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Das
Gebiet der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine
mit oben liegenden Ventilen zur Benutzung in einer Vielzahl von Anwendungen,
wie z. B. für
Rasenmäher,
Rasen- und Gartengeräte,
oder zur Nutzung in kleinen Nutzfahrzeugen wie z. B. motorisierte
Rasenmäher, Rasentraktoren
und dergleichen.
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Bisher
bekannte Brennkraftmaschinen haben Antriebsvorrichtungen mit oben
liegender Ventilkonstruktion, wie dies Stand der Technik ist. Zum
Beispiel treibt in einer bekannten Anordnung eine Kurbelwelle eine
Nockenwelle an, welche im Kurbelgehäuse durch einen Satz von Zahnrädern miteinander verbunden
sind. Die Nockenwelle umfasst eine oder mehrere Nocken mit einem
Paar von angefügten Ventilstößeln, welche
drehbar auf einer Ventilstößelwelle
montiert sind. Die Ventilstößel lösen Pleuelstangen
aus, welche sich aus dem Kurbelgehäuse zum Zylinderkopf hin erstrecken,
ein Paar Kipphebelarme, welche an dem Zylinderkopf befestigt sind,
und durch ihre Drehbewegung Auslassventile zum Öffnen und Schließen.
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In
einer bekannten Anordnung wird eine Nockenwelle, welche innerhalb
eines Zylinderkopfes angeordnet ist, von der Kurbelwelle durch einen
Riemen, Ketten oder ähnliches
angetrieben. Die Nockenwelle schließt eine oder mehrere Nocken
ein, welche Ein- und Auslassventile direkt ansteuern oder durch
ein Paar Kipphebelarme, welche drehbar an dem Zylinderkopf angebracht
sind.
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Ein
Nachteil dieser ersten Anordnung ist, dass verschiedene Komponenten
einer Ventilanordnung einschließlich
einer Nockenwelle, Nocken, Ventilstößelwellen, Ventilstößel, Pleuelstangen,
und Kipphebelarme dazu führen,
dass diese die einwirkende Kraft auf die Ventilvorrichtungen erhöhen, und die
Baugröße des Motorprofils
steigern. Mit der Steigerung der Anzahl von Komponenten steigen
auch die Kosten, es erhöht
sich die Komplexität
der Maschine und in Folge dessen die Schwierigkeiten diese zusammen
zu bauen und es nimmt die Wahrscheinlichkeit von Fehlern einer dieser
Komponenten zu.
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Es
ist ein Nachteil der zweiten Anordnung, dass die Platzierung der
Nockenwellen in dem Zylinderkopf eine kompakte Konstruktion der
Maschine ausschließt.
Eine solche Anordnung erhöht
vornehmlich die Größe des Zylinderkopfes,
aufgrund des notwendigen Abstandes zwischen den Nocken und/oder zwischen
den Nocken und den Zahnrädern,
welche auf der Nockenwelle befestigt sind, und welche von der Kurbelwelle
bewegt werden. Die Platzierung der Nockenwelle direkt über den
Ventilen, in dem Fall, dass die Nockenwelle die Ventile direkt auslöst, vergrößert auch
die Höhe
der Zylinderköpfe.
Zusätzlich wird
die Höhe
der Zylinderköpfe
ferner erhöht
durch die Beifügung
von relativ großen
Rädern
und Zahnrädern
an der Nockenwelle, welche dafür
notwendig sind die Geschwindigkeit zu reduzieren. Ferner können das
Band, die Ketten oder die Vorrichtung, welcher die Welle, die Nockenwelle
und die Kurbelwelle gemeinsam antreiben, sich abnutzen oder brechen.
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Häufig schließen solche
Maschinen ein Druckschmiersystem ein, welches Öl zu den beweglichen Teilen
innerhalb des Kurbelgehäuses
der Maschine zuführt.
Alternativ kann auch ein Spritz- oder ein anderer Aufrührmechanismus
in dem Kurbelgehäuse
dafür sorgen,
dass das Öl
aus der Ölwanne verteilt
wird, so dass sich ein Ölnebel
in dem Kurbelgehäuse
des Motors ausbreitet. Druck und Turbulenzen in dem Kurbelgehäuses sorgen
dafür,
dass durch die Hin- und Herbewegung der Kolben der Ölnebel in Kontakt
mit der Kurbelwelle und mit den Kurbelwellenschwungraddichtungen
gebracht wird und der Raum zwischen der Pleuelstange und der Kurbelwelle
und zu anderen Komponenten, welche Schmierung benötigen und
welche nicht in direktem Kontakt mit Ölwanne stehen, versorgt werden.
Zudem kann umherspritzendes Öl
diese Komponenten in zufälliger
Weise benetzen, um sie zu schmieren. Jedoch kann eine solche Ausführung der
Schmierung nicht eingesetzt werden, wenn eine gleichmäßige direkte Schmierung
von Motorkomponenten durch flüssiges Öl, welche
nicht in direktem Kontakt mit der Ölwanne sind, erforderlich ist,
insbesondere wenn diese Komponenten nicht oberhalb der Ölwanne angeordnet sind.
Problematisch ist dieses weil solche Komponenten im Wesentlichen
während
der Zeit, welche sich unmittelbar an den Startvorgang des Motors
anschließt,
ungeschmiert bleiben, bevor ein adäquater Ölnebel generiert werden kann,
welcher sich in dem Kurbelgehäuse
ausbreitet und welcher in Kontakt mit solchen Komponenten gebracht
werden kann, bevor eine hinreichende Zeit abgelaufen ist, in der
diese Komponenten mit Öl
bespritzt werden. In Motoren, welche Tauchölpumpen benutzen, ist es wünschenswerte
eine größere Menge
des verfügbaren Öls zu den
Komponenten zu bringen, welche notwendigerweise Schmierung benötigen, die
größer ist,
als durch die Tauchölpumpen
in einer solchen Maschine aufgebracht werden kann.
