EP0620361A1 - Internal combustion engine with overhead camshaft and vertical crankshaft - Google Patents
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- EP0620361A1 EP0620361A1 EP93119844A EP93119844A EP0620361A1 EP 0620361 A1 EP0620361 A1 EP 0620361A1 EP 93119844 A EP93119844 A EP 93119844A EP 93119844 A EP93119844 A EP 93119844A EP 0620361 A1 EP0620361 A1 EP 0620361A1
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- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine with a vertical crankshaft in a normal position of the engine, at least one overhead camshaft and a transmission between the crankshaft and the at least one camshaft with a plane of movement perpendicular to the crankshaft axis within a transmission space.
- camshafts that are rotatably mounted in the cylinder head for direct or indirect actuation of the hanging intake and exhaust valves.
- a transmission between the camshaft and crankshaft provides the required drive energy and at the same time ensures the necessary synchronization of the camshaft rotation with the crankshaft rotation.
- the working shaft to be driven by the engine generally has a vertical orientation. An example of this is the sickle lawnmower. However, the vertical orientation is not always maintained, depending on the inclination of the surface, there is a corresponding inclination of the working wave.
- crankshaft of the drive motor With regard to the simplest possible structure and high efficiency by avoiding frictional losses, a direct coupling of the crankshaft of the drive motor with the working shaft is of great advantage, at most with the interposition of a simple spur gear.
- the crankshaft then also assumes a vertical orientation or, depending on the inclination of the subsurface, also an orientation that is more or less inclined to the vertical.
- the at least one “overhead” camshaft extends laterally and axially parallel with respect to the camshaft axis.
- an internal combustion engine of the type mentioned in which an oil pump in the area of the lower bearing point of the crankshaft for forced lubrication both of the particularly loaded crankshaft connecting rod bearing and the upper bearing point of the bearings located in the cylinder head, i.e. at the top Camshaft ensures.
- the oil pump is connected to a through-channel of the crankshaft, which both has an outlet hole to the connecting rod bearing and also merges into cooling channels of a hollow flywheel flanged to the crankshaft in the region of the upper crankshaft end.
- the cooling channels in turn open into a cooling channel running parallel to the cylinder axis within the hollow cylinder wall surrounding the piston. This cooling channel has both an exit point 38 (FIG.
- the invention has for its object to provide an internal combustion engine of the type mentioned, which ensures reliable lubrication of the camshaft in the operating conditions occurring with a simple structure.
- the transmission space is designed as an oil storage space in such a way that in the normal position and possibly in the inclined position of the engine, the lowest section of the transmission is immersed in the oil level.
- the transmission thus serves as a delivery device for the lubricating oil, which always delivers the lubricating oil away from the current oil level and thus ensures a uniform distribution of the oil both in the area of the camshaft and in the area of the crankshaft. If, for example, the engine is currently inclined in such a way that the crankshaft space is lower than the camshaft space, the transmission dips into the oil level with its end on the crankshaft side, with the result that the transmission takes oil from there and conveys it into the camshaft area. Conversely, if the camshaft space is lower, oil is transferred from the transmission to the crankshaft space.
- This oil distribution function of the transmission is also effective, for example, when the internal combustion engine is suddenly stopped or suddenly accelerated, so that the supply oil is currently jammed at the corresponding end of the oil storage space due to corresponding mass forces. A lack of oil at the other end of the oil reservoir is therefore ruled out by the transmission.
- a transmission which is formed by an endless chain which runs via a gearwheel connected to the camshaft and a gearwheel connected to the crankshaft is particularly preferred on account of the simple structure and high oil output.
- This chain can be a roller chain or a tooth chain.
- the transmission can equally well be formed by an endless belt, preferably a toothed belt, which runs over a belt pulley connected to the camshaft and over a belt pulley connected with the crankshaft.
- the toothed belt is characterized by its low weight and quiet running with good running precision. Both when using the chain and when using the belt, the inventive design of the transmission space as an oil reservoir promotes quiet running, since the oil bath for the chain or the belt contributes to significantly increased smoothness.
- At least one oil channel be provided in the area of a bearing point of the crankshaft or camshaft for guiding deposited oil mist or spray oil to the respective bearing point.
- crankshaft connecting rod bearing In many cases, particularly in the case of low-stress engines or engines which are particularly economical to manufacture, lubrication of the crankshaft by the spray oil or oil mist generated by the transmission is sufficient. In other cases, in particular in engines for professional use, the use of an oil pump is proposed, the inlet of which is connected to the oil reservoir and the outlet of which is connected to a crankshaft connecting rod bearing. In this way, reliable lubrication of the most heavily loaded bearing point is ensured.
- the outlet of the oil pump is connected to a through-channel of the crankshaft with an outlet hole on the connecting rod bearing.
- the through-channel can end at the connecting rod bearing, since the camshaft is lubricated independently of this due to the promotional effect of the transmission.
- the oil pump is a rubber vane cell pump driven by the crankshaft.
- part of the oil reservoir is an annular space surrounding the crankshaft.
- the annular space can be produced inexpensively, since only a housing part to be attached to the crankcase needs to be modified accordingly.
- the inlet of the oil pump via a feed line with the Annular space is connected, which opens into the annular space in the area of the annular space floor.
- the supply line opens into the annular space on the side of the crankshaft axis diametrically opposite the camshaft. This position of the supply line ensures that the oil pump continues to be supplied with oil even in larger inclined positions of the engine.
- the arrangement of the supply line on the side of the crankshaft axis facing away from the camshaft is intended for those cases in which a strong engine inclination in the sense of a higher-lying camshaft is permissible, but not a strong inclination in the opposite direction.
- the camshaft is mostly in front in relation to the direction of travel and, if the slope is steep, the lawnmower is allowed to go uphill, but not downhill.
- the specified position of the oil pump intake opening ensures reliable bearing lubrication with compressed oil for driving uphill with a steep slope.
- the annular space be provided with a cover arranged below the transmission.
- the cover prevents the oil from flowing out of the annular space to such an extent that the intake opening of the oil pump reaches outside the oil level.
- the cover be provided with at least one oil passage opening.
- the at least one oil passage opening protrude upwards Circumferential band is provided.
- the circumferential collar ensures that an oil pool with a depth corresponding to the circumferential collar height is formed on the cover.
- the cover has a central opening through which the crankshaft passes.
- At least one oil passage opening be arranged on the side of the crankshaft axis facing the at least one camshaft.
- the cover is formed by a cover plate.
- the internal combustion engine designated 10 thus has a crankshaft 12, the crankshaft axis 14 of which is oriented vertically in a normal position of the engine.
- a camshaft 16 with an axis 18 parallel to the crankshaft axis 14 is rotatably mounted on a cylinder head 20 for the direct actuation of the hanging valves 22, in the example shown via bucket tappets 24, each of which engages around a valve spring 26.
- crankshaft 12 is connected via a connecting rod 28 and a piston pin 30 to a cylinder 32 which is mounted in a cylinder crankcase 34 so that it can be moved back and forth.
- the engine 10 shown is air-cooled, for which purpose corresponding cooling fins 34a and 20a are provided on the cylinder crankcase 34 and on the cylinder head 20 are.
- the oil lubrication system to be described in more detail below can also be used with liquid-filled engines.
- the cable pull starter 36 has the usual structure. It comprises a pull rope 36a, which is wound onto a rope sheave 36b, with the inner rope end fixed to this sheave. The outer end of the rope carries a handle, not shown. A rope tension spring 36c pretensions the rope pulley 36b in the sense of keeping the rope 36a wound up. Via a freewheel, not shown, the pulley 36b is coupled to a magnet wheel 38, which in turn is connected in a rotationally fixed manner (nut 39) to the upper end of the crankshaft 12.
- the pole wheel 38 is formed with cooling fins 38a. Furthermore, the magnet wheel 38 carries at least one permanent magnet 38b as part of the magnetic ignition device 37. Each time the permanent magnet 38b passes an excitation unit 40 shown on the left of the magnet wheel 38 in FIG. 1, the required ignition voltage for the spark plug, not shown, is generated in the latter. Anchor plates 40a can be seen which increase the induction effect.
