DE102012006852A1

DE102012006852A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102012006852A1
Application number: DE102012006852A
Authority: DE
Inventors: Werner Geyer; Roland Adam; Lutz Volckart; Martin Leiendecker
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-10
Also published as: CN103362684A; US20130263812A1

Abstract

Ein Verbrennungsmotor (1) besitzt einen Zylinder (2), in dem eine Laufbuchse (14) angeordnet ist. In dem Zylinder (2) ist ein Kolben (5) in Richtung einer Zylinderlängsachse (12) hin- und hergehend gelagert. Der Kolben (5) ist über einen Abschnitt seiner Bewegung in der Laufbuchse (14) geführt und begrenzt einen Brennraum (3). Der Verbrennungsmotor (1) besitzt ein Kurbelgehäuse (4), in dem eine Kurbelwelle (7) mit mindestens einem Kurbelwellenlager (18, 48) drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle (7) ist von dem Kolben (5) um eine Kurbelwellendrehachse (13) rotierend angetrieben. Die Lage der Laufbuchse (14) ist zum Kurbelgehäuse (4) hin formschlüssig durch ein an der dem Kurbelgehäuse (4) zugewandten Stirnseite (41) der Laufbuchse (14) angeordnetes Sicherungselement gesichert. Um eine Verformung der Laufbuchse (14) im Betrieb aufgrund der Lagerkräfte aus dem Kurbelwellenlager (18, 48) zu vermeiden, ist vorgesehen, dass über die dem Kurbelgehäuse (4) zugewandte Stirnseite (41) der Laufbuchse (14) keine Kräfte aus dem Kurbelwellenlager (18, 48) in die Laufbuchse (14) übertragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der AT 004 171 U1 ist ein Verbrennungsmotor, nämlich ein Zweitaktmotor bekannt, bei dem die Lauffläche für den Kolben über einen Teil der Kolbenlaufbahn von einer Laufbuchse begrenzt ist. Die Laufbuchse ist in den Zylinder eingepresst. Die Laufbuchse besitzt einen Absatz, mit dem sich die Laufbuchse am Kurbelgehäuse abstützt. Dadurch ist die Laufbuchse gegen axiale Verschiebungen gesichert.
Aus der EP 0 059 872 A1 ist ein Modellmotor bekannt, der als Einzylinder-Zweitaktmotor ausgebildet ist. Die Kurbelwelle dieses Motors ist einseitig gelagert. Der Kolben ist in einer Laufbuchse geführt, die zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf eingespannt ist. Die Laufbuchse soll Zylinder und Kurbelgehäuse zueinander zentrieren. Um Verspannungen zu vermeiden, die zu einem ovalen Verziehen der Laufbuchse führen können, ist vorgesehen, dass Zylinder und Zylinderkopf nicht gleichzeitig mit identischen Bolzen befestigt sind. Für die Befestigung von Zylinder und Kurbelgehäuse sind separate Befestigungselemente vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und bei dem eine Verformung der Laufbuchse vermieden ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es hat sich gezeigt, dass für Verformungen der Laufbuchse Lagerkräfte, die über das Kurbelwellenlager eingebracht werden, ausschlaggebend sein können. Besonders bei kompakt aufgebauten, klein bauenden Verbrennungsmotoren kann das Kurbelwellenlager vorteilhaft unmittelbar unterhalb der Laufbuchse angeordnet sein. Dadurch wird ein Großteil der im Betrieb entstehenden Lagerkräfte in die Laufbuchse eingeleitet. Es ist auch bekannt, das Kurbelwellenlager unmittelbar an der Laufbuchse abzustützen. Es hat sich gezeigt, dass Verformungen der Laufbuchse im Betrieb auf einfache Weise dadurch vermieden werden können, dass über die dem Kurbelgehäuse zugewandte Stirnseite der Laufbuchse keine Kräfte aus dem Kurbelwellenlager in die Laufbuchse übertragen werden. Vorteilhaft werden die Kräfte aus dem Kurbelwellenlager direkt in den Zylinder übertragen. Dadurch wird eine Verformung der Laufbuchse auf einfache Weise vermieden.