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In
bekannten Maschinenkonstruktion wird umgeleitetes Abgas aus dem
Kurbelgehäuse
in die Atmosphäre
entlassen oder einem integrierten Luftreiniger zugeleitet, welcher
durch einen Schlauch mit dem Luftreiniger des Belüfters verbunden
ist, welcher durch einen zweiten Verbindungsschlauch mit dem Vergaser
verbunden ist. Nachteilig ist, dass diese Anordnungen eine Schlauchdichtung,
welche jeweils auf dem Belüfterdeckel
des Luftreinigers und des Vergasers platziert ist, benötigt, wobei
der zusätzliche
Einsatz von Schlauchklemmen zur Sicherung des Sitzes des Schlauches
notwendig ist.
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Das
britische Patent
GB 122,468
A offenbart eine Brennkraftmaschine, wobei die Maschine
eine Kurbelwelle, welche mit dem Kolben G über Pleuelstangen verbunden
ist, aufweist, und wobei der Kolben G innerhalb der Zylinderbohrung
im Zylindergehäuse
B gleitend bewegt werden kann. Die Kurbelwelle treibt eine Nockenwelle
an, welche innerhalb des Zylindergehäuses angeordnet ist, und welche eine
Abstand zur Oberkante des Gehäuses,
zur Linken der Kurbelwelle und Zur Aussenkante der Zylinderbohrung
aufweist. Die Nockenwelle schließt Nocken ein, welche Stößel zum Öffnen und
Schließen von
Einlass- und Auslassventilen des Verbrennungsmotors bewegen. Diese
Ausführung
vergrößert die Gesamtabmessung
und das Profil der Maschine. Jedoch sollte ein Antriebsmechanismus
für einen
Motor kompakt sein, so dass der Antriebsmechanismus den Bau von
kleineren Motoren erlaubt und eine Verringerung des Motorprofils
zur Folge hat.
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Eine
weitere notwendige Eigenschaft eines Antriebsmechanismus eines Motors
ist es, dass der Antriebsmechanismus vereinfacht wird und eine minimale
Anzahl von Komponenten aufweist.
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Es
ist notwendig ein Verfahren der effizienten, direkten und beständigen Schmierung
von beweglichen Teilen in dem Kurbelgehäuse, welche sich außerhalb
der Ölwanne
befinden, durch flüssige Öle zu finden,
um eine direkte und effektive Schmierung solcher Teilen zu gewährleisten,
so das so schnell wie möglich
nach der Starten des Motors und während des Betriebs des Motors
gewährleistet
ist.
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Es
ist weiter notwendig die Vereinfachung einer Luftreinigungsanordnung
zu finden, welche die Anzahl der notwendigen Komponenten verringert, und
dadurch den Zusammenbau des Luftreinigers, des Einlassdeckels und
des Vergasers vereinfacht.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Antriebsmechanismus für einen
Motor mit oben liegenden Ventilen vor, welcher ein Nockenwellenritzel
vorsieht, welches durch die Kurbelwelle angetrieben wird, das Nockenwellenritzel
treibt die Rotation in dem Zylinderblock extern des Zylinderkopfes
voran und hat Nocken, welche darauf befestigt sind, zum Auslösen eines
Kipphebelpaars, welche zu Ausführungen
einer Kippbewegung in dem Zylinderkopf vorgesehen sind, welche wiederum
die Einlass- und Auslassventile des Zylinderkopfes auslösen; das
Nockenwellenritzel soll innerhalb der Ritzeltasche platziert sein
und außerhalb
von dem Zylinderkopf drehbar gelagert sein. Die Ritzeltasche ist
in dem Zylinderblock integriert und grenzt radial an die Zylinderbohrung.
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Vorteilhafterweise
erlaubt die externe Anbringungen des Nockenwellenritzel an dem Zylinderkopf,
das Nockenwellenritzel so innerhalb der Ritzeltasche angrenzend
an die Zylinderbohrung und extern des Zylinderkopfs anzubringen,
dass daraus eine Reduzierung der Gesamtgröße des Maschinenprofils resultiert,
und eine kompaktere Bauformen der Maschine ermöglicht wird. Die Hebelarme
schließen Ventilstößelarme
ein, welche sich in die Ritzeltasche hinein erstreckenden zum Auslösen einer
Nocke in verschiedenen Bereichen, welche alle innerhalb der Ritzeltasche
liegen und von der Kurbelwelle beabstandet sind.
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Die
Befestigung des Nockenwellenritzels außerhalb des Zylinderkopfes
erlaubt fortschrittlicher Weise, dass Nockenwellenritzel innerhalb
der Ritzeltasche benachbart an die Zylinderbohrung und außerhalb
des Zylinderkopfes zu platzieren, was eine Verkleinerung des Motorprofils
und damit eine kompaktere Konstruktion der Maschine erlaubt. Die
Kipphebelarme schließen
Ventilstößelarme
ein, welche sich in die Ritzeltasche hinein erstrecken und somit die
Nocken an deren jeweiligen Positionen, welche innerhalb der Ritzeltasche
platziert sind, verbinden, welche allesamt in einem bestimmten Abstand
von der Kurbelwelle entfernt befinden.
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Zusätzlich wird
eine Kombination einer Ölpumpe
und der Drehzahlbegrenzungsanordnung von der Kurbelwelle angetrieben,
dadurch wird das Öl durch
einen in dem Kurbelgehäuse
der Maschine vorgesehen ersten Schmiermitteldurchgang gepumpt, um
damit Öl
mit einer Öldichtung
um die obere Kurbelwelledichtung zu verbinden. Ein zweiter Schmiermitteldurchgang,
welcher in der Kurbelwelle vorgesehen ist, leitet Öl von der Öldichtung,
um das obere Kurbelwellenlager zu der Kopplung der Kurbelwelle mit
der Pleuelstange.
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Die
Kombination von Ölpumpe
und Drehzahlbegrenzungsanordnung fördert das Öl direkt zu den beweglichen
Teile innerhalb des Kurbelgehäuses
und vereint damit sowohl die Ölpumpe
als auch den Drehzahlregler auf fortschrittlicher Weise in einer einzigen
Anordnung, wodurch die Anzahl der Motoreinzelteile verringert wird,
und auch die Notwendigkeit für
einen weiteren Platz in der Maschine zur Unterbringen einer separaten Ölpumpe und
einer Drehzahlbegrenzungsanordnung entfällt.
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Es
ist eine Luftreinigungsanordnung vorgesehen, welche eine integrierte
den Rohrverbindung aufweist, welche sich von dieser erstreckt, welche
innerhalb einer Öffnung
in dem Belüftungsdeckel
einrastet und in direkter Verbindung mit der Belüftungskammer steht, zur direkten
Verbindung der Belüftungskammer
mit dem Luftreiniger.
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Die
Luftreinigungsvorrichtung soll in fortschrittlicher, einfacher Weise
durch eine einschrittige Operation befestigt werden, wobei die Rohrverbindung
in die Belüftungsdeckelöffnung eingesetzt
wird, und die Luftreinigungsanordnung direkt auf den Befestigungsflansch
des Vergasers fixierten, wodurch ein erleichterter, vereinfachter
Zusammenbau erreicht wird und die Notwendigkeit zusätzliche
Komponenten einzuführen
entfällt.
Die betreffenden Komponenten sind z. B. Schläuche, wobei jeweils ein Schlauchverbinder
an dem Belüfterdeckel,
dem Luftreiniger, dem Vergaser sowie Schlauchklemmen.
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In
einer der Ausführungsform
wird eine Brennkraftmaschine aufgezeigt, welche eine Kurbelwelle,
eine Pleuelstange und eine Hubkolbenanordnung aufweist, die Hubkolben
bewegen sich innerhalb der Zylinderbohrung in dem Zylinderblock
hin und her und sind mit einem Zylinderkopf verbunden; ein Nockenwellenritzel
wird durch die Kurbelwelle angetrieben und wird innerhalb des Zylinderblock
drehbar gelagert und zusätzlich
außerhalb
von dem Zylinderkopf gelagert, das Nockenwellenritzel hat mindestens
eine Nocke, welche darauf mit dem Nockenwellenritzel drehbar angebracht
ist; es wird eine Antriebsverbindungen zwischen der Kurbelwelle
und dem Nockenwellenritzel aufgezeigt; und einen Paar von Kipphebelarmen,
welche drehbar mit dem Zylinderkopf befestigt sind, diese lösen ein
Ventilpaar aus, jeder Kipphebelarm schließt einen Ventilstößelarm ein,
welcher sich von diesen aus erstreckt, der Ventilstößelarm wird
von mindestens einer Nocke bewegt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird eine Brennkammermaschinen aufgezeigt, welche ein Kurbelgehäuse aufweist,
welches mit einem Zylinderblock verbunden ist, dass Kurbelgehäuse weißt eine Ölwanne auf;
eine Kurbelwelle wälzt
sich in einem ersten und zweiten Lager in dem Kurbelgehäuse; eine
Pleuelstange verbindet zwei sich gegenüberliegende Enden der Kurbelwelle
mit einem Hubkolben, der Hubkolben bewegt sich innerhalb des Zylinderblock
hin und her; ein erster Durchgang befindet sich innerhalb des Kurbelgehäuses, der
erste Durchgang verbindet die Ölwanne
mit einem ersten und zweiten Lager; eine Kombination aus Ölpumpe und Drehzahlbegrenzungsanordnung,
welche von der Kurbelwelle angetrieben wird, pumpt Öl von der Ölwanne durch den
ersten Durchgang.
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In
einer weiteren Ausführungsformen
wird eine Brennkammermaschine aufgezeigt, welche einen Zylinderblock
aufweist; ein Belüfterdeckel
weist eine darin liegende Öffnung
auf, der Belüfterdeckel ist
an dem Zylinderblock angebracht, der Zylinderblock und der Belüfterdeckel
bildeten zusammen eine Belüfterkammer;
eine Luftreinigervorrichtung, ist am Belüfterdeckel angefügt, die
Luftreinigungsvorrichtung schließt eine darin integrierte Rohrverbindung
ein, die Rohrverbindung erstreckt sich in die Öffnung (der Belüftungskammer)
und verbindet die Belüftungskammer
mit der Luftreinigungsvorrichtung.
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Die
hiervor aufgezeigten und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung
und die Weise diese zu erreichen werden klarer, zudem wird die Erfindung
selber durch die Referenz der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung besser zu verstehen sein, welche in Verbindung mit den
beigefügten
Zeichnungen vorgenommen wird:
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1 ist
eine isometrische Ansichten einer Maschine mit oben liegenden Ventilen
ist, welche den Schalldämpfer,
den Vergaser und die Luftreinigungsanordnung nach dieser vorliegenden
Erfindung zeigen;
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2 ist
eine andere isometrische Ansicht der Maschine aus 1,
wobei das Schwungrad, dem Luftreinigungsanordnung, der Vergaser,
der Zylinderkopf mit den darin liegenden Kipphebelarmen und ein
Teil der Antriebsvorrichtung zu sehen sind;
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3 ist
eine Aufsicht auf die Maschine aus 1 - 2,
welche die obere Kurbelwellenlagerung, den Luftreiniger, den Vergaser,
die Drehzahlregelverbindung, und den Schalldämpfer zeigen;
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4 ist
ein vertikaler Querschnitt entlang der Linien 4 - 4 aus 3,
betrachtet in Pfeilrichtung, welche die Kurbelwelle des Antriebsritzels,
das dazwischen liegende Ritzel, und dass Nockenwellenritzel darstellt;
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5 ist
ein Seitenaufriss, welcher die Schnittstelle zwischen dem Befestigungsflansch
und den Zylindergehäuse,
sowohl als auch das Schwungrad, die Drehzahlreglerverbindung und
den Luftreiniger darstellen;
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6 ist
ein horizontaler Querschnitt entlang der Linien 6 - 6, in Pfeilrichtung
betrachtet;
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7 ist
eine isometrische Explosionszeichnung der Luftreinigungsanordnung,
welche die Luftreinigungsanordnung, den Filter und seinen Deckel darstellt;
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8 ist
eine isometrische Explosionszeichnung der Luftreinigungsanordnung,
welche die Belüftungskammer,
den Belüftungsdeckel,
den O-Ring, die Luftreinigungsanordnung, den Filter und den Deckel
darstellt;
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9 ist
eine isometrische Explosionszeichnung eines Teils des Zylinderkopfes,
welcher die Kipphebelarme, die Ventilstößel, und andere Ventilkomponenten
darstellt;
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10 ist
eine Ansichte der Antriebsvorrichtungen;
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11 ist
eine perspektivische Zeichnung der Antriebsvorrichtung aus 10;
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12 ist
ein Querschnitt entlang der Linie 12 -12 aus 3, welcher
den Öldurchgang
in dem Kurbelgehäuse
und die Kurbelwelle darstellt;
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13 seine
Querschnittsansicht entlang der Linie 13 - 13 aus 3,
welche den Öleinlassdurchgang
darstellt;
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14 ist
ein Querschnitt entlang der Linie 14 - 14 aus 3,
welcher den Ölauslassdurchgang darstellt;
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15 ist
eine isometrische Ansicht, welche schematisch Teile des Weges des
Kühlungsluftstromes
von dem Schwungrad aus gesehen darstellt; und
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16 ist
eine teilweise fragmentarische Darstellung, welche auf fragmentarische
Weise die Kombination aus Ölpumpe
und Drehzahlbegrenzungsanordnung zeigt.
