CN101994625B - 内燃机用起动装置 - Google Patents

Abstract

用于至少一内燃机的起动装置(100)，优选是用于至少一两冲程或四冲程发动机的缆线操作起动装置，其具有可转动地安装于壳体(10)的至少一缆线盘或缆线筒(17)，为了产生发动机轴用驱动转矩，其能借助至少一起动手柄或牵引手柄、经由至少一力传递部件优选起动缆线或牵引缆线而转动，并且经由至少一弹性联接件(26)与至少一驱动器连接件优选与至少一爪驱动器连接，借助于爪驱动器能将驱动转矩传递到发动机轴，联接件具有两端部，一端部与驱动器连接件接合且另一端部与缆线盘或缆线筒接合，为了通过力传递部件和弹性联接件/联接件的直接可操作连接来设计起动装置，提议使联接件的另一端部与缆线盘或缆线筒和力传递部件接合。

Description

内燃机用起动装置

技术领域

本发明涉及用于至少一个内燃机的起动装置，更优选是用于至少一个两冲程或四冲程发动机的缆线操作的起动装置，该起动装置具有可转动地安装于壳体的至少一个缆线盘或缆线筒(cable drum)，为了产生发动机轴用的驱动转矩。该缆线盘或缆线筒能够借助至少一个起动手柄或牵引手柄、经由至少一个力传递部件更优选经由起动缆线或牵引缆线而转动，并且该缆线盘或缆线筒经由至少一个弹性联接件(coupling 1ink)而与至少一个驱动器连接件更优选与至少一个爪驱动器连接，借助于驱动器连接件能够将驱动转矩传递到发动机轴，联接件具有两个端部，其中一个端部与驱动器连接件接合，另一个端部与缆线盘或缆线筒接合。

背景技术

例如从DE 203 01 182U1和DE 203 19 902U1中已知这种起动装置。对于这里所述的起动装置，总是需要利用从起动装置引导到风扇的冷却空气流来进行内燃机的良好冷却。

如上面两篇文献中所述的那样，起动装置被容纳在内燃机前面的壳体中。借助于经过起动装置的空气来冷却内燃机。壳体的例如通风槽等通风元件允许冷却空气流进入配置在起动器后面的风扇，用于冷却内燃机。然而，在上述装置的情况下，冷却空气流经常被起动装置的元件遮挡而不能从壳体进入内燃机，或者冷却空气流被起动装置的元件干扰。

由于这种类型的起动装置经常用于诸如动力链锯(powerchain saw)等暴露于高负荷的装置，所以，优选地，期望内燃机的良好冷却。

另外，从EP 1 396 060A2已知一种用于内燃机的缆线操作的起动装置。该缆线操作的起动装置也描述了与上述现有技术中已经描述的起动装置相同的配置。

发明内容

本发明的目的是改进具有上述类型的起动装置的内燃机的冷却。

通过下述方案来实现该目的：一种用于至少一个内燃机的起动装置，更优选是用于至少一个两冲程或四冲程发动机的缆线操作的起动装置，所述起动装置具有可转动地安装于壳体的至少一个缆线盘或缆线筒，为了产生发动机轴用的驱动转矩，所述缆线盘或缆线筒能够借助于至少一个起动手柄或牵引手柄、经由至少一个力传递部件更优选经由起动缆线或牵引缆线而转动，并且所述缆线盘或缆线筒经由至少一个弹性联接件与至少一个驱动器连接件更优选与至少一个爪驱动器连接，借助于所述驱动器连接件能够将所述驱动转矩传递到所述发动机轴，所述联接件具有两个端部，其中一个端部与所述驱动器连接件接合并且另一个端部与所述缆线盘或缆线筒接合，所述起动装置的特征在于，所述联接件包括由线材卷绕成的三维弹簧，所述三维弹簧的截面积大致从面对所述缆线盘或缆线筒的端部朝向面对所述驱动器连接件的端部减小。

