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Die vorliegende Erfindung betrifft
Viertaktbrennkraftmaschinen und insbesondere in tragbare Arbeitsgeräte und
dergleichen integrierte Maschinen geringer Abmessung.
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In tragbare Arbeitsmaschinen wie Freischneidegeräte und
Kettensägen eingebaute Motoren müssen eine geringe Baugrösse
und ein niedriges Gewicht aufweisen. Die offengelegte
Japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. HEI-4-117103 beschreibt
eine zum Einsatz in derartigen Arbeitsgeräten geeignete
Kompakt-Viertaktmaschine In Viertaktmaschinen müssen die
Ventile (ein Einlass- und ein Auslassventil) bei zwei
Kurbelwellenumdrehungen jeweils einmal öffnen. Somit wird eine
Nockenwelle zum Öffnen und Schliessen der Ventile
normalerweise unabhängig von der Kurbelwelle angeordnet. Die
Nockenwelle wird über Zahnräder (Kurbel- und Nockenrad) mit
Leistung von der Kurbelwelle aus beaufschlagt, wobei die Zahl
ihrer Umdrehungen entsprechend dem Übersetzungsverhältnis
der Räder oder dergleichen der Hälfte der Umdrehungen der
Kurbelwelle entspricht. Ventil-Betätitungsmechanismen zum
Öffnen und Schliessen der Ventile wie Stösselstangen und
Kipphebel sind mit den Nocken auf der Nockenwelle verbunden
und es werden das Ein- und das Auslassventil mit der
vorerwähnten Frequenz geöffnet und geschlossen. Bei der im
Patentblatt beschriebenen Maschine ist die Nockenwelle
getrennt von der Kurbelwelle angeordnet.
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Ist eine Nockenwelle zum Öffnen und Schliessen der Ventile
vorgesehen, so erhöht sich die Zahl der Bauelemente der
Maschine um die Nockenwelle und das zugehörige Zahnrad mit
dem Ergebnis, dass auch ihr Gewicht und ihre Abmessungen
entsprechend zunehmen. Unter diesen Gesichtspunkt wird in
der offengelegten Japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr.
SHO-61-229906 eine Viertaktmaschine vorgeschlagen, die keine
Nockenwelle zum Öffnen oder Schliessen der Ein- und
Auslassventile aufweist. Figur 2 ist eine Längsschnittansicht
dieser im Patentblatt bzw. in der JP-A-61-229906 offenbarten
Maschine. Ein funktionsmässig der vorerwähnten Nockenwelle
entsprechender spezieller Führungsabschnitt 11' ist auf
einer Kurbelwelle 10' ausgebilet, wobei ein Ende eines Ventil-
Betätigungsmechanismus 40' an der Oberfläche des
Führungsabschnitts 11' angreift. Der Führungsabschnitt 11' ist in Form
einer Nute ausgebilet, die nach zwei Umdrehungen über den
Aussenumfang der Kurbelwelle 10' wieder zu ihrem
Ausgangspunkt zurückgeführt ist. Ein nockenartiges Profil befindet
sich im Grund der Nute und weist verschiedene Radien relativ
zum Drehmittelpunkt der Kurbelwelle auf (das Profil ergibt
bei zweimaliger Umdrehung einen Takt). Beim Drehen der
Kurbelwelle 10' wird der Ventil-Betätigungsmechanismus 40'
durch den Führungsabschnitt 11' geführt dergestalt, dass
eine Betätigung pro zweimaliger Umdrehung der Kurbelwelle 10'
erfolgt. Damit wird ein Ventil 44' mit der vorbeschriebenen
richtigen Frequenz geöffnet und geschlossen.