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Die
korrespondierenden Bezugszeichen zeigen auf korrespondierende Teile
in verschiedenen Ansichten. Das hier dargestellte Beispiel illustriert eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, in einer Ausführung,
jedoch ist eine solche beispielhafte Darstellung ist nicht dazu
bestimmt den Kern der Erfindung in jeglicher Weise zu begrenzen.
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Bezug
nehmend auf die 1 bis 6, ist eine
Brennkraftmaschinen mit oben liegenden Ventilen 10 dargestellt,
welche so ausgerichtet ist, dass die Kurbelwelle 12 als
eine vertikal ausgerichtete Kurbelwellenanordnung eingestellt ist.
Jedoch kann die Maschine 10 ebenfalls so ausgerichtet sein,
dass die Kurbelwelle 12, mit kleinen Modifikationen für eine horizontale
Kurbelwellenanordnung horizontal ausgerichtet ist, wie dieses Stand
der Technik ist. Bezug nehmend auf 4 schließt der Motor
ein Kurbelwellengehäuse 18 ein,
welches entlang der Ebene P1 - P1 aufgespalten ist, einen geneigten
Winkel zu der Kurbelwelle 12 bildet, so dass die gegenüber stehenden
Enden der Kurbelwelle 12 sich jeweils in den kompletten
Lagern 14, 16 wälzen, wobei das obere Kurbelwellenlager 14 in
dem Zylindergehäuse 20 gehalten
wird, und das untere Kurbelwellenlager 16 in einem Befestigungsflanschgehäuse 22 gehalten wird.
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Das
Befestigungsflanschgehäuse 22 schließt ein unteres
Kurbelwellenlager 16, eine Ölwanne 24, eine zwischengelagerte
Wellenunterstützung 26,
und ein Ölpumpengehäuse (16)
ein. Das Befestigungsflanschgehäuse 22 schließt ebenso einen
integrierten Befestigungsflansch 30 ein, welcher zum Beispiel
an einem Rasenmähergehäusedeckel,
in einer konventionellen Weise, angebracht werden kann. Das Zylindergehäuse 20 schließt obere Kurbelwellenlager 14,
einen Zylinderblock 32, welcher eine Zylinderbohrung 34 aufweist,
einen integrierten Zylinderkopf 36, welcher axial benachbart
zu dem Zylinderblock 32 ist, eine integrierte Ritzeltasche 38 benachbart
zu dem Zylinderblock, und untere und obere Kurbelwellenlager 40, 42 ein.
Eine Kipphebelgehäuseabdeckung 44 (4)
deckt den Zylinderkopf 36 ab, und definiert ein Kipphebelgehäuse 46 zusammen
mit dem Zylinderkopf 36. Zylinderblock 32 und
Zylinderkopf 36 schließen
integrierte Kühlrippen 48 ein.
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Bezug
nehmend auf die 1, 3 und 6 ist
ein Schalldämpfer
am Auslassanschluss 52 angeschlossen, und ein Vergaser 54 ist
mit dem Ansaugstutzen 56 verbunden. Wie in 6 dargestellt ist,
erstrecken sich der Ansaugstutzen 56 in der Auslassstützen 52 nach
innen an entgegengesetzten Seiten des Zylinderkopf 36 in
einer Kreuzflussausrichtung, deren Orientierung es erlaubt, die
Lauflängen
des Ansaugstutzens 56 und des Auslassstutzens 52 zu
minimieren, und es erlaubt den Schalldämpfer 50 an der gegenüberliegenden
Seite von dem Vergaser 54 und der Luftreinigungsanordnung 58 des
Zylinderkopf 36 zu platzieren. Einlass- und Auslassventilen 60, 62 sind
in einer parallelen Ebene zu den Kolbenachsen der L1 - L1 angebracht,
wie in 4 dargestellt ist.
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Wie
in den 3, 6 und 15 dargestellt
ist, schließt
der Zylinderkopf 36 drei Luftdurchgangswege 64 ein,
einer ist zwischen den Einlass- und Auslassventilen 60, 62 angelegt,
ein anderer ist jeweils auf den sich gegenüberliegenden Seiten der Einlass- und Auslassventile 60, 62 angebracht.
Wie in 4 dargestellt ist, erstreckt sich der seitliche Luftdurchgangsweg 66 durch
den Zylinderblock 32 zwischen dem Zylinderkopf 36 und
der Ritzeltasche 38 und steht mit dem Durchgangsweg 46 in
Verbindung. Bezug nehmend auf 15 wird
der Weg der vom Schwungrad 70 erzeugten Kühlluft in
dem Gebläsegehäuse 68 aufgezeigt,
die Kühlluft
wird an dem Zündkerzenstecker
vorbei direkt zu dem Zylinderkopf 36 geleitet, zu einem
Bereich, in welchem Einlass- und Auslassventile 60, 62 freiliegen.
Die kühlende Luft
passiert die Ritzeltasche 38, um seitlich an dem Zylinderblock 32,
um am seitlichen Durchgangsweg 66 nahe dem Schalldämpfer 50 in
verschiedenen Bereichen 54 auszutreten. Wenn das Luftkühlsystem den
Zylinderblock 32 verlässt,
kühlt die
Kühlluft
die Kipphebelarme 46, reduziert die Menge des Abbrandes
und des verbrannten Öls
innerhalb des Kipphebelgehäuses 46,
was wiederum die Temperatur des Öls
innerhalb der Ölwanne 24 verringert,
das Öl
kehrt von dem Kipphebelgehäuse 46 aus
während
des Schmierens der Maschine 10 zurück, wie nachfolgend beschrieben
wird.
