EP0997636A1 - Verbrennungsmotor, Motorwerkzeug und Anlasssystem - Google Patents

Verbrennungsmotor, Motorwerkzeug und Anlasssystem Download PDF

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EP0997636A1
EP0997636A1 EP99121014A EP99121014A EP0997636A1 EP 0997636 A1 EP0997636 A1 EP 0997636A1 EP 99121014 A EP99121014 A EP 99121014A EP 99121014 A EP99121014 A EP 99121014A EP 0997636 A1 EP0997636 A1 EP 0997636A1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
ignition
starter
spark plug
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EP99121014A
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Patrick A. Mccreery
Jack Eric Campell
Charles Gaymon
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Techtronic Industries Co Ltd
Original Assignee
Deere and Co
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    • F02B63/02—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for hand-held tools
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    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a Starter disc with one actuator notch and one Actuating means in the notch around the actuating means Starter disc is looped, and an ignition module that with at least one spark plug can interact Power tool and a starting system.
  • the present Invention has a starting system for an internal combustion engine a starter disc with an actuator notch Actuating means around the starter disc in the Actuator notch is looped, a rotor that is selectively connectable to the starter plate, and a Ignition module, which is arranged adjacent to the rotor and with a Spark plug of the internal combustion engine is connected.
  • the Ignition module is adapted to generate an ignition voltage which is large enough to retard the spark plug of about 8 degrees at a rotor speed of about 500 Ignite RPM.
  • the actuating means notch has one Diameters between about 6.35 cm (2.5 inches) and about 8.64 cm (3.4 inch).
  • the present invention features a starting system for a Internal combustion engine a starter disk, an actuating means, that is wrapped around the starter disc, selectively with the starter disk connectable rotor, and an ignition module that arranged adjacent to the rotor and with a spark plug Internal combustion engine is connected.
  • the starting system points also means to reduce the Actuator speed to start the Internal combustion engine on without a kickback of the Increase internal combustion engine using a starter disc an actuator notch with an enlarged diameter and include the ignition module adapted to one Generate ignition voltage that is large enough to hold the spark plug of the internal combustion engine at a low rotor speed of about 500 rpm to ignite.
  • a method of starting a Internal combustion engine suggested the steps to pulling one Actuating means of the internal combustion engine with one Speed of about 1.6764 m / s (5.5 ft / s) and for turning the rotor of the internal combustion engine at a speed of about 500 rpm, while the actuating means with about 1.6764 m / s (5.5 ft / s) is pulled.
  • the internal combustion engine points an ignition module, which is adapted to an ignition voltage generate a large enough spark plug Internal combustion engine at the minimum starting speed of the rotor to ignite.
  • Internal combustion engines according to the invention can be used on work equipment as well as used on vehicles.
  • the tools can, for example, devices for garden, lawn and Property maintenance, such as thread trimmers, Brushcutters, hedge trimmers, chainsaws, leaf blower or Blower or hand-held or hand-pushed devices such as Lawn mowers, snow blowers, etc.
  • Fig. 1 a partially in Exploded perspective view of an internal combustion engine 10 is shown, the features of present invention.
  • the present Invention with reference to those shown in the drawings Embodiments will be described, it should be clear be that the present invention in many different ways Types of embodiments can be carried out. About that In addition, any suitable size, shape or type of Components or materials are used.
  • the internal combustion engine 10 generally comprises a frame 11 with a cylinder 12 and a crankshaft housing 14, a crankshaft 16, a spark plug 18, a rotor 20, an ignition module 22 and a starter disk 24. an actuator 26 adapted to be pulled by an operator.
  • internal combustion engine 10 is a two-stroke, single-cylinder engine as used on a thread cutter, brushcutter, leaf blower, or other type of power tool.
  • the ignition module 22 is attached to the frame 11 via fastening means 28.
  • a connection terminal for electrical cables or a cover 30 extends from the ignition module 22 to the outer end of the spark plug 18. Also with reference to FIG.
  • the rotor 20 is fixedly mounted on a shaft region of the crankshaft 16.
  • the rotor 20 has a keyway 32 and a magnet 34 with two pole pieces 36, 37.
  • the shaft region of the crankshaft 16 has a spring 38 which is in engagement with the keyway 32.
  • the rotor 20 and the crankshaft 16 rotate together, as shown by the arrow A.
  • a connecting element 40 which is screwed onto the crankshaft 16, fixes the rotor 20 on the crankshaft 16.
  • the center line C of the keyway 32 is arranged at an angle B with respect to the following edge 42 of the leading pole piece 36, 37. In a preferred embodiment, the center line C of the keyway 32 is aligned with the piston head at its top dead center.
  • the angle B is preferably approximately 42 degrees.
  • the ignition module 22 is attached to the frame 11 adjacent to the rotor 20.
  • the ignition module 22 has a central core area 44 in order to interact magnetically with the pole shoes 36, 37.
  • the ignition module 22 is a Walbro module MA-12 manufactured by Walbro Engine Manufacturing Corp. in Cass City, Michigan, US.
