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Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie einen Pralltopf für den Verbrennungsmotor eines handgeführten Arbeitsgeräts.
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Aus der
DE 10 2006 047 451 A1 ist ein handgeführtes Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor bekannt, dessen Ansaugkanal von einer Trennwand in einen Gemischkanal und einen Luftkanal geteilt ist. In der Kraftstoffzuführeinrichtung ist der Gemischkanal in Abstellposition des Arbeitsgeräts oberhalb des Luftkanals angeordnet. Die Kanalführung von der Kraftstoffzuführeinrichtung zum Verbrennungsmotor ist daher vergleichsweise aufwändig. Es hat sich außerdem gezeigt, dass die in der
DE 10 2006 047 451 A1 vorgesehenen Rückhaltewände, die verhindern sollen, dass Kraftstoff aus dem Pralltopf in den Reinraum des Luftfilters übertritt, strömungstechnisch ungünstig sind.
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Die
DE 103 41 230 A1 zeigt einen Zweitaktmotor, bei dem Luftkanal und Gemischkanal in unterschiedlichen Kammern des Reinraums des Luftfilters münden. Im Luftfilter ist ein Chokeelement angeordnet. Der Luftfilter ist flach ausgebildet.
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Die
DE 10 2012 010 584 A1 offenbart einen Zweitaktmotor, dessen Luftkanal und Gemischkanal zwischen einem Luftfilterboden und einem Zwischenflansch geführt sind. Der Gemischkanal verläuft oberhalb des Luftkanals.
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Die
EP 3 115 573 A1 offenbart einen Zweitaktmotor, bei dem der Gemischkanal in einem Kanalbauteil im Reinraum des Luftfilters geführt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein handgeführtes Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das einen kompakten Aufbau und ein günstiges Laufverhalten des Verbrennungsmotors aufweist.
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Es hat sich gezeigt, dass sich an den im Stand der Technik oben liegenden Rückhaltewänden Kraftstoff ansammeln kann, der dann heruntertropfen und schwallartig zum Verbrennungsmotor gelangen kann. Dies kann zu einem unruhigen Lauf des Verbrennungsmotors führen. Um diesen unruhigen Lauf des Verbrennungsmotors zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gemischkanal in Abstellposition zumindest in der Kraftstoffzuführeinrichtung zumindest teilweise unter dem Luftkanal verläuft. Dadurch kann der Gemischkanal am Pralltopf zumindest teilweise unterhalb des Luftkanals münden. Die zweiten Mündungsöffnungen, an denen der Gemischkanal aus dem Pralltopf in den Reinraum übertritt, sind erfindungsgemäß dennoch so angeordnet, dass sich in Abstellposition keine zweite Mündungsöffnung in einen Bereich erstreckt, der bezogen auf die geodätische Höhe tiefer als die Hauptkraftstofföffnung liegt. Dadurch, dass der Gemischkanal in Abstellposition zumindest in der Kraftstoffzuführeinrichtung zumindest teilweise unter dem Luftkanal verläuft, ist eine vollständige Umgestaltung des Pralltopfs gegenüber der in der
DE 10 2006 047 451 A1 vorgesehenen Gestaltung erforderlich. Dadurch, dass der Gemischkanal in Abstellposition zumindest in der Kraftstoffzuführeinrichtung zumindest teilweise unter dem Luftkanal verläuft und sich in Abstellposition keine zweite Mündungsöffnung in einem Bereich erstreckt, der bezogen auf die geodätische Höhe tiefer als die Hauptkraftstofföffnung liegt, ist der Gemischkanal im Pralltopf bezogen auf die Abstellposition nach oben zu führen. Dadurch kann verhindert werden, dass Kraftstoff aus der Hauptkraftstofföffnung aufgrund von Rückpulsationen im Betrieb in den Reinraum des Luftfilters gelangen kann.
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Besonders bevorzugt ist der Pralltopf so gestaltet, dass sich in Abstellposition keine zweite Mündungsöffnung in einen Bereich erstreckt, der bezogen auf die geodätische Höhe tiefer als die Trennwand in der stromauf liegenden Stirnseite der Kraftstoffzuführeinrichtung liegt. Dadurch kann ein Übertritt von Kraftstoff aus dem Gemischkanal in den Reinraum des Luftfilters vorteilhaft weitgehend verhindert werden.
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Um trotz der beengten Kraftverhältnisse im Reinraum des als Rundfilter ausgebildeten Luftfilters ausreichend große Strömungsquerschnitte und geringe Strömungswiderstände im Pralltopf zu realisieren, sind vorteilhaft zwei zweite Mündungsöffnungen vorgesehen und der Gemischkanal ist im Pralltopf in zwei Arme aufgeteilt, die jeweils an einer Mündungsöffnung münden. Die beiden zweiten Mündungsöffnungen sind besonders bevorzugt beidseitig einer Mittelebene des Verbrennungsmotors angeordnet, wobei die Mittelebene des Verbrennungsmotors eine Zylinderlängsachse enthält. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte strömungsgünstige und platzsparende Anordnung. Auch eine andere Anordnung der beiden zweiten Mündungsöffnungen kann jedoch vorteilhaft sein.