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Wie
in 3 und 6 gezeigt ist, sind Abstandshalter 74 jeweils
zwischen dem Zylinderkopf 36 und jedem der Schalldämpfer 50 und
Vergaser 54 angebracht, um es so der kühlenden Luft zu ermöglichen
zwischen ihnen hindurch beim Verlassen der seitlichen Durchgangswege 66 zu
entweichen, und sieht es auch eine Isolation zwischen dem Zylinderkopf
und jeweils dem Vergaser 54 und dem Schalldämpfer 50 Vor.
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Bezug
nehmend auf 1 - 5 ist eine elektronische
Zündeinheit 76,
welche ein elektronisches Zündmodul 78 aufweist,
welches auf dem Träger 80,
welcher sich von Zylinderblock 32 aus erstreckt angebracht.
Das elektronische Zündmodul 78 ist
mit der Zündkerzensteckerkappe
(nicht dargestellt), welche einen Zündkerzenstecker 72 an
einem Kabel (nicht dargestellt) einschließt, verbunden. Das Schwungrad 40 ist
an einem Ende der Kurbelwelle 12 in konventioneller Art
angebracht, und schließt
einen Permanentmagneten 82 ein, welcher zwischen den paarweise
angeordneten Schwungradrippen 48 befestigt ist. Wie in 4 gezeigt
wird, ist der selbst aufwickelnde Starter 68 mit einen
Zuggriff (nicht dargestellt) mit den Gebläsegehäuse 68 verbunden und ist
mit einem Ende der Kurbelwelle 12 in konventioneller Art
für den
Betrieb befestigt. Der Treibstofftank 88 ist mit dem Gebläsegehäuse 68 in
konventioneller Art befestigt und ist mit dem Kraftstoffeinlass 90 (2, 3 und 7 - 9)
des Vergaser 54 durch eine Kraftstoffleitung verbunden
(nicht dargestellt).
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Bezug
nehmend auf 4 befindet sich der Kolben 92 gleitfähig in der
Zylinderbohrung 34 innerhalb des Zylinderblocks 32 und
bewegt sich entlang der Achse L1 - L1 hin und her. Der Kolben schließt Kolbendichtungsringe 94 auf
seinem Umfang ein, und bildet zusammen mit dem Zylinderkopf 36 die Brennkammer 96.
Der Kolben 92 ist über
eine Kupplung mit einer Pleuelstange drehbar verbunden, welche als
Kolbenzapfen 100 in 4 dargestellt
ist. Die Pleuelstange 98 ist im Betrieb auch mit der Kurbelwelle 12 über eine
Kupplung an der Schnittstelle zur Pleuelstange 98 und mit
der Kurbelwelle 12 verbunden, welche in 4 in
Form einer Unterlegscheibe 102 zwischen einem Paar von
Vorsprüngen 104 dargestellt
ist. Wie in den 4 und 10 - 11 dargestellt
ist, treibt die Kurbelwelle 12 ein Nockenwellenritzel 106 durch
eine Antriebsverbindung 108 mit der halben Geschwindigkeit
der Kurbelwelle 12 an. Die Antriebsverbindung 108 schließt ein Antriebsritzel 110,
welches auf die Kurbelwelle 12 angebracht ist, ein, welches
wiederum ein zwischengelagertes Zahnrad oder Umlenkzahnrad 112 aufweist,
welches wiederum das Nockenwellenritzel 106 seitlich versetzt
antreiben.
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Das
Nockenwellenritzel 106 rotiert um eine Achse L2 - L2, welche
an eine Achse L1 - L1 angrenzt. Das Nockenwellenritzel 106 ist
innerhalb der Ritzeltasche 38 angebracht, welche in dem
Zylinderblock 32 integriert ist und das Nockenwellenritzel 106 ist
drehbar innerhalb der Ritzeltasche 38 mit der Nockenwelle 114 verbunden.
Die Nockenwellenritzel 114 wälzt sich in dem oberen Nockenwellenlager 40, welche
innerhalb einer Wand des Zylinderblocks 32 angrenzend an
die Zylinderbohrung 34 platziert ist, und in einer unteren
Nockenwellenlagerung 42, welche innerhalb einer Wand in
der Ritzeltasche 38 gegenüber der Zylinderbohrung 34 platziert
ist. Weiter kann aus 4 ersehen werden, dass die Nockenwelle 114 und
das Nockenwellenritzel 106 außerhalb des Zylinderkopfs 36 in
der Ritzeltasche 38 angeordneten sind, wobei das Nockenwellenritzel 106 radial benachbarte
zur Zylinderbohrung 34 angeordnet ist.
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Wie
in den 4 und 10 - 11 dargestellt
ist, ist das zwischen liegende Zahnrad 112 so abgemessen,
so dass es in das Antriebszahnrad 110 und in das Nockenwellenritzel
F20 und eingreift, und dabei eine Geschwindigkeitsverlangsamung
im Verhältnis
2:1 zwischen der Kurbelwelle und dem Nockenwellenritzel 106 verursachten.
Das zwischen liegende Zahnrad 112 wird drehbar auf einer
zwischen liegenden Welle 116 montiert (10 und 11), welche
in dem oberen und unteren zwischen gelegenen Wellenlagern (nicht
in 4 dargestellt) gehalten wird, welche jeweils in
dem Zylindergehäuse 20 und
in einem dazwischen liegenden Wellenlager 116 des daran
befestigten Flanschgehäuses 30 angeordnet
sind. Ein zwischen liegendes Zahnrad 112 soll von einem
stationären
Wellenzapfen drehbar getragen werden, welcher sowohl in das Zylindergehäuse 20 oder
in dem beigefügten
Flansch 30 integriert ist. Das Antriebsritzel 110,
das zwischen liegende Zahnrad 112 und das Drehzahlbegrenzungs-/Pumpenritzel 118 (weiter
unten beschrieben) und das Nockenwellenritzel 106 können, zum
Beispiel aus Pulvermetalle, Spritzgusskunststoff oder Gussmetall
hergestellt sein.
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Das
dazwischen liegende Zahnrad 112 treibt eine kombinierte Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsanordnung 120 an, welche im Wesentlichen
in den 10 bis 16 dargestellt
ist, und welches ein Drehzahlbegrenzungsteilstück 120a und ein Ölpumpenteilstück 120b einschließt. Das Ölpumpen- und
Drehzahlbegrenzungsritzel 118, welches in der Umgebung
der Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsanordnung 120 angeordnet ist, greift
in das dazwischen liegende Zahnrad 112 ein, und wird durch dieses
angetrieben. Wie in 13 und 14 dargestellt
ist, schließt
das Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsritzel 118 einen inneren Rotor 122 ein,
welcher in einen größeren Rotor 124 eingreift,
welcher innerhalb des Ölpumpengehäuses 28 befestigt
ist, um Öl 126 aus
der Ölwanne 124 durch
den Öleinlaufdurchfluss 128 (13)
anzusaugen, und das Öl 126 zu
verschiedenen Orten in der Maschine 10 über Ölverteilwege zu pumpen, wie
weiter unten beschrieben wird.
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Das
Drehzahlbegrenzungsteilstück 120a schließt Drehzahlfliehkraftgewichte 130 ein,
welche innerhalb des Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsritzels auf Stiften 132 drehbar
angebracht sind. Federn 134 drücken auf Spindeln 136 in
dem Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsritzel 118 und werden durch die
Drehzahlfliehkraftgewichte 130 gehalten. Wenn das Ölpumpen-
und Drehzahlbegrenzungsritzel 118 durch den Drehantrieb 11 schneller
als eine vorbestimmte Geschwindigkeit angetrieben wird, werden die
Drehzahlfliehkraftgewichte 130 sich aufgrund einer nach
außen
gerichteten Zentrifugalkraft drehen und eine Spule 134 nach
oben drücken,
um so einen Drehzahlregelarm 138 und eine Drehzahlwelle 140 in
Drehbewegung zu versetzen, welche in 16 dargestellt
sind. Wie in 1 - 3 und 7 - 8 und 16 dargestellt
ist, ist die Drehzahlwelle 140 mit dem Vergaser 154 durch
eine Verbindung 142 gekoppelt, welche den Drehzahlbegrenzungsheber 144 und
die Drehzahlbegrenzungsverbindung 146 einschließt derart,
dass bei der Rotation der Drehzahlbegrenzungswelle 140 ein
Drosselhebel 148 an dem Vergaser 54 ausgelöst wird,
um die Geschwindigkeit des Motors 10 zu überwachen.
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Wie
in 12 - 14 gezeigt ist, zieht das Ölpumpenteilstück der Ölpumpe und
die Drehzahlbegrenzungsanordnung 118 Öl 126 aus der Ölwanne 124 durch
einen Öleinlassdurchgang 128 in
dem Ölpumpengehäuse 28 (13)
und pumpt das Öl durch
den Ölauslassdurchgang 150,
welcher in dem Ölpumpengehäuse 28 und
in dem Befestigungsflanschgehäuses 22 angebracht
ist (14). Der Ölausgangsdurchlass 150 überführt das Öl zu einem
Zylinderöldurchgang 152,
welcher sich innerhalb des Zylindergehäuses 20 befindet,
welches wiederum das Öl
zu einer Kurbelwellenölrille 154 leitet,
welche sich innerhalb des oberen Kurbelwellenlagers 14 entlang des
Umfangs der Kurbelwelle 12 herum erstreckt. Das Öl in der
Kurbelwellenölrille 154,
welche durch die Pumptätigkeit
der Ölpumpe
und der Drehzahlbegrenzungsanordnung 120 unter Druck gehalten
wird, hilft dabei die Kurbelwelle 12 während des Betriebs des Motors 10 zu
halten und zu zentrieren. Das Öl
in der Kurbelwellenölrille 154 wird
davon ausgehend durch den Pumpendruck, welcher von der kombinierten Ölpumpe und
Drehzahlbegrenzungsanordnung 120 ausgeübt wird, auch an verschiedene
andere Orte gedrückt.
Ein erster Teil des Öls
fließt
zwischen der Kurbelwelle 12 und dem oberen Kurbelwellenlager 14 nach
unten, um dieses zu schmieren, bevor es in die Ölwanne 24 zurücktropft.
Ein zweiter Teil des Öls
fließt
zwischen der Kurbelwelle 12 und der oberen Kurbelwellenlagerung 14 nach
oben, zu dem Kurbelwellen-/Schwungradölverschluss 156, um
einen Schmierfilm zwischen der Kurbelwelle und dem Schwungrad 70 zur
bilden, bevor es durch die Kurbelwellen-/Schwungrad Öldichtungsdrainage 158 zurück in das
Kurbelwellengehäuse 18 fließt. Ein
dritter Teil des Öls
bewegt sich durch den Kurbelwellenöldurchgang 160, welcher
in der Kurbelwelle 12 angebracht ist, um die Kopplungsschnittstelle
zwischen der Kurbelwelle 12 und der Pleuelstange 98 an
der Unterlegscheibe 102 zu schmieren, wohin das Öl zwischen
den Vorsprüngen 104 gespritzt
wird und in die Zylinderbohrung 134 unterhalb des Kolben 92 gespritzt
wird, bevor es zurück
in die Ölwanne 24 fließt.
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Zusätzlich mischen
das Antriebsritzel 110, das Ölpumpen- und Drehzahlbegrenzungsritzel 118 und
andere bewegliche Teile in dem Kurbelwellengehäuse 12 das Öl innerhalb
der Ölwanne 24 auf,
um einen Ölnebel
zu erzeugen, welcher unter dem Druck, welcher durch den sich hin
und herbewegenden Kolben 92 generiert wird durch die Ritzeltasche 38 in
das Kipphebelgehäuse 46 eindringt,
um die Kipphebelarme 162 und die Ventilanordnung 164 zu schmieren.
Durch Kondensation soll das Öl
durch die Ritzeltasche 38 zurück in das Kurbelgehäuse fließen, zusätzlich wird
spritzendes Öl
durch bewegliche Teile innerhalb des Kurbelgehäuses 18 über die
Ritzeltasche 38 durch die Bewegung des Antriebsmechanismus
in das Kipphebelgehäuse 46 und
von dort aus zurück
zu der Ölwanne 24 fließen.
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Bezug
nehmend auf 1 und 6 - 8 ist
eine Luftreinigungsanordnung 58 dargestellt, welche mit
dem Belüfter 168 und
dem Vergaser 154 der Maschine 10 verbunden ist.
Der Belüfter 168 schließt eine
Belüftungskammer 170 ein,
welche in das Zylindergehäuse 20 integriert
ist. Die Belüftungskammer 168 steht
durch ein Einwegbelüftungsventil 172 in
Verbindung mit dem Kurbelgehäuse 18,
welches einen Scheibenventilsitz 174 und eine Ventilscheibe 176 (6)
einschließt.
Der Belüftungsdeckel 178 ist
auf dem Zylindergehäuse 20 durch
einen Bolzen befestigt (nicht dargestellt), welcher durch ein Befestigungsloch 180 mit
dem Belüftungsgehäuse 178 verbunden
ist und in einem Befestigungsrohr 182 eingeschraubt ist,
welcher in dem Zylindergehäuse 20 integriert
ist. Der Belüftungsdeckel
schließt
eine Belüftungskammer 178 ein,
welche zwischen dem Belüftungsdeckel 178 und
dem Zylindergehäuse 20 gebildet
ist. Der Belüftungsdeckel 178 schließt eine Vielzahl
von Einkerbungen 184, welche in die Belüftungskammer 170 eingefügt sind,
ein, um die Ventilscheibe 176 auf dem Ventilscheibensitz 174 zu
halten und die Ventilscheibe 176 davor zu bewahren, auf der
inneren Oberfläche
des Belüftungsdeckel
während
des Betriebs der Ventilplatte 176 zu verklemmen. Die Belüftungsabdeckung 178 schließt auch eine Öffnung der
Luftreinigungsröhre 168 ein.
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Die
Luftreinigungsanordnung 58 schließt einen Luftreinigungskörper 188,
ein Luftfilter 190, und einen Luftreinigungsdeckel 192 ein.
Der Luftreinigungskörper 188 schließt einen
integral geformten und einheitlichen Luftreinigungsstutzen 194 ein,
welcher sich genauer auf die Luftreinigungsröhrenöffnung 186 in dem
Belüftungsdeckel 178 einpasst,
um so die Belüftungskammer 178 mit
dem Luftreinigungskörper 188 zu
verbinden. Der Luftreinigungsstutzen 194 ist in den 1 und 6 - 8 in Form
einer Röhre
zeigt, jedoch kann der Luftreinigungsstutzen 194 in einer
Vielzahl von Formen ausgeführt
sein. Ein O- Ring 196 oder
andere Dichtungsmittel, wie zum Beispiel eine Dichtungsscheibe verfügt sich
um den Luftreinigungsstutzen 194, um eine Dichtung zwischen
dem Luftreinigungsstutzen 194 und den Belüftungsdeckel 178 zu
bilden. Der Luftreinigungsdeckel 192 ist an den Luftreinigungskörper 188 angefügt, um dadurch
eine Luftreinigungskammer 198 zu bilden und schließt eine
Vielzahl von Aufnahmeöffnungen 240 auf
seiner Unterseite ein (siehe Abbildung in 7), durch
welche eingesaugte Luft in die Luftreinigungskammer 198 eingesaugt
werden kann. Der Filter 190 ist innerhalb der Luftreinigungskammer 198 so
angebracht, dass Staub, Dreck, Öl und
anderer Materialien aus der eingesaugten Luft gefiltert werden können, um
diese an dem Eintritt in den Vergaser 54 zu hindern. Der
Luftreinigungsdeckel 192 ist entnehmbar auf dem Luftreinigungskörper 188 befestigt,
so dass die Verschlussmittel 200 des Luftreinigungsdeckels 192 durch
den Riegel 202 auf dem Luftreinigungskörper 188 eingreifen
kann, wie in 7 und 8 dargestellt
ist oder durch andere geeignete Mittel. Der Luftreinigungskörper 188 sieht
zusätzlich
eine Vergaseröffnung 204 vor,
welche eine direkte Verbindung zwischen der Luftreinigungskammer 198 und
dem Vergaser 54 darstellt.
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In 7 und 8 wird
gezeigt, wie der Luftreinigungskörper 188 auf
dem Zylindergehäuse 20 in
einer einstufigen Handhabung befestigt ist, in welche der Luftreinigungsstutzen 194 durch
den Belüftungsdeckel 178 geführt wird
und der Luftreinigungskörper 188 in
Fluchtung mit dem Vergaserbefestigungsflansch 206 gebracht
wird. Der Luftreinigungskörper 188 wird
dann direkte mit dem Vergaserbefestigungsflansch 206 beigefügten, durch
ein Paar von den Befestigungsmitteln, welche durch eine Befestigungsöffnung 208 in
dem Luftreinigungskörper 188 durchgeführt werden
und durch korrespondierende Öffnungen 208b in
dem Vergaserbefestigungsflansch 206. Vorteilhafter Weise
erlaubte der Stutzen des integrierten Luftreinigungsstutzen 194 des
Luftreinigungskörper 188 und
des Vergaser 54 es, die verschiedene Schläuche entbehrlich
zu machen, welche mit der Belüftungskammer 170 mit
dem Luftreinigungskörper 188 und/oder
den Luftreinigungskörper 188 mit
dem Vergaser 54 verbinden, sowie auch Schläuche und
damit verbundene Schlauchklemmen, welche bisher in vorangegangenen
Luftreinigungsanordnung notwendig waren.
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Während des
Betriebs der Maschine 10 wird die eingesaugte Luft in die
Luftreinigungskammer 198 durch die Einlassöffnung 240 in
den Durchgangdeckel 192 geleitet, wo die Luft durch einen
Filter 190 gefiltert wird, bevor sie in den Vergaser 54 eintritt,
wo sie mit Brennstoff gemischt wird. Zusätzlich werden eingeblasene
Gase, welche von der Verbrennungskammer 96 um die Kolbenringdichtungen 94 in
das Kurbelgehäuse 18 während des
Kompressionstaktes des Kolbens 92 eintreten in die Belüftungskamme 170 durch
ein Einwegbelüftungsventil 172 eingespeist
und durch die Luftreinigungskammer 198 zurück in den
Vergaser 54 geleitet. In dieser Art zirkulieren Ausstoßgase von
den Kurbelgehäuse 18 zurück in den
Vergaser 54, um Emissionen durch die Maschine 10 zu
vermindern. Ölnebel,
welcher durch ein Einwegbelüftungsventil 172 eindringt
soll in der Belüftungskammer 170 kondensieren
und dann durch eine Öldrainage 110 in
das Kurbelgehäuse 118 zurückfließen.
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Wie
in den 4 und 10 - 11 dargestellt
ist, weist das Nockenwellenritzel 106 integriert gebildete
Zähne 212 auf
seinem äußeren Umfang
auf und schließt
integrierte Nocken 214 ein. Alternativ sollen die Nocken 214 separat
von dem Nockenwellenritzel 106 gebildet sein und auf dem
Nockenwellenritzel 106 zur Durchführung einer Drehbewegung angebracht
sein. Die Nocken 214 weisen ein dicker ausgestaltetes Teilstück 216 zum
Auslösen
des jeweiligen Ventilstößelarms 218a, 218b ein.
Wie in 11 zu sehen ist, kann der Ventilstößelarm 218a, 218b integral
mit dem Kipphebelarm 262a, 262b gebildet sein
und in ein Ventilstößelarm Teilstück 220a, 220b,
in welchen der Ventilstößel einrastet,
enden. Des Weiteren kann das Ventilstößelarm Teilstück 220a, 220b ein
oberes Teilstück
der Nocken 214 an jeweils einzelnen Orten darauf, welche
in der Ritzeltasche 38 platziert sind, einrasten und auf
gegenüberliegenden
Seiten der Kurbelwelle 12 beabstandet sein. Wie in 4 deutlich
werden soll, erstrecken sich die Ventilstößelarme 218a, 218b in
die Ritzeltasche 38 in einem Winkel in Bezug auf das Nockenritzel 106,
während
die Ventilstößelarme 220 innerhalb der
Ritzeltasche 38 und im Wesentlichen parallel zu Nockenwellenritzel 106 eingebaut
sind. Das Ventilstößelarm Teilstück 220a und 220b soll
optional die Form von Rollen aufweisen können.
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Bezug
nehmend auf 4, 6 und 9 sind
die Hebelarme 162a, 162b drehbaren in Kipprichtung
auf den Kipphebelarmdrehscharniere 222a, 222b für eine Drehbewegung über ein
Paar von angrenzenden Achsen zur Achse L1-L1 montiert. Die drehbaren
Kipphebelarmdrehscharniere 222a, 222b werden durch Öffnung 224 in
dem Zylinderkopf 36 aufgenommen, und werden durch Bolzen 226 integral
drehbar zu den Zylinderkopf 36 gehalten. Verbindungsjustierungsschrauben 228 sind
innerhalb der Öffnung 130 in
den Kipphebelpaar 262a, 262b befestigt und Grenzen
an die Ventilstangen 232a, 232b an. Ventilfedern 234 sind
um die Ventilstangen 232a, 232b unter dem Druck
eingespannt, der zwischen den Zylinderköpfen 36 und dem Ventilhalter 236 besteht
und spannen die Einlass- und Auslassventile 60,62 gegenüber ihren
Ventilsitzen 238 vor.
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Der
Betrieb des Motors der Maschine 10 wird hauptsächlich bezogen
auf die 10 und 11 erklärt. Wenn
das Nockenwellenritzel 106 angetrieben wird, kippen die
dicker konstruierten Teilstücke 216 der
Nocken 214 die Ventilstößel 218a, 218b periodisch
was dazu führt,
dass die Ventilstößelarme 218a, 218b sich
mit den Kipphebelarmwellen 220a und 222b rotierend
bewegen. Die Rotation der Kipphebelarme 162a und 162b löst periodisch
jeweils das Einlassventil 60 und das Auslassventil 62 aus.
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Die
Antriebsvorrichtung 11 arbeitet in einem konventionellen
Viertaktzyklus, einschließlich
der Schritte des Einlassens, der Kompression, des Zündens, und
des Auslassens. Bezug nehmend auf 6, 10 und 11 wird
bei dem Einlasstakt die Nocke 214 den Ventilstößelarm 218a dazu
veranlassen, den Kipphebelarm 162a im Takt auszulösen und
das Öffnungsventil 60 zu öffnen, und
zu ermöglichen,
dass ein Brennstoff/Luftgemisch von dem Vergaser 54 durch
die Einlassöffnung 56 in
die Verbrennungskammer 96 gelangt (4 und 6).
In dem Kompressions- und Zündtakt
werden die Ventilstößelarme 218a, 218b nicht
durch die Nocke 214 ausgelöst und die Ventilfedern 134 spannend
die Kipphebelarme 162a, 162b derartig vor, dass
das Einlassventil 60 und das Auslassventil 62 geschlossen
sind. Beim Auslasstakt 218 löst die Nocke 214 den
Ventilstößelarm 218 aus,
dass der Ventilstößelarm 218b und
der Kipphebelarm 162b das Auslassventil 262 öffnen und
die Abgase aus der Verbrennungskammer 96 durch den sich
die Auslassöffnung 52 in
den Schalldämpfer 50 entweichen
können.
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Während dieser
Erfindung anhand von einer bevorzugten Konstruktion beschrieben
worden ist, kann die vorliegende Erfindung jedoch weiter modifiziert
werden, ohne dabei den Geist oder den Kern dieser Offenbarung zu
verlassen. Die Anwendung ist so intendiert, dass verschiedene Variationen,
Nutzungsanwenden oder Anpassungen der Erfindung unter Benutzung
ihrer allgemeinen Prinzipien vorgenommen werden können. Ferner
sei beansprucht, dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung ausgehend
innerhalb der bekannten oder den herkömmlichen Praxis nach Stand
der Technik durch die Erfindung abgedeckt sind und innerhalb der
Grenzen der beigefügten
Ansprüche
liegen.