AT516772B1 - Startvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und eine Methode zum Starten von Verbrennungskraftmaschinen. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zu Grunde, ein auf Druck beanspruchbares Triebelement durch eine, insbesondere mehrfach ausgeführte, Linearbewegung entlang einer Strecke zu bewegen und dadurch Translationsenergie in Rotationsenergie umzuwandeln. Die Rotationsenergie wird in einer Schwungmasse, insbesondere einem Schwungrad gespeichert. Das Schwungrad ist durch eine Trennkupplung, insbesondere einer Fliehkraftkupplung, von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine getrennt.

Description

Beschreibung

STARTVORRICHTUNG FÜR VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINEN

[0001] Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Anspruch 1 und eine Methode zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Anspruch 8.

[0002] Im Gegensatz zu Dampfmaschinen und Elektromotoren sind Verbrennungskraftmaschinen nicht in der Lage, von selbst anzulaufen. Um eine Verbrennungskraftmaschine zu starten müssen zumindest ein Ansaug- und ein Verdichtungstakt durchgeführt werden. Um das notwendige Moment für einen ersten Takt aufzubringen werden vorzugsweise Anlasser verwendet. Die meisten Anlasser funktionieren elektrisch. Ein kleiner Elektromotor, der mit einer Batterie verbunden ist, erzeugt ein entsprechend großes Moment um einen vollen Takt ausführen zu können. Die Batterie wird meistens während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine wieder aufgeladen und steht so mehrere Jahre zur Verfügung.

[0003] Vor allem kleinere Verbrennungskraftmaschinen verfügen über keinen elektrischen

Anlasser, sondern müssen manuell gestartet werden. Die gängigste Methode besteht in der Verwendung eines sogenannten Reversier- oder Seilstarters. Ein Reversierstarter ist eine Vorrichtung, die mindestens aus einem Haltegriff, einem Seil und vorzugsweise einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder besteht. Das Seil wird entweder direkt oder über einige andere Maschinenelemente, insbesondere mindesten über einen Freilauf, mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschinen verbunden. Durch einen schnellen, manuellen Zug am Seil wird ein Drehmoment an der Kurbelwelle erzeugt. Das so erzeugte Moment reicht im Allgemeinen aus, um einen vollständigen Takt durchzuführen. Die Spiralfeder wickelt das Seil, vorzugsweise wieder vollständig, auf, um einen neuen Startvorgang durchführen zu können. Derartige Seilstarter sind beispielsweise aus den Druckschriften DE1601446A, EP2752576A1, EP2299103A2, EP2218907B1, DE8708975U1, DE7234145U, DE2245514A etc. bekannt. Anlasser von Brennkraftmaschinen werden insbesondere durch die IPC Hauptklasse F02N (2016.01) klassifiziert.

[0004] Reversierstarter sind relativ leicht herzustellen, kostengünstig und weit verbreitet. Ein gravierender Nachteil der Reversierstarter ist das stets stark belastete Seil. Durch mehrere Zugvorgänge wird das Seil stetig und stark belastet. Die starke und vor allem mehrfache Belastung des Seils kann zu einem spontanen Versagen des Seils führen. Die Belastung des Seils ist umso stärker, je widriger die Umgebungsbedingungen sind. So wird das Seil in geographischen Regionen mit rauem, insbesondere kaltem Klima, durch die Kälte stärker belastet und damit schneller brüchiger und versagensanfälliger. Des Weiteren kann es durch das spontane Versagen des Seils zu Verletzungsgefahren kommen. Ein weiterer Nachteil stellt die nicht zu unterschätzende physische Kraft dar, die notwendig ist, um die Kurbelwelle antreiben zu können. Besonders für ungeübte oder ältere Menschen stellt das eine zusätzliche Beeinträchtigung und Belastung dar. Derartige Probleme werden auch in der DE1824909U ausgiebig erwähnt und erläutert. Ein weiterer Nachteil ist die aufzuwendende Zeit, um den Reversierstartet entweder auszutauschen oder das Seil zu ersetzen, sobald das Seil gerissen ist. Derartige Reparaturen sind auch mit zusätzlichen Kosten verbunden.

