DE3621497A1 - Einrichtung zur veraenderung des luft/kraftstoff-verhaeltnisses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE- OS 27 27 274) ist eine Membrananordnung mit einer von einem Ventilsitz abhebbaren Ventilnadel vorge­ sehen, die gegebenenfalls Zuluft eintreten läßt, um eine Veränderung des Luft/Kraftstoff-Ver­ hältnisses zu erreichen, wodurch Pulsationen in der Ansaugleitung gedämpft werden sollen. Bei Motorsägen und dergleichen Handarbeitsgeräten ist man bemüht, ein niedriges Gesamtgewicht zu erreichen, um das Arbeitsgerät einfach und ohne großen Kraftaufwand handhaben zu können. Das Bestreben, die Motorsäge möglichst leicht zu bauen, kann bei zunehmend hohen Drehzahlen zu einer Beeinträchtigung der Triebwerksfestigkeit führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Veränderung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor eines Handarbeitsgerätes mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß in Verbindung mit der zunehmenden Motordreh­ zahl bei Erreichen eines Schaltpegels eine ver­ stärkte Anfettung des Luft/Kraftstoff-Gemisches und Begrenzung der Drehzahl erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteran­ sprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Membranvergaser- Einrichtung mit einem der Vergaser-Regel­ membrane zugeordneten Stellorgan, das als überdruckabhängige Steuermembran ausgeführt ist, in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Membran-Ver­ gaser-Einrichtung mit einem der Vergaser- Regelmembrane zugeordneten Hubmagneten,

Fig. 3 ein Schaltbild für eine drehzahlpro­ portionale Spannungsversorgung des Hub­ magneten der Fig. 2 mit einem Zündmodul, einem Gleichrichter und einem Trimm­ potentiometer und

Fig. 4 ein anderes Schaltbild für eine drehzahl­ proportionale Spannungsversorgung des Hubmagneten der Fig. 2 mit einem Zündmodul, einem Gleichrichter und einem impulsab­ hängigen IC.

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung ist für den hochtourigen Verbrennungs­ motor eines Handarbeitsgerätes, insbesondere Motorsäge, vorgesehen und weist einen Membranver­ gaser 1 mit einer Ansaugleitung 2, einem Venturi 3 und einer Drosselklappe 4 auf.

In einem Raum 5 des Membranvergasers 1 ist dessen Regelmembrane 6 vorgesehen, die eine Druckkammer 7 mitbegrenzt. In der Druckkammer 7 befindet sich ein etwa Z-förmiger Übertragungsteil 8, der an einem Gelenk 9 schwenkbar gelagert ist. Der eine Schenkel 10 des Z-förmigen Übertragungs­ teils 8 ist an einer Ventilnadel 11 angeordnet, die mit einem Ventilsitz 12 eines Kraftstoff­ kanals 13 korrespondiert. Der andere Schenkel 14 des Übertragungsteils 8 ist an einem Bolzen 15 gelagert, der in der Mitte der Regelmembrane 6 angeordnet ist. Gegen den Schenkel 14 und damit gegen die Regelmembrane 6 drückt eine Schrauben­ feder 16, die an einem Wandteil 17 abgestützt ist. Die parallel zur Achse des in der Mitte der Regelmembrane 6 befindlichen Bolzens 15 ver­ laufende Ventilnadel 11 ist radial so versetzt angeordnet, daß sie sich in der Nähe des Außen­ bereichs der Regelmembrane 6 befindet. Das Gelenk 9 befindet sich etwa in der Mitte zwischen der Ventilnadel 11 und dem Bolzen 15. Die Ventilnadel 11 ist durch den Übertragungsteil 8 von der Schraubenfeder 16 in Richtung gegen den Ventilsitz 12 beaufschlagt.

Der Schwenkweg des Schenkels 14 ist in Richtung gegen die Kraft der Schraubenfeder 16 durch einen Anschlag 18 begrenzt. Dadurch ist gleichzeitig der Öffnungsweg der Ventilnadel 11 mitbegrenzt.

