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Title:
COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/092551
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a combustion engine comprising at least one double-arm lever (3) that is rotatably mounted on a camshaft (1) in the vicinity of a base circle (2) of a cam by means of a shaft, the first lever arm (4a) forming a centrifugal weight. The shaft is located in a first bore of the camshaft, the axis of said bore lying on a perpendicular plane to the camshaft axis. The lever can be deflected by centrifugal force from a first position into a second position, in opposition to the force of a restoring spring (11) that is located in a second bore (12) of the camshaft and acts on the second lever arm (4b) of the lever.

Application Number:
PCT/AT2004/000130
Publication Date:
October 28, 2004
Filing Date:
April 15, 2004
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
International Classes:
F01L1/047; F01L13/08; (IPC1-7): F01L13/08
Foreign References:
US20020078915A12002-06-27
US5687683A1997-11-18
US3395689A1968-08-06
US5632238A1997-05-27
JPH11294130A1999-10-26
US3395689A1968-08-06
US5687683A1997-11-18
US5904124A1999-05-18
US5301643A1994-04-12
US5150674A1992-09-29
US20030024495A12003-02-06
US20020078915A12002-06-27
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 01 31 January 2000 (2000-01-31)
Attorney, Agent or Firm:
Babeluk, Michael (WIEN, AT)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Brennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle zur Betätigung min destens eines Gaswechselventils pro Zylinder, mit einer Dekompressions einrichtung mit zumindest einem mittels einer Achse im Bereich des Grund kreises eines Nockens auf der Nockenwelle drehbar gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen erster Hebelarm ein Fliehgewicht bildet, wobei die Achse in einer ersten Bohrung der Nockenwelle angeordnet ist, deren Bohrungsachse in einer Normalebene auf die Nockenwellenachse liegt, dadurch gekenn zeichnet, dass der Hebel durch Fliehkraftwirkung von einer ersten Stellung entgegen der Kraft zumindest einer in einer zweiten Bohrung der Nocken welle angeordneten und auf einen zweiten Hebelarm des Hebels wirkenden Rückstellfeder in zumindest eine zweite Stellung auslenkbar ist.
2. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die zweite Bohrung vorzugsweise um einen Winkel < 30° geneigt bezüglich der Nockenwellenachse angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die erste Bohrungin Richtung der Nockenwellen achse betrachtetneben dem Nocken auf der dem Nocken abgewandten Seite der Seitenfläche angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle einen an die Seitenfläche im Bereich des Grundkreises anschließenden Vorsprung aufweist und die erste Bohrung in diesem Vorsprung eingeformt ist.
5. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine Ausnehmung zur Auf nahme des Hebels aufweist, und dass die die zweite Bohrung aufweisende Seitenfläche innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle anschließend an die Aus nehmung eine nutartige Vertiefung zur Aufnahme des Hebels in der ersten Stellung aufweist, deren Tiefe vorzugsweise geringer ist als der halbe mini male Radius der Nockenwelle.
7. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Breite des zweiten Hebelarmes des He bels zwischen etwa 20% bis 80%, vorzugsweise bei etwa 50% des Grund kreisradius des Nockens beträgt.
8. Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrung exzentrisch bezüglich der Nockenwellenachse angeordnet ist und von einer Seitenfläche des Nockens ausgeht.
Description:
Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle zur Betätigung mindestens eines Gaswechselventils pro Zylinder, mit einer De- kompressionseinrichtung mit zumindest einem mittels einer Achse im Bereich des Grundkreises eines Nockens auf der Nockenwelle drehbar gelagerten zweiarmi- gen Hebel, dessen erster Hebelarm ein Fliehgewicht bildet, wobei die Achse in einer ersten Bohrung der Nockenwelle angeordnet ist, deren Bohrungsachse in einer Normalebene auf die Nockenwellenachse liegt.

Aus der US 3,395, 689 A ist eine Dekompressionseinrichtung der eingangs ge- nannten Art bekannt. Die erste Bohrung zur Aufnahme der Achse des Hebels ist im Bereich des Nockens angeordnet, wobei die Nockenoberfläche durchbohrt ist.

Die zweite Bohrung zur Aufnahme der Rückstellfeder ist zentrisch im Bereich der Nockenwellenachse vorgesehen. Zur Aufnahme des Hebels weist die Nockenwelle einen Schlitz auf, dessen Tiefe größer ist als der Nockenwellenradius. Diese Kon- struktion hat den Nachteil, dass der Nockenwellenquerschnitt empfindlich ge- schwächt wird, so dass die Gefahr eines Nockenwellenbruches besteht.

Die US 5,687, 683 A beschreibt eine Dekompressionseinrichtung mit einem zwei- armigen Hebel, auf welchen in Richtung einer Ruhelage eine Rückstellfeder ein- wirkt. Die Rückstellfeder ist in einer normal zur Nockenwellenachse angeordneten Bohrung positioniert. Der Hebel umfasst einen Nocken der Nockenwelle beidsei- tig, wobei zur Aufnahme des Betätigungshebelarmes der Nocken eine Einfräsung aufweist, dessen Tiefe größer ist als der Radius der Nockwelle, was auch hier den Querschnitt der Nockenwelle empfindlich schwächt.