[0005] Neben den Reversierstarten gibt es noch die Möglichkeit, die Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe einer Kurbel manuell anzutreiben. Manuell zu betätigende Kurbeln wurden verwendet um die Verbrennungskraftmaschinen der ersten Autos zu starten. Kurbeln besitzen allerdings mehrere Nachteile. Sie sind meistens direkt auf die Antriebswelle aufsetzbar oder Teil eines Anlassers. Damit kann die Kurbel verlegt werden oder verloren gehen. Denkbar wäre die Verwendung einer fixierten, insbesondere einklappbaren Kurbel. Diese könnte zwar platzsparend am Anlasser fixiert werden. Nachteilig ist dennoch der Kurbelvorgang an sich. Ein Kurbelvorgang stellt eine Rotationsbewegung dar. Vor allem für kleine Maschinen, insbesondere Trimmer oder Motorsägen, müssten die Maschinen während des Kurbelvorgangs festgehalten und zu Boden gedrückt werden. Derartige Anlasser werden durch die IPC Klasse F02N 1/00 (2016.01) klassifiziert.

[0006] Das Starten einer Verbrennungsmaschine mittels Fußhebeln wird in den Druckschriften der IPC Klasse F02N3/04 (2016.01) ausführlich beschrieben. Derartige Anlasser eignen sich hervorragend für das Starten von Verbrennungsmotoren für Motorräder, sind allerdings unvorteilhaft für das Starten von Verbrennungsmotoren, mit deren Hilfe Werkzeuge wie Motorsägen oder Trimmer betrieben werden.

[0007] Des Weiteren zeigt der Stand der Technik Vorrichtungen auf, deren Anlassprinzip auf einer manuell erzeugten Drehbewegung beruht. So zeigen die Druckschriften DE913251C, US2004431A und GB191218989A Handandrehvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, mit deren Hilfe ein Motor über einen manuell betätigten Hebel, der um eine Drehachse gelagert ist, gestartet werden können.

[0008] Die Verwendung von batteriebetriebenen Anlassern für kleine Verbrennungskraftmaschinen ist ebenfalls unvorteilhaft. Derartige Anlasser benötigen Batterien, die ebenfalls Teil des Anlassers sein müssen, durch den die Verbrennungskraftmaschine gestartet werden soll. Batterien sind teuer und stellen zudem eine entsprechend Umweltbelastung dar. Des Weiteren kann es sein, dass für gewisse Verbrennungskraftmaschinen Batterien oder elektrische Anlasser, aus sicherheitstechnischen Gründen, nicht zugelassen sind. Elektrische Anlasser werden durch die IPC Klasse F02N 11/00 (2016.01) klassifiziert.

[0009] Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung eine verbesserte Startvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen aufzuzeigen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt dabei durch Muskelkraft.

[0010] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein.

[0012] Der Erfindung liegt dabei vor allem der Gedanke zu Grunde, ein Triebelement bzw. eine Triebbauteilgruppe zu verwenden, die auf Druck belastbar sind d.h. eine Druckkraft übertragen können. Das gattungsgemäße Seil eines Seilzuges aus dem Stand der Technik wäre beispielsweise nicht auf Druck belastbar, da ein gattungsgemäßes Seil für einen entsprechenden Seilzugstarter keine Druckkraft übertragen kann. Es wird explizit erwähnt, dass aus dem Erwähnten nicht folgt, dass man das Triebelement bzw. die Triebbauteilgruppe nicht auch auf Zug beanspruchen darf. Da das Triebelement bzw. die Triebbauteilgruppe aber als Festkörper mit hohem Widerstandsmoment konstruiert werden, sind sie um ein vielfaches stärker belastbar als Seile deren Fasern aus künstlichen oder natürlichen Makropolymeren gefertigt wurden. Das Triebelement bzw. die Triebbauteilgruppe werden also in Massivbauweise konstruiert.

[0013] Der E-Modul des Triebelements liegt zwischen 10 GPa und 5000 GPa, vorzugsweise zwischen 10 GPa und 4000 GPa, noch bevorzugter zwischen 50 GPa und 3000 GPa, am bevorzugtesten zwischen 100 GPa und 2000 GPa, am allerbevorzugtesten zwischen 150 GPa und 1000 GPa.

[0014] Der Erfindung liegt des Weiteren der Gedanke zu Grunde, die notwendige Energie bzw. das notwendige Moment zum Starten der Verbrennungskraftmaschine zu erzeugen indem durch, insbesondere mehrere, Zug- und/oder Druckbewegungen eine Translationsenergie in eine Rotationsenergie umgewandelt wird, die in mindestens einer Schwungmasse gespeichert werden kann. Die Schwungmasse ist durch eine Kupplung, insbesondere eine Trennkupplung, noch bevorzugter eine Fliehkraftkupplung, von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine getrennt. Dadurch wird es erfindungsgemäß möglich, die mindestens notwendige Menge an Energie in der Schwungmasse zu speichern, bevor eine Kupplung mit der Kurbelwelle der

Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Die Schwungmasse wird dabei nicht, wie im Stand der Technik ausgiebig beschrieben, durch ein Zugseil, eine Kurbel, einen elektrischen Anlasser oder einen Fußhebel, sondern durch eine auf Druck beanspruchbare Triebbauteilgruppe, die gleichzeitig Teil eines Getriebes ist, in Rotation versetzt. Der Kern der Erfindung besteht also vor allem darin, dass eine auf Druck beanspruchbare Bauteilgruppe bzw. zumindest ein auf Druck beanspruchbares Bauteil zum Starten der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. Das bedeutet nicht, dass das Bauteil nicht auch auf Zug beansprucht werden darf. Die erfindungsgemäße Ausführungsform stellt vor allem eine deutliche Verbesserung der Seilzugvorrichtungen dar.

[0015] Insbesondere wird daher die, bei einem Reversierstarter mit Seilzug notwendige, Zugbewegung durch mehrere sich wiederholende, auf eine kurze Strecke beschränkte, Zug-und/oder Druckbewegungen ersetzt. Die Strecke ist dabei kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm, noch bevorzugter kleiner als 3 cm, am bevorzugtesten kleiner als 2 cm, am allerbevorzugtesten kleiner als 1 cm. Die Triebbauteilgruppe wird dabei nach erfolgter Zug-und/oder Druckbewegung durch ein, im Gehäuse des erfindungsgemäßen Anlassers eingebautes, Rückstellelement, insbesondere eine Feder, noch bevorzugter eine Zylinderfeder, in Ihre Ausgangsbewegung zurückbewegt. Das Rückstellelement weist eine Federkonstante von mehr als 1 N/m, vorzugsweise mehr als 10 N/m, noch bevorzugter mehr als 100 N/m, am bevorzugtesten mehr als 1000 N/m, am allerbevorzugtesten mehr als 10000 N/m auf. Die Zug- und/oder Druckbewegungen erzeugen eine Linearbewegung der Triebbauteilgruppe. Diese Triebbauteilgruppe besteht vorzugsweise aus einem Triebelement, das insbesondere über zwei Sperrklinken verfügt, die in die Innenverzahnung mindestens eines Schwungrades, vorzugsweise zweier spiegelsymmetrisch zueinander montierter Schwungräder, eingreifen. Die Sperrklinken und die Schwungräder bilden somit einen Sperrklinkenfreilauf. Die Sperrklinken werden beispielsweise mit Bolzen am Triebelement rotierbar gelagert. Ein Rückstellelement, insbesondere eine Blattfeder, sorgt dafür, dass die Sperrklinken immer in die Innenverzahnung der Schwungräder einrasten. Das Rückstellelement weist eine Federkonstante von mehr als 1 N/m, vorzugsweise mehr als 10 N/m, noch bevorzugter mehr als 100 N/m, am bevorzugtesten mehr als 1000 N/m, am allerbevorzugtesten mehr als 10000 N/m auf. Die Triebbauteilgruppe bildet zusammen mit den Schwungrädern ein Getriebe.

[0016] Die Triebbauteilgruppe besitzt insbesondere folgende Bauteile, [0017] · Bedienelement, insbesondere einen [0018] o Griff oder [0019] o Knopf [0020] · Verbindungselemente, insbesondere [0021] o Halbzeug, insbesondere [0022] Rundstab oder [0023] Vierkantstab oder [0024] Platte [0025] • Triebelement, insbesondere [0026] o Halbzeug, insbesondere [0027] Platte, insbesondere [0028] • Gefräste Platte [0029] · Maschinenelemente zur Umwandlung der Linearbewegung in eine Rotationsbewe gung, insbesondere, [0030] o Sperrklinken [0031] · Rückstellelement, insbesondere, [0032] o Feder, insbesondere [0033] Zylinderfeder, [0034] Schraubenfeder, [0035] Biegefeder, [0036] Zugfeder [0037] Blattfeder [0038] Membranfeder [0039] Spiralfeder [0040] Die Triebbauteilgruppe besteht vorzugsweise aus einem, eine Zug- und/oder Druckkraft übertragenden ersten Verbindungselement, das mit dem Triebelement an einer ersten Triebelementseite, verbunden ist. Das erste Verbindungselement ist vorzugsweise ein, aus einem Halbzeug gefertigter, Rundstab. An dem Verbindungselement befindet sich vorteilhafterweise ein Bedienelement, insbesondere ein Griff, der die Handhabung der erfindungsgemäßen Ausführungsform erleichtert. Die Darstellungsform des Bedienelements als Griff wurde vor allem der Übersichtlichkeit halber gewählt. Denkbar ist auch, dass das Verbindungselement direkt mit einem Knopf, anstelle des Griffs, verbunden ist, der in dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Ausführungsform verbaut ist. Denkbar ist auch, dass der Griff oder der Knopf direkt mit dem Triebelement verbunden ist. Das erste Verbindungselement wird durch ein erstes Lager, insbesondere ein Gleitlager, in dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Ausführungsform geführt. An der zweiten Triebelementseite ragt ein zweites Verbindungselement bis in eine Bohrung des Gehäuses, in der sich das Rückstellelement, vorzugsweise eine Feder, noch bevorzugter eine Zylinderfeder, zur Rückstellung der gesamten Triebbauteilgruppe befindet. Die Bohrung wirkt dabei als Lager, insbesondere als Gleitlager.

