DE4139411A1 - Vier-takt-brennkraftmaschine mit einer verbesserten ventiltriebeinrichtung - Google Patents

Vier-takt-brennkraftmaschine mit einer verbesserten ventiltriebeinrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vier-Takt-Brennkraft­ maschine, welche in zweckmäßiger Weise in eine transpor­ table Arbeitsmaschine eingebaut werden soll, und insbeson­ dere bezieht sich die Erfindung auf eine Ventiltriebein­ richtung für eine Vier-Takt-Brennkraftmaschine zum Antrei­ ben von Auslaß- und Einlaßventilen der Brennkraftmaschinen­ einheit.
Eine transportable Arbeitsmaschine, wie ein Rasenmäher, ei­ ne Trimmeinrichtung und eine Kettensäge, hat im allgemeinen eine Brennkraftmaschineneinheit. Bei einer derartigen trans­ portablen Arbeitsmaschine ist es erforderlich, daß die Brenn­ kraftmaschine eine relativ kompakte Auslegung hat und ge­ wichtsmäßig leicht ist, da eine derartige Arbeitsmaschine mit den Händen einer Bedienungsperson bedient wird und da bei einer derartigen Maschine hohe Drehzahlen bzw. hohe Dreh­ geschwindigkeiten gefordert sind. Auch wäre es günstiger, wenn sich eine derartige Maschine kostengünstiger herstellen ließe. Diese Erfordernisse können dadurch erfüllt werden, daß eine Zwei-Takt-Brennkraftmaschine in die Maschine eingebaut wird.
Im Vergleich einer derartigen Zwei-Takt-Brennkraftmaschine mit einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine erzeugt die letzt­ genannte Brennkraftmaschine weniger Lärm als die erstgenann­ te Brennkraftmaschine, und sie liefert relativ saubere Ab­ gase. Die letztgenannte Brennkraftmaschine läßt sich mit einem verminderten Brennstoff- bzw. Kraftstoffverbrauch be­ treiben. In dieser Hinsicht ist die letztgenannte Brennkraft­ maschine der erstgenannten Brennkraftmaschine überlegen; aber die erstgenannte Brennkraftmaschine läßt sich kompakter und gewichtsmäßig leichter auslegen und ermöglicht Antriebsver­ hältnisse mit hohen Geschwindigkeiten bzw. hohen Drehzahlen. Auf Grund dieser Schwierigkeiten ist die Vier-Takt-Brennkraft­ maschine nicht zum Einbau in eine transportable Arbeitsma­ schine, wie einen Rasenmäher, geeignet. Insbesondere hat die Vier-Takt-Brennkraftmaschine größere Abmessungen als die Zwei-Takt-Brennkraftmaschine, was einen bedeutenden Nachteil im Hinblick auf den Einsatz bei transportablen Arbeitsmaschi­ nen darstellt.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zu­ vor geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten eine Vier-Takt- Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche kompakt ausgelegt und gewichtsmäßig leicht ist.
Ferner soll nach der Erfindung eine Vier-Takt-Brennkraftma­ schine mit einer verbesserten Ventiltriebeinrichtung bereit­ gestellt werden, welche verbesserte Auslegungsformen von Re­ gulierstößeln, Schubstangen, Kipphebeln und Nockenanordnungen in Verbindung mit den Auslaß- und Einlaßventilen der Brenn­ kraftmaschine hat, um dieselbe kompakt auslegen und gewichts­ mäßig leichter bemessen zu können.
Ferner soll nach der Erfindung eine Arbeitsmaschine bereit­ gestellt werden, welche mit einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine ausgestattet ist, die eine günstigere Auslegungsform hat und kompakt und gewichtsmäßig leicht im Hinblick auf den Einsatz der Arbeitsmaschine ausgelegt ist.
Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu eine Vier-Takt-Brenn­ kraftmaschine der vorstehend genannten Art mit einem äußeren Gehäuse, einer Kolbenzylinderanordnung, welche im Gehäuse an­ geordnet ist, und einen Zylinder und einen Kolben umfaßt, der im Zylinder hin- und hergehend beweglich ist, einer Kurbel­ welle, welche durch die hin- und hergehende Bewegung bzw. Hubbewegung des Kolbens drehangetrieben wird, einem Auslaß­ ventil, einem Einlaßventil und einer Ventiltriebeinrichtung zum Betreiben der Auslaß- und Einlaßventile, wobei sich die Ventiltriebeinrichtung durch folgendes auszeichnet:
Eine Kurbelradanordnung, welche an der Kurbelwelle derart angebracht ist, daß sie sich nach Maßgabe der Drehbe­ wegung der Kurbelwelle dreht,
eine Nockenwelle;
eine Nockentriebanordnung, die an der Nockenwelle an­ gebracht ist und in Kämmeingriff mit der Kurbelradanord­ nung ist;
eine Nockenanordnung, die an der Nockentriebanordnung derart vorgesehen ist, daß sie sich nach Maßgabe der Dreh­ bewegung der Nockentriebanordnung dreht;
eine Hubanordnung, welche ein Paar von ersten und zwei­ ten Regulierstößeln umfaßt, die an einem Stößelachsenteil an­ gebracht sind, das parallel zur Kurbelwelle angeordnet ist, wobei die Regulierstößel nach Maßgabe der Drehbewegung der Nockenanordnung eine hin- und hergehende Bewegung bzw. Kipp­ bewegung ausführen, das Stößelachsenteil und die Nockenwelle in einer Ebene angeordnet sind, welche die Kurbelwelle und eine Mittellinie des Zylinders der Kolben-Zylinderanordnung einschließt;
ein Paar von ersten und zweiten Schubstangen, welche nach Maßgabe der hin- und hergehenden Bewegung der ersten und zweiten Regulierstößel jeweils gehoben und gesenkt wer­ den, und
ein Paar von ersten und zweiten Kipphebeln, welche in Verbindung mit den ersten und zweiten Schubstangen arbeiten, wobei der erste Kipphebel mit dem Auslaßventil derart be­ triebsverbunden ist, daß er die Öffnungs-Schließbewegung des­ selben vornimmt, und der zweite Kipphebel mit dem Einlaßven­ til derart betriebsverbunden ist, daß er den Öffnungs- und Schließvorgang desselben vornimmt.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen weist die Nockenanordnung ein Nockenteil auf, und die ersten und zweiten Regulierstößel sind mit Endabschnitten versehen, welche gegen das Nocken­ teil zur Anlage kommen, um dieses hin- und hergehend zu bewe­ gen, wobei das Nockenteil eine Außenkontur einschließlich ei­ ner Maximalhubstellung und zweiseitige, äußere Umfangsnocken­ flächen auf den Hub- und Absenkseiten der ersten und zweiten Stangen hat, welche symmetrisch zu der Maximalhubstelle sind und eine Symmetrieachse bilden, und wobei die ersten und zwei­ ten Regulierstößel Kontaktflächen haben, welche einen äußeren Umfang des Nockenteils berühren und Kontaktpunkte haben, wel­ che die ersten und zweiten Schubstangen berühren, wobei bei­ de Kontaktpunkte symmetrisch bezüglich des Hubachsenteils angeordnet sind.
Die ersten und zweiten Regulierstößel können derart gebogen sein, daß die Kontaktpunkte der Regulierstößel, welche die ersten und zweiten Schubstangen berühren, in ein und dersel­ ben Ebene senkrecht zu einer Axialrichtung des Hubachsenteils liegen. Die ersten und zweiten Regulierstößel können gerad­ linig ausgelegt sein, so daß die Kontaktpunkte der Regulier­ stößel, welche die ersten und zweiten Schubstangen berühren, jeweils auf einer ersten und einer zweiten Ebene liegen, wel­ che parallel zueinander und senkrecht zu einer Axialrichtung des Hubachsenteils sind.
Die Nockentriebanordnung und die Nockenanordnung sind ein­ teilig aus einer Sinterlegierung ausgebildet.
Das Hubachsenteil weist ein Paar von ersten und zweiten Achsen oder Bolzen auf, an welchen die ersten und zweiten Regulier­ stößel hin- und hergehend beweglich jeweils gelagert sind und die in ein und derselben Ebene senkrecht zu dem Hubachsenteil sind.
Die ersten und zweiten Schubstangen können derart beschaffen und ausgelegt sein, daß sie einander kreuzen und das Auslaß­ ventil und das Einlaßventil unter Einhaltung einer Winkeldif­ ferenz angeordnet sind.
Die Vier-Takt-Brennkraftmaschine kann für eine transportable Arbeitsmaschine, wie einen Rasenmäher und eine Kettensäge, vorgesehen sein.
Dank der vorstehend angegebenen Auslegungsform der Vier-Takt- Brennkraftmaschine sind die Anordnungen und Ausrichtungen der verschiedenen Teile und Elemente derart verbessert, daß die Länge der Brennkraftmaschineneinheit in axialer Richtung der Kurbelwelle verkürzt werden kann, so daß die Brennkraftma­ schine kompakt und gewichtsmäßig leicht ausgelegt ist.
Die Brennkraftmaschine ist mit der Ventiltriebeinrichtung ver­ sehen, welche Regulierstößel, Schubstangen, Kipphebel und Nockenanordnungen zur Übertragung der Leistung von der Kur­ belwelle auf das Auslaßventil und das Einlaßventil haben, welche hinsichtlich ihren Auslegungsformen derart verbes­ sert sind, daß die Brennkraftmaschineneinheit insgesamt ge­ sehen kompakt ist und daß sie sich auch in einer transporta­ blen Arbeitsmaschine in günstiger Weise unterbringen läßt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von be­ vorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die bei­ gefügte Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 bis 11 eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung, bei der Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Rasenmä­ hers als eine Bauform einer transportablen Arbeitsmaschine ist, bei welcher eine Brennkraftmaschineneinheit zum Einsatz kommt, und welche von einer Bedienungs­ person in Gebrauch gesetzt wird,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennkraftmaschinen­ einheit des Rasenmähers nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht einer Ventiltriebeinrich­ tung der Brennkraftmaschineneinheit, welche in Fig. 2 gezeigt ist,
Fig. 4 eine Draufsicht der Regulierstößelanordnung nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Arbeits­ weise der Nockeneinrichtung, die dem ersten Regulierstößel der Regulierstößelanordnung zugeordnet ist,
Fig. 6 eine weitere Ansicht zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Nockeneinrichtung, die einem zweiten Regulierstößel der Hubanord­ nung zugeordnet ist,
Fig. 7A und 7B Diagramme zur Verdeutlichung der Zusammen­ hänge zwischen dem Nockenwellendrehwinkel und der Hubgeschwindigkeit an der Einlaß­ seite und der Auslaßseite,
Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Öff­ nungs- und Schließzeiten des Einlaßventils und des Auslaßventils,
Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie IX-IX in Fig. 2,
Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 2,
Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie XI-XI in Fig. 9,
Fig. 12 eine teilweise ausgeschnittene Seitenan­ sicht einer zweiten bevorzugten Ausführungs­ form einer Brennkraftmaschineneinheit nach der Erfindung,
Fig. 13 bis 15 Ansichten zur Verdeutlichung einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer Brennkraft­ maschineneinheit nach der Erfindung, bei welcher:
Fig. 13 eine Schnittansicht eines Teils einer Ven­ tiltriebeinrichtung ist,
Fig. 14 eine Fig. 13 ähnliche Ansicht zur Verdeut­ lichung einer Ausführungsvariante ist,
Fig. 15A eine vergrößerte Ansicht eines gemeinsamen Teils bei den Beispielen nach den Fig. 13 und 14 ist,
Fig. 15B eine Vorderansicht einer Hubanordnung ist, welche in Fig. 13 oder 14 gezeigt ist,
Fig. 16 eine Ventiltriebeinrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 17 bis 19 Ansichten zur Verdeutlichung einer fünften bevorzugten Ausführungsform nach dem Erfin­ dung, wobei Fig. 17A, 17B und 17C modifizierte Beispiele der Regulier­ stößel sind, welche teilweise geschnitten dargestellt sind,
Fig. 18 eine Ansicht einer Stange ist, die in Ver­ bindung mit dem Regulierstößel arbeitet,
Fig. 19 eine Teilschnittansicht eines Zylinderkopfs einer Zylinderanordnung der Brennkraftma­ schineneinheit ist,
Fig. 20 bis 23 Ansichten zur Verdeutlichung einer sechsten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung, wobei:
Fig. 20A eine schematische Schnittansicht von Teilen in Verbindung mit einem Kipphebel ist,
Fig. 20B und 20C Schnittansichten längs der Linie 20-20 in Fig. 23A sind,
Fig. 21 und 22 Vorderansichten von Ausführungsvarianten der Ventiltriebeinrichtung nach der Er­ findung sind, welche teilweise geschnitten dargestellt sind,
Fig. 23 eine Draufsicht einer Hubanordnung der Ventiltriebeinrichtung nach Fig. 22 ist,
Fig. 24 bis 27 Ansichten zur Verdeutlichung einer siebten bevorzugten Ausführungsform nach der Er­ findung, wobei Fig. 24 eine vertikale Seitenansicht einer Brenn­ kraftmaschineneinheit ist,
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab von einer Triebeinrichtung und einem Triebteil ist, welche in der Brennkraftma­ schineneinheit nach Fig. 24 vorgesehen ist,
Fig. 26A eine Vorderansicht eines Triebteils nach Fig. 25 ist,
Fig. 26B eine Schnittansicht längs der Linie XXVI-XXVI in Fig. 26A ist,
Fig. 27A eine Vorderansicht eines allgemeinen Stirn­ rads ist,
Fig. 27B eine Schnittansicht längs der Linie XXVII-XXVII in Fig. 27A ist,
Fig. 28 bis 37 Ansichten zur Verdeutlichung einer achten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung, wobei Fig. 28 eine perspektivische Ansicht einer trans­ portablen Kettensäge im Gebrauchszustand ist, bei welcher die achte bevorzugte Aus­ führungsform nach der Erfindung zur Anwen­ dung kommt,
Fig. 29 eine Vorderansicht einer Ventiltriebein­ richtung ist, welche in der Kettensäge nach Fig. 28 vorgesehen ist,
Fig. 30 eine Ansicht eines Einlaßventils, gesehen in Blickrichtung des Pfeils XXX-XXX in Fig. 29 ist,
Fig. 31 eine Draufsicht auf eine Hubanordnung der Ventiltriebeinrichtung nach Fig. 29 ist,
Fig. 32 eine Schnittansicht der Brennkraftmaschinen­ einheit zur Verdeutlichung der Innenkon­ struktion ist,
Fig. 33 eine Schnittansicht einer Ausführungsvariante der Ventiltriebeinrichtung nach Fig. 29 ist,
Fig. 34 eine Draufsicht auf eine Hubanordnung der Ventiltriebeinrichtung nach Fig. 33 ist,
Fig. 35 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungs­ variante der Ventiltriebeinrichtung nach Fig. 20 ist,
Fig. 36 eine Schnittansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsvariante der Ventiltriebeinrichtung ist,
Fig. 37 eine Vorderansicht einer Nocke der Ventil­ triebeinrichtung nach Fig. 36 ist,
Fig. 38 bis 40 Ansichten zur Verdeutlichung von üblichen Auslegungsformen, wobei:
Fig. 38 eine Seitenansicht einer üblichen Brenn­ kraftmaschineneinheit für eine transpor­ table Arbeitsmaschine ist,
Fig. 39 eine Vorderansicht eines Teils von Fig. 38 ist,
Fig. 40 eine Vorderansicht einer Nockeneinrichtung bei einer üblichen Bauform ist, und
Fig. 41 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zu­ sammenhangs zwischen einer Hubgeschwindig­ keit und einem Nockenwellendrehwinkel in Verbindung mit Fig. 40 ist.
