zu führen, ist ein separates Einlegeteil vorgesehen, das die Überströmkanäle voneinander und vom Kurbelgehäuseinnenraum trennt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor zu schaffen, der einen einfachen Aufbau und geringe Abgaswerte besitzt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Sandkern zur Herstellung des Zweitaktmotors zu schaffen, mit dem der Zweitaktmotor auf einfache Weise mit geringen Fertigungstoleranzen herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors anzugeben, mit dem geringe Abgaswerte erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird bezüglich des Zweitaktmotors durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 30 oder durch einen Zweitaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 31 gelöst. Bezüglich des Sandkerns wird die Aufgabe durch einen Sandkern mit den Merkmalen des Anspruchs 27 gelöst. Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 29 gelöst.
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Es hat sich gezeigt, dass sich durch die vorgeschlagene, insbesondere wendelförmige Führung der Überströmkanäle um den Brennraum herum geringe Abgaswerte des Zweitaktmotors erreichen lassen. Die Herstellung des Zweitaktmotors lässt sich vereinfachen, wenn die beiden Überströmkanäle an ihrem kurbelgehäuseseitigen Ende gemeinsam geführt sind. Dadurch kann für einen Abschnitt der Überströmkanäle ein gemeinsamer Abschnitt gebildet werden. Insbesondere bei der Herstellung des Zweitaktmotors im Druckgussverfahren muss nur ein Sandkern oder ein gemeinsamer Schieber für den gemeinsamen Abschnitt vorgesehen werden.
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Vorteilhaft sind die beiden Überströmkanäle in der Trennebene zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse zusammengeführt. Im Zylinder können die Überströmkanäle als getrennte Kanäle ausgeführt werden. In der Trennebene ist eine gemeinsame Öffnung für beide Überströmkanäle vorgesehen, an der die beiden Überströmkanäle ins Kurbelgehäuse übertreten. Im Kurbelgehäuse muss dadurch nur ein einziger Kanal für beide Überströmkanäle ausgebildet werden. Dies vereinfacht die Herstellung des Kurbelgehäuses. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die beiden Überströmkanäle bereits im Zylinder zusammengeführt sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Überströmkanäle nur im Zylinder ausgebildet sind und nicht in das Kurbelgehäuse übertreten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die beiden Überströmkanäle gemeinsam ins Kurbelgehäuse übertreten. Dadurch, dass die beiden Überströmkanäle im Zylinder zusammengeführt sind, kann bei der Herstellung des Zylinders in einem Druckgussverfahren ein gemeinsamer Kern für beide Überströmkanäle zum Einsatz kommen. Dadurch wird die Genauigkeit bei der Herstellung des Zylinders erhöht. Ungenauigkeiten, die bei der Positionierung von zwei einzelnen Sandkernen zueinander entstehen können, werden vermieden.
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Vorteilhaft sind die radial außenliegenden Außenwände der Überströmkanäle und die radial innenliegenden Innenwände der Überströmkanäle über mindestens einen Abschnitt der Länge des Überströmkanals als konzentrisch zur Zylinderlängsachse verlaufende Kreissegmente ausgebildet. Dadurch verlaufen die Innenwände und die Außenwände der Überströmkanäle konzentrisch zur Zylinderbohrung, so dass sich ein konstanter Abstand zwischen den Innenwänden und den Außenwänden sowie zwischen den Innenwänden und der Wandung der Zylinderbohrung ergibt. Dadurch können Materialanhäufungen im Zylinder vermieden werden. Der Zylinder kann insgesamt kompakt und mit geringem Gewicht aufgebaut sein. Durch die Vermeidung von Materialanhäufungen aufgrund der konzentrischen Anordnung wird die Herstellung des Zylinders in einem Gussverfahren vereinfacht. Es hat sich außerdem gezeigt, dass sich durch die Begrenzung der Überströmkanäle durch konzentrisch zur Zylinderlängsachse liegende Kreissegmente gute Strömungseigenschaften in den Überströmkanälen erzielen lassen, die geringe Abgaswerte des Zweitaktmotors bedingen. Vorteilhaft verlaufen dabei die Innenwände und die Außenwände über einen Großteil der Länge der Überströmkanäle als konzentrisch zur Zylinderlängsachse ausgebildete Kreissegmente. Vorteilhaft weichen die Innenwände und die Außenwände von der Kreissegmentform nur in den an die Überströmfenster angrenzenden Abschnitten ab. In diesem Bereich ist der Verlauf der Überströmkanäle vorteilhaft so gewählt, dass sich günstige Einströmwinkel für eine vollständige Brennraumspülung ergeben.
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Es ist vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse aus zwei Halbschalen gebildet ist, die eine parallel zur Zylinderlängsachse verlaufende Trennebene aufweisen. Die Trennebene verläuft dabei insbesondere senkrecht zur Drehachse der Kurbelwelle. Zweckmäßig verlaufen die Überströmkanäle im Kurbelgehäuse in der Trennebene des Kurbelgehäuses. Dadurch können die Überströmkanäle bei der Herstellung durch parallel zur Drehachse der Kurbelwelle ziehbare Schieber hergestellt werden. Die Überströmkanäle können dabei durch einen am Kurbelgehäuse angeformten Wandabschnitt vom Kurbelgehäuseinnenraum getrennt sein. Separate Bauteile zur Trennung der Überströmkanäle vom Kurbelgehäuseinnenraum können entfallen. Dadurch wird die Herstellung und Montage vereinfacht. Die Anzahl der benötigten Einzelteile wird reduziert. Eine einfache Gestaltung ergibt sich auch, wenn die Überströmkanäle im Kurbelgehäuse von einer im Kurbelgehäuse ausgebildeten Vertiefung und einem am Zylinder angeordneten, über die Trennebene ins Kurbelgehäuse ragenden Kragen gebildet sind. Dadurch kann auf einfache Weise eine Verlängerung der Überströmkanäle ins Kurbelgehäuse erreicht werden, ohne dass zusätzliche Bauteile benötigt werden.
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Vorteilhaft weist der Zylinder vier Überströmfenster auf, wobei zwei Überströmfenster im ersten Sektor und zwei Überströmfenster im dritten Sektor des Zweitaktmotors angeordnet sind. Vorteilhaft sind zwei Überströmkanäle im zweiten Sektor und zwei Überströmkanäle im vierten Sektor zusammengeführt. Dabei werden vorteilhaft die beiden einlassseitigen Überströmkanäle unter den Einlass und die beiden auslassseitigen Überströmkanäle unter den Auslass geführt. Dadurch, dass die Überströmkanäle unter den Einlass und unter den Auslass geführt sind, verringert sich die Baubreite des Zweitaktmotors in Richtung der Kurbelwellenachse. Im Bereich der Kurbelwellenachse kann der Zylinderfuß schmal gestaltet werden. Bei Zweitaktmotoren, bei denen die Überströmkanäle etwa parallel zur Zylinderlängsachse zum Kurbelgehäuse geführt sind, muss am Zylinder, am Zylinderfuß und am Kurbelgehäuse seitlich der Kurbelwangen Baubreite für die Überströmkanäle vorgehalten werden. Diese Baubreite kann bei unter den Einlass und unter den Auslass geführten Überströmkanälen entfallen.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass alle vier Überströmkanäle im vierten Sektor, also auf der Einlassseite, zusammengeführt sind. Dadurch muss im Kurbelgehäuse nur ein einziger Abschnitt für alle vier Überströmkanäle ausgebildet werden. Vorteilhaft sind alle vier Überströmkanäle im zweiten Sektor zusammengeführt. Dadurch, dass alle vier Überströmkanäle unter den Auslass geführt sind, steht auf der Einlassseite des Zweitaktmotors viel Bauraum zur Verfügung. Dadurch ergeben sich günstige Einbauverhältnisse. Es hat sich gezeigt, dass beim Führen der Überströmkanäle unter den Auslass die Brennraumspülung verbessert wird.
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Es ist vorgesehen, dass zwei Überströmströmkanäle, deren Überströmfenster in einem Sektor münden, unterschiedliche Kanallängen aufweisen. Beim Führen aller Überströmkanäle in einen gemeinsamen Sektor ergibt sich die unterschiedliche Kanallänge aufgrund des unterschiedlichen Abstands der Überströmfenster zu diesem Sektor. Bei Zweitaktmotoren, bei denen jeweils zwei Überströmkanäle zum Auslass und zwei Überströmkanäle zum Einlass geführt sind, können durch unterschiedliche Gestaltung der Überströmkanäle bewusst unterschiedliche Überströmkanallängen erzeugt werden, um so eine verbesserte Brennraumspülung zu erreichen. Vorteilhaft ist der Überströmkanal, der am einlassnahen Überströmfenster mündet, länger als der Überströmkanal, der am auslassnahen Überströmfenster mündet. Vorteilhaft weisen die beiden in einem Sektor angeordneten Überströmfenster unterschiedliche Steuerzeiten auf. Dabei öffnet insbesondere das Überströmfenster des längeren Überströmkanals, insbesondere das einlassnahe Überströmfenster, vor dem Überströmfenster des kürzeren Überströmkanals, vorteilhaft vor dem auslassnahen Überströmfenster. Bei einem Zweitaktmotor, bei dem der einlassnahe Überströmkanal länger ist, dauert die Spülung des einlassnahen Überströmkanals entsprechend länger. Um dies auszugleichen, kann vorgesehen sein, dass der einlassnahe Überströmkanal früher öffnet. Dadurch können gleichzeitig Verwirbelungen im Verbindungsbereich der beiden Überströmkanäle miteinander vermieden werden. Es kann eine gleichmäßige Spülung der Überströmkanäle erreicht werden.