[0041] Bei den beiden erwähnten Lagern kann es sich insbesondere um [0042] • Gleitlager [0043] • Wälzlager, insbesondere [0044] o Kugellager, insbesondere [0045] Linearlager [0046] handeln.

[0047] Die Unterteilung der Triebbauteilgruppe in ein Triebelement und Verbindungselemente wurde vor allem aus konstruktionstechnischen Gründen erwogen. So können die Verbindungselemente sehr leicht aus Halbzeugen, insbesondere Rundstäben gefertigt werden. Bei den Lagern des Gehäuses, welche die Verbindungselemente führen, kann es sich um einfache Bohrungen handeln. Die Lager wären dementsprechend einfache Gleitlager und die erfindungsgemäße Ausführungsform wäre entsprechend kostengünstiger zu bauen. Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass das Triebelement, sowie die Verbindungselemente, durch ein einziges Bauteil ersetzt werden können, welches dann ebenfalls als Triebbauteilgruppe zu bezeichnen wäre.

[0048] Die beschriebene Triebbauteilgruppe besitzt alle notwendigen Maschinenelemente, um eine Linearbewegung effizient in eine Rotationsbewegung umzuwandeln. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Triebbauteilgruppe durch Sperrklinken wirkt diese zusammen mit den Schwungrädern als Sperrklinkenfreilauf. Die Schwungräder können so durch die Bauteilgruppe kontinuierlich angetrieben werden. Durch die Verwendung zweier Sperrklinken werden die Schwungräder bei der Zug- und/oder Druckbewegung, sowie der rückstellenden Zug-und/oder Druckbewegung durch das Rückstellelement, angetrieben. Die Schwungräder sind vorzugsweise über Nuten mit einer Passfeder verbunden, die das Moment auf eine innere

Bauteilgruppe einer Kupplung, insbesondere einer Trennkraftkupplung, noch bevorzugter einer Fliehkraftkupplung, überträgt. Durch die Verwendung einer Trennkraftkupplung, insbesondere einer Fliehkraftkupplung wird verhindert, dass das erzeugte Moment, welches durch das Getriebe erzeugt wird, sofort auf die Kurbelwelle übertragen wird. Die Kupplung ist auf der Abtriebsseite vorzugsweise mit einem weiteren Freilauf verbunden. Dieser Freilauf verhindert die mechanische Rückkopplung der Kurbelwelle auf die Kupplung. Die Welle wird vorzugsweise in einem Kugellager, welches in der Kupplung fixiert wird, gelagert.

[0049] Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit dem Schwungrad weisen für einige Maschinen einen Nachteil auf. Das rotierende Schwungrad ist, physikalisch gesehen, ein Kreisel. Der Kreisel wird auf Grund der Drehimpulserhaltung versuchen, einem Moment, das seine Ausrichtung im Raum zu verändern versucht, entgegen zu wirken. Das Schwungrad wirkt daher als Kreiselstabilisator bzw. die Maschine wird gyroskopisch stabilisiert. Dies führt zu nicht unbeträchtlichen Problemen für Kleinmaschinen, die in der Hand gehalten und betrieben werden, insbesondere für Motorsägen oder Trimmer. Es ist daher ein weiterer, unabhängiger erfindungsgemäßer Aspekt, dass das Schwungrad nach dem erfolgreichen Anlassen der Verbrennungskraftmaschine, durch andere Maschinenelemente, insbesondere durch Bremsen gestoppt wird. Derartige Maschinenelemente wurden in den Figuren der erfindungsgemäßen Ausführungsform nicht dargestellt. Das Stoppen des Schwungrades erfolgt insbesondere weniger als 3 Sekunden, vorzugsweise weniger als 2 Sekunden, noch bevorzugter weniger als 1 Sekunde, am bevorzugtesten weniger als 0.5 Sekunden nach erfolgreichem Anlassen der Verbrennungskraftmaschine. Derartige Bremsvorrichtungen müssen für Maschinen, die nicht in der Hand gehalten werden, sich insbesondere am Boden befinden, nicht notwendigerweise beachtet werden, Dazu zählen vor allem kleine Rasentraktoren, Rasenmäher etc.