Vorteilhaft ist das Sicherungselement so angeordnet, dass es Kräfte aus dem Kurbelwellenlager aufnimmt. Für die Aufnahme der Kräfte ist dadurch kein zusätzliches Bauteil notwendig. Das Sicherungselement sichert zum einen die Lage der Laufbuchse im Zylinder, und zum anderen leitet das Sicherungselement die Lagerkräfte in den Zylinder des Verbrennungsmotors ein. Um sicherzustellen, dass über das Sicherungselement Lagerkräfte in die Laufbuchse eingeleitet werden können, ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Sicherungselement zur Stirnseite der Laufbuchse einen Abstand besitzt. Der Abstand beträgt vorteilhaft weniger als etwa 1 mm. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Laufbuchse mit ihrer Stirnseite an dem Sicherungselement anliegt. Die Anlage ist dabei jedoch unter Beachtung aller in der Fertigung auftretenden Toleranzen so gewählt, dass im Betrieb keine wesentlichen Kräfte in die Laufbuchse eingeleitet werden können. Wesentliche Kräfte sind dabei Kräfte, die zu einer Verformung der Laufbuchse führen könnten.
Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn das Sicherungselement mindestens teilweise durch das Kurbelgehäuse gebildet ist. Vorteilhaft ist zwischen Kurbelgehäuse und Zylinder eine Dichtung angeordnet, die ebenfalls einen Teil des Sicherungselements bildet. Da die mechanische Stabilität der Dichtung üblicherweise nicht ausreicht, die Laufbuchse axial zu sichern, bilden Kurbelgehäuse und Dichtung vorteilhaft gemeinsam das Sicherungselement. Der Lagersitz für das Kurbelwellenlager ist vorteilhaft vollständig am Kurbelgehäuse ausgebildet. Für das Sicherungselement werden dadurch keine zusätzlichen Bauelemente benötigt, sondern das Sicherungselement wird von ohnehin vorhandenen Bauteilen gebildet. Eine einfache Gestaltung ergibt sich, wenn das Kurbelgehäuse durch ein oberes und ein unteres Kurbelgehäuseteil gebildet ist, wobei die beiden Kurbelgehäuseteile gemeinsam einen Lagersitz für das Kurbelwellenlager bilden. Die beiden Kurbelgehäuseteile sind dabei vorteilhaft an einer Trennebene zusammengefügt, die die Kurbelwellendrehachse enthält und die senkrecht zur Zylinderlängsachse steht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sicherungselement mindestens teilweise durch einen Außenring eines Kurbelwellenlagers der Kurbelwelle gebildet ist. Insbesondere bildet der Außenring des Kurbelwellenlagers ohne weitere Bauteile das Sicherungselement. Vorteilhaft ist das Kurbelgehäuse an der Kurbelwelle von einer Dichtung gegen die Umgebung abgedichtet, die sich am Außenring des Kurbelwellenlagers abstützt. Dadurch wird ein kompakter Aufbau erreicht. Der Außenring des Kurbelwellenlagers ragt vorteilhaft bis in den Bereich des Zylinders, wo er sich am Zylinder abstützt. Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Außenring über weniger als etwa 70%, insbesondere über weniger als etwa 60% seiner parallel zur Kurbelwellendrehachse gemessenen Breite am Zylinder anliegt. Dadurch wird ein kompakter Aufbau erreicht. Das Kurbelwellenlager kann im Bereich der Laufbuchse angeordnet werden, da der Außenring des Kurbelwellenlagers in den Bereich unterhalb der Laufbuchse verlängert ist. Über den Außenring des Kurbelwellenlagers werden die im Betrieb entstehenden Lagerkräfte direkt in den Zylinder eingeleitet, so dass auf die Laufbuchse im Betrieb keine Lagerkräfte des Kurbelwellenlagers wirken.
Ein kompakter Aufbau wird erreicht, wenn das Kurbelwellenlager bezogen auf den Zylinder nach innen, also in den Bereich der Laufbuchse versetzt ist. Vorteilhaft ist hierzu vorgesehen, dass der Außenumfang der Laufbuchse in einer Schnittebene, die die Zylinderlängsachse und die Kurbelwellendrehachse enthält, zur Zylinderlängsachse einen größeren Abstand besitzt als die dem Kurbelgehäuse abgewandt liegende Außenseite des Innenrings des Kurbelwellenlagers. Erfolgt die Abstützung des Kurbelwellenlagers über das Kurbelgehäuse, so kann auch die Außenseite des Außenrings des Kurbellwellenlagers einen kleineren Abstand zur Zylinderlängsachse besitzen als der Außenumfang der Laufbuchse.
