DE60129561T2

DE60129561T2 - Motorabdeckung

Info

Publication number: DE60129561T2
Application number: DE60129561T
Authority: DE
Inventors: Anthony L. Grafton COFFEY; Jonathan R. Sheboygan CHITTENDEN; Jerry S. Cleveland REINEKING
Original assignee: Kohler Co
Current assignee: Kohler Co
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: AU2001271564A1; DE60129561D1; EP1297245A1; CN1461375A; CA2416018A1; CN1267629C; US6474290B1; EP1297245B1; EP1297245A4; CA2416018C; WO2002002914A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebiet der Erfindung betrifft Brennkraftmaschinen, im Besonderen Gehäuse zur Abdeckung kompakter Brennkraftmaschinen, wie diese etwa in Rasenmähern, Schneegebläsen, Generatoren und dergleichen zum Einsatz kommen.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren werden eingesetzt, um chemische Energie in mechanische oder elektrische Energie für eine umfassende Vielzahl von Anwendungen umzuwandeln. Einige Brennkraftmaschinen sind kompakt und weisen einen oder zwei kleine Zylinder zum Einsatz in Anwendungen mit geringer oder mittlerer Leistung auf, während andere Verbrennungsmotoren eine große Anzahl großer Zylinder für einen Einsatz in Hochleistungsanwendungen aufweisen. Motoren jeder Art und Größe erzeugen viel Hitze durch den Verbrennungsprozess. Große Motoren, wie zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug, sind normalerweise in einem isolierten Bereich eingeschlossen, wie etwa unter der Motorhaube und vor einem Brandschott eines Autos. Dadurch bedingt befinden sich große Motoren normalerweise außerhalb der Reichweite ihrer Benutzer oder der Fahrgäste. Hingegen werden kompakte Motoren für gewöhnlich in Vorrichtungen bzw. Geräten wie Rasenmähern eingesetzt, bei denen die Motoren frei zugänglich sind. Somit weisen kompakte Verbrennungsmotoren häufig eine Schutzeinrichtung oder einen Schild über dem Motor auf, um die Gefahr zu senken, dass jemand einen heißen Motor berührt oder sich an diesem verbrennt.
In bestimmten Fällen, wie etwa bei Rasenmähern, wird der Motor teilweise oder vollständig durch ein Gehäuse abgedeckt, das für gewöhnlich aus Kunststoff oder einem anderen nicht leitenden Material besteht. Motoren weisen eine Reihe von Baugruppen und Systemen auf, die ebenfalls Hitze bzw. Wärme abstrahlen. Für gewöhnlich decken separate Gehäuse zum Beispiel das Luftfiltersystem und das Kühlsystem ab. Darüber hinaus sind Ablenkeinrichtungen, die dazu dienen, Luft zu dem Motorkühlsystem und dem Ansaugstutzen zu leiten, sind normalerweise an den Gehäusen angebracht. Jedes dieser Gehäuse und jede dieser Ablenkeinrichtungen erfordert Befestigungssysteme, welche die Anzahl der Bauteile sowie die Komplexität der Herstellung und des Zusammenbaus erhöhen. Die Mehrzahl der Gehäuse muss für gewöhnlich zusammengebaut und unter Verwendung von Werkzeugen neu angebracht werden. Die Gehäuse für Telsysteme sind ferner häufig unterhalb des Haupt- oder anderer Gehäuse angeordnet, so dass es sein kann, dass mehrere Gehäuse entfernt werden müssen, um Zugang zu einem einzigen Teil- bzw. Untersystem zu erhalten. Eine Mehrzahl von Gehäusen und aufwändigen Befestigungssystemen erschweren die Wartung des Motors und dessen Baugruppen.
Benötigt wird somit ein verbessertes Gehäuse für einen kompakten Verbrennungsmotor.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse für eine Brennkraftmaschine, mit einem Motorträger, der einen Motorraum für die Aufnahme des Motors definiert, gekennzeichnet durch eine Abdeckung mit einer Oberseite und sich abwärts erstreckenden Seitenwänden, die so bemessen sind, dass sie den Motorträger abdecken, wobei eine der Seitenwände eine ausgesparte Rille definiert, die sich zu der Außenseite der Abdeckung öffnet und von einer Unterkante zu einem Mitnehmer erstreckt; und mit einem Riemen, der in die ausgesparte Rille eingepasst ist, mit einem festen Ende, das an dem Motorträger angebracht ist, und mit einem freien Ende, das entfernbar mit dem Abdeckungsmitnehmer eingreifen kann; wobei der Eingriff des Mitnehmers mit dem freien Ende des Riemens die Abdeckung an dem Motorträger sichert.