Zuerst soll zur Verdeutlichung der Erfindung eine übliche Aus­ legungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 38 bis 41 näher erläutert werden.
Bei einer üblichen Vier-Takt-Brennkraftmaschine umfaßt entspre­ chend den Fig. 38 und 39 eine Brennkraftmaschineneinheit eine Kurbelwelle 1, welche mit Hilfe von Lagern 18 und 19 drehbe­ weglich gelagert ist, an welcher ein Kurbeltrieb 2 angebracht ist. Wenn der Kurbeltrieb 2 eine Drehbewegung ausführt, wird ein Nockenrad 3, welches an einer Nockenwelle 4 angebracht ist und in Kämmeingriff mit dem Kurbeltrieb 2 ist, ebenfalls in Drehung versetzt, und zwar in Gegendrehrichtung zur Dreh­ bewegung des Kurbeltriebs 2. Auf der Nockenwelle 4 sind eine Lufteinlaßnocke 5 und eine Auslaßnocke 6 angebracht, und ein Lufteinlaßventil 13 und ein Auslaßventil 14 werden nach Maß­ gabe der Drehbewegungen dieser Nocken 5 und 6 über Ventilstößel 7, 8, Schubstangen 9, 10 und Kipphebel 11, 12 jeweils in dieser Reihenfolge betätigt. Ein Schwungrad 15 ist an einem Ende der Kurbelwelle 1 angebracht, um eine Energie auf ein Energieabtriebssystem über eine Kupplung (nicht gezeigt) zu übertragen.
Wenn eine derartige Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit in eine transportable Arbeitsmaschine eingesetzt wird, um die­ selbe anzutreiben, ist es erwünscht, die Gesamtabmessungen und das Gewicht der Brennkraftmaschineneinheit so stark wie möglich zu reduzieren, und insbesondere soll die Gesamtausle­ gungsform der transportablen Arbeitsmaschine durch Herab­ setzung eines Axialbestands von der Kurbelwelle 1 und dem Schwungrad 15 kompakter gemacht werden. Zu diesem Zweck sind bei der üblichen Technologie das Einlaßventil 13 und das Aus­ laßventil 14 an Teilen angeordnet, wie dies in Fig. 39 ge­ zeigt ist, welche in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Kurbelwelle 1 liegen, d. h. welche in vertikaler Richtung zu dieser Ansicht ausgerichtet sind. Bei einer derartigen Anordnung jedoch benötigt man etwas Platz und Raum zum Einbau der Ventilstößel 7 und 8, wodurch eine Länge l1 in Fig. 38 zwischen einer Kolbenstange 24 und einer äußeren Fläche eines Gehäuses 25 der Arbeitsmaschine größer wird, so daß es schwie­ rig wird, daß sich die Brennkraftmaschineneinheit kompakt aus­ legen läßt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 39 ist ein Kolben 20 gezeigt, welcher zu seinem oberen Totpunkt bewegt ist, wobei der obere Punkt 5a der Lufteinlaßnocke 5 und der obere Punkt 6a der Auslaßnocke 6 vorbestimmte Winkel bezüglich einer Kolbenbewegungsachse B-B entsprechend einem Auslegungswert der Ventile 13 und 14 unter Berücksichtigung von deren Öffnungs- und Schließzeiten haben. Daher ist erforderlich, daß man vermeidet, daß der Nockentrieb 3, die Kurbelwelle 1 und der Kurbeltrieb 2 irrtümlicherweise in Eingriff kommen, und hierzu sind beispielsweise entspre­ chend Fig. 39 Kennmarkierungen 21 und 22 auf dem Kurbeltrieb 2 und dem Nockentrieb 3 jeweils vorgesehen, um einen derar­ tigen fehlerhaften Eingriffszustand zu vermeiden. Da jedoch die Kennmarkierungen 21 und 22 unter vorbestimmten Winkeln zu den oberen Punkten der Nocken 5 und 6 für die Nockenwelle 4 angeordnet sind und in Verlängerungsrichtung eines Kurbel­ zapfens für die Kurbelwelle 1 vorgesehen sind, sind Positions­ weiterschaltbearbeitungen beim Bearbeiten und Herstellen der Arbeitsmaschine erforderlich, wodurch sich die Herstellungs­ kosten erhöhen. Insbesondere zum Montagezeitpunkt ist es in dem Fall äußerst kompliziert, die Brennkraftmaschineneinheit genau zu montieren, wenn der Eingriffszustand oder die Posi­ tion des Kurbeltriebs 2 und des Nockentriebs 3 nicht visuell beobachtet werden kann.
Die Fig. 40 und 41 zeigen ein weiteres Beispiel einer üblichen Auslegungsform zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips eines Nockentriebs, welcher eine Nocke 23 und hebbare Ventilstößel 7 und 7 aufweist, welche durch die Nocke 23 angetrieben wer­ den.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 40 und 41 wird die Nocke 23 in eine mit einem Pfeil W1 bezeichnete Richtung gedreht und hat eine symmetrische Auslegungsform auf den Ventilstößelhub- und Abwärtsbewegungsseiten. Wie gezeigt ist eine Hubgeschwin­ digkeitskurve M bilateral symmetrisch zu einem Maximalpunkt des Hubs N, welcher den Symmetriemittelpunkt darstellt. Ins­ besondere bei einer Brennkraftmaschineneinheit für eine transportable Arbeitsmaschine ist es erforderlich, die Dreh­ geschwindigkeit der Kurbelwelle zu erhöhen, um hierdurch die Abgabeleistung pro Gewichtseinheit der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Ventil­ öffnungsgeschwindigkeit des Auslaßventiles klein zu machen, um den Druck des Verbrennungsgases auf einen Wert beim un­ teren Totpunkt des Kolbens effektiv nutzen zu können, und auch die Ventilschließgeschwindigkeit des Auslaßventiles soll­ te möglichst groß sein, um einen Trägheitseffekt zum Ventil­ öffnungszeitpunkt des Einlaßventiles stark geltend machen zu können. Auch ist es erforderlich, die Ventilöffnungsge­ schwindigkeit des Einlaßventiles groß zu machen, um einen Trägheitseffekt zum Ventilschließzeitpunkt des Auslaßventiles effektiv ausnutzen zu können und die Ventilschließgeschwindig­ keit des Einlaßventiles sollte klein gemacht werden, um zu verhindern, daß erwärmte Abgabe auf eine Bedienungsperson gerichtet werden. Jedoch ist es schwierig, alle diese Erfor­ dernisse gemäß den voranstehenden Ausführungen zu erfüllen, wenn nur eine Nocke 23 vorhanden ist, wie dies in den Fig. 40 und 41 gezeigt ist. Daher wurden bei den üblichen Auslegungs­ formen entsprechend den Fig. 38 und 39 unabhängige Nocken mit unterschiedlichen Formgebungen zum Antreiben des Einlaß­ ventils und des Auslaßventils jeweils vorgesehen. Eine der­ artige Auslegung bringt jedoch höhere Kosten mit sich, und es ergibt sich eine Schwierigkeit hinsichtlich der Vergröße­ rung der Länge l1 der Brennkraftmaschineneinheit, worunter die Kompaktheit der Brennkraftmaschineneinheit leidet.
Die Erfindung bezweckt, die vorstehend genannten Schwierigkei­ ten bei den üblichen Auslegungsformen zu überwinden und hier­ für werden bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung an­ gegeben.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform wird an Hand den Fig. 1 bis 11 näher erläutert, welche sich auf eine transportable Arbeitsmaschine, wie einen Rasenmäher 50, beziehen, der bei­ spielsweise in Fig. 1 gezeigt ist.
Der Rasenmäher 50 nach Fig. 1 weist im allgemeinen ein langes, wellenähnliches Leistungsübertragungsteil 51, ein Bedienungs­ teil 52, an welchem ein Griffteil 52a vorgesehen ist, eine Brennkraftmaschineneinheit 53, welche fest an einem Ende des Übertragungswellenteils 51 angebracht ist, und eine Arbeits­ einrichtung 54 auf, welche fest an dem anderen Ende hiervon angebracht ist. Die von der Triebenergie der Brennkraftma­ schineneinheit 3 erzeugte Leistung wird auf die Arbeitsein­ richtung 54 übertragen, welche ein Arbeitsteil, wie ein Ra­ senmähermesser 54a, umfaßt, und dieses wird über das Lei­ stungsübertragungswellenteil 51 angetrieben. Das Wellenteil 51 umfaßt ein äußeres Rohr und einen inneren Stahlzug oder eine Stange, welche mit der Kurbelwelle, d. h. der Abtriebs­ welle, der Brennkraftmaschineneinheit über eine Kupplungs­ einrichtung verbunden ist. Die Stahlstange ist in dem äußeren Rohr drehbeweglich gelagert und überträgt die Leistung bzw. Energie auf die Arbeitseinrichtung 54 und somit auf das Ra­ senmähermesser 54a.
Wenn die Arbeitsmaschine 50 im Einsatz ist, wird die Arbeits­ maschine 50 von einer Bedienungsperson 55 getragen, welche beispielsweise auf der rechten Seite der Brennkraftmaschinen­ einheit 53 steht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und das Griff­ teil 52a hält und ergreift. Unter Berücksichtigung dieser Ar­ beitsstellung ist ein Abgasschalldämpfer 56 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Bedienungsperson mit erwärmten Abgasen beaufschlagt wird, und dieser ist auf der von der Bedienungs­ person abgewandten Seite der Brennkraftmaschineneinheit 53 vorgesehen. Eine Lufteinlaßöffnung 57 eines Vergasers ist auf der Seite in der Nähe der Bedienungsperson vorgesehen.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, ist die transportable Bauart der Brennkraftmaschineneinheit 53 für die Arbeitsma­ schine 50 mit einer Ventiltriebeinrichtung 60 ausgestattet, welche in einem Hauptkörper 131 der Brennkraftmaschineneinheit 53 angeordnet ist, und beispielsweise von einem Kurbelgehäuse 130 gebildet wird. Die Brennkraftmaschineneinheit 53 umfaßt eine Nockenwelle 101, deren eines Ende einteilig mit einer Leistungsabgabewelle 101a ausgebildet ist, welche mit der Energieübertragungswelle 51 verbunden ist. Auf dem äußeren Umfang der Kurbelwelle 101 ist ein Kurbelwellentrieb bzw. ein Kurbelwellentriebrad 102 vorgesehen, welches in Kämm­ eingriff mit einem Nockenrad 103 ist. Wenn daher das Kurbel­ wellenrad 102 in Drehung versetzt wird, folgt das Nockenrad 103 dieser Drehbewegung und dreht sich in eine Gegenrichtung zur Drehbewegungsrichtung des Kurbelrads 102.
