DE3821958A1 - Zuendschalter fuer einen verbrennungsmotor mit elektrischer zuendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündschalter für einen handzu­ startenden Verbrennungsmotor mit elektrischer Zündung, ins­ besondere für einen in einer Motorkettensäge oder derglei­ chen eingebauten Verbrennungsmotor mit Magnetzündung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 34 45 839 ist ein Verbrennungsmotor mit einer Startautomatik bekannt, die aus einem an der Starterklappe (Chokeklappe) angreifenden pneumatischen Stellglied besteht, das über ein Rückschlagventil mit dem Kurbelraum des handzu­ startenden Verbrennungsmotors verbunden ist. Läuft der Motor an, so steht der wechselnde Kurbelgehäusedruck am Rück­ schlagventil an, das nur die negative Druckkomponente pas­ sieren läßt. Der Faltenbalg des Stellgliedes wird so evaku­ iert, und die Stellstange verschwenkt die Starterklappe in ihre Außerbetriebsstellung, in der sie den Ansaugkanal ganz freigibt. Der Verbrennungsmotor läuft.

Wird der Verbrennungsmotor abgestellt, fällt der Unterdruck im Faltenbalg ab, da dieser über eine Ausgleichsleitung be­ lüftet ist. Die Stellstange fährt zurück und verschwenkt die Starterklappe in ihre Startstellung für einen nächsten Startversuch.

Ein derartiger Verbrennungsmotor weist eine elektrische Zündung auf, bei motorbetriebenen Arbeitsgeräten wie Rasenmäher, Motorkettensäge usw. meist eine Schwungrad- bzw. Magnetzündung. Zum Stillsetzen des Motors wird bei laufendem Motor die Zündspule auf Masse geschaltet, so daß aufgrund des entstehenden Kurzschlusses die Zündkerze keine Zündfun­ ken mehr abgibt und der Motor ausläuft. Dieses Kurzschließen der Zündspule erfolgt meist über einen Zündschalter, der in einer ersten Schaltstellung die Zündspule kurzschließt (Mo­ tor läuft aus) und in einer zweiten Schaltstellung den Kurz­ schluß unterbricht (Motor läuft).

In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Schalter zwar zum Ausschalten des Verbrennungsmotors korrekt in die entspre­ chende Schaltstellung gebracht wird, aber meist beim Starten des Verbrennungsmotors das Zurückschalten in die Startstel­ lung (Zündung "EIN") versäumt wird. Dies führt beim Start­ vorgang mit wirkungslos geschalteter Zündung zu einer Über­ fettung des Gemischs im Brennraum des Motors und damit ver­ bundenen erheblichen Startschwierigkeiten bei folgenden Startversuchen mit eingeschalteter Zündung. Dies ist insbe­ sondere bei handgestarteten Verbrennungsmotoren problema­ tisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem handzu­ startenden Verbrennungsmotor mit elektrischer Zündung ein Starten des Verbrennungsmotors mit ausgeschalteter Zündung sicher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der als Taster ausgebildete Zündschalter wird nur in seiner Taststellung "Zündung AUS" durch den Rastnocken verrastet, und zwar nur dann, wenn der Motor läuft und daher das bei laufendem Motor aktivierte Stellglied den Rastnocken in den Stellweg des Zündschalters eingefahren hat. Läuft der Motor aus und steht, ist das Stellglied nicht weiter aktiviert und fällt in seine Ruhestellung zurück, wodurch der angelenkte Rasthebel den Rastnocken ebenfalls in seine Ausgangslage außerhalb des Stellwegs des Tasters zurückstellt; die Ver­ rastung des Zündschalters wird aufgehoben, wodurch der Zünd­ schalter ebenfalls in seine Ruhestellung zurückfällt, in der die Zündung eingeschaltet ist. Sobald also der Motor steht, schaltet sich die Zündung selbsttätig wieder ein, so daß der Verbrennungsmotor für einen nächsten Startvorgang bereit ge­ schaltet ist. Der erfindungsgemäße Zündschalter bildet daher eine Abschaltautomatik, die bei Stillstand des Motors die Zündung wieder auf Startbereitschaft zurückstellt.

Die Erfindung ist insbesondere für Motorkettensägen mit Ver­ brennungsmotoren mit Magnetzündung geeignet. Bei Arbeiten mit der Kettensäge wird diese oft zur Ausführung begleiten­ der Arbeiten abgestellt und abgelegt. Die Bedienungsperson kann beim Wiederanlassen der Kettensäge den Zündschalter völlig unbeachtet lassen, da die motorbetriebsabhängige Rastvorrichtung sicherstellt, daß für jeden Startvorgang der Zündschalter in seine Ausgangsstellung "Zündung EIN" zurück­ gesprungen ist.

