AT14449U1 - Verfahren und Vorrichtung zum Starten von Einzylindermotoren - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Starten eines Einzylinder-Zweitaktmotors (7) mit einem eine Kurbelwelle (15) antreibenden elektrischen Anlassermotor (4) treibt der Anlassermotor (4) die Kurbelwelle (15) mit einer Grunddrehzahl kleiner der Leerlaufdrehzahl des Zweitaktmotors (7) und nur während wenigstens eines Teils des Kompressionshubes an. Der Anlasser (1) nutzt die Kolbenbeschleunigung durch das expandierende, nicht gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch nach dem oberen Totpunkt (OT) .

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten von Einzylindermotoren mit einem eine Kurbelwelle antreibenden elektrischen Anlasser. Es ist insbesondere für Benzin-, Diesel- oder Methanolbetriebene Zwei- und Viertaktmotoren geeignet.

[0002] Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Starten von Einzylindermotoren mit einem eine Kurbelwelle antreibenden elektrischen Anlassermotor, wobei der Anlassermotor ein Ritzel aufweist und die Kurbelwelle mit einem Zahnrad verbunden ist, die insbesondere zum Ausführen dieses Verfahrens geeignet ist.

[0003] Vor allem kleine Einzylindermotoren werden nur selten mit Anlassern ausgestattet, da das Gewicht konventioneller Anlasser im Vergleich zu den Motoren relativ groß ist.

[0004] Während die bei Gartengeräten üblichen Motoren mit einer Leistung von ca. 0,5 bis 2 kW meist mit Seilzugstarter gestartet werden können, gibt es für die im Modellbau zu findenden Glühzündermotoren wenig bis keine geeigneten Antriebe. Der Hubraum dieser Motoren reicht von 1 bis 30 ccm, kleine Motoren bis ca.8 ccm müssen von Hand gestartet werden. Anlasser für größere Motoren sind eher als Sonderfälle zu betrachten, da diese mit Akkuschrauberleistung bei Drehzahlen bis zu 1500 U/min gestartet werden. Das Gewicht dieser Anlasser und der Akkus ist beträchtlich. Ein Startversuch eines mit Kraftstoff gefluteten Motors mit solchen Anlassern führt oft zur Beschädigung des Motors.

[0005] Bei bekannten Anlassern des einzigen Herstellers, der sich überhaupt mit dem Bau von Anlassern beschäftigt (Firma FEMA, Deutschland) handelt es sich um verschiedene Arten von Anbauten von Elektromotoren mit Zahnradübersetzungen zwischen Lagerschilden mit Distanzbolzen, deren Anbau sehr aufwendig ist. Diese Anlasser arbeiten mit Freiläufen.

[0006] Der Freilauf ist im Modellbau die übliche Art, den Onbord-Anlassermotor nach Anlaufen des gestarteten Motors abzukoppeln. Dies hat den Nachteil, dass die Antriebswelle im nach dem Start stehenden Freilauf mit den hohen Drehzahlen von 15.000 bis 20.000 U/min läuft. Dazu kommt, dass im Modellbau auf die erforderliche zusätzliche Lagerung des Freilaufes aus Platz- und Gewichtsgründen verzichtet wird, also muss der Freilauf auch die Lagerung übernehmen. Das führt zu dem bekannten hohen Verschleiß der Freiläufe.

[0007] Modell-Flugzeugmotoren haben keine hinten herausgeführte Kurbelwelle. Daher muss der Freilauf im Gegensatz zu Bauvarianten für Auto-Modelle oder Helikopter auf der Kurbelwelle positioniert werden. Dabei ergibt sich konstruktiv ein großer Innendurchmesser des Freilaufes, der auf einer auf der Kurbelwelle sitzenden Nabe montiert werden muss.

[0008] Freiläufe werden nicht modellbaugerecht hergestellt. Die Maschinenbau-Elemente sind daher für die erforderlichen Einbaugrößen zu stark, zu groß und zu schwer. Unter anderem ist dies ein Grund, dass Onbord-Anlassermotoren hauptsächlich bei Großmodellen zu finden sind. Für mittlere Größen noch vereinzelt anzutreffen, sind Anlassermotoren für die kleineren Motoren nicht zu finden.