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Vorteilhaft sind zwei Überströmkanäle, deren Überströmfenster in einem Sektor münden, in einem gemeinsamen Kanal zusammengeführt. Dadurch können zunächst die beiden nebeneinander in einem Sektor angeordneten Überströmkanäle zusammengeführt werden und anschließend die beiden auf jeder Seite des Zylinders geführten gemeinsamen Kanäle oberhalb des Kurbelgehäuses in einen gemeinsamen Abschnitt zusammengeführt werden. Dadurch können alle vier Überströmkanäle des Zweitaktmotors in einem gemeinsamen Kanal ins Kurbelgehäuse münden. Vorteilhaft sind die Überströmkanäle in einem Abstand zur Trennebene von Zylinder und Kurbelgehäuse in einen gemeinsamen Kanal zusammengeführt. Die Überströmkanäle sind dabei zweckmäßig in dem Sektor zusammengeführt, in dem die Überströmfenster der Überströmkanäle angeordnet sind. Die Überströmkanäle sind demnach bereits in einem geringen Abstand nach dem Überströmfenster zusammengeführt, so dass die Überströmkanäle über eine erhebliche Länge als gemeinsamer Kanal geführt sind.
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Es ist vorgesehen, dass der Zweitaktmotor einen Zuführkanal zur Zufuhr von Spülvorlagenluft aufweist. Vorteilhaft mündet der Zuführkanal am Zylinder, wobei der Kolben eine Kolbentasche besitzt und die Kolbentasche den Zuführkanal mit einem einlassnahen Überströmfenster verbindet, während ein auslassnahes Überströmfenster über den Kolben mit dem Kurbelgehäuseinnenraum verbunden ist. Demnach wird nur der einlassnahe Überströmkanal direkt mit dem Zuführkanal verbunden. Dadurch, dass die beiden nebeneinander angeordneten Überströmkanäle miteinander verbunden sind, kann der auslassnahe Überströmkanal über den einlassnahen Überströmkanal mit Spülvorlagenluft befüllt werden. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Befüllung und Spülung der Überströmkanäle erreichen. Durch die Verbindung mit dem Kurbelgehäuseinnenraum ist eine vollständige Spülung möglich.
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Werden die Überströmkanäle mit einem Zuführkanal zur Zufuhr von Spülvorlagenluft verbunden, so kann sich bei einer ungleichen Länge der Überströmkanäle eine ungleichmäßige Spülung ergeben. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, dass in mindestens einer Stellung des Kolbens ein Überströmfenster noch vollständig verschlossen ist, während ein benachbartes, auf der gleichen Seite des Zylinders angeordnetes Überströmfenster bereits über die Kolbentasche mit dem Zuführkanal verbunden ist. Dabei ist insbesondere das Überströmfenster bereits mit dem Zuführkanal verbunden, das am längeren Überströmkanal angeordnet ist. Bei unter den Auslass geführten Überströmkanälen ist insbesondere das auslassnahe Überströmfenster noch verschlossen, während das einlassnahe Überströmfenster bereits mit dem Zuführkanal verbunden ist. Um eine gleichmäßige Spülung der Überströmkanäle zu erreichen, ist insbesondere vorgesehen, dass die Kolbentasche einen oberen Rand besitzt, dessen Abstand zum Kolbenboden sich in Umfangsrichtung des Kolbens ändert. Bei zwei mit einer Kolbentasche zu verbindenden Überströmfenstern kann dadurch ein Überströmfenster, insbesondere das dem längeren Überströmkanal zugeordnete Überströmfenster, zuerst gespült werden. Durch abgestimmte Anordnung des oberen Rands der Kolbentasche kann erreicht werden, dass sich eine gleichmäßige Front von Spülvorlagenluft ergibt, wenn die beiden Überströmkanäle zusammengeführt werden.
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Ein geneigter oder versetzter oberer Rand einer Kolbentasche kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn mit der Kolbentasche nur ein Überströmkanal verbunden wird. Durch einen ungleichmäßigen, insbesondere zur Zylinderlängsachse geneigten oberen Rand der Kolbentasche, können Längenunterschiede innerhalb eines Überströmkanals in Umfangsrichtung ausgeglichen werden. So kann der Bereich des Überströmkanals, der bei einem unter den Auslass geführten Überströmkanal benachbart zum Einlass angeordnet ist, zuerst mit dem Zuführkanal verbunden werden. Dadurch kann eine gleichmäßige Spülvorlagenluftfront im Überströmkanal erreicht werden. Eine Wirbelbildung im Überströmkanal kann vermieden werden, so dass sich eine gute, vollständige Ausspülung des Überströmkanals ergibt.
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Um eine gute Brennraumspülung zu erreichen, ist vorgesehen, dass mindestens ein Überströmkanal im Zylinder so geführt ist, dass die Mündungsöffnung am Zylinderfuß eine parallel zur Kurbelwellenachse verlaufende Breitseite und eine senkrecht hierzu gemessene Schmalseite aufweist, und dass die Länge der Breitseite in Querschnitten senkrecht zur Strömungsrichtung zum Überströmfenster hin abnimmt und die Länge der Schmalseite in Querschnitten senkrecht zur Strömungsrichtung zum Überströmfenster hin zunimmt. Bekannte Überströmkanäle werden beim Führen um den Zylinder herum verwunden. Anstatt die Kanäle zu verwinden, ist nun vorgesehen, die Breitseite kontinuierlich zu verschmälern und die Schmalseite kontinuierlich zu verbreitern, um so am Überströmfenster eine andere Form des Über strömkanals zu erreichen.
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Durch die vorgeschlagene Gestaltung des Überströmkanals kann ein Ablösen der Strömung im Überströmkanal vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Unterschied zwischen dem Außenradius und dem Innenradius im Überströmkanal durch die vorgeschlagene Gestaltung gering gehalten werden kann. Bei Spülvorlagenmotoren können dadurch die Abgaswerte verbessert werden, da ein Vermischen von Spülvorlagenluft mit Kraftstoff/Luft-Gemisch weitgehend vermieden werden kann.
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Dabei ist vorteilhaft in dem benachbart zum Überströmfenster angeordneten, senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnitt die Länge der Breitseite kleiner als die Länge der Schmalseite. Wenn im Zylinderfuß die Breitseite breiter als die Schmalseite ist, der Überströmkanal demnach in seinem Querschnitt in Richtung der Drehachse der Kurbelwelle länglich ausgebildet ist, ist der Überströmkanal benachbart zum Überströmfenster quer zur Drehachse der Kurbelwelle ausgerichtet. Um einen strömungsgünstigen Übergang zwischen der Mündungsöffnung am Zylinderfuß und dem Überströmkanal zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Produkt aus der Länge der Breitseite und der Länge der Schmalseite für jeden Querschnitt des Überströmkanals senkrecht zur Strömungsrichtung annähernd gleich ist.
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Für einen Sandkern zur Herstellung eines Zweitaktmotors ist vorgesehen, dass der Sandkern Abschnitte aufweist, die mindestens zwei in gegenüberliegenden Sektoren angeordnete Überströmkanäle abformen.
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Dadurch, dass ein einziger Sandkern zum Abformen von mindestens zwei in gegenüberliegenden Sektoren angeordneten Überströmkanälen zum Einsatz kommt, ist die Position der Überströmkanäle zueinander durch den Sandkern festgelegt. Toleranzen, die beim Positionieren von separat ausgebildeten Sandkernen zueinander für die gegenüberliegend angeordneten Überströmkanäle entstehen, können entfallen. Vorteilhaft ist ein Sandkern zum Abformen aller Überströmkanäle im Zylinder vorgesehen.
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Vorteilhaft weist der Sandkern mindestens einen Verbindungsabschnitt auf, der die Abschnitte des Sandkerns, die in gegenüberliegenden Sektoren angeordnete Überströmkanäle an ihren brennraumseitigen Enden abformen, miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt ist im Bereich der Zylinderbohrung des fertigen Zylinders angeordnet. Durch den in diesem Bereich angeordneten Verbindungsabschnitt kann die Stabilität des Sandkerns erhöht werden, da der Sandkern sowohl an seinem dem Kurbelgehäuse zugewandten Ende als auch an seinem den Überströmfenstern zugewandten Ende die beiden gegenüberliegenden Überströmkanäle miteinander verbindet.
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Für ein Verfahren zum Betrieb eines Zweitaktmotors, der einen in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum besitzt, der von einem in dem Zylinder hin- und hergehend gelagerten Kolben begrenzt ist, wobei der Kolben eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt und wobei das Kurbelgehäuse in mindestens einer Stellung des Kolbens über mindestens zwei Überströmkanäle mit dem Brennraum verbunden ist, die mit jeweils einem vom Kolben gesteuerten Überströmfenster in den Brennraum münden, und wobei der Zweitaktmotor einen Einlass ins Kurbelgehäuse und einen Auslass aus dem Brennraum besitzt, wobei der Zweitaktmotor in vier parallel zur Zylinderlängsachse verlaufende Sektoren teilbar ist, wobei ein erster Sektor zwei Überströmfenster der Überströmkanäle aufweist, wobei ein zweiter, an den ersten Sektor angrenzenden Sektor den Auslass und einer vierter, an der anderen Seite an den ersten Sektor angrenzender Sektor den Einlass aufweist, wobei die beiden Überströmkanäle in einem gemeinsamen Kanals zusammengeführt sind, wobei ein Zuführkanal zur Zufuhr von Spülvorlagenluft vorgesehen ist, der am Zylinder mündet, und wobei der Kolben eine Kolbentasche besitzt, ist vorgesehen, dass das Überströmfenster des einlassnahen Überströmkanals im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens über die Kolbentasche mit dem Zuführkanal verbunden wird, und in den einlassnahen Überströmkanal Spülvorlagenluft zugeführt wird, und dass über den einlassnahen Überströmkanal Spülvorlagenluft in den auslassnahen Überströmkanal zugeführt wird.
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Dadurch, dass nur einem der beiden miteinander verbundenen Überströmkanäle Spülvorlagenluft zugeführt wird, lässt sich eine gute, gleichmäßige Spülung der Überströmkanäle erreichen. Verwirbelungen, die im Verbindungsbereich der Überströmkanäle entstehen können, werden vermieden.