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Die Verbindungsöffnung des Gemischkanals in den Pralltopf liegt bei Blickrichtung in Richtung einer Ansaugkanallängsachse vorteilhaft vollständig in Überdeckung mit dem Pralltopf. Dadurch ist ein Rückspucken von Kraftstoff aus dem Gemischkanal in den Reinraum des Luftfilters vorteilhaft verhindert. Zurückgespuckter Kraftstoff wird vorteilhaft vom Pralltopf aufgefangen, bevor er in den Reinraum des Luftfilters gelangen kann. Besonders bevorzugt liegt die gesamte Verbindungsöffnung des Ansaugkanals in den Pralltopf bei Blickrichtung in Richtung einer Ansaugkanallängsachse vollständig in Überdeckung mit dem Pralltopf. Auch Kraftstoff, der in den Luftkanal gelangt ist, kann dadurch vom Pralltopf aufgefangen werden.
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Um eine einfache Herstellbarkeit und Entformung des Pralltopfs, insbesondere bei der Herstellung als Kunststoffspritzgussteil, zu ermöglichen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Pralltopf ein erstes Pralltopfteil und ein zweites Pralltopfteil umfasst, die den Gemischkanal begrenzen. Der Pralltopf ist demnach zumindest in dem den Gemischkanal begrenzenden Abschnitt zumindest zweiteilig ausgebildet. Um auf einfache Weise eine gute Dichtheit des Pralltopfs in den den Gemischkanal begrenzenden Abschnitten sicherzustellen, ist vorgesehen, dass das erste Pralltopfteil und das zweite Pralltopfteil sich zumindest an einem Pralltopfboden des Pralltopfs, der den Pralltopf in Abstellposition nach unten begrenzt, in radialer Richtung der Ansaugkanallängsachse überlappen. Das erste Pralltopfteil und das zweite Pralltopfteil können dabei vorteilhaft aneinander anliegen und so eine lange Dichtfläche und eine labyrinthartige Abdichtung gewährleisten. Dadurch ist eine einfache Herstellbarkeit und gute Dichtheit gewährleistet. Die Zwischenlage einer separaten Dichtung oder das Verbinden der Pralltopfteile mittels Dichtmasse kann aufgrund der Überlappung vorteilhaft entfallen. Besonders bevorzugt ist der Dichtspalt stufenförmig ausgebildet.
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Um eine gute Trennung von Luftkanal und Gemischkanal und gleichzeitig ausreichend lange Kanallängen sicherzustellen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Trennwand sich bis in den Pralltopf erstreckt. Ein einfacher Aufbau wird erreicht, wenn ein Abschnitt der Trennwand an dem Pralltopf angeformt ist. Der an dem Pralltopf angeformte Abschnitt der Trennwand kann dabei in die Kraftstoffzuführeinrichtung ragen, beispielsweise bis an eine Chokewelle, mit der ein Chokeelements gelagert ist oder, wenn kein Chokeelement vorhanden ist, bis an eine Drosselwelle, mit der ein Drosselelement der Kraftstoffzuführeinrichtung gelagert ist.
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Vorteilhaft schließt die Trennwand an eine Rückwand des Pralltopfs an. Die Rückwand des Pralltopfs schließt mit einer Mittelebene der Trennwand vorteilhaft einen Winkel von 100° bis 170°, insbesondere von 110° bis 160° ein. Kraftstoff, der sich an der Rückwand des Pralltopfs sammelt, kann so beim darauffolgenden Ansaugvorgang von der einströmenden Luft gut mitgenommen und zurück zum Verbrennungsmotor transportiert werden.
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Kraftstoffzuführeinrichtungen werden üblicherweise mittels Befestigungsschrauben an Trägern oder direkt am Zylinder oder am Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors festgeschraubt. Die Befestigungsschrauben sind vorteilhaft bei abgenommenem Luftfilter zugänglich, ohne dass der Pralltopf demontiert werden muss. Um trotz der beengten Platzverhältnisse eine günstige Anordnung zu erreichen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Pralltopf zwei Befestigungsöffnungen für Befestigungsschrauben aufweist. Die Befestigungsschrauben sind vorzugsweise Befestigungsschrauben zur Fixierung der Kraftstoffzuführeinrichtung. Besonders vorteilhaft ist die Kraftstoffzuführeinrichtung über den Pralltopf an einem Gehäuse des Arbeitsgeräts gelagert. Hierzu weist der Pralltopf vorteilhaft mindestens ein Lagerelement, beispielsweise mindestens einen Lagerstutzen, auf.
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Vorteilhaft ist eine der Befestigungsöffnungen in Abstellposition über und eine der Befestigungsöffnungen unter der Mittelebene der Trennwand angeordnet. Die Befestigungsöffnungen erstrecken sich demnach auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand. Dadurch ist eine kompakte Anordnung der Befestigungsschrauben möglich.
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Vorteilhaft ist der Gemischkanal im Pralltopf in zwei Arme aufgeteilt, zwischen denen eine Abtrennwand verläuft. Bevorzugt schließt die Abtrennwand zwischen den beiden Befestigungsöffnungen an die Trennwand an. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau. Die Abtrennwand schließt vorteilhaft mit der Mittelebene der Trennwand einen Winkel von weniger als 80° ein. Die Abtrennwand verläuft demnach nicht senkrecht zur Mittelebene der Trennwand. So kann auch bei bezüglich der Arme unsymmetrischer Anordnung der Befestigungsöffnungen für beide Arme ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt realisiert werden.