[0050] Ein Schwungrad kann eine Rotationsenergie von mehr als 0.1 Joule, vorzugsweise mehr als 1 Joule, noch bevorzugter mehr als 10 Joule, am bevorzugtesten mehr als 100 Joule, am allerbevorzugtesten mehr als 1000 Joule speichern. Ein Schwungrad kann auf eine Frequenz von mehr als 0.01 Hz, vorzugsweise mehr als 0.1 Hz, noch bevorzugter mehr als 1 Hz, am bevorzugtesten mehr als 10 Hz beschleunigt werden. Ein Schwungrad kann eine Masse von mehr als 0.001 kg, vorzugsweise mehr als 0.01 kg, noch bevorzugter mehr als 0.1 kg, am bevorzugtesten mehr als 1 kg besitzen, Ein Schwungrad kann gewuchtet werden um eine Deviation zu verhindern.

[0051] Es wird auch offenbart, dass man unter einer erfindungsgemäßen Druckbewegung des Triebelements bzw. der Triebbauteilgruppe entweder die Druckbewegung versteht, die durch einen Benutzer von außen mittels Muskelkraft aufgebracht wird und/oder darunter die Druckkraft versteht, die durch das Rückstellelement, insbesondere eine Feder, noch bevorzugter eine Zylinderfeder, aufgebracht wird. In einerweiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform könnte also die Triebbauteilgruppe so mit dem Rückstellelement verbaut werden, dass ein außenstehender Benutzer mittels Muskelkraft eine Zugbewegung durchführen muss um das Triebelements bzw. die Triebbauteilgruppe an sich heranzuziehen, dadurch das Rückstellelement, insbesondere die Feder spannt und diese beim Loslassen das Triebelements bzw. die Triebbauteilgruppe wieder teilweise in das Gehäuse zieht. Der Unterschied zum Stand der Technik, in dem eine Zugbewegung an einem gattungsgemäßen Seil durchgeführt wird, besteht aber darin, dass das Triebelement bzw. die Triebbauteilgruppe durch ihre Massivbauweise viel stärker belastbar sind. Des Weiteren darf nicht vergessen werden, dass durch die erfindungsgemäße Ausführungsform die Translationsbewegungen des Triebelements bzw. der Triebbauteilgruppe nur auf relativ kurze Distanzen erfolgt, während die Seile der Seilzugstarter im Stand der Technik über lange Distanzen, mit hoher Kraft gezogen werden müssen.

[0052] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in: [0053] Figur 1 eine erste isometrische Ansicht Außenansicht einer erfindungsgemäßen

Ausführungsform, [0054] Figur 2a eine erste isometrische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform, [0055] Figur 2b eine Detailansicht der ersten isometrischen Schnittansicht einer erfin dungsgemäßen Ausführungsform, [0056] Figur 3a eine zweite isometrische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform, [0057] Figur 3b eine erste Detailansicht der zweiten isometrischen Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, [0058] Figur 3c eine zweite Detailansicht der zweiten isometrischen Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, [0059] Figur 3d eine dritte Detailansicht der zweiten isometrischen Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, [0060] Figur 4 eine isometrische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform, [0061] Figur 5 eine isometrische Explosionsansicht einer Bauteilgruppe, [0062] Figur 6a eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, [0063] Figur 6b eine erste Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und [0064] Figur 6c eine zweite Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

[0065] Die Figur 1 zeigt eine isometrische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1 eines Anlassers. Das Gehäuse 3 verfügt vorzugsweise über Fixierungen 2, mit denen die erfindungsgemäße Ausführungsform an einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere an deren Gehäuse, fixiert werden kann. Dadurch wird es erfindungsgemäß besonders einfach, die erfindungsgemäße Ausführungsform unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine in großer Stückzahl zu produzieren. Das Bedienelement 13, insbesondere ein Griff, ist mit einem Verbindungselement 14 verbunden, um dem Benutzer die Flandhabung zu erleichtern.

