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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zum Verhindern des Abrutschens eines Ritzels von einer Ritzelwelle in einer Startvorrichtung, um das Abrutschen eines Ritzels, das durch ein elastisches Element in Richtung eines Ringrads gedrückt wird, von einer Ritzelwelle zu verhindern.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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5 ist eine Teilquerschnittsansicht einer bekannten Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
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Die dargestellte Startvorrichtung umfasst einen elektrischen Motor (nicht gezeigt), der ein erstes Rad 2 aufweist, das an einer Welle 1 montiert ist, ein zweites Rad 3, das im kämmenden Eingriff mit dem ersten Rad 2 ist, eine Antriebswelle 4, die mit dem zweiten Rad 3 verzahnt bzw. verkeilt ist, ein elektromagnetisches Teil (nicht gezeigt), das einen Kolben (nicht gezeigt) aufweist, der mittels einer elektromagnetischen Spule (nicht gezeigt) hin und her bewegt wird, einen Schalthebel 5, der an einem Ende mit dem Kolben derart im Eingriff ist, dass er sich durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens wie ein Schwungarm dreht, eine Einwegkupplung 6, die gegen das andere Ende des Schalthebels 5 anstößt, so dass sie derart angetrieben wird, dass sie sich in axialer Richtung unter der Einwirkung einer Druckkraft des Schalthebels 5 hin und her bewegt, eine Ritzelwelle 7, die sich von der Einwegkupplung 6 her in axialer Richtung derselben erstreckt, ein Ritzel 9, das mit einem Keilnutabschnitt 8 verzahnt ist, der an einem Ende der Ritzelwelle 7 ausgebildet ist, und das mit einem Ringrad oder einem Schwungradanlasserrad (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors kämmt, ein elastisches Element 10 zum Drücken des Ritzels 9, das an dem einen Ende der Ritzelwelle 7 montiert ist, in Richtung eines Ringrads, und eine Struktur 11, die verhindert, dass das Ritzel 9, das durch das elastische Element 10 in Richtung des Ringrads gedrückt wird, sich von der Ritzelwelle 7 löst oder davon abrutscht.
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Die Einwegkupplung 6 beinhaltet ein Antriebselement 13, das mit einem Schraubenkeil 12 verzahnt ist, der an der Antriebswelle 4 gebildet ist und als äußeres Teil der Kupplung wirkt, und ein angetriebenes Element 15, das integral mit der Ritzelwelle 7 ausgebildet ist und als inneres Teil der Kupplung wirkt.
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Wie in 6 dargestellt, umfasst die Struktur 11 einen Sprengring 17 mit einer C-förmigen Konfiguration, der in eine Nut 16 eingepasst ist, die an dem Keilnutabschnitt 8 in Umfangsrichtung ausgebildet ist, und einen Anschlag 18, der gegen eine Endfläche des Ritzels anstößt und einen Eingriffsabschnitt 19 aufweist, der mit dem C-förmigen Sprengring 17 im Eingriff ist.
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Mit einer derart aufgebauten Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor wird, wenn ein nicht dargestellter Startschalter eingeschaltet wird, die nicht dargestellte elektromagnetische Spule in dem elektromagnetischen Abschnitt mit elektrischer Energie versorgt und mit Energie beaufschlagt, um den nicht dargestellten Kolben in einer Richtung zu bewegen, wobei der Schalthebel 5 auf eine Weise gedreht wird, die einem Schwungarm ähnelt, um die Einwegkupplung 6 nach rechts in 5 zu drängen. Folglich wird die Einwegkupplung 6 angetrieben, um sich zusammen mit dem Ritzel 9 zu bewegen, während sie sich aufgrund ihres Eingriffs mit dem an der Antriebswelle 4 ausgebildeten Schraubenkeil 12 dreht, so dass das Ritzel 9 in kämmenden Eingriff mit dem nicht dargestellten Ringrad tritt. Anschließend wird der nicht dargestellte elektrische Motor mit Energie beaufschlagt, um seine Drehwelle 1 zu drehen. Die Drehkraft der Drehwelle 1 des Motors wird über die Antriebswelle 4, das Antriebselement 13 und eine Rolle 14 auf das angetriebene Element 15 übertragen, wobei die Ritzelwelle 7 und das Ritzel 9, die integral mit dem angetriebenen Element 15 ausgebildet sind, zusammen mit dem angetriebenen Element 15 gedreht werden. Die Drehung des Ritzels 9 bewirkt die Drehung des Ringrads, das mit dem Ritzel 9 kämmt, wodurch der Verbrennungsmotor gestartet wird.