根据本发明的示教，联接元件被实现为由线材卷绕成的弹簧，该弹簧具有减小的截面积，该弹簧的锥形形状遵循壳体的通风元件的冷却空气流的流动。

这里的截面积不是指弹簧线材的截面积，而是指由弹簧绕圈(coil)围成的面积。

利用根据本发明的构造，由于改进了冷却空气到配置于起动器之后的风扇的流动性，从而实现了到风扇承载叶片的有利流动，从而实现了配置在起动器下游的内燃机的冷却的显著改进。

另外，根据本发明的起动装置的构造结合了不以阻碍冷却空气流入的方式作用的优点和根据弹簧力的具体应用适当设计尺寸的优点。

使用由线材卷绕而成并且截面积大致从一个端部朝向另一个端部减小的弹簧的另一个优点是起动器所需的空间也较小。

具有弹簧的最小截面的均匀截面的卷绕弹簧不具有足够的弹簧力，因此不能用于根据本发明的起动装置。

在根据本发明的起动系统中，具有弹簧的最大截面的均匀截面的卷绕弹簧的弹簧力是足够的，但是它将阻碍冷却空气流的流入，从而导致较差的内燃机的冷却。

在下述方案中实现了本发明的有利构造。

根据本发明，弹簧不是必须被设计成圆形，从而作为截头圆锥形状。相反地，诸如截头棱锥、截顶四面体等具有逐渐变细的截面的所有可能的卷绕形状都是可以构思的。截面为椭圆形的截头圆锥形状或者截面为多边形的截头棱锥形状也是可以构思的。

根据优选实施方式，卷绕弹簧是逐渐变细的螺旋弹簧。这种螺旋弹簧在市场上很容易买到并且成本很低。

根据优选实施方式，弹簧还被构造成使得弹簧具有渐增的弹簧特性(progressive spring characteristic)。因此，当对弹簧施加负载时，可以利用渐增性首先使用较大的绕圈并让它们“阻碍”，以随后利用较小的绕圈。该渐增的弹簧特性可以非常有利地协调起动装置中的力曲线。将产生于发动机轴的转矩在起动操作期间经受剧烈波动，因为在活塞上升至上死点的压缩阶段需要产生非常大的转矩，而在膨胀阶段要产生的转矩下降。

如果弹簧的基部区域和顶部区域的直径比或长度比为0.9以下，优选在0.6至0.8的范围，特别优选为0.73左右，则可以获得弹簧的特别良好的渐增特性。

优选弹簧的线材直径在2mm至4mm的范围，根据另一优选实施方式，弹簧的线材直径在2.5mm至3.5mm的范围。根据另一特别优选的实施方式，弹簧的线材直径为2.8mm左右。