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Da die in der genannten Druckschrift beschriebene
Viertaktmaschine weder eine Nockenwelle noch Nockenräder aufweist,
ist diese in geringen Abmessungen und mit niedrigem Gewicht
herstellbar. Dennoch sind der Maschine verbesserungsmässig
folgende Grenzen gesetzt:
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a) Da der Führungsabschnitt eine komplizierte Konstruktion
aufweist, ist seine Ausbildung nicht einfach und mit grossem
Zeitaufwand verbunden. Damit sind Nachteile hinsichtlich des
Herstellungsverfahrens (der Lieferzeit) und seiner
Herstellungskosten gegeben.
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b) Der Führungsabschnitt, welcher zwei Umdrehungen bis zur
Rückführung zu seinem Ausgangspunkt auf der Kurbelwelle aus
führt, hat eine im wesentlichen zwei Gewindegängen in
axialer Richtung (längs der Kurbelwellen-Mittelachse)
entsprechende Breite. Die Kurbelwelle ist damit länger und die
Abdeckung (das Kurbelgehäuse) ebenfalls grösser. Weiterhin
sind die Führungsabschnitte für das Ein- und das
Auslassventil.wie aus der Zeichnung ersichtlich normalerweise auf der
gleichen Kurbelwelle voneinander getrennt (insgesamt zwei
Satz) angeordnet. Die diesbezüglich gegebenen Nachteile sind
nicht zu verkennen.
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c) Da wie vorerwähnt jeder Führungsabschnitt in axialer
Richtung verläuft, muss sich auch der entsprechende Teil des
vom Führungsabschnitt zu führenden
Ventil-Betätigungsmechanismus in axialer Richtung bewegen. Dies bedeutet, dass ein
gelenkartig bewegliches Element an den Enden des Ventil-
Betätigungsmechanismus vorgesehen werden muss, was die
Anzahl der Bauteile, das Gewicht und die Kosten entsprechend
erhöht.
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d) Die Führungsabschnitte auf der Kurbelwelle und das auf
der von der Ölwanne abgewandten Seite angeordnete äussere
Lager lassen sich nicht auf einfache Weise schmieren.
Deshalb ist für die Druckschmierung dieser Bereiche eine
Ölpumpe erforderlich, die als solche ebenfalls eine bestimmte
Baugrösse und ein gewisses Gewicht sowie zusätzliche Kosten
mit sich bringt.
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Weiter ist aus der DE-A-3529965 bekannt, auf der Kurbelwelle
einer Viertaktmaschine eine Aussenrad vorzusehen, das mit
einem inneren Ringrad mit auf seiner Aussenfläche
ausgebildeten Nocken in Eingriff steht.
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Erfindungsgemäss wird eine Viertaktmaschine geschaffen, bei
der ein erstes Zahnrad auf einer Kurbelwelle mit einem
zweiten als Ringrad ausgebildedeten Zahnrad kämmt, das eine
Innenverzahnung und Nocken auf der äusseren Oberfläche
aufweist, welche Nocken mit Ventil-Betätigungsmechanismen zur
Betätigung erines Auslassventils und eines Einlassventils in
Öffnungs- und Schließstellung verbunden ist, wobei die
Kurbelwelle. durch eine Kurbelgehäuse-Abdeckung der Maschine
über ein erstes Lager und durch ein Kurbelgehäuse der
Maschine über ein zweites Lager abgestützt ist, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ringrad in eine Ausnehmung des
Kurbelgehäuses eingefügt ist, die durch die
Kurbelgehäuse-Abdeckung verschlossen wird, wobei das Ringrad durch
entsprechende angrenzende Bereiche des Kurbelgehäuses und der
Kurbelgehäuse-Abdeckung abgestützt ist, und dass die ersten und
zweiten Lager beiderseits des ersten Zahnrades und des
Ringrades angeordnet sind derart, dass ein gewünschter Eingriff
zwischen dem ersten Zahnrad und der Innenverzahnung
aufrechterhalten wird.
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Vorzugsweise ist der Zwischenraum zwischen dem ersten
Zahnrad und der Innenverzahnung hermetisch abgedichtet und ein
Bauteil zur Halbierung des Zwischenraums vorgesehen zur
Bildung einer Ölpumpe mit einem Saugeinlass für Schmieröl in
einem und einem Auslass in dem anderen der halbierten
Zwischenräume, wobei wenigstens ein Schmierölkanal mit der
Ölpumpe verbunden ist.
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Der Ölkanal verläuft von der Pumpe zu den Nocken zur
Druckschmierung der letzteren.
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Zur Druckschmierung des ersten Lagers verläuft der. Ölkanal
von der Pumpe zum ersten Lager.
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Zur Druckschmierung des zweiten Lagers ist der Ölkanal von
der Pumpe zum zweiten Lager verlaufend ausgebildet.
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Das erste und das zweite Lager werden als Buchsenlager
vorgesehen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt eine
Beschreibung einer Ausführungsform derselben mit Bezug auf die
beigefügtem Zeichnungen.
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Es bedeutet:
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Figur 1(a) einen Längsschnitt durch die Maschine;
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Figur 1 (b) eine Schnittansicht der Maschine auf der Linie
b-b in Figur 1(a);
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Figur 1(c) eine Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs
auf einer anderen Linie als in Figur 1(a) (Linie c-c in
Figur 1(b)); und
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Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Maschine nach dem
Stand der Technik.
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Die Figuren 1(a), 1(b) und 1(c) zeigen eine kompakte
luftgekühlte Universal-Viertaktmaschine beispielsweise zum Antrieb
einer Handkettensäge, die wie aus Figur 1(a) ersichtlich mit
einem Kolben 6 und einer Kurbelwelle 10 in einem
Zylinderblock 1 versehen ist. Der Kolben 6 befindet sich in einem
Zylinder 3 im Zylinderblock 1 und wird durch die Explosionen
eines Mischgases in einer Brennkammer 3a hin- und herbewegt.
Diese Hin- und Herbewegung wird über eine Pleuelstange 6a
und einen Kurbelam 10a in Drehbewegungen der Kurbelwelle 10
umgewandelt und als Antriebsleistung abgenommen. Das
Einleiten des Mischgases in den Zylinder 3 und die Abführung des
Verbrennungsgases werden durch regelmässiges Öffnen und
Schliessen der im oberen Teil der Brennkammer 3a
angeordneten Ein- und Auslassventile 44 mittels des
Ventil-Betätigungsmechanismus 40 mit Kipphebeln 43 und Stösseln 42
bewirkt. Auf der einen Seite des Zylinderblocks 1 weist der
Bereich eines Kurbelgehäuses 2 eine Kurbelgehäuse-Abdeckung
mit einer Wellendichtung 14 und auf der anderen Seite eine
Ölwanne 4 auf.
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Die vorbeschriebene Maschine unterscheidet sich nicht
wesentlich von den üblicherweise eingesetzten Maschinen des
Standes der Technik, weist jedoch die folgenden Merkmale im
Sinne einer Reduzierung ihres Gewichts, ihrer Abmessungen
bzw. ihrer Kosten auf:
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Ein Merkmal beinhaltet die Verwendung eines Ringrads 20
gemäss Figur 1(b) anstelle der konventionellen Nocken zur
regelmässigen Übertragung von Antriebskräften auf den Ventil-
Betätigugnsmechanismus 40. Das Rad 20 ist mit einer
Innenverzahnung
21 und nutenartigen Nocken 22 (im Grund einer
jeden Nute ist ein als Nocken wirkendes Profil ausgebildet)
auf der äusseren Umfangsfläche der Innenverzahnung 21
versehen. Die (mit dem Teilkreis der Innenverzahnung 21
konzentrische) äussere Umfangsfläche der Innenverzahnung 21 ist in
eine Ausnehmung des Kurbelgehäuses 2 eingefügt dergestalt,
dass das Rad 20 frei drehen kann. Die Innenverzahnung 21
steht mit einem Zahnrad 11 auf der Kurbelwelle 10 in
Eingriff. Die Zähnezahl der Innenverzahnung 21 ist doppelt so
gross wie die des Zahnrads 11. Das Profil der Nocken 22 ist
wie bei den üblicherweise zum Öffnen und Schliessen eines
Ventils eingesetzten Nocken oval, wobei ein vorstehender
Bereich im Umfang vorgesehen ist. Wie aus Figur 1(a)
ersichtlich sind zwei Nocken 22 (zwei Nuten) vorgesehen, wobei die
Lage der vorstehenden Bereiche bei den einzelnen Profilen
variiert. Einer der Nocken 22 ist mit dem
Betätigungsmechanismus 40 für das Ein- und der andere mit dem
Betätigungsmechanismus 40 für das Auslassventil verbunden. Hierbei wird
die Verbindung zwischen Nocken 22 und
Ventil-Betätigungsmechanismus 40 dadurch hergestellt, dass eine am oberen Ende
41 des Stössels 42 angeordnete Rolle durch die Kraft einer
Feder 43a des Kipphebels 43 dieses obere Ende 41 gegen den
Grund des Nockens 22 presst.
