DE3842974A1 - Membranvergaser mit stellungsabhaengig gekoppelter drosselklappe und chokeklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für den Ver­ brennungsmotor eines tragbaren, handgeführten Arbeitsgerätes wie Motorkettensäge, Freischneidegerät oder dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Vergaser sind allgemein bekannt und werden bei Mo­ torkettensägen üblich angewendet. In Kaltstartstellung ist die Chokeklappe geschlossen und die Drosselklappe teilgeöff­ net, während in Vollgasstellung sowohl Chokeklappe und Dros­ selklappe voll geöffnet sind. Bei warm gelaufenem Motor wird die Chokeklappe grundsätzlich in Außerbetriebsstellung ge­ halten, was durch manuelle oder halbautomatische Stellglie­ der erfolgen kann.

Derartige Membranvergaser werden zur Einstellung des Kraft­ stoff/Luft-Gemisches in der Regel in ihrer Leerlaufstellung und in ihrer Vollaststellung abgestimmt. Dies kann dazu füh­ ren, daß der Membranvergaser im Teillastbereich des Verbren­ nungsmotors ein relativ mageres Gemisch zur Verfügung stellt, was zu einem schlechten Laufverhalten des Motors führt. Bei Zweitaktmotoren, bei denen eine Schmierung über das dem Kraftstoff zugemischte Zweitaktöl erfolgt, kann ein zu mageres Gemisch darüberhinaus zu Motorschäden führen, die einen Totalausfall des Verbrennungsmotors zur Folge haben können. Magere Gemische führen ferner zu Temperaturerhöhun­ gen, was zu Temperaturschäden am Verbrennungsmotor führen kann.

Eine Abstimmung des Membranvergasers im Teillastbereich durch konstruktive Maßnahmen wie zusätzliche Bohrungen oder dgl. führen zu einer Überfettung des Gemisches beim Runter­ laufen von einer hohen auf eine niedrige Drehzahl, wodurch der Motor ausgehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Membranver­ gaser für den Verbrennungsmotor eines tragbaren, handgeführ­ ten Arbeitsgerätes über den gesamten Lastbereich des Motors derart abzustimmen, daß im Teillastbereich eine ungewünschte Abmagerung des Gemisches vermieden ist.

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

Durch die Benutzung der Chokeklappe zur Gemischanreicherung im Teillastbereich des betriebenen Verbrennungsmotors wird eine dosierbare Anfettung des Gemisches erzielt, wodurch der Motor eine hohe Laufruhe erreicht und Motorschäden durch Temperaturüberhöhungen oder Kolbenfresser sicher vermieden sind. Das Getriebe stellt im Teillastbereich der jeweiligen Stellung der Drosselklappe entsprechend die Chokeklappe ein, so daß die Chokeklappe der Drosselklappe nachgeführt ist. Gemäß der Erfindung wird die Anfettung des Gemisches ins­ besondere im unteren und mittleren Teillastbereich durch entsprechende Stellung der Chokeklappe vorgenommen. Im oberen Teillastbereich ist die Chokeklappe in einer Außer­ betriebsstellung liegend gehalten, so daß die Zusammenset­ zung des Gemisches ausschließlich durch die Drosselklappe bestimmt ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist als Getriebe ein Vierge­ lenkhebelgetriebe vorgesehen, das aus einer an der Drossel­ klappenwelle befestigten Kurbel, einer an der Chokeklap­ penwelle befestigten Schwinge und einer das freie Ende der Kurbel mit dem freien Ende der Schwinge verbindenden Koppel­ stange besteht. Ein derartiges Getriebe ist wartungsfrei und läßt sich leicht aufbauen, wobei durch die gewählte Hebel­ armlänge von Schwinge, Koppelstange und Kurbel ein festes oder insbesondere mit der Drehwinkelstellung sich änderndes Übersetzungsverhältnis festgelegt werden kann.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch den Ansaugkanal eines Mem­ branvergasers mit angeordnetem Getriebe,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Ansaugkanal mit angeordneter Drosselklappe längs der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das getriebeseitige Ende der Chokeklappenwelle,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das vom Getriebe abgewandte Ende der Chokeklappenwelle,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Saugkanal eines Membran­ vergasers gemäß Fig. 1 mit in Leerlaufstellung angeordneter Chokeklappe und Drosselklappe,

Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 5 mit in Vollgasstel­ lung liegender Chokeklappe und Drosselklappe,

Fig. 7 eine Darstellung gemäß Fig. 5 mit in Kaltstart­ stellung liegender Chokeklappe und Drosselklappe.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Saugkanal 1 weist einen Venturiabschnitt 2 auf, in dessen Bereich ein Unter­ druck zum Ansaugen des Kraftstoffes aus dem nicht näher dar­ gestellten Membranvergaser auftritt. Die Verbrennungsluft strömt in Pfeilrichtung 3 in den Saugkanal 1 ein, vermischt sich mit dem im Venturiabschnitt 2 zugeführten Kraftstoff und wird als Kraftstoff/Luftgemisch am Ausgang 4 des Saug­ kanals 1 im Brennraum eines nicht näher dargestellten Ver­ brennungsmotors, vorzugsweise eines Zweitaktmotors zuge­ führt. Der Verbrennungsmotor ist als Antriebsmotor in einer tragbaren, handgeführten Motorkettensäge, eines Freischnei­ degerätes, eines Trennschleifers oder dgl. eingesetzt. Ebenso ist eine Verwendung bei Rasenmähern oder anderen handgeführten Maschinen zweckmäßig.

Im Strömungsweg des Saugkanals 1 liegen hintereinander ange­ ordnet eine Chokeklappe 5 und eine Drosselklappe 6. Die Chokeklappe 5 ist in Strömungsrichtung 3 vor dem Venturi­ abschnitt 2, die Drosselklappe 6 nach dem Venturiabschnitt 2 angeordnet. Chokeklappe und Drosselklappe sind mit je einer Welle 7 und 8 im Saugkanal 1 drehbar gelagert, wobei die Wellen 7 und 8 parallel zueinander und rechtwinklig zur Längsmittelachse 9 des Saugkanals 1 liegen.

Chokeklappenwelle 7 und Drosselklappenwelle 8 sind im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel über ein Viergelenk-Hebelge­ triebe miteinander stellungsabhängig gekoppelt. Das Vierge­ lenk-Getriebe 10 besteht aus einer drehfest an der Drossel­ klappenwelle 8 befestigten Kurbel 11 und einer drehbar auf der Chokeklappenwelle 7 angeordneten Schwinge 12, deren freie Enden 13 und 14 über eine gelenkig angelenkte Koppel­ stange 15 miteinander verbunden sind.

Das auf der Seite des Getriebes 10 aus der Schwinge 12 her­ ausragende Ende 17 der Chokeklappenwelle 7 trägt drehfest einen Mitnehmer 16. Zwischen dem Mitnehmer 16 und der Schwinge 12 ist eine als Schenkelfeder ausgebildete Drehfe­ der 18 angeordnet. Die Drehfeder 18 liegt vorzugsweise auf einem zylindrischen Ansatz 19 der Schwinge 12, der den End­ abschnitt 17 a der Chokeklappenwelle 7 umfaßt und gleichzei­ tig eine kippsichere Lagerung der Schwinge 12 auf der Chokeklappenwelle 7 gewährleistet. Die Drehfeder 18 bzw. Schenkelfeder ist mit einem Ende an der Schwinge 12 festge­ legt und greift mit ihrem anderen Ende in den Mitnehmer 16 ein. Die Drehfeder 18 ist so vorgespannt, daß sie den Mit­ nehmer 16 und damit die Chokeklappe 5 in ihre Öffnungsstel­ lung (Fig. 6) mit einer in Pfeilrichtung 20 (Fig. 1) wirken­ den Stellkraft beaufschlagt. Zur Erzielung dieser Stellkraft kann die Feder auch zwischen dem Mitnehmer 16 und dem Gehäu­ se angeordnet sein. Die Stellkraft bewirkt, daß der Mitneh­ mer 16 in Anlage an einem an der Schwinge 12 vorgesehenen Anschlag 21 gehalten wird, so daß die Chokeklappenwelle 7 über die Drehfeder 18 mit dem Viergelenk-Getriebe 10 an­ triebsverbunden ist. In Fig. 3 ist die kraftschlüssige An­ lage des Mitnehmers 16 am Anschlag 21 der Schwinge 12 ver­ größert dargestellt.

Auf dem anderen Ende 23 der Chokeklappenwelle 7 ist ein wei­ terer Mitnehmer 24 angeordnet, der ebenfalls radial in den Drehbereich eines Anschlags 25 ragt (Fig. 4). Der Anschlag 25 ist auf einem Chokehebel 26 befestigt oder einteilig mit diesem ausgeführt, welcher auf einem zylindrischen Lagean­ satz 27 des Gehäuses 28 des Membranvergasers drehbar gehal­ ten ist. Zur Erzielung einer kippsicheren Lagerung des Chokehebels 26 weist dieser eine einteilig angeformte zylin­ drische Lagerbuchse 29 auf. Der Chokehebel 26 ist auf dem Lageansatz 27 durch einen Sprengring 30 unverlierbar gehal­ ten. Die Chokeklappenwelle 7 ist im Ausführungsbeispiel axial durch die auf den Enden 17 und 23 aufgesetzten Mitneh­ mer 16 und 24 gesichert, wobei zwischen dem Mitnehmer 24 und der axialen Stirnseite des Lageansatzes 27 eine Zwischen­ scheibe 31 angeordnet sein kann. Der Chokehebel ist durch eine zwischen diesem und dem Gehäuse 28 angeordnete Dreh­ feder 32, die ebenfalls als Schenkelfeder ausgebildet ist, in eine Außerbetriebsstellung kraftbeaufschlagt. Hierzu liegt die Schenkelfeder einerseits im Gehäuse 28 und ande­ rerseits im Chokehebel 26 drehfest fest.

Durch die erfindungsgemäße Koppelung zwischen Drosselklappe 6 und Chokeklappe 5 wird eine Gemischanreicherung des Kraft­ stoff/Luftgemisches im Teillastbereich erzielt. Eine derar­ tige Teillaststellung des Membranvergasers ist in Fig. 1 ge­ zeigt. Durch ein nicht näher dargestelltes Verstellorgan wird die Drosselklappe 6 in die gezeigte Stellung ver­ schwenkt, in der aufgrund der Koppelung über die Koppelstan­ ge 14 und die Schwinge 12 der Anschlag 21 in eine entspre­ chende Drehstellung ebenfalls verschwenkt ist. Aufgrund der wirkenden Drehfeder 18 liegt der Mitnehmer 16 am Anschlag 21 an, wodurch die Chokeklappe 5 in eine geöffnete, aber wirk­ same Stellung verschwenkt ist. Das Gemisch wird angerei­ chert.

Wird die Drosselklappe 6 aus der in Fig. 1 gezeigten Teil­ laststellung in die in Fig. 5 gezeigte Leerlaufstellung ver­ schwenkt, so folgt aufgrund des Viergelenk-Getriebes 10 die Chokeklappe 5 in entgegengesetzer Drehrichtung entsprechend. In dieser Leerlaufstellung liegt die Schwinge 12 gleichach­ sig zur Längsmittelachse 9 des Saugkanals 1 in Richtung auf die Drosselklappenwelle 8 weisend. Die Kurbel 11 liegt dabei fast rechtwinklig zur Längsmittelachse 9.

Wird die Drosselklappe 6 in die in Fig. 6 gezeigte Vollast­ stellung verschwenkt, ist sowohl die Drosselklappe 6 als auch die Chokeklappe 5 vollständig geöffnet. Das Getriebe 10 ist so ausgelegt, daß die Chokeklappe 5 bereits im oberen Teillastbereich in ihrer voll geöffneten Stellung auf der Längsmittelachse 9 liegend verschwenkt ist. Diese Stellung ist durch den Anschlag 22 bestimmt. Im Bereich zwischen dem oberen Teillastbereich und der Vollaststellung hebt nun der Anschlag 21 vom Mitnehmer 16 ab, was aufgrund der federnden Verbindung zwischen dem Mitnehmer 16 und der Schwinge 12 möglich ist. In der in Fig. 6 gezeigten Vollaststellung liegt die Kurbel 11 gleichachsig zur Längsmittelachse 9 des Saugkanals 1 und die Schwinge 12 etwa rechtwinklig zu dieser Längsmittelachse 9.

Für einen Kaltstart wird der Chokehebel 26 in Pfeilrichtung 33 verschwenkt, wodurch der Mitnehmer 24 über den Anschlag 25 in die gleiche Richtung 33 mitgenommen wird. Hierbei ver­ schwenkt die Chokeklappenwelle 7 entgegen der Pfeilrichtung 20 in die in Fig. 7 gezeigte Startstellung, wobei der Mit­ nehmer 16 gegen die Kraft der Drehfeder 18 vom Anschlag 21 abgehoben wird. Auch wenn nun die Drosselklappe 6 verstellt wird und über das Getriebe 10 der Anschlag 21 um einen ent­ sprechenden Drehwinkelbereich verschwenkt wird, hat dies keine Auswirkung auf die Stellung der Chokeklappe 5, da de­ ren geschlossene Stellung einzig und allein von der Drehlage des Chokehebels 26 bzw. von dessen Anschlag 25 bestimmt ist. Die Relativbewegung zwischen der Schwinge 12 und dem Mitneh­ mer 16 der Chokeklappenwelle 7 wird von der Drehfeder 18 aufgenommen.

Durch die erfindungsgemäße Koppelung von Drosselklappenstel­ lung und Chokeklappenstellung unabhängig von einer Benutzung der Chokeklappe für einen Kaltstart ist eine Gemischanrei­ cherung insbesondere im Teillastbetrieb erzielt, wodurch ein sehr gutes Laufverhalten des Motors gegeben und Motorschäden durch Auftreten eines zu mageren Gemisches entgegengewirkt ist. Dabei kann zur Abstimmung der Chokeklappenstellung über den Teillastbereich das Getriebe ein festes Übersetzungsver­ hältnis oder bevorzugt ein sich mit der Drehwinkelstellung änderndes Übersetzungsverhältnis aufweisen, wodurch eine feinfühlige Bestimmung des Gemisches möglich ist. Neben dem in den Ausführungsbeispielen gezeigten Viergelenk-Hebelge­ triebe ist auch ein Zahnradgetriebe, Reibradgetriebe oder Zugmittelgetriebe vorteilhaft verwendbar, insbesondere auch ein Kurvenscheibengetriebe zweckmäßig.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hebelarm der Kurbel 11 etwas größer als der der Schwinge 12. Es kann zweckmäßig sein, die Hebelarme entsprechend dem gewünschten Über­ setzungsverhältnis mit stark unterschiedlichen Längen vorzu­ sehen.

Die Chokeklappe 5 und die Drosselklappe 6 des gezeigten Ver­ gasers verschwenken mit ihren Wellen 7 und 8 in unterschied­ lichen Drehrichtungen; bei einem Vergaser mit in gleicher Drehrichtung verschwenkender Drosselklappe und Chokeklappe ist das Koppelgetriebe 10 entsprechend auszulegen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist anstatt der am Ende 25 der Chokeklappenwelle 7 angeordneten Verstelleinrichtung für die Kaltstartstellung der Chokeklappe auf der Seite des Ge­ triebes 10 eine verschwenkbare Handhabe 35 angeordnet. Wird diese Handhabe 35 in Pfeilrichtung 34 verschwenkt, gelangt ihr freies Ende in den Stellweg des Mitnehmers 16 und nimmt diesen gegen die Kraft der Feder 18 entgegen Pfeilrichtung 20 mit, so daß die Chokeklappe 5 unabhängig von der Stellung der Drosselklappe 6 in ihrer in Fig. 7 gezeigte Kaltstart­ stellung verschwenkt.

Claims (12)

1. Membranvergaser für den Verbrennungsmotor eines tragba­ ren, handgeführten Arbeitsgerätes wie Motorkettensäge, Freischneidegerät oder dgl., mit im Saugkanal (1) in Strömungsrichtung (3) hintereinanderliegender Chokeklappe (5) und Drosselklappe (6), die über eine kinematische Anord­ nung (10) stellungsabhängig miteinander gekoppelt sind, wobei in Startstellung die Chokeklappe (5) geschlossen und die Drosselklappe (6) teilgeöffnet ist und in Voll­ gasstellung sowohl Chokeklappe (5) als auch Drosselklap­ pe (6) voll geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Anordnung ein Getriebe (10) ist, das im Teillastbereich des Ver­ brennungsmotors die Stellung der Chokeklappe (5) ent­ sprechend der Stellung der Drosselklappe (6) einstellt, und daß die Chokeklappe (5) unabhängig von der vom Ge­ triebe (10) vorgegebenen Stellung in eine Startstellung (Fig. 7) verschwenkbar ist.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Chokeklappe (5) eine in Richtung auf ihre geöffnete Stellung (Fig. 6) wirken­ de Stellkraft aufgebracht ist und das Getriebe (10) einen im Stellweg der Chokeklappenwelle (7) angeordneten Anschlag (21) bewegt.

3. Membranvergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Chokeklappe (5) wirkende Stellkraft von einer Feder (18) bereitgestellt ist, die sich einerseits an der Chokeklappenwelle (7) und andererseits am Anschlag (21) abstützt.

4. Membranvergaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Chokeklappenwelle (5) gegen die auf sie wirkende Stellkraft über einen Mitneh­ mer (24) in ihre Kaltstartstellung (Fig. 7) verschwenk­ bar ist.

5. Membranvergaser nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Getriebe (10) ver­ stellbare Anschlag (21) an dem einen Ende (17) der Chokeklappenwelle (7) und der Mitnehmer (24) zur Ver­ stellung der Chokeklappe (5) in ihre Kaltstartstellung (Fig. 7) an dem anderen Ende (23) der Chokeklappenwelle (7) angeordnet ist.

6. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (10) ein Vier­ gelenk-Hebelgetriebe ist und aus einer an der Drossel­ klappenwelle (8) befestigten Kurbel (11), einer an der Chokeklappenwelle (7) befestigten Schwinge (12) und einer das freie Ende (13) der Kurbel (11) mit dem freien Ende (14) der Schwinge (12) verbindenden Koppelstange (15) besteht.

7. Membranvergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Vollgasstellung die Kur­ bel (11) auf der Längsmittelachse (9) des Saugkanals (1) in Richtung auf die Chokeklappenwelle (7) weisend liegt und die Schwinge (12) im rechten Winkel zur Längsmittel­ achse (9) steht.

8. Membranvergaser nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbel (11) und die Schwinge (12) etwa gleichen Hebelarm aufweisen.

9. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (10) ein Zahn­ radgetriebe oder ein Kurvenscheibengetriebe ist.

10. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Getriebeübersetzung mit der Drehstellung der Chokeklappenwelle (7) bzw. der Drosselklappenwelle (8) ändert.

11. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Chokeklappe (5) im obe­ ren Teillastbereich in ihrer durch einen Anschlag (22) bestimmten Außerbetriebsstellung liegt (Fig. 6).

12. Membranvergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Chokeklappe (5) durch eine auf der Seite des Getriebes (10) angeordnete Hand­ habe (35) in ihre Kaltstartstellung verschwenkbar ist, wozu die Handhabe (35) in den Stellweg eines mit der Chokeklappe (5) verbundenen Mitnehmers (16) verlagerbar ist und auf diesen wirkt.