Das Nockenrad 103 ist auf einer Nockenwelle 104 angebracht, welche am Kurbelgehäuse 130 des Hauptkörpers 131 der Brenn­ kraftmaschineneinheit 53 drehbeweglich gelagert ist, und eine Nocke 120 ist fest an dem Nockenrad 103 vorgesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist eine Hubanordnung bzw. Stößelan­ ordnung ein Paar von hin- und herbewegbaren oder schwenkbe­ wegbaren Regulierstößeln 121 und 122 auf, welche derart ange­ ordnet sind, daß sie gegen die Nocke 120 an ihren Enden zur Anlage kommen. Die Regulierstößel 121 und 122 sind um eine gemeinsame Hubachse 123, wie einen Zapfen, schwenkbar, über welchen die beiden Regulierstößel miteinander betriebsverbunden sind. Die Hubachse 123 und die Nockenwelle 104 sind in einer Ebene angeordnet, welche bei der Darstellung in Fig. 2 von der Zeichenebene gebildet wird. Ferner sind eine Nockenwelle 101 und die Zylindermittelachse Oa verdeutlicht. Die Hubachse 123, die Nockenwelle 104 und die Kurbelwelle 101 sind parallel zu­ einander angeordnet.
Einer der Regulierstößel 121 ist mit einer Schubstange 141 für das Auslaßventil und der andere Regulierstößel 122 der Hubeinrichtung ist mit einer Schubstange 142 für das Einlaß­ ventil verbunden. Die Schubstangen bzw. Ventilstößelstangen 141 und 142 werden hin- und hergehend bewegt. Diese Regulier­ stößeleinrichtungen 121 und 122 sind aus ein und demselben Material hergestellt und derart angeordnet, daß sie einander zugewandt sind, wie dies aus Fig. 4 aus der oberen Hälfte zu ersehen ist. Diese Regulierstößeleinrichtungen sind in gewis­ sem Maße derart gebogen, daß das linke Ende der Regulierstößel­ einrichtung 121 nach oben gebogen ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und das rechte der Regulierstößeleinrichtung 122 nach unten gebogen ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Folglich gibt ein Kontaktpunkt 141a, welcher am linken Ende der Regulierstößeleinrichtung 121 liegt und die Schubstange 141 berührt, sowie ein Kontaktpunkt 142a, welcher am rech­ ten Ende der Regulierstößeleinrichtung 122 vorgesehen ist und die Schubstange 142 berührt, auf ein und der gleichen Ebene K, welche senkrecht zur Regulierstößeleinrichtungs­ achse 123 verläuft. Ferner sind die Mittelachsen 121a und 122a dieser Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 derart aus­ gelegt, daß sie sich am Mittelpunkt der Nockenwelle 104 unter einem Winkel kreuzen, wenn die Regulierstößeleinrichtungen gegen den Nockenumfangsteil 120a der Nocke 120 zur Anlage kommen. Die Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 haben freie Enden, welche als ebene plattenähnliche Abschnitte 121b und 122b ausgelegt sind, welche in Kontakt mit den Nockenum­ fangsteilen der Nocke 120 kommen, und die Kontaktpunkte 141a und 142a der Schubstangen 141 und 142 sind symmetrisch zur Regulierstößeleinrichtungsachse 123 angeordnet, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist.
Wie voranstehend beschrieben worden ist, werden das Auslaß­ ventil 151 und das Einlaßventil 152 (siehe Fig. 2) durch eine Nocke 120 über ein Paar von Regulierstößeln und zugeordneten Schubstangen betätigt. Die Ventiltriebeinrichtung 60 wird daher von den Regulierstößeleinrichtungen 121, 122, das Nockenrad 103 und der Nocke 120 gebildet, welche in einer Ven­ tileinrichtungsaufnahmekammer 126 angeordnet ist, welche bei­ spielsweise mit Hilfe von Schrauben an dem Kurbelgehäuse 130 befestigt ist.
Die hin- und hergehend beweglichen Schubstangen 141 und 142 für das Auslaßventil und das Einlaßventil sind jeweils mit einem Paar von Kipphebeln 143 und 144 verbunden, welche in einer Ventilkammer 146 schwenkbeweglich vorgesehen sind, welche in einem oberen Teil des Hauptkörpers 131 der Brenn­ kraftmaschineneinheit ausgebildet ist. Diese Kipphebel 143 und 144 sind ebenfalls jeweils mit dem Auslaßventil 151 und dem Einlaßventil 152 verbunden, welche am Zylinderkopf 136 in einem oberen Teil der Zylinderanordnung 132 des Brenn­ kraftmaschinenhauptkörpers 103 angeordnet ist. Somit werden diese Ventile 151 und 152 hinsichtlich des Öffnens oder Schließens nach Maßgabe der hin- und hergehenden Bewegung bzw. den Kippbewegungen der Kipphebel 143 und 144 betätigt.
Die Kurbelwelle 101 ist mit Hilfe von Lagern 101a und 101b drehbar gelagert und an einen Abschnitt auf der Seite der Abtriebswelle 101a, an welchem ein Schwungrad 133 derart an­ gebracht ist, daß die Brennkraftmaschinenleistung auf die Leistungsübertragungswelle 51 als eine Drehkraft von der Ab­ triebswelle 101a über eine Kupplung (nicht gezeigt) übertra­ gen wird.
Wenn daher die Kurbelwelle 101 eine Drehbewegung durch die Bewegung des Kolbens 134, welcher eine Hubbewegung in dem Zy­ linder 132 ausführt, in eine Gegenuhrzeigerrichtung W2 aus­ führt (wenn die Brennkraftmaschineneinheit 53 von der Ab­ triebswellenseite aus betrachtet wird) wird das Nockenrad 103, welches mit dem Kurbelrad 102 kämmt, in Uhrzeigerrichtung W3 in Drehung versetzt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Nach Maßgabe der Drehbewegung des Nockenrads 103 wird auch die Nocke 102, welche fest an dem Nockenrad 103 angebracht ist, in Uhrzeigerrichtung W3 gedreht. In Abhängigkeit von dieser Drehbewegung wird eine Regulierstößeleinrichtung 121 der paarweise vorgesehenen Regulierstößeleinrichtungen zuerst in Uhrzeigerrichtung hin- und hergehend bewegt, und die Schub­ stange 141 für das Auslaßventil 151 wird nach oben bewegt, um hierdurch das Auslaßventil 151 durch die Bewegung des Kipp­ hebels 143 zu öffnen. Dann dreht sich die Nocke 120 weiter, und die Kontaktstelle der Regulierstößeleinrichtung 121 be­ wegt sich über den vorspringenden Abschnitt 120b der Nocke 120, und von diesem Zeitpunkt an wird die Regulierstößelein­ richtung 121 in Gegenuhrzeigerrichtung hin- und hergehend bewegt, und dann wird das Auslaßventil 151 in Schließrich­ tung durch die Bewegung der Schubstange 141 und den Kipphebel 143 betätigt. Unmittelbar vor dem Schließen des Auslaß­ ventils 151 wird das Einlaßventil 152 in Öffnungsrichtung betätigt. Insbesondere wird während der Weiterdrehbewegung der Nocke 120 die andere Regulierstößeleinrichtung 122, wel­ che die Nockenfläche der Nocke 120 berührt, in Gegenuhrzei­ gerrichtung hin- und hergehend bewegt, und die Schubstange 142 für das Einlaßventil 152 wird nach oben bewegt, um hier­ durch das Einlaßventil 152 über die Bewegung des Kipphebels 144 zu öffnen. Das Auslaßventil 151 ist dann geschlossen. Wenn dann die Nocke 120 sich noch weiter dreht, wird die Regulier­ stößeleinrichtung 122 in Uhrzeigerrichtung hin- und herge­ hend bewegt und das Einlaßventil 152 wird im Schließsinne durch Bewegungen der Schubstange 142 und des Kipphebels 144 betätigt. Wenn das Einlaßventil 152 geschlossen ist, ist ein Arbeitszyklus der Auslaß- und Einlaßventile geschlossen.
Wie in Fig. 5 oder 6 gezeigt ist, hat die Nocke 120 eine Außenkontur, welche einen Kreisabschnitt 120a, den maximal vor­ stehenden Abschnitt 120b und Abschnitte 120c und 120d mit sym­ metrischer Formgebung und vermindertem Durchmesser der da­ zwischenliegenden Anordnung umfaßt.
Da entsprechend den voranstehenden Ausführungen bei dieser bevorzugten Ausführungsform die schwenkbeweglichen Regu­ lierstößeleinrichtungen 121 und 122 mittels einer Nocke 120 eine hin- und hergehende Kippbewegung ausführen, läßt sich die Länge der Nocke 120 in axialer Richtung der Nockenwelle 101 derart kurz machen, daß man die Länge l2 erhält, welche entsprechend der Darstellung in Fig. 2 kürzer als die Länge l1 ist, die man bei der üblichen Brennkraftmaschinenein­ heit benötigt. Auch läßt sich das Gewicht auf Grund der Lage und Anordnung dieser einen Nocke 120 reduzieren. Ferner ist es bei der üblichen Auslegungsform erforderlich, einen großen Raum zur Verfügung zu haben, um die Ventilstößel bzw. Stößel anordnen zu können. Bei der bevorzugten Ausführungs­ form nach der Erfindung jedoch läßt sich dieser Raum ledig­ lich durch die Lage dieser einen Nocke verkleinern.
Der Zustand, bei dem die Brennkraftmaschineneinheit mit der Ventiltriebeinrichtung 60, welche den vorstehend beschrie­ benen Aufbau hat, in eine transportable Arbeitsmaschine, wie den Rasenmäher 50, eingebaut ist, ist in Fig. 1 ge­ zeigt. Wenn die Kurbelwelle 101 eine Drehbewegung ausführt, werden das Einlaßventil 151 und das Auslaßventil 152 in vor­ bestimmten Intervallen mit vorbestimmten zeitlichen Steuerun­ gen geöffnet und geschlossen, und die Abtriebsleistung der Brennkraftmaschineneinheit wird auf die Arbeitseinrichtung 54 über das Leistungsübertragungswellenteil 51 übertragen. In diesem Fall ist die Ventiltriebeinrichtung 60 auf der Sei­ te der Abtriebswelle 101a der Brennkraftmaschineneinheit 53 angeordnet, wenn man auf die Brennkraftmaschineneinheit 53 von der Arbeitseinrichtung 54 hersieht. Das Auslaßventil 151 ist auf der linken Seite angeordnet, und das Einlaßventil 152 ist auf der rechten Seite angeordnet. Insbesondere wird die Kurbelwelle 101 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, und die Nockenwelle 104 wird in Uhrzeigerrichtung gedreht, so daß die Auslaßseite von der Seite der Bedienungsperson ab­ gelegen liegt, wenn die Bedienungsperson das Griffteil der Arbeitsmaschine 50 ergreift. Somit wird verhindert, daß die Bedienungsperson mit den heißen Abgasen beaufschlagt wird.
Die Arbeitsweisen der Nocke 120 und den schwenkbaren oder hin- und hergehend bewegbaren Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 näher erläutert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 hat die Nocke 120 eine sym­ metrische Außengestalt. Dies bedeutet, daß die äußeren Um­ fangsflächen 120a und 120d der Anstiegsseite und der Ab­ wärtsbewegungsseite bezüglich den zugeordneten Schubstangen 141 und 142 symmetrisch bezüglich der Maximalhubstellung ausgebildet sind, d. h. des am weitesten vorstehenden Ab­ schnitts 120b der Nocke 120. Die Nocke 120 dreht sich um den Drehmittelpunkt A0, welcher den Mittelpunkt der Nocken­ welle 104 darstellt. Die paarweise vorgesehenen Regulierstößel­ einrichtungen 121 und 122 werden um den Mittelpunkt B0 der Kippbewegung der Hubachse 123 hin- und hergehend be­ wegt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Nockenauslegungsform las­ sen sich die Hubkurven des Auslaßventils 151 und des Einlaß­ ventils 152 unterschiedlich gestalten.
Wenn man insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 annimmt, daß der Radius des Mittelteils 120a der Nocke 120 R ist, sind die Kippwinkel der Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 α und β, und der Abstand zwischen dem Kippbe­ wegungsmittelpunkt B0 der Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 und der Schubstangen 141 und 142 sind jeweils mit L bezeichnet. Die Hubgrößen der Schubstangen 141 und 142 las­ sen sich somit durch diesen Abstand ausdrücken, und zwar auf folgende Weise: (L·α) und (L·β). Die Größe X be­ zeichnet eine Koordinatenachse, welche der Nocke 120 fest zugeordnet ist, und die Größe R bezeichnet einen relativen Winkel zur Achse X zu dem Zeitpunkt, wenn die Nocke 120 und die Kontaktflächen 121b und 122b der Regulierstößeleinrich­ tungen 121 und 122 sich auf der Außenkontur der Nocke 120 bewegen.
Wenn der Winkel R nicht gleich dem Drehwinkel der Nocken­ welle 104 ist, wird dieser Winkel Φ. Unter dieser Bedingung läßt sich ein Abstand zwischen den Kontaktpunkten P und Q zu der Nocke 120 (Q: Kontaktpunkt mit dem Kreisabschnitt 120a der Nocke 120) ausdrücken mit dy/dR gemäß der konstruk­ tiven Auslegungsgleichung, und wenn man annimmt, daß der Winkel α (oder β) der Kontaktfläche 121b (oder 122 b), welche den Kreisabschnitt der Nocke 120 berührt, mit α0 (oder β0) bezeichnet wird, läßt sich der Abstand zwischen dem Kippbewegungsmittelpunkt B0 der hin- und hergehend be­ weglichen Regulierstößeleinrichtungen 121, 122 und dem Dreh­ mittelpunkt A0 der Nocke 120 gemäß folgender Gleichung mit C ausdrücken.
C × sin (α + α₀) = (R + y + a)
α + α₀ = sin-1 [(R + y + a)/C]
Φ = R + (α + α₀)
Aus diesen Gleichungen erhält man dann die folgenden Glei­ chungen:
dα/dΦ = (dy/dR)/[dy/dR + C cos (α + α₀)]
Da die Hubgeschwindigkeit der Schubstange 141 für das Aus­ laßventil sich ausdrücken läßt mit L·dy/dR, wird die Hub­ geschwindigkeit M1 der Schubstange 141 zum Zeitpunkt des Hubvorganges kleiner als bei der Abwärtsbewegung (zum Zeit­ punkt des Absenkens) selbst dann gemacht, wenn der Absolut­ wert von dy/dR zu beiden Betriebszeiten gleich ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Wert von dy/dR beim Hub­ vorgang negativ wird, während er hingegen beim Absenkvor­ gang negativ wird.
Aus den voranstehenden Ausführungen ist zu ersehen, daß bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Außenumfangsgestaltsgebungen der Nockenabschnitte 120 welche die Schubstange zur Ausführung einer Hubbewegung und einer Absenkbewegung beaufschlagen, symmetrisch ausge­ legt sind, die Hubgeschwindigkeit der Hubstange 141 für das Auslaßventil entsprechend Fig. 7A kleiner als die Ab­ senkgeschwindigkeit ist, wodurch man günstigere Eigenschaf­ ten als bei der üblichen Einrichtung erhält.
Ferner wird unter Berücksichtigung der Schubstange 142 für das Einlaßventil entsprechend Fig. 6 die Hin- und Herbewe­ gungsrichtung der Regulierstößeleinrichtung 122 umgekehrt zu jener der Regulierstößeleinrichtung 121 gewählt, welche der Schubstange 141 für das Auslaßventil zugeordnet ist. Hierdurch erhält man folgende Gleichungen:
C × sin (β + β₀) = (R + y + a)
β + β₀ = sin-1 [(R + y + a)/C]
Φ = R - (β + β₀)
Aus diesen Gleichungen läßt sich die folgende Gleichung ab­ leiten:
dβ/dΦ = (dy/dR)/[-dy/dR + C × cos (β + β₀)]
Da somit die Hubgeschwindigkeit M2 (Fig. 7B) der Schubstan­ ge 142 für das Einlaßventil zum Hubzeitpunkt größer als je­ ne bei dem Abwärtsbewegungszeitpunkt (Absenkzeitpunkt) selbst dann ist, wenn der Absolutwert dy/dΦ zu beiden Seiten gleich ist, läßt sich insbesondere bei der bevorzugten Aus­ führungsform nach der Erfindung, bei der die Nockenabschnit­ te 120, welche die Schubstange in Hubrichtung und in Absenk­ richtung beaufschlagen, symmetrisch angeordnet sind, die Hubgeschwindigkeit der Schubstange 142 für das Einlaßventil entsprechend Fig. 7B größer als die Absenkgeschwindigkeit wählen, so daß die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 101 größer wird und somit die Abgabeleistung größer ist.
Mit den Bezugszeichen N1 und N2 sind in den Fig. 7A und 7B die Hubgrößen bezeichnet.
Aus verschiedenen Versuchen unter Einsatz der Brennkraftma­ schineneinheiten für transportable Arbeitsmaschinen hat sich gezeigt, daß es erwünscht ist, daß das Verhältnis der Hub­ geschwindigkeit der Schubstange 141 (und 142) bezüglich der Absenkgeschwindigkeit derselben in einem Bereich von 120 bis 170% auf der Auslaßseite aber in einem Bereich von 83 bis 58% auf der Einlaßseite liegt.
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Ventil­ öffnungs/Schließzeiten des Auslaßventils 151 und des Ein­ laßventils 152.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird das Einlaßventil 152 mit einem Winkel Φ1 mit 20° beispielsweise vor dem oberen Saug­ totpunkt e0 geöffnet und mit einem Winkel Φ2 von 60° bei­ spielsweise nach dem unteren Saugtotpunkt e1 geschlossen. Andererseits wird das Auslaßventil 151 mit einem Winkel Φ2 von 60° beispielsweise vor dem unteren Expansionstotpunkt geöffnet und wird mit einem Winkel Φ1 von 20° beispielsweise nach dem oberen Saugtotpunkt geschlossen (Φ1 und Φ2: Dreh­ winkel der Kurbelwelle 101).
Da die Nocke 120 zueinander symmetrische Teile auf der Schub­ stangenhub- und der Absenkbewegungsseite hat, hat man die maximale Hubgröße der Schubstange 141 für das Auslaßventil an einer Stelle gemäß dem folgenden Winkel vor dem oberen Saugtotpunkt e0
0,5(Φ₁ + Φ₂ + 180) - Φ₁ = 0,5(180 + Φ₂ - Φ₁),
und die maximale Hubgröße der Schubstange 142 für das Ein­ laßventil erhält man an einer Stelle nach Maßgabe des fol­ genden Winkels nach dem oberen Saugtotpunkt e0:
0,5(Φ₁ + Φ₂ + 180) - Φ₁ = 0,5(180 + Φ₂ - Φ₁).
Somit ist der relative Winkel γ (Fig. 3), welcher von den Mittellinien 121a, 122a der Regulierstößeleinrichtung 121, 122 eingeschlossen wird, und der sich nach Maßgabe folgen­ der Gleichung 0,5 (180+Φ12) unter Berücksichtigung des Drehwinkels der Nocke 120 ausdrücken läßt, die Hälfte (1/2) des Werts der Kurbelwelle 101. Entsprechend den voranste­ henden Ausführungen ist der Wert des Winkels derart ge­ wählt, daß er sich auf 0,5 (180+Φ21) beispielsweise auf 0,5 (180+70-20)° = 110° beläuft, und er ist gleich der Winkeldifferenz der maximalen Hubgrößen der Einlaß- und Aus­ laßseiten unter der Annahme, daß Φ1 = 20° und Φ2 = 60° sind, wobei man diesen Berechnungen die Ventilöffnungs- und Schließ­ zeiten zugrunde legt. Somit ist das obere Teil der Nocke in Richtung zu der Mittelrichtung der Hubachse 123 liegend an­ geordnet, und dies bedeutet, daß die Linie, welche das obe­ re Teil 120a der Nocke 120 mit dem Drehmittelpunkt A0 der Nockenwelle verbindet, mit der Richtung der hin- und herge­ henden Bewegung des Kolbens übereinstimmt, wobei sich selbst­ verständlich die Ventilöffnungs/Schließzeiten sowohl des Auslaßventils als auch des Einlaßventils 151 und 152 ein­ halten lassen.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 die genaue Montage des Kurbelrads 102 und des Nockenrads 103 zum Zeitpunkt des Zusammenbaus der Brennkraftmaschineneinheit 53 unter Berücksichtigung der folgenden Ausführungen näher erläutert.
Das Kurbelrad 102 ist fest mit der Kurbelwelle 101 mit Hilfe von zwei Keilen oder Bolzen 170 verbunden, und die Nocke 120 ist fest mit dem Nockenrad 103 mit Hilfe von zwei Kei­ len oder Bolzen 172 verbunden. Wenn die Kurbelwelle 101 zum oberen Totpunkt bewegt wird, liegen die Keile 170 auf einer Linie 171, die den Mittelpunkt der Kurbelwelle 101 mit dem Mittelpunkt des Kurbelzapfens 135 verbindet. In diesem Zustand liegt der Mittelabschnitt eines Zahnradzahns 102a, welcher am oberen Teil des Kurbelrades 102 liegt, eben­ falls auf dieser Linie 171. In diesem Zustand liegen die Kei­ le 172 des Nockenrads 103 auf einer Linie 174, welche den Mittelpunkt des Nockenrads 103 mit dem oberen Nockenabschnitt 120b der Nocke 120 verbindet, und man erhält eine Zwischen­ position 173 von zwei Zähnen 103a und 103b, welche am Nocken­ rad 103 einander benachbart sind, und diese sind dem oberen Nockenabschnitt 120b gegenüberliegend angeordnet und liegen ebenfalls auf der Linie 174. Da die Nockenwelle 104, mit wel­ cher das Nockenrad 103 fest verbunden ist, am Kurbelgehäuse 130 drehbar gelagert ist, läßt sich die positionsmäßige Zu­ ordnung von Nockenrad 103 und Kurbelrad 102 bei der Montage leicht verwirklichen.
Eine lineare Kennungsmarkierung Z-Z zur Angabe der Position des Nockenrades 103 ist in der Oberfläche 103c des Nockenrads 103 auf der Seite des Schwungrads 133 derart ausgebildet, daß sie senkrecht zu der Linie 174 liegt. Wenn die Kurbelwelle 101 sich im oberen Totpunkt befindet, wird ein Abstand f zwischen dem Mittelpunkt der Nockenwelle 104 und der Kennungs­ markierung Z-Z derart, daß er im wesentlichen gleich einem Abstand D zwischen einer Montagefläche F-F (siehe Fig. 2) des Zylinders 132 zu dem Kurbelgehäuse 130 und dem Mittelpunkt der Nockenwelle 104 (siehe Fig. 2) wird. Die Kennungsmarkie­ rung Z-Z ist als eine lineare Nut ausgebildet. Gegebenenfalls kann sie durch Punkte Za und Zb ersetzt werden, welche auf der Oberfläche 103c des Nockenrads 103 vorgesehen sind.
Bei der Montage der Getriebeeinrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die Kurbelwelle 101 zuerst ge­ dreht, um den Kolben 134 im oberen Totpunkt anzuordnen, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. Dieser Arbeitsablauf wird normalerweise ausgeführt, bevor der Zylinderkopf 136 ange­ ordnet wird, so daß sich die hierfür erforderlichen Hand­ griffe leicht ausführen lassen. Dann wird das Nockenrad 103 derart montiert, daß es in Kämmeingriff mit dem Kurbelrad 102 ist, während zugleich die Kennungsmarkierung Z-Z (oder die Punkte Za und Zb), welche auf der Oberfläche 103c des Nockenrads 103 vorgesehen sind, zu einem Teil bewegt wird, welcher parallel zu der Montagefläche F-F (Zustand in Fig. 9) ist oder sich mit dieser überlappt. Gemäß diesem Ausrich­ tungsmontagevorgang ist der Zahn 102a des Kurbelrads 102 genau in Eingriff mit dem Zwischenabschnitt zwischen den bei­ den Zähnen 103a und 103b des Nockenrads 103, so daß man einen zuverlässigen und sicheren Eingriffszustand erhält.
Wenn entsprechend den voranstehenden Ausführungen der Kämm­ eingriff zwischen dem Kurbelrad 102 und dem Nockenrad 103 sich nicht visuell beim Montageschritt überprüfen läßt, läßt sich der genaue Kämmeingriff zwischen diesen beiden Zahnrä­ dern leicht visuell dadurch überwachen, daß man die Kennungs­ markierung Z-Z beobachtet. Bei einer Ausführungsvariante wird angenommen, daß die Kurbelwelle 101 sich im oberen Tot­ punkt befindet und der obere Abschnitt des Kurbelrades 102 von zwei zueinander benachbarten Zähnen gebildet wird, so daß ein Zahnabschnitt an einem Teil, welcher dem oberen Abschnitt 102b der Nocke 120 gegenüberliegt, von einem Zahn des Nocken­ rads 103 gebildet werden kann, um die beiden zueinander be­ nachbarten Zähne des Nockenrades 102 in Kämmeingriff mit die­ sem Zahn des Nockenrads 103 zu bringen.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend un­ ter Bezugnahme auf Fig. 12 näher erläutert.
In dieser sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungs­ form nach den Fig. 1 bis 11 versehen.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Ventileinrichtungsauf­ nahmekammer 126a, in welcher die Nocke 120, das Nockenrad 103 und die Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 aufge­ nommen sind, einteilig mit dem Zylinder 132a ausgelegt. Ge­ mäß dieser Auslegungsform läßt sich ein Abstand zwischen der Ventileinrichtungsaufnahmekammer 126a und dem Zylinder 132a soweit wie möglich reduzieren. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Ventiltriebeinrichtung 60 und das Schwungrad 133 sich in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses 130 anord­ nen lassen und daher wird der Abstand 3 zwischen der äuße­ ren Fläche 25a des Gehäuses 25b und dem Mittelabschnitt des Kolbens klein, so daß man eine kompakte Auslegung der Brenn­ kraftmaschineneinheit 53a erhält.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 näher erläutert, in welchen gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei den voranstehend beschriebe­ nen bevorzugten Ausführungsformen versehen sind.