[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei kleinen und leichten Einzylindermotoren bzw. Modellen im Modellbau eingesetzt werden können.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass der Anlassermotor die Kurbelwelle mit einer Grunddrehzahl kleiner der Leerlaufdrehzahl des Zweitaktmotors und nur während wenigstens eines Teils des Kompressionshubes antreibt.

[0011] Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass das Ritzel über ein Zwischenzahnrad mit dem Zahnrad verbunden ist, das mit dem Ritzel in ständigem Eingriff ist und gegenüber dem Zahnrad in und außer Eingriff bringbar ist.

[0012] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0013] Der Anlasser nutzt die Kolbenbeschleunigung durch das expandierende, nicht gezünde- te Luft-Kraftstoff-Gemisch nach dem oberen Totpunkt (OT). Diese führt im Mittel etwa zu einer Verdoppelung der Drehzahl der Kurbelwelle im Vergleich zu der geringen Grunddrehzahl von z.B. 200 U/min, mit welcher die Kurbelwelle direkt vom Anlasser angetrieben wird und die nur ca. 15 bis 20% der heute üblichen Drehzahlen beträgt. In der Zeit der Kolbenbeschleunigung durch das expandierende, nicht gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch ist das Zwischenzahnrad außer Eingriff mit dem Zahnrad der Kurbelwelle, bis die Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrads an der Kurbelwelle wieder kleiner ist als jene des Zwischenzahnrads. Dadurch ergibt sich funktionell eine hohe Übersetzung des Anlassers für den kleinen, hochtourigen Verbrennungsmotor, womit ein Anlassermotor geringer Leistung verwendet werden kann, der nur einen kleinen Akku erfordert und damit geringes Gewicht bedeutet. Mit dieser Bauart können Anlasser insgesamt viel kleiner gebaut werden.

[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt: [0015] Fig. 1 ein Gesamtschaltbild eines erfindungsgemäßen Anlassersystems, [0016] Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anlassers, [0017] Fig. 3 eine Ansicht auf den Anlasser von Fig. 2 von links, [0018] Fig. 4 eine Ausführungsform eines Flansches zur Montage des Anlassers am Kurbel gehäuse, [0019] Fig. 5 eine Wippe zur Montage eines Zwischenzahnrades am Anlasser, [0020] Fig. 6 eine Schenkelfeder im montierten und unmontierten Zustand, [0021] Fig. 7 eine erfindungsgemäße Treibstoffpumpe im Schnitt, [0022] Fig. 8 eine Ansicht auf die Treibstoffpumpe von Fig. 7 von links, [0023] Fig. 9 ein Diagramm, das den konstanten Drehzahlverlauf einer ganzen Umdrehung der vom Anlassermotor angetriebenen Kurbelwelle ohne Kompression zeigt, [0024] Fig. 10 ein Diagramm, das die Verdoppelung der Drehzahl und den durchschnittlichen

Drehzahlverlauf von zwei ganzen Umdrehungen der Kurbelwelle mit Kompression zeigt, [0025] Fig. 11 ein Diagramm, das den prinzipiellen Drehzahlverlauf von zwei Umdrehungen der Kurbelwelle mit Kompression schematisch mit konstanter Beschleunigung, dem Spitzenwert und der konstanten Verzögerung zeigt, und [0026] Fig. 12 ein Diagramm, das den Drehzahlverlauf von zwei Umdrehungen der Kurbelwel le mit Kompression zeigt.

[0027] Die Erfindung wird in der Folge beispielhaft an einem Startersystem gezeigt, das ausschließlich per Funkfernsteuerung bedient werden kann.

[0028] Da es für einen ausschließlich per Funkfernsteuerung zu bedienenden Anlasser nicht ausreicht, nur einen Elektromotor an den Verbrennungsmotor anzubauen, handelt es sich in der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung um ein System, das im Wesentlichen die drei Module Anlasser 1, Elektronik-Box 2 und Kraftstoffpumpe 3 aufweist.

[0029] Mit einer Steuerelektronik der Elektronik-Box 2 werden die Schaltfunktionen Anlassen, Glühen, Kraftstoff-Niveau an hebung und Einspritzen mit einem Fernsteuerungskanal ausgeführt. Diese nimmt auch die Zündelektronik auf.

[0030] Die Kraftstoffpumpe 3 hebt das Kraftstoff niveau auf Vergaserhöhe an und spritzt bei Kaltstart ein.