  • the MA-12 module has the following characteristics at 25 ° C: MIMIMUM TYPICAL Rotor speed (U / MIN) unloaded circuit (kV) 0.5 M ⁇ load (kV) unloaded circuit (kV) 0.5 M ⁇ load (kV) Discharge duration Ignition timing Discharge energy 500 7.5 6.0 9.5 7.8 -8.0 700 11.0 9.5 15.0 12.3 -5.0 1000 15.5 12.3 19.0 15.5 -4.0 1500 18.0 15.0 22.0 18.3 85 -2.5 1.7 2000 19.5 16.5 24.0 19.4 87 -1.0 1.7 3000 20.0 17.0 24.0 20.0 88 -0.5 1.7 6000 19.5 16.0 22.0 18.5 89 0.0 1.7 8000 18.0 15.0 21.0 17.5 89 0.0 1.7 10,000 17.0 14.0 20.0 16.0 87 -0.5 1.6 12,000 16.5 13.5 19.0 16.0 87 -1.5 1.5
  • the switch-on speed of the rotor for the discharge lies between about 400-700 rpm with a typical rise time of about 3 milliseconds.
  • the edge distance D between the following edge 42 of the leading pole piece 36 and the following Edge 46 of the core at 44 is approximately 6.25 mm at 8000 rpm.
  • the Walbro module MA-12 is started on an electrically Thread cutter motor manufactured by John Deere Consumer Products Inc., Charlotte, North Carolina, US used, but has not yet been used manually started manual starter motor used.
  • the internal combustion engine 10 a housing part 50 which on the frame 11 above the Rotor 20 is attached.
  • the housing part 50 has one Installation device 52.
  • the mounting device 52 has one Recess 54, which allows the connecting element 40, to get through the housing part 50.
  • the mounting device 52 also carries the starter disk 24 rotatably.
  • the starting system also has a spring-receiver assembly 56 which between the starter disk 24 and the housing part 50 is inserted.
  • the spring-transducer assembly 56 tensions the Starter disk 24 in a starting position based on the Housing part 50 before.
  • the starter disk 24 has one Starter rope or actuator notch 58 and one Starter pawl tooth 60 on.
  • the actuator 26 is around the starter disk 24 in the actuating means notch 58 wound and extends from a recess (not shown) in the housing part 50, where it is attached to a pull handle (not shown) is attached.
  • the actuator notch 58 has an outer diameter E and an inner diameter F. In In a preferred embodiment, the diameter is E. about 8.57 cm (3.375 inches) and the diameter F about 6.35 cm (2.5 inch). In comparison, the diameter E is only about 6.6 cm (2.6 inch) and the diameter F only about 3.81 cm (1.5 inch) in a known prior art Starter disc. Therefore, the starter plate 24 has one Actuator notch 58 with an enlarged diameter based on the state of the art.
  • actuating means notch 58 is intended to include a outer diameter or circumference of the actuating means notch 58 is understood to be greater than 6.86 cm (2.7 inches).
  • the Starter pawl teeth 60 are adapted to selectively in spring-loaded starter pawls to engage the rotor 20. Such a rotor 20 is described in US 5,600,195 which are hereby incorporated by reference in their entirety is. If the pull handle (not shown) by a Operator is pulled to the engine 10 to start, this pulls on the actuating means 26. Since the Actuating means 26 is attached to the starter disk 24, the starter washer 24 on the mounting device 52 turned.
  • the actuator notch 58 with enlarged diameter reduces the effort of one Operator essential if this is the actuating means 26 pulls to start the engine 10 since the Starter disk 24 with a larger diameter a larger one provides mechanical advantage to the Internal combustion engine 10 to rotate as to the state of the Technology-related starter disc with a smaller diameter.
  • Starter disk 24 with a larger diameter there is a problem with using one Starter disk 24 with a larger diameter.
  • a Starter disc 24 with a larger diameter will if on a state of the art Internal combustion engine is used, the internal combustion engine is not turn fast enough to cause a usual to turn State of the art pull start ignition module ignites, and as a result, the internal combustion engine will not start. Self if such a manual, belonging to the prior art Pull start ignition module would ignite at low speed, would almost certainly be a big setback occur.
  • the ignition module 22, which is adapted thereto is the spark plug 18 at low rotor speeds, such as 400-700 RPM, and which has an ignition delay has low engine speeds to prevent kickback.
  • the ignition module 22 alone does not do much at, the starting ability of the engine 10 to improve. Instead, it is the combination of the ignition module 22 with the starter disk 24 with an enlarged diameter, which the starting of the engine 10 essential improved.
  • the combination allows that when pulling the Actuating means 26 for starting the internal combustion engine 10 less force is used.
  • the combination allows that the actuating means 26 at a lower speed is pulled as in the prior art to the Start internal combustion engine 10.
  • the combination causes that pulling the actuating means 26 for Operator feels softer and practically none Has setback.
  • TDC top dead center
  • the actuation means 26 can only be pulled at about 1.8288 m / s (6 ft / sec) to the Starting engine 10.