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Bei Drehung der Innenverzahnung 21 durch das Zahnrad 11 auf
der Kurbelwelle 10 wird durch die Nocken 22 auf dem äusseren
Umfang derselben so auf den Betätigungsmechanismus 40
eingewirkt, dass die Ventile 44 geöffnet oder geschlossen werden.
Entsprechend dem vorerwähnten Übersetzungsverhältnis
zwischen dem Zahnrad 11 und der Innenverzahnung 21 dreht die
letztere einmal, die Kurbelwelle 10 dagegen zweimal. Damit
sind die Frequenzen zum Öffnen und Schliessen der Ventile 44
für die Viertaktmaschine ausreichend.
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Wenngleich die Ventil-Betätigungsmechanismen 40 durch die
Nocken 22 getrieben werden, besteht keinerlei Notwendigkeit
für die Anordnung einer Nockenwelle getrennt von der
Kurbelwelle 10. Die Nocken 22 sind axial in gleicher Position mit
dem Ringrad 20 (auf der Aussenfläche der Innenverzahnung 21)
angeordnet. Weiterhin kann das Zahnrad 11 in dem Raum
innerhalb des Ringrads 20 untergebracht werden. Mit dieser
Anordnung wird über das Ringrad 20 die jeweils erforderliche und
ausreichende Betätigung der Ventil-Betätigungsmechanismen
sichergestellt und zu geringeren Abmessungen, niedrigerem
Gewicht usw. der Maschine beigetragen.
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Das zweite Merkmal der Maschine beinhaltet die Ausbildung
einer Art Zahnradpumpe mit dem vorerwähnten Zahnrad 11 und
der Innenverzahnung 21, wodurch die Notwendigkeit für eine
separate Ölpumpe entfällt. Der Raum zwischen dem Rad 11 und
der Innenverzahnung 21 ist wie aus Figur 1(a) ersichtlich
durch das Kurbelgehäuse 2 und die Kurbelgehäuse-Abdeckung 5
dicht geschlossen. Gemäss Figur 1(b) ist in diesem
Zwischenraum ein Bauteil. oder Abstandsstück 39 angeordnet und sind
die durch dieses Bauteil 39 halbierten Zwischenräume mit
einem Saugeinlass 32 für das Schmieröl bzw. einem Auslass 33
versehen. Das Bauteil 39 ist in diesem Falle einstückig mit
dem Kurbelgehäuse 2 ausgebildet. Das Schmieröl wird über den
Schmierölkanal 31 in den durch die wie auf der rechten Seite
in Figur 1(b) dargestellt ausser Eingriff befindlichen Zähne
des Zahnrads 11 und der Innenverzahnung 21 gebildeten
Zwischenraum (Saugeinlass 32) eingesaugt, wobei das angesaugte
Schmieröl die Zahnlücken des Zahnrads 11 und der
Innenverzahnung 21 füllt, um anschliessend entlang den inneren und
äusseren Umfangsflächen des Bauteils ä9 abzufliessen und
durch Eingriff der Zähne in den links in der Zeichnung
dargestellten Zwischenraum gedrückt und schliesslich über den
Auslass abgeleitet zu werden. Nachdem also das Zahnrad 11
und die Innenverzahnung 21 wie vorbeschrieben die Funktion
einer Ölpumpe erfüllen, sind der Saugeinlass 32 über den
Schmierölkanal 31 mit einer Schmierölpumpe in der Ölwanne 4
und der Auslass 33 über die Schmierölkanäle 34, 35 und 36
mit den jeweils zu versorgenden Schmierstellen verbunden.