Der Riemen besteht für gewöhnlich aus einem Gummimaterial, und das freie Ende weist einen Ansatz auf, der mit dem Mitnehmer eingreift. Der Ansatz weist ein vorstehendes Ende zum Ergreifen des Riemens auf, um einen Eingriff des Riemens mit der Abdeckung und ein Ausrücken des Riemens von der Abdeckung vorzusehen. Der Riemen ist dehnbar und so bemessen, dass er sich unter Spannung befindet, wenn er mit dem Mitnehmer eingreift, so dass die Abdeckung in Richtung des Motorträgers vorbelastet wird. In einem Ausführungsbeispiel wist die Abdeckung eine Mehrzahl von ausgesparten Rillen auf, die jeweils einen dehnbaren Riemen zurückhalten, um die Abdeckung an dem Motorraum zu sichern. Ferner weist der Motorträger Seitenwände auf, welche sich einwärts öffnende Längsschlitze definieren, in denen sich die dehnbaren Riemen teilweise befinden.
Die Abdeckung kann eine Ablenkeinrichtung an der Oberseite aufweisen, welche eine konvexe Öffnung mit ebenen, einwärts konisch verlaufenden Wänden definiert, so dass Luft in einem im Wesentlichen wirbelfreien Zustand in das Gehäuse geleitet wird. Gekrümmte erhöhte Oberflächen in der Ablenkeinrichtung dienen dazu, Luft in die Öffnung zu leiten. In einem Ausführungsbeispiel hält ein an der Oberseite der Abdeckung angebrachter Deckring ein Gitter zum Abdeckung der Öffnung. Die Abdeckung schließt einen Luftfilter ein und weist eine Halteeinrichtung auf, die sich von der Oberseite der Abdeckung nach unten erstreckt, um die Bewegung des Luftfilters einzuschränken. Vorzugsweise handelt es sich bei der Abdeckung um ein Glas gefülltes Polypropylenmaterial.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Motorgehäuses, das einen einfachen Zugang zu dem Motor ermöglicht. Erreicht wird dies unter Verwendung einer einzelnen Abdeckung, welche den ganzen Motor umgibt bzw. einschließt. Da der ganze Motor von einer einzigen Abdeckung eingeschlossen wird, sind keine zusätzlichen Abdeckungen für Teilsysteme des Motors erforderlich. Dies ermöglicht es zudem einer Bedienungsperson, auf einen Blick schnell und leicht auch andere als die gerade gewarteten Bauteile des Motors zu überprüfen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Abdeckung ohne den Einsatz von Werkzeugen montiert und entfernt werden kann.
Vorgesehen ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse, dass eine höhere Luftströmung zu dem Motor bereitstellt. Erreicht wird dies, indem Luft in einem im Wesentlichen wirbelfreien Zustand zu dem Kühlsystem des Motors geleitet wird. Die konvexe Öffnung in der Oberseite der Abdeckung fungiert als eine Venturiöffnung, die eine sehr schnelle Laminarströmung von Luft zu dem Motor bereitstellt.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel unterstützt das Gehäuse die Sicherung eines entfernbaren Luftfilters. Dies wird durch eine vertikale Wand erreicht, die integral von der Oberseite der Abdeckung hängt, um die Bewegung des Luftfilters einzuschränken. Die Abdeckung besteht vorzugsweise aus einem Glas gefüllten Polypropylen, wodurch die Abdeckung haltbar und Widerstandsfähigkeit gegen thermisches Leiten bzw. Wärmeleiten gemacht wird.
Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich. In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Bestandteil der Erfindung bilden, und in denen veranschaulichend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht der Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht einer Abdeckung des Motorgehäuses aus 1, dargestellt ohne einen entfernbaren Deckring und Gitter;
3 eine Montageansicht des Motorgehäuses aus 1;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 aus 1, wobei die Verbindung der Riemen dargestellt ist;
5 eine der Abbildung aus 4 ähnliche Querschnittsansicht mit entfernter Abdeckung; und
6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 aus 1, wobei der Motorluftfilter dargestellt ist, der mit einer Luftfilterabdeckung mit integraler Halteeinrichtung versehen ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Das Gehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung ist in allen Abbildungen der Zeichnungen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. In Bezug auf die Abbildung aus 1 weist das Gehäuse 10 allgemein einen Motorträger 12 auf, der einen Hohlraum zur Unterbringung einer kompakten Brennkraftmaschine definiert, wie dies im Fach bekannt ist. Eine Abdeckung 14 ist durch eine Mehrzahl von Riemen 16 an dem Träger 12 angebracht. Ein Deckring 18 schnappt auf der Abdeckung 14 ein, um ein Gitter 20 zu halten.
In Bezug auf die Abbildungen der 1 und 3 wird der Träger 12 vorzugsweise aus Glas gerilltem Nylon geformt, so dass er ein unteres Rahmentragwerk 19 sowie aufrecht stehende Seiten- 22 und Endwände 24 aufweist. Jede Seitenwand 22 weist zwei Paare von Stegen 26 auf, die von den inneren Oberflächen vorstehen, welche Schlitze 28 bilden. Über jedem Schlitz befindet sich eine Kerbe 30 an einer Oberkante 32 der Trägerseitenwände 22. Die Abdeckung 14 wird aus Glas gefülltem Polypropylen geformt, so dass sie eine Ablenkeinrichtung 34 an einer Oberseite aufweist, wobei sich Seiten- 36 und Endwände 38 nach unten entlang dem Perimeter der Ablenkeinrichtung 34 erstrecken, so bemessen, dass die Trägerwände 22 und 24 überschnitten und der Motor (nicht abgebildet) eingeschlossen werden bzw. wird. Die Abdeckungsseitenwände 36 werden so ausgebildet, dass sie zwei parallele longitudinale Aussparungen 40 aufweisen, die sich jeweils von einer Unterkante 42 der Seitenwände 36 zu einem ausgesparten Mitnehmer 44 erstrecken. Die Aussparungen 40 sind so positioniert, dass sie mit den Trägerschlitzen 28 ausgerichtet werden, wenn die Abdeckung 14 an dem Träger 12 montiert wird.
In Bezug auf die Abbildungen der 2 und 3 weist die Ablenkeinrichtung 34 der Abdeckung eine Öffnung mit Flügeln (durch gestrichelte Linien abgebildet) 46 auf, die Raum für einen Kühlerverschlussstutzen (nicht abgebildet) und Motorluftschläuche (nicht abgebildet) bereitstellt. Die Ablenkeinrichtung 34 bildet ferner eine glatte konvexe Öffnung 48 mit einem runden Querschnitt. Die konvexe Öffnung 48 weist einen allmählich kleiner werdenden Umfang von der Außen- zur Innenseite der Abdeckung 14 auf. Diese konvexe Öffnung 48 stellt einen Venturieffekt bereit, wie dies im Fach bekannt ist, wobei dieser eine ruhige, im Wesentlichen wirbelungsfreie Übergangsströmung an der Abdeckung 14 vorbei bereitstellt. Dies ermöglicht es, dass Luft eine verhältnismäßig schnelle Laminarströmung aufweist, wenn die Luft in das Ansaug-Zentrifugalgebläse (nicht abgebildet) eintritt, wodurch die Luftströmung zu dem Motor erhöht und die Effizienz des Gebläses gesteigert wird, wie dies der Fachmann auf dem Gebiet verstehen wird. Glatte, wellige, erhöhte Oberflächen 50 werden in der Abdeckung 14 um die konvexe Öffnung 48 herum gebildet, um das Leiten von Luft dort hindurch zu unterstützen.
In Bezug auf die Abbildungen der 2 und 3 ist das vorzugsweise aus mit einem Polymer überzogenen Stahldrahtnetz hergestellte Gitter 20 über der Flügelöffnung 46 und der konvexen Öffnung 48 angebracht, um es zu verhindern, dass Rückstände in das Gehäuse 10 und in den Ansaugstutzen des Motors eintreten. Wie dies bereits vorstehend erwähnt worden ist, wird das Gitter 20 durch den Deckring 18 an der Verwendungsposition gehalten. Der Deckring 18 besteht vorzugsweise aus einem Glas gefüllten Polypropylenmaterial und wird durch vier Klammern 52 (in 2 durch gestrichelte Linien dargestellt), die integral in der Abdeckung 14 ausgebildet sind, auf die Abdeckung 14 geklemmt. Die Klammern 52 können nach unten gedrückt werden, um den Deckring 18 und dadurch auch das Gitter 20 von der Abdeckung 14 zu entfernen. Dies ermöglicht eine Reinigung, Reparatur oder einen Ersatz des Gitters 20 ohne den Einsatz von Werkzeugen.
In Bezug auf die Abbildungen der 2, 3 und 6 schließt ein Ende 54 mit Ansatz der Abdeckung 14 einen entfernbaren Luftfilter 56 ein, der an dem träger 12 durch eine Luftfilterhalterung 58 angebracht ist, die wiederum an einem unteren Ende 60 an einem Luftansaugstutzen-Winkelstück 62 angebracht ist durch eine Anordnung aus Ansatz 64 und Schlitz 66. In Bezug auf die Abbildung aus 6 greift ein Mitnehmer 68 an dem oberen Ende 70 der Luftfilterhalterung 58 mit einer Aussparung 72 in der Oberseite des Luftfilters 56 ein. Der Mitnehmer 68 kann ausgerückt werden, indem ein Griff 74 an der Oberseite der Luftfilterhalterung 58 nach oben gezogen wird. Die Luftfilterhalterung 58 besteht vorzugsweise aus steifem Kunststoff. Darüber hinaus ist die Abdeckung 14 so ausgebildet, dass sie eine nach unten abhängige Wand 76 aufweist, die so positioniert ist, dass sie sich oberhalb des Luftfilters 56 befindet, wenn die Abdeckung 14 an dem Träger 12 montiert wird. Die Wand 76 fungiert als sekundäre Halterung zur Einschränkung der Bewegung des Luftfilters 56.
In erneutem Bezug auf die Abbildung aus 3 weisen die Riemen 16, die vorzugsweise aus einem elastischen Material bestehen, wie etwa aus Gummi, jeweils einen elongierten Körper 78 auf, der sich zwischen einem festen Ende 80 und einem freien Ende 82 befindet. Das feste Ende 80 weist eine Kugelspitze 84 und eine rechteckig bearbeitete Schulter 86 zum Eingriff mit dem Träger 12 auf. Das freie Ende 82 weist einen konischen Streifen 88 auf, der sich allgemein transversal zu dem Körper 78 erstreckt, um diesen zu greifen, wenn die Riemen 16 gedehnt werden, um die Abdeckung 14 zu montieren oder zu entfernen. Die Riemen 16 können bei Bedarf zum Austausch von dem Träger 12 entfernt werden.
In Bezug auf die Abbildung aus 4 werden die Riemen 16 an dem Träger 12 angebracht, indem die festen Enden 80 durch ausgesparte Öffnungen 90 in den Seitenwänden 22 eingeführt werden, so dass die Riemenschultern 86 mit unteren Oberflächen 92 der Trägerseitenwände 22 eingreifen. Die elongierten Körper 78 werden danach in den Schlitzen 28 in dem Träger 12 eingepasst und nach außen durch die Kerben 30 gebogen, so dass sich die Riemenansätze 88 außerhalb des Trägers 12 befinden.
In Bezug auf die Abbildungen der 4 und 5 wird die Abdeckung 14 an dem Träger 12 montiert, indem die Abdeckungswände 36 und 38 die Trägerwände 22 und 24 überlagern, so dass die Abdeckungsaussparungen 40 mit den Kerben 30 in dem Träger 12 ausgerichtet werden, welche die freien Enden 82 der Riemen 16 halten. Wenn sich die Abdeckung 14 an der Verwendungsposition befindet, wird nacheinander jeder Riemen 16 durch den Ansatz 88 nach oben und außen gezogen, so dass der Ansatz 88 mit dem Mitnehmer 44 in der Abdeckung 14 eingreift. Wenn das freie Ende 82 gemäß der Abbildung aus 5 eingreift, liegen die Riemenkörper 78 in den Aussparungen 40 der Abdeckung 14. An dieser Position belastet die Elastizität der Riemen 16 die Abdeckung 14 nach unten gegen den Träger 12.
Vorgesehen wird durch die vorliegende Erfindung ein robustes Motorgehäuse, das die Bedienungsperson vor dem Motor abschirmt und in Bezug auf Wärmeleitung widerstandsfähig ist. Gleichzeitig erleichtert das Gehäuse einen leichten Zugang zu dem Motor, indem eine einzelne Abdeckung verwendet wird, um den ganzen Motor einzuschließen, wodurch zusätzliche Abdeckungen für Teilsysteme des Motors überflüssig werden, wie etwa für einen Luftfilter. Dieses Merkmal ermöglicht es ferner einer Bedienungsperson, andere Bauteile des Motors als den Bereich, der gewartet wird, schnell und leicht zu untersuchen. Darüber hinaus kann die Abdeckung ohne den Einsatz von Werkzeugen entfernt werden.

Claims

Gehäuse für eine Brennkraftmaschine, mit einem Motorträger, der einen Motorraum für die Aufnahme des Motors definiert, gekennzeichnet durch eine Abdeckung mit einer Oberseite und sich abwärts erstreckenden Seitenwänden, die so bemessen sind, dass sie den Motorträger abdecken, wobei eine der Seitenwände eine ausgesparte Rille definiert, die sich zu der Außenseite der Abdeckung öffnet und von einer Unterkante zu einem Mitnehmer erstreckt; und mit einem Riemen, der in die ausgesparte Rille eingepasst ist, mit einem festen Ende, das an dem Motorträger angebracht ist, und mit einem freien Ende, das entfernbar mit dem Abdeckungsmitnehmer eingreifen kann; wobei der Eingriff des Mitnehmers mit dem freien Ende des Riemens die Abdeckung an dem Motorträger sichert.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende einen Ansatz aufweist, der mit dem Mitnehmer eingreift und ein vorstehendes Ende zum Ergreifen des Riemens aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen dehnbar und so bemessen ist, dass er sich unter Spannung befindet, wenn er mit dem Mitnehmer eingreift, um die Abdeckung in Richtung des Motorträgers vorzubelasten.
Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine Mehrzahl ausgesparter Rillen aufweist, und wobei sie ferner eine entsprechende Mehrzahl dehnbarer Riemen aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorträger Seitenwände aufweist, welche Längsschlitze definieren, die sich zu dem Inneren des Trägers öffnen, in dem sich die dehnbaren Riemen teilweise befinden.
Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von dehnbaren Riemen aus Gummi bestehen.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abdeckung um Glas gefülltes Polypropylen handelt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung eine integrale Luftfilterabdeckung an einem Ende der Abdeckung definiert, mit einer Halteeinrichtung, die sich abwärts erstreckt, wobei sie die Bewegung eines Luftfilters begrenzt, gestützt durch den Motorträger.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ein Ablenkblech an der Oberseite aufweist, das eine konvexe Öffnung definiert.
Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkblech ferner gekrümmte Wände aufweist, welche Luft in die konvexe Öffnung leiten.
Gehäuse nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Gitter, das die konvexe Öffnung abdeckt.
Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter durch einen Deckring nach unten gehalten wird, der auf der Abdeckung einschnappen kann.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ferner ein Luftablenkblech an der Oberseite definiert, mit einer Düse, die durch eine konvexe umfängliche Oberfläche mit einem sich von oben nach unten verjüngenden Durchmesser definiert ist, wobei durch die Düse in den Motorraum gesaugte Luft im Wesentlichen wirbelfrei ist.
Gehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung ferne reine integrale Luftfilterabdeckung an einem Ende der entfernbaren Abdeckung aufweist, mit einer Halteeinrichtung, die sich von der Oberseite der Abdeckung nach unten erstreckt, um die Bewegung eines durch den Motorträger getragenen Luftfilters zu begrenzen.