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Für einen Zweitaktmotor mit einem in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum, der von einem in dem Zylinder hin- und hergehend gelagerten Kolben begrenzt ist, wobei der Kolben eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt, und wobei das Kurbelgehäuse in mindestens einer Stellung des Kolbens über mindestens zwei Überströmkanäle mit dem Brennraum verbunden ist, die mit jeweils einem vom Kolben gesteuerten Überströmfenster in den Brennraum münden, und wobei der Zweitaktmotor einen Einlass ins Kurbelgehäuse und einen Auslass aus dem Brennraum besitzt, wobei der Zweitaktmotor in vier parallel zur Zylinderlängsachse verlaufende Sektoren teilbar ist, wobei ein erster Sektor zwei Überströmfenster der Überströmkanäle, ein zweiter, an den ersten Sektor angrenzender Sektor den Auslass und ein vierter, an der anderen Seite an den ersten Sektor angrenzender Sektor den Einlass aufweist, wobei die Überströmkanäle in einen gemeinsamen Kanal zusammengeführt sind, wobei ein Zuführkanal zur Zufuhr von Spülvorlagenluft vorgesehen ist, der am Zylinder mündet, und wobei der Kolben eine Kolbentasche besitzt, ist vorgesehen, dass die Kolbentasche im Bereich des Überströmfensters des einlassnahen Überströmkanals angeordnet ist und sich nicht in den Bereich des Überströmfensters des auslassnahen Überströmkanals erstreckt.
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Durch die Gestaltung des Zweitaktmotors kann ein Spülen des auslassnahen Überströmkanals über den einlassnahen Überströmkanal auf einfache Weise erreicht werden.
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Für einen Zweitaktmotor mit einem in einem Zylinder ausgebildeten Brennraum, der von einem in dem Zylinder hin- und hergehend gelagerten Kolben begrenzt ist, wobei der Kolben eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle antreibt, und wobei das Kurbelgehäuse in mindestens einer Stellung des Kolbens über mindestens zwei Überströmkanäle mit dem Brennraum verbunden ist, die mit jeweils einem vom Kolben gesteuerten Überströmfenster in den Brennraum münden, und wobei der Zweitaktmotor einen Einlass ins Kurbelgehäuse und einen Auslass aus dem Brennraum besitzt, wobei der Zweitaktmotor eine Mittelebene aufweist, die die Zylinderlängsachse umfasst und die den Auslass teilt, wobei die Überströmfenster der beiden Überströmkanäle auf einer Seite der Mittelebene angeordnet sind, und wobei der Zweitaktmotor einen Zuführkanal zur Zufuhr von Spülvorlagenluft aufweist, ist vorgesehen, dass die beiden Überströmkanäle in einen gemeinsamen Kanal zusammengeführt sind, und dass die Überströmfenster beim Abwärtshub des Kolbens nacheinander zum Brennraum öffnen.
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Durch die unterschiedliche Steuerzeit der beiden Überströmkanäle lässt sich eine gleichmäßige Spülung der Überströmkanäle erreichen. Die unterschiedlichen Steuerzeiten ermöglichen es, unterschiedliche Druckverhältnisse in den Überströmkanälen aufgrund von unterschiedlichen Überströmkanallängen auszugleichen und so Verwirbelungen in dem Bereich, in dem die beiden Überströmkanäle miteinander verbunden sind, zu vermeiden.
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Es ist vorgesehen, dass der Kolben einen ebenen Kolbenboden besitzt und dass die dem Brennraumdach zugewandten Steuerkanten der Überströmfenster im unteren Totpunkt des Kolbens unterschiedliche Abstände zum Kolbenboden aufweisen. Dadurch können auf einfache Weise unterschiedliche Steuerzeiten der Überströmkanäle realisiert werden. Vorteilhaft ist im unteren Totpunkt des Kolbens der Abstand der Steuerkante des einlassnahen Überströmkanals zum Kolbenboden größer als der Abstand der Steuerkante des auslassnahen Überströmkanals. Damit wird der einlassnahe Überströmkanal vor dem auslassnahen Überströmkanal geöffnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Zweitaktmotor,
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2 eine schematische Darstellung des Zylinders des Zweitaktmotors aus 1 am Zylinderfuß,
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3 eine schematische Darstellung des Zweitaktmotors aus 1,
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4 eine perspektivische Darstellung der Überströmkanäle des Zweitaktmotors aus 1,
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5 ein Ausführungsbeispiel der Überströmkanäle des Zweitaktmotors aus 1 in schematischer Seitendarstellung,
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6 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Zweitaktmotors,
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7 eine perspektivische Darstellung einer Halbschale des Kurbelgehäuses des Zweitaktmotors aus 6,
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8 einen Zylinder eines Zweitaktmotors in perspektivischer Darstellung,
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9 eine Seitenansicht des Zylinders aus 8,
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10 einen Schnitt entlang der Linie X-X in 9,
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11 eine Seitenansicht der Überströmkanäle des Zylinders aus den 8 bis 10,
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12 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils XII in 11,
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13 eine Draufsicht auf die Überströmkanäle in Richtung des Pfeils XIII in 11,
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14 bis 16 perspektivische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels von Überströmkanälen,
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17 bis 20 perspektivische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von Überströmkanälen mit einer Querschnittsverengung am Eintritt in den Zylinder,
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21 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Zweitaktmotors bei einem mittig durch den Auslass geführten Schnitt,
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22 den Zweitaktmotor aus 21 in einer außermittig durch den Auslass geschnittenen Darstellung,
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23 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Zylinders eines Zweitaktmotors,
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24 eine perspektivische Darstellung eines Sandkerns zur Herstellung der Überströmkanäle des Zylinders aus 23,
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25 eine Seitenansicht des Sandkerns aus 24,
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26 eine Seitenansicht des Zylinders aus 23,
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27 einen Schnitt entlang der Linie XXVII-XXVII in 26,
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28 einen Schnitt entlang der Linie XXVIII-XXVIII in 26,
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29 einen Schnitt entlang der Linie XXIX-XXIX in 26,
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30 einen Schnitt entlang der Linie XXX-XXX in 26,
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31 einen Schnitt entlang der Linie XXXI-XXXI in 26,
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32 einen Schnitt entlang der Linie XXXII-XXXII in 26,
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33 eine schematische Seitendarstellung eines Zylinders eines Zweitaktmotors,
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34 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils XXXIV in 33,
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35 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils XXXV in 34,
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36 bis 39 schematische Schnittdarstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen von Zweitaktmotoren,
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40 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kolbens,
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41 und 42 Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels eines Kolbens.
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In 1 ist schematisch ein Zweitaktmotor 1 gezeigt, der einen Zylinder 2 besitzt, in dem ein Brennraum 3 ausgebildet ist. Der Zweitaktmotor 1 ist insbesondere in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorsäge, einem Trennschleifer oder dgl. angeordnet und dient zum Antrieb des Werkzeugs des Arbeitsgeräts. Der Brennraum 3 wird von einem im Zylinder 2 in Richtung einer Zylinderlängsachse 24 hin- und hergehend gelagerten Kolben 5 begrenzt. Der Kolben 5 treibt über ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 um eine Drehachse 26 drehbar gelagerte Kurbelwelle 7 rotierend an. Der Brennraum 3 ist bei dem in 1 gezeigten unteren Totpunkt des Kolbens 5 über insgesamt vier Überströmkanäle 11, 13 mit dem Kurbelgehäuseinnenraum 42 fluidisch verbunden. Am Zylinder 2 mündet ein Gemischkanal 15 mit einem Gemischeinlass 9. Der Zweitaktmotor 1 ist symmetrisch zu einer Mittelebene 48 ausgebildet, die die Schnittebene in 1 darstellt. Am Zylinder 2 mündet unterhalb eines Überströmfensters 14 des dem Gemischeinlass 9 benachbarten Überströmkanals 13 ein Zuführkanal 16, in dem weitgehend kraftstofffreie Spülvorlagenluft geführt ist. Der Zuführkanal 16 teilt sich im Bereich eines Anschlussflanschs 77 des Zylinders 2 in zwei Äste auf, die jeder mit einem Zuführkanaleinlass 10 auf der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Seite eines Überströmfensters 14 münden.
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Aus dem Brennraum 3 führt ein Auslass 8. Die dem Auslass 8 benachbarten Überströmkanäle 11 münden mit Überströmfenstern 12 in den Brennraum 3.
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Der Gemischkanal 15 und der Zuführkanal 16 sind mit einem Luftfilter 22 verbunden. Der Gemischkanal 15 ist über einen Vergaser 17 mit dem Luftfilter 22 verbunden. Im Vergaser 17 wird der durch den Luftfilter 22 angesaugten Verbrennungsluft Kraftstoff zugeführt. Im Vergaser 17 ist eine Drosselklappe 18 und stromauf der Drosselklappe 18 eine Chokeklappe 19 schwenkbar gelagert. Der Zuführkanal 16 ist über ein Zuführkanalbauteil 20 mit dem Luftfilter 22 verbunden. In dem Zuführkanalbauteil 20 ist eine Steuerklappe 21 schwenkbar gelagert, die die dem Zweitaktmotor 1 zugeführte Menge an Spülvorlagenluft steuert. Die Stellung der Steuerklappe 21 kann an die Stellung der Drosselklappe 18 gekoppelt sein. Der Gemischkanal 15 und der Zuführkanal 16 sind zwischen dem Vergaser 17 bzw. dem Zuführkanalbauteil 20 und dem Anschlussflansch 77 in einem gemeinsamen Anschlussstutzen 58 ausgebildet.
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Wie auch 3 zeigt, ist der Zylinder 2 an einer Trennebene 29 mit dem Kurbelgehäuse 4 verbunden. Wie 3 zeigt, besitzt das Kurbelgehäuse 4 zwei Kurbelgehäuseschalen 45 und 46, die an einer Trennebene 47 miteinander verbunden sind. Die Trennebene 47 verläuft senkrecht zur Drehachse 26 der Kurbelwelle 7 und senkrecht zu Trennebene 29. Im Ausführungsbeispiel verläuft die Trennebene 47 in der Mittelebene 48. Die Trennebene 47 kann zur Mittelebene 48 jedoch auch parallel versetzt angeordnet sein.
