DE69410646T2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine und genauer gesagt auf eine Halbkurbelwellenmaschine, die eine Anlassereingangswelle hat.
• Die US-Patente 4,356,605 und 4,342,236 (Everts) offenbaren beide eine Kurbelwelle mit einem aufgeschichteten bzw. laminierten Kontergewicht. Ein Vorteil, den man damit erreicht, liegt darin, daß ein Stapel von Platten, die zusammen das Kontergewicht bilden, in sehr preiswerter Weise hergestellt werden kann. Die Platten werden durch wechselseitig ineinander eingreifende Vorsprünge und Vertiefungen oder Löcher zusammengehalten. Es ist davon auszugehen, daß diese Patente für die vorliegende Erfindung nicht relevant sind. Die folgenden Patente offenbaren Rückzug- bzw. Seilzuganlasser: US-Patente 4,492,190; 3,871,350; 3,782,355; 2,597,334; 2,480,550; und 2,204,705.
• In dem US-Patent 3,147,638 von Henry Rice ist 1964 eine Kurbenwellenvorrichtung offenbart worden, bei welcher ein Kurbelwellengehäuse erste und zweite Wellenabschnitte aufweist, die über ein Paar von Lagern drehbar in dem Kurbelwellengehäuse montiert sind. Ein Kolbenaufbau ist mit einem versetzen Kurbelzapfen verbunden. Eine der beiden Kurbelplatten hat einen Schlitz, durch welchen ein Kurbelzapfen vorsteht. Eine etwas ähnliche Vorrichtung wird in der JP-A-59-115429 offenbart.
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Eingangswellenaufbau bereitzustellen, der in gewisser Hinsicht verbessert ist, zum Beispiel verminderte dynamische Kräfte hat, wenn er gedreht wird, und der Aufbau kann durch nur ein Lager anstatt durch zwei Lager wie im Stand der Technik gelagert werden.
• Gemäß der Erfindung wird eine Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt mit:
• einem Kurbelgehäuse,
• einer Ausgangskurbelwelle, die einen Ausgangswellenabschnitt und einen versetzen Kurbelzapfenabschnitt hat,
• einem Kolbenaufbau, der mit dem versetzen Kurbelzapfenabschnitt verbunden ist, und einem Eingangswellenaufbau, der eine Eingangswelle und eine Kurbelplatte aufweist, die mit der Eingangswelle fest verbunden ist, wobei die Kurbelplatte in dem Kurbelgehäuse angeordnet ist und zumindest zwei Schlitze hat, die gegenüber der Drehachse des Eingangswellenaufbaus versetzt sind, wobei in einem der Schlitze ein Ende des Kurbelzapfenabschnittes angeordnet ist,
• dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangswellenaufbau bezüglich seiner Rotationsachse im wesentlichen symmetrisch ist.
• Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen hierzu wiedergegeben.
• Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung genauer erläutert, und zwar in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, wobei:
• Figur 1 eine schematische, teilweise Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Verbrennungskraftmaschine ist, welche Merkmale einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet,
• Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Eingangswellenaufbaus ist, der in Figur 1 dargestellt ist,
• Figur 3A eine Querschnittsansicht eines Seilzuganlassers und einer Anlasserkappe ist, die in dem in Figur 1 dargestellten Motor verwendet werden, und
• Figur 3B eine vordere Stirnansicht des in Figur 3A dargestellten Seilstoßzuganlassers ist.
• Gemäß Figur 1 ist eine schematische, teilweise Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Verbrennungskraftmaschine 10 dargestellt, welche Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die einzelne Ausführungsform beschrieben wird, die in den Figuren dargestellt ist, so versteht es sich doch, daß die vorliegende Erfindung in vielen alternativen Ausführungsformen verwirklicht werden kann. Zusätzlich könnte irgendeine geeignete Größe, Form oder Art von Teilen oder Materialien verwendet werden.
• Der Motor bzw. die Maschine 10 ist ein einfacher zweizyklischer bzw. Zweitaktmotor, jedoch könnte die vorliegende Erfindung auch mit einem vierzyklischen bzw. Viertaktmotor verwendet werden. Der Motor 10 hat einen Rahmen 12, einen Kolbenaufbau 14, eine Ausgangskurbelwelle 16 und eine Eingangs kurbelwelle 18. Der Rahmen 12 umfaßt ein Kurbelgehäuse 20 und einen Zylinderkopf 22. Selbstverständlich umfaßt der Motor 10 auch ein geeignetes Brennstoffzufuhrsystem und eine Zündsteuerung, die aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt sind. Eine Kurbelgehäuseabdeckung 24 bildet ebenfalls einen Teil des Rahmens 12. Die Abdeckung 24 ist abnehmbar an dem Kurbelgehäuse 20 an einer Öffnung in das Innere des Kurbelgehäuses 20 montiert, zum Beispiel mit Hilfe von Bolzen.
• Die Ausgangs kurbelwelle 16 hat einen Ausgangswellenabschnitt 26 und einen versetzen Kurbelzapfenabschnitt 28. Die Kurbelwelle 16 ist vorzugsweise als ein einstückiges Teil hergestellt, kann jedoch auch aus Teilen zusammengesetzt sein. Zwei Lager 30, 31 sind vorgesehen, um die Kurbelwelle 16 in einer Öffnung 32 des Kurbelgehäuses 20 drehbar zu montieren. Zwei Lager sind vorgesehen, um die Kurbelwelle aufgrund ihres Gewichtes und der Belastungen, denen sie durch den Kolbenaufbau 14 ausgesetzt ist, in angemessener Weise zu haltern. Der Ausgangswellenabschnitt 26 ist mit einem geeigneten angetriebenen Teil oder Aufbau (nicht dargestellt), zum Beispiel der Welle einer Kettensäge verbunden, falls der Motor in einer Kettensäge verwendet wird. Der Motor 10 könrite jedoch in irgendeiner geeigneten Umgebung verwendet werden. Der versetzte Kurbelzapfenabschnitt 28 ist gegenüber der Längsachse des Ausgangswellenabschnittes 26 versetzt. Wenn also der Ausgangswellenabschnitt 26 um seine Achse gedreht wird, bewegt sich der versetzte Kurbelzapfenabschnitt 28 entlang eines im wesentlichen kreisförmigen Pfades innerhalb des Kurbelgehäuses 20.
• Der Kolbenaufbau 14 weist im allgemeinen einen Kolbenkopf 34 und eine schwenkbar daran angebrachte Schubstange bzw. Kolbenstange oder Pleuelstange 36 auf. Das Ende 38 der Pleuelstange 36 hat, gegenüberliegend von dem Kolbenkopf 34, eine Öffnung 40. Die Öffnung 40 ist dafür vorgesehen, den Kurbelzapfenabschnitt 28 aufzunehmen und mit der Pleuelstange 36 zu verbinden. Demnach dreht, wie es im Stand der Technik bekannt ist, die Pleuelstange die Kurbelwelle 16 aufgrund ihrer Wechselwirkung mit dem Kurbelzapfenabschnitt 28 um ihre Achse, wenn der Kolbenaufbau 14 durch expandierende Gase nach unten gedrückt wird. Das Gewicht oder die Trägheit der Kurbelwelle 1 6 bei der Bewegung stößt dann den Kolbenaufbau zurück in die Zündposition. Während dieser Zeit dreht sich der Zapfenabschnitt 28 in der Öffnung 40.
• Es wird jetzt auch auf die Figuren 2, 3A und 3B Bezug genommen, gemäß welchen der Eingangswellenaufbau 18 im allgemeinen eine Eingangswelle 42, eine Kurbelplatte 44 und eine Anlasserhaube 46 aufweist. Der Aufbau 18 wird in Verbindung mit dem Seilzuganlasser bzw. -anlasser 48 verwendet, um den Motor 10 zu starten. Der Aufzug- bzw. Seilzuganlasser 48 ist im Stand der Technik allgemein bekannt. Der Anlasser 48 ist fest an der Abdeckung 24 an einem Montageblock 50 befestigt, zum Beispiel unter Verwendung von Schrauben. Der Anlasser 48 hat einen Zuggriff 52, ein Seil 54, eine Feder 56 und ein Eingriffszahnrad bzw. - getriebe 58, welche innerhalb des Anlassergehäuses 60 angeordnet sind. Das Eingriffszahnrad oder -getriebe 58 ist dafür ausgelegt, mit der Anlasserhaube 46 in Eingriff zu treten, wenn an dem Zuggriff 53 gezogen wird, um dadurch die Anlasserhaube 46 um ihre Achse zu drehen. Die Feder 56 ist dafür ausgelegt, das Zahnrad 58 mit der Anlasserhaube 46 außer Eingriff zu bringen, nachdem an dem Zuggriff 52 gezogen worden ist und auch um das Seil 54 in das Gehäuse 60 zurück einzuholen.
• Die Eingangswelle 42 ist vorzugsweise aus Metall hergestellt und weist ein erstes Ende 62 und ein zweites Ende 64 auf. Das erste Ende 62 hat Gewindegänge 66 für die Verbindung der Eingangswelle 42 mit einer zentralen Öffnung 68 der Anlasserhaube 46. Es könnten jedoch irgendwelche geeigneten Verbindungsmittel für die Eingangswelle 42 mit der Anlasserhaube 46 vorgesehen sein. Das zweite Ende 64 der Eingangswelle 42 weist eine Kerbe 70 und eine abgeschrägte vordere Kante 72 auf. Die Kurbelplatte 44 ist ebenfalls vorzugsweise aus Metall hergestellt und weist eine zentrale Öffnung 74 und zwei etwas längliche, U-förmige Schlitze 76 mit offenen Enden auf, die gegenüber der zentralen Öffnung 74 zu gegenüberliegenden Enden der Kurbelplatte 44 hin versetzt sind. Wie man am besten in Figur 2 erkennt, besteht die Kurbelplatte 44 aus einer im wesentlichen symmetrischen, ebenen Metallbahn bzw. aus Metall-Flachmaterial. Die Öffnung 74 weist einen ebenen Abschnitt 78 auf, der von im wesentlichen identischem Querschnitt ist wie die Eingangswelle 42. Die Breite der Schlitze 76 ist im wesentlichen dieselbe wie die Querschnittsbreite des Kurbelzapfens 28. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kurbelplatte 44 fest und stationär an dem zweiten Ende 64 der Eingangswelle 42 montiert, und zwar durch eine Preßpassungsmontage. Die Eingangswelle 42 ist vor der zentralen Öffnung 74 ausgerichtet, wobei die Kerbe 70 und der flache Abschnitt 78 miteinander ausgerichtet sind. Die Eingangswelle 42 und die Kurbelplatte 44 werden dann einfach nur zusammengepreßt, so daß die Kurbelplatte 44 an der Welle 42 befestigt ist. Die abgeschrägte vordere Kante 72 hilft bei der anfänglichen Montage. Die Öffnung 74 und die äußere Form der Welle 42 an ihrem zweiten Ende 64 sind in geeigneter Weise so bemessen, daß sie eine feste Preßpassungsverbindung der Kurbelplatte 44 auf der Welle 42 sicherstellen. Die Kerbe 70 und der Abschnitt 78 wirken als Keile, um zu verhindern, daß die Kurbelplatte 44 sich um ihre Achse auf dem zweiten Ende 64 der Welle dreht. Selbstverständlich könnte irgendeine Art von Verkeilungsein richtung oder Antirotiereinrichtung verwendet werden.
• Die Eingangswelle 42 ist mit Hilfe eines einzelnen Lagers 80 drehbar in der Kurbelgehäuseabdeckung 24 montiert. In einer alternativen Ausführungsform könnten jedoch auch zwei oder mehr Lager für die Eingangswelle 42 vorgesehen sein. Eine Dichtung 82 ist ebenfalls vorgesehen. Die Kurbelplatte 44 ist innerhalb des Kurbelgehäuses 20 angeordnet, wobei ein Ende des Kurbelzapfenabschnittes 28 in einem der Schlitze 76 angeordnet ist. Die Eingangswelle 42 erstreckt sich durch die Kurbelgehäuseabdeckung 24 und die Anlasserhaube 46 ist fest an dem ersten Ende 62 derselben angebracht. In der dargestellten Ausführungsform hat, aufgrund der einfachen Ausgestaltung des Eingangswellenaufbaus 18, dieser Aufbau 18 ein relativ geringes Gewicht. Der Aufbau 18 ist außerdem im wesentlichen symmetrisch bezüglich seiner Drehachse. Die Kombination dieser Faktoren trägt dazu bei, dynamische Kräfte des Aufbaus 18 zu reduzieren, wenn er gedreht wird. Noch bemerkenswerter ist, daß die verbesserte Verbindung zwischen der Kurbelplatte 44 und dem Kurbelzapfenabschnitt 28 in hohem Maße exzentrische Kräfte durch den Kurbelzapfenabschnitt 28 auf den Aufbau 18 vermindert. Dies wird bewirkt aufgrund der Tatsache, daß die Schlitze 76 in geeigneter Weise relativ zu dem Ende des Kurbelzapfenabschnitts 28 bemessen und geformt sind um zu erlauben, daß der Kurbelzapfenabschnitt 28 sich in seinem Schlitz 76 bewegt. Selbst wenn also der Kurbelzapfenabschnitt 28 einen geringfügig unregelmäßigen Rotationsweg hat, beeinflußt dies nicht nennenswert die Drehung des Aufbaus 18 oder übt auch keine unerwünschten exzentrischen Belastungen auf den Aufbau 18 aus. Diese Verbesserung erlaubt es, daß der Aufbau 18 mit nur einem Lager 80 an der Kurbelgehäuseabdeckung 24 montiert wird, anstatt daß es wie im Stand der Technik zweier Lager bedarf. Dies vermindert offensichtlich die Herstellungs- und Montagekosten für den Motor 10 im Vergleich zu Motoren nach dem Stand der Technik. Die Verwendung einer Kurbelplatte und einer Montage nur durch Preßpassung der Kurbelplatte an der Eingangswelle stellt ebenfalls eine kosteneffektiven und effizienten Aufbau im Vergleich zum Stand der Technik bereit. Die Anordnung des Aufbaus 18 auf der bezüglich der Ausgangskurbelwelle 16 gegenüberliegenden Seite des Kolbenaufbaus 14 ermöglicht eine größere Flexibilität in der Anwendung des Motors und eine einfachere Wartung des Anlassersystems. Die Kurbelplatte 44 kann durch einfaches Stanzen von Flachstahl oder als (gesintertes) Pulvermetallteil hergestellt werden und ist zum Zwecke des Gleichgewichts symmetrisch. Die U-förmigen Schlitze 76 erlauben einen einfachen Eingriff des Kurbelzapfenabschnittes 28 während des Zusammenbaus und vermindern das Erfordernis für eine exakte Ausrichtung zwischen dem Eingangswellenaufbau 18 und der Kurbelwelle 16. Die vorliegende Erfindung vermindert auch exzentrische Kräfte auf den Aufbau 18 während des Anlassens des Motors 10 durch den Seilzuganlasser 48. Auch wenn die Kurbelplatte 44 vorstehend etwas genauer beschrieben worden ist, so versteht es sich doch, daß andere Ausführungsformen ebenso in Betracht gezogen werden können, wie zum Beispiel solche mit mehr als zwei Schlitzen, Schlitze, die anders als mit den offen endenden U-Formen geformt sind und Schlitze, die sich nicht vollständig durch die Kurbelplatte hindurch erstrecken.
• Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung nur ein anschauliches Beispiel der Erfindung ist.

Claims (11)

1. Verbrennungskraftmaschine mit:

einem Kurbelgehäuse (20),

einer Ausgangskurbelwelle (16), die einen Ausgangswellenabschnitt (26) und einen versetzten Kurbelzapfenabschnitt (28) hat,

einen Kolbenaufbau (14), der mit dem versetzten Kurbelzapfenabschnitt verbunden ist, und

einem Eingangswellenaufbau (18), der eine Eingangswelle (42) und eine Kurbelplatte (44) aufweist, die mit der Eingangswelle fest verbunden ist, wobei die Kurbelplatte in dem Kurbelgehäuse angeordnet ist und zumindest zwei Schlitze (76) hat, die gegenüber der Rotationsachse des Eingangswellenaufbaus versetzt sind, wobei in einem der Schlitze ein Ende des Kurbelzapfenabschnittes (28) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangswellenaufbau (18) bezüglich seiner Rotationsachse im wesentlichen symmetrisch ist.

2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Eingangswelle (42) in einem einzelnen Lager (80) gelagert ist.

3. Kraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausgangskurbelwelle (16) eine Kurbelwelle (16) mit einem einzelnen Gegengewicht ist, welches als im wesentlichen das gesamte Gegengewicht für den Kolbenaufbau (14) wirkt.

4. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kurbelplatte (44) eine asymmetrische Zentralöffnung (74) hat und wobei ein Ende (64) der Eingangswelle (42) darin aufgenommen ist und eine ähnliche Form hat, um zu verhindern, daß die Kurbelplatte sich bezüglich der Achse der Eingangswelle auf dieser dreht.

5. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Kurbelgehäuseabdeckung (24) aufweist, die abnehmbar auf dem Kurbelgehäuse (20) an einer Öffnung zum Inneren des Kurbelgehäuses (20) montiert ist, und daß die Eingangswelle (42) in der Kurbelwellenabdeckung (24) drehbar montiert ist.

6. Kraftmaschine nach Anspruch 5, welche weiterhin eine Wellendichtung (82) aufweist, die mit der Kurbelgehäuseabdeckung (24) zwischen dieser Abdeckung und der Eingangswelle (42) verbunden ist.

7. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schlitze (76) offene Enden haben.

8. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schlitze erste und zweite Schlitze (76) an gegenüberliegenden Enden der Kurbelplatte (44) sind.

9. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Anlasserkappe (46) aufweist, die mit der Eingangswelle (42) fest verbunden ist, sowie einen Seilzuganlasser (48) aufweist, der mit der Anlasserkappe wirksam in Eingriff bringbar ist, um den Eingangswellenaufbau (18) zu drehen.

10. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kurbelplatte (44) aus einem flachen Metallblech besteht.

11. Kraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kurbelplatte (44) in Preßpassung auf der Eingangswelle (42) montiert ist.