Die Laufbuchse ist vorteilhaft als Teillaufbuchse ausgebildet, die vor der dem Brennraumdach zugewandten Oberkante der Auslassöffnung aus dem Brennraum endet. Die Laufbuchse erstreckt sich demnach nur über einen Teil der Zylinderlänge, so dass der Kolben sich über einen Teil seiner Bewegung direkt am Zylinder abstützt und über einen weiteren, dem unteren Totpunkt benachbart liegenden Teil seiner Bewegung mindestens teilweise an der Laufbuchse. Die Laufbuchse ist vorteilhaft in den Zylinder eingepresst. Insbesondere besitzt die Laufbuchse an ihrer dem Brennraumdach zugewandten Seite eine Schulter, mit der sie sich am Zylinder abstützt. Es hat sich gezeigt, dass eine Verformung der Laufbuchse alternativ oder zusätzlich auch vermieden werden kann, wenn die Laufbuchse über eine formschlüssige Verbindung, die in radialer Richtung zur Zylinderlängsachse wirkt, mit dem Zylinder verbunden ist. Die Verbindung zwischen Laufbuchse und Zylinder kann beispielsweise nach Art eine Nut- und Feder-Verbindung gestaltet sein, bei der ein um die Zylinderlängsachse geführter Steg an Zylinder oder Laufbuchse in eine entsprechende Nut des anderen Teils ragt.
Ein einfacher Aufbau des Verbrennungsmotors wird erreicht, wenn der Verbrennungsmotor mindestens einen Überströmkanal besitzt, der den Kurbelgehäuseinnenraum im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens mit dem Brennraum verbindet, wobei der Überströmkanal zwischen dem Zylinder und der Laufbuchse geführt und mindestens teilweise als Vertiefung am Außenumfang der Laufbuchse ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Verbrennungsmotor,
2 eine perspektivische Darstellung von Zylinder und Kurbelgehäuse des Zweitaktmotors aus 1,
3 und 4 perspektivische Schnittdarstellungen durch die in 2 gezeigte Baugruppe,
5 den Ausschnitt V aus 4 in vergrößerter Darstellung mit zusätzlichen Bauteilen,
6 einen Längsschnitt durch die Baugruppe aus 2,
7 einen perspektivischen Längsschnitt durch die Baugruppe aus 2,
8 und 9 Explosionsdarstellungen der Baugruppe aus 2,
10 einen perspektivischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
11 die Einzelheit XI aus 10 in vergrößerter Darstellung,
12 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verbrennungsmotors,
13 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie XIII-XIII in 12.
1 zeigt schematisch einen Verbrennungsmotor 1, der als Zweitaktmotor ausgebildet ist. Der Verbrennungsmotor 1 ist vorteilhaft ein Einzylindermotor, der als Antriebsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie beispielsweise einer Motorsäge, einem Trennschleifer, einem Freischneider, einem Rasenmäher oder dergleichen dienen kann. Der Verbrennungsmotor 1 besitzt einen Zylinder 2, in dem ein Kolben 5 hin- und hergehend gelagert ist. In dem Zylinder 2 ist ein Brennraum 3 ausgebildet, der von dem Kolben 5 begrenzt ist. Der Kolben 5 treibt über ein Pleuel 6 eine in einem Kurbelgehäuse 4 um eine Kurbelwellendrehachse 13 drehbar gelagerte Kurbelwelle 7 an. Die Kurbelwelle 7 ist in einem Kurbelgehäuseinnenraum 20 des Kurbelgehäuses 4 angeordnet. Im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens 5 ist der Kurbelgehäuseinnenraum 20 über Überströmkanäle 10 mit dem Brennraum 3 verbunden. Die Überströmkanäle 10 münden mit Überströmfenstern 11 in den Brennraum 3. Zur Zufuhr von Kraftstoff/Luft-Gemisch oder von Verbrennungsluft dient eine vom Kolben 5 gesteuerte Einlassöffnung 8, die in den Kurbelgehäuseinnenraum 20 mündet. An der Einlassöffnung 8 mündet ein Zuführkanal 52. Aus dem Brennraum führt eine Auslassöffnung 9. Der Zylinder 2 besitzt eine Zylinderlängsachse 12.