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Wie die 1 bis 3 zeigen, sind die auslassnahen Überströmkanäle 11 im Zylinder 2 wendelförmig um den Zylinder 2 herum unter den Auslass 8 geführt. Am Zylinderfuß 25 münden die Überströmkanäle 11 jeweils mit einer Mündung 27 aus. Die beiden Mündungen 27 sind am Zylinderfuß 25 zu einer gemeinsamen Öffnung verbunden. Im Kurbelgehäuse 4 sind die beiden Überströmkanäle 11 in einem gemeinsamen Abschnitt 40 geführt, der mit einer Mündungsöffnung 43 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 mündet. Im gemeinsamen Abschnitt 40 ist keine Trennung zwischen den beiden auslassnahen Überströmkanälen 11 vorgesehen. Dadurch kann der gemeinsame Abschnitt 40 auf einfache Weise hergestellt werden.
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Die einlassnahen Überströmkanäle 13 sind unter dem Gemischeinlass 9 zusammengeführt. Die einlassnahen Überströmkanäle 13 sind wendelförmig um den Zylinder 2 unter den Gemischeinlass 9 geführt. Jeder Überströmkanal 13 mündet mit einer Mündung 28 am Zylinderfuß 25 aus. Die beiden Mündungen 28 sind am Zylinderfuß 25 zu einer gemeinsamen Öffnung verbunden. Im Kurbelgehäuse 4 sind die beiden einlassnahen Überströmkanäle 13 in einem gemeinsamen Abschnitt 41 geführt, der in der Trennebene 47 zwischen den beiden Kurbelgehäuseschalen 45 und 46 verläuft und der mit einer Mündungsöffnung 44 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 mündet.
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Wie 2 zeigt, sind der Auslass 8 und der Gemischeinlass 9 an gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 2 angeordnet. Zwischen dem Auslass 8 und dem Gemischeinlass 9 liegen am Innenumfang des Zylinders 2 jeweils ein Überströmfenster 12 und ein Überströmfenster 14. Der Zylinder 2 lässt sich mit vier gedachten Teilungsebenen 30, 31, 32, 33, die parallel zur Zylinderlängsachse 24 verlaufen und die die Zylinderlängsachse 24 jeweils enthalten, in vier gedachte Sektoren 34, 35, 36, 37 aufteilen. Der erste Sektor 34 enthält dabei zwei Überströmfenster 12, 14. In der schematischen Ansicht des Zylinders 2 von unten in 2 folgt im Gegenuhrzeigersinn ein zweiter Sektor 35, der den Auslass 8 enthält. Hieran schließt sich ein dritter Sektor 36 an, der bezogen auf die Mittelebene 48 symmetrisch zum ersten Sektor 34 ausgebildet ist. Zwischen dem dritten Sektor 36 und dem ersten Sektor 34 ist ein vierter Sektor 37 angeordnet, der von den Teilungsebenen 30 und 31 begrenzt ist. Der Auslass 8, der Gemischeinlass 9 und die Überströmfenster 12, 14 sind dabei jeweils vollständig in den Sektoren 34, 35, 36, 37 angeordnet und werden von den Teilungsebenen 30, 31, 32, 33 nicht geschnitten.
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Der im ersten Sektor 34 angeordnete Überströmkanal 11 tritt an einem Übertritt 38 durch die gedachte Teilungsebene 33 vom ersten Sektor 34 in den zweiten Sektor 35. Entsprechend tritt der im dritten Sektor 36 mündende auslassnahe Überströmkanal 11 an einem Übertritt 38 durch die Teilungsebene 32 vom dritten Sektor 36 in den zweiten Sektor 35. Wie 1 zeigt, besitzt jeder Übertritt 38 zur Teilungsebene 29 einen parallel zur Zylinderlängsachse 24 gemessenen Abstand a. Die Überströmkanäle 11 treten demnach oberhalb der Teilungsebene 29 in den zweiten Sektor 35 ein, der den Auslass 8 umfasst. Die Überströmkanäle 11 sind nicht in der Teilungsebene 29 um den Zylinderumfang 2 herumgeführt, sondern erstrecken sich wendelförmig im Zylinder 2. Entsprechend treten die beiden einlassnahen Überströmkanäle 13 aus dem ersten Sektor 34 bzw. dem dritten Sektor 36 an Übertritten 39 durch die Teilungsebene 30 bzw. die Teilungsebene 31 in den vierten Sektor 37 über. Die Übertritte 39 besitzen, wie in 1 gezeigt ist, einen Abstand b zur Teilungsebene 29, der parallel zur Zylinderlängsachse 24 gemessen ist. Auch die einlassnahen Überströmkanäle 13 treten oberhalb der Teilungsebene 29 in den vierten Sektor 37 ein.
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Durch die wendelförmige Führung der Überströmkanäle ergeben sich günstige Strömungseigenschaften. Es hat sich gezeigt, dass sich durch diese Führung der Überströmkanäle 11, 13 die Abgaswerte des Zweitaktmotors 1 deutlich verbessern lassen. Durch den wendelförmigen Verlauf der Überströmkanäle 11, 13 werden außerdem Materialanhäufungen am Zylinder 2 vermieden, so dass sich ein geringes Gewicht des Zweitaktmotors 1 ergibt. Dadurch, dass die Überströmkanäle im Kurbelgehäuse 4 unterhalb von Gemischeinlass 9 und Auslass 8 geführt sind, kann der Zylinderfuß 25 in Richtung der Drehachse 26 schmal ausgebildet werden. Unterhalb von Gemischeinlass 9 und Auslass 8 muss im Zylinderfuß 25 ausreichend Bauraum für die Mündungen 27 und 28 zur Verfügung stehen. Aufgrund der Anordnung von Gemischeinlass 9 und Auslass 8 ist in diesem Bereich jedoch ohnehin ausreichend Bauraum vorhanden. Dadurch kann der Zweitaktmotor 1 kompakt und mit geringer Breite ausgeführt werden.
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Im Betrieb des Zweitaktmotors 1 wird im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 Kraftstoff/Luft-Gemisch durch den Gemischeinlass 9 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 angesaugt. In dieser Stellung des Kolbens 5 ist der Zuführkanaleinlass 10 über eine am Außenumfang des Kolbens 5 angeordnete Kolbentasche 23 mit den Überströmfenstern 12 und 14 verbunden. Dabei besitzt der Kolben 5 sowohl im ersten Sektor 34 als auch im dritten Sektor 36 jeweils eine Kolbentasche 23 für die in diesem Bereich angeordneten Überströmfenster 12, 14. Über die Kolbentasche 23 wird in den Überströmkanälen 11 und 13 Spülvorlagenluft aus dem Zuführkanal 16 vorgelagert. Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse 42 verdichtet. Sobald die Überströmfenster 12 und 13 vom Kolben 5 geöffnet werden, strömt in den Brennraum 3 zunächst Spülvorlagenluft aus den Überströmkanälen 11 und 13 ein, die Abgase aus dem vorangegangenen Zyklus aus dem Brennraum 3 durch den Auslass 8 ausspült. Anschließend strömt Frischgemisch aus dem Kurbelgehäuseinnenraum 42 in den Brennraum 3 nach. Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum 3 verdichtet und im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 von einer nicht gezeigten Zündkerze gezündet. Durch die Zündung wird der Kolben 5 in Richtung auf das Kurbelgehäuse 4 beschleunigt. Sobald der Auslass 8 öffnet, können Abgase aus dem Brennraum 3 ausströmen. Restgase werden durch die einströmende Spülvorlagenluft ausgespült, sobald die Überströmfenster 12 und 14 öffnen. Anschließend strömt Frischgemisch für den nächsten Zyklus nach.
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Die Überströmkanäle 11 und 13 werden beim Vorlagern von Spülvorlagenluft von den Überströmfenstern 12 und 14 in Richtung auf das Kurbelgehäuse 4 durchströmt. Dabei sind die Überströmkanäle 11, 13 vorteilhaft so ausgelegt, dass keine Spülvorlagenluft ins Kurbelgehäuse 4 übertritt. Beim Überströmen von Gemisch aus dem Kurbelgehäuse 4 in den Brennraum 3 werden die Überströmkanäle 11, 13 in Gegenrichtung durchströmt. Um eine ausreichende Füllung der Überströmkanäle mit Spülvorlagenluft bei den üblichen sehr hohen Drehzahlen des Zweitaktmotors 1 zu erreichen und gleichzeitig eine ausreichende Menge von Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Brennraum 3 einzubringen, sind die Überströmkanäle 11, 13 strömungsgünstig ausgelegt. Die Überströmkanäle 11, 13 sind außerdem so gestaltet, dass ein Ablösen der Strömung im Überströmkanal 11, 13 vermieden ist. Dadurch spült die in die Überströmkanäle 11, 13 einströmende Spülvorlagenluft den gesamten Querschnitt der Überströmkanäle 11, 13 aus. Dies bewirkt eine gute Trennung des Frischgemisches von den Abgasen im Brennraum 3.
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Die Gestaltung der Überströmkanäle 11, 13 ist in 4 gezeigt. Hier ist nur die Kontur der Überströmkanäle 11, 13 gezeigt. Die strömungsgünstige Führung ist am Beispiel eines einlassnahen Überströmkanals 13 gezeigt. Die auslassnahen Überströmkanäle 11 sind entsprechend ausgebildet. Wie 4 zeigt, besitzen die Überströmkanäle in der Mündung 28 einen länglichen Querschnitt. Dabei sind die Mündungen 28 in Richtung der Drehachse 26 (1) ausgerichtet. Die Überströmkanäle 13 besitzen in der Mündung 28 eine Breitseite 53, die eine Länge c aufweist. Die Breitseite 53 ist parallel zur Drehachse 26 gemessen. Senkrecht hierzu weisen die Überströmkanäle 13 eine Schmalseite 54 auf, die eine Länge d besitzt. Die Länge d ist erheblich kleiner als die Länge c.
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In 4 ist die Strömungsrichtung 59 im Überströmkanal 13 schematisch eingezeichnet. Außerdem sind mehrere senkrecht zur Strömungsrichtung 59 angeordnete Querschnitte 55, 56 eingezeichnet. Wie 4 zeigt, nimmt die Länge d der Schmalseite 54 von der Mündung 28 zum Überströmfenster 14 kontinuierlich zu, während die Länge c der Breitseite 53 kontinuierlich abnimmt. In einem Querschnitt 55, der zwischen der Mündung 28 und dem Überströmfenster 14 liegt, besitzt die Breitseite 53 eine Länge e, die etwas kleiner als eine Länge f der Schmalseite 54 ist. In einem Querschnitt 56, der benachbart zum Überströmfenster 14 liegt, besitzt die Breitseite 53 eine Länge g, die erheblich kleiner als eine Länge h der Schmalseite 54 ist. Die Breitseite 53 liegt dabei etwa in Richtung der Zylinderlängsachse 24 (1). Um einen gleichmäßigen Übergang von der Mündung 28 zum Überströmfenster 14 zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Produkt der Länge c, e, g der Breitseite 53 mit der Länge d, f, h der Schmalseite 54 jedes Querschnitts 55, 56 konstant ist. Zwischen der Mündung 28 und dem Querschnitt 56 benachbart zum Überströmfenster 14 besitzt der Überströmkanal 13 einen Querschnitt, in dem die Länge der Breitseite 53 und die Länge der Schmalseite 54 gleich sind.
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Um eine gute Abstimmung des Zweitaktmotors 1 zu erreichen, können die Längen der Überströmkanäle 11 und 13 unterschiedlich ausgebildet sein. Dies ist in 5 gezeigt. Hier sind zwei auslassnahe Überströmkanäle 61 vorgesehen, die jeweils eine Länge k aufweisen. Zwei einlassnahe Überströmkanäle 63 besitzen eine Länge i, die erheblich kleiner als die Länge k der auslassnahen Überströmkanäle 61 ist. Die auslassnahen Überströmkanäle 61 münden mit einer Mündungsöffnung 62 in den in 5 schematisch gezeigten Kurbelgehäuseinnenraum 42. Die Mündungsöffnung 62 ist in Richtung der Zylinderlängsachse 24 gesehen unterhalb der Drehachse 26 der Kurbelwelle 7 angeordnet. Die einlassnahen Überströmkanäle 63 münden mit einer Mündungsöffnung 64 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42, die oberhalb der Drehachse 26 angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass für hohe Drehzahlen kurze Überströmkanäle 63 günstig sind, während zur Erreichung hoher Drehmomente lange Überströmkanäle 61 vorteilhaft sind. Durch die Kombination von kurzen und langen Überströmkanälen können insgesamt verbesserte Laufeigenschaften des Zweitaktmotors 1 erreicht werden. Durch geeignete Abstimmung der Längen der Überströmkanäle 61, 63 lässt sich außerdem die Menge und Verteilung der vorgelagerten Spülvorlagenluft einstellen.
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Wie 1 zeigt, sind die Überströmkanäle 11 und 13 im Kurbelgehäuse 4 in einem Abstand zum Kurbelgehäuseinnenraum 42 geführt. Die gemeinsamen Abschnitte 40 und 41 sind durch am Kurbelgehäuse 4 angeformte Stege 49 bzw. 50 vom Kurbelgehäuseinnenraum 42 getrennt. Dabei kann jeweils ein Abschnitt eines Stegs 49, 50 an der Kurbelgehäuseschale 45 und der andere Abschnitt des Stegs 49, 50 an der Kurbelgehäuseschale 46 angeformt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die gesamten Stege 49, 50 an einer der Kurbelgehäuseschalen 45 oder 46 anzuformen.
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In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zweitaktmotors 70 gezeigt. Der Aufbau des Zweitaktmotors 70 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des Zweitaktmotors 1 aus 1. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Bauteile. Der Zweitaktmotor 70 besitzt zwei auslassnahe Überströmkanäle 71, die mit Überströmfenstern 12 in den Brennraum 3 münden, sowie zwei einlassnahe Überströmkanäle 73, die mit Überströmfenstern 14 in den Brennraum 3 münden. Der Brennraum 3 ist in einem Zylinder 72 des Zweitaktmotors 70 ausgebildet. Wie 6 zeigt, sind alle Überströmkanäle 71, 73 unter den Gemischeinlass 9 geführt. Jeweils zwei benachbarte Überströmkanäle 71, 73 sind dabei bereits im Zylinder 72 in einen gemeinsamen Kanal 51 zusammengeführt. Der in 6 gezeigte gemeinsame Kanal 51 erstreckt sich vom ersten Sektor 34 (2) zum vierten Sektor 37. Auf der gegenüberliegenden, nicht gezeigten Seite des Zylinders 72 erstreckt sich ein spiegelsymmetrisch ausgebildeter Kanal 51 vom dritten Sektor 36 zum vierten Sektor 37. Der gemeinsame Kanal 51 ist wendelförmig im Zylinder 72 unter den Gemischeinlass 9 geführt. Im Kurbelgehäuse 4 sind alle Überströmkanäle 71, 73, also beide Kanäle 51, in einem gemeinsamen Abschnitt 52 geführt, der mit einer Mündungsöffnung 69 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 mündet. Es kann auch vorgesehen sein, die beiden Kanäle 51 im Kurbelgehäuse 4 getrennt zu führen. Als Trennung kann dabei beispielsweise eine zwischen den beiden Kurbelgehäuseschalen 45, 46 angeordnete Dichtung dienen.
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7 zeigt die konstruktive Gestaltung der zweiten Kurbelgehäuseschale 46. Die erste Kurbelgehäuseschale 45 ist bei mittiger Teilung des Kurbelgehäuses 4 symmetrisch hierzu ausgebildet. Die Kurbelgehäuseschale 46 besitzt ein Einlegeteil 74, in dem der gemeinsame Abschnitt 52 ausgebildet ist. An dem Einlegeteil 74 ist ein Abschnitt eines Stegs 75, der den gemeinsamen Abschnitt 52 vom Kurbelgehäuseinnenraum 42 trennt, angeformt. Der im Einlegeteil 74 ausgebildete Bereich kann jedoch auch einteilig mit der Kurbelgehäuseschale 46 ausgebildet sein. Das Kurbelgehäuse 4 wird vorteilhaft in einem Gussverfahren hergestellt. Dadurch, dass die Überströmkanäle 71, 73 im Kurbelgehäuse 4 in dem gemeinsamen Abschnitt 52 geführt sind, können die Kurbelgehäuseschalen 45, 46 in Richtung der Drehachse 26 der Kurbelwelle entformt werden, ohne dass für die Herstellung des gemeinsamen Abschnitts 52 zusätzliche Schieber oder dergleichen benötigt werden. Dadurch ergibt sich eine vereinfachte Herstellung des Kurbelgehäuses 4. Entsprechend können die gemeinsamen Abschnitte 40 und 41 des Zweitaktmotors 1 aus 1 auf einfache Weise einteilig mit den Kurbelgehäuseschalen 45 und 46 hergestellt werden. Diese vereinfachte Herstellung ist auch gegeben, wenn die Kanäle 51 im Kurbelgehäuse 4 durch die zwischen den Kurbelgehäuseschalen 45 und 46 angeordnete Dichtung voneinander getrennt sind.
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8 bis 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Zylinders 82. Der Zylinder 82 besitzt einen Anschlussflansch 57 zur Verbindung mit einem Anschlussstutzen 58 (1). An dem Anschlussflansch 57 münden der Gemischkanal 15 und der in zwei Äste aufgeteilte Zuführkanal 16. Im Zylinder 82 sind auf jeder Seite des Zylinders 82 jeweils ein auslassnaher Überströmkanal 81 und ein einlassnaher Überströmkanal 83 geführt. Die Überströmkanäle 81 und 83, die in einem gemeinsamen Sektor des Zylinders 82 angeordnet sind, sind in einen gemeinsamen Kanal 95 zusammengeführt. In dem an die Überströmfenster 12, 14 angrenzenden Bereich sind die Überströmkanäle 81 und 83 durch eine Trennwand 86 voneinander getrennt. Die Trennwand 86 endet in einem Abstand s oberhalb der Trennebene 29. Der Abstand s ist dabei größer als die Länge der Trennwand 86, so dass die Überströmkanäle 81 und 83 über den überwiegenden Teil ihrer Länge gemeinsam geführt sind.
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Am Zylinder 82 ist die dem Zylinderinnenraum zugewandte Innenkontur der Überströmkanäle 81 und 83 abgeformt. Zur Außenseite sind die Überströmkanäle 81 und 83 am Zylinder 82 offen ausgebildet. Der Zylinder 82 besitzt auf jeder Zylinderseite einen Anschlussflansch 85, an dem die in 9 und 10 gezeigten Deckel 84 angeordnet werden können. Jeder Deckel 84 verschließt die beiden benachbart zueinander angeordneten Überströmkanäle 81 und 83 sowie den gemeinsamen Kanal 95.
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Wie 10 zeigt, ist am Zylinder 82 eine Wand 65 angeformt, die die gemeinsamen Kanäle 95 von jeder Seite des Zylinders 82 voneinander trennt. Die Wand 65 endet an der Trennebene 29. In der Trennebene 29 sind die gemeinsamen Kanäle 95 zusammengeführt. Dadurch, dass die gemeinsamen Kanäle 95 unterhalb des Auslasses 9 durch den Zylinderfuß 25 ins Kurbelgehäuse 4 übertreten, ist die in 10 gezeigte Breite z des Zylinderfußes 25 erheblich kleiner als die in 9 gezeigte Länge y des Zylinderfußes 25. Die Länge y ist dabei senkrecht zur Drehachse 26 gemessen und die Breite z parallel zur Drehachse 26 der Kurbelwelle 7.
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Die 11 bis 16 zeigen die Gestaltung der Überströmkanäle 81 und 83. Dabei zeigen die 11 bis 13 eine erste und die 14 bis 16 eine zweite Gestaltung. Bei der in den 11 bis 13 gezeigten Gestaltung der Überströmkanäle 81 und 83 sind die Überströmkanäle 81 und 83 nur über einen kurzen Abschnitt ihrer Länge getrennt. Wie 12 zeigt, besitzen die auslassnahen Überströmkanäle 81 eine Länge t, die etwas geringer ist als die Länge m der einlassnahen Überströmkanäle 83. Der gemeinsame Kanal 95 besitzt zusammen mit dem im Kurbelgehäuse 4 geführten gemeinsamen Abschnitt 96 der beiden Kanäle 95 eine Länge n, die etwa 10% bis etwa 70% der Länge m des einlassnahen Überströmkanals 83 beträgt. Die Länge o des gemeinsamen Abschnitts 96 beträgt vorteilhaft etwa 5% bis etwa 70% der Länge m des einlassnahen Überströmkanals 83. Der gemeinsame Abschnitt 96 mündet mit einer Mündungsöffnung 97 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42.
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Wie insbesondere die 11 und 12 zeigen, besitzt der gemeinsame Kanal 95 einen an die Trennebene 29 angrenzenden Abschnitt 98, in dem die die gemeinsamen Kanäle 95 begrenzenden Wände etwa senkrecht zur Trennebene 29 verlaufen oder zur Trennebene 29 geringfügig geöffnet sind. Dadurch kann dieser Abschnitt 98 der Überströmkanäle 81, 83 bei der Herstellung des Zylinders 82 im Druckgussverfahren mit einem Schieber abgeformt werden.
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Bei der in den 14 bis 16 gezeigten Gestaltung der Überströmkanäle 81 und 83 sind die Überströmkanäle 81 und 83 bis zur Trennebene 29 gewunden ausgeführt. Die Überströmkanäle 81, 83 sind etwa konzentrisch um die Zylinderbohrung geführt.
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Die 17 bis 20 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Überströmkanäle 81 und 83. Die in 17 gezeigten Überströmkanäle 81 und 83 münden mit Mündungen 28' ins Kurbelgehäuse, die gegenüber den Mündungen 28 (10) einen verkleinerten Querschnitt haben. Hierzu sind im Bereich der Mündungen 28' schrägstehende Wände 78 vorgesehen, die an den innenliegenden, einander zugewandten Seitenwänden 98 der Überströmkanäle 81 angeordnet sind. Durch die Wände 78 ergibt sich ein verkleinerter wirksamer Strömungsquerschnitt der gemeinsamen Kanäle 95 und damit ein geringerer Durchsatz des Zweitaktmotors. Durch die Wände 78 ist es möglich, eine Gestaltung der Überströmkanäle 81, 83 für Zweitaktmotoren mit unterschiedlichen Hubräumen vorzusehen. Die Anpassung des wirksamen Strömungsquerschnitts der Überströmkanäle 81, 83 auf den Hubraum des Verbrennungsmotors kann durch geeignete Dimensionierung der Wände 78 erfolgen. Die Wände 78 können beispielsweise an einem Einlegeteil vorgesehen sein, das von unten, also von der Trennebene 29 aus, in den Zylinder 82 eingeschoben wird. Für die Herstellung der Überströmkanäle 81 und 83 für Zweitaktmotoren mit unterschiedlichen Hubräumen wird dadurch nur eine Überströmkanalgeometrie benötigt. Zur Herstellung aller Überströmkanäle kann bei der Herstellung in einem Gussverfahren jeweils derselbe Kern, insbesondere derselbe Sandkern, verwendet werden. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht.
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Bei dem in 18 gezeigten Ausführungsbeispiel münden die gemeinsamen Kanäle 95 der Überströmkanäle 81 und 83 mit Windungen 28'' ins Kurbelgehäuse, deren Strömungsquerschnitt durch Wände 79 verringert ist. Die Wände 79 sind schrägstehend zur Trennebene 29 an den den innenliegenden Seitenwänden 89 gegenüberliegenden, außenliegenden Seitenwänden 90 angeordnet. Die Seitenwände 90 begrenzen die einlassnahen Überströmkanäle 83. Die Wände 78 und 79 können, wie in den 17 und 18 gezeigt, geneigt zur Trennebene ausgeführt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Wände 78 aus 17 senkrecht zur Trennebene 29 bis an die innenliegenden Seitenwände 89 heranzuführen.
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Bei dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel sind Wände 80 vorgesehen, die den Strömungsquerschnitt der Mündungen 28''' verringern. Die Wände 80 sind an den radial außenliegenden Außenwänden 94 der gemeinsamen Kanäle 95 angeordnet und können ebenso wie die Wände 78 und 79 zur Trennebene 29 geneigt angeordnet sein. Auch die Wände 80 können auch senkrecht zur Trennebene 29 nach oben geführt sein, bis sie die Außenwände 94 schneiden.
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Bei dem in 20 gezeigten Ausführungsbeispiel sind Wände 78 an den Innenwänden 92 der gemeinsamen Kanäle 95 vorgesehen, die den Strömungsquerschnitt der Mündungen 28'''' verringern. Auch die Wände 92 können schräg zur Trennebene 29 verlaufen. Es kann auch vorgesehen sein, eine Anpassung des Strömungsquerschnitts der Überströmkanäle 81, 83 durch andere Maßnahmen, vorzusehen.
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Die 21 und 22 zeigen einen Zweitaktmotor 100, der im Wesentlichen einem Zweitaktmotor, der den Zylinder 82 umfasst, entspricht. Der Zweitaktmotor 100 besitzt einen Zylinder 102, an dem ein ins Kurbelgehäuse 104 ragender, umlaufender Kragen 103 angeformt ist. Der Kragen 103 ragt über die Trennebene 29 ins Kurbelgehäuse 104. Der gemeinsame Kanal 95 der Überströmkanäle 81 und 83 ist wendelförmig im Zylinder 102 unter den Auslass 8 geführt. Dabei schneidet der gemeinsame Kanal 95 eine gedachte dritte Teilungsebene 32 des Zylinders 102, die der in 2 gezeigten Teilungsebene 32 entspricht, an einem Übertritt 88. Der Übertritt 88 besitzt zur Trennebene 29 einen Abstand p.
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Im Zylinder 102 sind die beiden gemeinsamen Abschnitte 95 der jeweils auf einer Zylinderseite zusammengeführten Überströmkanäle 81 und 83 durch eine Wand 65 getrennt. Im Kurbelgehäuse 104 sind die gemeinsamen Kanäle 95 von beiden Zylinderseiten zusammengeführt. In diesem Bereich werden die gemeinsamen Kanäle 95 vom Kragen 103 zum Kurbelgehäuseinnenraum 42 hin abgetrennt. Im Kurbelgehäuse 104 ist eine Vertiefung 105 ausgebildet, in der der gemeinsame Abschnitt 106 der gemeinsamen Kanäle 95 geführt ist. Die Begrenzung des im Kurbelgehäuse 104 geführten Abschnitts der Überströmkanäle 81 und 83 zwischen einem Kragen 103 des Zylinders 102 und einer Vertiefung 105 des Kurbelgehäuses 104 ergibt einen einfachen konstruktiven Aufbau. 22 zeigt eine zur Mittelebene gedreht angeordnete Schnittebene des Zylinders 102. Hier ist der Übertritt eines Kanals 95 und die Führung des Kanals 95 an der Wand 65 gezeigt.
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23 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zylinders 112, dessen Trennebene 119 auf der Höhe der Drehachse 26 der Kurbelwelle 7 verläuft. Die Überströmkanäle 91 und 93 sind vollständig im Zylinder 112 ausgebildet und treten nicht in das nicht gezeigte Kurbelgehäusebauteil über. Wie 23 zeigt, sind einlassnahe Überströmkanäle 93 und auslassnahe Überströmkanäle 91 vorgesehen, die vor einem Übertritt 88 in den den Auslass 8 umfassenden zweiten Sektor 35 des Zylinders 112 zusammengeführt sind. Der Übertritt 88 ist in einem Abstand q zur Trennebene 119 angeordnet, so dass die Überströmkanäle 91 und 93 oberhalb der Trennebene in den Bereich des Auslasses 8 geführt sind. Unterhalb des Auslasses 8 sind die gemeinsamen Kanäle 95 beider Zylinderhälften in einen gemeinsamen Abschnitt 116 zusammengeführt. Die Überströmkanäle 91 und 93 münden an einer gemeinsamen Mündungsöffnung 117 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42.
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Die 24 und 25 zeigen einen Sandkern 107 zur Herstellung des Zylinders 112. Der Sandkern 107 formt alle Überströmkanäle 91 und 93 ab und ist einteilig ausgebildet. Wie die 24 und 25 zeigen, besitzt der Sandkern 107 zwei Abschnitte 110, die die auslassnahen Überströmkanäle 91 abformen sowie zwei Abschnitte 111, die die einlassnahen Überströmkanäle 93 abformen. Die beiden Abschnitte 110 sind an dem die Überströmfenster bildenden Bereich über einen Verbindungsabschnitt 108 miteinander verbunden. Ein zweiter Verbindungsabschnitt 109 ist zwischen den Bereichen der Abschnitte 111 vorgesehen, die die Überströmfenster der Überströmkanäle 93 abformen. Der Sandkern 107 besitzt zwei Abschnitte 113, die die gemeinsamen Kanäle 95 der Überströmkanäle 91 und 93 abformen. Die beiden Abschnitte 113 sind über einen Abschnitt 114 miteinander verbunden, der den gemeinsamen Abschnitt 116 der gemeinsamen Kanäle 95 abformt. Um eine einfache Herstellung des Sandkerns 107 zu ermöglichen, sind die in 25 gezeigten inneren Seitenwände 115 und die äußeren Seitenwände 118 der Abschnitte 111 des Sandkerns 107 parallel zueinander geführt. Zur Zylinderlängsachse 24 des fertigen Zylinders sind die Seitenwände 115 und 118 um einen Winkel α geneigt, der einige Grad betragen kann. Der Winkel α stellt sicher, dass der Sandkern 107 entformt werden kann.
