DE29722869U1

DE29722869U1 - Membranvergaser für ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät

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Publication number: DE29722869U1
Application number: DE29722869U
Authority: DE
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2007-12-25
Also published as: JPH11247719A; US6149139A; FR2772837B1; FR2772837A1; JP3301736B2

Description

Firma Andreas Stihl A 40 992/stu

Badstr. 115 _

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Membranvergaser für ein tragbares, handgeführtes

Arbeitsgerät

Die Erfindung betrifft einen Membranvergaser für einen Verbrennungsmotor in einem tragbaren, handgeführten Arbeitsgerät, insbesondere Motorkettensäge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige bekannte Membranvergaser haben ein Gehäuse mit einem Ansaugkanal, in dem ein Venturiabschnitt ausgebildet ist. In den Ansaugkanal münden eine Leerlaufdüse und eine Hauptdüse, die Kraftstoff aus einer Regelkammer zuführen. Die Leerlaufaustrittsöffnungen liegen stromab des Venturiabschnitts im Bereich der Drosselklappe; die Hauptdüsenaustrittsöffnung liegt im Bereich des Venturiabschnitts stromauf der Drosselklappe. Im Leerlauffall kann es durch Vibrationen sowie durch das pulsierende Gasgemisch im Ansaugkanal zu einem Hauptdüsentropfen kommen, was zur Gemischanfettung und damit verbundenen Leerlaufschwankungen führen kann. Daher ist im Kraftstofftank der Hauptdüse an dem dem Ansaugkanal benachbarten Ende ein Rückschlagventil vorgesehen, welches aus einem in einem Ventilraum vorgesehenen Ventilplättchen und einem diesem zugeordneten Ventilsitz besteht. Das Ventilplättchen verschließt im Leerlauffall den Hauptdüsenpfad mechanisch, so daß Druckpulsationen im Ansaugkanal nicht über den Hauptdüsenpfad auf die Regelkammer wirken können. Unter ungünstigen Bedingungen wurde in Einzelfällen dennoch ein Hauptdüsentropfen

festgestellt, was zu einer Gemischüberfettung und einem damit verbundenen Absterben des Verbrennungsmotors führen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Membranvergaser der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß auch unter ungünstigen Betriebssituationen Rückwirkungen auf das Leerlaufsystem sowie ein Hauptdüsentropfen sicher vermieden sind. Durch Undichtigkeiten des Rückschlagventils kann Luft in die Regelkammer eingesaugt werden, was zu einer Abmagerung des Leerlaufgemisches und damit auch zum Absterben des Verbrennungsmotors führen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das stromab des Rückschlagventils den Austrittsquerschnitt der Hauptdüse weitgehend vollständig abdeckende Siebplättchen wird im Leerlauffall ein zusätzliches kapillares Abdichten des Kraftstofftanks der Hauptdüse erzielt. Im Leerlauffall ist das am ansaugkanalseitigen Ende vorgesehene Rückschlagventil der Hauptdüse mechanisch geschlossen und der Ventilraum zusätzlich durch die kapillare Abdichtung des Siebplättchens abgedichtet, so daß Druckschwankungen nicht unmittelbar auf das Ventilplättchen wirken können. Dies gewährleistet auch unter ungünstigen Betriebszuständen ein mechanisch dichtes Verschließen des Rückschlagventils, so daß weder ein Hauptdüsentropfen noch Ansaugen von Luft oder andere Rückwirkungen auf das Leerlaufsystem festgestellt wurden. Erst bei Aufbau eines die Kapillarkräfte überwindenden Unterdrucks auf der von der Verbrennungsluft überstrichenen Seite des Siebplättchens wird ein Kraftstofffluß aus der Regelkammer in den Ansaugkanal möglich.

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Bevorzugt ist das Siebplättchen zusammen mit dem Rückschlagventil im Düsengehäuse festgelegt, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, den Rand des Siebplättchens zu verstärken.

Das Siebplättchen hat eine Maschenweite von 20-80 pm, vorzugsweise von 40-60 pm.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Membranvergaser mit einer erfindungsgemäßen Hauptdüse,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Hauptdüse nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Hauptdüse nach Fig. 2 mit einem Abschlußring,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Hauptdüse gemäß Fig. 5 mit einem Sicherungsring,

Fig. 5 einen ersten Arbeitsschritt zum Bördeln des Randes des Düsengehäuses,

Fig. 6 einen zweiten Arbeitsschritt zum Bördeln des Randes des Düsengehäuses.

Der in Fig. 1 dargestellte Membranvergaser ist an einem Verbrennungsmotor in einem tragbaren, handgeführten Arbeitsgerät, zum Beispiel einer Motorkettensäge, einen

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Trennschleifer, ein Freischneidegerät oder dergleichen vorgesehen. Der Verbrennungsmotor kann ein Zweitaktmotor, ein Viertaktmotor oder dergleichen Motor sein.

Wie aus der Schnittdarstellung ersichtlich, besteht der Membranvergaser 1 aus einem Gehäuse 15 mit einem darin ausgebildeten, durchgehenden Ansaugkanal 10. Im Gehäuse 15 ist ferner eine Kraftstoffpumpe 40 sowie eine kraftstoffgefüllte Regelkammer 8 ausgebildet.

Im Ansaugkanal 10 ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft 19 stromab eines Venturiabschnitts 2 mittels einer Schwenkachse 13 eine Drosselklappe 3 verschwenkbar gehalten. Stromauf des Venturiabschnitts 2 ist mit einer Verschwenkachse 14 eine Chokeklappe 4 im Ansaugkanal 10 schwenkbeweglich angeordnet. Im Bereich der Drosselklappe sind in der Wandung des Ansaugkanals 10 Leerlaufaustrittsöffnungen 9 und 9a ausgebildet, welche über eine mit einer Leerlaufschraube 7a einstellbare Leerlaufdüse 7 aus der kraftstoffgefüllten Regelkammer 8 mit Kraftstoff versorgt sind. Im Strömungspfad zur Leerlaufdüse 7 ist zweckmäßig eine Festdrossel 5 angeordnet, welche den maximalen Kraftstofffluß in das Leerlaufsystem begrenzt.

Im Venturiabschnitt 2 ist stromauf der Drosselklappe 3 und stromab der Chokeklappe 4 die Hauptdüse 20 für den Kraftstoff zutritt angeordnet. Auch hier ist es zweckmäßig, im Strömungspfad von der Regelkammer 8 zur Hauptdüse 20 eine Festdrossel 6 zur Begrenzung des maximalen Kraftstoffflusses anzuordnen.

Die kraftstoffgefüllte Regelkammer 8 ist von einer Regelmembran 12 begrenzt, deren Zentrum 12a an dem einen Ende eines zweiarmigen Hebels 17 anliegt, der an einem gehäuse-

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festen Schwenklager 17a in der Regelkammer 8 gehalten ist. An dem anderen Arm des Hebels 17 ist ein Ventilkörper 16 eines Regelventils 11 gehalten, welches einen Zulauf 41 von der Kraftstoffpumpe 40 zur Regelkammer 8 steuert. Der Hebel 17 ist durch eine Regelfeder 18 im Sinne eines Schließens des Regelventils 11 kraftbeaufschlagt.

Auf der der Regelkammer 8 abgewandten Seite der Membran 12 ist ein Kompensationsraum ausgebildet, der über eine öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Der der Regelkammer 8 über den Zulauf 41 und das Regelventil 11 zugeführte Kraftstoff ist von der Kraftstoffpumpe 40 über eine Kraftstoffleitung 45 aus einem nicht näher dargestellten Kraftstofftank zugeführt. Die Kraftstoffpumpe 40 besteht aus einem von einer Arbeitsmembran 43 begrenzten Pumpenraum 42, der eingangsseitig und ausgangsseitig mit je einem in Fließrichtung des Kraftstoffs öffnenden Rückschlagventil 46, 47 versehen ist. Auf der dem Pumpenraum 42 abgewandten Seite der Membran 43 ist ein Druckantriebsraum 48 ausgebildet, der über einen Druckanschluß 44 mit einer schwankenden Druckquelle, zum Beispiel dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, in Verbindung steht.

Bei laufendem Verbrennungsmotor bewirkt der wechselnde Kurbelgehäusedruck den Antrieb der Kraftstoffpumpe 40, welche über den Zulauf 41 der Regelkammer 8 Kraftstoff unter Druck zur Verfügung stellt. Die Regelfeder 18 hält das Regelventil 11 gegen den Kraftstoffdruck geschlossen, solange in der Regelkammer 8 der Druck ausgeglichen ist. Im Leerlauf des Verbrennungsmotors tritt aufgrund des im Ansaugkanal stromab der Drosselklappe 3 wirkenden Unterdrucks Kraftstoff aus der Leerlaufdüse 9 aus; im Vollastfall tritt bei geöffneter Drosselklappe 3 der Kraftstoff aus beiden Leer-

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laufaustrittsoffnungen 9 und 9a sowie aus der Hauptdüse 20 in den Ansaugkanal 10 aus. Aufgrund des aus den Leerlaufaustrittsöffnungen 9, 9a und der Hauptdüse 20 austretenden Kraftstoffs baut sich in der Regelkammer 8 ein Unterdruck auf, die Membran bewegt sich nach innen (strichlierte Stellung), wodurch der Hebel 17 verschwenkt und das Regelventil 11 geöffnet wird. Es fließt so lange Kraftstoff in die Regelkammer 8 nach, bis der Druck wieder ausgeglichen ist und das Regelventil 11 schließt.

Um in der gezeigten Leerlaufstellung zu gewährleisten, daß ausschließlich über die Leerlaufaustrittsöffnungen Kraftstoff in den Ansaugkanal 10 eintritt, ist die Hauptdüse 20 entsprechend den Darstellungen in den Fig. 2 und 3 mit einem Rückschlagventil ausgebildet, welches aus einem Ventilsitz 23 und einem dem Ventilsitz 23 zugeordneten Ventilplättchen 27 besteht. Das Rückschlagventil ist in dem ansaugkanalseitigen Ende eines Düsengehäuses 21 vorgesehen, welches als vom Membranvergaser 1 getrenntes Bauteil ausgebildet ist. Das Düsengehäuse 21 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als im wesentlichen zylindrisches Drehteil ausgeführt, welches in eine entsprechende Aufnahmebohrung in der Wandung des Ansaugkanals 10 des Membranvergasers 1 dicht eingesetzt ist. Das Düsengehäuse 21 weist einen axial durchgehenden Kraftstoffkanal 26 auf, an dessen der Regelkammer 8 zugewandten Ende zweckmäßig die Festdrossel 6 für die Hauptdüse 20 eingesetzt ist. An dem dem Ansaugkanal 10 zugewandten Ende ist der Kraftstoffkanal 26 zu einem Ventilraum 22 erweitert, wobei der Ventilsitz 23 die Mündung des Kraftstoffkanals 26 in den Ventilraum 22 ringartig umgibt. Das vorzugsweise aus Teflon bestehende Ventilplättchen 27 liegt mit radialem Spiel lose im Ventilraum 22, wobei der Durchmesser d des Ventilplättchens 27 zum Innendurchmesser D des Ventilraums 22 so bemessen ist, daß

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in jeder Lage des Ventilplättchens 27 im Ventilraum 22 eine Oberdeckung des Ventilsitzes 23 gewährleistet ist.

Die Lage des Ventilplättchens 27 wird in Öffnungsstellung des Rückschlagventils 23/27 von einem Niederhalter 30 bestimmt, der im wesentlichen aus einem Außenring 31 mit über den Innenumfang gleichmäßig verteilten radialen Armen 32 besteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Außenring 31 vier mit Abstand von 90° zueinander liegende Radialarme 32, deren äußere Enden in Richtung auf das Ventilplättchen 27 abgebogen sind und je einen Anlageabschnitt 32 bilden. Der Außenring 31 des Niederhalters 30 liegt auf einer Ringfläche 24 auf, die an einer Stufe des Ventilraums 22 zu einem erweiterten Endabschnitt gebildet ist. Der Endabschnitt weist einen schmalen zylindrischen Außenrand 25 auf, der den Niederhalter 30 überragt.

Auf den Niederhalter 30 ist ein Siebplättchen 28 aufgelegt, wobei der das Ventilplättchen 27 in Öffnungslage abstützende Niederhalter 30 eine Auflage für das Siebplättchen bildet. Dabei stützen die Radialarme 32 das Maschengewebe des Siebplättchens mechanisch ab.

Auf das Siebplättchen 28 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zweckmäßig ein Abschlußring 37 aufgelegt, der das vorzugsweise randlos ausgebildete Siebplättchen 30 im Bereich dessen Randes 29 verstärken soll. Der Rand 29 des Siebplättchens 28 ist somit auf der dem Ansaugkanal 10 zugewandten Seite 28a von dem Abschlußring 35 und auf der dem Ventilplättchen 27 zugewandten Seite durch den Außenring 31 des Niederhalters 30 verstärkt. Die Höhe des Außenrandes 25 ist dabei so gewählt, daß der Niederhalter 30, das aufgelegte Siebplättchen 28 sowie der aufgelegte Außenring 35 überragt werden. Der überstehende End-

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abschnitt des Außenrandes 25 wird - wie die Fig. 4 und 5 zeigen - durch Bördelwerkzeuge 50, 51 in zwei Schritten umgebördelt. In der ersten Stufe nach Fig. 4 wird der Endabschnitt des zylindrischen Außenrandes durch das Bördelwerkzeug 50 nach innen gedrückt, um dann in einem zweiten Arbeitsschritt gemäß Fig. 5 durch das Bördelwerkzeug 51 vollständig umgebördelt zu werden, so daß das Ventilplättchen 27, der Niederhalter 30 und das Siebplättchen mit dem aufgelegten Abschlußring 35 gemeinsam von dem umgebördelten Rand 25 des Düsengehäuses formschlüssig gehalten sind.

Es kann ausreichend sein, anstelle des Abschlußringes 35 einen geschlitzten Sicherungsring 34 aufzulegen, der nach Art eines Seegerrings in dem erweiterten Endabschnitt 25a radial verspannt gehalten ist und den Niederhalter 30 sowie das Siebplättchen 28 in ihre Lage auf der Ringfläche 24 fixiert. Das Umbördeln des Randes kann so entfallen.

Das Siebplättchen besteht aus einem Siebgewebe mit einer Maschenweite von 20-80 pm, vorzugsweise 40-60 pm, und ist aus einem kraftstoffbeständigen Kunststoff, Stahl oder dergleichen Material gefertigt. Wird das Siebplättchen 28 aus Kunststoff gefertigt, kann dessen Rand 29 verstärkt und einteilig mit dem Siebplättchen ausgebildet sein; besteht das Siebplättchen aus Metall, ist es vorzugsweise randlos ausgebildet.

Wie aus der Darstellung nach Fig. 3 ersichtlich, deckt das Siebplättchen 28 den Austrittsquerschnitt der Hauptdüse 20 stromab des Rückschlagventils vollständig ab, wodurch einerseits ein mechanisches 23/27 Verschließen des Kraftstoffkanals 26 der Hauptdüse 20 durch das Düsenplättchen und gleichzeitig ein kapillares Abdichten der Hauptdüse 20

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durch in den Maschenöffnungen des Siebplättchens 28 verbleibenden Restkraftstoff gegeben ist. Die dem Rückschlagventil 23, 27 abgewandte Seite 28a des Siebplättchens 28 liegt dem Ansaugkanal 10 zugewandt etwa auf Höhe dessen Kanalwänden und wird bei entsprechend geöffneter Drosselklappe 3, insbesondere im Vollastfall, von der Verbrennungsluft 19 direkt überstrichen, wodurch der in den Maschenöffnungen des Siebplättchens 28 kapillar gebundene Kraftstoff mitgerissen wird; der an der Hauptdüse 20 anstehende Unterdruck des Venturiabschnittes führt dabei zu einem öffnen des Rückschlagventils 23, 27; das Ventilplättchen 27 hebt vom Ventilsitz 23 ab und über den Kraftstoffkanal 26 strömt Kraftstoff aus der Regelkammer 8 in den Ansaugkanal 10.

Ist die Drosselklappe in Leerlaufstellung gemäß Fig. 1 geschlossen, herrscht an der Hauptdüse 20 im wesentlichen atmosphärischer Druck; nur geringe Mengen Verbrennungsluft 19 strömen durch den Ansaugkanal 10 zum Verbrennungsmotor. Der in den Maschenöffnungen des Siebplättchens 28 kapillar gehaltene Kraftstoffrest dichtet den Austrittsquerschnitt der Hauptdüse 20 stromab des Rückschlagventils 23/27 ab. Auch bei starken Vibrationen, die ein Abheben des Ventilplättchens 27 vom Ventilsitz bewirken können, ist ein Hauptdüsentropfen weitgehend vermieden.

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Claims

Patent- und Rechtsanwalts-Kanzlel *.*:.:.. ·' ·*·"··:: Patentanwalt Dipi. Ing. Walter Jackisch & Partner ·*·· : ·5·«·· ·· · Menzelstf. 40 · 70192 Stuttgart Firma Andreas Stihl A 40 992/stu Badstr. 115 ,ft0- 2 3. Dez, 1997 71336 Waiblingen Ansprüche

1. Membranvergaser für einen Verbrennungsmotor in einem tragbaren, handgeführten Arbeitsgerät, insbesondere für eine Motorkettensäge, einen Trennschleifer, ein Freischneidegerät oder dergleichen, mit einer in einem Ansaugkanal (10) für die Verbrennungsluft (19) angeordneten Drosselklappe (3), die stromab eines Venturiabschnittes (2) verschwenkbar in dem Ansaugkanal (10) gelagert ist, mit einer im Bereich des Venturiabschnittes (2) angeordneten Hauptdüse (20) zur Kraftstoffzufuhr aus einer kraftstoffgefüllten Regelkammer (8), die von einer Membran (12) begrenzt ist, welche ein den Kraftstoffzufluß in die Regelkammer (8) steuerndes Regelventil (11) betätigt, und die Hauptdüse (20) ein Rückschlagventil (23, 27) aufweist, welches aus einem in einem Ventilraum (22) vorgesehenen Ventilsitz (23) mit einem zugeordneten Ventilplättchen (27) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß stromab des Rückschlagventils (23, 27) ein den Austrittsquerschnitt der Hauptdüse (20) weitgehend vollständig abdeckendes Siebplättchen (28) angeordnet ist.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rückschlagventil (23, 27) abgewandte Seite (28a) des Siebplättchens (28) von der Verbrennungsluft (19) überstrichen wird.

3. Membranvergaser nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ein das Ventilplättchen (27) in Öffnungslage abstützender Niederhalter (30) die Auflage für das Siebplättchen (28) bildet.

4. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenring (31) des Niederhalters (30) als verstärkender Rand des Siebplättchens (28) ausgebildet ist.

5. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (29) des Siebplättchens (28) durch einen auf das Siebplättchen (28) aufgelegten Abschlußring (35) verstärkt ist.

6. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebplättchen (28) eine Maschenweite von 20-80 pm, vorzugsweise 40-60 pm, hat.

7. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebplättchen (28) einteilig mit einem verstärkenden Rand (29) ausgebildet ist.

8. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebplättchen (30) randlos ausgebildet ist.

9. Membranvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (23, 27) und das Siebplättchen (28) in einem gemeinsamen Düsengehäuse (21) angeordnet sind, welches als vom Membranvergaser (1) getrenntes Bauteil ausgebildet ist.

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10. Membranvergaser nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilplättchen (27), der Niederhalter (30) und das Siebplättchen (28) gemeinsam von einem umgebördelten Rand (25) des Düsengehäuses (21) gehalten sind.

11. Membranvergaser nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilplättchen (27), der Niederhalter (30) und das Siebplättchen (28) gemeinsam von einem Sicherungsring (34) im erweiterten Endabschnitt des Düsengehäuses (21) gehalten sind.

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