[0066] Die Figur 2a zeigt eine isometrische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform 1. Auf Schraffuren wurde, der Übersichtlichkeit wegen, verzichtet. Im Inneren des Gehäuses 3 werden mehrere Maschinenbauteile auf einer Welle 20 gelagert. Auf der Welle 20 ist mindestens ein Schwungrad 12 montiert. Vorzugsweise werden, wie in der Figur 2a dargestellt, zwei Schwungräder 12, 12' auf der Welle 20 fixiert. Die Fixierung erfolgt vorzugsweise über eine Passfeder 10, die das Moment der Schwungräder 12, 12' auf die Welle 20, insbesondere aber auf die innere Bauteilgruppe 28 der Kupplung 6, übertragen kann. Das Triebelement 15, das über das Verbindungselement 14 von außerhalb des Gehäuses 3 linear bewegt werden kann, besitzt zwei Sperrklinken 19. In der Figur 2a ist nur eine der beiden Sperrklinken 19 sichtbar. Die Sperrklinken 19 bilden zusammen mit der in den Schwungrädern 12, 12' erzeugten Verzahnung 21 einen Sperrklinkenfreilauf. Die Verzahnung 21 ist in der Detailansicht P der Figur 2b deutlicher zu erkennen. Durch die Verwendung zweier Schwungräder 12, 12' kann die Kraft-Momenten Umwandlung von der Linearbewegung des Triebelements 15, über die Sperrklinken 19, auf die Schwungräder 12, 12' symmetrisch und damit besonders stabil erfolgen. Die Schwungräder 12, 12' treiben über die Passfeder 10, die innere Baugruppe 28 der Kupplung 6 an. Die Kupplung 6 ist so ausgelegt, dass sie erst bei einer vorgegebenen Rotationsenergie kuppelt. Dadurch soll gewährleitet werden, dass die durch die erfindungsgemäße Ausführungsform 1, zu startende Kurbelwelle (nicht eingezeichnet) erst ab einer gewissen Mindestenergie mit dem entsprechenden Moment beansprucht wird. Die Kupplung 6 ist vorzugsweise mit einem Freilauf 5 verbunden, der die mechanische Rückkopplung der Kurbelwelle (nicht eingezeichnet) auf das Getriebe verhindern soll.

[0067] Die Figur 2b zeigt eine Detailansicht P des Sperrklinkenbereichs. Erkennbar ist die Innenverzahnung 21 des Schwungrades 12', sowie die Sperrklinke 19. Durch den ausgeführten

Schnitt sieht man nicht, wie die Sperrklinke 19 in die Innenverzahnung 21 eingreift.

[0068] Die Figur 3a zeigt eine weitere, isometrische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform 1, bei der das Gehäuse 3 an seiner Vorderseite geschnitten wurde. Auf Schraffuren wird der Übersichtlichkeit halber verzichtet. Das Schwungrad 12 und das Lager 8 wurden entfernt, um das Getriebe besser darstellen zu können. Das Getriebe besteht aus der Triebbauteilgruppe 27, die in dieser Ansicht vollständig sichtbar ist, sowie den Schwungrädern 12 (nicht dargestellt), 12'. Die Triebbauteilgruppe 27 besteht aus einem, die Handhabung erleichternden, Bedienelement 13, insbesondere einem Griff, einem ersten Verbindungselement 14, einem, insbesondere symmetrisch geformten, Triebelement 15, einem zweiten Verbindungselement 14', einem Rückstellelement 22, insbesondere einer Feder, noch bevorzugter einer Zylinderfeder und zwei Sperrklinken 19, die mit Bolzen 26 (siehe Figuren 3b, 3c) mit dem Triebelement 15 verbunden sind. Die Rückstellung der Sperrklinken 19 erfolgt mit Rückstellelementen 22', insbesondere Blattfedern. Das erste Verbindungselement 14 wird in einem Lager 8", das zweite Verbindungselement in einem Lager 8'", geführt. Bei den beiden Lagern 8", 8'" handelt es sich vorzugsweise um Gleitlager.

[0069] Die Figur 3b zeigt eine Detailvergrößerung N des oberen Sperrklinkenbereichs, mit der oberen Sperrklinke 19, die mit Bolzen 26 am Triebelement 15 drehbar fixiert wurde. Die Bolzen 26 besitzen abgerundete Bolzenköpfe und sind daher in allen Figuren nicht deutlich erkennbar. Rückstellelemente 23', insbesondere Blattfedern, sorgen dafür, dass die Sperrklinke 19 immer korrekt in die Verzahnung 21 einhackt.

[0070] Die Figur 3c zeigt eine Detailvergrößerung O des unteren Sperrklinkenbereichs, mit der Sperrklinke 19, die mit Bolzen 26 am Triebelement 15 drehbar fixiert wurde. Rückstellelemente 23', insbesondere Blattfedern, sorgen dafür, dass die Sperrklinke 19 immer korrekt in die Verzahnung 21 (nicht sichtbar) einhackt.