弹簧的线材可以具有诸如圆形、卵形、四边形和/或三角形截面等任何可以构思的截面形状。

市场上可以买到的弹簧钢可以用作上述弹簧的材料。然而，也可以构思使用铜锡合金。另外，所述材料也可以具有涂层。

附图说明

下面借助附图更详细地说明本发明的典型实施方式。这里，示出了：

图1是根据现有技术的起动装置的分解示意图；

图2是根据优选实施方式的起动装置和内燃机以及装置的供起动装置和内燃机插入的部分的分解示意图；

图3是根据图2所示的实施方式的装置在元件处于安装后的状态的示意图；和

图4a至图4c是螺旋弹簧绕支承销卷绕的三种可能性的示意性剖面图。

附图标记说明

100/100’  起动装置

10/10’    壳体

11/11’    通风槽

12        空气引导件

13        磁轮

14/14’   支承销

15/15’   弹簧套

16/16’   起动器弹簧

17/17’   缆线盘或缆线筒

18        缆线盘或缆线筒的销

19        轴向槽

20’      缆线盘或缆线筒的安装空间

21/21’   缆线盘或缆线筒的面壁

24        爪驱动器连接件的安装空间

25/25’   爪驱动器连接件

26/26’   螺旋弹簧

27’      面壁21/21’中的槽

28’      紧固螺钉

具体实施方式

在现有技术和所示出的实施方式的描述中，用相同的附图标记表示对应的元件，但现有技术的附图标记具有撇号。

图1示出了现有技术中已知的起动装置100’。该起动装置100’以及图2和图3所示的起动装置100旨在手动起动例如属于动力链锯的内燃机。缆线操作的起动装置100/100’被容纳在壳体10/10’中，在根据现有技术(图1)的情况和根据本发明所示出的典型实施方式(图2和图3)的情况中，壳体10/10’是设置有通风槽11/11’的发动机壳体的可拆卸盖，其中还结合有空气引导件12和与空气引导件12相邻的磁轮13。支承销14’从壳体10/10’的内壁露出(仅图1中可见)，该支承销14’被同样地基本固定于壳体的用于涡卷(coil-shaped)起动器弹簧16/16’的弹簧套15/15’包围，在该弹簧套15/15’的边缘固定(clamp)起动器弹簧16、16’的一端。该起动器弹簧16/16’用作缆线盘或缆线筒17/17’用的复位弹簧。

缆线盘或缆线筒17/17’在背面侧包括销18(见图2)，该销18经由弹簧套15/15’的中心孔突出到弹簧套15/15’中，并且缆线盘或缆线筒17/17’具有用于与涡卷起动器弹簧16/16’的内端接合的轴向槽。起动缆线或牵引缆线(未示出)被卷绕在缆线盘或缆线筒17/17’上作为力传递部件，起动缆线或牵引缆线的自由端被引出到壳体10/10’外并且被固定于手柄。通过借助手柄牵引起动缆线或牵引缆线，使缆线盘或缆线筒17/17’绕支承销14’运动从而展开起动缆线或牵引缆线。

缆线盘或缆线筒17/17’包括包围支承销14’的圆形安装空间20’，该圆形安装空间20’的朝向起动器弹簧16/16’的一侧被面壁21限制。在缆线盘或缆线筒17/17’的该面壁21与爪驱动器连接件25/25’的安装空间24之间配置有螺旋弹簧26/26’。

螺旋弹簧26/26’的外端部、即与缆线盘或缆线筒17/17’的面壁21相面对的端部被钩到槽27’中，该槽27’被设置在面壁21的环状肩部中。该肩部以螺旋弹簧26/26’的外侧绕圈抵靠肩部的内壁的方式包围螺旋弹簧26/26’。螺旋弹簧26/26’的面对爪驱动器连接件25/25’的端部被安装于爪驱动器连接件25/25’。

在起动装置100的安装后的状态下，固定于壳体的支承销14贯穿缆线盘或缆线筒17/17’的面壁的中心孔，使得该中心孔形成支承销14’用的衬套状安装部。头部被紧固到爪驱动器连接件25/25’的紧固螺钉28’被拧入支承销14’的轴向内螺纹中。

当通过牵引起动缆线或牵引缆线而使缆线盘或缆线筒17/17’转动时，缆线盘或缆线筒17/17’经由螺旋弹簧26/26’驱动爪驱动器连接件25/25’。于是，借助于该爪驱动器连接件25/25’，缆线盘或缆线筒17/17’的转动运动以及由此产生的转矩能够被传递至将被驱动的发动机轴。

如根据现有技术的图1所示，螺旋弹簧26’构成筒状螺旋弹簧并且相应地如此实现爪驱动器连接件25’。

与图1所示的根据现有技术的实施方式不同，根据本发明的优选实施方式的图2和图3中的螺旋弹簧26被实现为基部区域面对缆线盘或缆线筒17而顶部区域面对爪驱动器连接件25的截头圆锥形状。

因为截锥螺旋弹簧26遵循流入的冷却空气流从而积极地引导冷却空气流，从而改进了冷却空气经由起动装置100到配置于起动装置之后的空气引导件12的流入，因此，如此构造的螺旋弹簧26显著地改进了内燃机的通风性能。

此外，在驱动或转动发动机轴直至活塞的死点位置的过程中内燃机中的压力总是增大，在活塞到达死点位置之后，内燃机中的压力下降；因此，反作用力矩周期性波动，在传统起动装置的情况下，这导致在起动期间必然产生高的力的峰值。为了解决这个问题，设置了联接元件，这里是根据所示出的实施方式的螺旋弹簧26/26’。