- a conventional centrifugal governor 42 which acts on a throttle valve (not shown) for speed control.
- a carrier part 42a for centrifugal weights 42b is provided with a circumferential toothing. This engages in a gearwheel 42c, which is attached in a rotationally fixed manner to a lower shaft journal 12b of the crankshaft 12 between a lower crank web 12a of the crankshaft 12 and a lower crankshaft bearing 44.
- the centrifugal weights 42b serve to axially adjust an actuator 42d, which is in turn connected to the throttle valve by means not shown.
- the pull starter 36 is covered on the outside by a cover cap 46.
- a further cover cap 48 covers the magneto ignition device 37 together with the magnet wheel 38.
- a cylinder head cover 50 covers the camshaft 16.
- the lower crankshaft bearing 44 together with the centrifugal governor 42 are located in a separate housing part 52 which is attached to the cylinder crankcase 34.
- the housing part 52 also houses an annular space 54 as part of the oil lubrication system still to be described and, in one version of the engine, an oil pump 56 in the form of a vane pump.
- An upper crankshaft bearing 57 is inserted directly into the cylinder crankcase 34.
- the camshaft 16 is driven synchronously with the crankshaft rotation via a transmission 60, which at the same time takes over the function of the lubricating oil distribution in order to ensure sufficient lubrication of the engine 10.
- the transmission 60 is formed by an endless chain 62 (roller chain or toothed chain) which runs both via a gearwheel 64 attached to the lower end of the camshaft 16 and via a gearwheel 66 attached to the shaft journal 12b of the crankshaft 12 (see FIG. also top view according to FIG. 4).
- the chain 62 can be tensioned by a tensioning device, not shown, depending on the type of engine. With a simple motor design, this may also be omitted.
- the gearwheel 66 can form a common component with the gearwheel 42c mentioned above in the form of a gearwheel sleeve 67 pushed onto the shaft journal 12b and connected to it in a rotationally fixed manner.
- an endless belt in particular a toothed belt, can also be used, which then runs over corresponding pulleys of the camshaft and the crankshaft.
- the transmission space 70 receiving the transmission 60 within the engine 10 is simultaneously designed as an oil reservoir.
- the chain 62 (or the belt in the case of a belt drive) is then immersed in the oil supply both in the normal position with an exactly vertical crankshaft axis 14 and in corresponding inclined positions, with the result that the chain conveys the oil away from the oil supply, i.e. in an area that currently has no standing oil.
- Fig. 2 is intended to illustrate this.
- One can see with a solid line an oil level 62a with an exact vertical ( perpendicular) orientation of the crankshaft axis 14.
- the level 62a lies approximately such that the chain 60 and the gear wheels 64 and 66 are at least partially immersed in the lubricating oil. If the motor 10 is inclined, for example, by driving the lawn mower using the motor 10 up a slope, the oil level 62b is obtained, for example, with a slight inclination, provided that the usual design with the cylinder of the internal combustion engine pointing forward in the direction of travel is used.
- both an upper and a lower pivot bearing point 68a or 68b of the camshaft on the cylinder head have sufficient lubricating oil be supplied, as well as to the Cup tappets 26 abutting cam surfaces 16a and 16b of the camshaft 16.
- the cup tappets 26 themselves are provided if necessary also sufficient lubricating oil within their respective guide bore in the cylinder head 20.
- the motor is tilted in the opposite direction (driving downhill), e.g. an oil level 62c indicated with a dash-dot-dot line in FIG. 2.
- the front gear 64 is immersed in the lubricating oil.
- the chain 62 accordingly conveys lubricating oil into the crankshaft space with its chain center 62a ′′ returning to the gear 66 (arrow C in FIG. 4).
- the result is that in the region of the deflection of the chain 62 around the gear 66, oil splashes are thrown radially outwards (arrows D in FIG. 4).
- the resulting oil splashes and the resulting oil mist ensure lubrication both of the crankshaft bearings 44 and 57 and, in general, of a connecting rod bearing 72 between the connecting rod 28 and the crank pin 12c of the crankshaft 12.
- the oil-producing effect of the transmission 60 which ensures the lubrication, from the current lubricating oil pool to regions remote from the pool is also present when the motor is inclined to the side, ie an inclination about a horizontal pivot axis 74 which is contained in one of the two axes 14 or 18 Level lies.
- An oil level 62d is indicated in FIG. 4, which would result with a corresponding lateral inclination of the motor 10 (looking parallel to the axes 14 and 16). It can be seen that at least the front gear 64 is immersed in the oil, so that there is a conveying effect in the direction C, with oil splashes thrown in the direction of the arrows D and B when the chain rotates around the rear gear 66 and the front gear 64. Die Oil splashes or the oil mist ensures sufficient lubrication of all bearings.
- a certain oil supply is necessary so that according to the invention the transmission 10 always runs partially through the standing lubricating oil even in the inclined positions mentioned.
- the already mentioned annular space 54 is provided, which surrounds the shaft journal 12b.
- a recess 76 can be provided in the region of the front gear 64 to form a corresponding oil pocket for storage oil.
- the correspondingly large oil supply ensures, even with relatively extreme inclinations, that the transmission 60 is always partially immersed in the oil supply.
- Fig. 2 is indicated by a dash-dot line an oil level 62e, which is assumed when the engine takes the limit slope of 35 ° (uphill slope).
- the rear gear 66 is still immersed in the oil reservoir.
- the limit angle for downhill travel may be lower under certain circumstances, because for safety reasons it is not permitted to travel downhill with a large incline (risk of accident for the operator).
- the constant, at least partial immersion of the transmission in the oil reservoir also has the advantage of reducing running noise.
- the oil supply is dimensioned such that when the engine is inclined about the horizontal axis 74 in question by more than 90 °, the oil level 62d remains below the valves 22 and bucket tappets 24, so that hot and low-viscosity oil penetrates through the valve guides and the inlet valve in the combustion chamber or in the exhaust duct and the silencer is avoided from the outset.
- Such a lateral motor inclination is necessary, for example, if the knife area is to be cleaned after use of the lawnmower or if maintenance or repair work on the cutting tool (sickle knife) is to be carried out.
- the oil pump 56 already mentioned can be used for highly loaded engines. As FIG. 3 shows, the pump 56 receives oil from the annular space 54 via a feed line 56a. Since the motor should be particularly suitable for extreme rearward inclination (pivoting the motor about a horizontal axis in the clockwise direction of FIGS. 1 and 3) , the mouth 56b of the channel 56a lies on the side of the crankshaft axis 14 which is diametrically opposite the camshaft 16.
- the oil pump 56 is connected to a through channel 80 of the crankshaft 12 via a radial branch line 80a.
- the through channel 80 in turn ends at the connecting rod bearing 72 to form an outlet hole 80b.
- the bearing that is most heavily loaded during operation, namely the connecting rod bearing 72, is consequently lubricated.
- the remaining bearings are still lubricated with the aid of the delivery effect of the transmission 60.
- the annular space 54 is provided with a cover 84 in the embodiment with an oil pump.
- the cover 84 does not completely close off the annular space 54, but instead has oil passage openings which are adjusted to the oil delivery capacity of the oil pump 56. In many cases, it is sufficient to dimension a central opening 84a of the cover 84 through which the crankshaft 12 extends, so that there is a clear distance between the cover 84 and the crankshaft 12 (or sleeve 67 with the gearwheels 42c and 66).
- 3 and 4 is one Oil passage opening 86 indicated. This lies on the side of the crankshaft axis 14 facing the camshaft 18. The reason for this is again that in the case of the strong inclined position to be taken into account in the first place with an inclined cylinder (limit angle 35 ° see FIG. 3) the mouth in any case 56b of the feed line 56a is below the oil level. This oil level adjusts itself to the level 62e according to FIGS. 2 and 3 at least initially. In the case of a smaller oil supply quantity than in FIG. 2, a level 62e ′ indicated in FIG. 3 is set after some time, which is defined by the lowest point of the central opening 84a. In any case, the opening 56b of the supply line 56a always remains in the lubricating oil bath.