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Um ein Entformen des Sandkerns 107 zu ermöglichen, ist auch vorgesehen, dass die einander zugewandten Seitenwände 120 der Abschnitte 110 und 111 voneinander weg geneigt sind. Die Seitenwände 120 verlaufen dabei so voneinander weg, dass sich beim Ziehen der Form zur Herstellung des Sandkerns 107 in Richtung der Zylinderlängsachse 24 keine Hinterschnitte an den Seitenwänden 120 ergeben. Auch die Verbindungsabschnitte 108 und 109 sind so angeordnet, dass eine Formhälfte zum Entformen des Sandkerns 107 in Richtung der Zylinderlängsachse 24 nach oben und die zweite Formhälfte in Richtung der Zylinderlängsachse 24 nach unten gezogen werden kann, ohne dass sich Hinterschnitte ergeben. Vorteilhaft sind an dem Sandkern 107 an annähernd parallel zur Zylinderlängsachse 24 verlaufenden Flächen Entformungsschrägen vorgesehen.
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Die 26 bis 32 zeigen den Verlauf der Überströmkanäle 91 und 93 in mehreren Schnitten durch den Zylinder 112. 27 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderfuß 25. In diesen Bereich mündet der gemeinsame Abschnitt 116 der gemeinsamen Kanäle 95 mit einer Mündungsöffnung 117 in den Kurbelgehäuseinnenraum. Wie 27 zeigt, ist die Mündungsöffnung 117 in einem zweiten Sektor 35 angeordnet, in dem auch der Auslass 8 (32) angeordnet ist. Wie die 27 und 28 zeigen, verläuft die bezogen auf die Zylinderlängsachse 24 radial außenliegende Außenwand 170 des gemeinsamen Abschnitts 116 in einem Radius. Die Außenwand 170 ist als Kreissegment eines Kreises ausgebildet, dessen Mittelpunkt auf der Zylinderlängsachse 24 liegt. Wie 28 zeigt, ist auch die radial innenliegende Innenwand 171 des gemeinsamen Abschnitts 116 als Kreissegment eines konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 liegenden Kreises ausgeführt.
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29 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder 12 auf einer Höhe, auf der der gemeinsame Abschnitt 116 sich in die beiden gemeinsamen Kanäle 95 aufgeteilt hat. Die beiden Kanäle 95 sind auf dieser Höhe durch einen dünnen Wandabschnitt voneinander getrennt. Die radial außenliegenden Außenwände 172 der gemeinsamen Kanäle 95 sind als Kreissegmente konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 ausgebildet. Auch die radial innenliegenden Innenwände 173 der gemeinsamen Kanäle 95 sind Kreissegmente konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24. Dadurch ist der Abstand der Innenwände 173 zur Zylinderbohrung über die gesamte Breite der gemeinsamen Kanäle 95 konstant. Bei der in 29 gezeigten Schnittdarstellung sind die gemeinsamen Kanäle 95 annähernd vollständig im zweiten Sektor 35 angeordnet.
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30 zeigt einen Schnitt durch den Zylinder 112 auf einer Höhe, auf der die gemeinsamen Kanäle 95 vom zweiten Sektor 35 in den ersten Sektor 34 bzw. den dritten Sektor 36 übertreten. Gedachte Teilungsebenen 32 und 33 schneiden die gemeinsamen Kanäle 95 auf dieser Schnitthöhe. Wie 30 zeigt, verlaufen die radial außenliegenden Außenwände 172 und die radial innenliegenden Innenwände 173 auch bei der in 30 gezeigten Schnitthöhe auf Kreisen konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24. Dadurch ist der Abstand der Innenwände 173 und der Außenwände 172 zur Zylinderbohrung konstant. Totvolumina zwischen den gemeinsamen Kanälen 95 und der Zylinderbohrung können dadurch vermieden werden. Die Überströmkanäle können eng um die Zylinderbohrung geführt werden.
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31 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Zylinder 112, bei der die gemeinsamen Kanäle 95 vollständig im ersten Sektor 34 bzw. im dritten Sektor 36 angeordnet sind. Auch auf dieser Schnitthöhe verlaufen die Innenwände 173 und die Außenwände 172 auf konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 liegenden Kreisen.
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32 zeigt einen Schnitt unterhalb der Überströmfenster der Überströmkanäle 91 und 93. Zwischen der Schnitthöhe in 31 und der Schnitthöhe aus 32 haben sich die gemeinsamen Kanäle 95 in die Überströmkanäle 91 und 93 geteilt. Die Überströmkanäle 91 besitzen jeweils eine Außenwand 174 und eine Innenwand 175. Die Überströmkanäle 93 besitzen jeweils eine innenliegende Innenwand 177 und eine der Zylinderbohrung abgewandt liegende Außenwand 176. Die Innenwände 175 und die Außenwände 174 der auslassnahen Überströmkanäle 91 sind als Kreissegmente von konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 liegenden Kreisen ausgebildet. Die Innenwände 177 und die Außenwände 176 der einlassnahen Überströmkanäle 93 weichen geringfügig von der Kreissegmentform ab, um in den Überströmfenstern die gewünschten Einströmwinkel realisieren zu können.
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Wie die 27 bis 32 zeigen, ergibt sich durch die Anordnung der Überströmkanäle wendelförmig und konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 ein kompakter Aufbau des Zylinders 112. Materialanhäufungen, die sich auf die Gussqualität bei der Herstellung des Zylinders 112 in einem Gussverfahren negativ auswirken können, werden vermieden. Gleichzeitig wird eine gleichmäßige Strömungsführung erreicht, die dazu führt, dass der Zweitaktmotor geringe Abgaswerte besitzt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zylinders 122 ist in den 33 bis 35 gezeigt. Auch der Zylinder 122 besitzt eine Trennebene 119, die auf der Höhe der Drehachse 26 der Kurbelwelle 7 verläuft. Der Zylinder 122 besitzt zwei auslassnahe Überströmkanäle 121 und zwei einlassnahe Überströmkanäle 123, die vollständig im Zylinder 122 ausgebildet sind. Die Überströmkanäle 121 und 123 sind in einem gemeinsamen Kanal 124 zusammengeführt. Die gemeinsamen Kanäle 124 schneiden die gedachte Teilungsebene 32 in einem Übertritt 128, der zur Trennebene 119 einen Abstand r aufweist. Unterhalb des Auslasses 8 sind die beiden gemeinsamen Kanäle 124 in einen gemeinsamen Abschnitt 125 zusammengeführt. Alle vier Überströmkanäle 121 und 123 münden an einer gemeinsamen Mündungsöffnung 126 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42.
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Bei dem in 36 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Zweitaktmotors 130 sind zwei auslassnahe Überströmkanale 131 vorgesehen, die mit Überströmfenstern 132 in den Brennraum 3 münden, sowie zwei einlassnahe Überströmkanäle 133, die mit Überströmfenstern 134 in den Brennraum 3 münden. Jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Überströmkanäle 131 und 133 sind in einem Zylinder 142 des Zweitaktmotors 130 in einen gemeinsamen Kanal 138 zusammengeführt. Die gemeinsamen Kanäle 138 der gegenüberliegend angeordneten Überströmkanäle 131 und 133 sind unterhalb des Auslasses 8 in einem gemeinsamen Abschnitt 96 zusammengeführt, der mit einer Mündungsöffnung 97 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 mündet.
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Die Überströmkanäle 131 sind dabei kürzer ausgebildet als die Überströmkanäle 133. Die auslassnahen Überströmkanäle 131 besitzen eine Länge u, die kleiner als die Länge v der einlassnahen Überströmkanäle 133 ist. Aufgrund der unterschiedlichen Längen u, v der Überströmkanäle 131 und 133 können sich Verwirbelungen im Bereich des gemeinsamen Kanals 138 ergeben. Diese Verwirbelungen resultieren von der unterschiedlichen Dauer, die Spülvorlagenluft aus dem Zuführkanal 16 in den Überströmkanälen 131 bzw. 133 braucht, um bis zum gemeinsamen Kanal 138 zu gelangen. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Überströmfenster 132 und 134 unterschiedliche Steuerzeiten aufweisen. Die Überströmfenster 132 besitzen eine Steuerkante 135, wobei die Steuerkante 135 die Kante des Überströmfensters 132 ist, die beim Abwärtshub des Kolbens 5 als erste geöffnet wird. Die Überströmfenster 134 besitzen eine entsprechende Steuerkante 136. Parallel zur Zylinderlängsachse 24 gemessen besitzen die Steuerkanten 135 und 136 einen Abstand 1 zueinander.
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Der Zylinder 142 besitzt ein Brennraumdach 141, das den Zylinder 142 an der dem Kurbelgehäuse 4 abgewandten Seite begrenzt. Der Kolben 5 besitzt einen Kolbenboden 139, der den Brennraum 3 begrenzt. Die Steuerkante 135 besitzt zum Kolbenboden 139 in dem in 25 gezeigten unteren Totpunkt des Kolbens 5 einen Abstand w, der kleiner als ein Abstand x der Steuerkante 136 zum Kolbenboden 139 in dieser Stellung des Kolbens 5 ist. Das einlassnahe Überströmfenster 134 wird dadurch zuerst zum Brennraum 3 geöffnet.
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Beim Öffnen der Überströmfenster 132, 134 dringt eine Druckwelle aus dem Brennraum 3 in die Überströmkanäle 131 und 133 ein. Dadurch, dass die Überströmfenster 134 vor den Überströmfenstern 132 zum Brennraum 3 öffnen, kann die Druckwelle in den einlassnahen Überströmkanälen 133 bereits einen bestimmten Weg zurücklegen, bevor die Überströmkanäle 131 zum Brennraum 3 öffnen. Dadurch kann erreicht werden, dass die Druckwellen in beiden Überströmkanälen etwa gleichzeitig im Bereich des gemeinsamen Kanals 138 ankommen. Dadurch wird erreicht, dass die Spülvorlagenluft aus den Überströmkanälen 131 und 133 etwa gleichzeitig in den Brennraum 3 einströmen kann, obwohl unterschiedliche Steuerzeiten für die Überströmkanäle vorgesehen sind. Über unterschiedliche Steuerzeiten der Überströmkanäle 131 und 133 lässt sich jedoch auch ein ungleichmäßiges Einströmen erreichen, wenn dies gewünscht ist. Der Zweitaktmotor 130 besitzt eine Mittelebene 137, zu der der Zylinder 142 symmetrisch ausgebildet ist.
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In 37 ist ein Ausführungsbeispiel eines Zweitaktmotors 140 gezeigt, dessen Gestaltung im Wesentlichen dem in 6 gezeigten Zweitaktmotor 70 entspricht. Der Zweitaktmotor 140 besitzt Überströmkanäle 71 und 73, die über einen Teil ihrer Länge in einem Zylinder 72 geführt sind. In dem Zylinder 72 ist ein Kolben 145 hin- und hergehend gelagert, der den Brennraum 3 im Zylinder 72 begrenzt. Der Kolben 145 besitzt eine zum Kurbelgehäuseinnenraum 42 geschlossene Kolbentasche 143, die im Bereich des Überströmfensters 14 des einlassnahen Überströmkanals 73 angeordnet ist. Im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 145 wird über die Kolbentasche 143 Spülvorlagenluft aus dem Zuführkanal 16 in den einlassnahen Überströmkanal 73 zugeführt. Der auslassnahe Überströmkanal 71 ist in keiner Stellung des Kolbens 145 mit der Kolbentasche 143 verbunden. Dadurch strömt Spülvorlagenluft, die ins Überströmfenster 14 zugeführt wird, in Richtung des in 37 gezeigten Pfeils 146 aus dem Überströmkanal 73 in den Überströmkanal 71.
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Im Kolben 145 ist im Bereich des auslassnahen Überströmfensters 12 ein Kolbenfenster 144 angeordnet, das im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 145 das Überströmfenster 71 mit dem Kurbelgehäuseinnenraum 42 verbindet. Dadurch kann der Überströmkanal 71 mit Spülvorlagenluft aus dem Überströmkanal 73 vollständig gespült werden. Über den Überströmkanal 73 wird Spülvorlagenluft auch in den gemeinsamen Kanal 51 zugeführt. Im Betrieb des Zweitaktmotors 140 wird Spülvorlagenluft aus dem Zuführkanal 16 über das Überströmfenster 14 in den Überströmkanal 73 und in Richtung des Pfeils 146 über den gemeinsamen Kanal 51 in den Überströmkanal 71 zugeführt. Restgemisch aus dem letzten Zyklus, das im Überströmkanal 71 noch vorhanden war, wird durch das Überströmfenster 12 und das Kolbenfenster 144 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 gedrückt, so dass der Überströmkanal 71 vollständig gespült wird.
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In 38 ist ein Zweitaktmotor 150 gezeigt, der einen Zylinder 152 aufweist, in dem zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelebene 157 angeordnete Überströmkanäle 153 ausgebildet sind. Die Überströmkanäle 153 münden mit jeweils einem Überströmfenster 154 in den im Zylinder 152 ausgebildeten Brennraum 3. Die Überströmkanäle 153 sind in den Bereich des Gemischeinlasses 9 geführt und umgreifen den Zylinder 152 wendelförmig. Im Bereich des Zylinderfußes 25 treten die Überströmkanäle 153 ins Kurbelgehäuse 4 über. Dabei sind die Überströmkanäle 153 in der Trennebene 29 zwischen Zylinder 152 und Kurbelgehäuse 4 zusammengeführt. Im Kurbelgehäuse 4 sind die beiden Überströmkanäle 153 in einem gemeinsamen Abschnitt 156 geführt, der mit einer Mündungsöffnung 155 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 ausmündet.
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Bei dem in 39 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Zweitaktmotors 160 sind in einem Zylinder 162 zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelebene 157 angeordnete Überströmkanäle 163 ausgebildet, die jeweils mit einem Überströmfenster 164 in den Brennraum 3 münden. Die Überströmkanäle 163 sind unter dem Auslass 8 in der Trennebene 29 zusammengeführt. Im Kurbelgehäuse 4 sind die beiden Überströmkanäle 163 in einem gemeinsamen Abschnitt 166 geführt, der mit einer Mündungsöffnung 165 in den Kurbelgehäuseinnenraum 42 ausmündet. Die in den 38 und 39 gezeigten Zweitaktmotoren 150 und 160 entsprechen ansonsten den weiteren Ausführungsbeispielen. Von dem in 1 gezeigten Zweitaktmotor 1 unterscheiden sich die Zweitaktmotoren 150 und 160 dadurch, dass jeweils nur ein Überströmkanal auf einer Seite des Zylinders angeordnet ist, der entweder unter den Auslass oder unter den Einlass geführt ist.
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40 zeigt einen Kolben 185, der bei einem mit Spülvorlage arbeitenden Zweitaktmotor, beispielsweise in den gezeigten Zweitaktmotoren 1, 70, 100, 130, 150 oder 160 einsetzbar ist. Dabei kann der Zweitaktmotor auf jeder Seite des Zylinders einen Überströmkanal oder auf jeder Seite des Zylinders zwei Überströmkanäle, also insgesamt vier Überströmkanäle besitzen.
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Der Kolben 185 besitzt zwei symmetrisch angeordnete Kolbentaschen 183, von denen in 40 eine sichtbar ist. Zwischen der Kolbentasche 183 und dem Kolbenboden 187 ist eine Tasche 190 zur Gewichtsreduzierung angeordnet. Wie 40 zeigt, besitzt die Kolbentasche 183 einen dem Kolbenboden 187 zugewandten oberen Rand 186, der nicht gerade, sondern in Kolbenumfangsrichtung in einem Abschnitt gewendelt verläuft. In 40 sind schematisch Überströmfenster 12 und 14 sowie die Mündungsöffnung des Zuführkanals 16 gezeigt. Wie 40 zeigt, besitzt der obere Rand 186 im Bereich des auslassnahen Überströmfensters 12 einen Abstand 188 zum Kolbenboden 187 und im Bereich des einlassnahen Überströmfensters 14 einen Abstand 189 zum Kolbenboden 187. Die Abstände 188, 189 sind dabei parallel zur Zylinderlängsachse gemessen.
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Im Bereich des auslassnahen Überströmfensters 12 verläuft der obere Rand 186 in Seitenansicht auf den Kolben 185 geneigt zur Zylinderlängsachse. Im Bereich des einlassnahen Überströmfensters 14 verläuft nur ein kurzer Abschnitt des oberen Rand 186 geneigt. Im Wesentlichen verläuft der obere Rand 186 im Bereich des einlassnahen Überströmfensters 14 senkrecht zur Zylinderlängsachse 24, die in 40 schematisch eingezeichnet ist. Dadurch, dass der Abstand 189 kleiner als der Abstand 188 ist, wird zuerst das einlassnahe Überströmfenster 14 mit der Kolbentasche 183 und dem Zuführkanal 16 verbunden.
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Bei der in 40 gezeigten Stellung der Überströmfenster 12 und 14 ist das auslassnahe Überströmfenster 12 zur Kolbentasche 183 noch geschlossen. Erst beim weiteren Aufwärtshub des Kolbens 185 wird auch das auslassnahe Überströmfenster 12 mit der Kolbentasche 183 verbunden. Die in 40 gezeigte Gestaltung der Kolbentasche 183 ist insbesondere vorteilhaft, wenn der am einlassnahen Überströmfenster 14 mündende Überströmkanal länger als der am auslassnahen Überströmfenster 12 mündende Überströmkanal ist, also insbesondere, wenn alle Überströmkanäle unter den Auslass des Zweitaktmotors geführt sind. Durch den geneigten Verlauf des oberen Rands 186 ergibt sich ein gleichmäßiges anstatt eines schlagartigen Öffnens des Überströmfensters 12 in die Kolbentasche 183.
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Die 41 und 42 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Kolbens 195, der zwei spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildete Kolbentaschen 193 besitzt. Die Kolbentaschen 193 besitzen einen oberen Rand 196, der dem Kolbenboden 197 zugewandt liegt. Der obere Rand 196 verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderlängsachse 24. Allerdings besitzen die Kolbentaschen 193 benachbart zum einlassnahen Überströmfenster 14 (42) einen Abschnitt 201, in dem der obere Rand 196 in Richtung auf den Kolbenboden 197 versetzt angeordnet ist. Der Abstand 199 des oberen Rands 196 im Bereich des Abschnitts 201 ist deutlich kleiner als der Abstand 198 des oberen Rands 196 im Bereich des auslassnahen Überströmfensters 12. Der Abschnitt 201 erstreckt sich in Umfangsrichtung vorteilhaft über einen Teil des Überströmfensters 14 und nicht über das gesamte Überströmfenster 14. Über den Abschnitt 201 ist das Überströmfenster 14 bei der in 42 schematisch gezeigten Stellung des Kolbens 195 bereits mit dem Zuführkanal 16 verbunden, während das Überströmfenster 12 zur Kolbentasche 193 noch verschlossen ist. Zwischen der Kolbentasche 193 und dem Kolbenboden 197 ist eine Tasche 200 zur Gewichtsreduzierung vorgesehen. Auch die in den 41 und 42 gezeigte Gestaltung einer Kolbentasche 193 ist insbesondere vorteilhaft bei Zweitaktmotoren, bei denen die Überströmkanäle, die an den Überströmfenstern 14 münden, länger als die an den Überströmfenstern 12 mündenden Überströmkanäle sind, beispielsweise bei unter den Auslass geführten Überströmkanälen.
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Die gezeigte Form der Überströmkanäle ist sowohl bei Zweitaktmotoren, die mit Spülvorlage arbeiten, als auch bei Zweitaktmotoren ohne Spülvorlage vorteilhaft. Sowohl für Zweitaktmotoren mit Spülvorlage als auch für Zweitaktmotoren ohne Spülvorlage geringe Abgaswerte. Die guten Strömungseigenschaften und die geringen Abgaswerte ergeben sich auch durch die Anordnung der Überströmkanäle konzentrisch zur Zylinderlängsachse, wie sie insbesondere in den 27 bis 32 gezeigt ist. Diese Ausbildung der Innenwände und der Außenwände der Überströmkanäle als Kreissegmente konzentrisch zur Zylinderlängsachse 24 ist für alle gezeigten Zylinder vorteilhaft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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