Weiters sind aus den Veröffentlichungen US 5,904, 124 A, US 5,301, 643 A und US 5,150, 674 A Dekompressionseinrichtungen mit im Wesentlichen u-förmigen Hebeln bekannt, welche die Nockenwelle umfassen. Die Hebeln sind jeweils an Achsen drehbar gelagert, welche in die Nockenwelle normal auf die Nockenwel- lenachse durchdringenden Bohrungen angeordnet sind. Auch diese Bohrungen sind in spannungssensitiven Bereichen der Nockenwelle angeordnet und schwä- chen den belastbaren Querschnitt der Nockenwelle. Die Hebeln haben darüber hinaus den Nachteil, dass sie relativ platzaufwändig sind und durch die expo- nierte Lage leicht beschädigt werden können. Dies trifft auch auf eine aus der US 2003/0024495 AI bekannte Dekompressionseinrichtung mit vorstehendem Hebel zu.

Die US 2002/0078915 AI beschreibt ferner eine Dekompressionseinrichtung mit einem an einer Stirnseite der Nockenwelle angeordneten, als Fliehgewicht wir- kenden Hebel. Auch dieser ist durch seine exponierte Anordnung leicht zu be- schädigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Dekompres- sionseinrichtung zu entwickeln, durch welche der belastbare Querschnitt der Nockenwelle nicht geschwächt wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Hebel durch Fliehkraftwir- kung von einer ersten Stellung entgegen der Kraft zumindest einer in einer zweiten Bohrung der Nockenwelle angeordneten und auf einen zweiten Hebelarm des Hebels wirkenden Rückstellfeder in zumindest eine zweite Stellung auslenk- bar ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Bohrung exzentrisch be- züglich der Nockenwellenachse angeordnet ist und von einer Seitenfläche des Nockens ausgeht. Die zweite Bohrung zur Aufnahme der Rückstellfeder kann so- mit in einem mechanisch wenig belasteten Bereich angeordnet werden. Vorzugs- weise ist dabei vorgesehen, dass die zweite Bohrung unter einem Winkel kleiner als 30° geneigt bezüglich der Nockenwellenachse angeordnet ist. Dies ermöglicht es, die zweite Bohrung in einem oberflächennahen Bereich der Nockenwelle in diese einzuformen.

Um die Lauffläche des Nockens nicht nachteilig zu beeinflussen, ist es vorteilhaft, wenn die erste Bohrung-in Richtung der Nockenwellenachse betrachtet-neben dem Nocken auf der dem Nocken abgewandten Seite der Seitenfläche angeord- net ist.

In weiterer Ausführung ist vorgesehen, dass die Nockenwelle einen an die Sei- tenfläche im Bereich des Grundkreises anschließenden Vorsprung aufweist und die erste Bohrung in diesem Vorsprung eingeformt ist. Dadurch kann auch die erste Bohrung zur Aufnahme der Achse des Hebels in einem Bereich der Nocken- welle positioniert werden, welcher nur minimalen mechanischen Spannungen ausgesetzt ist. Somit wird eine Schwächung des Querschnittes der Nockenwelle weitgehend vermieden. Der Vorsprung weist eine Ausnehmung für den Hebel auf. Die die zweite Bohrung aufnehmende Seitenfläche kann vorteilhafter Weise innerhalb der Ausnehmung liegen. Zur Aufnahme des ersten Hebelarmes des Hebels in der Ruhestellung kann die Nockenwelle in einem Mantelbereich eine Vertiefung aufweisen, deren Tiefe geringer ist als der halbe minimale Radius in diesem Nockenwellenbereich.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Breite des zweiten Hebelarmes des Hebels zwischen etwa 20% bis 80%, vor- zugsweise bei etwa 50% des Grundkreisradius des Nockens beträgt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Nockenwelle mit einer erfindungsgemäßen Dekompressions- einrichtung in einer ersten Ausführungsvariante in einer Schrägan- sicht, Fig. 2 die Nockenwelle mit einer in einer ersten Stellung befindenden De- kompressionseinrichtung in Seitenansicht, Fig. 3 die Nockenwelle mit einer sich in einer zweiten Stellung befinden- den Dekompressionseinrichtung, Fig. 4 eine Nockenwelle mit einer erfindungsgemäßen Dekompressions- einrichtung in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Seiten- ansicht und Fig. 5 die Dekompressionseinrichtung aus Fig. 4 im Detail in einer Schrägansicht von unten.

Eine Nockenwelle 1 weist zumindest einen Nocken 2 zur Betätigung eines nicht weiter dargestellten Gaswechselventils auf. Zur Erleichterung des Startvorganges ist im Bereich des Grundkreises 2a eines Nockens 2 eine Dekompressionsein- richtung 3 vorgesehen, welche aus einem zweiarmigen, im Wesentlichen L-för- migen Hebel 4 besteht, welcher um eine Achse 5 drehbar an der Nockenwelle 1 gelagert ist. Die Achse 5 ist in einer ersten Bohrung 6 der Nockenwelle 1 auf der dem Nocken 2 abgewandten Seite einer etwa normal zur Nockenwellenachse la ausgebildeten Seitenfläche 7 angeordnet. Die Nockenwelle 1 weist anschließend an die Seitenfläche 7 einen Vorsprung 8 auf, in welchem die erste Bohrung 6 von der Nockenwellenachse la ausreichend beabstandet eingeformt ist. Die Boh- rungsachse 6a der Bohrung 6 ist in einer Normalebene 1b auf die Nockenwellen- achse la angeordnet.

Der Hebel 4 weist einen ein Fliehgewicht 40 ausbildenden ersten Hebelarm 4a auf, welcher in einer in Fig. 2 dargestellten ersten Stellung A bei stillstehender oder nur schwach drehender Nockenwelle 1 zumindest teilweise von einer in die Nockenwelle 1 eingeformten Vertiefung 9 aufgenommen wird. Die Breite b des Fliehgewichtes 40 liegt zwischen etwa 20% bis 80%, vorzugsweise bei etwa 50% des Grundkreisradius R. Die maximale Tiefe t der Vertiefung 9 ist kleiner als der halbe Radius r der Nockenwelle 1 in diesem Bereich, um den Querschnitt der Nockenwelle 1 nicht zu sehr zu schwächen. Die Tiefe t entspricht dabei etwa an- nähernd dem Abstand a der Bohrungsachse 6a der ersten Bohrung 6 von der Nockenwellenoberfläche Ic. Der zweite Hebelarm 4b weist eine Betätigungsfläche 10 auf, welche auf ein nicht weiter dargestelltes Ventilbetätigungsmittel, wie ei- nen Tassenstößel oder einen Ventilhebel einwirkt und so in der ersten Stellung A des Hebels 4-bei niedriger Drehzahl oder bei Stillstand der Nockenwelle 1- eine geringe Öffnung des entsprechenden Gaswechselventils bewirkt.

Der Hebel 4 wird dabei durch eine Rückstellfeder 11 in die in Fig. 2 dargestellte erste Stellung A gedrückt. Die Rückstellfeder 11 ist in einer zweiten Bohrung 12 eingebettet, welche von der dem Nocken 2 abgewandten Seite der Seitenfläche 7 ausgeht und sich unter der Nockenoberfläche 2b des Nockens 2 erstreckt. Im Ausführungsbeispiel geht die zweite Bohrung 12 von einer Ausnehmung 13 des Vorsprunges 8 zur Aufnahme des Hebels 4 aus. Die zweite Bohrung 12 ist um einen Winkel a geneigt bezüglich der Nockenwellenachse la ausgeführt, wodurch eine oberflächennahe Einformung in die Nockenwelle 1 möglich ist. Der Winkel a beträgt vorteilhafter Weise höchstens 30°. Der Querschnitt der Nockenwelle 1 wird somit kaum geschwächt.

Während des Startvorganges, also bei Stillstand und niedriger Nockenwellen- drehzahl, befindet sich der Hebel 4 in der in Fig. 2 dargestellten ersten Stellung A, wobei die Betätigungsfläche 10 den Grundkreis 2a des Nockens 2 geringfügig überragt. Dies bewirkt eine geringfügige Öffnung des entsprechenden Gaswech- selventils, wodurch eine Dekompression des entsprechenden Motorzylinders über einen durch die Breite b der Betätigungsfläche 10 des zweiten Hebelarmes 4b definierten Kurbelwinkelbereich aK erreicht wird. Die Beziehung zwischen der Breite b des Betätigungsbereiches 10 und dem Kurbelwinkelbereich aK lautet da- bei : aK = 4*arcsin (b/2R) (1), wobei R der Grundkreisradius des Nockens 2 ist. Ab einer bestimmten Drehzahl der Nockenwelle 1 wird der erste Hebelarm 4a mit seinem Fliehgewicht 40 durch die Fliehkraft des Fliehgewichtes 40 aus der Vertiefung 9 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 11 in die in Fig. 3 dargestellte zweite Stellung B bewegt, in welcher die Betätigungsfläche 10 nicht mehr über den Grundkreis 2a des No- ckens 2 hinausragt. In dieser zweiten Stellung B ist die Dekompressionseinrich- tung 3 somit deaktiviert.

Durch die Anordnung der Dekompressionseinrichtung 3 wird eine Schwächung des Nockenwellenquerschnittes vermieden. Die Dekompressionseinrichtung 3 ist einfach zu montieren und sehr kompakt gehalten, wodurch vorspringende Teile so klein wie möglich gehalten werden können.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor- schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An- melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil- dung des Gegenstandes des Hautanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selb- ständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Un- teransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin- dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Beschrei- bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderun- gen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschrei- bung Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeich- nungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfin- derisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch so- weit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.