根据现有技术的实施方式，螺旋弹簧26’的尺寸被设计为：只要发动机轴的反作用力矩保持在预定极限值之下，就利用缆线盘或缆线筒17’的转速来驱动爪驱动器连接件25’，其中内燃机的活塞位于死点位置之前和之后的区域。当反作用力矩升高到该极限值之上时，螺旋弹簧26’通过收缩其绕圈而变形，使得爪驱动器连接件25’的转速减小，而缆线盘或缆线筒17’可以以相同的转速和仅缓和增加的力消耗继续转动。

根据图2和图3所示的实施方式，这里采用如下的螺旋弹簧26：顶部区域与基部区域的直径比为大约0.73。另外，使用线材直径约为2.8mm的螺旋弹簧。

利用本发明的这种构造，弹簧显示出渐增的弹簧特性。因此，当超过如上所述的极限值时，螺旋弹簧26不直接变形，而是可以利用渐增性首先使较大的绕圈阻碍，以随后利用螺旋弹簧26的较小的绕圈，从而也减小了爪驱动器连接件25的转速，而缆线盘或缆线筒17能够以相同的转速和仅缓和增加的力消耗继续转动。

图4a至图4c示出了根据本发明的装置的细节，具体示出了其上安装有螺旋弹簧26的支承销14。图4a、图4b和图4c示出了导致不同弹簧特性的支承销形状的不同构造。图4a所示的实施方式示出了围绕柱状支承销配置的截锥螺旋弹簧26。该构造导致线性的弹簧特性。

图4b所示的实施方式示出了围绕如下的支承销14配置的截锥螺旋弹簧26：该支承销14具有与螺旋弹簧26对应的锥角。该构造导致渐减的弹簧特性。

图4c示出了围绕如下的截锥支承销14配置的截锥螺旋弹簧26：该支承销14的锥面比螺旋弹簧26的锥面下降得剧烈，从而导致渐增的弹簧特性。

Claims (17)

1.一种用于至少一个内燃机的起动装置（100），所述起动装置具有可转动地安装于壳体（10）的至少一个缆线盘或缆线筒（17），为了产生发动机轴用的驱动转矩，所述缆线盘或缆线筒（17）能够借助于至少一个起动手柄或牵引手柄、经由至少一个力传递部件而转动，并且所述缆线盘或缆线筒（17）经由至少一个弹性联接件（26）与至少一个驱动器连接件（25）连接，所述联接件（26）经由所述驱动器连接件将来自至少一个力传递部件的所述驱动转矩传递到所述发动机轴，所述联接件（26）具有两个端部，其中一个端部与所述驱动器连接件（25）接合并且另一个端部与所述缆线盘或缆线筒（17）接合，所述起动装置的特征在于，所述联接件（26）包括由线材卷绕成的三维弹簧，所述三维弹簧的截面积从面对所述缆线盘或缆线筒（17）的端部朝向面对所述驱动器连接件（25）的端部减小。

2.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）具有截面为圆形或椭圆形的截头圆锥形状，或者具有截面为四边形的截头棱锥形状。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）是逐渐变细的螺旋弹簧。

4.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧（26）具有渐增的特性曲线。

5.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）的基部区域和顶部区域的直径比或长度比为0.9以下。

6.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）的基部区域和顶部区域的直径比或长度比在0.6至0.8的范围。

7.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧（26）的线材直径在2mm至4mm的范围。

8.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧的线材直径为2.8mm。

9.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧（26）的线材具有圆形、卵形、四边形或三角形的截面。

10.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧（26）的从面对所述缆线盘或缆线筒（17）的端部到面对所述驱动器连接件（25）的端部的延伸长度在小于10mm的范围。

11.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述起动装置是用于至少一个两冲程或四冲程发动机的缆线操作的起动装置。

12.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述力传递部件是起动缆线或牵引缆线。

13.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，所述驱动器连接件是爪驱动器。

14.根据权利要求6所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）的基部区域和顶部区域的直径比或长度比为0.73。

15.根据权利要求7所述的起动装置，其特征在于，所述弹簧的线材直径为2.5mm至3.5mm。

16.根据权利要求10所述的起动装置，其特征在于，所述延伸长度为7.25mm。

17.根据权利要求1所述的起动装置，其特征在于，卷绕的所述弹簧（26）具有截面为多边形的截头棱锥形状。