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Vorteilhaft ist mindestens eine Befestigungsöffnung an einem Schraubauge ausgebildet, an das eine Hülse anschließt. Zumindest ein Abschnitt der Hülse ist dabei vorteilhaft für den Durchtritt des Gemischkanals ausgespart. Auch dadurch wird ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt für den Gemischkanal ermöglicht.
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Vorteilhaft ist im Pralltopf an mindestens einer Mündungsöffnung eine Abdeckung angeordnet, die die Mündungsöffnung in Abstellposition in Richtung nach oben teilweise abdeckt. Es hat sich gezeigt, dass Kraftstoff sich am Boden des Pralltopfs sammeln kann. Beim Schwenken des Arbeitsgeräts kann dieser Kraftstoff durch die Mündungsöffnung in den Reinraum des Luftkanals gelangen. Dies wird durch die Abdeckung verhindert. Die Abdeckung ist bevorzugt zumindest an der in Abstellposition tiefer liegenden Mündungsöffnung angeordnet. Bevorzugt schließt die Abdeckung an die Rückwand des Pralltopfs an. Es hat sich gezeigt, dass sich besonders in diesem Bereich des Pralltopfs Gemisch ansammeln kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, an beiden Mündungsöffnungen entsprechende Abdeckungen vorzusehen.
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Der Verbrennungsmotor ist vorteilhaft ein Zweitaktmotor mit mindestens einem Überströmkanal, der einen Kurbelgehäuseinnenraum des Kurbelgehäuses im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens fluidisch mit dem Brennraum verbindet. Der Luftkanal ist vorteilhaft zumindest über einen Teil eines Hubs des Kolbens fluidisch mit dem Überströmkanal verbunden. Der Hub des Kolbens ist dabei der Weg, den der Kolben zwischen seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt zurücklegt.
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Die Erfindung betrifft außerdem einen Pralltopf zur Anordnung im Reinraum des Luftfilters des Verbrennungsmotors eines handgeführten Arbeitsgeräts.
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In dem Pralltopf sind vorteilhaft ein Abschnitt eines Gemischkanals und ein Abschnitt eines Luftkanals des Verbrennungsmotors geführt. Der Pralltopf weist vorteilhaft ein erstes und ein zweites Pralltopfteil auf, die den Abschnitt des Gemischkanals begrenzen. Das erste und das zweite Pralltopfteil überlappen sich bevorzugt zumindest an einem Pralltopfboden des Pralltopfs in radialer Richtung zu einer Mittelachse des Pralltopfs. Die Mittelachse des Pralltopfs ist bevorzugt dazu vorgesehen, in Überdeckung mit einer Ansaugkanallängsachse des Verbrennungsmotors angeordnet zu werden. Vorteilhaft ist ein Abschnitt einer Trennwand des Ansaugkanals des Verbrennungsmotors an dem Pralltopf angeformt. Der Abschnitt der Trennwand schließt bevorzugt an eine Rückwand des Pralltopfs an, die mit einer Mittelebene des Abschnitts der Trennwand einen Winkel von 100° bis 170°, insbesondere von 110° bis 160° einschließt. Eine Abtrennwand, die zwischen zwei Armen des im Pralltopf geführten Abschnitts des Gemischkanals verläuft, schließt bevorzugt zwischen zwei Befestigungsöffnungen des Pralltopfs an den Abschnitt der Trennwand im Pralltopf an. Vorteilhaft ist im Pralltopf an mindestens einer Mündungsöffnung eine Abdeckung angeordnet, die die Mündungsöffnung mindestens teilweise abdeckt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Verbrennungsmotors,
- 2 eine schematische Darstellung eines handgeführten Arbeitsgeräts,
- 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Pralltopfs aus 1,
- 4 eine perspektivische Darstellung des Pralltopfs des Arbeitsgeräts an der Kraftstoffzuführeinrichtung,
- 5 eine weitere perspektivische Darstellung des Pralltopfs,
- 6 eine schematische Seitenansicht des Pralltopfs an der Kraftstoffzuführeinrichtung,
- 7 und 8 perspektivische Explosionsdarstellungen eines Pralltopfteils an der Kraftstoffzuführeinrichtung,
- 9 eine perspektivische Darstellung eines ersten Pralltopfteils,
- 10 und 11 Schnittdarstellungen durch das erste Pralltopfteil,
- 12 bis 16 perspektivische Darstellungen des zweiten Pralltopfteils.
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1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 in schematischem Längsschnitt. Im Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor 1 ein Zweitaktmotor. Der Verbrennungsmotor 1 kann jedoch auch ein Viertaktmotor, insbesondere ein gemischgeschmierter Viertaktmotor, sein. Der Verbrennungsmotor 1 ist vorteilhaft ein Einzylindermotor. Der in 1 dargestellte Zweitaktmotor steht exemplarisch für einen Verbrennungsmotor 1, insbesondere für einen mit Spülvorlage arbeitenden Zweitaktmotor, und kann hinsichtlich der Elemente, die stromab einer im Folgenden noch näher beschriebenen Kraftstoffzuführeinrichtung 20 angeordnet sind, jeden anderen üblichen Aufbau eines solchen Motors haben.
