DE19618699A1 - Verbrennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor für ein handgeführtes Arbeitsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbeson­ dere Zweitaktmotor für ein handgeführtes Arbeitsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

In der EP 0 295 398 B1 ist ein Verbrennungsmotor, insbe­ sondere für den von Hand zu startenden Motor eines Ar­ beitsgerätes beschrieben, der mit einer Startautomatik versehen ist. Dabei umfaßt ein Vergaser jeweils auf einer Lagerachse sitzend eine Drosselklappe und eine Choke­ klappe, die im Ansaugkanal in Strömungsrichtung hinter­ einander angeordnet und über ein Verbindungsgestänge ge­ koppelt sind. Die Drosselklappe ist bei geschlossener Chokeklappe in teilweise geöffneter Stellung gehalten. Ferner umfaßt die Startautomatik eine der Chokeklappe zu­ geordnete Betätigungsvorrichtung, die an einem drehfest auf der Lagerachse der Chokeklappe sitzenden Stellhebel angreift und vom Unterdruck in dem Kurbelgehäuse des Ver­ brennungsmotors über eine Leitung beaufschlagbar ist, die ein Rückschlagventil und eine thermostatisch gesteuerte Drossel enthält. Mit dieser Maßnahme soll erreicht wer­ den, daß nach dem Anspringen des Verbrennungsmotors das für den Motoranlauf erforderliche fette Kraftstoff/Luft- Gemisch durch Reduzierung des Kraftstoffanteils bzw. Er­ höhung des Luftanteils magerer eingestellt wird.

Aus der DE 40 16 224 A1 ist eine Einrichtung zur Verbes­ serung des Startverhaltens von Verbrennungsmotoren be­ kannt. Diese Einrichtung besteht aus einem Betätigungs­ zug, der das Startorgan, nämlich einen Reversierstarter mit einem Dekompressionsventil verbindet. Hierzu ist ein Seilzug vorgesehen, der einerseits an dem Betätigungszug angreift und andererseits sowohl an dem Dekompressions­ ventil als auch an einem Drosselklappenhebel des Verga­ sers angelenkt ist. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß beim Startvorgang durch den Betätigungszug über die Kopplung mittels des Seilzugs das Dekompressionsventil geöffnet und die Drosselklappe im Vergaser in eine vorbe­ stimmte Stellung gebracht werden. Sobald die Zugspannung in dem Starterseil nachläßt, werden aufgrund von dafür vorgesehenen Rückstellfedern das Dekompressionsventil so­ wie die Drosselklappe in ihre Ausgangslage zurückge­ stellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung derart weiterzubilden, daß mit ein­ fachen technischen Mitteln das Einstellen einer Startein­ richtung möglich und ein selbsttätiges Rückstellen der Chokeklappe des Vergasers gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu se­ hen, daß eine unmittelbare Abhängigkeit eines eindeutigen Signals bezüglich des erfolgten Anspringens des Motors und der Chokeklappe gegeben ist und die Rückstellung der Chokeklappe ohne zeitliche Verzögerung und unbeeinträch­ tigt von anderen Betriebsbedingungen oder Störeinflüssen erfolgt. Durch das Schließen des Dekompressionsventils liegt ein eindeutiges Signal bezüglich des Anspringens vor, das unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung di­ rekt auf die Chokeklappe übertragen werden kann. Auf diese Weise erfolgt eine umgehende Änderung der Gemisch­ bildung, so daß ein sogenanntes Absaufen des Verbren­ nungsmotors verhindert wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsge­ genstandes ist als Mittel zur mechanischen Kopplung ein Gestänge und/oder ein Seilzug vorgesehen. Als besonders geeignet wird hierfür ein Bowdenzug angesehen, da mit diesem den unterschiedlichen geometrischen Zuordnungen des Dekompressionsventils und der Chokeklappenwelle auf einfache Weise Rechnung getragen werden kann.

Zweckmäßigerweise weist das Dekompressionsventil einen aus dem Zylindergehäuse ragenden Schaft auf, der mit ei­ nem die Schließbewegung des Dekompressionsventils erfas­ senden Element zusammenwirkt. Ein solches Element ist zweckmäßigerweise eine Bügelfeder, die mit einem ihrer Abschnitte quer zur Bewegungsrichtung des Schaftes des Dekompressionsventils verläuft. Dieser Abschnitt der Bü­ gelfeder wird bei Einstellen in die Startstellung des Verbrennungsmotors gegen den Schaft des Dekompressions­ ventils bewegt, so daß auf diese Weise das Dekompressi­ onsventil in seine Öffnungsstellung gebracht wird. Damit die Bügelfeder im ungestarteten Zustand des Verbrennungs­ motors in dieser Stellung verbleibt, ist es vorteilhaft, durch Reibschluß oder eine entriegelbare Rastverbindung diesen Abschnitt der Bügelfeder in der entsprechenden Po­ sition zu halten, wobei selbstverständlich das Reibmoment bzw. die Haltekraft beim Schließen des Dekompressionsven­ tils infolge des Innendrucks im Zylinder überwunden wird und damit die Bügelfeder in die ungespannte Stellung zu­ rückgeführt wird.

Zur Betätigung der Chokeklappe ist auf einer Chokeklap­ penwelle ein Hebel angeordnet, der mit der Chokeklappen­ welle drehfest verbunden ist und an dessen der Chokeklap­ penwelle abgewandten Ende das Gestänge bzw. der Seilzug befestigt ist. Der Seilzug bzw. Bowdenzug ist zweckmäßi­ gerweise an dem freien Ende der Bügelfeder einerseits und an dem auf der Chokeklappenwelle angeordneten Hebel ande­ rerseits befestigt, vorzugsweise in entsprechende Öffnun­ gen dieser Bauteile eingehängt.

Zum Einstellen der Einrichtung in die Startstellung ist auf der Chokeklappenwelle ein Bedienungselement angeord­ net, das drehfest mit der Chokeklappenwelle verbunden und in wenigstens zwei vorbestimmten Positionen einstellbar ist. Diese beiden Positionen sind die Betriebsstellung für den Verbrennungsmotor, in welcher die Chokeklappe ge­ öffnet ist und die Startstellung, in der die Chokeklappe geschlossen ist. Neben dem Hebel für das Gestänge bzw. den Seilzug ist zweckmäßigerweise auf der Chokeklappen­ welle ein Schlepphebel angeordnet, der bezogen auf die Schwenkbewegung des Hebels für den Seilzug in einer Rich­ tung mit diesem koppelbar und in der anderen Richtung ge­ genüber diesem verdrehbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe des Bedienungselementes auch auf die Drosselklappe einzuwirken, um diese ebenfalls in eine Startstellung zu bringen.

Unabhängig von dem durch das Dekompressionsventil ausge­ lösten Rückstellen der Bügelfeder und somit auch dem Rückstellen der Chokeklappe bleibt die Drosselklappe in der Startstellung bis durch eine erstmalige Betätigung des Gaszuges der Schlepphebel rückgestellt wird. Zur Er­ zeugung dieser Funktion ist es zweckmäßig, auf einem Ende einer Drosselklappenwelle einen schwenkbaren Hebel anzu­ ordnen, dessen Bewegungsbahn die Bewegungsbahn des Schlepphebels schneidet. Der schwenkbare Hebel weist vor­ zugsweise eine Ausnehmung auf, in der ein äußerer Um­ fangsabschnitt des Schlepphebels aufnehmbar ist. Auf diese Weise werden der Schlepphebel der Chokeklappenwelle und der Hebel der Drosselklappenwelle sowie die Drossel­ klappe selbst in der Startstellung gehalten. Bei der erstmaligen Betätigung des Gashebels werden der schwenk­ bare Hebel und der Schlepphebel außer Eingriff gebracht, so daß mittels einer Rückstellfeder der Schlepphebel in der nichtkoppelbaren Richtung zurückgestellt wird, so daß dieser in die Position gebracht wird, in der er mit dem Hebel für den Bowdenzug gekoppelt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1a einen Einzylinder-Zweitakt-Motor mit Dekompressi­ onsventil und Vergaser in einer Betriebsstellung,

Fig. 1b eine vergrößerte Darstellung der Kinematik von Drosselklappe und Chokeklappe,

Fig. 1c einen Schnitt durch einen Vergaser mit entspre­ chender Klappenstellung,

Fig. 2a-2c eine schematische Darstellung gemäß Fig. 1a-1c, jedoch in einer Kaltstart-Stellung,

Fig. 3a-3c eine Darstellung gemäß Fig. 1a-1c, jedoch in einer Warmstart-Stellung.

In Fig. 1a ist ein Verbrennungsmotor 1 dargestellt, der als Einzylinder-Zweitakt-Motor ausgestaltet und an seinem Zylindergehäuse 2 mit Kühlrippen 3 versehen ist. Das Zy­ lindergehäuse 2 weist in seinem oberen Bereich 4 ein De­ kompressionsventil 5 auf, dessen Schaft 6 aus dem oberen Bereich 4 des Zylindergehäuses 2 ragt.

Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Vergaser 7 verse­ hen, in dem eine mittels eines Gaszugs 8 betätigbare Drosselklappe 9 sowie eine mittels eines als Starthebel 10 ausgebildeten Bedienungselementes 11 betätigbare Cho­ keklappe 12 angeordnet sind. Die Drosselklappe 9 ist auf einer Drosselklappenwelle 13 befestigt, welche aus einem Gehäuse 14 des Vergasers 7 ragt, wobei auf dem Ende der Drosselklappenwelle 13 ein mit der Drosselklappe schwenk­ barer Hebel 15 befestigt ist, an dem der Gaszug 8 einge­ hängt ist.

Die Chokeklappe 12 ist auf einer Chokeklappenwelle 16 be­ festigt, auf deren außerhalb des Vergasergehäuses 14 be­ findlichem Wellenende drehfest ein Hebel 17 angeordnet ist. Auf demselben Wellenende der Chokeklappenwelle 16 befindet sich ein Schlepphebel 18, der relativ zur Choke­ klappenwelle drehbar gelagert und in einer Richtung der Schwenkbewegung des Hebels 17 mit diesem koppelbar und in der anderen Richtung gegenüber diesem verdrehbar ist.

Im Bereich des Schaftes 6 des Dekompressionsventils 5 ist an der Außenseite des Zylindergehäuses 2 eine Bügelfeder 19 befestigt, die einen Abschnitt 20 umfaßt, der sich quer zur Bewegungsrichtung des Dekompressionsventiles 5 unmittelbar vor dem Ende 6′ des Schaftes 6 erstreckt. Auf diese Weise befindet sich der Abschnitt 20 in der Bewe­ gungsbahn des Schaftes 6, so daß die Bügelfeder 19 und das Dekompressionsventil 5 in Wechselwirkung stehen. Zwi­ schen der Bügelfeder 19 und dem Hebel 17 auf der Choke­ klappenwelle 16 erstreckt sich ein Bowdenzug 21, dessen Bowdenzugseil 22 mit einem Ende 22′ an dem freien Ende 20′ des Abschnitts 20 der Bügelfeder 19 eingehängt und mit seinem anderen Ende 22′′ an dem Hebel 17 befestigt ist. Außerdem ist ein Purger 23 vorgesehen, mit dessen Hilfe vor dem Start des Verbrennungsmotors 1 zusätzlich Kraftstoff in den Vergaser 7 gegeben werden kann.

In einem Abstand zu dem Bedienungselement 11 befinden sich zwei Markierungen in Form jeweils eines Punktes mit den Bezeichnungen S1 und S2. Mittels des Starthebels 11 ist das Bedienungselement 11 in diesen Positionen ein­ stellbar, wobei S1 die Betriebsstellung und S2 die Start­ stellung bedeuten.

Aus der in Fig. 1b vergrößerten Darstellung der Kinematik am Vergaser 7 wird deutlich, daß der Hebel 15 auf seiner dem Kraftangriffspunkt des Gaszuges 8 abgewandten Seite eine bogenförmige Vertiefung 24 aufweist. Dabei ent­ spricht der Radius des Bogens der Vertiefung 24 der äuße­ ren Form des der Schwenkachse des Schlepphebels 18 ent­ fernt liegenden Endes 18′ des Schlepphebels 18. Das Bow­ denzugseil 22 des Bowdenzugs 21 ist mit seinem Ende 22′′ an dem Hebel 17 eingehängt, allerdings ist der Hebel 17 in der in Fig. 1b gezeigten Betriebsstellung zum größten Teil durch den Schlepphebel 18 verdeckt.

Auf dem anderen Ende der Chokeklappenwelle 16, das heißt in Fig. 1b hinter dem Gehäuse 14 des Vergasers 7 befindet sich das Bedienelement 11, das mittels des Starthebels 10 in den Stellungen S1 bzw. S2 einstellbar ist. Bei der in Fig. 1b dargestellten Position des Starthebels 10, in der dieser auf den Punkt S1 zeigt, nehmen die Drosselklappe 9 und die Chokeklappe 12 die in Fig. 1c dargestellte Stel­ lung ein. Daraus ist ersichtlich, daß die Chokeklappe sich mit der Klappenebene in Längsrichtung des Vergaser­ kanals 25 erstreckt, wohingegen die Drosselklappe 9 sich in der Leerlaufstellung befindet und somit eine im we­ sentlichen quer zur Längsrichtung des Vergaserkanals 25 verlaufende Stellung einnimmt.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen Darstellungen des Gegenstandes der Fig. 1, jedoch in der Stellung der Starteinrichtung, die für einen Kaltstart erforderlich ist. Wie aus Fig. 2a und 2b ersichtlich ist, wird zu diesem Zweck der Starthe­ bel 10 in die zum Punkt S2 zeigende Stellung gebracht und damit das Bedienungselement 11 um einen entsprechenden Drehwinkel verschwenkt. Durch diese Drehbewegung der Chokewelle 16 wird auch der Hebel 17 in gleicher Weise verschwenkt, so daß das Ende 22′′ des Bowdenzugseils 22 nach unten gezogen wird. In dieser Schwenkrichtung des Hebels 17 ist eine Kopplung mit dem Schlepphebel 18 gege­ ben, so daß letzterer aufgrund der sich schneidenden Be­ wegungsbahnen des Hebels 15 mit dem Schlepphebel 18 in Berührung kommt und den Hebel 15 im Uhrzeigersinn ver­ schwenkt. Wie aus Fig. 2b deutlich wird, hat die Vertie­ fung 24 eine dem Schlepphebel 18 angepaßte Kontur, so daß die Hebel 15 und 18 in der Einstellung für den Kaltstart des Verbrennungsmotors 1 eine eindeutig definierte Posi­ tion einnehmen.

Wie aus Fig. 2a deutlich wird, bewirkt das Herabziehen des Bowdenzugseils 22 durch den Hebel 17 ein Spannen der Bogenfeder 19, so daß diese mit ihrem Abschnitt 20 auf den Schaft 6 des Dekompressionsventils 5 einwirkt, wo­ durch dieses in die Öffnungsstellung bewegt wird. Durch geeignete Mittel wird dabei dafür gesorgt, daß die Bügel­ feder in der gespannten Stellung bleibt und nur bei Rück­ stellung des Starthebels 10 durch die Bedienungsperson oder Schließen des Dekompressionsventils 5 in die Aus­ gangslage zurückgestellt wird. Aus der Fig. 2c ist die zugehörige Klappenstellung von Drosselklappe 9 und Choke­ klappe 12 zu ersehen, wobei die Chokeklappe 12 eine quer zur Achse des Vergaserkanals 25 verlaufende Position ein­ nimmt und sich die Drosselklappe 9 in einer den Drossel­ querschnitt zum Teil freigebenden Schrägstellung befin­ det.

Beim Starten des Verbrennungsmotors 1 ist das Dekompres­ sionsventil 5 zunächst geöffnet, beim Zünden des Kraft­ stoff/Luft-Gemisches wird jedoch aufgrund des Innendrucks im Zylinder das Dekompressionsventil 5 geschlossen, was zur Folge hat, daß der Schaft 6 den Abschnitt 20 der Bü­ gelfeder 19 nach oben drückt und das Ende 22′ des Bowden­ zugseils 22 nach oben zieht. Auf diese Weise wird der He­ bel 17 von dem Ende 22′′ des Bowdenzugseils 22 im Uhrzei­ gersinn verdreht und das Bedienungselement 11 mit dem Starthebel 10 in die Position S1 zurückbewegt. Der Schlepphebel 18 ist bei dieser Bewegungsrichtung des He­ bels 17 nicht mit diesem gekoppelt, so daß der Schwenkhe­ bel 18 in Anlage an dem Hebel 15 verbleibt. Bei der er­ sten Betätigung des Gaszugs 8 wird der Hebel 15 von dem Schwenkhebel 18 gelöst, so daß die den Schwenkhebel 18 hemmende Kraft aufgehoben ist. Mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Rückstellfeder kann dann der Schwenkhebel 18 zurückgeschwenkt werden, bis die Kop­ pelung mit dem Hebel 17 erreicht ist.

In Fig. 3a-3c ist der zuvor beschriebene Gegenstand in einer Position für den Warmstart dargestellt. Hierzu wird zunächst der Starthebel 10 auf die Position S2 einge­ stellt, wodurch das Bedienungselement 11 und der Hebel 17 entgegen Uhrzeigersinn verdreht werden und der Schlepphe­ bel 18 mitgeschleppt wird, so daß dieser die in Fig. 3b dargestellte Position einnimmt. Sodann wird der Starthe­ bel 11 in die Position S1 zurückgeführt. Bei dieser Bewe­ gung sind jedoch Hebel 17 und Schwenkhebel 18 nicht ge­ koppelt, so daß der Schwenkhebel 18 in Eingriff mit dem Hebel 15 verbleibt. Durch das zwischenzeitliche Einstel­ len des Starthebels 10 auf die Position S2 wird das De­ kompressionsventil 5 geöffnet, der Abschnitt 20 der Bü­ gelfeder 19 wird jedoch beim Zurücksetzen des Starthebels 10 in die Position S1 wieder in die Ausgangslage zurück­ geführt und befindet sich somit im Abstand gegenüber dem vorderen Ende 6′ des Schaftes 6. Das Schließen des Dekom­ pressionsventiles 5 hat in diesem Fall beim Schließen in Folge ausreichenden Innendrucks im Zylinder keine Auswir­ kung auf den Bowdenzug 21.