Im Betrieb ist die Einlassöffnung 8 im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 zum Kurbelgehäuseinnenraum 20 geöffnet, und es wird Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Kurbelgehäuseinnenraum 20 angesaugt. Es kann auch vorgesehen sein, dass über die Einlassöffnung 8 nur Verbrennungsluft angesaugt wird und die Zufuhr von Kraftstoff in den Kurbelgehäuseinnenraum 20, in einen oder mehrere Überströmkanäle 10 oder direkt in den Brennraum 3 erfolgt, beispielsweise über ein Einspritzventil. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch bzw. die Verbrennungsluft im Kurbelgehäuseinnenraum 20 wird beim Abwärtshub des Kolbens 5 verdichtet und strömt, sobald die Überströmfenster 11 zum Brennraum 3 öffnen, in den Brennraum 3 über. Dabei werden im Brennraum 3 vorhandene Abgase über die Auslassöffnung 9 ausgespült. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum 3 wird beim Aufwärtshub des Kolbens 5 komprimiert und im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens 5 von einer Zündkerze 24 gezündet. Aufgrund der Verbrennung im Brennraum 3 beschleunigt der Kolben 5 zum unteren Totpunkt. Sobald die Auslassöffnung 9 vom Kolben 5 geöffnet wird, strömen die Abgase aus dem Brennraum 3 aus und werden vom über die Überströmkanäle 10 nachströmenden Frischgemisch aus dem Brennraum 3 ausgespült.
Wie in 1 schematisch angedeutet, ist in dem dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Bereich des Zylinders 2 in der Zylinderbohrung eine Laufbuchse 14 angeordnet. In der Laufbuchse 14 ist der Kolben 5 im Bereich seines unteren Totpunkts geführt. Die Laufbuchse 14 ist vorteilhaft in den Zylinder 2 eingepresst und erstreckt sich im Ausführungsbeispiel in Richtung der Zylinderlängsachse 12 bis an die Auslassöffnung 9 und die Überströmfenster 11. Die Einlassöffnung 8 ist vorteilhaft vollständig in der Laufbuchse 14 ausgebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Laufbuchse 14 nur einen Teil der Einlassöffnung 8 begrenzt. Die Laufbuchse 14 kann sich jedoch auch über die gesamte Lauffläche des Kolbens 5 erstrecken.
Wie 1 schematisch zeigt, ist das Kurbelgehäuse 4 aus einem oberen, dem Zylinder 2 zugewandten Kurbelgehäuseteil 37 und einem unteren, dem Zylinder 2 abgewandten Kurbelgehäuseteil 38 aufgebaut. Die beiden Kurbelgehäuseteile 37 und 38 liegen an einer Trennebene 51 aneinander an, die senkrecht zur Zylinderlängsachse 12 steht und die die Kurbelwellendrehachse 13 enthält.
2 zeigt den konstruktiven Aufbau des Verbrennungsmotors 1 im Einzelnen, wobei lediglich der Zylinder 2 und das Kurbelgehäuse 4 gezeigt sind. Wie 2 zeigt, sind die beiden Kurbelgehäuseteile 37 und 38 mit dem Zylinder 2 über Schrauben 19 verschraubt, die vom unteren Kurbelgehäuseteil 38 durch das obere Kurbelgehäuseteil 37 in den Zylinder 2 eingeschraubt sind. Der Zylinder 2 besitzt einen Einlassstutzen 35, durch den der Zuführkanal 52 geführt ist. Durch den Einlassstutzen 35 ist außerdem ein Impulskanal 27 geführt.
3 und 4 zeigen die Anordnung und Gestaltung der Laufbuchse 14 im Einzelnen. Die Laufbuchse 14 erstreckt sich bis zu einer Unterkante 53 der Überströmfenster 11. Die Unterkante 53 der Überströmfenster 11 ist dabei die dem Kurbelgehäuse 4 zugewandte Seite der Überströmfenster 11. Die Laufbuchse 14 endet damit deutlich unterhalb der Oberseite 46 der Auslassöffnung 9. Die Oberseite 46 ist die dem Brennraumdach 45 zugewandte Seite der Auslassöffnung 9.
Wie die 3 und 4 zeigen, besitzt die Laufbuchse 14 an ihrer dem Brennraumdach 45 zugewandt liegenden Seite eine Schulter 22, die in einem Radius verläuft und sich an einem in entsprechendem Radius verlaufenden Absatz des Zylinders 2 abstützt. Die Laufbuchse 14 besitzt an ihrer Außenseite Vertiefungen 25, die die Überströmkanäle 10 bilden. Die Überströmkanäle 10 münden mit in 3 gezeigten Mündungsöffnungen 21 in den Kurbelgehäuseinnenraum 20. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Mündungsöffnungen 21 vorgesehen, die an der dem Kurbelgehäuse 4 zugewandt liegenden Seite der Auslassöffnung 9 angeordnet sind. Von den Mündungsöffnungen 21 verlaufen die Überströmkanäle 10 spiralförmig oder wendelförmig um die Zylinderlängsachse 12. Die Überströmkanäle teilen sich dabei jeweils in zwei Äste auf, die mit zwei getrennten Überströmfenstern 11 in den Brennraum 3 münden. Der Verbrennungsmotor 1 besitzt zwei Mündungsöffnungen 21 und vier Überströmfenster 11. Es kann auch vorgesehen sein, dass alle Überströmkanäle 10 an einer gemeinsamen Mündungsöffnung 21 in den Kurbelgehäuseinnenraum 20 münden.
Zwischen dem Zylinder 2 mit der Laufbuchse 14 und dem oberen Kurbelgehäuseteil 37 ist eine Dichtung 15 angeordnet. An der Dichtung 15 liegt das obere Kurbelgehäuseteil 37 an. Das obere Kurbelgehäuseteil 37 erstreckt sich in Richtung der Kurbelwellendrehachse 13 über die gesamte Dicke von Zylinder 2 und Laufbuchse 14. Die beiden Kurbelgehäuseteile 37 und 38 bilden zwei Lagersitze 17 für Kurbelwellenlager 18, von denen in 5 eines schematisch gezeigt ist. Die Kurbelwelle 7 ist beidseitig der nicht gezeigten Kurbelwangen und der Verbindung zum Pleuel 6 im Kurbelgehäuse 4 gelagert. An der außen liegenden, dem Kurbelgehäuseinnenraum 20 abgewandten Seite der Lagersitze 17 sind Dichtsitze 16 ausgebildet, in denen Dichtungen 40 angeordnet sind, von denen in 5 eine schematisch gezeigt ist. Die Dichtungen 40 dienen zur Abdichtung des Kurbelgehäuseinnenraums 20 gegenüber der Umgebung. Wie 3 zeigt, liegt die Laufbuchse 14 mit ihrer dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Stirnseite 41 benachbart zur Dichtung 15 oder liegt an der Dichtung 15 an. Das obere Kurbelgehäuseteil 37 ragt bis unter die Laufbuchse 14 und sichert damit die Laufbuchse 14 in Richtung der Zylinderlängsachse 12.
Im Betrieb entstehen an den Kurbelwellenlagern 18 große Lagerkräfte, die vom oberen Kurbelgehäuseteil 37 und vom unteren Kurbelgehäuseteil 38 aufgenommen werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Kräfte zu einer unzulässigen Verformung der Laufbuchse 14 im Betrieb führen können. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Laufbuchse 14 an der Dichtung 15 nur anliegt. Die Dichtung 15 bildet dabei mit dem oberen Kurbelgehäuseteil 37 ein Sicherungselement, das die Laufbuchse 14 in Richtung der Zylinderlängsachse 12 sichert. Die Abmessungen des Zylinders 2 und der Laufbuchse 14 sind so gewählt, dass der Zylinder 2 über die Dichtung 15 gegen das obere Kurbelgehäuseteil 37 gepresst wird, so dass Kräfte aus dem Kurbelwellenlager 18 über den Zylinder 2 und nicht über die Laufbuchse 14 aufgenommen werden.
Vorteilhaft ist zwischen der Stirnseite 41 der Laufbuchse 14 und der Dichtung 15 ein Abstand a gebildet, wie 5 zeigt. Der Abstand a kann dabei sehr gering sein. Der Abstand a ist vorteilhaft kleiner als etwa 1 mm, insbesondere deutlich kleiner als etwa 1 mm. Der Abstand a kann minimal sein. Die Toleranzen der Bauteile sind vorteilhaft so ausgelegt, dass der Abstand a auch null werden kann, so dass sich eine Anlage ergibt, jedoch bei keiner auftretenden Toleranz eine Pressung zwischen der Dichtung 15 und der Stirnseite 41 entstehen kann.
Der Pfeil 23 in 5 verdeutlicht die Ableitung der Lagerkräfte des Kurbelwellenlagers 18 über die Dichtung 15 in den Zylinder 2. Die Kräfte werden dabei bezogen auf die Zylinderlängsachse 12 radial nach außen geleitet, da das Kurbelwellenlager 18 vollständig unterhalb der Laufbuchse 14 angeordnet ist. Wie 4 zeigt, besitzt der Außenumfang 43 in der in 4 gezeigten Schnittebene, die die Kurbelwellendrehachse 13 und die Zylinderlängsachse 12 enthält, einen Abstand d zur Zylinderlängsachse 12, der größer als ein Abstand e der Außenkante 54 des Lagersitzes 17 zur Zylinderlängsachse 12 ist. Der Abstand e entspricht dem Abstand der in 5 gezeigten Außenseite 42 des Innenrings 44 des Kurbelwellenlagers 18 zur Zylinderlängsachse 12. Durch die Anordnung des Kurbelwellenlagers 18 vergleichsweise weit im Innern des Kurbelgehäuseinnenraums 20, also nah an der Zylinderlängsachse 12, ergibt sich ein kompakter Aufbau des Verbrennungsmotors 1 und eine geringe Gesamtbreite des Kurbelgehäuses 4. Dadurch kann beim Einsatz des Verbrennungsmotors 1 beispielsweise in handgeführten Arbeitsgeräten wie Motorsägen, Trennschleifern oder dgl. eine geringe Baubreite der Arbeitsgeräte erreicht werden.
Die 6 und 7 zeigen einen Schnitt durch den Verbrennungsmotor 1 in einer Schnittebene, die die Zylinderlängsachse 12 enthält und senkrecht zur Kurbelwellendrehachse 13 steht. Wie 6 zeigt, ist die Einlassöffnung 8 vollständig an der Laufbuchse 14 ausgebildet, während die Auslassöffnung 9 nur in ihrem dem Kurbelgehäuse 4 zugewandten Bereich von der Laufbuchse 14 begrenzt ist. Wie 6 und 7 auch zeigen, ist die Auslassöffnung 9 mit einem Auslasskanal 47 verbunden, der durch einen Auslassstutzen 36 geführt ist. Am Auslassstutzen 36 kann beispielsweise ein Abgasschalldämpfer angeschlossen sein. Wie die 6 und 7 zeigen, besitzt das obere Kurbelgehäuseteil 37 einen nach außen ragenden Rand 55. Wie die 7 bis 9 zeigen, sind am Rand 55 insgesamt vier Befestigungsöffnungen 26 angeordnet, mit denen der Verbrennungsmotor 1 an angrenzenden Bauteilen, beispielsweise einem Gehäuseteil eines Arbeitsgerätes, verschraubt werden kann.
Wie 7 zeigt, mündet der Impulskanal 27 an der Laufbuchse 14. Die Laufbuchse 14 besitzt angrenzend zum Impulskanal 27 an ihrer Innenseite eine Vertiefung 28, die in jeder Stellung des Kolbens eine Verbindung des Impulskanals 27 zum Kurbelgehäuseinnenraum 20 herstellt.
Wie die 8 und 9 zeigen, besitzt das untere Kurbelgehäuseteil 38 vier Verbindungsöffnungen 29, die deckungsgleich zu vier Verbindungsöffnungen 30 des oberen Kurbelgehäuseteils 37, vier Verbindungsöffnungen 31 in der Dichtung 15 und vier Verbindungsöffnungen 32 im Zylinder 2 liegen. Die Schrauben 19 (3) sind durch die Verbindungsöffnungen 29, 30 und 31 hindurchgeschoben und in den Verbindungsöffnungen 32 eingeschraubt, die vorteilhaft ein Innengewinde besitzen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Schrauben 19 sich vom Zylinder 2 zu dem unteren Kurbelgehäuseteil 38 erstrecken. Wie 8 und 9 auch zeigen, ist die Laufbuchse 14 in einer zylindrischen Aufnahme des Zylinders 2 angeordnet. Die Überströmkanäle 10 werden durch die Vertiefungen 25 an der Laufbuchse 14 gebildet. Dadurch können Laufbuchse 14 und Zylinder 2 einfach hergestellt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass auch im Zylinder 2 Vertiefungen ausgebildet sind, die die Überströmkanäle 10 begrenzen.
Die 10 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Verbrennungsmotors 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in den vorangegangenen Figuren bezeichnen.
Bei dem in den 10 und 11 gezeigten Verbrennungsmotor 1 ist zwischen der Schulter 22 und dem Zylinder 2 eine zusätzliche Lagesicherung gebildet, die eine Relativverschiebung in radialer Richtung zur Zylinderlängsachse 12 zwischen Laufbuchse 14 und Zylinder 2 verhindert. Die Lagesicherung wird durch eine Nut 33 gebildet, die im Zylinder 2 ausgebildet ist und die kreisförmig um die Zylinderlängsachse 12 verläuft. In die Nut 33 ragt ein an der Laufbuchse 14 gebildeter Rand 34, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Nut 33 entspricht. Alternativ kann der Rand 34 am Zylinder 2 und die Nut 33 an der Laufbuchse 14 ausgebildet sein. Auch eine andere Gestaltung der formschlüssigen Lagesicherung zwischen Zylinder 2 und Laufbuchse 14 kann vorteilhaft sein. Die formschlüssige Lagesicherung an der Schulter 22 der Laufbuchse 14 ist vorteilhaft zusätzlich zu der beschriebenen Anordnung der Stirnseite 41 in geringem Abstand oder anliegend an der Dichtung 15 vorgesehen. Die beschriebene formschlüssige Lagesicherung kann jedoch auch alternativ zur beschriebenen Anordnung der Stirnseite 41 zweckmäßig sein.
Die 12 und 13 zeigen schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors 1. Bei dem in den 12 und 13 schematisch gezeigten Verbrennungsmotor 1 erstreckt sich der Zylinder 2 bis zur Trennebene 51. Der Zylinder 2 besitzt einen Zylinderfuß 39, mit dem er am unteren Kurbelgehäuseteil 38 fixiert werden kann. Die Gestaltung des Zylinders 2 und der Laufbuchse 14 entspricht der Gestaltung in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Wie 13 zeigt, ist die Laufbuchse 14 nicht über ein Kurbelgehäuseteil in ihrer axialen Lage gesichert, sondern über den Außenring 49 eines Kurbelwellenlagers 48. Der Außenring 49 ist verbreitert ausgeführt und besitzt eine Breite b, die vorteilhaft näherungsweise der Gesamtdicke von Zylinder 2 und Laufbuchse 14 entspricht. Am Außenring 49 stützt sich auch die Dichtung 40 ab. Wie 13 schematisch zeigt, ist der Innenring 44 in der gezeigten Schnittebene näherungsweise vollständig unterhalb der Laufbuchse 14 angeordnet. Der Abstand d des Außenumfangs 43 der Laufbuchse 14 ist größer als der Abstand e der Außenseite 42 des Innenrings 44 des Kurbelwellenlagers 48. Zwischen der Laufbuchse 14 und dem Außenring 49 ist in Richtung der Zylinderlängsachse 12 ein Abstand a gebildet, der vorteilhaft weniger als etwa 1 mm, insbesondere deutlich weniger als etwa 1 mm beträgt. Dadurch können keine Kräfte aus dem Kurbelwellenlager 48 in die Laufbuchse 14 eingeleitet werden. Die Kräfte werden, wie durch den Pfeil 50 angedeutet, nach außen und in den Zylinder 2 abgeleitet. Dadurch werden Verformungen der Laufbuchse 14 im Betrieb vermieden.
Wie 13 auch zeigt, liegt der Außenring 49 über eine Breite c am Zylinder 2 an, die weniger als 70% der Breite b des Außenrings 49 des Kurbelwellenlagers 48 entspricht. Die Breite b und die Breite c sind dabei jeweils parallel zur Kurbelwellendrehachse 13 gemessen. Auch beim Ausführungsbeispiel nach den 12 und 13 kann zusätzlich die in den 10 und 11 gezeigte formschlüssige Sicherung an der Schulter 22 vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

AT 004171 U1 [0002]
EP 0059872 A1 [0003]

Claims

Verbrennungsmotor mit einem Zylinder (2), in dem eine Laufbuchse (14) angeordnet ist, wobei in dem Zylinder (2) ein Kolben (5) in Richtung einer Zylinderlängsachse (12) hin- und hergehend gelagert ist, der über mindestens einen Teilabschnitt seiner Bewegung in der Laufbuchse (14) geführt ist und der einen Brennraum (3) begrenzt, und mit einem Kurbelgehäuse (4), in dem eine Kurbelwelle (7) mit mindestens einem Kurbelwellenlager (18, 48) drehbar gelagert ist, wobei die Kurbelwelle (7) von dem Kolben (5) um eine Kurbelwellendrehachse (13) rotierend angetrieben ist, und wobei die Lage der Laufbuchse (14) zum Kurbelgehäuse (4) hin formschlüssig durch ein an der dem Kurbelgehäuse (4) zugewandten Stirnseite (41) angeordnetes Sicherungselement gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass über die dem Kurbelgehäuse (4) zugewandte Stirnseite (41) der Laufbuchse (14) keine Kräfte aus dem Kurbelwellenlager (18) in die Laufbuchse (14) übertragen werden.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement Kräfte aus dem Kurbelwellenlager (18, 48) aufnimmt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sicherungselement und der Stirnseite (41) der Laufbuchse (14) ein Abstand (a) besteht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) weniger als etwa 1 mm beträgt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (14) mit ihrer Stirnseite (41) an dem Sicherungselement anliegt.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement mindestens teilweise durch das Kurbelgehäuse (4) gebildet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz (17) für das Kurbelwellenlager (18) vollständig am Kurbelgehäuse (4) ausgebildet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (4) durch ein oberes Kurbelgehäuseteil (37) und ein unteres Kurbelgehäuseteil (38) gebildet ist, wobei die Kurbelgehäuseteile (37) und (38) gemeinsam einen Lagersitz (17) für das Kurbelwellenlager (18) bilden.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement mindestens teilweise durch einen Außenring (49) eines Kurbelwellenlagers (48) der Kurbelwelle (7) gebildet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (4) an der Kurbelwelle (7) von einer Dichtung (40) gegen die Umgebung abgedichtet ist, die sich am Außenring (49) des Kurbelwellenlagers (48) abstützt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (49) über weniger als etwa 70% seiner parallel zur Kurbelwellendrehachse (13) gemessenen Breite (b) am Zylinder (2) anliegt.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang (43) der Laufbuchse (14) in einer Schnittebene, die die Zylinderlängsachse (12) und die Kurbelwellendrehachse (13) enthält, zur Zylinderlängsachse (12) einen größeren Abstand (d) besitzt als die dem Kurbelgehäuse (4) abgewandt liegende Außenseite (42) des Innenrings (48) des Kurbelwellenlagers (18, 48).
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor einen Auslass (9) aus dem Brennraum (3) besitzt, der vom Kolben (5) gesteuert ist, und dass die Laufbuchse (14) vor der dem Brennraumdach (45) zugewandten Oberseite (46) der Auslassöffnung endet.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (14) in den Zylinder (2) eingepresst ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbuchse (14) an ihrer dem Brennraumdach (45) zugewandten Seite eine Schulter (22) besitzt, mit der sie sich am Zylinder (2) abstützt.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mindestens einen Überströmkanal (10) besitzt, der den Kurbelgehäuseinnenraum (20) im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens (5) mit dem Brennraum (3) verbindet, wobei der Überströmkanal (10) zwischen dem Zylinder (2) und der Laufbuchse (14) geführt und mindestens teilweise als Vertiefung (25) am Außenumfang (43) der Laufbuchse (14) ausgebildet ist.