- the oil passage openings can each be provided with an upwardly projecting circumferential collar 88, which acts as a kind of " Overflow ".
- the chain 62 always pumps oil from the oil pool formed on the cover into the areas of the engine which are more distant from it. No other moving parts are required for this type of lubrication, so that reliable operation with an inexpensive construction is ensured.
- the small, light, single-cylinder four-stroke engine described above is suitable for driving implements, in particular a lawnmower.
- Other operating modes with changing inclinations are also possible.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmotor mit einer in einer Normallage des Motors vertikalen Kurbelwelle, wenigstens einer obenliegenden Nockenwelle und einer Transmission zwischen Kurbelwelle und der wenigstens einen Nockenwelle mit zur Kurbelwellenachse senkrechter Bewegungsebene innerhalb eines Transmissionsraumes.The invention relates to an internal combustion engine with a vertical crankshaft in a normal position of the engine, at least one overhead camshaft and a transmission between the crankshaft and the at least one camshaft with a plane of movement perpendicular to the crankshaft axis within a transmission space.
Zur präzisen Steuerung der Ventilöffnungszeiten werden in zunehmendem Maße selbst bei kleinen Antriebsmotoren, wie z.B. für Rasenmäher, obenliegende Nockenwellen eingesetzt, d.h. Nockenwellen, die im Zylinderkopf drehbar gelagert sind zur unmittelbaren oder mittelbaren Betätigung der hängend angeordneten Ein- und Auslaßventile. Eine Transmission zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle liefert die erforderliche Antriebsenergie und sorgt gleichzeitig für die erforderliche Synchronisierung der Nockenwellendrehung mit der Kurbelwellendrehung. In manchen Anwendungsbereichen von Brennkraftmotoren hat die vom Motor anzutreibende Arbeitswelle generell eine vertikale Orientierung. Ein Beispiel hierfür ist der Sichel-Rasenmäher. Die vertikale Orientierung wird hierbei jedoch nicht stets eingehalten, sondern es ergibt sich je nach Neigung des Untergrund eine dementsprechende Neigung der Arbeitswelle. Im Hinblick auf möglichst einfachen Aufbau und hohen Wirkungsgrad durch Vermeidung von Reibungsverlusten ist eine unmittelbare Kopplung der Kurbelwelle des Antriebsmotors mit der Arbeitswelle allenfalls unter Zwischenschaltung eines einfachen Stirnradgetriebes von großem Vorteil. Die Kurbelwelle nimmt dann ebenfalls eine vertikale Orientierung ein bzw., je nach Neigung des Untergrunds, auch eine mehr oder weniger gegen die Vertikale geneigte Orientierung.For precise control of the valve opening times, even with small drive motors, e.g. used for lawn mowers, overhead camshafts, i.e. Camshafts that are rotatably mounted in the cylinder head for direct or indirect actuation of the hanging intake and exhaust valves. A transmission between the camshaft and crankshaft provides the required drive energy and at the same time ensures the necessary synchronization of the camshaft rotation with the crankshaft rotation. In some areas of application of internal combustion engines, the working shaft to be driven by the engine generally has a vertical orientation. An example of this is the sickle lawnmower. However, the vertical orientation is not always maintained, depending on the inclination of the surface, there is a corresponding inclination of the working wave. With regard to the simplest possible structure and high efficiency by avoiding frictional losses, a direct coupling of the crankshaft of the drive motor with the working shaft is of great advantage, at most with the interposition of a simple spur gear. The crankshaft then also assumes a vertical orientation or, depending on the inclination of the subsurface, also an orientation that is more or less inclined to the vertical.
Die wenigstens eine "oben" liegende Nockenwelle erstreckt sich bei einer derartigen Anordnung seitlich und achsparallel in bezug auf die Nockenwellenachse. Um zuverlässigen Lauf, insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen und hohen Drehzahlen, sicherzustellen, muß für ständige Schmierung der Nockenwelle gesorgt werden.In such an arrangement, the at least one “overhead” camshaft extends laterally and axially parallel with respect to the camshaft axis. In order to ensure reliable running, especially at high operating temperatures and high speeds, constant lubrication of the camshaft must be ensured.
Aus der DE 40 15 610 A1 ist ein Brennkraftmotor der eingangs genannten Art bekannt, bei dem eine Ölpumpe im Bereich der unteren Lagerstelle der Kurbelwelle für eine Zwangsschmierung sowohl des besonders belasteten Kurbelwellen-Pleuellagers, als auch der oberen Lagerstelle der im Zylinderkopf gelagerten, also obenliegenden Nockenwelle sorgt. Hierzu ist die Ölpumpe an einen Durchgangskanal der Kurbelwelle angeschlossen, der sowohl ein Austrittsloch zum Pleuellager hin aufweist, als auch im Bereich des oberen Kurbelwellenendes in Kühlungskanäle einer an die Kurbelwelle angeflanschten hohlen Schwungscheibe übergeht. Die Kühlungskanäle wiederum münden in einen zur Zylinderachse parallel verlaufenden Kühlkanal innerhalb der hohlen, den Kolben umgebenden Zylinderwand. Dieser Kühlkanal weist sowohl eine Austrittsstelle 38 (Fig. 4) auf, die in den Kurbelwellenraum mündet, also auch eine Austrittsstelle 63 zum oberen Nockenwellenlager hin. Das aus diesem Lager austretende Öl kann entlang der Nockenwelle nach unten fließen, um sowohl die Nockenflächen zu schmieren, als auch die von einem Riementrieb gebildete Transmission zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle. Auch kann so das untere Nockenwellenlager ausreichend Schmieröl erhalten. Das zurückfließende Schmieröl wird in einem gesonderten, offenbar tieferliegenden Öl-Sammelbehälter 20 gesammelt und der Ölpumpe erneut zugeführt.From
Die Zwangsschmierung dieses Brennkraftmotors bedingt einen hohen konstruktiven Aufwand.The forced lubrication of this internal combustion engine requires a great deal of design.
Aus der EP-0 487 960 A1 ist ein Motor mit obenliegender Nockenwelle und vertikal orientierter Kurbelwelle bekannt, bei dem die von einem Riemengetriebe gebildete Transmission am oberen Ende von Kurbelwelle und Nockenwelle liegt. Es ist eine Zwangsschmierung für das obere Kurbelwellenlager sowie das obere Nockenwellenlager vorgesehen. Vom oberen Nockenwellenlager herabtropfendes Öl schmiert sowohl die Nockenflächen als auch das untere Nockenwellenlager, von wo es zu einem die Kurbelwelle umgebenden, die Ölpumpe aufnehmenden Ölvorrats-Ringraum zurückfließt. Die Transmission selbst kommt mit dem Schmieröl nicht in Berührung. Aus der US-5 000 126 schließlich ist ein Brennkraftmotor für einem Rasenmäher bekannt, bei dem keine obenliegende, sondern eine im Kurbelwellenraum gelagerte Nockenwelle eingesetzt wird.From EP-0 487 960 A1 an engine with an overhead camshaft and a vertically oriented crankshaft is known, in which the one formed by a belt transmission Transmission is at the upper end of the crankshaft and camshaft. Forced lubrication is provided for the upper crankshaft bearing and the upper camshaft bearing. Oil dripping from the upper camshaft bearing lubricates both the cam surfaces and the lower camshaft bearing, from where it flows back to an oil supply annular space surrounding the crankshaft and receiving the oil pump. The transmission itself does not come into contact with the lubricating oil. Finally, an internal combustion engine for a lawnmower is known from US Pat. No. 5,000,126, in which a camshaft that is mounted above and not in the crankshaft space is used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennkraftmotor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei einfachem Aufbau für eine zuverlässige Schmierung der Nockenwelle in den vorkommenden Betriebszuständen sorgt.The invention has for its object to provide an internal combustion engine of the type mentioned, which ensures reliable lubrication of the camshaft in the operating conditions occurring with a simple structure.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Transmissionsraum als Ölvorratsraum ausgebildet ist, derart, daß in der Normallage sowie ggf. in Schräglagen des Motors der jeweils am tiefsten gelegene Abschnitt der Transmission in den Ölpegel eintaucht.This object is achieved in that the transmission space is designed as an oil storage space in such a way that in the normal position and possibly in the inclined position of the engine, the lowest section of the transmission is immersed in the oil level.
Die Transmission dient so als Fördereinrichtung für das Schmieröl, welche das Schmieröl stets weg vom momentanen Ölpegel fördert und somit für eine gleichmäßige Verteilung des Öls sowohl im Bereich der Nockenwelle als auch im Bereich der Kurbelwelle sorgt. Ist der Motor beispielsweise momentan derart geneigt, daß der Kurbelwellenraum tiefer liegt als der Nockenwellenraum, so taucht die Transmission mit ihrem kurbelwellenseitigen Ende in den Ölpegel ein mit der Folge, daß die Transmission Öl von dort aus mitnimmt und in den Nockenwellenbereich fördert. Umgekehrt wird bei tieferliegendem Nockenwellenraum von der Transmission Öl in den Kurbelwellenraum gefördert.The transmission thus serves as a delivery device for the lubricating oil, which always delivers the lubricating oil away from the current oil level and thus ensures a uniform distribution of the oil both in the area of the camshaft and in the area of the crankshaft. If, for example, the engine is currently inclined in such a way that the crankshaft space is lower than the camshaft space, the transmission dips into the oil level with its end on the crankshaft side, with the result that the transmission takes oil from there and conveys it into the camshaft area. Conversely, if the camshaft space is lower, oil is transferred from the transmission to the crankshaft space.
Diese Öl-Verteilungsfunktion der Transmission ist beispielsweise auch dann wirksam, wenn der Brennkraftmotor plötzlich angehalten oder plötzlich beschleunigt wird, so daß aufgrund entsprechender Massenkräfte das Vorratsöl sich am entsprechenden Ende des Ölvorratsraums momentan staut. Ein Ölmangel am jeweils anderen Ende des Ölvorratsraums wird also durch die Transmission ausgeschlossen.This oil distribution function of the transmission is also effective, for example, when the internal combustion engine is suddenly stopped or suddenly accelerated, so that the supply oil is currently jammed at the corresponding end of the oil storage space due to corresponding mass forces. A lack of oil at the other end of the oil reservoir is therefore ruled out by the transmission.
Als Transmission kommen übliche Getriebe, wie z.B. Stirnradgetriebe, infrage. Besonders bevorzugt aufgrund einfachen Aufbaus und hoher Ölförderleistung ist erfindungsgemäß eine Transmission, die von einer endlosen Kette gebildet ist, die über ein mit der Nockenwelle verbundenes Zahnrad und ein mit der Kurbelwelle verbundenes Zahnrad läuft. Bei dieser Kette kann es sich um eine Rollenkette handeln oder auch um eine Zahnkette.Common transmissions, e.g. Helical gearbox, in question. According to the invention, a transmission which is formed by an endless chain which runs via a gearwheel connected to the camshaft and a gearwheel connected to the crankshaft is particularly preferred on account of the simple structure and high oil output. This chain can be a roller chain or a tooth chain.
Genauso gut kann die Transmission auch von einem endlosen Riemen, vorzugsweise Zahnriemen, gebildet sein, der über eine mit der Nockenwelle verbundene Riemenscheibe und über eine mit Kurbelwelle verbundene Riemenscheibe läuft. Der Zahnriemen zeichnet sich durch geringes Gewicht und geräuscharmen Lauf bei guter Laufpräzision aus. Sowohl beim Einsatz der Kette als auch beim Einsatz des Riemens fördert die erfindungsgemäße Ausbildung des Transmissionsraums als Ölvorratsraum geräuscharmen Lauf, da das Ölbad für die Kette bzw. den Riemen zu wesentlich erhöhter Laufruhe beiträgt.The transmission can equally well be formed by an endless belt, preferably a toothed belt, which runs over a belt pulley connected to the camshaft and over a belt pulley connected with the crankshaft. The toothed belt is characterized by its low weight and quiet running with good running precision. Both when using the chain and when using the belt, the inventive design of the transmission space as an oil reservoir promotes quiet running, since the oil bath for the chain or the belt contributes to significantly increased smoothness.
Um ohne weitere Maßnahmen für eine zuverlässige Schmierung der entsprechenden Teile zu sorgen, ist vorgesehen, daß im Bereich des kurbelwellenseitigen Endes und/oder des nockenwellenseitigen Endes der Transmission wenigstens eine Prallfläche für von der Transmission weggeschleudertes Öl vorgesehen ist zur Erzeugung von Spritzöl oder Ölnebel. Das Spritzöl bzw. der Ölnebel gelangt ohne weiteres auch an entferntere Schmierstellen.In order to ensure reliable lubrication of the corresponding parts without further measures, it is provided that in the region of the crankshaft-side end and / or the camshaft-side end of the transmission at least one impact surface for oil thrown away from the transmission is provided for the production of spray oil or oil mist. The spray oil or the oil mist easily gets to more distant lubrication points.
Um die Schmierung von Lagerstellen weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß im Bereich einer Lagerstelle der Kurbelwelle oder der Nockenwelle wenigstens eine Ölrinne vorgesehen ist zum Leiten von niedergeschlagenem Ölnebel oder Spritzöl zur jeweiligen Lagerstelle.In order to further improve the lubrication of bearing points, it is proposed that at least one oil channel be provided in the area of a bearing point of the crankshaft or camshaft for guiding deposited oil mist or spray oil to the respective bearing point.
In vielen Fällen, insbesondere bei geringer beanspruchten Motoren oder Motoren, bei denen es um besonders kostengünstige Herstellbarkeit geht, reicht die Schmierung der Kurbelwelle durch das durch die Transmission erzeugte Spritzöl bzw. Ölnebel aus. In anderen Fällen, inbesondere bei Motoren zum professionellen Einsatz, wird der Einsatz einer Ölpumpe vorgeschlagen, deren Einlaß an den Ölvorratsraum angeschlossen ist und deren Auslaß mit einem Kurbelwellen-Pleuellager verbunden ist. Auf diese Weise wird für zuverlässige Schmierung der am stärksten belasteten Lagerstelle gesorgt.In many cases, particularly in the case of low-stress engines or engines which are particularly economical to manufacture, lubrication of the crankshaft by the spray oil or oil mist generated by the transmission is sufficient. In other cases, in particular in engines for professional use, the use of an oil pump is proposed, the inlet of which is connected to the oil reservoir and the outlet of which is connected to a crankshaft connecting rod bearing. In this way, reliable lubrication of the most heavily loaded bearing point is ensured.
Hierbei wird vorgeschlagen, daß der Auslaß der Ölpumpe an einen Durchgangskanal der Kurbelwelle mit Austrittsloch am Pleuellager angeschlossen ist. Der Durchgangskanal kann am Pleuellager enden, da die Nockenwelle unabhängig hiervon aufgrund der Förderwirkung der Transmission geschmiert wird.It is proposed here that the outlet of the oil pump is connected to a through-channel of the crankshaft with an outlet hole on the connecting rod bearing. The through-channel can end at the connecting rod bearing, since the camshaft is lubricated independently of this due to the promotional effect of the transmission.
Für die Ölpumpe sind viele Bauarten denkbar, bevorzugt jedoch ist vorgesehen, daß die Ölpumpe eine von der Kurbelwelle angetriebene Gummiflügelzellenpumpe ist.Many designs are conceivable for the oil pump, but it is preferably provided that the oil pump is a rubber vane cell pump driven by the crankshaft.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß Teil des Ölvorratsraums ein die Kurbelwelle umgebender Ringraum ist. Der Ringraum ist kostengünstig erstellbar, da hierzu lediglich ein am Kurbelgehäuse anzubringendes Gehäuseteil dementsprechend zu modifizieren ist.In a further development of the invention, it is proposed that part of the oil reservoir is an annular space surrounding the crankshaft. The annular space can be produced inexpensively, since only a housing part to be attached to the crankcase needs to be modified accordingly.
Im Falle des Einsatzes einer Ölpumpe wird vorgeschlagen, daß der Einlaß der Ölpumpe über eine Zuleitung mit dem Ringraum verbunden ist, die in den Ringraum im Bereich des Ringraumbodens einmündet. Hierbei kann vorgesehen sein, daß die Zuleitung in den Ringraum auf der der Nockenwelle diametral gegenüberliegenden Seite der Kurbelwellenachse einmündet. Diese Lage der Zuleitung stellt sicher, daß die Ölpumpe auch in größeren Schräglagen des Motors weiterhin mit Öl versorgt wird. Die Anordnung der Zuleitung auf der von der Nockenwelle abgewandten Seite der Kurbelwellenachse ist für diejenigen Fälle vorgesehen, bei denen zwar eine starke Motorneigung im Sinne einer höher gelegenen Nockenwelle zulässig ist, jedoch nicht eine starke Neigung in der entgegengesetzten Richtung. So ist beispielsweise bei Rasenmähern die Nockenwelle zumeist in bezug auf die Fahrtrichtung vorne liegend und bei starker Hangneigung zwar eine Bergaufwärtsfahrt des Rasenmähers zugelassen, jedoch keine Bergabwärtsfahrt. Für die Bergaufwärtsfahrt bei starker Hangneigung stellt die angegebene Lage der Ansaugöffnung der Ölpumpe eine zuverlässige Lagerschmierung mit Drucköl sicher.In the case of the use of an oil pump, it is proposed that the inlet of the oil pump via a feed line with the Annular space is connected, which opens into the annular space in the area of the annular space floor. It can be provided that the supply line opens into the annular space on the side of the crankshaft axis diametrically opposite the camshaft. This position of the supply line ensures that the oil pump continues to be supplied with oil even in larger inclined positions of the engine. The arrangement of the supply line on the side of the crankshaft axis facing away from the camshaft is intended for those cases in which a strong engine inclination in the sense of a higher-lying camshaft is permissible, but not a strong inclination in the opposite direction. For example, in lawnmowers, the camshaft is mostly in front in relation to the direction of travel and, if the slope is steep, the lawnmower is allowed to go uphill, but not downhill. The specified position of the oil pump intake opening ensures reliable bearing lubrication with compressed oil for driving uphill with a steep slope.
Um auch bei extremen Motorneigungen ein Trockenlaufen der Ölpumpe zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß der Ringraum mit einer unterhalb der Transmission angeordneten Abdeckung versehen ist. Die Abdeckung verhindert bei entsprechender Schräglage des Motors, daß das Öl aus dem Ringraum soweit herausfließt, daß die Ansaugöffnung der Ölpumpe außerhalb des Ölpegels gelangt.In order to prevent the oil pump from running dry even with extreme engine tendencies, it is proposed that the annular space be provided with a cover arranged below the transmission. When the engine is tilted appropriately, the cover prevents the oil from flowing out of the annular space to such an extent that the intake opening of the oil pump reaches outside the oil level.
Um sicherzustellen, daß während des laufenden Betriebs stets ausreichend Öl in den Ringraum zurückfließt, wird vorgeschlagen, daß die Abdeckung mit wenigstens einer Öl-Durchtrittsöffnung versehen ist.In order to ensure that sufficient oil always flows back into the annular space during operation, it is proposed that the cover be provided with at least one oil passage opening.
Um dennoch einen ausreichenden Ölpegel sicherzustellen, in den die Transmission zumindest teilweise eintaucht. wird vorgeschlagen, daß die wenigstens eine Öl-Durchtrittsöffnung mit einem nach oben abstehenden Umfangsbund versehen ist. Der Umfangsbund sorgt dafür, daß sich auf der Abdeckung eine Öllache mit einer der Umfangsbundhöhe entsprechenden Tiefe ausbildet.In order to ensure a sufficient oil level in which the transmission is at least partially immersed. It is proposed that the at least one oil passage opening protrude upwards Circumferential band is provided. The circumferential collar ensures that an oil pool with a depth corresponding to the circumferential collar height is formed on the cover.
Der Einfachheit halber kann vorgesehen sein, daß die Abdeckung eine zentrale Öffnung aufweist, die von der Kurbelwelle durchsetzt wird.For the sake of simplicity, it can be provided that the cover has a central opening through which the crankshaft passes.
Um für den angesprochenen Fall der Zulässigkeit einer starken Neigung lediglich in Richtung einer höher gelegenen Nockenwelle zuverlässig für ein ausreichendes Restölvolumen im Ringraum zu sorgen, wird vorgeschlagen, daß wenigstens eine Öl-Durchtrittsöffnung auf der der wenigstens einen Nockenwelle zugewandten Seite der Kurbenwellenachse angeordnet ist.In order to reliably ensure sufficient residual oil volume in the annular space in the case of the admissibility of a strong inclination only in the direction of a higher-lying camshaft, it is proposed that at least one oil passage opening be arranged on the side of the crankshaft axis facing the at least one camshaft.
Kostengünstige Herstellbarkeit ist dadurch gewährleistet, daß die Abdeckung von einem Abdeckblech gebildet ist.Inexpensive producibility is ensured in that the cover is formed by a cover plate.
Zur Vergrößerung des wirksamen Ölvorrats kann eine Ausnebmung unterhalb der Nockenwelle vorgeschlagen sein.To increase the effective oil supply, a recess underneath the camshaft can be proposed.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung des vorstehend beschriebenen Brennkraftmotors in einem Rasenmäher, wenn auch andere Anwendungsarten infrage kommen.It is particularly preferred to use the internal combustion engine described above in a lawn mower, although other types of application are also possible.
Die Erfindung wird im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen vereinfachten Vertikalschnitt längs der Zylinderachse eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmotors;
- Fig. 2
- eine weiter vereinfachte vertikale Schnittansicht einer Version des Brennkraftmotors gemäß Fig. 1 ohne Ölpumpe, wobei einige Ölpegel bei unterschiedlichen Neigungen des Motors angedeutet sind;
- Fig. 3
- einen Vertikalschnitt im Bereich der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 mit Ölpumpe; und
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf die Transmission der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 und 3 (Schnittlinie IV-IV in den Figuren 1 und 3).
- Fig. 1
- a simplified vertical section along the cylinder axis of an internal combustion engine designed according to the invention;
- Fig. 2
- a further simplified vertical sectional view of a version of the internal combustion engine according to Figure 1 without an oil pump, some oil levels are indicated at different inclinations of the engine.
- Fig. 3
- a vertical section in the region of the crankshaft of the internal combustion engine according to FIG. 1 with an oil pump; and
- Fig. 4
- a plan view of the transmission of the internal combustion engine according to FIGS. 1 and 3 (section line IV-IV in Figures 1 and 3).
Kleine, leichte, einzylindrige 4-Takt-Motoren, wie diese z.B. für den Antrieb von Rasenmähern und ähnlichen Geräten gebraucht werden, haben neuerdings eine Ventilsteuerung mit obenliegender, d.h. im Zylinderkopf gelagerter Nockenwelle, die die Ein- und Auslaßventile betätigt.Small, light, single-cylinder 4-stroke engines, like these e.g. for driving lawn mowers and similar devices have recently been fitted with a valve control with overhead, i.e. Camshaft mounted in the cylinder head, which actuates the intake and exhaust valves.
Ein derartiger Aufbau ist der Prinzipzeichnung gemäß Fig. 1 zu entnehmen. Der mit 10 bezeichnete Brennkraftmotor weist also eine Kurbelwelle 12 auf, deren Kurbelwellenachse 14 in einer Normallage des Motors vertikal orientiert ist. Eine Nockenwelle 16 mit zur Kurbelwellenachse 14 paralleler Achse 18 ist an einem Zylinderkopf 20 drehbar gelagert zur unmittelbaren Betätigung der hängend angeordneten Ventile 22, im dargestellten Beispiel über Tassenstößel 24, die jeweils eine Ventilfeder 26 umgreifen.Such a structure can be found in the basic drawing according to FIG. 1. The internal combustion engine designated 10 thus has a
Zum allgemeinen Aufbau des Brennkraftmotors 10 ist noch zu ergänzen, daß die Kurbelwelle 12 über eine Pleuelstange 28 und einen Kolbenbolzen 30 mit einem Zylinder 32 verbunden ist, der in einem Zylinderkurbelgehäuse 34 hin und her verschiebbar gelagert ist. Der dargestellte Motor 10 ist luftgekühlt, wozu entsprechende Kühlrippen 34a bzw. 20a am Zylinderkurbelgehäuse 34 und am Zylinderkopf 20 vorgesehen sind. Das im nachfolgenden noch näher zu beschreibende Ölschmiersystem läßt sich jedoch auch bei flüssigkeitsgefüllten Motoren einsetzen.For the general structure of the
Weiter in Fig. 1 dargestellte Aggregate des Brennkraftmotors 10 sind ein Seilzugstarter 36 sowie eine Magnetzündeinrichtung 37. Der Seilzugstarter 36 hat üblichen Aufbau. Er umfaßt ein Zugseil 36a, welches auf eine Seilscheibe 36b aufgewickelt ist, mit Festlegung des inneren Seilendes an dieser Scheibe. Das äußere Seilende trägt einen nicht dargestellten Handgriff. Eine Seilspannfeder 36c spannt die Seilscheibe 36b im Sinne eines Aufgewickelthaltens des Seils 36a vor. Über einen nicht dargestellten Freilauf ist die Seilscheibe 36b an ein Polrad 38 angekoppelt, welches wiederum drehfest (Mutter 39) mit dem oberen Ende der Kurbelwelle 12 verbunden ist.1 of the
Das Polrad 38 ist mit Kühlrippen 38a ausgebildet. Ferner trägt das Polrad 38 wenigstens einen Permanentmagneten 38b als Teil der Magnetzündeinrichtung 37. Bei jedem Vorbeilauf des Permanentmagnetens 38b an einer in Fig. 1 links vom Polrad 38 dargestellten Erregereinheit 40 wird in dieser die erforderliche Zündspannung für die nicht dargestellte Zündkerze erzeugt. Man erkennt Ankerbleche 40a, die die Induktionswirkung verstärken.The
In Fig. 1 rechts unten ist ferner ein üblicher Fliehkraftregler 42 angedeutet, der zur Drehzahlregelung an eine nicht dargestellte Drosselklappe angreift. Ein Trägerteil 42a für Fliehkraftgewichte 42b ist mit einer Umfangsverzahnung versehen. Diese greift in ein Zahnrad 42c ein, welches zwischen einer unteren Kurbelwange 12a der Kurbelwelle 12 und einem unteren Kurbelwellenlager 44 drehfest an einem unteren Wellenzapfen 12b der Kurbelwelle 12 angebracht ist. Die Fliehkraftgewichte 42b dienen der axialen Verstellung eines Betätigungsglieds 42d, welches wiederum über nicht dargestellte Mittel mit der Drosselklappe verbunden ist.1, a conventional
Der Seilzugstarter 36 wird nach außen hin durch eine Abdeckkappe 46 abgedeckt. Eine weitere Abdeckkappe 48 deckt die Magnetzündeinrichtung 37 samt Polrad 38 ab. Ein Zylinderkopfdeckel 50 deckt die Nockenwelle 16 ab.The
Das untere Kurbelwellenlager 44 samt Fliehkraftregler 42 befinden sich in einem gesonderten Gehäuseteil 52, welches am Zylinderkurbelgehäuse 34 angebracht ist. Das Gehäuseteil 52 beherbergt auch einen Ringraum 54 als Teil des noch zu beschreibenden Ölschmiersystems sowie, in einer Version des Motors, eine Ölpumpe 56 in Form einer Flügelzellenpumpe. Ein oberes Kurbelwellenlager 57 dagegen ist unmittelbar in das Zylinderkurbelgehäuse 34 eingesetzt.The lower crankshaft bearing 44 together with the
Der mit der Kurbelwellendrehung synchrone Antrieb der Nockenwelle 16 erfolgt über eine Transmission 60, die gleichzeitig die Funktion der Schmierölverteilung übernimmt, um so eine ausreichende Schmierung des Motors 10 sicherzustellen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Transmission 60 von einer endlosen Kette 62 (Rollenkette oder Zahnkette) gebildet, die sowohl über ein am unteren Ende der Nockenwelle 16 angebrachtes Zahnrad 64 als auch über ein am Wellenzapfen 12b der Kurbelwelle 12 drehfest angebrachtes Zahnrad 66 läuft (s. auch Draufsicht gemäß Fig. 4). Die Kette 62 kann je nach Bauart des Motors durch eine nicht dargestellte Spanneinrichtung gespannt werden. Bei einfacher Motorbauweise kann diese u.U. auch entfallen. Das Zahnrad 66 kann mit dem vorstehend erwähnten Zahnrad 42c ein gemeinsames Bauteil in Form einer auf den Wellenzapfen 12b aufgeschobenen und mit diesem drehfest verbundenen Zahnradhülse 67 bilden. Anstelle der Kette 62 kann auch ein endloser Riemen, insbesondere Zahnriemen, eingesetzt werden, der dann über entsprechende Riemenscheiben der Nockenwelle und der Kurbelwelle läuft.The
Um sowohl bei exakt vertikaler Kurbelwellenachse 14 als auch in Schräglagen des Motors stets eine ausreichende Motorschmierung zu erhalten, ist der die Transmission 60 aufnehmende Transmissionsraum 70 innerhalb des Motors 10 gleichzeitig als Ölvorratsraum ausgebildet. Die Kette 62 (bzw. der Riemen im Falle eines Riemenantriebs) taucht dann sowohl in der Normallage mit exakt vertikaler Kurbelwellenachse 14 als auch in entsprechenden Schräglagen stets in den Ölvorrat ein mit der Folge, daß die Kette das Öl vom Ölvorrat weg fördert, also in einen Bereich, der momentan kein stehendes Öl aufweist.In order to always obtain adequate engine lubrication both with an exactly
Fig. 2 soll dies verdeutlichen. Man erkennt mit durchgezogener Linie einen Ölpegel 62a bei exakter vertikaler (= lotrechter) Orientierung der Kurbelwellenachse 14. Der Pegel 62a liegt etwa so, daß die Kette 60 sowie die Zahnräder 64 und 66 zumindest teilweise in das Schmieröl eintauchen. Wird der Motor 10 geneigt beispielsweise dadurch, daß der den Motor 10 einsetzende Rasenmäher einen Hang hinaufgefahren wird, so erhält man bei geringer Neigung beispielsweise den Ölpegel 62b, sofern die übliche Bauweise mit in Fahrtrichtung nach vorne weisendem Zylinder der Brennkraftmaschine zum Einsatz kommt.Fig. 2 is intended to illustrate this. One can see with a solid line an
Man erkennt in Fig. 2, daß nunmehr das in Fig. 2 rechts gelegene, hintere Zahnrad 66 voll in das Schmieröl eintaucht. Die Kette 60 fördert demzufolge Schmieröl nach vorne (Pfeil A) zum vorderen Zahnrad 64. Dort wird das Öl radial nach außen in bezug auf die Achse 18 aufgrund der bei der Umlenkung der Kette 62 um das Zahnrad 64 entstehenden Zentrifugelkraft geschleudert. Hierdurch entstehen Ölspritzer sowie Ölnebel. Diese Spritzer bzw. der Ölnebel breitet sich im Innenraum 50a des Zylinderkopfdeckels 50 aus (Pfeile B in den Fig. 1 und 4) mit der Folge, daß sowohl eine obere als auch eine untere Drehlagerstelle 68a bzw. 68b der Nockenwelle am Zylinderkopf ausreichend mit Schmieröl versorgt werden, als auch die an den Tassenstößeln 26 anliegenden Nockenflächen 16a und 16b der Nockenwelle 16. Die Tassenstößel 26 selbst erhalten erforderlichenfalls
ebenfalls ausreichend Schmieröl innerhalb ihrer jeweiligen Führungsbohrung im Zylinderkopf 20.2 that the
also sufficient lubricating oil within their respective guide bore in the cylinder head 20.
Wird dagegen der Motor in der entgegengesetzten Richtung geneigt (Fahrt hangabwärts), so stellt sich z.B. ein in Fig. 2 mit einer Strich-Punkt-Punkt-Linie angedeuteter Ölpegel 62c ein. Nunmehr taucht also das vordere Zahnrad 64 in das Schmieröl ein. Die Kette 62 fördert demzufolge mit ihrem zum Zahnrad 66 zurücklaufenden Kettentrum 62a'' Schmieröl in den Kurbelwellenraum (Pfeil C in Fig. 4). Die Folge ist wiederum, daß im Bereich der Umlenkung der Kette 62 um das Zahnrad 66 herum Ölspritzer radial nach außen geschleudert werden (Pfeile D in Fig. 4). Die entstehenden Ölspritzer sowie der entstehende Ölnebel stellen eine Schmierung sowohl der Kurbelwellenlager 44 und 57 sicher, als auch im allgemeinen eines Pleuellagers 72 zwischen Pleuelstange 28 und Kurbelzapfen 12c der Kurbelwelle 12.If, on the other hand, the motor is tilted in the opposite direction (driving downhill), e.g. an
Die die Schmierung sicherstellende Ölförderwirkung der Transmission 60 von der momentanen Schmieröllache zu von der Lache entfernten Bereichen ist auch dann gegeben, wenn der Motor eine seitliche Neigung einnimmt, d.h. eine Neigung um eine horizontale Schwenkachse 74, die in einer die beiden Achsen 14 oder 18 enthaltenden Ebene liegt. In Fig. 4 ist ein Ölpegel 62d angedeutet, der sich bei entsprechender seitlicher Neigung des Motors 10 ergeben würde (mit Blickrichtung parallel zu den Achsen 14 und 16). Man erkennt, daß zumindest das vordere Zahnrad 64 in das Öl eintaucht, so daß sich eine Förderwirkung in Richtung C ergibt, mit in Richtung der Pfeile D sowie B weggeschleuderten Ölspritzern beim Umlauf der Kette um das hintere Zahnrad 66 und das vordere Zahnrad 64. Die Ölspritzer bzw. der Ölnebel sorgt für eine ausreichende Schmierung sämtlicher Lagerstellen.The oil-producing effect of the
Damit erfindungsgemäß die Transmission 10 auch bei den genannten Schräglagen stets teilweise durch das stehende Schmieröl läuft, ist ein gewisser Ölvorrat nötig. Um diesen aufzunehmen, ist der bereits erwähnte Ringraum 54 vorgesehen, der den Wellenzapfen 12b umringt. Zusätzlich kann im Bereich des vorderen Zahnrads 64 eine Ausnehmung 76 zur Bildung einer entsprechenden Öltasche für Vorratsöl vorgesehen sein. Der dementsprechend große Ölvorrat stellt auch bei relativ extremen Neigungen sicher, daß die Transmission 60 stets teilweise in den Ölvorrat eintaucht. In Fig. 2 ist mit einer Strich-Punkt-Linie ein Ölpegel 62e angedeutet, der dann eingenommen wird, wenn der Motor die Grenzneigung von 35° (Fahrt hangaufwärts) einnimmt. Das hintere Zahnrad 66 ist weiterhin im Ölvorrat eingetaucht. Der Grenzwinkel für Hangabwärtsfahrt dagegen kann unter Umständen geringer sein, da aus Sicherheitsgründen eine Hangabwärtsfahrt bei großer Neigung unzulässig ist (Unfallgefahren für die Bedienerperson).A certain oil supply is necessary so that according to the invention the
Das ständige, zumindest teilweise Eintauchen der Transmission in den Ölvorrat hat auch den Vorteil einer Verminderung der Laufgeräusche.The constant, at least partial immersion of the transmission in the oil reservoir also has the advantage of reducing running noise.
Der Ölvorrat ist derart bemessen, daß bei einer Neigung des Motors um die angesprochene Horizontalachse 74 selbst um mehr als 90° der Ölpegel 62d unterhalb der Ventile 22 und Tassenstößel 24 bleibt, so daß ein Eindringen von heißem und dünnflüssigem Öl über die Ventilführungen und das Einlaßventil in den Brennraum oder in den Auslaßkanal und den Schalldämpfer von vorneherein vermieden wird. Eine derartige seitliche Motorneigung ist beispielsweise dann nötig, wenn nach dem Gebrauch des Rasenmähers der Messerraum gereinigt werden soll oder wenn Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Schneidwerkzeug (Sichelmesser) durchzuführen sind.The oil supply is dimensioned such that when the engine is inclined about the
Für hoch belastete Motoren kann die bereits erwähnte Ölpumpe 56 zum Einsatz kommen. Wie Fig. 3 zeigt, erhält die Pumpe 56 über eine Zuleitung 56a Öl aus dem Ringraum 54. Da der Motor vor allem für extreme Neigung nach hinten (Verschwenken des Motors um eine horizontale Achse im Uhrzeigersinn der Fig. 1 und 3) geeignet sein soll, liegt die Mündung 56b des Kanals 56a auf derjenigen Seite der Kurbelwellenachse 14, die der Nockenwelle 16 diametral gegenüberliegt.The
Die Ölpumpe 56 ist an einen Durchgangskanal 80 der Kurbelwelle 12 über eine radiale Stichleitung 80a angeschlossen. Der Durchgangskanal 80 wiederum endet am Pleuellager 72 unter Bildung eines Austrittslochs 80b. Das während des Betriebes am stärksten belastete Lager, nämlich das Pleuellager 72, wird demzufolge zwangsgeschmiert. Die Schmierung der übrigen Lager erfolgt weiterhin unter Zuhilfenahme der Förderwirkung der Transmission 60.The
Um in den möglichen Neigungslagen des Motors zuverlässig dafür zu sorgen, daß die Zwangsschmierung des Pleuellagers über die Ölpumpe 56 aufrechterhalten bleibt, ist der Ringraum 54 bei der Ausführungsform mit Ölpumpe mit einer Abdeckung 84 versehen. Um den über die Ölpumpe 56 laufenden Ölkreislauf aufrechtzuerhalten, schließt die Abdeckung 84 den Ringraum 54 nicht vollständig ab, sondern weist Öldurchtrittsöffnungen auf, die auf die Ölförderleistung der Ölpumpe 56 abgestellt sind. In vielen Fällen reicht es bereits aus, eine von der Kurbelwelle 12 durchsetzte zentrale Öffnung 84a der Abdeckung 84 dementsprechend größer zu dimensionieren, so daß ein lichter Abstand zwischen Abdeckung 84 und Kurbelwelle 12 (bzw. Hülse 67 mit den Zahnrädern 42c und 66) besteht.In order to reliably ensure in the possible inclination positions of the engine that the forced lubrication of the connecting rod bearing is maintained via the
Unter Umständen können weitere Öffnungen erforderlich sein. In den Fig. 3 und 4 ist eine derartige Öldurchtrittsöffnung 86 angedeutet. Diese liegt auf der der Nockenwelle 18 zugewandten Seite der Kurbelwellenachse 14. Der Grund hierfür ist wiederum, daß bei der in erster Linie zu berücksichtigenden starken Schräglage mit schräg nach oben geneigtem Zylinder (Grenzwinkel 35° s. Fig. 3) auf jeden Fall die Mündung 56b der Zuleitung 56a unter dem Ölpegel liegt. Dieser Ölpegel stellt sich zumindest anfänglich auf den Pegel 62e gemäß Fig. 2 und 3 ein. Bei einer im Vergleich zu Fig. 2 geringeren Ölvorratsmenge wird sich nach einiger Zeit ein in Fig. 3 angedeuteter Pegel 62e'einstellen, der durch die unterste Stelle der zentralen Öffnung 84a definiert ist. Jedenfalls bleibt die Öffnung 56b der Zuleitung 56a stets im Schmierölbad.Additional openings may be required. 3 and 4 is one Oil passage opening 86 indicated. This lies on the side of the
Um auch bei Einsatz der Abdeckung 84 stets eine Mindesthöhe des Ölpegels sicherzustellen (Ölpegel 62a' bei vertikaler Kurbelwellenachse 14), können die Öldurchtrittsöffnungen (zentrale Öffnung 84a und Öffnung 86) jeweils mit einem nach oben abstehenden Umfangsbund 88 versehen sein, der als eine Art "Überlauf" dient. Je nach Neigung des Motors fördert die Kette 62 stets Öl von der jeweilig auf der Abdeckung gebildeten Öllache in die hiervon entfernteren Bereiche des Motors. Für diese Art von Schmierung werden keine weiteren beweglichen Teile benötigt, so daß ein zuverlässiger Betrieb bei kostengünstigem Aufbau gewährleistet ist.In order to always ensure a minimum height of the oil level even when the
Der vorstehend beschriebene kleine, leichte, einzylindrige Viertaktmotor eignet sich zum Antrieb von Arbeitsgeräten, insbesondere eines Rasenmähers. Auch andere Betriebsarten mit wechselnder Neigung infrage kommen.The small, light, single-cylinder four-stroke engine described above is suitable for driving implements, in particular a lawnmower. Other operating modes with changing inclinations are also possible.
Claims (19)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Transmissionsraum (70) als Ölvorratsraum ausgebildet ist, derart, daß in der Normallage sowie ggf. in Schräglagen des Motors der jeweils am tiefsten gelegene Abschnitt der Transmission (60) in den Ölpegel eintaucht.Internal combustion engine (10) with a crankshaft (12) vertical in a normal position of the engine, at least one overhead camshaft (16) and a transmission (60) between the crankshaft (12) and the at least one camshaft (16) perpendicular to the crankshaft axis (14) Plane of movement within a transmission space (70),
characterized by
that the transmission space (70) is designed as an oil storage space, such that in the normal position and possibly in the inclined position of the engine, the lowest section of the transmission (60) is immersed in the oil level.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transmission (60) von einer endlosen Kette (62) gebildet ist, die über ein mit der Nockenwelle (16) verbundenes Zahnrad (64) und ein mit der Kurbelwelle (12) verbundenes Zahnrad (66) läuft.Internal combustion engine according to claim 1,
characterized by
that the transmission (60) is formed by an endless chain (62) which runs via a gearwheel (64) connected to the camshaft (16) and a gearwheel (66) connected to the crankshaft (12).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transmission von einem endlosen Riemen, vorzugsweise Zahnriemen, gebildet ist, der über eine mit der Nockenwelle verbundene Riemenscheibe und eine mit der Kurbelwelle verbundene Riemenscheibe läuft.Internal combustion engine according to claim 1,
characterized by
that the transmission is formed by an endless belt, preferably a toothed belt, which runs over a pulley connected to the camshaft and a pulley connected to the crankshaft.
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des kurbelwellenseitigen Endes und/oder des nockenwellenseitigen Endes der Transmission (60) wenigstens eine Prallfläche für von der Transmission (60) weggeschleudertes Öl vorgesehen ist zur Erzeugung von Spritzöl oder Ölnebel.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized by
that in the region of the crankshaft end and / or the camshaft end of the transmission (60) at least one baffle is provided for oil thrown away from the transmission (60) to produce spray oil or oil mist.
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich einer Lagerstelle der Kurbelwelle (12) und/oder der Nockenwelle (16) wenigstens eine Ölrinne vorgesehen ist zum Leiten von niedergeschlagenem Ölnebel oder Spritzöl zur jeweiligen Lagerstelle.Internal combustion engine according to claim 4,
characterized by
that in the area of a bearing point of the crankshaft (12) and / or the camshaft (16) at least one oil channel is provided for guiding down oil mist or spray oil to the respective bearing point.
gekennzeichnet durch
eine Ölpumpe (56), deren Einlaß an den Ölvorratsraum angeschlossen ist und deren Auslaß mit einem Kurbelwellen-Pleuellager (72) verbunden ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized by
an oil pump (56), the inlet of which is connected to the oil reservoir and the outlet of which is connected to a crankshaft connecting rod bearing (72).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß der Ölpumpe (56) an einen Durchgangskanal (80) der Kurbelwelle (12) mit Austrittsloch (80b) am Pleuellager (72) angeschlossen ist.Internal combustion engine according to claim 6,
characterized by
that the outlet of the oil pump (56) is connected to a through-channel (80) of the crankshaft (12) with an outlet hole (80b) on the connecting rod bearing (72).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölpumpe (56) eine von der Kurbelwelle (12) angetriebene Gummiflügelzellenpumpe ist.Internal combustion engine according to claim 6 or 7,
characterized by
that the oil pump (56) is a rubber vane pump driven by the crankshaft (12).
dadurch gekennzeichnet,
daß Teil des Ölvorratsraums ein die Kurbelwelle (12) umgebender Ringraum (54) ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized by
that part of the oil reservoir is an annular space (54) surrounding the crankshaft (12).
daduruch gekennzeichnet,
daß der Einlaß der Ölpumpe (56) über eine Zuleitung (56a) mit dem Ringraum (54) verbunden ist, die in den Ringraum (54) im Bereich des Ringraumbodens einmündet.Internal combustion engine according to one of claims 6 to 9,
marked thereby ,
that the inlet of the oil pump (56) is connected to the annular space (54) via a feed line (56a) which opens into the annular space (54) in the region of the annular space floor.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuleitung (56a) in den Ringraum (54) auf der der Nockenwelle (16) diametral gegenüberliegenden Seite der Kurbelwellenachse (14) einmündet.Internal combustion engine according to claim 10,
characterized by
that the supply line (56a) opens into the annular space (54) on the side of the crankshaft axis (14) diametrically opposite the camshaft (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringraum (54) mit einer unterhalb der Transmission (60) angeordneten Abdeckung (84) versehen ist.Internal combustion engine according to one of claims 9 to 11,
characterized by
that the annular space (54) is provided with a cover (84) arranged below the transmission (60).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (84) mit wenigstens einer Öl-Durchtrittsöffnung (86) versehen ist.Internal combustion engine according to claim 12,
characterized by
that the cover (84) is provided with at least one oil passage opening (86).
dadurch gekennzeichnet,
daß die wenigstens eine Öl-Durchtrittsöffnung (86) mit einem nach oben abstehenden Umfangsbund (88) versehen ist.Internal combustion engine according to claim 13,
characterized by
that the at least one oil passage opening (86) is provided with an upwardly projecting peripheral collar (88).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung eine zentrale Öffnung (84a) aufweist, die von der Kurbelwelle (12) durchsetzt wird.Internal combustion engine according to claim 13 or 14,
characterized by
that the cover has a central opening (84a) through which the crankshaft (12) passes.
gekennzeichnet durch
wenigstens eine Öl-Durchtrittsöffnung (86) auf der der wenigstens einen Nockenwelle (16) zugewandten Seite der Kurbenwellenachse (14).Internal combustion engine according to one of claims 13 to 15,
characterized by
at least one oil passage opening (86) on the side of the crankshaft axis (14) facing the at least one camshaft (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckung (84) von einem Abdeckblech gebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 12 to 16,
characterized by
that the cover (84) is formed by a cover plate.
dadurch gekennzeichnet,
daß Teil des Ölvorratsraums eine Ausnehmung (76) unterhalb der Nockenwelle (16) ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized by
that part of the oil reservoir is a recess (76) below the camshaft (16).
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