Wie aus Fig. 3c ersichtlich ist, befindet sich in der Warmstart-Stellung der Starteinrichtung die Chokeklappe in einer in Längsrichtung des Vergaserkanals 25 ausge­ richteten Stellung und die Drosselklappe 9 nimmt die in Fig. 2c bereits erläuterte Startstellung ein. Bei erstma­ liger Betätigung des Gaszuges 8 wird die Drosselklappe 9 mit Hilfe des Hebels 15 verschwenkt, um einen größeren Teil des Querschnitts freizugeben, wobei gleichzeitig die Hemmung des Schlepphebels 18 überwunden wird und dieser in der bereits beschriebenen Weise in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

Claims (12)

1. Verbrennungsmotor, insbesondere Zweitaktmotor für ein handgeführtes Arbeitsgerät mit einem Seilzug­ starter und einem während des Startvorgangs in eine Öffnungsstellung bringbaren Dekompressionsventil (5) sowie einem eine Drosselklappe (9) und eine Choke­ klappe (12) aufweisenden Vergaser (7), wobei die Chokeklappe (12) aus einer Betriebsstellung (S1) in eine Startstellung (S2) bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel zur mechani­ schen Kopplung zwischen dem Dekompressionsventil (5) und der Chokeklappe (12) vorgesehen ist, mit dem ei­ ne Schließbewegung des Dekompressionsventils (5) er­ faßbar ist und in Abhängigkeit davon eine Rückstell­ bewegung der Chokeklappe (12) von der Startstellung (S2) in die Betriebsstellung (S1) erfolgt.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur mechani­ schen Kopplung ein Gestänge und/oder ein Seilzug (22) vorgesehen ist.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekompressionsventil (5) einen aus dem Zylindergehäuse (2) ragenden Schaft (6) aufweist, der mit einem die Schließbewe­ gung des Dekompressionsventils (5) erfassenden Ele­ ment zusammenwirkt.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine Bügel­ feder (19) ist, die mit einem ihrer Abschnitte (20) quer zur Bewegungsrichtung des Schaftes (6) des De­ kompressionsventils (5) verläuft.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum reib- und/oder formschlüssigen Halten des Abschnittes der Bügelfeder (19) in einer gespannten Stellung vorge­ sehen sind, wobei die Lösekraft geringer ist als die beim Schließen des Dekompressionsventils (5) erzeug­ te Rückstellkraft.

6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Chokeklappenwelle (13) mit einem drehfest auf dieser angeordneten He­ bel (17) versehen ist, an dessen der Chokeklappen­ welle (16) abgewandten Ende das Gestänge bzw. der Seilzug (22) befestigt ist.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzug als Bowden­ zug (21) ausgeführt ist, dessen Bowdenzugseil (21) an dem freien Ende (20′) der Bügelfeder (19) einer­ seits und an dem auf der Chokeklappenwelle (16) an­ geordneten Hebel (17) andererseits befestigt, vor­ zugsweise eingehängt ist.

8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Chokeklappen­ welle (16) ein Bedienungselement (11) angeordnet ist, das drehfest mit der Chokeklappenwelle (16) verbunden und in wenigstens zwei vorbestimmten Posi­ tionen (S1, S2) einstellbar ist.

9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Hebel (17) für das Gestänge bzw. den Seilzug (21) auf der Choke­ klappenwelle (16) ein Schlepphebel (18) angeordnet ist, der in einer Richtung der Schwenkbewegung des Hebels (17) mit diesem koppelbar und in der anderen Richtung gegenüber diesem verdrehbar ist.

10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Ende einer Drosselklappenwelle (13) ein schwenkbarer Hebel (15) angeordnet ist, dessen Bewegungsbahn die Bewegungs­ bahn des Schlepphebels (18) schneidet.

11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Hebel (15) eine Ausnehmung (24) aufweist, in der ein äuße­ rer Umfangsabschnitt (18′) des Schlepphebel (18) aufnehmbar ist, wobei vorzugsweise die Ausnehmung (24) eine Form besitzt, die der äußeren Kontur des Schlepphebels (18) entspricht.

12. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlepphebel (18) in der nicht koppelbaren Richtung von einer Rückstell­ feder belastet ist.