[0031] Das Anlassermodul 1 kann z.B. in vier Baugrößen für Glühzündermotoren von 1 -30 ccm adaptiert werden und die Elektronik-Box 2 und die Kraftstoffpumpe 3 kann für alle Glüh- zünder-Motoren von 1 - 30 ccm gleich sein.

[0032] Ein Anlassermotor 4 des Anlassers 1 ist vorzugsweise an einen Kurbelwellenlagerbund 5 eines Motorgehäuses 6 eines Einzylindermotors 7 angeflanscht. Dies erfolgt mittels eines sogenannten Brillenflansches 8, der eine Öffnung 9 für den Kurbelwellenlagerbund 5 und eine Öffnung 10 für einen Bund 11 am Anlassermotor 4 aufweist. Mittels einer einzigen Spannschraube 12 kann der Brillenflansch an beiden Bünden 5, 11 festgeklemmt werden.

[0033] Auf der Welle 17 des Anlassermotors 4 ist ein Ritzel 13 drehfest und eine Wippe 14 drehbar gelagert. Auf der Kurbelwelle 15 ist ein Zahnrad 16 drehfest montiert. Der Achsabstand zwischen der Kurbelwelle 16 und der Anlassermotorwelle 17 lässt einen Spielraum zwischen den Kopfkreisen des Zahnrads 16 und des Ritzels 13, sodass diese sich nicht berühren können.

[0034] An der Wippe 14 ist ein Zwischenzahnrad 18 drehbar gelagert, das mit dem Ritzel 13 in permanentem Eingriff steht. Eine Schenkelfeder 19 ist lose um eine Welle 20 des Zwischenzahnrades gewickelt und zwischen dem Zwischenzahnrad 18 und der Wippe 14 angeordnet. Die Anlassermotorwelle 17 ist zwischen den unter Vorspannung stehenden Schenkeln 21, 22 der Schenkelfeder 19 eingeklemmt. Da die Wippe 14 auf der Anlassermotorwelle 17 drehbar gelagert ist, kann das Zwischenzahnrad 18 in und außer Eingriff mit dem Kurbelwellenzahnrad 16 gebracht werden.

[0035] Da die Schenkel 21, 22 an die Anlassermotorwelle 17 angepresst werden, wird das Zwischenzahnrad 18 mit geringer Reibungskraft in die Verzahnung des Kurbelwellenzahnrads 16 gerückt, solange der Anlassermotor 4 läuft. Die erste Einrückung erfolgt, wenn der Anlassermotor 4 betätigt wird. Nach dem Einrücken der Verzahnung wird das Zwischenzahnrad 18 durch die übertragende Kraft in Eingriff gehalten. Damit die Verzahnungen sich nicht im Zahnfuß berühren, hat die Wippe 14 einen Anschlag.

[0036] Zu diesem Zweck erfolgt die Krafteinleitung hier in Richtung einer Linie, die dem etwa 5° bis 10° erhöhten Eingriffswinkel EW von z. B. 20° jener Zahnflanke entspricht, in deren Richtung das Kurbelwellenzahnrad 16 angetrieben wird. Dadurch wird das Zwischenzahnrad 18 durch die das Drehmoment übertragende Kraft leicht in die Verzahnung gerückt, wenn das Ritzel 13 bzw das Zwischenzahnrad 18 das Kurbelwellenzahnrad 16 antreibt, und wieder ausgerückt, wenn das Kurbelwellenzahnrad 16 voreilt.

[0037] Der Anlasser 1 nutzt die Kolbenbeschleunigung des Verbrennungsmotors 7 durch das expandierende, nicht gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch nach dem OT zur Erhöhung, insbesondere Verdoppelung, der geringen Drehzahl von vorzugsweise ca. 200 U/min (+/- 50) der Kurbelwelle (Linie 41 in Fig. 9 bis 12), wenn sie vom Anlassermotor 1 angetrieben wird. Diese Drehzahl entspricht somit nur ca. 15 bis 20 % der derzeit üblichen Drehzahlen. Damit ergibt sich eine hohe Übersetzung des Anlassers für den kleinen, hochtourigen Anlassermotor geringer Leistung, der nur einen kleinen Akku erfordert und damit geringes Gewicht bedeutet. Mit dieser Bauart können Anlasser auch sehr viel kleiner gebaut werden. Beispielsweise wiegt ein erfindungsgemäßer Anlasser 1 für einen Modellmotor mit einem Hubraum von 1 ccm nur etwa 15g. Da der Anlasser nur eine sehr geringe Antriebsleistung erfordert, sind beim Start eines mit Kraftstoff gefluteten Motors für diesen keine besonderen Schäden zu erwarten.