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Es ist hier zu beachten, dass, wenn das Ritzel 9 nicht in der Lage ist, mit dem Ringrad zu kämmen, das elastische Element 10 anschließend durch die Bewegung der Ritzelwelle 7 zusammengedrückt wird und gleichzeitig das Ritzel 9 gezwungen wird, sich unter der Wirkung des Steigungswinkels des Schraubenkeils 12 zu drehen, so dass es in kämmenden Eingriff mit dem Ringrad gerät.
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Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet worden ist, wird die Energiezufuhr zur elektromagnetischen Spule unterbrochen, so dass der Kolben zu seiner ursprünglichen Position, welche er vor Energiebeaufschlagung der elektromagnetischen Spule inne hatte, unter der Einwirkung der elastischen Kraft des elastischen Elements in dem elektromagnetischen Abschnitt zurückkehrt. Da der Schalthebel 5 auf eine schwungarmähnliche Weise entsprechend der Bewegung des Kolbens gedreht wird, wird jedoch die Einwegkupplung 6 dazu gebracht, zu ihrer ursprünglichen Position, wie vor dem Start des Verbrennungsmotors, zurückzukehren. So wird der kämmende Eingriff zwischen dem Ritzel 9 und dem Ringrad gelöst.
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Ebenfalls wird ein nicht dargestellter Schalter betätigt, um die Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor zu stoppen. Folglich hört die Drehung der Antriebswelle 4 auf, und die Startvorrichtung des Verbrennungsmotors kehrt zu ihrem ursprünglichen Zustand von vor dem Start des Motors zurück.
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Mit der Struktur 11 der Startvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, ist der Sprengring 17 in die Nut 16, die an dem Keilnutabschnitt 8 gebildet ist, eingepasst, und die elastische Last, die von dem elastischen Element 10 auf den Sprengring 17 aufgebracht wird, wird durch den Keilnutabschnitt 88 getragen, wie in 7 dargestellt. Da der Sprengring 17 im Bereich des Keilnutabschnitts 8 ausgebildet ist, ergibt sich das Problem, dass ein Druckaufnahmebereich des Sprengrings 17 sehr klein wird und daher der Sprengring 17 einer entsprechend erhöhten Belastung ausgesetzt ist und so dazu neigt, schneller verschlissen und beschädigt zu werden, wodurch die Gefahr besteht, dass das Ritzel 9 von der Ritzelwelle 7 abrutschen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das obige Problem zu beseitigen, und es ist daher ihre Aufgabe, eine Struktur zum Verhindern des Abrutschens eines Ritzels von einer Ritzelwelle in einer Startvorrichtung bereit zu stellen, bei der die Belastung, die auf einen Sprengring wirkt, reduziert ist, um den Sprengring vor frühzeitigem Verschleiß und Beschädigungen zu schützen, wodurch vermieden wird, dass der Sprengring (bzw. das Ritzel) von einer Ritzelwelle abrutscht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Struktur zum Verhindern des Abrutschens eines Ritzels von einer Ritzelwelle in einer Startvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung nimmt der Druckaufnahmebereich des Sprengrings zu, der eine Last trägt, die durch ein elastisches Element auf ihn aufgebracht wird, so dass die Belastung, die auf den Sprengring wirkt, entsprechend reduziert ist, wodurch der Sprengring weniger dazu neigt, verschlissen und beschädigt zu werden. Folglich rutscht oder löst sich das Ritzel weniger häufig von der Ritzelwelle.
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Überdies beinhaltet die Struktur den Lagerabschnitt, der eine Anschlagfläche aufweist und sich in axialer Richtung der Ritzelwelle erstreckt, wobei ein dem Ritzel zugewandtes Ende des Lagerabschnitts ein Ende der Ritzelwelle umschließt. Mit dieser Anordnung wird, falls eine Last, die mit Bezug auf die Achse des Anschlags geneigt ist, auf den Anschlag aufgebracht wird, eine Neigung des Anschlags aufgrund der Last wirksam unterbunden, und daher kann vermieden werden, dass der Anschlag von dem hervorstehenden Abschnitt abrutscht oder sich löst.
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Ferner hat der hervorstehende Abschnitt einen Durchmesser, der kleiner ist als ein Fußkreisdurchmesser des Keilnutabschnitts. So kann das Ritzel auf einfache Weise auf die Ritzelwelle montiert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Raum zwischen dem einen Ende der Ritzelwelle und dem Lagerabschnitt gebildet. So kann der Lagerabschnitt auf einfache Weise an das eine Ende der Ritzelwelle montiert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Struktur ferner eine Feder, die an dem hervorstehenden Abschnitt befestigt ist, um den Anschlag in Richtung des Ringrads zu drängen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Verschiebung des Sprengrings in der Nut des hervorstehenden Abschnitts während der Bewegung des Ritzels zu verhindern. Folglich können der Verschleiß des Sprengrings und die Geräuscherzeugung reduziert werden.
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Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann anhand der folgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klarer, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer beispielhaften Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor (nicht Teil der vorliegenden Erfindung).
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2 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten der 1.
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3 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Teilquerschnittsansicht einer bekannten Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
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6 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten der 5.
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7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in der 6.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im Folgenden werden ein Beispiel für eine Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor sowie zwei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind Teile, die solchen aus den 5 bis 7 gleichen oder entsprechen, durch die gleichen Symbole bezeichnet.
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Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
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1 stellt im Teilquerschnitt eine beispielhafte Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor (nicht gemäß der vorliegenden Erfindung) dar. In dieser Figur beinhaltet die Startvorrichtung einen elektrischen Motor (nicht gezeigt) mit einem ersten Rad (nicht gezeigt), das an einer Welle (nicht gezeigt) angebracht ist, ein zweites Rad 3, das mit dem ersten Rad im kämmenden Eingriff ist, eine Antriebswelle 4, die mit dem zweiten Rad verzahnt bzw. verkeilt ist, ein elektromagnetisches Element (nicht gezeigt) mit einem Kolben (nicht gezeigt), der mittels einer elektromagnetischen Spule (nicht gezeigt) hin und her bewegt wird, einem Schalthebel bzw. Umstellhebel 5, der an einem Ende mit dem Kolben im Eingriff ist, so dass er sich wie ein Schwungarm durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens dreht, eine Einwegkupplung 6, die gegen das andere Ende des Schalthebels 5 anstößt, so dass sie in axialer Richtung unter der Einwirkung einer Druckkraft des Schalthebels 5 hin und her bewegt wird, eine Ritzelwelle 7, die sich von der Einwegkupplung 6 her in axialer Richtung derselben erstreckt, ein Ritzel 9, das mit einem Keilnutabschnitt 8 verzahnt ist, der an einem Ende der Ritzelwelle 7 gebildet ist, und mit einem Ringrad oder einem Schwungradanlasserrad (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors kämmt, ein elastisches Element 10 zum Drücken des Ritzels 9, das an einem Ende der Ritzelwelle 7 befestigt ist, in Richtung eines Ringrads, und eine Struktur 50, die verhindert, dass das Ritzel 9, das durch das elastische Element 10 in Richtung des Ringrads gedrückt wird, sich von der Ritzelwelle 7 löst oder davon abrutscht.
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Die Einwegkupplung 6 beinhaltet ein Antriebselement 13, das mit einem Schraubenkeil 12, der an der Antriebswelle 4 gebildet ist und als äußeres Teil der Kupplung wirkt, verzahnt ist, und ein angetriebenes Element 15, das integral mit der Ritzelwelle 7 gebildet ist und als inneres Teil einer Kupplung wirkt.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Struktur 50 einen hervorstehenden Abschnitt 52, der sich von einer Endfläche des Keilnutabschnitts 8 der Ritzelwelle 7 her in axialer Richtung der Ritzelwelle 7 her erstreckt und eine Nut 51 aufweist, die auf einer glatten Oberfläche des hervorstehenden Abschnitts 52 gebildet ist und sich in Umfangsrichtung erstreckt, einen Sprengring 17, der in die Nut 51 an dem hervorstehenden Abschnitt 52 eingepasst ist, und einen Anschlag 57, der eine Anschlagfläche 54 aufweist, die gegen ein Ende des Ritzels 9 anliegt, einen Lagerabschnitt 55, der sich von der Anschlagfläche 54 in axialer Richtung des Ritzels 9 erstreckt, und einen Eingriffsabschnitt 56, der mit dem Sprengring 17 im Eingriff ist.
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Der hervorstehende Abschnitt 52 weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der Fußkreisdurchmesser des Keilnutabschnitts 8 ist.
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Wenn in der derart aufgebauten Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ein (nicht dargestellter) Startschalter eingeschaltet wird, wird die (nicht dargestellte) elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Abschnitts mit elektrischer Energie versorgt, um den Kolben in einer Richtung zu bewegen, wobei der Schalthebel 5 wie ein Schwungarm gedreht wird, wodurch die Einwegkupplung 6 nach rechts in 1 gedrückt wird. Folglich wird die Einwegkupplung 6 gezwungen, sich mit dem Ritzel 9 zusammen zu bewegen, während sie gleichzeitig aufgrund ihres Eingriffs mit der schraubenförmigen Keilnut 12 gedreht wird, so dass das Ritzel 9 in kämmenden Eingriff mit dem Ringrad tritt. Anschließend wird, wenn der elektrische Motor mit Energie beaufschlagt wird, die Drehwelle des elektrischen Motors gedreht, und die Drehkraft der Drehwelle wird auf das über die Antriebswelle 4, das Antriebselement 13 und den Roller 14 angetriebene Element 15 übertragen, so dass die Ritzelwelle 7 und das Ritzel 9, die integral mit dem angetriebenen Element 15 ausgebildet sind, sich mit diesem zusammen drehen. Entsprechend der Drehung des Ritzels 9 wird das Ringrad, das mit dem Ritzel 9 kämmt, angetrieben, sich zu drehen, wodurch der Verbrennungsmotor gestartet wird.
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Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist, wird die Energieversorgung der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Abschnitts abgebrochen, so dass der Kolben zu seiner ursprünglichen Position, die er vor Energiebeaufschlagung des Kolbens inne hatte, mittels der elastischen Kraft des elastischen Elements in dem elektromagnetischen Abschnitt zurückkehrt. Entsprechend der Bewegung des Kolbens wird jedoch der Schalthebel 5 wie ein Schwungarm gedreht, wodurch die Einwegkupplung 6 dazu gebracht wird, zu ihrer ursprünglichen Position von vor dem Starten des Verbrennungsmotors zurückzukehren. Folglich wird der kämmende Eingriff zwischen dem Ritzel 9 und dem Ringrad gelöst.
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Anschließend wird die Energieversorgung zu dem elektromagnetischen Motor abgebrochen, um die Drehung der Treibwelle 4 zu beenden, wobei die Startvorrichtung des Verbrennungsmotors in ihren ursprünglichen Zustand von vor Starten des Motors zurückkehrt.
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In der Struktur 50, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist der Sprengring 17 in der Nut 51 angeordnet, die in der glatten Oberfläche des hervorstehenden Abschnitts 52 ausgebildet ist. Deshalb ist der Druckaufnahmebereich des Sprengrings 17 in diesem Beispiel größer als in dem Fall, in dem wie in der bekannten Vorrichtung die elastische Last des elastischen Elements 10, die auf den Sprengring 17 einwirkt, durch den Keilnutabschnitt 8 getragen wird. Folglich ist die Belastung, die auf den Sprengring 17 wirkt, entsprechend reduziert, wodurch der Sprengring 17 weniger dazu neigt, verschlissen und beschädigt zu werden.
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Da außerdem der Durchmesser des hervorstehenden Abschnitts 52 um eine Länge d kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Keilnut 8, kann das Ritzel 9 auf einfache Weise an die Ritzelwelle 7 angebracht werden.
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Das Verfahren zum Befestigen des Ritzels 9 auf der Ritzelwelle 7 ist wie folgt. Zuerst wird der Anschlag 57 bis zu einer Position eingeführt, an der er nach jenseits der Nut 51 reicht. Das Ritzel 9 wird von der Seite des hervorstehenden Abschnitts 52 her so auf die Ritzelwelle 7 aufgebracht, dass sich ein Teil des Lagerabschnitts 55 des Anschlags 57 mit der Ritzelwelle 7 überlappt. Anschließend wird der Sprengring 17 in die Nut 51 eingepasst, und das Ritzel 9 und der Anschlag 57 werden dann hin zu der Seite bewegt, die sich weiter entfernt von der Einwegkupplung 6 befindet, wodurch der Eingriffsabschnitt 56 des Anschlags 57 in Eingriff mit dem Sprengring 17 tritt. Auf diese Weise wird die Befestigung des Ritzels 9 an der Ritzelwelle 7 abgeschlossen.
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Erste Ausführungsform
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3 stellt im Teilquerschnitt eine Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese erste Ausführungsform unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Beispiel dahingehend, dass der Lagerabschnitt 60 des Anschlags 61 an seinem dem Ritzel 9 zugewandten Ende derart ausgebildet ist, dass er ein Ende der Ritzelwelle 7 mit einer Lücke oder einem Raum 62 dazwischen zu umschließen.
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Da in der ersten Ausführungsform der Lagerabschnitt 60 an seiner dem Ritzel 9 zugewandten Seite das eine Ende der Ritzelwelle 7 umschließt, wird selbst wenn das äußerste Ende des Anschlags 61 beim Montieren der Startvorrichtung in den Verbrennungsmotor gegen eine Komponente des Verbrennungsmotors schlägt, so dass der Anschlag 61 einer Last ausgesetzt ist, die in einer Richtung wirkt, die mit bezug auf die Achse des Anschlags 61 geneigt ist, verhindert, dass der Anschlag 61 sich relativ zur Ritzelwelle 7 neigt, wodurch vermieden wird, dass der Anschlag 61 sich von dem Sprengring 17 löst.
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Da es außerdem die Lücke oder den Raum 62 gibt, die bzw. der zwischen dem einen Ende der Ritzelwelle 7 und dem Lagerabschnitt 60 gebildet ist, ist es überdies möglich, den Lagerabschnitt 60 an dem Ende der Ritzelwelle 7 ohne Schwierigkeit zu befestigen.
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Zweite Ausführungsform
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4 stellt im Teilquerschnitt eine Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine Feder 70 an dem hervorstehenden Abschnitt 52 vorgesehen ist, um den Anschlag 61 in Richtung des Ringrads zu zwingen.
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In der zweiten Ausführungsform ist es, da der Anschlag 61 ungeachtet der Bewegung des Ritzels 9 unter der Einwirkung der elastischen Kraft der Feder 70 immer in Richtung des Ringrads gezwungen wird, möglich, eine Verschiebung des Sprengrings 17 in der Nut 51 des hervorstehenden Abschnitts 52 während der Bewegung des Ritzels 9 zu verhindern (besonders, wenn das Ritzel 9 sich weg von dem Ringrad bewegt). Folglich können der Verschleiß des Sprengrings 17 und die Geräuscherzeugung reduziert werden.
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Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass, obwohl in den oben erwähnten entsprechenden Ausführungsformen der Strukturen zum Verhindern des Abrutschens eines Ritzels von einer Ritzelwelle für eine Startvorrichtung gezeigt und beschrieben worden ist, dass die Einwegkupplung 6 und die Ritzelwelle 7 zum Ringrad hin bewegbar sind, die vorliegende Erfindung natürlich auch auf eine Struktur einer Startvorrichtung angewendet werden kann, bei der die Einwegkupplung fest ist und die Ritzelwelle hin zum Ringrad bewegbar ist.
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Während die Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass die Erfindung innerhalb des Bereichs der anhängigen Ansprüche auch modifiziert werden kann.