In Weiterbildung der Erfindung besteht der Zündschalter aus einer flexiblen Kontaktfeder, die gegen die Wirkung einer Rückstellfeder um eine Achse verschwenkbar an einem Gegen­ kontakt zur Anlage bringbar ist. Dabei ist der Gegenkontakt vorteilhaft gehäusefest, so daß er sich zur Verbindung mit der spannungsführenden Zündspule besonders eignet. Die Kon­ taktfeder wird vorteilhaft über ein Masseband auf Masse gelegt.

Ist bei einem Verbrennungsmotor eine Starterklappe vorgese­ hen, an deren Verstellwelle beim Anlaufen des Verbrennungs­ motors im Sinne eines Öffnens der Starterklappe vom Stell­ glied verstellt wird, kann der Rasthebel mit Rastnocken ver­ drehfest auf der Stellwelle angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine Integration des erfindungsgemäßen Zündschalters ohne eine Vielzahl zusätzlicher Bauteile möglich.

Vorteilhaft ist das Stellglied ein pneumatisches Stellglied, das vom negativen (oder positiven) Kurbelgehäuseinnendruck betätigt ist. Der Kurbelgehäuseinnendruck ist ein sicherer Parameter für den Betriebszustand des Verbrennungsmotors. Es kann auch vorteilhaft sein, einen anderen Betriebsparameter auszunutzen wie z.B. den Ansaugrohrunterdruck. Auch ist ein elektrisches Stellglied anwendbar, wenn der Verbrennungsmo­ tor z.B. einen Generator antreibt oder die Magnetzündung ausreichend Energie liefert.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der folgenden Beschreibung, in der Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung in allen Merkmalen beschrieben sind. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemä­ ßen Zündschalters an einem Verbrennungsmotor mit Magnetzündung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zündschalters nach Fig. 1 mit in seiner AUS-Stellung verraste­ tem Zündschalter,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zündschalters nach Fig. 1 in verriegelter AUS-Stellung,

Fig. 4 eine konstruktive Ausführung des erfindungsgemä­ ßen Zündschalters im Gehäuse einer Motorketten­ säge,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie x-x in Fig. 4,

Fig. 6 eine andere Ansicht der konstruktiven Ausfüh­ rungsform nach Fig. 4,

Fig. 7 die konstruktive Ausführungsform nach Fig. 4 in verrasteter AUS-Stellung.

Der erfindungsgemäße Zündschalter 33 besteht im wesentlichen aus einer Kontaktfeder 18 und einem Gegenkontakt 15. Der Gegenkontakt 15 ist mit der (nicht dargestellten) Zündspule der Zündung 31 verbunden, während die Kontaktfeder 18 auf Masse liegt. Hierzu kann ein Massekabel 30 vorgesehen sein.

Die Zündung 31 betreibt eine Zündkerze 4 und besteht vor­ teilhaft aus einer Schwungrad- bzw. Magnetzündung; eine derartige Zündung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie nur bei laufendem Verbrennungsmotor 1 Zündenergie abgibt, die sich als Zündfunke an der Zündkerze 4 entlädt und das Verbrennungsgemisch im Brennraum 3 zündet. Derartige Zündungen sind insbesondere bei handgetragenen Arbeitsge­ räten wie Motorkettensägen oder dergleichen verwendet, da sie ein geringeres Gewicht aufweisen als Batteriezündungen. Zum Start muß der Motor meist mittels Seilzug von Hand angeworfen werden.

Der Kurbelraum 2 des Verbrennungsmotors 1 ist über ein Rückschlagventil 5 mit einem pneumatischen Stellglied 9 verbunden. Diese Verbindungsleitung 6 hat ferner zwischen Rückschlagventil 5 und Stellglied 9 eine mit einer Drossel 8 versehene Abzweigleitung 7 als Druckausgleichsleitung. Die Stellstange 10 des Stellgliedes 9 ist an einem Ende 12 b eines etwa mittig verschwenkbar gelagerten Rasthebels 12 angelenkt, dessen anderes freies Ende 12 a einen Rastnocken 14 trägt. Der Rastnocken erstreckt sich in der Schwenkebene des Rasthebels 12 in Richtung auf die unter ihm angeordnete Kontaktfeder 18. Diese ist mit einem Ende 18 a an dem Schen­ kel 21 eines Schalthebels 20 befestigt, der als Winkelhebel ausgebildet ist. Sein anderer Schenkel 22 liegt dem Tast­ stift 25 eines Tasters 29 gegenüber. Eine am Tastschenkel 22 angreifende Feder 24 zieht den Winkelhebel gegen einen An­ schlag 19, womit die Ruhestellung der Kontaktfeder 18 be­ stimmt ist.

Wird bei laufendem Verbrennungsmotor 1 der Taster 29 gegen die Kraft einer Feder 25 a niedergedrückt, stößt der Tast­ stift 25 am Schenkel 22 an, der um die Schwenkachse 23 ver­ schwenkt. Entsprechend verschwenkt der Schenkel 21 mit der Kontaktfeder 18, deren Kontaktabschnitt 18 b zur Anlage am gehäusefesten Gegenkontakt 15 gelangt (Fig. 2).

Da der Verbrennungsmotor 1 läuft, hat die negative Komponen­ te des im Kurbelraum 2 anstehenden Wechseldrucks über das Rückschlagventil 5 zu einer Evakuierung des pneumatischen Stellgliedes 9 geführt, wodurch sich die Stellstange 10 in Stellrichtung 11 verschoben hat. Dadurch ist auch der Rast­ hebel 12 um die Schwenkachse 17 und der Rastnocken 14 in Pfeilrichtung 16 verschwenkt worden, wodurch der Rastnocken im Stellweg der Kontaktfeder 18 des Austasters 26 liegt. In dieser Stellung wirken der Rastnocken 14 und ein Rastab­ schnitt 18 c der Kontaktfeder 18 zusammen, wodurch die Kon­ taktfeder 18 und mit ihr der Stellhebel 20 beim Nieder­ drücken des Tasters 29 in der AUS-Stellung verrastet. Der Gegenkontakt 15 ist in der AUS-Stellung über die Kontakt­ feder 18 auf Masse geschaltet, wodurch die Zündung 31 bzw. die Zündspule wirkungslos geschaltet ist. Diese verrastete AUS-Stellung des Austasters 26 ist in Fig. 2 gezeigt.

Aufgrund fehlender Zündung läuft der Verbrennungsmotor 1 aus. Bei stehendem Motor herrscht im Kurbelraum 2 ein aus­ geglichener Druck, so daß der Ausgleichsvorgang zur Belüf­ tung des pneumatischen Stellgliedes über die Drossel 8 ab­ läuft. Im pneumatischen Stellglied 9 fällt somit der Unter­ druck ab und die Stellstange 10 fährt entgegen der Stell­ richtung 11 aus. Diese Rückstellbewegung wird durch eine am Ende 12 a des Rasthebels 12 angreifende Zugfeder 13 unter­ stützt. Durch die Rückstellbewegung fährt der Rastnocken 14 entgegen Pfeilrichtung 16 aus dem Stellweg des Austasters 26 heraus und gibt den Rastabschnitt 18 c der Kontaktfeder 18 frei. Unter Wirkung der Zugfeder 24 verschwenkt der Schalt­ hebel 20 in seine Ruhestellung am Anschlag 19 zurück. Der Masseschluß zum Kontakt 15 ist unterbrochen und die Zündung 31 ist wieder wirksam geschaltet. Durch Starten des Verbren­ nungsmotors mittels Seilzug erhält die Zündung wieder elek­ trische Energie (Magnetzüngung) und der Motor kann anlaufen, da der zum Stillsetzen des Motors von der Bedienungsperson geschaltete Kurzschluß der Zündspule beim Stillstand des Mo­ tors selbständig wieder aufgehoben wird. Mit Anlaufen des Motors wird das pneumatische Stellglied 9 wieder evakuiert, wodurch der Rastnocken 14 in den Stellweg des Austasters 26 eingeschwenkt wird, um für einen nächsten Stopvorgang die Kontaktfeder in ihrer AUS-Stellung zu verrasten.

Um z.B. bei Reparaturarbeiten oder dgl. ein dauerhaftes Aus­ schalten der Zündung sicherzustellen, ist der Taststift 25 mit einem seitlichen Verriegelungsarm 28 versehen, der in AUS-Stellung des Tasters 29 mit einem gehäusefesten Verrie­ gelungsstift 27 a zusammenwirkt. Der Verriegelungsstift 27 a ist mittels eines in seiner Ruhestellung (Fig. 1) durch eine Feder 27 b kraftbeaufschlagten Tasters 27 in den Stellweg des Verriegelungsarms 28 verschiebbar. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird zur Verriegelung der AUS-Stellung des Austasters 26 der Taster 29 niedergedrückt und dann der Verriegelungsstift 27 a durch Niederdrücken des Verriegelungstasters 27 in den Stellweg des Verriegelungsarmes 28 gebracht. Wird nun der Taster 29 losgelassen, so schiebt die Feder 25 a diesen zu­ rück, bis der Verriegelungsarm 28 am Verriegelungsstift 27 a anliegt. Axial haken der Verriegelungsarm 28 und der Verrie­ gelungsstift 27 a ineinander, damit die Verriegelungstaste 27 nicht aufgrund der Feder 27 b in ihre Ruhestellung zurückfah­ ren kann, wodurch die Verriegelung gelöst würde.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 ist das pneumatische Stellglied 9 im Gehäuse 44 einer Motor­ kettensäge neben einem Vergaser 40 befestigt. Die Stellstan­ ge 10 greift an einem Schwenkhebel 41 an, der fest mit einer die Starterklappe 42 tragenden Verstellwelle 43 verbunden ist, die im Gehäuse des Vergasers 40 drehbar gelagert ist. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Rasthebel 12 mit dem Rastnocken 14 auf der Stellwelle 43 befestigt, vorzugsweise am die Stellwelle 43 mit der Stellstange 10 verbindenden Schwenkhebel 41.

Im Schwenkbereich des Rastnockens 14 ist die Kontaktfeder 18 des Zündschalters 33 angeordnet, die mit einem Endabschnitt 18 a im Schenkel 21 (Fig. 4) des Schalthebels 20 festgelegt ist. Im konstruktiven Ausführungsbeispiel besteht der Schalthebel 20 aus einem zylindrischen Rohr 20 a, in dessen Enden Achsbolzen 23 a, 23 b eingreifen und das zylindrische Rohr 20 a verschwenkbar im Gehäuse der Motorkettensäge hal­ ten. Die Schwenkachse 23 des Schalthebels 20 und die Achse der Stellwelle 43 liegen spitzwinklig zueinander, wobei im Bereich des gedachten Schnittpunktes der erfindungsgemäß verrastbare Zündschalter angeordnet ist. Es kann auch zweck­ mäßig sein, die Schwenkachse 23 und die Achse der Stellwelle 43 etwa oder genau parallel zueinander anzuordnen.

An dem einen Ende des Rohrs 20 a ist der sich radial er­ streckende Schenkel 21 des Schalthebels 20 mit der gehal­ terten Kontaktfeder 18 angeordnet, während am anderen Ende der andere Schenkel 22 liegt. Dieser erstreckt sich eben­ falls radial und liegt - in Umfangsrichtung gesehen - mit Abstand zum Schenkel 21, so daß sich - vgl. Fig. 4 - ein Winkelhebel ergibt.

Der Schenkel 22 trägt an seinem freien Ende einen sich axial erstreckenden, parallel zur Schwenkachse 23 liegenden Rund­ stift 22 a, der - wie aus Fig. 4 ersichtlich - am freien Ende des Taststifts 25 anliegt. Die Anlage wird durch die am Schalthebel 20 angreifende Rückstellfeder 24 gewährleistet; die am Taststift 25 vorgesehene, am Gehäuse 44 anliegende Schulter 25 b bildet dabei den in Fig. 1 schematisch darge­ stellten Anschlag 19.

Die Verriegelungsvorrichtung ist im Ausführungsbeispiel im Taster 29 bzw. Taststift 25 integriert, wie die Fig. 5 zeigt. Durch Drehen des Tasters 29 bzw. des Taststifts 25 kann dieser in seiner gedrückten AUS-Stellung verriegelt werden.

Läuft der Verbrennungsmotor an, so führt die Evakuierung des Stellgliedes 9 zu einem Anziehen der Stellstange 10, wodurch die Starterklappe 42 in ihre geöffnete Stellung verschwenkt wird. Die Arbeitsweise dieser Startautomatik ist in der DE-OS 34 45 839 ausführlich beschrieben, auf deren Offenba­ rung hier Bezug genommen wird.

Mit dem Verschwenken der Starterklappe 42 in ihre geöffnete Stellung wird gleichzeitig der Rastnocken 14 in den Stellweg des Zündschalters eingeschwenkt, da der Rasthebel 12 dreh­ fest auf der Verstellwelle 43 angeordnet ist. Wird nun der Taster 29 niedergedrückt, betätigt dieser über den Rundstift 22 a den Schalthebel 20 und verschwenkt die Kontaktfeder 18 in Richtung auf den Gegenkontakt 15. Dabei stößt deren Rastabschnitt 18 c an den Rastnocken 14 an, worauf infolge der weiteren Schwenkbewegung die Kontaktfeder 18 elastisch nachgibt, bis ihr Rastabschnitt 18 c unter dem Rastnocken 14 durchrutscht und der Kontaktabschnitt 18 b am Gegenkontakt 15 elektrisch leitend zur Anlage kommt.

Wird nun der Taster losgelassen, stellt sich dieser unter Wirkung der Feder 25 a in seine Ausgangsstellung (Fig. 4) zurück, in der die Schulter 25 b an einem gehäusefesten Halterungsflansch anliegt.

Der Zündschalter 33 verbleibt in der verrasteten Stellung, da der Rastnocken 14 ein Rückschwenken des Schwenkhebels 21 mit der Kontaktfeder 18 verhindert. Ist der Verbrennungs­ motor jedoch ausgelaufen und steht, wird das Vakuum im pneu­ matischen Stellglied ausgeglichen und die Stellstange 10 fährt - unter Verschwenkung der Verstellwelle mit Drossel­ klappe 42 und dem Rasthebel 12 - in ihre Ausgangsstellung zurück. Der zurückschwenkende Rasthebel (Rastnocken) gibt daher die Kontaktfeder zum Zurückschwenken frei, wodurch der Zündschalter 33 unter Wirkung der Rückstellfeder 24 in seine in Fig. 4 gezeigte Ausgangsstellung verschwenkt; die Zündung ist für einen nächsten Startvorgang wirksam geschaltet.

Claims (10)

1. Zündschalter für einen handzustartenden Verbrennungsmo­ tor (1) mit elektrischer Zündung (31), insbesondere für einen in einer Motorkettensäge oder dgl. eingebauten Verbrennungsmotor mit Magnetzündung, und mit einem in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors (1) betätig­ ten Stellglied (9), wobei der Zündschalter (33) in sei­ ner AUS-Stellung die Zündung (31) wirkungslos schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschalter (33) als Austaster (26) ausgebildet ist und das Stellglied (9) mit einem Rasthebel (12) verbunden ist, dessen Rast­ nocken nur im Betrieb des Motors (1) mittels des Stell­ gliedes (9) in den Stellweg des Zündschalters (33) ver­ schwenkt ist und diesen in seiner AUS-Stellung verra­ stet.

2. Zündschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschalter (33) aus einer elastischen Kontaktfeder (18) besteht, die gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (24) um eine Achse (23) verschwenkbar an einem Gegenkontakt (15) zur Anlage bringbar ist.

3. Zündschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (15) gehäu­ sefest angeordnet ist.

4. Zündschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kontaktfeder (18) einen Befestigungsabschnitt (18 a), einen Kontaktab­ schnitt (18 b) und einen Rastabschnitt (18 c) aufweist.

5. Zündschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (18) am er­ sten Schenkel (21) eines Schalthebels (20) festgelegt ist, dessen anderer Schenkel (22) durch ein Betätigungs­ element (25, 29) verschiebbar ist.

6. Zündschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (15) mit der Zündspule der Zündung (31) und die Kontaktfeder (18) elektrisch mit Masse verbunden ist.

7. Zündschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschalter (33) in seiner verrastbaren Stellung verriegelbar ist (Fig. 3).

8. Zündschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer im Ansaugkanal angeordneten Starterklappe (42), die mittels einer drehbaren Verstellwelle (43) schwenkbar gelagert ist, wobei die Starterklappe (42) bei Betrieb des Motors (1) über einen an der Verstell­ welle (43) angreifenden Schwenkhebel (41) vom Stellglied (9) in eine den Ansaugkanal öffnende Stellung ver­ schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (12) an der Verstellwelle (43) angeordnet, vorzugsweise am Schwenk­ hebel (41) angeformt ist.

9. Zündschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Verstellwelle (43) die Achse (23) eines Schalthebels (20) des Zünd­ schalters (33) schneidet und im Bereich des Schnitt­ punkts der Zündschalter (33) angeordnet ist.

10. Zündschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) ein vom negativen Kurbelgehäuseinnendurck beaufschlagtes pneu­ matisches Stellglied ist.