[0038] Das Prinzip, das den erfindungsgemäßen Anlasser 1 so effektiv macht, ist eine geringe Kurbelwellendrehzahl ohne Kompression von vorzugsweise ca.200 U/min. Der Anlasser 1 kann rein elektromechanisch (Getriebemotor) für die genannten Drehzahlen von vorzugsweise 100 bis 300 U/min, insbesondere 150 bis 200 U/min, ausgelegt werden und muss natürlich mit dem nötigen Drehmoment zur OT-Überwindung ausgestattet werden. Diese Drehzahl wird gemessen, wenn der Motor ohne Kompression (Zündkerze ausgebaut) angelassen wird. Diese Drehzahl der Kurbelwelle 15 wird als Grunddrehzahl 41 bezeichnet.

[0039] Beim Anlassen mit Kompression (mit eingebauter Zündkerze, ohne Zündung) stellt sich die Drehzahlanhebung im Mittel auf die etwa doppelte Drehzahl ein (Linie 43 in Fig. 10 bis 12), so dass beispielsweise ca. 400 U/min gemessen werden können.

[0040] Für die Verdoppelung der Drehzahl wurde die Antriebsphase der Kurbelwelle 15 durch den Anlassermotor 4 mit ca. 90° angenommen, also eine Vierteldrehung. Dann muss die Kurbelwelle 15 während der zweiten Vierteldrehung des Anlassermotors 4 eine Dreiviertelumdrehung absolvieren, damit sie bei der dritten Vierteldrehung des Anlassermotors 4 wieder bis OT angetrieben wird, um bei der vierten Vierteldrehung des Anlassermotors wieder die Dreiviertelumdrehung machen. Wie ein Vergleich der Fig. 9 und 10 zeigt, macht die Kurbelwelle während vier Vierteldrehungen des Anlassers zusammengezählt acht Viertelumdrehungen, also genau doppelt so viele wie der Anlasser. Während der Dreivierteldrehung der Kurbelwelle 15 in der Zeit einer Vierteldrehung des Anlassers dreht diese also 3 mal so schnell wie der Anlassermotor 4. Diese 3-fache Drehzahl ist ein durchschnittlicher Wert und liegt bei ca. 600 U/min (Fig. 10).

[0041] Diese Dreivierteldrehung der Kurbelwelle hat natürlich eine Beschleunigungs- und eine Verzögerungsphase, die schematisch in Fig. 11 dargestellt ist. Die Flächen unter dem Kurvenberg und über dem Kurvental sind bezüglich der Linie 43 gleich groß. Die Linie 44 markiert den theoretischen Höchstwert der Drehzahl der Kurbelwelle 15.

[0042] Da der konkrete Höchstwert der Voreilung als Winkelgeschwindigkeit oder momentane Drehzahl ohne Hilfsmittel nicht erfasst werden konnte, wurde dieser Vorgang mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera mit 2000 Bildern pro Sekunde festgehalten.

[0043] Das Ergebnis ist in Fig. 12 anhand der Kurve 45 dargestellt und zeigt das Drehzahl/Zeit-Diagramm, das aus den Einzelbildern ermittelt wurde. Der dargestellte Zeitabschnitt von 3 Sekunden zeigt zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 15 während einer Umdrehung des Anlassermotors 4. Es ist zu sehen, dass die Spitze der Kurve annähernd in die zwei Täler passt, was bei der (bislang nur gemessenen) durchschnittlich doppelten Grunddrehzahl des Anlassers stattfindet.

[0044] Es ist auch genau zu erkennen, wie die Drehzahl des Anlassermotors vor dem OT auf die Lastdrehzahl 46 unter der Linie 41 absinkt.

[0045] Dem Diagramm ist zu entnehmen, dass die Arbeitsphase des Anlassers sehr kurz ist. Diese ergibt sich zu nur etwa 45°, da der Schwung der Kurbelwelle 15 so weit in den Kompressionshub hineinreicht. Zum anderen ist der Spitzenwert der momentanen Drehzahl von 1.200 U/min sehr hoch und liegt relativ weit hinter dem OT, was mit der Kurbelgeometrie zu erklären ist.