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Der Schmierölkanal 34 dient der Schmierung der Gleitfläche
eines Lagers 12 (auf der von der Ölwanne abgewandten
Aussenseite), der Schmierölkanal 35 zur Schmierung des Bereichs
zwischen dem Ringrad 20 und dem Kurbelgehäuse 3 sowie des
Bereichs zwischen dem Nocken 22 und dem oberen Ende 41 des
Stössels 42 und des Lagers 13. Mittels des Schmierölkanals
36 werden über den durch die Kurbelwelle 10 und den
Kurbelarm 10a verlaufenden Kanal 37 (siehe Figur 1(a)) die
Innenfläche des Zylinders 3 sowie auch das Lager 13 mit Hilfe
eines durch Fliehkraft erzeugten Ölstrahls geschmiert.
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Mit dem Zahnrad 11, der Innenverzahnung 21 und den
Schmierölkanälen 34, 35 und 36 können die schmierbedürftigen
Bereiche geschmiert werden, ohne dass hierzu eine eigene Ölpumpe
vorgesehen werden muss. Die Tatsache, dass die Notwendigkeit
für eine zusätzliche Ölpumpe entfällt, ist als äusserst
vorteilhaft im Sinne einer Reduzierung der Baugrösse, des
Gewichts und der Kosten der Maschine anzusehen. Das dritte
Merkmal der Maschine besteht darin, dass die Kurbelwelle 10
einseitig bzw. fliegend gelagert ist und damit die Maschine
kompakter ausgeführt werden kann. Gemäss Figur 1(a) ist die
Kurbelwelle 10 über ein Buchsenlager 13 zwischen Z'hnrad 11
und Kurbelarn 10a durch das Kurbelgehäuse 2 und über ein
ähnliches Lager 12 an der Aussenseite das Zahnrads 11 durch
die Kurbelgehäuse-Abdeckung 5 abgestützt Die Kurbelgehäuse-
Abdeckung 5 ist über Verzapfungen 5a mit Bolzenbefestigung
(nicht dargestellt) an der Aussenseite des Kurbelgehäuses 2
angeordnet. Da die Kurbelwelle 10 in zwei Punkten über die
Lager 12 und 13 abgestützt wird, ist eine Achsenneigung oder
-verschiebung nicht möglich. Da weiterhin die Lager 12 und
13 beiderseits des Zahnrads 11 angeordnet sind, wird ein
gewünschter Eingriff zwischen dem Zahnrad 11 und der
Innenverzahnung 21 aufrechterhalten.
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Durch die fliegend gelagerte Anordnung braucht die
Kurbelwelle 10 wie in Figur 1(a) dargestellt nicht zur
ungestützten Seite in der Zeichnung rechts) verlängert zu werden.
Auch entfällt ein Seitenelement des Kurbelarms 10a. In einer
konventionellen Maschine mit mittengelagerter Kurbelwelle
ist ein weiteres Lager zur Abstützung der Welle auf der
Ölwanne erforderlich und muss die Ölwanne eine zur Aufnahme
dieses Lagers ausreichende Festigkeit aufweisen. Bei der
Maschine gemäss den Figuren 1(a), 1(b) und 1(c) jedoch sind
dieses zusätzliche Lager und die zusätzliche Festigkeit
nicht erforderlich und ist nur eine einfache und leichte
Ölwanne 4 erforderlich, was natürlich in kleineren
Abmessungen, geringerem Gewicht und niedrigeren Kosten der Maschine
seinen Niederschlag findet.
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Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und in der
Praxis beispielsweise die folgenden Abwandlungen aufweisen
kann:
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a) Sind die Öffnungs- und Schliessintervalle sowohl des
Einwie auch des Auslassventils identisch, so kann das gleiche
Nockenprofil für beide Ventile eingesetzt werden. In diesem
Falle kann statt zwei nur ein Nocken in der äusseren
Umfangsfläche des Zahnrads (der Innenverzahnung) vorgesehen
sein, so dass die mit den entsprechenden
Ventil-Betätigungsmechanismen verbundenen getriebenen Teile an
unterschiedlichen Phasenpunkten (in unterschiedlichen Winkelpositionen)
auf dem Nocken angeordnet werden können.
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b) Der eigentliche Aussenumfang der Innenverzahnung lässt
sich direkt in den oder die-Nocken einarbeiten statt eine
Nut oder einen Flansch mit Nockenprofil auf der äusseren
Umfangsfläche auszubilden. In diesem Falle wird die
Innenverzahnung in einem kreisförmigen Bereich statt auf dem
Aussenumfang angeordnet.
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c) Der Maschinentyp ist nicht auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungen beschränkt. Wird eine Ölpumpe
gemäss Anspruch 2 gebildet, so ist eine Maschine mit
stehender Welle besonders geeignet. Ist die Kurbelwelle stehend
angeordnet und befinden sich das Zahnrad auf der Kurbelwelle
und die Innenverzahnung (also die die Ölpumpe bildenden
Teile) im unteren Bereich, so sind diese Elemente ständig in
das Schmieröl eingetaucht und lassen sich Schmierölkanäle
auf einfache Weise vorsehen.
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Die vorstehend mit Bezug auf die Figuren 1(a), 1(b) und 1(c)
beschriebene Viertaktmaschine weist folgende Vorteile auf:
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1) Anders als die üblicherweise eingesetzten konventionellen
Viertaktmaschinen ist für die erfindungsgemässe Maschine
keine Nockenwelle erforderlich. Damit ist die Anzahl der
Bauteile geringer und die Fertigung einfacher. Weiterhin ist
die Maschine kompakter und leichter.
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2) Hinsichtlich der Nocken zur Betätigung der
Ventil-Betätigungsmechanismen brauchen keinerlei komplexe Nuten oder
dergleichen mit Rückführung auf den Ausgangspunkt nach zwei
Umdrehungen vorgesehen zu werden. Es genügt eine einfache
Ausführung mit nur einem Takt pro Umdrehung. Damit wird für die
Nocken keinerlei Verlängerung in axialer Richtung benötigt
und können Kurbelwelle und Kurbelgehäuse kürzer ausgeführt
sein. Für die Ventil-Betätigungsmechanismen sind keine axial
bewegliche Verbindungen erforderlich. Es bieten sich also
Vorteile hinsichtlich Herstellungszeit und
Herstellungskosten usw.
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3) Bei der erfindungsgemässen Viertaktmaschine werden die
schmierbedürftigen Bereiche über Druckschmierung versorgt,
ohne dass hierzu eine eigene Ölpumpe vorgesehen muss.
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4) Die Viertaktmaschine ist einzylindrisch ausgeführt, so
dass die Kurbelwelle eine kürzere Länge aufweisen und das
Kurbelgehäuse vereinfacht werden kann. Damit besteht die
Möglichkeit, die Maschine viel kleiner und leichter zu
gestalten.
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Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich eine
Viertaktmaschine mit einem ersten Zahnrad 11 (Aussenzahnrad oder
Ritzel) auf einer Kurbelwelle 10. Das Zahnrad 11 kämmt mit
der Innenverzahnung 21 eines Ringrads mit einer gegenüber
dem ersten Zahnrad doppelten Anzahl von Zähnen (innerer
Eingriff). Auf der äusseren Oberfläche der Innenverzahnung 21
befinden sich Nocken 22, mit denen
Ventil-Betätigungsmechanismen 40 zur Betätigung von Ein- und Auslassventilen 44 in
Öffnungs- und Schließstellung verbunden sind. Die
Innenverzahnung 21 ist so gelagert, dass sie bei ihrer Drehbewegung
mit ihrem Teilkreis in ständigem Kontakt mit dem Teilkreis
des auf der Kurbelwelle 10 befindlichen Zahnrads 11 steht,
und im Maschinengehäuse untergebracht ist. Die erwähnten
Nocken 22 sind in den jeweils gewünschten Bereichen der
Aussenfläche der Innenverzahnung ausgebildet dergestalt, dass
ihre verschiedenen Teile unterschiedliche Radien zu ihrem
Drehmittelpunkt aufweisen und die Berührungsflächen der
Nocken 22 mit den Ventil-Betätigungsmechanismen 40 die
gewünschten Profilkurven bilden. So können die Nocken 22
beispielsweise in Nuten wie bei der Maschine gemäss Figur 2
konkav zu den anderen Bereichen ausgebildet sein. Von
wieder anderen Bereichen vorstehend kann die Ausbildung der
Nocken 22 auch konvex erfolgen.
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Die Maschine kann so aufgebaut sein, dass der Zwischenraum
zwischen dem Zahnrad 11 und der Innenverzahnung 21
hermetisch abgedichtet ist, dass das Abstandsstück bzw. Bauteil
39 zur Halbierung des Zwischenraums den Raum auf der Seite
der in Eingriff befindlichen Zähne vom Zwischenraum auf der
Seite der ausser Eingriff stehenden Zähne trennt, dass ein
Saugeinlass 32 für Schmieröl in dem einen und ein Auslass 33
in dem anderen der halbierten Zwischenräume vorgesehen sind,
und dass wenigstens ein Schmierölkanal mit dem Saugeinlass
32 sowie wenigstens ein Schmierölkanal mit dem Auslass 33
verbunden ist.
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Die Kurbelwelle 10 kann durch Lager 12, 13 an zwei Stellen
beiderseits des Zahnrads 11 (einmal in axialer Richtung der
Kurbelwelle 10 und zum anderen von der Pleuelstange aus
gesehen) auf einer Seite des Zylinders der Einzylindermaschine
abgestützt sein (sogenannte fliegende Lagerung).
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Das Zahnrad 11 auf der Kurbelwelle 10 treibt und dreht die
in Eingriff mit dem Zahnrad 11 stehende Innenverzahnung 21.
Der Antrieb der Ventil-Betätigungsmechanismen 40 erfolgt
durch auf der Aussenfläche der Innenverzahnung 21
ausgebildete Nocken 22 zum Öffnen und Schliessen der Ein- und
Auslassventile 44. Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 21
entspricht der zweifachen Zähnezahl des Zahnrads 11. Damit
dreht die Innenverzahnung einmal bei zweimaliger Umdrehung
der Kurbelwelle 10. Vollführen also die Nocken 22 einen Takt
pro Umdrehung der Innenverzahnung 21, so können sie die
Betätigung der Ventil-Betätigungsmechanismen mit der für eine
Viertaktmaschine erforderlichen Häufigkeit bewirken. Aus
diesem Grunde besteht keine Notwendigkeit für komplexe
Führungsbereiche und können Kurbelwelle 10 und Gehäuse
entsprechend kürzer ausgeführt sein. In axiale Richtung bewegliche
spezielle Teile wie Gelenkverbinder sind für die Ventil-
Betätigungsmechanismen 40 im Bereich ihrer
Verbindungsstellen mit den Nocken 22, die nach zwei Umdrehungen wieder auf
ihren Ausgangspunkt zurückgeführt sind, nicht erforderlich.
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Da eine von der Kurbelwelle 10 getrennte Nockenwelle 10
nicht vorgesehen werden muss (und dementsprechend keine
sogenannten Nockenräder erforderlich sind), ist die Anzahl der
Bauteile kleiner als bei konventionellen Viertaktmaschinen
und die Konstruktion insgesamt kompakter und leichter. Zwar
ist die Maschine mit einer Nockenrädern 22 entsprechenden
Innenverzahnung 21 versehen, doch ist diese hohl und
erfordert keinen massiven Wellenabschnitt. Damit weist sie ein
geringes Gewicht auf und wird der verfügbare Raum wirksam
ausgenutzt, indem das Zahnrad 11 der Kurbelwelle 10 im
Inneren des Hohlbereichs der Innenverzahnung 21 angeordnet ist.
Im Gegensatz zu einer ublichen Nockenwelle mit von den
Nockenrädern abgesetzten Nocken sind Innenverzahnung und
Nocken in axialer Richtung überlappt Es ist dies der Grund
für die geringere axiale Abmessung.
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Eine Ölpumpenfunktion ist wie vorbeschrieben vorgesehen, um
Schmieröl -zu den jeweils gewünschten Stellen zu bringen. Der
Zwischenraum zwischen dem Zahnrad 11 und der Innenverzahnung
21 ist hermetisch abgedichtet und in voneinander unabhängige
Räume unterteilt, nämlich einen Zwischenraum auf der Seite
des Zahneingriffs und der andere auf der Seite der ausser
Eingriff stehenden Zähne. Bei Verbindung eines jeden dieser
Zwischenräume mit einem Schmierölkanal 31, 34, 35, 36 wird
nach dem Prinzip in hydraulischen Systemen eingesetzter
Zahnradpumpen bewirkt, dass Schmieröl aus dem einen
Zwischenraum (auf der Zahneingriffseite) herausgedrückt und in
den anderen Zwischenraum (auf der Seite der ausser Eingriff
stehenden Zähne) eingesaugt wird. Wird der erstgenannte
Zwischenraum als Schmierölauslass 33 mit den zu schmierenden
Bereichen und der letztgenannte Zwischeraum als Saugeinlass
32 mit der bzw. in Richtung auf die Ölwanne usw. verbunden,
so können die jeweils gewünschten Stellen ohne eine eigens
hierzu vorgesehene Ölpumpe druckgeschmiert werden.
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Die Maschine ist in Einzylinderausführung vorgesehen und es
ist die Kurbelwelle 10 durch Lager 12, 13 auf nur einer
Seite des Zylinders 3, d.h. in sogenannter fliegender
Anordnung, abgestützt. Eine solche Maschine bezeichnet man als
"Motor mit seitlich gelagerter Kurbelwelle". Damit ist die
Maschine als solche in axialer Richtung kompakter und
leichter. Die Gründe hierfür sind, dass die Kurbelwelle 10 kürzer
ausgeführt werden kann, weil auf der lagerfreien Seite ein
Lagerzapfen und eine Seite des Kurbelarms entfallen, und
dass für das Gehäuse (Kurbelgehäuse) der Maschine für diese
Seite keinerlei Lagerung vorgesehen und das Gehäuse selbst
nicht in einer zur Abstützung der Kurbelwelle ausreichenden
Festigkeit ausgeführt werden muss. Die Kurbelwelle 10 wird
an zwei Stellen durch die Lager 12, 13 abgestützt, wobei der
Mittelpunkt dieser Kurbelwelle 10 unter Einwirkung einer
durch den Kolben usw. senkrecht zur Kurbelwellenachse
beaufschlagten Kraft keinerlei Schrägstellung oder
Verschiebung erfährt, wenn die Festigkeit der Kurbelwelle für die zu
erwartenden Biegekräfte ausreichend bemessen ist. Weiterhin
wird der Eingriff zwischen dem Zahnrad 11 und der
Innenverzahnung 21 stabil aufrechterhalten, da sich die beiden
Punkte vorzugsweise beiderseits des Zahnrads befinden.