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Der Verbrennungsmotor 1 umfasst einen Zylinder 2, in dem ein Brennraum 3 ausgebildet ist. Im Zylinder 2 ist ein Kolben 5 zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT hin- und hergehend gelagert. In 1 ist die Position der Unterkante des Kolbens 5 im unteren Totpunkt mit UT und die Position der Unterkante des Kolbens 5 im oberen Totpunkt mit OT bezeichnet. Zwischen dem unteren Totpunkt UT und dem oberen Totpunkt OT führt der Kolben 5 einen Hub h in Richtung einer Zylinderlängsachse 27 des Zylinders 2 aus.
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Der Verbrennungsmotor 1 umfasst ein Kurbelgehäuse 4, in dem ein Kurbelgehäuseinnenraum 9 ausgebildet ist. Im Kurbelgehäuse 4 ist eine Kurbelwelle 7 um eine Drehachse 8 drehbar gelagert. Der Kolben 5 treibt die Kurbelwelle 7 über ein Pleuel 6 rotierend um die Drehachse 8 an. Der Kurbelgehäuseinnenraum 9 und der Brennraum 3 sind im Bereich des unteren Totpunkts UT des Kolbens 5 über Überströmkanäle 12 mit dem Brennraum 3 verbunden. Die Überströmkanäle 12 münden mit Überströmfenstern 13 in den Brennraum 3. Die Überströmfenster 13 sind vom Kolben 5 gesteuert. Am Zylinder 2 mündet ein Luftkanal 19 mit mindestens einem Lufteinlass 11. Ein Gemischkanal 18 mündet mit einem Gemischeinlass 10 am Zylinder 2. Aus dem Brennraum 3 führt ein Auslass 15. Der Auslass 15, der Gemischeinlass 10 und der Lufteinlass 11 sind vom Kolben 5 gesteuert. Der Kolben 5 weist eine oder mehrere Kolbentaschen 14 auf. Die Kolbentasche 14 verbindet im Bereich des oberen Totpunkts OT des Kolbens 5 den Lufteinlass 19 mit den Überströmfenstern 13. Die Darstellung in 1 ist schematisch, so dass die Position von Lufteinlass 11 und Kolbentasche 14 sowie die Position der weiteren Öffnungen nicht der tatsächlichen Anordnung entsprechen.
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Der Verbrennungsmotor 1 saugt im Betrieb Luft über einen Ansaugkanal 16 an. Der Ansaugkanal 16 ist über eine Trennwand 17 in den Luftkanal 19 und den Gemischkanal 18 geteilt. Ein Abschnitt des Ansaugkanals 16 ist in der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 ein Vergaser. Auch eine andere Art der Kraftstoffzuführeinrichtung, beispielsweise ein Kraftstoffventil, kann jedoch vorteilhaft sein. Im Ansaugkanal 16, im Ausführungsbeispiel in der Kraftstoffzuführeinrichtung 20, ist ein Drosselelement 24 zur Steuerung des freien Strömungsquerschnitts des Ansaugkanals 16 schwenkbar gelagert. Das Drosselelement 24 weist hierzu eine Drosselwelle 84 auf. Im Ausführungsbeispiel ist stromauf des Drosselelements 24 ein Chokeelement 25 angeordnet. Das Chokeelement 25 kann ebenfalls schwenkbar im Ansaugkanal 16 gelagert sein. Im Ausführungsbeispiel ist das Chokeelement 25 mit einer Chokewelle 85 schwenkbar gelagert.
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Die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 umfasst einen Grundkörper 21, in dem ein Ansaugkanalabschnitt 22 des Ansaugkanals 16 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich zwischen der Chokewelle 85 und der Drosselwelle 84 ein Trennwandabschnitt 26. Der Trennwandabschnitt 26 kann am Grundkörper 21 ausgebildet oder an diesem gehalten sein. Ein Abschnitt 49 der Trennwand 17 erstreckt sich stromauf der Chokewelle 85. Der Abschnitt 49 der Trennwand 17 ist im Ausführungsbeispiel an einem Pralltopf 40 ausgebildet. Im Pralltopf 40 sind ein Abschnitt 78 des Gemischkanals und ein Abschnitt 79 des Luftkanals geführt. Die Abschnitte 78 und 79 sind im Pralltopf 40 vollständig voneinander getrennt geführt.
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Die Begriffe „stromauf“ und „stromab“ beziehen sich vorliegend auf eine Strömungsrichtung 60 im Ansaugkanal, die von der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 zum Zylinder 2 bzw. zum Kurbelgehäuse 4 des Verbrennungsmotors 1 gerichtet ist.
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Stromauf der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 ist ein Luftfilter 37 angeordnet, über den der Verbrennungsmotor 1 Verbrennungsluft ansaugt. Der Luftfilter 37 umfasst Filtermaterial 39, das einen Reinraum 38 des Luftfilters 37 von der Umgebung trennt. Der Luftfilter 37 ist als Rundfilter ausgebildet und weist eine Grundplatte 70 sowie eine Abdeckplatte 71 auf. Die Grundplatte 70 und die Abdeckplatte 71 verlaufen vorteilhaft parallel zueinander. Zwischen der Grundplatte 70 und der Abdeckplatte 71 erstreckt sich das Filtermaterial 39, das bevorzugt durch Kunststoff wie beispielsweise PET gebildet und insbesondere faltenförmig angeordnet ist. Der Pralltopf 40 ist von dem Filtermaterial 39 umgeben. Der Pralltopf 40 schließt an die Grundplatte 70 an. Im Ausführungsbeispiel ist der Pralltopf 40 dichtend in einer Öffnung 88 (siehe auch 7) der Grundplatte 70 angeordnet. Der Luftfilter 37 weist eine Mittelachse 44 auf. Die Mittelachse 44 verläuft bevorzugt senkrecht zur Grundplatte 70 und zur Abdeckplatte 71 und parallel zum Filtermaterial 39. Das Filtermaterial erstreckt sich im Ausführungsbeispiel faltenförmig in einem Ringraum um die Mittelachse 44. Im Ausführungsbeispiel ist der Ringraum kreisförmig. Der Ringraum kann im Querschnitt jedoch auch eine andere Form haben, beispielsweise ellipsenförmig sein. Rundfilter bedeutet vorliegend, dass das Filtermaterial zwischen stirnseitigen Platten verläuft und den Reinraum vollständig umschließt. Die Abschnitte 78 und 79 münden voneinander getrennt in den Reinraum 38 des Luftfilters 37.
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Die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 umfasst eine Hauptkraftstofföffnung 23, durch die im Betrieb Gemisch in den Gemischkanal 18 angesaugt wird. Es können weitere Kraftstofföffnungen vorhanden sind, insbesondere Leerlaufkraftstofföffnungen und/oder Teillastkraftstofföffnungen. Die Hauptkraftstofföffnung 23 mündet stromauf der Drosselwelle 84 in den Gemischkanal 18. Aufgrund von Pulsationen im Ansaugkanal 26 kann im Betrieb Gemisch entgegen der Strömungsrichtung 60 zum Pralltopf 40 strömen. Der Pralltopf 40 ist dazu vorgesehen, zu verhindern, dass Kraftstoff in den Reinraum 38 des Luftfilters 37 gelangt und das Filtermaterial 39 verschmutzt. Der hierfür vorgesehene Aufbau des Pralltopfs 40 wird im Folgenden noch näher beschrieben.
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Der Ansaugkanal 26 weist eine Ansaugkanallängsachse 29 auf. Die Hauptkraftstofföffnung 23 mündet im Bereich eines Venturiabschnitts 30 in den Gemischkanal 18. Die Trennwand 17 weist eine Mittelebene 36 auf, die die Ansaugkanallängsachse 29 enthält.
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Die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 weist eine stromauf liegende Stirnseite 33 und eine stromab liegende Stirnseite 34 auf. An der stromauf liegenden Stirnseite 33 weist die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 eine Verbindungsöffnung 28 auf, an der der Gemischkanal 18 mit dem im Pralltopf ausgebildeten Abschnitt 78 des Gemischkanals 18 in Verbindung steht. Die stromauf liegende Stirnseite 33 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 weist außerdem eine Verbindungsöffnung 31 auf, an der der im Pralltopf ausgebildete Abschnitt 79 des Luftkanals 19 in den in der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 ausgebildeten Abschnitt des Luftkanals 19 übertritt. Die Verbindungsöffnungen 28 und 31 bilden eine Verbindungsöffnung 50 an der Stirnseite 33, an der der Ansaugkanal 16 aus dem Pralltopf 40 in die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 übertritt. An der Stirnseite 33 ragt der Abschnitt 49 der Trennwand 17 in die Verbindungsöffnung 50 und unterteilt diese in die Verbindungsöffnungen 28 und 31.
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An der stromauf liegenden Stirnseite 33 weist die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 einen Kompensationsanschluss 90 auf, über den der Druck aus dem Reinraum 38 des Luftfilters 37 als Referenzdruck zur Verfügung gestellt wird. Dies ist insbesondere dann vorgesehen, wenn die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 als Membranvergaser ausgebildet ist. Der Pralltopf 40 weist eine Öffnung 89 zum Reinraum 38 des Luftfilters 37 auf, an der der Kompensationsanschluss 90 angeschlossen ist.