Parallel zur Regelmembrane 6 ist eine zusätzliche Steuermembrane 19 vorgesehen, die bevorzugt genau so groß ausgebildet ist wie die Regelmembrane 6. Diese Steuermembrane 19 befindet sich in einer separaten Kammer 20, die von einer Wand 21 mitbe­ grenzt ist, die trennend zwischen der Regelmembrane 6 und der Steuermembrane 19 liegt. An der Wand 21 ist ein stutzenförmiger Anschlag 22 ausgebildet, der sich im Kammerteil 23 in Richtung gegen die Regelmembrane 6 erstreckt, so daß deren Weg und damit letztendlich auch der Öffnungsweg der Ventilnadel 11 begrenzt ist.

An der Wandung 24 des dem Kammerteil 23 gegen­ überliegenden anderen Teil 25 der Kammer 20 be­ findet sich ein Anschlußteil 26, durch den Über­ druck Pü in den Kammerteil 25 eingebracht werden kann. Der Überdruck Pü kann bevorzugt drehzahl­ proportional von einer hier nicht näher darge­ stellten Motor-Lüfterspirale oder einem Motor- Schalldämpfer herangeführt werden.

An der Steuermembrane 19 ist koaxial zum Bolzen 15 ein Stift 27 angeordnet, der durch die Wand 21 hindurchgeführt ist und gegen einen Kopfteil des Bolzens 15 gerichtet ist. In dem Kammerteil 23 ist im Bereich des Anschlags 22 zudem eine Druckfeder 28 vorgesehen die an der Wand 21 anliegt und gegen die Steuermembrane 19 wirkt. Durch eine Öffnung 29 sind der Raum 5 und der Kammerteil 25 mit der Umgebungsluft verbunden, so daß an der der Steuermembrane 19 zugewandten Oberfläche 30 der Regelmembrane 6 und der dieser zugewandten Seite 31 der Steuermembrane 19 der Umgebungsdruck Pu anliegt, während die gegenüberliegende Außen­ seite 32 der Steuermembrane 19 mit dem drehzahl­ proportionalen Überdruck Pü beaufschlagt ist.

Ab einer vorbestimmbaren Drehzahl des Motors wird die Steuermembrane 19 durch den drehzahl­ proportionalen Überdruck Pü gegen die Kraft der Druckfeder 28 bewegt, so daß der Stift 27 gegen den Bolzen 15 drückt. Dadurch wird die Regel­ membrane 6 so weit nach links ausgelenkt, daß der Z-förmige Übertragungsteil 8 gegen die Kraft der Schraubenfeder 16 verschwenkt und die Ventil­ nadel 11 um einen zusätzlichen Betrag bzw. Weg vom Ventilsitz 12 abhebt und somit den Kraftstoff­ kanal 13 weiter öffnet, daß eine überdurch­ schnittliche Anfettung des Kraftstoff/Luft- Gemisches und damit einhergehend ein Leistungsab­ fall des Motors erfolgt. Dadurch wird die Motor- Höchstdrehzahl, die zur maximalen Leistung proportional ist, auf einfache Weise begrenzt. Die Abregeldrehzahl kann über die Vorspannkraft der Druckfeder 28 eingestellt werden.

Der in der Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Membranvergaser 1′ ist im wesentlichen wie der zuvor beschriebene Membranvergaser ausgeführt, doch ist hier als Stellorgan statt der mit dem drehzahlproportionalen Überdruck beaufschlagbaren Steuermembrane 19 ein Hubmagnet 33 vorgesehen, dessen Anker 34 gegen die Kraft einer Feder 35 mit einem Bolzenteil 36 gegen den Bolzen 15 der Regelmembrane 6 gerichtet ist. Der Hubmagnet 33 kann gemäß den Fig. 3 und 4 mit drehzahlpro­ portionaler elektrischer Spannung versorgt werden. Dazu kann am Zündmodul 37 eine zusätzliche Spule 38 vorgesehen sein, die bevorzugt mehr als fünfzig Windungen aufweist. Es ist auch möglich, die zusätzliche Spule an einem separaten Eisenkern vorzusehen. Die Spannung für den Hubmagneten 33 kann auch durch einen Generator, z.B. einen Heizge­ nerator, angeboten werden.

Die entstehende unregelmäßige Wechselspannung wird durch einen Gleichrichter 39 in Gleichspannung umgewandelt. Mit dieser Gleichspannung wird der Hubmagnet 33 über die Leitungen 40 versorgt. Die Regelung kann entweder einfach durch das Zusammenwirken der Feder 35 mit einem Trimm­ potentiometer 41 erreicht werden oder, wie in der Fig. 4 dargestellt, mittels eines impulsab­ hängigen IC 42, der die Gleichspannung oberhalb einer bestimmten Frequenz freigibt und dem ein Kondensator 43 vorgelagert sein kann.

Bei Betriebsbedingungen, die eine bestimmte Dreh­ zahl nicht erreichen, regelt die Regelmembrane 6 den Druck in der Druckkammer 7 auf ein Niveau, das wenig unter dem Atmosphärendruck liegt. Bei Erreichen der vorbestimmbaren Grenzdrehzahl wird der Hubmagnet 33 über die Kontakte "+" und "-" mit elektrischer Spannung beaufschlagt. Der Anker 34 wird durch die elektromagnetische Kraft gegen die Feder 35 nach unten bzw. nach links gezogen und drückt mit seinem freien Ende gegen den Bolzen 15 der Regelmembrane 6. Durch diesen Vorgang wird die Ventilnadel 11 sehr weit geöffnet bzw. vom Ventilsitz 12 abgehoben, so daß der Zufluß 44 und ebenso der Abfluß 45 ansteigt. Da nun ein größerer Kraftstoffstrom (Abfluß 45) in den Venturi 3 gelangt, fettet der Motor an und über­ steigt die Grenzdrehzahl nicht.

Es kann im Rahmen der Erfindung auch günstig sein, für die drehzahlbegrenzende Anfettung des Luft/Kraftstoff-Gemisches einen drehzahlpro­ portionalen Fliehkraftregler oder eine Windfahne vorzusehen, die über einen Anlenkmechanismus den Stift 27 betätigt.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Veränderung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor eines Handarbeitsgerätes, insbesondere Motorsäge, Hecken­ schere und dergleichen, mit einem Vergaser (1, 1′) und mindestens einer Membrane (6), über die eine Ventilnadel (11) gegen die Kraft einer Feder (16) von einem Ventilsitz (12) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelmembrane (6) des Vergasers (1, 1′) ein Stellorgan (19, 33) zugeordnet ist, das mechanisch, pneumatisch oder elektrisch drehzahlproportional derart an­ steuerbar ist, daß die Ventilnadel (11) nach Erreichen einer vorbestimmbaren Motordrehzahl den Ventilsitz (12) eines Kraftstoffkanals (13) zur drehzahlbegrenzenden Anfettung des Luft/Kraft­ stoff-Gemisches um einen zusätzlichen Betrag öffnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öffnungsweg der Ventilnadel (11) für die zusätzliche Kraftstoffanreicherung des Gemisches über einen Anschlag (18, 22) begrenzt ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan als Steuermembrane (19) ausgebildet ist, die an der der Regelmembrane (6) des Vergasers (1) zugewandten Seite (31) mit Umgebungsdruck (Pu) und der Kraft einer Feder (28) beaufschlagt ist sowie einen gegen die Regelmembrane (6) gerichteten Stift (27) aufweist und an der gegenüberliegenden Außenseite (32) mit dem drehzahlproportionalen Überdruck (Pü) einer Motorlüfterspirale, eines Schalldämpfers oder dergleichen beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembrane (19) gegenüber der Regelmembrane (6) durch eine Wand (21) getrennt ist, durch die der Stift (27) hindurchragt, und in einer separaten Kammer (20) gelagert ist, deren Wandung (24) einen Anschluß­ teil (26) für den Überdruck (Pü) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (11) und der Stift (27) der Steuermembrane (19) axial versetzt angeordnet sind und daß zwischen den beiden Achsen ein bevorzugt Z-förmiger Über­ tragungsteil (8) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan für die Regelmembrane (6) des Vergasers (1′) als Hubmagnet (33) ausgebildet ist, dem eine drehzahlproportionale Spannung von einer an einem Zündmodul (37) angeordneten zusätzlichen Spule (38) oder einem separaten Eisenkern mit Spule zugeordnet ist, die bevorzugt mehr als fünfzig Windungen besitzt, wobei zwischen der Spule (38) und dem Hubmagneten (33) ein Gleichrichter (39) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hubmagnet (33), dessen Anker (34) gegen die Regelmembrane (6) des Vergasers (1′) gerichtet ist, über ein Trimmpotentiometer (41) einstellbar ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gleich­ richter (39) und dem Hubmagneten (33) zu dessen Einstellung ein impulsabhängiger IC (42) vorgesehen ist, der die Gleichspannung oberhalb einer be­ stimmten Frequenz freigibt.