[0046] Für die nachstehend beschriebene, bei der Erfindung bevorzugt zum Einsatz kommenden Impulszündung, die zur Verhinderung der Vorzündungen erst nach dem OT zünden soll, ist dies günstig, da die Glühkerze z.B. ca. 30° zum Glühen braucht und trotzdem rechtzeitig heiß sein muss.

[0047] Daher springen die Glühzündermotoren 7 mit dem erfindungsgemäßen Anlasser 1 so leicht an wie Benzinmotoren und nicht so langsam bzw. schleppend, wie es von Glühzündermotoren an sich bekannt ist.

[0048] Eine wichtige Voraussetzung für das erfindungsgemäße Startsystem ist, dass der Vorlauf der Kurbelwelle 15 im Zuge der Expansion der Gase im Zylinder ohne Überwindung eines unnötig hohen Widerstandes ermöglicht wird, da das dafür aufgebrachte Drehmoment der Kurbelwelle 15 durch den Kolbendruck relativ klein ist.

[0049] Daher ist der günstigste Einsatzfall der Erfindung ein Modell-Flugmotor, da er keinen Abtriebsstrang hat. Bei Modell-Autos, -Booten oder -Helikoptern sind die Kupplungen eine mögliche Störungsquelle. Die Innenbacken der Fliehkraftkupplung und die Kupplungsglocke dürfen sich nicht berühren, da der Effekt der Voreilung sonst nicht eintritt. Bei Startproblemen muss bei einem solchen Einbau immer zuerst die beschriebene Erhöhung der Drehzahl, vorzugsweise Drehzahl-Verdoppelung, kontrolliert werden.

[0050] Der Anlassermotor 1 treibt die Kurbelwelle 15 nur bis zum OT an, nach dessen Überwindung das Kurbelwellen-Zahnrad 16 dem Anlassermotor 1 voreilt und das Zwischenzahnrad 18 aus der Verzahnung rückt. Hat das Kurbelwellen-Zahnrad 16 am Ende der Voreilphase wieder die Umfangsgeschwindigkeit des Zwischenzahnrads 18 angenommen, rückt die Feder 19 das Zwischenzahnrad 18 wieder ein. Das geschieht bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 15 ein Mal. Läuft der Verbrennungsmotor 7 selbständig mit seiner Leerlaufdrehzahl oder einer höheren Drehzahl und der Anlassermotor 4 wird außer Betrieb gesetzt, hält die Feder 19 das Zwischenzahnrad 18 außer Eingriff.

[0051] Diese Vorgangsweise für das Ein- und Ausrücken der Verzahnung funktioniert am Besten für geringe Drehzahlen von bis zu 400 U/min.

[0052] Bei höherer Drehzahl nimmt die Effizienz der Kompressions-Beschleunigung nämlich rasch ab.

[0053] Die Anlasser 1, die eines von drei Modulen des erfindungsgemäßen Systems darstellen, bestehen ihrerseits bevorzugt wieder aus zwei Baugruppen, nämlich einem Anlassermotor 1 als Getriebemotor und einem sogenannten Typenset.

[0054] Für alle erforderlichen Anlasserbauarten sind beispielsweise vier Größen von Getriebemotoren vorgesehen, die alle die gleiche Drehzahl, Getriebeübersetzung und Betriebsspannung haben. Nur die Antriebsleistung unterscheidet sich bei diesen vier Größen. Die vorzugsweise ebenfalls vier Baugrößen der Wippe 14 und der Feder 19 sind den Getriebemotoren 1 angepasst. Durch diese Unterteilung der vier Getriebemotorgrößen, die wie das Modul der Elektronik-Box 2 und der Kraftstoffpumpe 3 typenunabhängig vorgefertigt werden können, ist die Anpassung an viele oder fast alle auf dem Markt befindlichen Verbrennungsmotortypen einfach.

[0055] Das Typenset, das aus dem Brillenflansch 8 und den drei Zahnrädern besteht, muss für jeden mit dem Anlasser 1 auszustattenden Verbrennungsmotortyp passend angefertigt werden. Das gilt für den Brillenflansch 8 ebenso wie für den Zahnradsatz, der aus dem Kurbelwellenzahnrad 16, dem Zwischenzahnrad 18 und dem Anlassermotorritzel 13 besteht. Mit dem Zahnradsatz kann gegebenenfalls auch die Gesamtübersetzung des Anlassers 1 an die Erfordernisse eines Verbrennungsmotors angepasst werden.

[0056] Die Elektronik-Box 2 beinhaltet in der in der Folge beschriebenen Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen die zwei wichtigen Funktionen eines 4-Stufenschalters und eine elektronische Zündung.

[0057] Für den 4-Stufenschalter hat die Elektronik-Box 2 ein Servo-Anschlusskabel 23 für einen Fernsteuerungs-Empfänger 24 und kann mit einem Kanal vier Funktionen schalten. Der Starter kann mittels eines Steuerknüppels in den folgenden vier Einstellungen betrieben werden: [0058] 1) Anlassen (z.B. Knüppel Mitte links), [0059] 2) Anlassen mit Glühzündung (z.B. Knüppel ganz links), [0060] 3) Kraftstoffniveau-Anhebung (z.B. Knüppel Mitte rechts) und [0061] 4) Kraftstoff-Einspritzung (z.B. Knüppel ganz rechts).

[0062] Die Schaltstellung 2 "Anlassen mit Glühzündung" würde für einen normalen Start genügen.

[0063] Die Steuerknüppel-Stellung 1 "Anlassen" ohne Glühen dient nur zur Verlängerung des Startlaufes bei einem kurz zuvor abgestellten Motor, der bei einem Start in Stellung 2 so rasch anspringen würde, dass man kaum einen Startlauf wahrnimmt, was jedoch zu einem sogenannten "full scale"-Start dazugehört. Der Verbrennungsmotor 7 fährt unerwünscht mit der ersten Zündung wie ein Elektromotor hoch, so dass der Startanlauf völlig fehlt. Die Stellung 1 kann aber auch zur schnellen Funktionskontrolle der Anlasser-Mechanik benutzt werden, also Anlassen ohne Starten.

[0064] Die Stellung 3 "Kraftstoff-Niveau an hebung" ersetzt das Primern und hebt das Kraftstoffniveau auf Vergaserhöhe an.

[0065] Wenn der Motor in hartnäckigen Fällen auch nach Anheben des Kraftstoff-Niveaus in

Stellung 3 nicht anspringt, kann in Steuerknüppelstellung 4 mit höherem Pumpendruck Kraftstoff direkt in den Vergaser eingespritzt werden.

[0066] Dieses System ermöglicht es beispielsweise, ein am Vortag vorbereitetes Modell (Tanken, Akku laden) zu starten, ohne vorher bei einem Auto die Karosserie oder bei einem Flugzeug den Propeller und die Cowling abbauen zu müssen, um den Motor von Hand primern zu können.

[0067] Ein großes Problem stellen beim Starten von Glühzündermotoren die unvermeidlichen Vorzündungen dar.

[0068] Aus diesem Grunde wurde in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine elektronische Zündung mit einer erst nach dem oberen Totpunkt einsetzenden Glühphase von vorzugsweise nur ca. 20 bis 30° der Kurbelwelle 15 entwickelt. Die restlichen ca. 330° einer Kurbelwellen-Umdrehung werden nicht beheizt, sodass die Glühkerze abkühlen kann. Das verhindert zuverlässig eventuell schädliche Vorzündungen.

[0069] Diese Impulsbeheizung ist am Besten für das erfindungsgemäße Niedrig-Drehzahl-Startsystem geeignet, da die Glühkerze ab einer Startdrehzahl von ca. 500 - 600 U/min bis zur Kompressionsphase nicht mehr abkühlt, also nicht mehr pulsiert, da die Zeit zum Abkühlen zu kurz ist. Dadurch kann es ab diesen Drehzahlen wieder zu den schädlichen Frühzündungen kommen. Das tritt natürlich nicht mehr auf, wenn der Anlassermotor 4 nach dem Anlaufen des Verbrennungsmotors, wenn er also selbständig mit seiner Leerlaufdrehzahl oder einer höheren Drehzahl läuft, zu spät abgeschaltet wird, da bei diesen Drehzahlen keine Vorzündungen mehr auftreten.

[0070] Diese erfindungsgemäß bevorzugte elektronische Zündung hat jedoch einen weiteren wesentlichen Vorteil zu bieten: Da für die kurze Glühphase ein höherer Strom benötigt wird, um die Glühkerze sehr stark, aber nur kurz aufzuheizen, kann die Bordspannung von meist 6 Volt zum Glühen herangezogen werden.