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Im Betrieb saugt der Verbrennungsmotor 1 beim Aufwärtshub des Kolbens 5 Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem Gemischkanal 18 in den Kurbelgehäuseinnenraum 9 an. Sobald der Lufteinlass 11 über die Kolbentasche 14 mit Überströmfenstern 13 verbunden ist, wird Luft aus dem Luftkanal 19 durch die Kolbentasche 14 in die Überströmkanäle 12 angesaugt, und zwar aufgrund des im Kurbelgehäuseinnenraum 9 herrschenden Unterdrucks. Dabei wird noch in den Überströmkanälen 12 vorhandenes Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem vorangegangenen Motorzyklus in Richtung zum Kurbelgehäuseinnenraum 9 verdrängt. Beim Abwärtshub des Kolbens 5 wird zunächst der Auslass 15 geöffnet und Abgase aus dem vorangegangenen Motorzyklus strömen aus. Anschließend strömt über die Überströmfenster 13 Luft aus den Überströmkanälen 12 in den Brennraum 3 ein und spült Abgase, die sich noch vom vorangegangenen Motorzyklus im Brennraum 3 befunden haben, durch den Auslass 15 aus. Anschließend strömt frisches Kraftstoff/Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuseinnenraum 9 über die Überströmkanäle 12 in den Brennraum 3 ein. Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 wird das Gemisch im Brennraum 3 verdichtet und in üblicher Weise im Bereich des oberen Totpunkts OT des Kolbens 5 von einer in den Brennraum 3 einragenden Zündkerze 32 gezündet. Bei der darauffolgenden Verbrennung wird der Kolben 5 in Richtung zum Kurbelgehäuse 4 beschleunigt. Sobald der Auslass 15 öffnet, strömen die Abgase aus dem Brennraum 3 aus und Spülvorlagenluft und frisches Kraftstoff/Luft-Gemisch für den folgenden Motorzyklus strömen in den Brennraum 3 ein.
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2 zeigt schematisch ein Arbeitsgerät 51, in dem der Verbrennungsmotor 1 vorteilhaft zum Einsatz kommen kann. In 2 ist als Ausführungsbeispiel für ein Arbeitsgerät 51 eine Motorsäge gezeigt. Der Verbrennungsmotor 1 kann jedoch auch in anderen handgeführten Arbeitsgeräten wie beispielsweise Trennschleifern, Freischneidern, Blasgeräten, Rasenmähern oder dergleichen zum Einsatz kommen.
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Das Arbeitsgerät 51 umfasst ein Gehäuse 52, an dem ein hinterer Handgriff 53 und ein Griffrohr 54 befestigt sind, bevorzugt über Antivibrationselemente. Über den Handgriff 53 und das Griffrohr 54 kann das Arbeitsgerät 51 im Betrieb vom Bediener geführt werden.
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2 zeigt das Arbeitsgerät 51 in einer Abstellposition 57, in der das Arbeitsgerät 51 auf einer horizontalen, ebenen Abstellfläche 58 steht. In dieser Position verläuft im Ausführungsbeispiel die Zylinderlängsachse 27 senkrecht zur Abstellfläche 58. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Zylinderlängsachse 27 zur Abstellfläche 58 geneigt ist. Das Arbeitsgerät 51 umfasst im Ausführungsbeispiel als Werkzeug eine Sägekette 56, die an einer Führungsschiene 55 vom Verbrennungsmotor 1 umlaufend angetrieben ist.
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Die 3 bis 5 zeigen die Gestaltung des Pralltopfs 40 im Einzelnen. Im Ausführungsbeispiel ist der Pralltopf 40 zweiteilig ausgebildet und umfasst ein erstes Pralltopfteil 45 und ein zweites Pralltopfteil 46. Die mehrteilige Gestaltung des Pralltopfs 40 ermöglicht eine einfache Herstellung des Pralltopfs 40 in einem Spritzgussverfahren. Der Pralltopf 40 kann auch durch mehr als zwei Pralltopfteile gebildet sein.
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Vorteilhaft weisen die Mündungsöffnungen 41 und 42 des Pralltopfs 40 zur Abdeckplatte 71 einen Abstand b auf, wie in 3 für die Mündungsöffnung 41 gezeigt ist. Der Abstand b ist dabei parallel zur Mittelachse 44 des Luftfilters 37 gemessen. Der Luftfilter 37 ist bevorzugt mit einem Schnellverschluss am Pralltopf 40 fixiert. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Pralltopf 40 einen Befestigungsstutzen 72, an dem eine Befestigungsklammer 73 des Luftfilter 37 eingreift und den Luftfilter 37 in Richtung seiner Mittelachse 44 fixiert. Der Pralltopf 40 weist Anlagestutzen 76 auf (siehe auch 4 und 5). An den Anlagestutzen 76 liegt die Abdeckplatte 71 in montiertem Zustand an, wie 3 zeigt. Die Anlagestutzen 76 bilden ein Widerlager, so dass der Luftfilter 37 spielfrei an dem Befestigungsstutzen 72 montiert ist.
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Wie 3 zeigt, schließt die Trennwand 17 im Pralltopf 40 an eine Rückwand 65 des Pralltopfs 40 an. Die Rückwand 65 ist zwischen der Verbindungsöffnung 50 und der Abdeckplatte 71 des Luftfilters 37 angeordnet ist (5). Die Rückwand 65 schließt mit der Mittelebene 36 der Trennwand 17einen Winkel α ein. Der Winkel α beträgt vorteilhaft von 100° bis 170°. Als besonders vorteilhaft wird ein Winkel α von 110° bis 160° angesehen. In Abstellposition 57 ist die Rückwand 65 dadurch nach Art eines geneigten Daches ausgebildet. Kraftstoff, der sich an der Rückwand 65 sammelt, kann von einströmender Luft mitgenommen werden. Die Rückwand 65 ist auch in den 12, 14 und 16 dargestellt. In den Schnittdarstellungen aus 1 und 3 fällt die Mittelebene 36 der Trennwand 17 mit der Ansaugkanallängsachse 29 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 zusammen.
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Wie 3 auch zeigt, verläuft am zweiten Pralltopfteil 46 ein Steg 75. Der Steg 75 erstreckt sich zumindest in den Bereich des Pralltopfs 40, der einen Pralltopfboden 64 bildet. Der Pralltopfboden 64 ist der Bereich des Pralltopfs 40, der in Abstellposition 57 den Boden des Abschnitts 78 des Gemischkanals 18 bildet. Der Steg 75 greift in das erste Pralltopfteil 45 ein, so dass sich die beiden Pralltopfteile 45 und 46 im Bereich des Pralltopfbodens in radialer Richtung zur Ansaugkanallängsachse 29 und in radialer Richtung zur Mittelachse 44 des Luftfilters 37 überlappen. Das erste Pralltopfteil 45 weist hierzu einen Steg 74 auf, der den Steg 75 übergreift.
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4 zeigt eine von zwei Befestigungsschrauben 35, mit denen die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 am Pralltopf 40 oder an einem Anschlussbauteil, beispielsweise einem Anschlussflansch oder dem Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1, festgelegt ist. Der Pralltopf 40 weist hülsenförmige Abschnitte 67 auf, über die die Befestigungsschrauben 35 zugänglich sind. Wie 4 zeigt, sind die hülsenförmigen Abschnitte 67 im Bereich der Mündungsöffnungen 42 ausgespart.
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Der Abschnitt 79 des Luftkanals 19 mündet, wie 4 zeigt, mit einer Mündungsöffnung 41 des Pralltopfs 40 in den Reinraum 38 (3) des Luftfilters 37. Der Abschnitt 78 des Gemischkanals 18 mündet mit zwei Mündungsöffnungen 42 des Pralltopfs 40 in den Reinraum 38 des Luftfilters 37 (3). Die beiden zweiten Mündungsöffnungen 42 sind beidseitig einer Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1 angeordnet. Die Mittelebene 43 enthält die Zylinderlängsachse 27 (1 und 2) und die Ansaugkanallängsachse 29 (1). Die Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1 entspricht der Schnittebene von 1 und 3.
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Wie 4 zeigt, weist der Pralltopf 40, im Ausführungsbeispiel das erste Pralltopfteil 45, zwei Lagerstutzen 80 auf. Mit den Lagerstutzen 80 ist der Pralltopf 40 gemeinsam mit dem Luftfilter 37 schwingungsdämpfend gegenüber dem Gehäuse 52 des Arbeitsgeräts 51 (2) gelagert. Im Ausführungsbeispiel sind die Lagerstutzen 80 hierzu in Gehäuseaufnahmen 48 angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 selbst mit dem Pralltopf 40 verbunden und ebenfalls über die Lagerstutzen 80 gelagert ist. Die Verbindung der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 zum Zylinder 2 ist in diesem Fall vorteilhaft durch einen elastischen Verbindungsstutzen gebildet.
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Wie 4 und 5 zeigen, weist der Pralltopf 40 eine Umfangswand 77 auf, die teilweise durch das erste Pralltopfteil 45 und teilweise durch das zweite Pralltopfteil 46 gebildet ist. An der Umfangswand 77 überlappen sich das erste Pralltopfteil 45 und das zweite Pralltopfteil 46. Die Überlappung der Pralltopfteile 45 und 46 am Pralltopfboden 64 ist in 3 gezeigt. In 4 ist auch die Lage der Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1 dargestellt.
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5 zeigt eine Abdeckung 68 an einer der zweiten Mündungsöffnungen 42. Wie 4 zeigt, ist die Abdeckung 68 an der zweiten Mündungsöffnung 42 angeordnet, die in Abstellposition 57 tiefer als die andere Mündungsöffnung 42 liegt. Die Abdeckung 68 verschließt einen Abschnitt der zweiten Mündungsöffnung 42 an der der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 (1) abgewandten Seite der Mündungsöffnung 42.
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6 zeigt schematisch die Position der Mündungsöffnungen 42 und 41 in Abstellposition 57 bezogen auf die geodätische Höhe der Hauptkraftstofföffnung 23 und bezogen auf die geodätische Höhe der Trennwand 17 in der stromauf liegenden Stirnseite 33 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20. Die geodätische Höhe der Hauptkraftstofföffnung 23 ist in 5 schematisch durch eine Linie 82 verdeutlicht. Eine Linie 81 kennzeichnet die geodätische Höhe der Trennwand 17 in der stromauf liegenden Stirnseite 33 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20. Die Kraftstoffzuführeinrichtung 20 ist dabei in 5 lediglich schematisch dargestellt. Wie 6 zeigt, ragt keine zweite Mündungsöffnung 42 in den Bereich unterhalb der Linie 82. Die sichtbare Mündungsöffnung 42 erstreckt bis etwas oberhalb der Linie 81. Die andere Mündungsöffnung 42 liegt, wie ein Vergleich mit 5 zeigt, in Abstellposition 57 weiter oben. Demnach erstreckt sich auch keine zweite Mündungsöffnung 42 in einen Bereich, der bezogen auf die geodätische Höhe tiefer als die Trennwand 17 in der stromauf liegenden Stirnseite 33 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 liegt.
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Die 7 und 8 zeigen die Kraftstoffzuführeinrichtung 20, die Grundplatte 70 und die Abdeckplatte 71 des Luftfilters 37 sowie das zweite Pralltopfteil 46. Das Filtermaterial 39 und das erste Pralltopfteil 45 sind nicht dargestellt. In den 6 und 7 ist jeweils einer der hülsenförmigen Abschnitte 67 und eine an den hülsenförmigen Abschnitten 67 jeweils ausgebildete Aussparung 83 für die Mündungsöffnung 42 des Gemischkanals dargestellt. Die Aussparungen 83 ermöglichen einen ausreichend großen Strömungsquerschnitt für die Mündungsöffnungen 42 bei kompakter Anordnung. In 8 ist auch der Kompensationsanschluss 90 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 dargestellt.
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Die 9 zeigt das erste Pralltopfteil 45. Wie 9 zeigt, weist das erste Pralltopfteil 45 zwei Schraubaugen 66 auf, an denen jeweils eine Befestigungsöffnung 47 ausgebildet ist. Durch jede Befestigungsöffnung 47 ragt eine Befestigungsschraube 35 (4). Wie 9 zeigt, ist die Öffnung 89 für den Kompensationsanschluss 90 am ersten Pralltopfteil 45 ausgebildet. Die Umfangswand 77 weist Abschnitte 86 verringerter Dicke auf, deren Außenseite zur Anlage am zweiten Pralltopfteil 46 vorgesehen sind.
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10 zeigt beide Pralltopfteile 45 und 46 im Schnitt. Die Abschnitte 86 liegen bezogen auf die Mittelachse 44 des Luftfilters 37 radial innerhalb von Abschnitten 87 des zweiten Pralltopfteils 46. Die Abschnitte 86 und 87 liegen aneinander an und bilden einen stufenförmigen Dichtspalt, der den Abschnitt 78 des Gemischkanals 18 nach Art einer Labyrinthdichtung abdichtet. Die Abschnitte 87 sind auch in den 14 bis 16 dargestellt.
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Wie 11 zeigt, ist der Abschnitt 78 des Gemischkanals 18 im Pralltopf 40 in zwei Arme 61 und 62 aufgeteilt, die jeweils an einer der Mündungsöffnungen 42 münden. An jedem Arm 61, 62 ist ein Abschnitt 86 und ein daran anliegender Abschnitt 87 angeordnet. Wie 11 auch zeigt, verläuft zwischen den beiden Armen 61 und 62 eine Abtrennwand 63. Die Abtrennwand 63 verläuft nicht parallel zur Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1, sondern zu dieser geneigt.
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In 12 ist die Mittelebene 36 der Trennwand 17, nämlich des Abschnitts 49 der Trennwand 17, eingezeichnet. Die dargestellte Position des zweiten Pralltopfteils 46 entspricht der Lage in Abstellposition 57. Die Abtrennwand 63 schließt mit der Mittelebene 36 der Trennwand 17 einen Winkel β ein. Der Winkel β beträgt vorteilhaft weniger als 80°. Die beiden Befestigungsöffnungen 47 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene 36 der Trennwand 17 angeordnet. Der Winkel β ist vorteilhaft so geneigt, dass die Abtrennwand 63 an der Umfangswand 77 auf der Seite der Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1 verläuft, auf der die Befestigungsöffnung 47 oberhalb der Mittelebene 36 der Trennwand 17 verläuft. Im Ausführungsbeispiel ist auf dieser Seite der Mittelebene 43 des Verbrennungsmotors 1 der zweite Arm 62 des Gemischkanals 18 angeordnet. Der erste Arm 61 des Gemischkanals 18 bildet den Pralltopfboden 64. Dies ist auch in den 14 und 15 dargestellt. Aufgrund der Neigung der Abtrennwand 63 können beide Arme 61 und 62 auf einfache Weise mit vergleichbaren Strömungsquerschnitten gestaltet werden.
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In 12 ist schematisch die Lage der Verbindungsöffnung 50 des Ansaugkanals 16 an der stromauf liegenden Stirnseite 33 der Kraftstoffzuführeinrichtung 20 mit gestrichelter Linie eingezeichnet. Die Verbindungsöffnung 28 des Gemischkanals 18 in den Pralltopf 40 liegt bei Blickrichtung in Richtung der Ansaugkanallängsachse 29 vollständig in Überdeckung mit dem Pralltopf 40. Im Ausführungsbeispiel liegt auch die Verbindungsöffnung 31 des Luftkanals 19 in dem Pralltopf 40 bei Blickrichtung in Richtung der Ansaugkanallängsachse 29 vollständig in Überdeckung mit dem Pralltopf 40. Wie 12 zeigt, überdeckt das zweite Pralltopfteil 46 die gesamte Verbindungsöffnung 50 des Ansaugkanals 16 in den Pralltopf 40 bei der in 12 dargestellten Blickrichtung in Richtung der Ansaugkanallängsachse 29 vollständig. Die Verbindungsöffnung 50 liegt zwischen den Befestigungsöffnungen 47.