[0071] Die Figur 3d zeigt eine Detailvergrößerung U des Lagers 8'". Ein Rückstellelement 22, insbesondere eine Feder, noch bevorzugter eine Zylinderfeder, wird so verbaut, dass sie die Triebbauteilgruppe 27, nach einer erfindungsgemäß erfolgten Zug- und/oder Druckbeanspruchung, in ihre Ausgangslage zurückstellt. In der Zeichnung ist eine sehr einfache konstruktionstechnische Lösung dargestellt. Der Fachmann kennt unzählige Möglichkeiten, eine andere Lösung umzusetzen.

[0072] Die Figur 4 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1. Das Lager 8, insbesondere ein Kugellager, wird im Gehäuse 3 fixiert und lagert eine Seite der Welle 20. Die Passfeder 10 wird in die Nut 23 der Welle 20 eingesetzt. Danach wird ein Schwungrad 12 auf der Welle 20 montiert. Die Passfeder 10 greift dabei in die Nut 23' des Schwungrades 12. Die Triebbauteilgruppe 27 wird über die Welle 20 montiert. Dabei kann es notwendig sein, die einzelnen Bauteile der Triebbauteilgruppe 27 einzeln zu montieren. Insbesondere muss das Rückstellelement 22, insbesondere eine Feder, in die Bohrung 8'" (nicht dargestellt, siehe Figur 3d) des Gehäuses 3 eingebaut werden. Das erste Verbindungselement 14 kann ebenfalls von außen durch die Bohrung 8" geführt werden um im Inneren des Gehäuses 3 mit dem Triebelement 15 verbunden zu werden. Die Hülse 11 wird über die Welle 20 und die Passfeder 10 gezogen. Die Hülse 11 dient insbesondere als Abstandhalter zwischen den beiden Schwungrädern 12, 12'. Danach kann das zweite Schwungrad 12' auf der Welle 20 montiert werden. Ein Fixierelement 24, insbesondere ein Seegerring, fixiert schließlich die Bauteile auf der Welle 20. Danach wird die Kupplung 6, insbesondere eine Trennkupplung, noch bevorzugter eine Fliehkraftkupplung, auf die Welle 20 geschoben. Dabei wird die Passfeder 10 in die Nut 23" der inneren Bauteilgruppe 28 der Kupplung 6 (siehe auch Figur 5) geschoben. Die Kupplung 6 wird vorzugsweise mit einem Freilauf 5 verbunden. Der Freilauf 5 wird über ein Lager 8', insbesondere einem Kugellager, im Deckel 18 gelagert. Der Deckel 18 wird mit Fixierelementen 4, insbesondere Schrauben, am Gehäuse 3 fixiert. Die Verbindung der Kupplung 8 mit dem Freilauf 5 ist in der Explosionsansicht nicht klar erkennbar und wird daher in der Figur 5 genauer dargestellt und beschrieben. Einem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass die Form, Art, Größe der einzelnen Maschinenelemente, sowie deren Kombination und

Verbindung auf vielfältige Art und Weise variiert werden kann.

[0073] Die Figur 5 zeigt eine isometrische Explosionsansicht der Kupplung 6 und des Freilaufs 5 von der Hinterseite. Die Kupplung 6 ist im Allgemeinen eine Bauteilgruppe, bestehend aus einer inneren Bauteilgruppe 28 und einem Außenring 29. Die innere Bauteilgruppe 28 besteht aus allen, nicht näher spezifizierten, Bauteilen, die ab einer gewissen Rotationsfrequenz der Welle 20 (nicht dargestellt) mit dem Außenring 29 kuppeln. Das Moment der Welle 20 (nicht dargestellt) wird dabei von der Passfeder 10 (nicht dargestellt), die in die Nut 23" greift, über die innere Bauteilgruppe 28 auf den Außenring 29 übertragen. Die Welle 20 (nicht dargestellt) wird dabei vorzugsweise mit dem Lager 8"" gelagert. Das Lager 8"" wird im Außenring 29 fixiert. Der Außenring 29 besitzt vorzugsweise eine Zahnwelle 30 mit mehreren Zähnen 31. Die Zähne 31 greifen wiederum in die Nuten 23"' der inneren Bauteilgruppe 28' des Freilaufs 5. Diese ist mit dem Außenring 29' verbunden, der gleichzeitig auch als Abtriebswelle fungiert. Die Nut 23"" überträgt schließlich das Abtriebsmoment der erfindungsgemäßen Ausführungsform auf die Kurbelwelle (nicht eingezeichnet) des Verbrennungsmotors. Dem Fachmann ist klar, dass die in Figur 5 dargestellte Kupplung 6, insbesondere Trennkupplung, noch bevorzugter Fliehkraftkupplung und der Freilauf 5 nur eine von vielen Möglichkeiten sind, die Schwungräder 12, 12' (nicht eingezeichnet) von der Kurbelwelle (nicht eingezeichnet) zu trennen. Insbesondere können der Außenring 29 und die innere Bauteilgruppe 28' auch mit Fixierelementen miteinander verbunden werden. Die in der Figur 5 dargestellte Konstruktionsmöglichkeit ist daher nur eine von vielen.