Eine Ventiltriebeinrichtung 60b gemäß dieser dritten bevor­ zugten Ausführungsform umfaßt eine Hubanordnung, welche ein Paar von Regulierstößeleinrichtungen 121c und 122c aufweist, welche nicht in Richtung der gemeinsamen Hubachse 123 gebogen sind, wie dies bei den voranstehenden bevorzugten Ausführungs­ formen der Fall ist. Vielmehr sind diese Teile im wesentli­ chen geradlinig ausgelegt, wie dies in Fig. 15B gezeigt ist. Insbesondere sind die Kontaktpunkte 141a und 142a der Regu­ lierstößeleinrichtungen 121c und 121d mit den Schubstangen 141 und 142 derart beschaffen und ausgelegt, daß sie auf einer ersten Ebene K1 und einer zweiten Ebene K2 liegen, wel­ che parallel zu der Ebene K1 ist, welche senkrecht zur Axial­ richtung der Hubachse 123 ist. Somit wird die Kontaktfläche der Regulierstößeleinrichtungen 121c und 122c mit der Nocke 120e in axialer Richtung größer gemacht, wodurch sich die Herstellungskosten für die Regulierstößeleinrichtungen redu­ zieren lassen.
Fig. 14 zeigt einen Zustand, bei dem die Ventiltriebeinrich­ tung 60c eine Nocke 120f und ein Nockenrad 103f umfaßt, wel­ che bei einer hohen Temperatur unter Verwendung eines Metall­ pulvers gesintert sind und welche daher ein Stück bilden. Hier­ bei ist die Auslegung derart getroffen, daß die integrierte Ausbildungsform von Nocke 120f und Nockenrad 103f insgesamt gesehen widerstandsfähig ist, und die Herstellung läßt sich genau und einfach durchführen. Ferner erhält man durch die Sinterverbindung, welche eine poröse Struktur hat, eine ver­ besserte Schmierfähigkeit. Ferner läßt sich die Sinterverbin­ dung zwischen der Nocke und dem Nockenrad bei allen voranste­ hend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung verwirklichen. Eine vierte bevorzugte Ausführungs­ form nach der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 16 erläutert, in welcher gleiche oder ähnliche Teile wie bei den voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungs­ formen mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 16 umfaßt eine Ventiltriebeinrich­ tung 60d gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform eine Hub­ anordnung, welche ein Paar von geradlinigen Regulierstößel­ einrichtungen 121d und 122d aufweist, welche mittels eines Paars von parallelen Hubachsen 123a und 123b, wie Zapfen, jeweils hin- und hergehend beweglich gelagert sind. Gemäß dieser Auslegungsform sind die zugeordneten Regulierstößel­ einrichtungen 121d und 122d in ein und derselben Ebene senk­ recht zu den Achsen 123a und 123b angeordnet und somit sind die Schubstangen 121 und 122 beide in ein und derselben Ebene senkrecht zur Nockenwelle 104 angeordnet, ohne daß die Regu­ lierstößeleinrichtungen gebogen zu sein brauchen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Somit läßt sich die Länge der Brenn­ kraftmaschineneinheit in axialer Richtung der Kurbelwelle kürzer machen.
Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 19 er­ läutert, in welchen gleiche oder ähnliche Teile wie bei den voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Üblicherweise sind das Kurbelgehäuse 130, der Zylinder 132, der Zylinderkopf 136 usw., welche beispielsweise in Fig. 2 gezeigt sind und die Brennkraftmaschineneinheit einer trans­ portablen Bearbeitungsmaschine bilden, aus einer Aluminium­ legierung hergestellt, welche einen großen Wärmedehnungskoef­ fizienten hat, um das Gesamtgewicht der Brennkraftmaschinen­ einheit zu reduzieren. Bei einer derartigen Auslegungsform sind im allgemeinen die Schubstangen 141, 142, die Regulier­ stößeleinrichtungen 121, 122 usw., welche die Ventiltrieb­ einrichtung 60 zum Antreiben der Einlaß- und Auslaßventile bilden, aus einem Eisenmaterial, wie Stahl oder Gußeisen hergestellt, welches einen kleinen Wärmedehnungskoeffizienten hat, so daß das Ausmaß der Wärmedehnung des Kurbelgehäuses, des Zylinders, des Zylinderkopfs u. dgl. größer (oder kleiner als) jener der Schubstangen und der Regulierstößeleinrichtun­ gen bei einem Temperaturanstieg (oder einem Temperaturab­ fall) im Antriebszustand der Brennkraftmaschine ist. Hierdurch werden die zeitlichen Steuerverhältnisse für das Öffnen oder Schließen des Einlaß/Auslaßventiles im kalten und warmen Zustand der Brennkraftmaschine nachteilig beeinflußt. Dieser Unterschied kann dazu führen, daß Geräusche erzeugt werden, und es kann erforderlich sein, daß man die Ventile 151 und 152 und die Ventilsitze aus einem Material herstellen muß, welches eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit hat.
Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Ausführungen werden gemäß dieser fünften bevorzugten Ausführungsform die Schubstangen 141, 142 und die Regulierstößeleinrichtungen 121, 122 der Ventiltriebeinrichtung 60 aus einer Aluminium­ legierung ausgebildet, welche im wesentlichen gleich jenem Material ist, aus dem das Kurbelgehäuse 130, der Zylinder 132 und der Zylinderkopf 136 ausgebildet sind, um im wesent­ lichen die Unterschiede bei den Wärmedehnungskoeffizienten zwischen diesen Teilen zu eliminieren. Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 2 gemäß dieser Auslegungsform eine Ölabstreifstange 138, welche für eine Verbindungsstange 137 des Kolbens 134 vorgesehen ist, ein äußerst stark erwärmtes Schmieröl 139 in die Kurbelkammer abstreift, tritt ein Ölnebel in eine Nockenkammer 140 über einen Spalt am Lager 101b ein und er breitet sich in der Ventilkammer 146 über eine Abdeckung 145 der Schubstangen 141 und 142 aus bzw. legt sich über diese. Während dieses Arbeitsvorganges berührt das stark erwärmte Öl 139 die Regulierstößeleinrichtungen 121, 122 und die Schubstangen 141, 142, so daß sich diese Teile unter Erwär­ mung dehnen. Wenn jedoch diese Teile aus einer Aluminiumle­ gierung hergestellt sind, ist das Ausmaß der Wärmedehnung groß im Vergleich zu dem Fall, wenn man eisenhaltige Mate­ rialien einsetzt, und somit ändert sich ein Spalt (entspre­ chend einem Spalt S in Fig. 20A) zwischen den Kipphebeln 143, 144 und den Ventilen 151, 152 durch die Erwärmung hinsicht­ lich seiner Größe nicht.
Die Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 gemäß dieser be­ vorzugten Ausführungsform sind aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Wie in Fig. 17A gezeigt ist, sind die Regulier­ stößeleinrichtungen 121f und 122f fest mit einer Buchse 181 verbunden, welche eine geringe Dicke hat und welche eine gute Verschleißbeständigkeit hat, und die passend in eine Kipp­ wellenöffnung 180 derart eingesetzt ist, daß sie zur Anlage gegen die innere Fläche der Öffnung 180 kommt. Zusätzlich zu der Auslegungsform nach Fig. 17A werden eisenhaltige, chipförmige Teile 182 und 183 fest an der Kontaktfläche der Regulierstößeleinrichtung 121g und 122g angegossen, wie dies in Fig. 17B gezeigt ist, an welchen eine Kontaktierung der Schubstangen 141 und 142 und der Nocke 120 erfolgt. Die Regulierstößeleinrichtungen 121h und 122h, welche in Fig. 17C gezeigt sind, sind im wesentlichen vollständig aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
Die Schubstangen 141b und 142b, sind im wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Wie jedoch in Fig. 18 gezeigt ist, können eisenhaltige Kontaktmaterialien 184 fest an je­ nen Teilen vorgesehen sein, an welchen eine Kontaktierung zwischen den Regulierstößeleinrichtungen 121, 122 und den Kipphebeln 143, 144 erfolgt. Diese Teile können mittels Preß­ sitz vorgesehen werden.
Durch die Ausbildung der Regulierstößeleinrichtungen 121, 122 und der Schubstangen 141, 142 aus Aluminiumlegierungen wird ermöglicht, daß sich das Eigengewicht der Ventiltriebeinrich­ tung beträchtlich reduzieren läßt und daß sich somit auch die Belastungen beträchtlich reduzieren lassen, welchen die Bauteile ausgesetzt sind. Daher wird unter Einsatz einer Alu­ miniumlegierung als Material für die Kipphebel 143 und 144 ermöglicht, daß man eine äußerst vorteilhafte und wirksame Auslegungsform erhält.
Wenn bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 der Zylinderkopf 136 und die Ventile 151, 152 heb- und senk­ bar gelagert sind, sind eine Ventilführung 190 zum Führen der Ventile 151 und 152 und ein Ventilsitz 191, welcher fest mit dem Zylinderkopf 136 verbunden ist, und mit denen die Ven­ tile 151 und 152 in Kontaktberührung kommen, als unabhängige, gesonderte Teile ausgebildet. Nach der fünften bevorzugten Ausführungsform jedoch, welche in Fig. 19 gezeigt ist, kann der Zylinderkopf 136a als ein integriert ausgelegtes Guß­ teil umfassend die Ventilführung und den Ventilsitz ausge­ legt werden, wobei der Zylinderkopf 136a aus einer Aluminium­ legierung hergestellt ist, welche Silizium mit 13,5 bis 16 Gew.-% enthält. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform läßt sich der Unterschied hinsichtlich des Ausmaßes der Wärmedeh­ nung zwischen dem Zylinderkopf und den weiteren Teilen, wel­ che aus der Aluminiumlegierung hergestellt sind, im wesent­ lichen eliminieren, und man erhält ausgezeichnete Eigenschaf­ ten hinsichtlich einer Verschleißbeständigkeit. Ferner läßt sich die Anzahl der Teile oder Einzelteile, welche zusammenzu­ setzen sind, reduzieren, und es lassen sich auch die maschi­ nellen Arbeitsgänge reduzieren. Ferner wird bei dem Fall, bei dem der Zylinderkopf 136a aus einer Leichtmetallegierung mittels Teilchendiffusion ausgebildet ist, eine hohe Festig­ keit erzielt, und es lassen sich günstige Eigenschaften hin­ sichtlich der Verschleißbeständigkeit erzielen.
Eine sechste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 20 bis 23 er­ läutert, bei denen gleiche oder ähnliche Teile wie bei den voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 20A und 20B haben bei dieser bevorzugten Ausführungsform ein Paar von Kipphebeln 243 und 244 zur Betätigung des Auslaß- und Einlaßventiles 151 und 152 eine derart geeignete Gestalt, daß sie eine Kugel­ fläche haben. Die Kipphebel 243 und 244 sind aus einem Metallblech beispielsweise hergestellt und sind hin- und her­ gehend beweglich am Zylinderkopf 236 angebracht. Insbesondere ist ein Stehbolzen 260 eingeschraubt und fest mit dem Zy­ linderkopf 236 verbunden, und der Stehbolzen 260 ist in Ge­ windeeingriff mit einem sphärischen Sockel 261. Somit ist der sphärische Sockel 261 mit einer sphärischen, äußeren Umfangsfläche 262 am tieferen Ende versehen, wie dies in Fig. 20A gezeigt ist, und die Kipphebel 243 und 244 haben innere, sphärische Flächen, welche in geeigneter Weise in Gleitberührung mit der äußeren sphärischen Fläche 262 des Sockels 261 kommen können. Der Stehbolzen 260 ist an einem Ende mit Gewindegängen 264 versehen, welche in Eingriff mit Gewindegängen sind, die am sphärischen Sockel 261 aus­ gebildet sind. Mit dem Bezugszeichen 265 und 266 sind eine Ventilfeder und eine Schubstangenführung jeweils bezeichnet.
Diese Baugruppen und Einzelteile werden auf die nachstehend näher angegebene Weise zusammengesetzt.
In Ventilschließstellung ist ein vorbestimmter Spalt S zwi­ schen den Kipphebeln 243 und 244 und den Kopfteilen des Aus­ laß- und Einlaßventils 151 und 152 vorhanden, um zu verhin­ dern, daß die Ventile nicht durch die Wärmedehnung beim Ar­ beiten der Brennkraftmaschineneinheit geschlossen sind. Die Einstellung des Spalts S erfolgt derart, daß der sphärische Sockel 261 längs den Gewindegängen 264 des Stehbolzens 260 derart gedreht wird, daß der Sockel 260 sich vertikal bewegt. Dieser wird dann an einer vorbestimmten Stelle festgelegt, an welcher ein gewünschter Spalt S vorhanden ist. Hierzu ist eine Sicherungsmutter 267 vorgesehen. Die Regulierstößelein­ richtungen werden dann in Übereinstimmung mit der Drehbewe­ gung der Nocke 120 verschwenkt, und somit führen die Schub­ stangen 141 und 142, welche gegen die Regulierstößeleinrich­ tungen 121 und 122 anliegen, vertikale Bewegungen aus. Nach Maßgabe dieser Vertikalbewegungen werden die Kipphebel 243 und 244 längs der sphärischen äußeren Fläche 262 des sphäri­ schen Sockels 261 hin- und hergehend bewegt, und die Ventile 151 und 152 werden dann entgegen der Federkraft der Ventil­ feder 265 betätigt. Da die Kipphebel 243 und 244 durch die sphärische, äußere Umfangsfläche 262 des Sockels 260 und den inneren sphärischen Flächen der Kipphebel 243 und 244 ge­ halten sind, erhält man keine Einrichtung zur Begrenzung der Bewegung in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 20A. Daher ist es erforderlich, die unabhängige Schubstangenführung 266 zur Führung der Bewegungen der Schubstange 141 und 142 an Ort und Stelle festzulegen. Nach einer derartigen Anordnung ist es im wesentlichen erforder­ lich, daß in derselben Ebene die Wirkrichtung 268 der Ven­ tile 151, 152, die Wirkrichtung 269 (Fig. 20B) der Schub­ stangen 141, 142 und der Mittelpunkt der sphärischen Flächen der Kipphebel 243 und 244 liegen. Insbesondere wenn die Kipp­ hebel 243 und 244 in der Zeichenebene festgelegt sind, sind deren Lagen durch die Führung 266 nur durch eine leichte Be­ rührung von Schubstangenführung 266 und Schubstangen 141 und 142 jeweils begrenzt, und es läßt sich die Betätigung des Auslaß- und Einlaßventils 151 und 152 stabil aufrechterhalten. Wenn jedoch eine Neigung entsprechend Fig. 20C zwischen der Wirkrichtung 268 der Ventile 151, 152 und der Wirkrichtung 269 der Schubstangen 141, 142 vorhanden ist, wirkt immer eine Reibungskraft auf die Schubstangen 141, 142 und die Schubstangenführung 266, wodurch die Bewegungen der Auslaß- und Einlaßventile 151, 152 gestört wird.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände wird gemäß dieser be­ vorzugten Ausführungsform die Ventiltriebeinrichtung derart beschaffen und ausgelegt, wie dies in den Fig. 21 bis 23 ge­ zeigt ist. In Fig. 21 ist die Ventiltriebeinrichtung 60e gezeigt und weist Regulierstößeleinrichtungen 221 und 222 auf, welche von verbesserten Regulierstößeleinrichtungen 121 und 122 gebildet werden, welche zuvor in Fig. 3 gezeigt und beschrieben wurden.
Unter Bezugnahme auf, Fig. 21 sind die unteren Enden der Schub­ stangen 141 und 142 für die Auslaß- und Einlaßventile 151 und 152 fest mit den schwenkbeweglichen Regulierstößelein­ richtungen 221 und 22 jeweils mittels einer Preßsitzeinrich­ tung oder einer Gußeinrichtung verbunden.
Die Regulierstößeleinrichtungen 221 und 222 sind im wesent­ lichen übereinstimmend wie in Fig. 4 gezeigt ausgelegt, wenn man auf dieselben von oben her blickt. Somit sind die jewei­ ligen Regulierstößeleinrichtungen 221 und 222 in gebogener Form zur Seite der Hubachse 123 und zur Mittelseite ausgebil­ det, so daß die Schubstange 141 für das Auslaßventil 151 und die Schubstange 142 für das Einlaßventil 152 in ein und der­ selben Ebene liegend angeordnet sind.
Ferner kommen die oberen Enden der Schubstangen 141 und 142 zur Anlage gegen die Kipphebel 243 und 244 (Fig. 20A), welche mittels des sphärischen Sockels 261 gelagert sind, und das Auslaßventil 151 und das Einlaßventil 152 werden nach Maß­ gabe der hin- und hergehenden Bewegungen der Schubstangen 141 und 142 geöffnet oder geschlossen.
Bei diesen Auslegungseinzelheiten sind die Bewegungspositionen der Schubstangen 141 und 142 in dreidimensionaler Richtung begrenzt und daher sind die oberen Enden dieser Schubstangen, d. h. an den Positionen T, an welchen diese gegen die Kipp­ hebel 243 und 244 zur Anlage kommen, in dreidimensionaler Richtung festgelegt. Daher ist es nicht erforderlich, daß Schubstangenführungen 266 vorhanden sind, wie dies in Fig. 20A oder Fig. 20B gezeigt ist. Es ist auch möglich, die sphäri­ schen Kipphebel 243 und 244 gemeinsam zu montieren.
Die Fig. 22 und 23 zeigen eine Ausführungsvariante der sechsten bevorzugten Ausführungsform.
Bei der Ausführungsvariante der Ventiltriebeinrichtung 60f durchsetzt jeweils ein Ende 141d oder 142d der Schubstangen 141c und 142c für das Auslaßventil 151 und das Einlaßventil 152 ein Paar von hin- und hergehend beweglichen Hubeinrichtun­ gen 221a und 222a, und sie sind mittels eines Preßsitzes oder mittels Gießen fest hiermit verbunden. Die Enden 141a und 142d liegen direkt gegen eine Nocke 120 an und sie wer­ den nach Maßgabe der Drehbewegung der Nocke 120 gehoben. Wenn die Enden 141d und 142d den Kreisumfangsabschnitt 120a der Nocke 120 berühren, wird der Winkel zwischen zwei Li­ nien eingeschlossen, welche die Kontaktpunkte der Enden 141d und 142d auf den Kreisnockenflächen mit dem Mittelpunkt der Nockenwelle 104 verbinden. Da somit die Bewegungspositionen der zugeordneten Schubstangen 141c und 142c in dreidimensio­ naler Richtung begrenzt sind, lassen sich die Positionen der oberen Enden der Schubstangen 141c und 142c in dreidimensio­ naler Weise festlegen.
Somit kann ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 21 die Schubstangenführung 266 entfallen, und die sphärischen Kipphebel 243 und 244 können in Kombination zum Einsatz kom­ men. Ferner sind bei dieser Ausführungsvariante nach den Fig. 22 und 23 die Regulierstößeleinrichtungen 221a und 222a nicht in Kontakt mit der Nocke 120, es ist nicht erfor­ derlich, die Regulierstößeleinrichtungen aus einem teuren Ma­ terial herzustellen, welches eine hohe Verschleißbeständig­ keit hat und die Regulierstößeleinrichtungen lassen sich aus einer Leichtmetallegierung herstellen, wodurch sich das Gewicht der Regulierstößeleinrichtungen reduzieren läßt.
Eine siebte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 24 bis 27 näher erläutert, in welchen gleiche oder ähnliche Teile wie bei den voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsfor­ men mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Auslegungsform des Kurbelrads 102 (Fig. 2) verbessert. Das Kurbelrad, welches in Fig. 2 gezeigt ist, ist nach den Fig. 27A und 27B als ein Stirnrad ausgelegt, welches im allgemeinen eine derartige Auslegung hat, daß es einen zentralen Kreisabschnitt 352a und einen gezahnten Abschnitt 354a besitzt, welcher an einem äußeren Umfang des Mittelabschnittes ausgebildet ist. Bei einem Stirnrad mit dieser Konstruktion ist es erforderlich, eine vorbestimmte Dicke in radialer Richtung des Mittelab­ schnittes 352a zu haben, um ein Brechen des Zahnrades selbst zu verhindern. Daher sind im Einsatz eines derartigen Stirn­ rads als Kurbelzahnrad bei den üblichen Auslegungsformen hinsichtlich der Herabsetzung des Durchmessers eines Zahnkrei­ ses des Kurbelzahnrades 102 bezüglich des Durchmessers der Kurbelwelle 101 Grenzen gesetzt.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird gemäß dieser be­ vorzugten Ausführungsform nach den Fig. 25 und 26 das Kurbel­ rad bzw. Kurbelzahnrad hinsichtlich seiner Konstruktion ver­ bessert. Insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 25 und 26 ist ein Kurbelrad 302 als ein ringförmiges Zahnrad ausgebil­ det, welches einen inneren, säulenförmigen Hohlraum hat, und der Außenumfang und der Innenumfang dieses ringförmigen Kur­ belrads 302 sind konzentrisch ausgebildet. Das Kurbelrad 302 hat somit ein hohles Lagerteil 352, welches einen inneren hohlen Abschnitt als eine Paßöffnung 351 besitzt, und einen gezahnten Abschnitt 354, welcher eine Mehrzahl von Zähnen hat, welche die Verzahnung bilden, und die in vorspringender Weise auf einer Seitenfläche des Lagerabschnitts 352 des Kurbelrads 302 ausgebildet sind, wie dies aus Fig. 25 am deutlichsten zu ersehen ist. Das gezahnte Teil des Nockenrads 103 ist in Eingriff mit dem gezahnten Teil 354 des Kurbelrads 302, um hierdurch das Nockenrad 103 nach Maßgabe der Drehbewegung der Kurbelwelle 101 über diesen Kämmeingriff in Drehung zu ver­ setzen.
Der Durchmesser des Grundkreises des Kurbelrades 302 ist mit Dp in Fig. 26 bezeichnet, und der Durchmesser der Paßöffnung 351 ist mit Di bezeichnet. Der Durchmesser Dp des Grund­ kreises bezüglich des Achsdurchmessers Dj der Kurbelwelle 101, welche in passender Weise in die Paßöffnung 351 einge­ setzt wird, läßt sich auf die folgende Weise ausdrücken: Dp = Dj+α1, d. h. α1 = Dp-Dj. Da ferner der Durchmes­ ser Dj nahezu gleich dem Innendurchmesser Di ist, gilt Dj ≈ Di, so daß man folgenden Ausdruck erhält: α1 = Dp-Di. Wenn man nunmehr eine Höhe einer Zahngrundlinie der jewei­ ligen Verzahnung des gezahnten Teils 354 mit Dm bezeichnet, wie dies in Fig. 26A gezeigt ist, läßt sich der Durchmesser Dp ausdrücken mit Dp = Di+2·Dm und somit ergibt sich α₁ = Di+2·Dm-Di = 2·Dm. Somit läßt sich der Durch­ messer Dp ausdrücken mit Dp = Dj+2·Dm.
Andererseits läßt sich bei dem üblichen Stirnrad entsprechend den Darstellungen nach den Fig. 27A und 27B der Durchmesser Dp ausdrücken mit Dp = Dj+β1, in welcher β1= Dp-Dj und Dj≈Di, sowie β1 = Dp-Dj ist. Somit erhält man Dp = Di+2·Db+2·Dm, wobei gilt, β1 = Di+2·Db+2·Dm-Di = 2·Db+2·Dm (Dm: Höhe einer Zahngrundlinie der jewei­ ligen Verzahnung am verzahnten Teil 354a; Db: Dicke des Lager­ teils 352a). Folglich erhält man die Gleichung Dp = Dj+2·Db+2·Dm.
Wie sich aus dem vorstehend angegebenen Vergleich ergibt, wird sich bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung der Durchmesser Dp des Grundkreises des Kurbelzahnrades 302 bezüglich der Kurbelwelle 101 in der Länge hinsichtlich der zweifachen Dicke Db des Lagerteils 352a (Fig. 27B) gegenüber dem üblichen Stirnrad reduzieren.
Insbesondere ist es bei einem üblichen Zahnrad zur Reduzie­ rung des Durchmessers des Grundkreises erforderlich, eine Welle schlank auszulegen, welche in passender Weise einzu­ setzen ist, oder die Dicke des Lagerteils des Zahnrades klein zu machen, was jedoch dazu führt, daß die Festigkeit der Welle und des Zahnrads vermindert werden. Bei der bevorzug­ ten Ausführungsform nach der Erfindung hingegen läßt sich der Durchmesser des Grundkreises jedoch klein machen, ohne daß sich der Durchmesser der Welle, welche hierbei passend einzusetzen ist, und die Dicke des Lagerteils des Zahnra­ des verändern. Wenn man daher ein und denselben Durchmesser für den Grundkreis wählt, läßt sich der Durchmesser der Wel­ le bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung groß bemessen, so daß man ein Kurbelzahnrad mit einer aus­ reichenden Festigkeit erhält. Ferner ist es bei einer trans­ portablen Arbeitsmaschine erwünscht, eine Brennkraftmaschi­ neneinheit kompakt und gewichtsmäßig leicht auszulegen, so daß gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung die Brennkraftmaschineneinheit dadurch kompakt ausgelegt werden kann, daß die Größe oder das Gewicht des Kurbelrades 302 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vermin­ dert wird.
Ferner ist die siebte bevorzugte Ausführungsform nach der Er­ findung nicht auf die Verbesserung hinsichtlich des Kurbel­ rades beschränkt, sondern die voranstehend beschriebene Aus­ legungsform des Rades kann auch bei anderen Rädern, wie bei einem Nockenrad, zum Einsatz kommen. Die Anzahl und die Form der Verzahnung sowie die Zähne und die Verzahnung des Lager­ teils können in entsprechender Weise gewählt werden.
Ferner wird ermöglicht, einen Verbindungsflansch mit einer dünnen scheibenähnlichen Auslegungsform an einem Bodenteil des Zahnteils der Endseite vorzusehen, so daß man die Ver­ zahnung in entsprechender Weise integral ausbilden kann. Eine Sintertechnologie oder Schneidbearbeitungen können zur Ausbildung dieser Zahnräder eingesetzt werden und ein der­ art hergestelltes Zahnrad kann nicht nur im Zusammenhang mit unterschiedlich ausgelegten Brennkraftmaschineneinheiten eingesetzt werden, sondern ein derartiges Zahnrad kann auch auf anderen Gebieten eingesetzt werden.
Eine achte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 28 bis 37 näher erläutert, in welchen gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei den voranstehend bevorzugten Ausführungsformen versehen sind.
Fig. 28 ist eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, bei welcher eine Kettensäge gezeigt ist, welche eine Brennkraftmaschinenein­ heit gemäß einer 10891 00070 552 001000280000000200012000285911078000040 0002004139411 00004 10772bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung hat. Die Kettensäge dient als ein anderes Anwendungsbei­ spiel zu einem Rasenmäher.
Die Kettensäge 450 weist eine Brennkraftmaschineneinheit 453 auf, und wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Drehrichtung der Abtriebswelle der Kettensäge 450 umgekehrt zu jener der Ab­ triebswelle des Rasenmähers nach Fig. 1.
In Fig. 29 ist die Vorderseite der Zeichenebene eine Leistungs­ abtriebsseite an der Kurbelwelle 401.
Fig. 32 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der unte­ ren Seite der Brennkraftmaschineneinheit 453 von Fig. 28, und eine Bedienungsperson befindet sich auf der linken Seite in Fig. 32. Das Auslaßventil ist auf der Vorderseite der Zeichen­ ebene angeordnet, und das Einlaßventil ist somit auf der Rück­ seite hiervon angeordnet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 28 wird eine Leistung über eine Leistungsübertragungseinheit abgegeben, welche ein Kettenrad, ein Zahnrad, einen Riemen u. dgl. umfaßt, welche in einer Rich­ tung im wesentlichen senkrecht zur Mittellinie 470 der Kur­ belwelle wirken. An der Brennkraftmaschineneinheit 453 sind ein oberes Griffteil 452a an der Seite einer Arbeitseinrich­ tung 454, eine Kette bei dieser bevorzugten Ausführungsform, und ein hinteres Griffteil 452b angebracht. Diese Griffteile werden von der Bedienungsperson mit Hand ergriffen, wenn diese Maschine sich im Gebrauchszustand befindet. Die Einlaßöffnung ist auf der oberen Seite der Brennkraftmaschineneinheit 453 angeordnet, und die Auslaßöffnung ist auf der unteren Seite angeordnet, um zu vermeiden, daß die heißen Abgase auf die Bedienungsperson gerichtet werden. Hierbei ist ein Schall­ dämpfungsteil auf der Leistungsabtriebsseite oder dem unteren Teil der Brennkraftmaschineneinheit angeordnet, und die Aus­ laßöffnung für die Abgase ist auf der Leistungsaustragsseite von der Bedienungsperson entfernt angeordnet. Die Drehrich­ tung der Arbeitseinrichtung 454 wird derart gewählt, daß der Späneabtrag nicht auf die Bedienungsperson gerichtet wird.
Eine Ventiltriebeinrichtung 60g gemäß dieser achten bevorzug­ ten Ausführungsform ist in den Fig. 29 und 30 gezeigt. Die Ventiltriebeinrichtung 60g umfaßt eine Nocke 120 und eine Hubanordnung, welche ein Paar von hin- und hergehend beweg­ lichen Regulierstößeleinrichtungen 121i und 122i aufweist, die an ihren Enden zur Anlage gegen die Nocke 120 kommen. Diese Regulierstößeleinrichtungen 121i und 122i haben eine gemein­ same Hubachse 123, wie einen Zapfen, um welche die Hubein­ richtungen hin- und hergehend beweglich sind.
Bei dieser achten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung ist das Zahnrad 103 der Nocke 120 ebenfalls derart aus­ gelegt, daß es in Kämmeingriff mit dem Zahnrad 102 der Kurbel­ welle 401 ist, und eine Regulierstößeleinrichtung 121i ist mit einer Schubstange 141e für das Auslaßventil gekoppelt, und die andere Regulierstößeleinrichtung 122i ist mit einer Schubstange 142e für das Einlaßventil gekoppelt. Diese Regu­ lierstößeleinrichtungen gemäß dieser bevorzugten Ausführungs­ form sind in kreuzender Anordnung vorgesehen, und beide Ven­ tile sind unter einem Winkelabstand zueinander angeordnet.
Wie in Fig. 31 gezeigt ist, welche eine obere Seitenansicht darstellt, sind die Regulierstößeleinrichtungen 121i und 122i symmetrisch bezüglich ihrer Auslegungsform gestaltet und sie sind aus ein und demselben Material hergestellt.
Die Ventiltriebeinrichtung 60g mit dieser Auslegungsform, welche voranstehend beschrieben ist, arbeitet auf die nach­ stehend näher beschriebene Weise.
Wenn die Kurbelwelle 401 angetrieben wird und sich in Uhr­ zeigerrichtung dreht, wie man dies bei der Blickrichtung von der Leistungsabtriebsseite in der Zeichnung erkennen kann, wird das Nockenrad 103 der Nocke 120, welches in Kämmein­ griff mit dem Kurbelrad 102 ist, welches auf der Kurbelwelle 101 angebracht ist, in Gegenuhrzeigerrichtung in Drehung ver­ setzt (Fig. 29). Somit wird die Nocke 120 ebenfalls in Gegen­ uhrzeigerrichtung gedreht, und hierdurch wird die Regulier­ stößeleinrichtung 121i hin- und hergehend bewegt, und das Aus­ laßventil 151a wird durch die Bewegung der Schubstange 141e geöffnet, welche gegen die Regulierstößeleinrichtung 121i an­ liegt. Wenn die Nocke 120 weiter in die gleiche Richtung ge­ dreht wird, wird die weitere Regulierstößeleinrichtung 122i hin- und hergehend bewegt, und das Einlaßventil 152a wird durch die Bewegung der Schubstange 142e geöffnet. Nach einer vorbestimmten Zeit werden das Auslaß- und das Einlaßventil 151a und 152a in vorbestimmten Zeitpunkten jeweils geschlos­ sen. Das Ventilarbeitsspiel ist dann beendet. Wie vorstehend angegeben ist, werden zwei Ventilstößeleinrichtungen durch die Drehbewegung einer Nocke 120 hin- und hergehend bewegt, so daß die axiale Länge der Nocke sich reduzieren läßt, und sich das Gewicht der Nocke ebenfalls verringern läßt.
Der Einbau oder die Montage der Ventiltriebeinrichtung 60g an der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit 453 der transpor­ tablen Arbeitsmaschine wird an Hand von Fig. 32 näher ver­ deutlicht. Unter Bezugnahme auf die in Fig. 32 gezeigte An­ ordnung ist die Ventiltriebeinrichtung 60g auf einer Seite angeordnet, die der Arbeitsmaschinenantriebsseite (rechte Seite in Fig. 32) gegenüberliegt, wenn man auf die Brenn­ kraftmaschineneinheit von der Arbeitsmaschinenantriebsseite her blickt. Das Auslaßventil 151a liegt auf der linken Seite der Mittellinie des Zylinders, und das Einlaßventil 152a liegt auf der rechten Seite hiervon. Wie in Fig. 29 gezeigt ist, wird die Kurbelwelle 101 in Uhrzeigerrichtung gedreht. Die Nocke 120 dreht sich in Gegenuhrzeigerrichtung, und die Schubstangen 141e und 142e sind kreuzend zueinander angeordnet, um das Auslaß- und das Einlaßventil 151a und 152a zu betäti­ gen, so daß die Bedienungsperson, die auf der Einlaßseite steht, niemals den heißen Abgasen ausgesetzt ist. Ein Kolben 434 ist über eine Verbindungsstange 437 mit der Kurbelwelle 401 verbunden, welche mittels eines Paars von Lagern 401c in einem Kurbelgehäuse 430 gelagert ist. Der Kolben 434 führt eine Hubbewegung in einem Zylinder 432 aus. Ein Kühlgebläse 401a ist an einem Ende der Kurbelwelle 401 vorgesehen, und eine Anlasserriemenscheibe 401d ist auf der Außenseite des Kühlgebläses 401a vorgesehen. Eine Zündkerze 492 ist am Zy­ linderkopf des Zylinders vorgesehen, und eine Zentrifugal­ kupplung 493 und ein leistungsabtriebsseitiges Kettenrad 494 sind auf einer Seite angeordnet, die dem Kühlgebläse 401a gegenüberliegt.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung lassen sich die Hubkurven des Auslaßventils 151a und des Einlaßventils 152a wie in Fig. 7B gezeigt unterschiedlich wäh­ len, indem man ein Paar von Regulierstößeleinrichtungen 121i und 122i und eine Nocke einsetzt, welche eine symmetrische Auslegung bezüglich der Schubstangenhubseite und der Schub­ stangenabwärtsbewegungsseite hat.
Die Fig. 33 und 34 stellen eine Ausführungsvariante der achten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung dar und verdeutlichen eine Ventiltriebeinrichtung 60h. Bei dieser Ausführungsvariante hat ein Paar von Regulierstößel­ einrichtungen 421 und 422, welche auf einer gemeinsamen Hub­ achse 423 hin- und hergehend beweglich angeordnet sind, ei­ ne vereinfachtere Auslegung gegenüber der Auslegung, welche in Fig. 31 gezeigt ist. Die axiale Breite der Nocke 420 ist breiter gewählt, um die Herstellungskosten für die Regulier­ stößeleinrichtungen 421 und 422 herabzusetzen.
Fig. 35 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der achten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, bei welcher eine Ventiltriebeinrichtung 60i ein Paar von Regulierstößel­ einrichtungen 421a und 422a umfaßt, welche in unabhängiger Weise auf zwei Achsen angebracht sind. Bei dieser Ausführungs­ variante jedoch können die Regulierstößeleinrichtungen wie in Fig. 31 gezeigt gebogen ausgelegt sein, und die beiden Schubstangen 141e und 142e können im wesentlichen in ein und derselben Ebene senkrecht zur Nockenwelle 104 angeordnet sein. Hierdurch läßt sich die axiale Länge der Kurbelwelle kürzer bemessen. Auch läßt sich die Brennkraftmaschineneinheit als solche kompakt und gewichtsmäßig leichter auslegen.
Die Fig. 36 und 37 zeigen eine weitere Ausführungsvariante der achten bevorzugten Ausführungsform, bei der eine Ventil­ triebeinrichtung 60j zwei unabhängige Nocken 420a und 420b für das Auslaßventil und das Einlaßventil umfaßt, obgleich bei dieser bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 33 eine ein­ zige Nocke 420 eingesetzt wird. Die Regulierstößeleinrich­ tungen 421 und 422 werden durch diese Nocken 420a und 420b jeweils hin- und hergehend gemäß einer Kippbewegung bewegt, um hierdurch die Schubstangen 141e und 142e zu heben. Dank dieser bevorzugten Ausführungsform lassen sich die Ventilhub­ kurven und die Ventilöffnungs/Schließzeiten des Auslaßventils 151a und des Einlaßventils 152a optimal einstellen.
Es ist noch zu erwähnen, daß die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich sind, die der Fachmann im Bedarfs­ fall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (28)

1. Vier-Takt-Brennkraftmaschine, welche ein äußeres Gehäuse, eine Kolben-Zylinder-Anordnung, die im Gehäuse angeordnet ist und einen Zylinder und einen Kolben auf­ weist, welcher hin- und hergehend beweglich im Zylinder an­ geordnet ist, eine Kurbelwelle, die durch die hin- und her­ gehende Bewegung bzw. die Hubbewegung des Kolbens drehange­ trieben wird, ein Auslaßventil, ein Einlaßventil und eine Ventiltriebeinrichtung zum Betätigen der Auslaß- und Ein­ laßventile aufweist, dadurch gekennzeichnet daß die Ventiltriebeinrichtung (60-60j) folgendes aufweist:
eine Kurbelradeinrichtung (102), welche an der Kurbelwelle (101) derart angebracht ist, daß die nach Maß­ gabe der Drehbewegung der Kurbelwelle (101) gedreht wird;
eine Nockenwelle (104) ;
eine Nockenradeinrichtung (103), welche auf der Nockenwelle (104) angeordnet und in Kämmeingriff mit der Kurbel­ radeinrichtung (102),
eine Nockeneinrichtung (120), die auf der Nockenrad­ einrichtung (103) derart angebracht ist, daß sie sich nach Maßgabe der Drehbewegung der Nockenradeinrichtung (103) dreht;
eine Hubanordnung (121a-j; 122a-j), welche ein Paar von ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen aufweist, die auf einem Hubachsenteil (123) angebracht sind, das pa­ rallel zur Kurbelwelle (101) angeordnet ist, wobei die Regu­ lierstößeleinrichtungen nach Maßgabe der Drehbewegung der Nockeneinrichtungen (102, 103) hin- und hergehend bewegt werden und wobei das Hubachsenteil (123) und die Nockenwelle (104) in einer Ebene angeordnet sind, welche die Kurbelwelle (101) und die Mittellinie des Zylinders der Kolben-Zylinder­ anordnung einschließt;
ein Paar von ersten und zweiten Schubstangen (141, 142), welche nach Maßgabe der hin- und hergehenden Bewegun­ gen der ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) eine Aufwärts- und eine Abwärtsbewegung jeweils aus­ führen, und
ein Paar von ersten und zweiten Kipphebeln (143, 144), welche hinsichtlich der Arbeitsweise den ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) zugeordnet sind,wobei der erste Kipp­ hebel (143) mit dem Auslaßventil (151) zur Ausführung einer Öffnungs- und Schließbewegung desselben betriebsverbunden ist und wobei der zweite Kipphebel (144) mit dem Einlaßventil (152) zur Ausführung einer Öffnungs- und Schließbewegung des­ selben betriebsverbunden ist.
2. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung ein Nocken­ teil (120) aufweist, und daß die ersten und zweiten Regulier­ stößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) mit Endabschnitten ver­ sehen sind, welche gegen das Nockenteil zur Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung zur Anlage kommen, daß das Nockenteil (120) eine Außenkontur einschließlich eines maxi­ malen Hubpunktes und bilaterale, äußere Umfangsnockenflächen auf den Aufwärts- und Abwärtsbewegungsseiten der ersten und zweiten Schubstangen (143, 144) hat, welche symmetrisch zum maximalen Hubpunkt bezüglich einer Symmetriemitte ausgelegt sind, und daß die ersten und zweiten Regulierstößeleinrich­ tungen Kontaktflächen haben, welche einen Außenumfang des Nockenteils (120) berühren, und Kontaktepunkte haben, welche die ersten und zweiten Schubstangen (143, 144) berühren, wo­ bei die beiden Kontaktpunkte symmetrisch bezüglich des Hub­ achsenteiles (123) angeordnet sind.
3. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j), welche das Nockenteil (120) berührt, eben ausgebildet ist.
4. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Regulier­ stößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) derart gebogen aus­ gebildet sind, daß die Kontaktpunkte der Regulierstößel­ einrichtungen, welche die ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) berühren, in ein und derselben Ebene senkrecht zur Achsrichtung des Hubachsenteils (123) liegen.
5. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Re­ gulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) geradlinig aus­ gebildet sind, so daß die Kontaktpunkte der Regulierstößel­ einrichtungen, welche die ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) berühren, jeweils in einer ersten und einer zwei­ ten Ebene liegen, welche parallel zueinander und senkrecht zu einer Achsrichtung des Hubachsenteils (123) sind.
6. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken­ radeinrichtung (103) auf der äußeren Fläche mit einer Ken­ nungsmarkierung derart versehen ist, daß, wenn die Kurbel­ welle (101) sich in einem oberen Totpunkt befindet, ein oberes Teil der Kurbelradeinrichtung (102) genau in Kämm­ eingriff mit einem gezahnten Teil der Nockeneinrichtung ist, die einen oberen Teil der Nockeneinrichtung (102) gegenüber­ liegend angeordnet ist.
7. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Kurbelwelle (101) sich im oberen Totpunkt befindet, die Erkennungseinrichtung an einer Stelle angeordnet ist, die einer Zylindermontage­ fläche zugeordnet ist, und als eine Ausnehmung ausgebildet ist, welche in eine Richtung verläuft, die eine Linie kreuzt, die einen Mittelpunkt der Nockenradeinrichtung (102, 103) mit dem Nockenoberteil verbindet.
8. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die oberen Teile der Kurbelradeinrichtung (102) oder der Nockeneinrichtung (120) zwei einander benachbarte Zähne aufweisen, und daß die je­ weiligen anderen oberen Teile von einem Zahn gebildet werden, welche in Kämmeingriff mit einem Zwischenabschnitt zwischen den beiden Zähnen ist.
9. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken­ einrichtung (120), die Nockenradeinrichtung (103) und die Regulierstößelanordnung in einer Ventileinrichtungsaufnahme­ kammer (126) aufgenommen sind, und daß die Ventileinrichtungs­ aufnahmekammer (126) einteilig mit dem, Zylinder der Kolben- Zylinderanordnung ausgelegt ist.
10. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken­ radeinrichtung (103) und die Nockeneinrichtung (120) aus einer Sinterlegierung einteilig ausgebildet sind.
11. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubachsen­ teil (123) ein Paar von ersten und zweiten Achsen aufweist, auf denen die ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) hin- und hergehend beweglich jeweils gela­ gert sind und in ein und derselben Ebene senkrecht zum Hub­ achsenteil (123) angeordnet sind.
12. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (101) in einem Kurbelgehäuse (110) aufgenommen ist, mit dem der Zylinder fest verbunden ist, und daß das Kurbelgehäuse (110) und der Zylinder aus einer Aluminiumlegierung und die ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) und die Regulierstößel­ einrichtungen (121a-j; 122a-j) aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind, deren Zusammensetzung im wesentlichen mit jener der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses (110) und des Zylinders übereinstimmt.
13. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Regu­ lierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) mit Öffnungen ver­ sehen sind, durch die das Hubachsenteil (123) über ein Buch­ senteil (130) geht, welches eine dünne Stärke hat und ver­ schleißbeständig ist.
14. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Regu­ lierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) Kontaktflächen ha­ ben, welche die ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) berühren, und daß aus einem eisenhaltigen Metall hergestellte Teile angegossen oder fest mit den Kontaktflächen der Regu­ lierstößeleinrichtungen verbunden sind.
15. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Regu­ lierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) im wesentlichen vollständig aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sind.
16. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Schub­ stangen (141, 142) Kontaktabschnitte haben, welche die ersten und die zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) und die Kipphebel (143, 144) berühren, und daß die aus ei­ senhaltigem Metall hergestellten Teile fest mit den Kon­ taktteilen der ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) verbunden sind.
17. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Zylinderkopf versehen ist, an welchem das Auslaß­ ventil (151) und das Einlaßventil (152) in heb- und senkbarer Weise angebracht sind, und daß der Zylinderkopf aus einem Gußteil mit einer integrierten Ventilführung und einem Ven­ tilsitz ausgebildet ist, wobei das Gußteil aus einer Alumi­ niumlegierung hergestellt ist, welche 13,5 bis 16 Gew.-% Silizium umfaßt.
18. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Zylinderkopf versehen ist, an welchem das Auslaß­ ventil (151) und das Einlaßventil (152) fest in heb- und senkbarer Weise angebracht sind, und daß der Zylinderkopf als Gußteil mit einer integrierten Ventilführung und einem Ventilsitz ausgelegt ist, wobei das Gußteil aus einer Leicht­ metallegierung der Teilchendispersionsform ausgebildet ist.
19. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Schub­ stangen (141, 142) jeweils ein Ende haben, welches sphärisch ausgestattet ist, daß die Kipphebel (143, 144) jeweils einen sphärischen Abschnitt haben, gegen welches ein sphärisches Ende der zugeordneten Schubstange (141, 142) anliegt, und hin- und hergehend beweglich am Zylinderkopf des Zylinders fest gelagert ist, an welchem das Auslaßventil (151) und das Einlaßventil (152) heb- und senkbar angebracht sind, und daß die ersten und die zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) auf den zugeordneten ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) mittels einer Preßsitzpassung oder mittels Gießen derart angebracht sind, daß die Kipp­ hebel (143, 144) nach Maßgabe der hin- und hergehenden Be­ wegungen der Stößeleinrichtungen über den Kugeleingriff von Schubstangen (141, 142) und Kipphebeln (143, 144) hin- und hergehend bewegt werden.
20. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Regu­ lierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) mit Durchgangsöff­ nungen versehen sind, durch die die zugeordneten ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) gehen, und daß die jeweils weiteren Enden der Schubstangen (141, 142) direkt gegen einen Außenumfang der Nockeneinrichtung (120) zur Anlage kommen.
21. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Kurbelradeinrichtung (102) oder die Nockenradeinrichtung (103) mit einem hohlen Lagerkörper versehen ist, welcher eine innere Paßöffnung hat, in welche die Kurbelwelle (101) passend eingesetzt ist, und daß der Lagerkörper einen seitlichen Endabschnitt hat, an welchem ein zahnradähnliches Zahnteil ausgebildet ist, welches eine Mehrzahl von Zähnen umfaßt.
22. Vier-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schubstan­ gen (141, 142) einander kreuzend angeordnet sind, und daß das Auslaßventil (151) und das Einlaßventil (152) in einem Winkelabstand angeordnet sind.
23. Transportable Arbeitsmaschine, welche mit einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine gemäß einem der voranstehend angegebenen Ansprüche versehen ist, gekennzeich­ net durch:
einen Hauptkörper, welcher im wesentlichen von der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit gebildet wird;
eine Arbeitseinrichtung (54), welche durch die Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) angetrieben wird;
ein Leistungsübertragungswellenteil (51), welches ein Ende hat, welches mit der Vier-Takt-Brennkraftmaschinen­ einheit (53) verbunden ist, und ein anderes Ende hat, wel­ ches mit der Arbeitseinrichtung (54) zur Übertragung einer Abgabeleistung der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) auf die Arbeitseinrichtung (54) verbunden ist, und
eine Griffeinrichtung (58), die an dem Leistungs­ übertragungswellenteil (51) angeordnet ist und von einer Bedienungsperson ergriffen wird.
24. Transportable Arbeitsmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (151) der Vier- Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) an einem Teil vorgese­ hen ist, welches von der Bedienungsperson wegweist, und daß das Einlaßventil (152) der Vier-Takt-Brennkraftmaschinen­ einheit (53) an einem Teil in der Nähe der Bedienungsperson im Gebrauchszustand der Arbeitsmaschine angeordnet ist, wo­ bei die Kurbelwelle (101) der Vier-Takt-Brennkraftmaschinen­ einheit (53) in eine Uhrzeigerrichtung gedreht wird und die Nockeneinrichtung (102, 103) der Ventiltriebeinrichtung (60) in eine Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben wird.
25. Transportable-Arbeitsmaschine, welche mit einer Vier- Takt-Brennkraftmaschineneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 versehen ist, gekennzeichnet durch:
einen Hauptkörper, welcher im wesentlichen von der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) gebildet wird,
eine Arbeitseinrichtung (54), welche durch die Vier- Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) angetrieben wird,
eine Leistungsübertragungseinrichtung (51), welche ein Ende hat, welches mit der Vier-Takt-Brennkraftmaschinen­ einheit (53) verbunden ist und ein anderes Ende hat, welches mit der Arbeitseinrichtung (54) zur Übertragung einer Abgabe­ leistung der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) auf der Arbeitseinrichtung (54) verbunden ist, wobei die Lei­ stungsübertragungseinrichtung entweder eine Ketteneinrich­ tung, eine Zahnradeinrichtung oder eine Riemeneinrichtung um­ faßt, welche in einer Richtung senkrecht zur Kurbelwelle (101) der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) ange­ ordnet ist, und
eine Griffeinrichtung, welche an der Vier-Takt-Zy­ linderbrennkraftmaschineneinheit (53) angebracht ist und von einer Bedienungsperson beaufschlagt wird.
26. Transportable Arbeitsmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (151) der Vier- Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) an einem Teil angeordnet ist, welches von der Bedienungsperson wegweist, und daß das Einlaßventil (152) der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) in einem Teil in der Nähe der Bedienungsperson im Ge­ brauchszustand der Arbeitsmaschine angeordnet ist, daß das Auslaßventil (152) und das Einlaßventil (152) in einem Win­ kelabstand zueinander angeordnet sind, daß die Kurbelwelle (101) der Vier-Takt-Brennkraftmaschineneinheit (53) in eine Uhrzeigerrichtung drehangetrieben wird und daß die Nocken­ einrichtung (102, 103, 120) der Ventiltriebeinrichtung in eine Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben sind, und daß die ersten und die zweiten Schubstangen (141, 142) einander kreu­ zen.
27. Transportable Arbeitsmaschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise vorgesehenen ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) mittels eines Paars von Hubachsen jeweils hin- und hergehend beweglich gelagert sind.
28. Transportable Arbeitsmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung zwei Nockenteile (102, 103) umfaßt, welche jeweils die zugeordne­ ten ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen kontak­ tieren, und daß das Auslaßventil (151) und das Einlaßventil (152) in einem Winkelabstand angeordnet und durch die ersten und zweiten Regulierstößeleinrichtungen (121a-j; 122a-j) über die sich kreuzenden ersten und zweiten Schubstangen (141, 142) angetrieben sind.
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