  • an outer diameter of the actuating means notch of about 6.6 cm (2.6 inch) and a starting speed of about 640 rpm which is necessary to start the internal combustion engine must be Actuators pulled at approximately 2.2128 m / s (7.26 ft / sec) become. Therefore, the actuator 26 with the present invention above 0,3048 m (1 foot) per second pulled more slowly to the engine 10 too start than in the prior art.
  • FIG. 4 there is shown a graph of the output of the ignition module 22 with respect to the starting speed of the rotor 20 for both the output voltage OC in kilovolts represented by the line G and a secondary output via a 0 , 5 M ⁇ load, represented by the line H from test measurements.
  • the keyway 32 on the rotor 20 can be displaced.
  • the keyway angle B (see FIG. 2) is approximately 35 degrees. With reference also to the test results from FIG. 5 for the ignition setting of such a prior art rotor, this is shown in line I when the distance is ignited at 10 kV.
  • line J has a rotor with a keyway angle B of approximately 42 degrees.
  • the ignition delay is much lower at low speed, creating a Low speed kickback is reduced, and a lower ignition delay or an advance at high Speed is achieved.
  • the rotor 20 with the keyway angle B of 42 degrees allows the rotor and ignition module setting to be one comparable ignition timing of 0 degrees at 7000 rpm and about -8 degrees at 500 rpm related to the 0 degrees at 7000 rpm too to have.
  • the state of the art as shown in line K has 0 degrees at 7000 rpm and about 0 degrees at about 600 rpm based on the 0 degrees at 7000 rpm.
  • the ignition module 22 allows a slower hand start and it is indifferent how slowly the actuating means 26 is pulled, no Setback possible.
  • the ignition module 22 may have an ignition delay of about 8 degrees at the minimum cranking speed of the rotor 20 Make available.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Verbrennungsmotoren mit einem handbetätigten Zuganlasser sind allgemein bekannt. Diese Art von Verbrennungsmotoren weisen eine Anlasserscheibe und ein Betätigungsmittel auf, das in einer Betätigungsmittelkerbe um die Anlasserscheibe geschlungen ist.
Es wird ein Verbrennungsmotor (10) mit einer vergrößerten Anlasserscheibe (24) vorgeschlagen, durch die ein leichteres Anlassen des Verbrennungsmotors (10) ermöglicht wird.
Verbrennungsmotoren, Motorwerkzeuge und Anlaßsysteme werden beispielsweise in der Garten-, Rasen- und Grundstückspflege eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Anlasserscheibe mit einer Betätigungsmittelkerbe und einem Betätigungsmittel, das in der Betätigungsmittelkerbe um die Anlasserscheibe geschlungen ist, und einem Zündmodul, das mit zumindest einer Zündkerze zusammenwirken kann, ein Motorwerkzeug und ein Anlaßsystem.
Verbrennungsmotoren mit einem handbetätigten Zuganlasser sind allgemein bekannt. Diese Art von Verbrennungsmotoren weisen eine Anlasserscheibe und ein Betätigungsmittel auf, das in einer Betätigungsmittelkerbe um die Anlasserscheibe geschlungen ist. In der Broschüre Homelite, Parts List, Part No. PS00085, 1/13/98, veröffentlicht von John Deere Consumer Products, Inc. werden beispielsweise Fadenschneider mit solchen Verbrennungsmotoren gezeigt.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, daß zum Anlassen des Verbrennungsmotors durch eine Bedienungsperson eine verhältnismäßig große Kraft aufgebracht werden muß.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1, 2, 11 bzw. 12 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickelnde Merkmale aufgeführt sind.
In Entsprechung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Anlaßsystem für einen Verbrennungsmotor eine Anlasserscheibe mit einer Betätigungsmittelkerbe, ein Betätigungsmittel, das um die Anlasserscheibe in der Betätigungsmittelkerbe geschlungen ist, einen Rotor, der selektiv mit der Anlasserscheibe verbindbar ist, und ein Zündmodul, das dem Rotor benachbart angeordnet und mit einer Zündkerze des Verbrennungsmotors verbunden ist, auf. Das Zündmodul ist daran angepaßt, eine Zündspannung zu erzeugen, die groß genug ist, um die Zündkerze mit einer Zündverzögerung von etwa 8 Grad bei einer Drehzahl des Rotors von etwa 500 U/min zu zünden. Die Betätigungsmittelkerbe weist einen Durchmesser zwischen etwa 6,35 cm (2,5 inch) und etwa 8,64 cm (3,4 inch) auf.
In Entsprechung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Anlaßsystem für einen Verbrennungsmotor eine Anlasserscheibe, ein Betätigungsmittel, das um die Anlasserscheibe geschlungen ist, einen selektiv mit der Anlasserscheibe verbindbaren Rotor, und ein Zündmodul, das dem Rotor benachbar angeordnet und mit einer Zündkerze des Verbrennungsmotors verbunden ist, auf. Das Anlaßsystem weist darüber hinaus Mittel zur Verringerung der Betätigungsmittelgeschwindigkeit zum Anlassen des Verbrennungsmotors auf, ohne einen Rückschlag des Verbrennungsmotors zu erhöhen, die eine Anlasserscheibe mit einer Betätigungsmittelkerbe mit einem vergrößerten Durchmesser und das Zündmodul umfassen, das daran angepaßt ist, eine Zündspannung zu erzeugen, die groß genug ist, um die Zündkerze des Verbrennungsmotors bei einer niedrigen Rotordrehzahl von etwa 500 U/min zu zünden.
In Entsprechung mit einer Methode entprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zum Anlassen eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, die Schritte zum Ziehen eines Betätigungsmittels des Verbrennungsmotors mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,6764 m/s (5,5 ft/s) und zum Drehen des Rotors des Verbrennungsmotors mit einer Drehzahl von etwa 500 U/min aufweist, während das Betätigungsmittel mit etwa 1,6764 m/s (5,5 ft/s) gezogen wird. Der Verbrennungsmotor weist ein Zündmodul auf, das daran angepaßt ist, eine Zündspannung zu erzeugen, die groß genug ist, eine Zündkerze des Verbrennungsmotors bei der minimalen Anlaßdrehzahl des Rotors zu zünden.
Erfindungsgemäße Verbrennungsmotoren können an Arbeitsgeräten wie auch an Fahrzeugen eingesetzt werden. Die Arbeitsgeräte können beispielsweise Geräte zur Garten-, Rasen- und Grundstückspflege, wie beispielsweise Fadenschneider, Motorsensen, Heckenscheren, Motorsägen, Laubsauger- oder Gebläse oder auch handgeführte oder handgeschobene Geräte wie Rasenmäher, Schneefräsen etc, sein.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
eine Explosionsdarstellung eines Verbrennungsmotors, der die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist,
Fig. 2
eine teilweise schematische Ansicht eines Rotors und eines Zündmoduls des in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotors,
Fig. 2A
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs 2A aus Fig. 2,
Fig. 3
ein Schnittdarstellung einer Anlasserscheibe und eines Federzusammenbaus, der auf einen Gehäuseteil für den in Fig. 1 gezeigten Verbrennungsmotor aufgesetzt ist,
Fig. 4
ein Schaubild der Ausgabe des Zündmoduls bezogen auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors für den in Fig. 1 gezeigten Verbrennungsmotor und
Fig. 5
ein Schaubild für den Zündmodulzündzeitpunkt für verschiedene Zündmodule.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine teilweise in Explosionsdarstellung gezeichnete, perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors 10 gezeigt wird, der Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschrieben werden wird, sollte es deutlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen abweichenden Arten von Ausführungsformen ausgeführt sein kann. Darüber hinaus könnte jede passende Größe, Form oder Art von Bauelementen oder Materialien verwendet werden.
Der Verbrennungsmotor 10 umfaßt allgemein einen Rahmen 11 mit einem Zylinder 12 und einem Kurbelwellengehäuse 14, eine Kurbelwelle 16, eine Zündkerze 18, einen Rotor 20, ein Zündmodul 22 und eine Anlasserscheibe 24. Der Verbrennungsmotor 10 ist ein nur manuell startbarer Zuganlassermotor mit einem Anlasserseil bzw. einem Betätigunysmittel 26, das daran angepaßt ist, von einer Bedienungsperson gezogen zu werden. In dieser Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 10 ein Zweitakt-Einzylindermotor wie er an einem Fadenschneider, einer Motorsense, einem Laubgebläse oder einer anderen Art von Motorwerkzeug verwendet wird. Jedoch können die Merkmale der vorliegenden Erfindung an anderen Arten von Motoren, wie an Viertakt-Motoren oder Mehrzylinder-Motoren, verwendet werden. Das Zündmodul 22 ist an dem Rahmen 11 über Befestigungsmittel 28 angebracht. Ein Anschlußterminal für elektrische Kabel bzw. eine Abdeckung 30 erstreckt sich von dem Zündmodul 22 zu dem äußeren Ende der Zündkerze 18. Ebenfalls Bezug nehmend auf Fig. 2 ist der Rotor 20 fest auf einem Schaftbereich der Kurbelwelle 16 angebracht. Der Rotor 20 weist eine Keilnut 32 und einen Magneten 34 mit zwei Polschuhen 36, 37 auf. Der Schaftbereich der Kurbelwelle 16 weist eine Feder 38 auf, die mit der Keilnut 32 in Eingriff steht. Der Rotor 20 und die Kurbelwelle 16 rotieren gemeinsam, wie es durch den Pfeil A gezeigt wird. Ein Verbindungselement 40, das auf die Kurbelwelle 16 aufgeschraubt ist, legt den Rotor 20 auf der Kurbelwelle 16 fest. Die Mittellinie C der Keilnut 32 ist bezogen auf die folgende Kante 42 des führenden Polschuhs 36, 37 um einen Winkel B winklig angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mittellinie C der Keilnut 32 mit dem Kolbenkopf an seinem oberen Totpunkt ausgerichtet. Vorzugsweise beträgt der Winkel B etwa 42 Grad. Jedoch können in abweichenden Ausführungsformen andere Winkel vorgesehen werden, wie etwa 35 Grad. Das Zündmodul 22 ist an dem Rahmen 11 dem Rotor 20 benachbart angebracht. Das Zündmodul 22 weist einen zentralen Kernbereich 44 auf, um magnetisch mit den Polschuhen 36, 37 zusammenzuwirken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zündmodul 22 ein Walbro Modul MA-12 hergestellt von Walbro Engine Manufacturing Corp. in Cass City, Michigan, US. Das MA-12 Modul hat die folgenden Kennwerte bei 25°C:
MIMIMUM TYPISCH
Rotordrehzahl (U/MIN) unbelasteter Kreis (kV) 0,5 MΩ Belastung (kV) unbelasteter Kreis (kV) 0,5 MΩ Belastung (kV) Entladungedauer Zündzeitpunkt Entladungsenergie
500 7,5 6,0 9,5 7,8 -8,0
700 11,0 9,5 15,0 12,3 -5,0
1000 15,5 12,3 19,0 15,5 -4,0
1500 18,0 15,0 22,0 18,3 85 -2,5 1,7
2000 19,5 16,5 24,0 19,4 87 -1,0 1,7
3000 20,0 17,0 24,0 20,0 88 -0,5 1,7
6000 19,5 16,0 22,0 18,5 89 0,0 1,7
8000 18,0 15,0 21,0 17,5 89 0,0 1,7
10000 17,0 14,0 20,0 16,0 87 -0,5 1,6
12000 16,5 13,5 19,0 16,0 87 -1,5 1,5
Die Einschaltdrehzahl des Rotors für die Entladung liegt zwischen etwa 400-700 U/min mit einer typischen Anstiegszeit von etwa 3 Millisekunden. Der Kantenabstand D zwischen der folgenden Kante 42 des führenden Polschuhs 36 und der folgenden Kante 46 des Kerns bei 44 beträgt etwa 6,25 mm bei 8000 U/min. Das Walbro Modul MA-12 wird an einem elektrisch gestarteten Motor eines Fadenschneiders, hergestellt von John Deere Consumer Products Inc., Charlotte, North Carolina, US eingesetzt, wurde aber noch nicht an einem nur manuell gestarteten Handanlassermotor verwendet.
Ebenfalls Bezug nehmend auf Fig. 3 hat der Verbrennungsmotor 10 einen Gehäuseteil 50, welcher an dem Rahmen 11 oberhalb des Rotors 20 angebracht ist. Der Gehäuseteil 50 weist eine Einbauvorrichtung 52 auf. Die Einbauvorrichtung 52 weist eine Ausnehmung 54 auf, welche es dem Verbindungselement 40 erlaubt, durch den Gehäuseteil 50 zu gelangen. Die Einbauvorrichtung 52 trägt auch die Anlasserscheibe 24 drehbar. Das Anlaßsystem weist auch einen Feder-Aufnehmer-Zusammenbau 56 auf, der zwischen der Anlasserscheibe 24 und dem Gehäuseteil 50 eingelegt ist. Der Feder-Aufnehmer-Zusammenbau 56 spannt die Anlasserscheibe 24 in einer Ausgangsstellung bezogen auf den Gehäuseteil 50 vor. Die Anlasserscheibe 24 weist eine Anlasserseil- bzw. Betätigungsmittelkerbe 58 und einen Anlasserklinkensperrzahn 60 auf. Das Betätigungsmittel 26 ist um die Anlasserscheibe 24 in der Betätigungsmittelkerbe 58 gewunden und erstreckt sich aus einer Ausnehmung (nicht gezeigt) in dem Gehäuseteil 50, wo es an einem Zuggriff (nicht gezeigt) angebracht ist. Die Betätigungsmittelkerbe 58 hat einen äußeren Durchmesser E und einen inneren Durchmesser F. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser E etwa 8,57 cm (3,375 inch) und der Durchmesser F etwa 6,35 cm (2,5 inch). Im Vergleich beträgt der Durchmesser E nur etwa 6,6 cm (2,6 inch) und der Durchmesser F nur etwa 3,81 cm (1,5 inch) bei einer bekannten zum Stand der Technik gehörenden Anlasserscheibe. Daher hat die Anlasserscheibe 24 eine Betätigungsmittelkerbe 58 mit einem vergrößerten Durchmesser bezogen auf den Stand der Technik. So wie der Begriff "Betätigungsmittelkerbe mit vergrößertem Durchmesser" hier beschrieben wird, wird damit beabsichtigt, daß darunter ein äußerer Durchmesser oder Umfang der Betätigungsmittelkerbe 58 verstanden wird, der größer ist als 6,86 cm (2,7 inch). Die Anlasserklinkensperrzähne 60 sind daran angepaßt, selektiv in federbelastete Anlasserklinken an dem Rotor 20 einzugreifen. Ein solcher Rotor 20 wird in der US 5,600,195 beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen ist. Wenn der Zuggriff (nicht gezeigt) durch eine Bedienungsperson gezogen wird, um den Verbrennungsmotor 10 anzulassen, zieht dieser an dem Betätigungsmittel 26. Da das Betätigungsmittel 26 an der Anlasserscheibe 24 angebracht ist, wird die Anlasserscheibe 24 auf der Einbauvorrichtung 52 gedreht. Da die Anlasserklinkensperrzähne 60 in Anlasserklinken an dem Rotor 20 eingreifen, wird der Rotor 20 mit der Anlasserscheibe 24 gedreht (zumindest bis der Verbrennungsmotor 10 startet und die Anlasserklinken durch Zentrifugalkraft nach außen bewegt werden). Die Betätigungsmittelkerbe 58 mit vergrößertem Durchmesser vermindert die Anstrengung einer Bedienungsperson wesentlich, wenn diese das Betätigungsmittel 26 zieht, um den Verbrennungsmotor 10 anzulassen, da die Anlasserscheibe 24 mit vergrößertem Durchmesser einen größeren mechanischen Vorteil zur Verfügung stellt, um den Verbrennungsmotor 10 zu drehen, als mit der zum Stand der Technik gehörenden Anlasserscheibe mit kleinerem Durchmesser.
Jedoch gibt es ein Problem bei der Verwendung einer Anlasserscheibe 24 mit einem größeren Durchmesser. Eine Anlasserscheibe 24 mit einem größeren Durchmesser wird, wenn sie auf einem zum Stand der Technik gehörenden Verbrennungsmotor benutzt wird, den Verbrennungsmotor nicht schnell genug drehen, um zu verursachen, daß ein übliches zum Stand der Technik gehörendes Zugstartzündmodul zündet, und infolgedessen wird der Verbrennungsmotor nicht starten. Selbst wenn ein solches zum Stand der Technik gehörendes, manuelles Zugstartzündmodul bei geringer Geschwindigkeit zünden würde, würde mit ziemlicher Sicherheit ein großer Rückschlag auftreten. Um dieses Problem zu überwinden, nutzt die vorliegende Erfindung das Zündmodul 22, welches daran angepaßt ist, die Zündkerze 18 bei niedrigen Rotordrehzahlen, wie etwa 400-700 U/min, zu zünden, und welches eine Zündverzögerung bei niedrigen Drehzahlen aufweist, um einem Rückschlag vorzubeugen. Die Benutzung des Zündmoduls 22 alleine trägt nicht viel dazu bei, die Anlaßfähigkeit des Verbrennungsmotors 10 zu verbessern. Statt dessen ist es die Kombination des Zündmoduls 22 mit der Anlasserscheibe 24 mit vergrößertem Durchmesser, welche das Starten des Verbrennungsmotors 10 wesentlich verbessert. Die Kombination erlaubt es, daß bei dem Ziehen des Betätigungsmittels 26 zum Starten des Verbrennungsmotors 10 weniger Kraft aufgewendet wird. Die Kombination erlaubt es, daß das Betätigungsmittel 26 mit einer geringeren Geschwindigkeit gezogen wird, als in dem Stand der Technik, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten. Die Kombination bewirkt, daß das Ziehen des Betätigungsmittels 26 sich für die Bedienungsperson weicher anfühlt und praktisch keinen Rückschlag aufweist.
Diese verbesserten Anlaßeigenschaften sind das Ergebnis mehrerer Dinge, die zusammenarbeiten. Zuerst hat das Zündmodul 22 zwei wünschenswerte Merkmale. Zum einen wird es eine Zündspannung erzeugen, die hoch genug ist, um die Zündkerze 18 zu zünden, wenn der Rotor 20 mit einer verhältnismäßig geringen Drehzahl (ungefähr 500 U/min) dreht. Zum zweiten weist das Zündmodul 22 eine Zündungsverzögerung bei geringer Drehzahl (ungefähr 8 Grad bei 500 U/min) auf, welches die Zündkerze 18 dichter an dem oberen Totpunktzentrum (TDC) zündet; dadurch wird der Rückschlag minimiert. Die zwei oben genannten Merkmale machen die Benutzung einer Anlasserscheibe 24 mit einem größeren Durchmesser möglich. Mit einem äußeren Durchmesser E der Betätigungsmittelkerbe von etwa 8,57 cm (3,375 inch) und einer Anlaßdrehzahl von etwa 410 U/min, die notwendig ist, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten, muß das Betätigungsmittel 26 nur mit etwa 1,8288 m/s (6 ft/sec) gezogen werden, um den Verbrennungsmotor 10 anzulassen. Bei einem zum Stand der Technik gehörenden Verbrennungsmotor auf der anderen Seite, mit einem äußeren Durchmesser der Betätigungsmittelkerbe von etwa 6,6 cm (2,6 inch) und einer Anlaßdrehzahl von etwa 640 U/min, die notwendig ist, um den Verbrennungsmotor zu starten, muß das Betätigungsmittel mit etwa 2,2128 m/s (7,26 ft/sec) gezogen werden. Daher kann das Betätigungsmittel 26 mit der vorliegenden Erfindung über 0,3048 m (1 foot) pro Sekunde langsamer gezogen werden, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten, als bei dem Stand der Technik.
Es wird nun auch auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Schaubild der Ausgabe des Zündmoduls 22 bezogen auf die Anlaßdrehzahl des Rotors 20 gezeigt wird, für sowohl die Ausgangsspannung OC in Kilovolt, dargestellt durch die Linie G, und eine Nebenausgabe über eine 0,5 MΩ Last, dargestellt durch die Linie H aus Testmessungen. Um das Anlaßverhalten weiter zu verbessern, kann die Keilnut 32 an dem Rotor 20 versetzt werden. An einem aus dem Stand der Technik bekannten Standardrotor beträgt der Keilnutwinkel B (siehe Fig. 2) etwa 35 Grad. Bezug nehmend auch auf die Testergebnisse aus Fig. 5 zur Zündungseinstellung eines solchen Stand-der-Technik Rotors wird dies in Linie I bei der Zündung des Abstands mit 10 kV gezeigt. Die 7 Grad Zündvoreilen bei 7000 U/min erlauben immer noch, daß eine Explosion des Kraftstoffs in dem Zylinder und eine Zündverzögerung und eine Einschaltgeschwindigkeit niedriger sind als bei einem Stand-der-Technik Verbrennungsmotor mit demselben Rotor, wie er in Linie K gezeigt wird. Auf der anderen Seite weist Linie J einen Rotor mit einem Keilnutwinkel B von etwas 42 Grad auf. Dieses Schaubild wurde aufgrund der folgenden Testmessungen erstellt:
Anlaßdrehzahl (U/min) Zündzeitpunkt für Stand-der-Technik Rotor und Stand-der-Technik Zündmodul Zündzeitpunkt für Zündmodul (22) und Stand-der-Technik Rotor (Keilnutwinkel B 35 Grad) Zündzeitpunkt für Zündmodul (22) und Rotor (20) (Keilnutwinkel B 42 Grad)
410 N/A -3 -9,5
500 N/A -1,5 -8,5
640 -1,0 -- --
750 -0,5 1,0 -6,5
1000 -0,5 2,0 -5,0
1500 -0,5 4,0 -3,0
2000 -0,5 5,0 -2,0
2500 -0,5 5,5 -1,5
3000 -0,5 6,0 -1,0
4000 -1,0 6,0 -1,0
5000 -1,0 6,5 -0,5
6000 -1,0 7,0 0,0
7000 0,0 7,0 0,0
8000 0,0 7,0 0,0
9000 -2,0 7,0 0,0
10000 -3,5 7,0 0,0
11000 -5,0 8,0 1,0
12000 -6,0 8,0 1,0
Wie es aus Linie J ersehen werden kann, ist die Zündverzögerung bei niedriger Geschwindigkeit viel größer, wodurch ein Rückschlag bei niedriger Geschwindigkeit verringert wird, und eine geringere Zündverzögerung oder ein Voreilen bei hoher Drehzahl erzielt wird. Der Rotor 20 mit dem Keilnutwinkel B von 42 Grad erlaubt es der Rotor- und Zündmodul-Einstellung, einen vergleichbaren Zündzeitpunkt von 0 Grad bei 7000 U/min und etwa -8 Grad bei 500 U/min bezogen auf die 0 Grad bei 7000 U/min zu haben. Der Stand der Technik, wie er in Linie K gezeigt wird, weist 0 Grad bei 7000 U/min und etwa 0 Grad bei etwa 600 U/min bezogen auf die 0 Grad bei 7000 U/min auf. Das Zündmodul 22 erlaubt einen langsameren Handstart und es ist, gleichgültig wie langsam das Betätigungsmittel 26 gezogen wird, kein Rückschlag möglich. Der Leerlauf war sanft bis herunter zu 2000 U/min, wobei der Verbrennungsmotor 10 bei etwa 1600 U/min abstarb (der Geschwindigkeit, bei der die Anlasserklauen beginnen, wieder in die Anlasserscheibe einzugreifen) . Ein weiterer Vorteil trat dadurch zu Tage, indem ein Auslaßschlitzverdichtungsminderer bzw. eine Druckminderungseinrichtung, wie sie in der US 5,377,642 offenbart wird, welche hierdurch durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist, hinzugefügt wurde. Verdichtungsminderung erlaubt es dem Verbrennungsmotor 10, bei einem besonders sanften und langsamen Zug des Betätigungsmittels 26 ohne Rückschlag zu starten. Tatsächlich könnte der Verbrennungsmotor 10 durch ein Ziehen des Betätigungsmittels mit dem kleinen Finger der Hand einer Bedienungsperson gestartet werden. Der Leerlauf war sanft bis herunter zu 1800 U/min, wobei die Einheit bei etwa 1200 U/min abstarb. Da die Leerlaufgeschwindigkeit bzw. Leerlaufdrehzahl mit der vorliegenden Erfindung so niedrig wie 1800 U/min im Vergleich zu 2500-3000 U/min Leerlaufgeschwindigkeit bei dem Stand der Technik sein kann, sind die Geräuschpegel bei Leerlaufgeschwindigkeit gegenüber dem Stand-der-Technik-Motor reduziert.
Eine erfindungsgemäße Methode zum Anlassen des Verbrennungsmotors 10 umfaßt die folgenden Schritte:
  • ein Ziehen des Betätigungsmittels 26 des Verbrennungsmotors 10 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,8288 m/s (6 ft/s) und
  • ein Drehen des Rotors 20 des Verbrennungsmotors 10 mit einer minimalen Anlaßdrehzahl von etwa 410 U/min, wobei das Betätigungsmittel 26 mit etwa 1,8288 m/s (6ft/s) gezogen wird,
    wobei der Verbrennungsmotor 10 ein Zündmodul 22 aufweist, das daran angepaßt ist, eine Zündspannung zu erzeugen, die groß genug ist, um die Zündkerze 18 des Verbrennungsmotors 18 mit der minimalen Anlaßdrehzahl des Rotors 20 zu zünden.
Darüber hinaus kann das Zündmodul 22 eine Zündverzögerung von etwa 8 Grad bei der minimalen Anlaßdrehzahl des Rotors 20 zur Verfügung stellen.
Es sollte deutlich sein, daß die vorstehende Beschreibung nur beispielhaft für die Erfindung ist. Verschiedene Alternativen und Modifikationen können von einem Fachmann konstruiert werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist es beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung alle solchen Alternativen, Modifikationen und Varianten umfaßt, die in den Bereich der angefügten Ansprüche fallen.

Claims (12)

  1. Verbrennungsmotor (10) mit einer Anlasserscheibe (24) mit einer Betätigungsmittelkerbe (58) und einem Betätigungsmittel (26), das in der Betätigungsmittelkerbe (58) um die Anlasserscheibe (24) geschlungen ist, und einem Zündmodul (22), das mit zumindest einer Zündkerze (18) zusammenwirken kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmodul (22) so ausgebildet ist, daß es eine Zündspannung liefern kann, die ausreicht, um die Zündkerze (18) bei einer Motordrehzahl von etwa 500 U/min mit einer Zündverzögerung von etwa 8 Grad zu betätigen, und daß die Betätigungsmittelkerbe (58) einen Durchmesser von etwa 6,35 cm bis etwa 8,64 cm aufweist.
  2. Verbrennungsmotor (10) mit einer Anlasserscheibe (24) mit einer Betätigungsmittelkerbe (58) und einem Betätigungsmittel (26), das in der Betätigungsmittelkerbe (58) um die Anlasserscheibe (24) geschlungen ist, und einem Zündmodul (22), das mit zumindest einer Zündkerze (18) zusammenwirken kann, gekennzeichnet durch Mittel zur Verringerung der Geschwindigkeit des Betätigungsmittels (26), die notwendig ist, um den Verbrennungsmotor (10) ohne erhöhte Rückschlagsneigung anzulassen, die eine Anlasserscheibe (24) mit einer vergrößerten Betätigungsmittelkerbe (58) und ein Zündmodul (22) umfassen, das daran angepaßt ist, eine Zündspannung zu liefern, die ausreicht, um die Zündkerze (18) bei einer Motordrehzahl von etwa 500 U/min oder weniger zu zünden.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittelkerbe (58) einen Durchmesser von etwa 6,35 cm bis etwa 8,64 cm aufweist.
  4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmodul (22) bei einer Motordrehzahl von etwa 500 U/min eine Zündverzögerung von etwa 9 Grad bewirkt.
  5. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmodul (22) die Zündkerze (18) bei einer Motordrehzahl von 7000 U/min ohne Zündverzögerung zünden kann.
  6. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannung etwa 7 kV beträgt.
  7. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer seiner Zylinder (12) eine Druckminderungseinrichtung aufweist.
  8. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmodul (22) eine Zündverzögerung von wenigstens etwa 8 Grad bewirken kann.
  9. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rotor (20), der selektiv mit der Anlasserscheibe (24) zusammenwirken kann und der eine Keilnut (32) aufweist, deren Mitte mit der folgenden Kante (42) eines führenden Polschuhs (36) des Rotors (20) einen Winkel (B) von vorzugsweise etwa 42 Grad einschließt.
  10. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigen des Betätigungsmittels (56) mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,8288 m/s zumindest eine minimale Motordrehzahl von etwa 410 U/min bewirkt und daß das Zündmodul (22) die Zündkerze (18) bei dieser minimalen Motordrehzahl zünden kann.
  11. Motorwerkzeug mit einem Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, vorzugsweise ein Fadenschneider, eine Motorsense, ein Laubgebläse, eine Heckenschere oder eine Kettensäge.
  12. Anlaßsystem mit einer Anlasserscheibe (24) mit einer Betätigungungsmittelkerbe (58) mit einem Durchmesser von etwa 6,35 cm bis etwa 8,64 cm und einem Zündmodul (22), das daran angepaßt ist, zumindest eine Zündkerze (18) eines Verbrennungsmotors bei einer minimalen Motordrehzahl von etwa 500 U/min zu zünden, insbesondere zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 oder in einem Motorwerkzeug nach Anspruch 11.
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