[0071] Das ist die 4-fache Spannung der üblichen Beheizung mit 1.5 Volt, was eine Glühkerze wegen der sehr kurzen Glühdauer aber gut verträgt. Diese Betriebsart ist ähnlich den LED-Stroboskopen, die für die kurze Blitzdauer auch mit enormer Leistung betrieben werden. Dadurch fallen die 1.5 V-Glühakkus weg, die für die Beheizung 4 bis 5 Ampere aufbringen mussten. Daher haben diese ein beachtliches Gewicht, das besonders bei Modell-Flugzeugen oder -Hubschraubern problematisch ist.

[0072] Die Elektronik-Box 2 arbeitet vollelektronisch, also verschleißfrei. Bei dieser Ausführungsform der Modellbau-Transistor-Zündung beträgt die Zündspannung bevorzugt nur 6 Volt. Entsprechend gering ist daher der Aufwand für die Zündung.

[0073] Allerdings muss der Zündzeitpunkt eingestellt werden. Ein Gebermagnet 25 befindet sich im Kurbelwellenzahnrad 16, einen Nehmersensor 26 befindet sich im Brillenflansch 8 (Fig. 2). Da das Kurbelwellenzahnrad 16 zu diesem Zweck mit der Kurbelwelle 15 mitdrehen muss, wäre schon aus diesem Grund die aus dem Stand der Technik bekannte Freilauflösung nicht anwendbar, da bei dieser das Kurbelwellenzahnrad 16 dreh- bzw. freilaufgelagert ist.

[0074] Bei der Erfindung kommt bevorzugt die nachfolgend in Verbindung mit Fig. 7 und 8 beschriebene Kraftstoffpumpe 3 zum Einsatz. Der beste Anlasser 1, aber auch jeder Anwurfversuch von Hand, wird versagen, wenn das Kraftstoff niveau in der Kraftstoffleitung unter das Niveau des Vergasers abgesunken ist. Daher müssen auch Modellmotoren ebenso wie Rasenmäher- oder sonstige Verbrennungsmotoren vor dem Start geprimert werden. Dies geschieht beim Modellmotor meist durch Zuhalten des Vergasers mit einem Finger und Drehen des Motors von Hand oder direktes Einspritzen von Kraftstoff in den Vergaser mit einer Injektionsspritze.

[0075] Mit einer Kraftstoffpumpe 3 kann diese Arbeit ferngesteuert erfolgen. Die Pumpe 3 wird in der Nähe eines Tanks 27 oder auch im Motorraum, jedoch unbedingt auf Tankboden-Niveau in die Kraftstoff leitu ng 28 montiert. Es handelt sich erfindungsgemäß um eine Kreiselpumpe, deren Flügelrad 29 und Pumpengehäuse 30 genügend Zwischenraum 31 haben, dass bei stillstehender Pumpe 3 der Kraftstoff vom Vergaser unbehindert aus dem Tank 27 angesaugt werden kann.

[0076] Bei eingeschalteter Pumpe 3 wird der Kraftstoff vom Tank 27 zum Vergaser gepumpt, um das Kraftstoff-Niveau in Knüppelstellung 3 auf Vergaserniveau anzuheben, und in Knüppelstellung 4 Kraftstoff mit höherem Druck direkt in den Vergaser einzuspritzen.

[0077] Da ModelIkraftstoff auf empfindliche Modelle (Balsaholz, Spannfolien) ausgesprochen zerstörerisch wirkt, kann erfindungsgemäß eine leckfreie Magnetkupplungspumpe zum Einsatz kommen. Bei der geringen Leistung der Pumpe kann ohne Spalttopf das Auslangen gefunden werden und die Magnetkraft wird direkt durch eine dünne, ebene Trennwand 2 zwischen einem Motorraum 3 und dem Pumpenraum 34 übertragen. Dazu sind im Flügelrad 29 und in einer Magnetscheibe 40 auf der Motorwelle 5 je zwei Neodym-Magnete 36, 37 eingepresst.

[0078] Die Besonderheit am erfindungsgemäßen Flügelrad 29 ist, dass dieses nicht auf einem Achsstummel gelagert wird. Das Flügelrad 29, das statt der Bohrung für eine Achse nur eine stecknadelkopfähnliche Ausformung 38 auf der Trennwandseite aufweist, wird nur lose in den Pumpenraum 34 eingelegt. Daher ist die Trennwand 2 auch auf der Pumpenseite eben und hat keine Achse für das Flügelrad 29. Beim Anlaufen des Motors 39 nimmt das Flügelrad 29 durch Magnetkraft die Motordrehzahl an und geht selbstzentrierend sofort in die stabile Drehung eines Kreisels über.

[0079] Der Vorteil des kreiselnden Flügelrades 29 ist, das durch das Fehlen einer Welle auch keine harzigen Bestandteile des Kraftstoff-Ölgemisches in einen Wellenspalt eindringen und verkleben können. Die Pumpe zeichnet sich durch absolute Leckfreiheit aus. Sie ist nicht nur kraftstofffest sondern auch lebensmittelecht, da keine Welle vorhanden ist, die geschmiert werden muss.

Claims (20)

1. Ansprüche 1. Verfahren zum Starten eines Einzylindermotors (7) mit einem eine Kurbelwelle (15) antreibenden elektrischen Anlassermotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Anlassermotor (4) die Kurbelwelle (15) mit einer Grunddrehzahl (41) kleiner der Leerlaufdrehzahl des Zweitaktmotors (7) und nur während wenigstens eines Teils des Kompressionshubes antreibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Drehzahl (43) der Kurbelwelle (15) mit Kompression ohne Zündung etwa dem Doppelten der Grunddrehzahl (41) entspricht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grunddrehzahl (41) der Kurbelwelle (15) zwischen 100/min und 300 U/min, vorzugsweise zwischen 150/min und 250 U/min beträgt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlassermotor (4) die Kurbelwelle (15) während mindestens 30° des Kompressionshubes antreibt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlassermotor (4) die Kurbelwelle (15) während höchstens 60° des Kompressionshubes antreibt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlassermotor (4) die Kurbelwelle (15) während etwa 45° des Kompressionshubes antreibt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (42) der Kurbelwelle (15) in der Expansionsphase ohne Zündung und der unmittelbaren darauffolgenden Kompressionsphase, in der die Kurbelwelle (15) nicht vom Anlassermotor (4) angetrieben wird, im Mittel etwa drei mal so groß ist wie die Grunddrehzahl (41) ist.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Glühkerze nur während eines Teils eines vollständigen Zyklus in Betrieb ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze nur bis 45°, vorzugsweise nur bis 30°, der Drehung der Kurbelwelle (15) nach dem oberen Totpunkt (OT) des Kolbens beheizt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze erst ab dem oberen Totpunkt (OT) des Kolbens beheizt wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Glühkerze mit pulsierendem Gleichstrom oder Wechselstrom beheizt wird.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze mit Betriebsspannung einer Steuerelektronik (2) von beispielsweise etwa 6V betrieben wird.
13. 13. Vorrichtung zum Starten eines Einzylindermotors (7), insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem eine Kurbelwelle (15) antreibenden elektrischen Anlassermotor (4), wobei der Anlassermotor (4) ein Ritzel (13) aufweist und die Kurbelwelle (15) mit einem Zahnrad (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (13) über ein Zwischenzahnrad (18) mit dem Zahnrad (16) verbunden ist und dass das Zwischenzahnrad (18) mit dem Ritzel (13) in ständigem Eingriff ist und gegenüber dem Zahnrad (15) in und außer Eingriff bringbar ist.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (18) an einer Wippe (14) gelagert ist, welche um eine Welle (17) des Ritzels (13) ver-schwenkbar ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der vom Zwischenzahnrad (18) auf das Zahnrad (15) wirkenden Kraft größer ist als der Eingriffswinkel (EW) dieser Zahnräder (15, 18).
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel um 5° bis 10° größer als der Eingriffswinkel (EW) ist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe (14) durch Gleitreibung zwischen der Welle (17) des Ritzels (13) und einer Komponente der oder an der Wippe (14) in Drehrichtung der Welle (17) drehbar ist.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine gegen die Welle (13) drückende Feder (19) ist.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (19) eine Schenkelfeder ist, deren Schenkel (21,22) die Welle (13) klemmend zwischen sich halten.
20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoffpumpe (3) ein Pumpenrad (29) aufweist, das selbstzentrierend punktförmig (37) gelagert und über Magnete (35, 36) durch eine Wand (31) des Pumpengehäuses (30) an-treibbar ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen