DE4221394C2 - Dekompressionsvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Dekompressionsvor­ richtung für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Dekompressionsvorrichtungen dienen bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren der Erleichterung des Andrehens oder Anlassens durch Verdichtungsminderung, d. h. der Ver­ bindung des Verdichtungsraums mit der Außenluft. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eines der beim Verdichtungshub an sich geschlossenen Ventile während des Anlass- oder Andrehvorgangs, und zwar auch beim Verdich­ tungshub solange offengehalten wird, bis eine hinreichende Anlass-Drehzahl erreicht ist und der Motor dann nach Außer­ wirkungsetzen der Dekompressionsvorrichtung anläuft.

Da das sichere Anlaufen von Brennkraftmaschinen aber weni­ ger von der Anzahl der Kolben- oder Ventilhübe beim Anlass­ vorgang, sondern vom Erreichen einer gewissen Mindest-Dreh­ zahl abhängt, wurden von der Industrie automatische Dekom­ pressionsvorrichtungen entwickelt, bei denen die Dekompres­ sion unabhängig von der Anzahl der Kolben- oder Ventilhübe durch ein mit einem Fliehgewicht gekoppeltes Aushebeelement erfolgt, welches bei infolge Stillstands oder noch nicht hinreichend hoher Anlass-Drehzahl noch eingeschwenktem Fliehgewicht im Sinne einer Verschiebung in Ventil-Öffnungsrichtung an einem der Ventile bzw. dem das Ventil be­ tätigenden Stößel angreift, bei Erreichen der Anlass-Dreh­ zahl dann aber durch das ausschwenkende Fliehgewicht in eine Lage verstellt wird, in welcher es den Ventil-Stößel freigibt.

Es ist eine Dekompressionsvorrichtung der eingangs erwähn­ ten Art bekannt (DE 1.576.262 A), bei welcher das Stößel- Aushebeelement von einem parallel zur Nocken-Drehachse von einem an einem Steuerzahnrad der Nockenwelle verschwenkbar angelenkten Hebel vorstehenden Ansatz gebildet wird, dessen radiale Außenfläche unter die Nocken-Anlauffläche des zu steuernden Ventils greift. An seinem der Schwenkachse des Hebels gegenüberliegenden Ende ist das ebenfalls am Steuer­ zahnrad verschwenkbar angelenkte Fliehgewicht angekoppelt, welches den das Stößel-Aushebeelement tragenden Hebel so steuert, dass der Hebel bei zunehmender Drehzahl in eine Richtung verschwenkt wird, in welcher die Steuerfläche des Stößel-Aushebeelements abgesenkt wird und dann nicht mehr an der Nockenanlauffläche angreift. Bei dieser bekannten Dekompressionsvorrichtung hat das Stößel-Aushebelelement in Umfangsrichtung nur eine vergleichsweise geringe Breite, so dass auch die an ihm ausgebildete Steuerfläche über einen vergleichsweise geringen Drehwinkel an der Nocken-Anlauf­ fläche des Stößels wirksam wird, d. h. das Öffnen des Ven­ tils zum Zweck der Dekompression erfolgt jeweils nur kurz­ zeitig. Dementsprechend ist der Grad der Verminderung der Kompression bei dieser bekannten Vorrichtung auch nur be­ schränkt, die demzufolge auch nicht als Dekompressionsvor­ richtung, sondern als Einrichtung zur Kompressionsverminde­ rung bezeichnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Dekompressionsvorrichtung für Brennkraftmaschinen anzuge­ ben, welche beim Anlassen von Hand - beispielsweise mit ei­ ner Andrehkurbel - nur auf vergleichsweise geringe Anlass- Drehzahlen bringbar sind, wobei diese Anlass-Drehzahl möglichst konstant, d. h. unabhängig von Temperatur, Ölviskosi­ tät, Verschleiß und Ventilspiel sein soll. Dabei soll die Vorrichtung aus möglichst wenigen und einfachen Teilen be­ stehen und geringen Einbauraum erfordern.

Ausgehend von einer Dekompressionsvorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die verschieblich gelagerte Scheibe ist dabei vorzugsweise ebenfalls um eine zur Nockenwellen-Drehachse parallele Achse exzentrisch zwischen zwei Schwenk-Endstellungen ver­ schwenkbar an dem mit der Nockenwelle umlaufenden Bauele­ ment gelagert. Gegenüber der an sich ebenfalls konstruktiv denkbaren geradlinig verschieblich gelagerten Führung der verschieblichen Scheibe ist durch die verschwenkbare Lage­ rung eine geringere Reibung und somit ein feinfühligeres und exakteres Umschalten von der Dekompressions- in die Kompressionsstellung möglich.

Das Nocken-Aushebeelement weist die Form eines halben Hohlzylin­ ders auf, dessen radial äußere Begrenzungsfläche die Steu­ erfläche bildet, und die verschiebliche Scheibe umgibt die Nockenwelle und weist radial innerhalb des Halbzylinders eine Durchgangsöffnung für die Nockenwelle auf, die so be­ messen ist, daß die Scheibe ohne Anschlagen an der Nockenwelle zwi­ schen ihren beiden Endstellungen verschieb- bzw. ver­ schwenkbar ist.

Bei verschwenkbarer Lagerung der exzentrischen Scheibe wird das Fliehgewicht zweckmäßig mit relativ zur Schwenkachse der Scheibe in Drehrichtung um etwa 90° versetzter Schwenkachse an dem mit der Nockenwelle umlaufenden Bauele­ ment gelagert, um günstige Übertragungsbedingungen für die getriebliche Koppelung des Fliehgewichts mit der Scheibe zu schaffen.

Diese getriebliche Koppelung erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß das Fliehgewicht mit Abstand von seiner Schwenkachse einen in einen in der exzentrischen Scheibe vorgesehenen Steuerschlitz eingrei­ fenden vortretenden Stift aufweist.

Das die Scheibe und/oder das Fliehgewicht lagernde, mit der Nockenwelle umlaufende Bauelement wird zweckmäßig von dem ohnehin vorgesehenen Nockenwellen-Zahnrad gebildet, so daß also etwa die Anordnung einer gesonderten Scheibe auf der Nockenwelle nicht erforderlich ist.

Zweckmäßig weist das Nockenwellen-Zahnrad dann im Bereich zwischen seinem Zahnkranz und seiner Nabe nockenseitig eine umlaufende Ring-Ausnehmung auf, innerhalb derer das Flieh­ gewicht gelagert ist.

Das Fliehgewicht wird dann zweckmäßig in Form einer langge­ streckten, in einem Endbereich innerhalb der ringförmigen Ausnehmung gelagerten Platte ausgebildet, deren Dicke etwa gleich bzw. geringfügig kleiner als die Tiefe der ringförmigen Aussparung ist, wobei dann die verschiebliche Scheibe unmittelbar neben der Nabe des Nockenwellen- Zahnrads angeordnet ist, und das plattenförmige Fliehgewicht zumindest in dem den vortretenden Stift tragenden Bereich überdeckt.

Die verschiebliche Scheibe wird zweckmäßig so geformt, daß ihr Schwerpunkt in der vom ausschwingenden Fliehgewicht zu­ rückgeführten Endstellung in der Nähe der Nockenwellen- Drehachse liegt bzw. die Nockenwellen-Drehachse durch den Schwerpunkt verläuft. Somit ist eine weitgehende Auswuch­ tung des von der verschieblichen Scheibe und dem Fliehge­ wicht gebildeten Dekompressionssystems möglich.

Um das Ausschwingen des Fliehgewichts zu begrenzen, emp­ fiehlt es sich, einen entsprechenden Anschlag in Form eines von der Bodenfläche der ringförmigen Aussparung des Nocken­ wellen-Zahnrads vortretenden Vorsprungs vorzusehen, der zweckmäßig von einem in einer Bohrung im Nockenwellen-Zahn­ rad gehalterten Stift gebildet wird.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher er­ läutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer in der erfin­ dungsgemäßen Weise ausgebildeten De­ kompressionsvorrichtung in der Dekom­ pressionsstellung;

Fig. 2 eine Schnittansicht, gesehen in Rich­ tung der Pfeile 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht, gesehen in Rich­ tung der Pfeile 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 die in Fig. 3 innerhalb des strich­ punktierten Kreises 4 dargestellte Einzelheit in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht der gleichen, jedoch in Wirkstellung befindlichen Dekompressionsvorrich­ tung, und

Fig. 6 eine Schnittansicht, gesehen in Rich­ tung der Pfeile 6-6 in Fig. 5.

In den Zeichnungsfiguren ist die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung und ihr Zusammenwirken mit Teilen eines als Stoßstangentrieb ausgebildeten Ventiltriebes eines liegenden Einzylinder- Dieselmotors mit Direkteinspritzung gezeigt, von dem nur die Nockenwelle 12 mit dem Einlaßnocken 14, dem Auslaß­ nocken 16 und dem Nackenwellen-Zahnrad 18 sowie der Einlaß- Ventilstößel 20 gezeigt ist. In den Fig. 1 bis 4 ist die Wirkstellung und in Fig. 5 und 6 die außer Eingriff be­ findliche Stellung der Teile der Dekompressionsvorrichtung veranschaulicht. Die Drehrichtung der Nockenwelle 12 ist - bezogen auf Fig. 1 - durch den im Gegenuhrzeigersinn ge­ richteten Pfeil veranschaulicht. In Bezug auf die Bildebene von Fig. 1 und 5 liegen die Teile 14, 16 und 20 hinter ei­ ner in ihrer Funktion im Folgenden noch beschriebenen ex­ zentrisch am Nockenwellen-Zahnrad 18 gelagerten Scheibe 22 verdeckt, so daß sie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt sind.

Das Nockenwellen-Zahnrad 18 weist nockenseitig zwischen einem seine Nabe bildenden, zylindrischen Bund 24 und seinem Zahnkranz 26 eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 28 auf, in welcher ein langgestrecktes plattenförmiges Fliehgewicht 30 mittels eines eingepreßten, in einer Bohrung im Nocken­ wellen-Zahnrad 18 gelagerten Zylinderstifts 32 aus der in Fig. 1 gezeigten Endstellung in die in Fig. 5 gezeigte Endstellung verschwenkbar gelagert ist. Die Dicke des Fliehgewichts 30 ist so gewählt, daß es vollständig inner­ halb der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 28 liegt.

Mit Abstand vom Zylinderstift 32 ist in eine Bohrung im Fliehgewicht ein Zylinderstift 34 eingepreßt, der zu der vor dem zylindrischen Bund 24 angeordneten Scheibe 22 vor­ tritt und in einen in dieser vorgesehenen Schlitz 36 ein­ greift, dessen Breite im wesentlichen gleich dem Durchmes­ ser des Zylinderstifts 34 ist. Die zylindrische Scheibe ist um eine mit Abstand von der Nockenwellen-Drehachse und in Umfangsrichtung zum Zylinderstift 32 um etwa 90° versetzte Achse verschwenkbar, wobei die Lagerung konstruktiv von einem in eine Bohrung in der Scheibe 22 eingreifenden zylindrischen Bund 38 unter dem Kopf 40 einer Lagerschraube 42 gebildet wird, deren Gewindeschaft 44 durch eine Buchse 46 mit gestufter Bohrung hindurch in eine Gewindebohrung im Nockenwellen-Zahnrad 18 eingeschraubt ist.

Zur Minimierung der Reibung werden - wie in Fig. 4 darge­ stellt ist - zwei Paßscheiben 48 zwischen dem Grund der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 28 und der zugewandten Flachseite des Fliehgewichts 30 auf dem Zylinderstift 32 einerseits und zwischen der gegenüberliegenden Flachseite des Fliehgewichts 30 und der zugewandten Flachseite der Scheibe 22 auf dem Zylinderstift 34 andererseits angeordnet.

Damit die Scheibe 22 um ihre exzentrisch zur Nockenwellen- Drehachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist, ist die Nockenwelle durch eine langlochartige Durchgangsöffnung 50 geführt, welche in ihrer Längserstreckung so bemessen ist, daß das vorgesehene Verschwenkungsmaß von der in Fig. 1 gezeigten Schwenk-Endstellung in die in Fig. 5 gezeigte Schwenk-Endstellung möglich ist.

Von der Scheibe 22 tritt an dem in Fig. 1 rechts gelegenen Endbereich der Durchgangsöffnung ein Stößel-Aushebeelement 52 in Form eines in Richtung zum nächstgelegenen (Einlaß-) Nocken 14 vorspringenden, sich über etwa 180° erstreckenden halben Zylinders vor, welcher somit bis unter die mit dem Nocken 14 zusammenwirkende Druckfläche des Stößels 20 ragt und mit seiner eine in der Projektion halbkreisförmig be­ grenzte Steuerfläche 54 bildenden äußeren halbzylindrischen Fläche je nach Schwenkstellung der Scheibe 22 den Stößel bei der Drehung des Nockenwellen-Zahnrads anhebt und somit eine Dekompression des zugehörigen Zylinderraums bewirkt, oder unter der Anlauffläche des Stößels 20 hindurchtritt, ohne diesen anzuheben. Zu diesem Zweck muß also der Durchmesser der Steuerfläche 54 im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Grundkreises des Nockens 14 bemessen sein.

In Fig. 2 ist schließlich noch eine Freidrehung 56 in der der Scheibe 22 zugewandten Stirnfläche des Bunds 24 darge­ stellt, welche die Anlagefläche des Bundes an der Scheibe 22 verringert und so die Reibung vermindert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich nun auch die Wirkungsweise der Dekompressionsvorrichtung 10. Das bei Stillstand oder niedrigen Drehzahlen in die in Fig. 1 dar­ gestellte Schwenk-Endstellung zurückgeschwenkte Fliehge­ wicht 30 verstellt über den in den Schlitz 36 eingreifenden Zylinderstift 34 die verschwenkbare Scheibe 22 in die in Fig. 1 dargestellte Lage, in welcher das Stößel-Aushebe­ element 52 über den Nocken-Grundkreis des Nockens 14 vor­ tritt und bei einer Drehung der Nockenwelle also an der An­ lauffläche des Stößels 20 anläuft und diesen in Öffnungs­ richtung führt. D. h. der Stößel 20 bleibt dann von dem der Ventil-Schließstellung zugeordneten Nocken-Grundkreis abge­ hoben und der zugeordnete Zylinderraum ist über das Einlaß- Ventil mit der Umgebungsatmosphäre verbunden, so daß eine Kompression im Zylinderraum nicht stattfinden kann.

Wenn das Fliehgewicht 30 dann bei steigender Anlaß-Drehzahl in die in Fig. 5 dargestellte Lage ausschwingt, verschiebt sich der Zylinderstift 34 im Schlitz 36 in die gezeigte Lage, wodurch die Scheibe 22 in die ebenfalls in Fig. 5 erkennbare Lage verschwenkt wird, in welcher das Stößel- Aushebeelement 52 in eine Lage kommt, in welcher seine Steuerfläche 54 mit dem Nocken-Grundkreis des Nockens 14 fluchtet, so daß der Stößel 20 dann also nicht mehr vom Aushebeelement 52 angehoben wird.

Zu erwähnen ist noch, daß das Fliehgewicht 30 in der ausge­ schwenkten Stellung (Fig. 5) an einem als Anschlag dienen­ den Stift 58 zur Anlage kommt, und somit unabhängig von der gerade herrschenden Motor-Drehzahl in der in Fig. 5 ge­ zeigten Stellung fixiert ist, solange die Motor-Drehzahl nicht unter die Grenz-Drehzahl absinkt, bei welcher das Fliehgewicht 30 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückschwingt.

Claims (10)

1. Automatische Dekompressionsvorrichtung (10) für Brennkraft­ maschinen mit einem mit der Nockenwelle (12) der Brennkraftma­ schine umlaufenden Fliehgewicht (30), welches in seiner bei Stillstand und niedrigen Nockenwellen-Drehzahlen zurückge­ schwenkten Stellung ein in den Bereich der Nocken-Anlauffläche eines Ventil-Stößels (20) vortretendes und diesen in Ventil- Öffnungsrichtung verschiebendes Stößel-Aushebeelement (52) auf­ weist, welches durch das bei ansteigenden Drehzahlen ausschwin­ gende Fliehgewicht (30) in eine aus dem Eingriff mit der No­ cken-Anlauffläche des Stößels (20) kommende Lage geführt wird, wobei das Stößel-Aushebeelement (52) von einer Scheibe (22) vorspringt, die an einem mit der Nockenwelle (12) umlaufenden Bauelement (18) verschieblich gelagert ist (38) und über eine vorgegebene, dem Dekompressionshub im Wesentlichen entsprechen­ de Strecke rechtwinklig zur Nockenwellen-Drehachse verschieb­ lich ist und mit der Nockenwelle umläuft, wobei das Stößel-Aus­ hebeelement (52) in dem unter die Anlauffläche des Stößels (20) greifenden Bereich eine Steuerfläche (54) aufweist und wobei das um eine parallel zur Nockenwellen-Drehachse verlaufende Schwenkachse (Stift 32) am umlaufenden Bauelement (18) ver­ schwenkbar gelagerte Fliehgewicht (30) mit der verschieblich gelagerten Scheibe (22) derart getrieblich gekoppelt ist (34, 36), dass zum einen das Fliehgewicht (30) in seiner zurückge­ schwenkten Stellung (Stillstand) die verschiebliche Scheibe (22) in eine Endstellung bringt, in welcher die Steuerfläche (54) des Stößel-Aushebeelements (52) in Bezug auf den Nocken- Grundkreis des zugeordneten Nockens (14) radial nach außen ver­ setzt ist, und dass zum anderen das Fliehgwicht (30) in seiner infolge Fliehkraftwirkung ausgeschwenkten Stellung (Fig. 5) die Scheibe (22) in die andere Endstellung verschiebt, in welcher die Steuerfläche (54) in eine radial nicht über den Nocken- Grundkreis des Nockens (14) vorstehende Lage zurückgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößel-Aushebeelement (52) die Form eines halben Hohlzylinders aufweist, dessen radial äußere, im Wesentlichen entsprechend dem Grundkreis des zugeordneten Nockens (14) be­ grenzte Fläche die Steuerfläche (54) bildet, und dass die ver­ schiebbare Scheibe (22) die Nockenwelle (12) als geschlossener Ring umgibt und radial innerhalb des halben Hohlzylinders eine Durchgangsöffnung (50) für die Nockenwelle (12) aufweist, wobei die Durchgangsöffnung (50) so bemessen ist, dass die Scheibe (22) ohne Anschlagen an der Nockenwelle (12) zwischen ihren beiden Endstellungen verschiebbar ist.

2. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die verschieblich gelagerte Scheibe (22) um eine zur Nockenwellen-Drehachse parallele Achse (38, 40) exzentrisch zwischen zwei Schwenk-Endstellungen verschwenkbar an dem mit der Nockenwelle (12) umlaufenden Bauelement (18) gelagert ist.

3. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehgewicht (30) mit seiner relativ zur Schwenkachse (38, 40) der exzentrischen Scheibe (22) in Drehrichtung um etwa 90° versetzten Schwenkachse (Stift 32) an dem mit der Nockenwelle (12) umlaufenden Bauelement (18) gela­ gert ist.

4. Dekompressionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehgewicht (30) mit Abstand von seiner Schwenkachse (32) einen in einen in der verschiebli­ chen Scheibe (22) vorgesehenen Steuerschlitz (36) eingreifen­ den, vortretenden Stift (34) aufweist.

5. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das die Scheibe (22) und/oder das Fliehgewicht (30) lagernde, mit der Nockenwelle (12) umlaufende Bauelement (18) das Nockenwellen-Zahnrad (18) ist.

6. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellen-Zahnrad (18) im Be­ reich zwischen seinem Zahnkranz (26) und seiner Nabe (24) nockenseitig eine ringförmig umlaufende Ausnehmung (28) aufweist, innerhalb derer das Fliehgewicht (30) gelagert ist.

7. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehgewicht (30) die Form einer langgestreckten, in einem Endbereich innerhalb der ringför­ migen Ausnehmung (28) gelagerten Platte hat, deren Dicke etwa gleich bzw. geringfügig kleiner als die Tiefe der ringförmigen Aussparung (28) ist, und dass die verschieb­ liche Scheibe (22) unmittelbar neben der Nabe (24) des Nockenwellen-Zahnrads (18) angeordnet ist und das platten­ förmige Fliehgewicht (30) zumindest in dem den vortretenden Stift (34) tragenden Bereich überdeckt.

8. Dekompressionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebliche Scheibe (22) so geformt ist, dass ihr Schwerpunkt in der vom aus­ schwingenden Fliehgewicht (30) zurückgeführten Endstellung in der Nähe der Nockenwellen-Drehachse liegt bzw. die Nockenwellen-Drehachse durch den Schwerpunkt verläuft.

9. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, dass ein das Ausschwingen des Flieh­ gewichts (30) begrenzender Anschlag (58) in Form eines von der Bodenfläche der ringförmigen Aussparung (28) des Nockenwel­ len-Zahnrads (18) vortretenden Vorsprungs (58) vorgesehen ist.

10. Dekompressionsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (58) ein in einer Bohrung im Nockenwellen-Zahnrad (18) gehalterter Stift (58) ist.