[0074] Die Figur 6a zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1 mit zwei Schnittlinien A und B. Erkennbar ist das Gehäuse 3 mit den Fixierungen 2, ein erstes Verbindungselement 14, sowie ein Bedienelement 13, insbesondere ein Griff.

[0075] Die Figur 6b zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1. Die Schnittansicht erlaubt eine einfache Darstellung und Beschreibung der Energie- bzw. Momentenübertragung von den Schwungrädern 12, 12' auf die Nut 23"". Die Schwungräder 12, 12' übertragen das Moment über die Passfeder 10 auf die innere Bauteilgruppe 28 der Kupplung 6, welche ab einer gewissen Frequenz mit dem Außenring 29 kuppelt. Der Außenring 29 treibt daraufhin die innere Bauteilgruppe 28' bzw. den Außenring 29' des Freilaufs 5 an, der die Nut 23"" rotieren lässt. In die Nut 23"" kann eine weitere Passfeder (nicht dargestellt) mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) eines Verbrennungsmotors verbunden werden.

[0076] Die Figur 6c zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 1. Die Figur 6c eignet sich nicht zur Beschreibung der Energie- bzw. Momentenübertragung, zeigt dafür aber die Triebelementgruppe 27 in geschnittener Darstellung. Erkennbar ist auch die Lagerung des zweiten Verbindungselements 14' im Lager 8'", sowie das Rückstellelement 22, bei dem es sich insbesondere um eine Feder, noch bevorzugter um eine Zylinderfeder handelt.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Anlasser 2 Fixierung 3 Gehäuse 4 Fixierelemente 5 Freilauf 6 Kupplung 7 Welle 8,8',8",8'",8"" Lager 9 Fixierring 10 Passfeder 11 Hülse 12,12' Schwungrad 13 Bedienelement 14,14' Verbindungselement 15 Triebelement 16 Klinke 17 Niete 18 Deckel 19 Sperrklinke 20 Welle 21 Verzahnung 22,22' Rückstellelement 23, 23',23",23'",23"'' Nut 24 Fixierelement 25 Reiblager 26 Bolzen 27 Triebbauteilgruppe 28,28' Innere Bauteilgruppe 29,29' Außenring 30 Zahnwelle 31 Zahn

Claims (8)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine, bestehend aus mindestens - einem Triebelement (15) und - einer Schwungmasse (12,12') und - einer Kupplung (6) dadurch gekennzeichnet, dass das Triebelement (15) eine Druckkraft ausschließlich entlang einer linearen Strecke übertragen kann und mit der Schwungmasse (12,12') ein Getriebe bildet, welches, insbesondere über weitere Maschinenelemente, mit einer Kupplung (6) verbunden ist die, insbesondere über weitere Maschinenelemente, mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, bei dem das Triebelement (15) nach einer Zug- oder Druckbeanspruchung durch ein Rückstellelement (22) in seine Ausgangsposition zurückgestellt wird.
3. 3. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 2, bei dem das Rückstellelement (22) eine Feder ist.
4. 4. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, bei dem die Schwungmasse (12,12') ein Schwungrad ist.
5. 5. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, bei dem die Schwungmasse (12,12') gewuchtet ist.
6. 6. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, bei dem die Kupplung (6) eine Fliehkraftkupplung ist.
7. 7. Vorrichtung (1) zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, bei dem eines der Maschinenelemente zwischen der Kupplung (6) und der Kurbelwelle ein Freilauf (5) ist.
8. 8. Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens eine durch Muskelkraft erzeugte, ausschließlich entlang einer linearen Strecke wirkende Zug- und/oder Druckbewegung mindestens eines Triebelements (15) über Distanzen von weniger als 10 cm, vorzugsweise weniger als 5 cm, noch bevorzugter weniger als 3 cm, noch bevorzugter weniger als 2 cm, am bevorzugtesten weniger als 1 cm Translationsenergie in Rotationsenergie umgewandelt wird. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen