DE2557804B2 - Dekompressionsvorrichtung zum Erleichtern des Anlassens von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dekompressionsvorrichtung zum Erleichtern des Anlassens von Brennkraftmaschinen mit einer mit einer axialen Bohrung versehenen Nockenwelle, in welcher ein Kolben angeordnet ist, durch dessen Verschiebung in Nockenwellenachsrichtung der in der Ebene eines der Nocken angeordnete und im Bereich dieses Nockens radial geführte Kopf eines Vorsprungs unter Mitwirkung einer Federkraft zur Nockenwelle radial ausschiebbar und einziehbar ist, so daß er im ausgeschobenen Zustand das Nockenprofil überragt, wobei ein Fuß des Vorsprungs sich im Bereich einer in der durch die radiale Führung gelegten Längsebene der Nockenwelle verlaufenden Ausnehmung des Kolbens abstützt, die einen Teil des Vorsprungs aufnimmt.

Derartige Vorrichtungen werden verbreitet an einzylindrigen Motoren, z. B. von fahrbaren Pumpenaggregaten, Stromgeneratoren oder Rasenmähern verwendet. Mit ihnen wird erreicht, daß sich das Auslaßventil am Beginn der Kompressionsphase ein wenig öfi'net und dadurch etwas Luft/Kraftstoff-Gemisch austreten kann. Dadurch wird die Kompression im Zylinder verringert, und es bedarf weniger Kraft, den Kolben über seinen oberen. Totpunkt zu bringen. Infolgedessen wird das Anlassen des Motors sowohl von Hand als auch mit einem Anlasser erleichtert. Sobald der Motor eine bestimmte Drehzahl unterhalb der Drehzahl beim Langsamlauf erreicht hat, weicht der Vorsprung zurück, und die normale Kompression setzt ein.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist innerhalb der Nockenwelle eine axial verstellbare Stange angeordnet, die die Ausnehmung für den Fuß des Vorsprungs aufweist (US-PS 8 68 765). Die Stange wird von Hand verstellt Dis Ausnehmung weist im Axialschnitt eine bogenförmige Kontur auf. Deswegen läßt sich die jeweilige Betriebsstellung der Vorrichtung kaum oder gar nicht kontrollieren. Auch das Einstellen der Vorrichtung ist problematisch. — Ebenfalls mit Handverstellung arbeitet eine andere bekannte Vorrichtung (DE-PS 7 04 575), bei der die Stange an ihrem äußeren Ende ein Gewinde trägt, das in die Gewindebuchse eines Handrades einfaßt, welches beim Anlaufen des Motors festgehalten wird, so daß sich der Vorsprung zurückzieht. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Bedienung umständlich, und Bedienungsfehler lassen sich nicht ausschließen.

Daneben gibt es Dekompressionsvorrichtungen, die mit Fliehkraftwirkung arbeiten (FR-PS 2211 975, US-PS 35 11 219). Die Wirksamkeit und Betriebssicherheit solcher Vorrichtungen hängt aber weitgehend von der Beweglichkeit der zugeordneten einzelnen Bauteile und damit nicht unwesentlich von Reibungseinflüssen ab. Im übrigen ist eine Kontrolle der jeweiligen Betriebsstellung kaum oder gar nicht möglich, es sei denn über das betriebliche Verhalten des Motors.

Schließlich ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Dekompressionsvorrichtung durch den Öldruck einer an den betreffenden Motor angeschlossenen ölpumpe zu verstellen (DE-GM '7 97 998). Allerdings handelt es

sich dabei um einen Motor, dessen Ventile über Stößel und Kipphebel gesteuert werden. Die Dekompressionsvorrichtung weist einen schwenkbaren Nockenhebel auf, dessen freies Ende an einem Kolben geführt ist, der einerseits von einer Feder und andererseits von dem Öldruck beaufschlagt wird. Eine solche Anordnung ist konstruktiv verhältnismäßig aufwendig und beansprucht Platz.

Im übrigen kennt man Vorrichtungen zum Verstellen des oder der Schließwinkel von Auslaßventilen, um die Betriebseigenschaften des zugeordneten Motors zu verändern. (US-PS 26 69 051, US-PS 35 23 465). Es handelt sich dabei um Einstellungen oder Verstellungen, die während des Betriebes nicht verändert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dekompressionsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie kompakter, einfacher in der Bauweise und betriebssicherer ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kopf als in dem Nocken bzw. in der Nockenwelle radiJ geführte Kugel ausgebildet ist und daß die Ausnehmung zum Teil als Pfanne zur gelenkigen Halterung des kugelförmigen Fußes ausgebildet ist und in ihrem anderen Teil eine zur Nockenwellenachse schräge Begrenzung aufweist, die bei einer durch von einer Maschine betriebenen ölpumpe erzeugten hydraulischen Druck gegen die Federkraft bewirkten Verschiebung des Kolbens in dekompressionsausschaltender Richtung den Vorsprung aus einer seinen ausgeschobenen Zustand bildenden radialen Lage in einen seinen eingezogenen Zustand bildende Schräglage gelangen läßt.

Diese Dekompressionsvorrichtung ist sehr kompakt und einfach, weil sie als bewegliche Teile nur zwei Kolben, den Vorsprung und die Feder aufweist, die alle im Inneren der hohlen Nockenwelle untergebracht sind. Damit die beweglichen Teile der Vorrichtung in der Nockenwelle untergebracht werden können, genügt es, eine kanalförmige öffnung in der Ebene eines Nockens der Nockenwelle vorzusehen.

Beim Anlaufen des Motors ist der Öldruck zunächst gleich Null, so daß unter dem Druck der Feder der Vorsprung den zugeordneten Nocken überragt und dadurch die gewünschte Dekompression bewirkt. Wenn nach einigen Umdrehungen des Motors der Öldruck so stark wird, daß er die Feder zusammendrückt, wird dadurch der Vorsprung zurückgeholt und der Motor kann nunmehr ohne Beeinflussung seiner Kompressionsphase weiterlaufen.

Die Vorrichtung wirkt gleichzeitig als ölmangelsicherung, denn solange der Öldruck unzureichend ist, beispielsweise infolge eines Pumpendefekts oder Lecks, ragt der Vorsprung über die Nockenwelle vor und der Motor kann nicht auf Touren kommen.

Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. Darin zeigt

F i g. 1 im Axialschnitt einen Teil der Nockenwelle mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor dem Zurückgehen des einziehbaren Vorsprungs;

F i g. 2 denselben Axialschnitt wie F i g. 1, jedoch nach dem Zurückgehen des einziehbaren Vorsprungs;

F i g. 3 in Richtung des Pfeiles III von F i g. 1 gesehen den vom Schmierdruck beaufschlagten Kolben und

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV von Fig.l.

Wie in de.. F i g. 1 und 2 zu erkennen, ist die erfindungsgemäße Dekompressionsvorrichtung im Innern einer Nockenwelle 1 untergebracht, die in Form einer blinden axialen Bohrung 2 aufgebohrt ist. Die Nockenwelle 1 ist ferner mit einer radialen kanalförmigen öffnung 3 in der Ebene eines Nockens, wie beispielsweise des Auslaßnockens 4 (siehe Fig.4), versehen.

Am Ende der Nockenwelle 1 links in den F i g. 1 und 2 befindet sich eine (nicht dargestellte) Wellendichtung, • die den hydraulischen Druck der vom Motor angetriebenen (nicht dargestellten) ölpumpe in die Bohrung 2 leitet.

Ein Kolben 5 ist axial gleitend in der Bohrung 2 angeordnet und wird von einer tarierten Druckfeder 6, die sich gegen den Boden 7 der Bohrung 2 in der Nockenwelle 1 abstützt, ständig nach links in den F i g. 1 und 2 gedrückt gehalten. Ein zweiter Kolben 8 beispielsweise aus Kunststoff oder Sintermasse ist axial gleitend mit Spiel in der Bohrung 2 der Nockenwelle 1 vor dem Kolben 5 angeordnet. Der Hub des Kolbens 8 nach links in den Fig. 1 und 2 unter Einwirkung der Feder 6 wird durch einen Stift 9 begrenzt, der senkrecht durch die Nockenwelle 1 und durch einen Schlitz 10 im Kolben 8 hindurchführt. Dieser Stift 9 dient zugleich dazu, den Kolben 8 so in bezug auf die Nockenwelle 1 festzuhalten, daß er gemeinsam mit ihr umläuft.

In der Bohrung 2 ist zwischen den beiden Kolben 5 und 8 ein hebelartiger Vorsprung 11 beweglich angeordnet. Dieser Vorsprung 11 ist hanteiförmig ausgebildet und besteht aus zwei Kugelköpfen (Kopf und Fuß) 12 und 13, die durch einen zylindrischen Abschnitt 14 miteinander verbunden sind. Der Kugelkopf 12, dessen Durchmesser im wesentlichen genauso groß ist wie die Wandstärke der hohlen Nockenwelle 1, liegt wie bei einem Kugelgelenk in der öffnung 3 der Nockenwelle 1. Diese öffnung 3 hat die Form einer zylindrischen radialen Bohrung mit einem Durchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser des Kugelkopfes 12 enspricht. Der andere Kugelkopf (Fuß) 13 hat hier einen kleineren Durchmesser als der Kugelkopf 12 und liegt wie bei einem Kugelgelenk in einer Pfanne 15, die sich im Kolben 8 befindet und sowohl radial von dessen Mantelfläche als auch axial von dessen dem Kolben 5 zugewandter Koptfläche einwärts verläuft. Die Tiefe dieser Pfanne 15 in Axial- und Radialrichtung entspricht im wesentlichen dem Durchmesser des Kugelkopfes 13. Die Pfanne 15, deren Boden an die Kugelform des Kugelkopfes 13 angepaßt ist, ist radial und axial vom Kolben 8 offen und wird einerseits von der Bohrung 2 der Nockenwelle 1 und andererseits vom Kolben 5 begrenzt, der durch die Feder 6 in Kontakt mit dem Kolben 8 gehalten wird und auf diese Weise den Kugelkopf 13 des hebelartigen Vorsprungs 11 in der Pfanne 15 eingeschlossen hält.

Der Kolben 8 wird durch den Stift 9 in einer solchen Drehwinkelstellung in bezug auf die Nockenwelle 1 gehalten, daß die Pfanne 15 im Kolben 8 und die Öffnung 3 in der Nockenwelle 1 stets auf derselben, durch die Längsachse der Welle 1 verlaufenden Ebene liegen.

Der zylindrische Abschnitt 14 des Vorsprungs 11 liegt in einem Schlitz 16, der im Kolben 8 vorgesehen ist. Dieser Schlitz erweitert sich vom Hebelende, das am Kolben 5 liegt, und somit von der Pfanne 15 aus gesehen nach links oben in den F i g. 1 und 2 und gestattet es damit, den Kolben 8 gegen den Druck der Feder 6 zu verschieben, während der Kugelkopf 12 des Vorsprungs 11 in der öffnung 3 festgehalten wird und an der

Verschiebung nicht teilnimmt.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Bei stehendem Motor drückt die Feder 6 die beiden Kolben 5 und 8 in die in F i g. 1 gezeigte Stellung; denn da kein Schmierdruck vorhanden ist, wird der Kolben 8 nicht nach rechts gedrückt. Die Verschiebung nach links wird durch den Stift 9 begrenzt, der den Kolben 8 in einer Stellung anhält, in welcher die Pfanne 15 sich in derselben senkrechten Ebene befindet wie die öffnung 3 und somit der Vorsprung 11 rechtwinklig zur Achse der Nockenwelle 1 steht. In dieser Stellung liegt der Kugelkopf 13 des Vorsprungs 11 radial an der Bohrung 2, während der andere Kugelkopf 12 teilweise aus der öffnung 3 hervorsteht und den kreisrunden Abschnitt 17 des Auslaßnockens 4 überragt (siehe F i g. 1 und 4).

Beim Anlaufen des Motors hebt somit während der ersten Umdrehungen der Kugelkopf 13 des Vorsprungs das Auslaßventil am Beginn der Kompressionsphase ab, wodurch die gewünschte teilweise Dekompression bewirkt wird.

Bei diesem Vorgang bleibt der Vorsprung 11 verriegelt ohne Rücksicht darauf, welche Kräfte auf seinen Kugelkopf 12 wirken, denn diese Kräfte sind senkrecht auf die Wand der Bohrung 2 gerichtet, die dem Vorsprung als Widerlager dient. Aus diesem Grunde braucht die Feder 6 nur sehr schwach zu wirken, um den Vorsprung 11 durch den Kolben 5 festzuhalten, wenn dieser den Kolben 8 gegen den Stift 9 gedrückt hält.

Sobald der Motor selbsttätig läuft, fördert die vom Motor angetriebene ölpumpe Öl, das in die Bohrung 2 der Nockenwelle 1 gelangt und den Kolben 8 gemeinsam mit dem Kolben 5 gegen den Druck der Feder 6 nach rechts in F i g. 1 drückt, wobei der in der Pfanne 15 liegende Kugelkopf (Fuß) 13 des Vorsprungs 11 diese Bewegung zwangsläufig mitmachen muß. Da der Kugelkopf 12 des Vorsprungs 11 nur wie ein Kugelgelenk beweglich ist und nur radiale Bewegungen in der Öffnung 3 ausführen kann, nimmt der Vorsprung 11 nun eine schräge Stellung ein, wie in Fig. 2 dargestellt, wobei sein zylindrischer Abschnitt 14 langer in den Schlitz 16 eintritt und dadurch den Kugelkopf 12 radial in die öffnung 3 hineinzieht, so daß er nicht mehr über den Grundkreis 17 des Auslaßnockens 4 hinausragt.

Auf Grund der beschriebenen Ausbildung der Pfanne 15 im Kolben 8 sowie des ständigen Drucks der Feder 8 wird der Kugelkopf (Fuß) 13 des Vorsprungs 11 daran gehindert, unter dem Einfluß der Schwerkraft oder der Zentrifugalkraft aus der Pfanne 15 hinausgetrieben zu werden.

Das Öl, das während des Motorlaufs entlang dem mit Spiel angeordneten Kolben 8 in die Bohrung 2 der Nockenwelle 1 dringt, wird unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft durch die öffnung 3 hinausgetrieben und schmiert den (nicht dargestellten) Stößel de: Ventils.

Es sei vermerkt, daß die vorstehend beschriebene Vorrichtung nach einigen geringfügigen Änderunger auch als Schmieröl-Überdruckventil verwendet werder kann.

Hierzu braucht man lediglich den Hub des Kolbens f nach rechts in Fig. 2 gegen die Kraft der Feder 6 zi verlängern und im Kolben 8 eine axiale Austrittsrilk vorzusehen, die nicht zur Feder 6 hin mündet. Eine derartige Lösung ist in den Fig.2 und 3 gestrichel eingezeichnet. Dort ist der Schlitz 10 um eine Strecke If nach links verlängert und der Kolben 8 mit einer Ausnehmung 19 versehen, damit der Kugelkopf 12 des Vorsprungs 11 ein Stück radial in den Kolben 8 eintreten kann und dadurch die zusätzliche Verschiebung des Kolbens 8 nicht durch den Vorsprung 11 verhindert wird. Im Kolben 8 ist eine axiale Rille 20 vorgesehen, die im dargestellten Beispiel in derselben Ebene verläuft wie die Schlitze 10 und 16 und bis fast an die Ausnehmung 19 reicht. Solange der Druck des Schmieröls einen durch die Kraft der tarierten Feder 6 vorgegebenen Druck nicht übersteigt, wird der Vorsprung 11 unter der Gegenwirkung von Öldruck und Federdruck in der in F i g. 2 gezeigten Stellung gehalten Hierbei ist das Überdruckventil, das aus der Rille 20 in Verbindung mit der öffnung 3 besteht, geschlossen Wenn dagegen ein übermäßiger Öldruck entsteht, wie beispielsweise durch eine Verstopfung im ölkreislaul außerhalb der Dekompressionsvorrichtung, so drückt das öl stärker auf den Kolben 8 als die Feder 6, so daC der Kolben 8 eine zusätzliche Bewegung gegen den Druck der Feder 6 vollführt, bis sein Abschnitt 18 gegen den Stift 9 stößt, während gleichzeitig der Kugelkopf 12 des Vorsprungs 11 sich in die Aussparung 19 legt. Die Austrittsrille 20 steht nunmehr in Verbindung mit der Öffnung 3 und gibt den Ölaustritt durch diese öffnung 3 hindurch frei.

Das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung abgebildete Ausführungsbeispiel kann selbstverständlich in vielfacher Weise geändert und konstruktiv abgewandelt werden, ohne damit den Rahmen dei Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise der das eine Ende des Vorsprungs 11 bildende Kugelkopf 12 einen Durchmesser haben, der größer ist als die Wandstärke der hohlen Nockenwelle 1, in welchem FaI am Kolben 8 und am Kugelkopf 12 geeignete Vorkehrungen getroffen werden müssen, damit dei einziehbare Vorsprung weit genug in die öffnung 3 zurückgehen kann, um nicht mehr über den Grundkreii 17 des Nockens 4 hervorzustehen. Ferner kann die Austrittsrille 20 in einer anderen Ebene als die Schlitze

10 und 16 angeordnet sein und mit einer anderer öffnung zusammenwirken als mit der radialen Öffnung 3, die zur Aufnahme des Kugelkopfes 12 des Vorsprung;

11 dient.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dekompressionsvorrichtung zum Erleichtern des Anlassens von Brennkraftmaschinen mit einer mit einer axialen Bohrung versehenen Nockenwelle, in welcher ein Kolben angeordnet ist, durch dessen Verschiebung in Nockenwellenachsrichtung der in der Ebene eines der Nocken angeordnete und im Bereich dieses Nockens radial geführte Kopf eines Vorsprungs unter Mitwirkung einer Federkraft zur Nockenwelle radial ausschieb- und einziehbar ist, so daß er im ausgeschobenen Zustand das Nockenprofil überragt, wobei ein Fuß des Vorsprungs sich im Bereich einer in der durch die radiale Führung gelegten Längsebene der Nockenwelle verlaufenden Ausnehmung des Kolbens abstützt, die einen Teil des Vorsprungs aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12) als in dem Nocken (4) b?.w. in der Nockenwelle (1) radial geführten Kugel ausgebildet ist und daß die Ausnehmung (15, 16) zum Teil als Pfanne (15) zur gelenkigen Halterung des kugelkopfförmigen Fußes (13) ausgebildet ist und in ihrem anderen Teil (16) eine zur Nockenwellenachse schräge Begrenzung aufweist, die bei einer durch von einer maschinenbetriebenen ölpumpe erzeugten hydraulischen Druck gegen die Federkraft bewirkten Verschiebung des Kolbens (8) in dekompressionsausschaltender Richtung den Vorsprung (11) aus einer seinen ausgeschobenen Zustand bildenden radialen Lage in eine seinen eingezogenen Zustand bildende Schräglage gelangen läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanne (15) in Axialrichtung durch einen zweiten Kolben (5) begrenzt wird, der von der Federkraft (Feder 6) gegen den ersten Kolben (8) gedrückt wird und den Fuß (13) in der Pfanne eingeschlossen hält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stift (9) durch die Nockenwelle (1) und durch einen Schlitz (10) im (ersten) Kolber· (8) hindurchgeführt ist, um den Hub dieses Kolbens (8) zu begrenzen und diesen in einer auf die Drehrichtung bezogenen Winkelstellung derart in bezug auf die Nockenwelle festzuhalten, daß die Pfanne (15) für den Fuß (13) und eine Bohrung (3) zur Führung des Kopfes (12) in der selben durch die Längsachse der Nockenwelle (1) führenden Ebene liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (10) zur Aufnahme des Stiftes (9) so angeordnet ist, daß der Vorsprung (11) rechtwinklig zur Achse der Nockenwelle (1) steht, wenn der Kopf (12) über den Nockengrundkreis (17) hinausragt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der (erste) Kolben (8) in der axialen Bohrung (2) der Nockenwelle (1) mit Spiel angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanne (15) in Radialrichtung durch di^ Bohrung (2) der Nockenwelle (1) begrenzt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der (erste) Kolben (8) an seinem Umfang eine vom Druckraum ausgehende Rille (20) aufweist, die bei normaler Kolbenlage blind endet, und daß der Hub dieses

Γ)

Kolbens (8) gegen die Federkraft (Feder 6) so weit verlängerbar ist, bis die Rille (20) in Verbindung mit einer Druckentlastungsöffnung(z. B. 3) gelangt.