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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Handstarter für einen Brennkraftmaschine, und insbesondere einen Handstarter mit einem Federspeicher, der zwischen ein erstes Antriebsteil und ein zweites Antriebsteil eingeschoben ist.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Ein herkömmlicher Handstarter (Rücklaufstarter), welcher dafür ausgelegt ist, an einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) angebracht zu werden, ist im allgemeinen mit einem ersten Antriebsteil (Antriebselement) mit einer Seilhaspel, um welche ein Anlasserseil gewickelt ist, und einem zweiten Antriebsteil (Leerlaufrolle, angetriebenes Element) ausgestattet, welches einen Fliehkraft-Ratschenmechanismus aufweist. Um den Brennkraftmaschine zu starten, wird das Anlasserseil (der Rücklaufgriff) gezogen, um die Seilhaspel zu drehen. Die entstehende Drehung der Seilhaspel wird dann über das zweite Element zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine übertragen und dadurch die Brennkraftmaschine gestartet.
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Die Erfinder haben vordem in der japanischen Patentanmeldung
JP H11-238 642 A eine Modifikation des oben erwähnten Handstarters vorgeschlagen. In dem modifizierten Handstarter ist zwischen das erste Antriebsteil und das angetriebene Element als Puffer-/Energiespeichereinrichtung ein Federspeicher eingeschoben. Weil der Federspeicher zwischen das erste Antriebsteil und das zweite Antriebsteil eingeschoben ist, kann eine Belastung von der Brennkraftmaschinenseite gepuffert werden, wobei das Anlasserseil während der ersten Hälfte des Antriebsprozesses, nämlich bevor der Kolben der Brennkraftmaschine seinen oberen Totpunkt erreicht, gezogen wird. Darüber hinaus wird gleichzeitig die Zugkraft des Anlasserseils in dem Federspeicher gespeichert. Während der zweiten Hälfte des Antriebsprozesses wird die in dem Federspeicher während der ersten Hälfte des Antriebsprozesses gespeicherte Zugkraft mit der Zugkraft kombiniert, die in der zweiten Hälfte des Antriebsprozesses bewirkt wurde, um dadurch eine Rückstellkraft zu erzeugen, welche zum Starten der Brennkraftmaschine verwendet wird.
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Folglich ist es möglich, eine Schwankung der Zugkraft des Seils auf ein Minimum zu reduzieren, um die Seilzugfunktion zu glätten und somit selbst einer Person mit einer schwachen Körperkraft zu ermöglichen, den Brennkraftmaschine leicht zu starten. Diese Art eines herkömmlichen Handstarters erfordert jedoch eine unidirektionale Dreheinrichtung mit einer Einwegkupplung, um den Federspeicher daran zu hindern, sich mit der Seilhaspel zusammen rückwärts zu drehen. Mit anderen Worten, um dem Federspeicher (des Innengehäuses) zu ermöglichen, sich nur in der Antriebsrichtung (in der Richtung des Abspulens der Spiralfeder) zu drehen, wenn das Anlasserseil abgewickelt wird, ist zwischen dem Innenumfangsabschnitt (dem zylindrischen Vorsprungabschnitt) des Innengehäuses und eine Befestigungswelle, welche an ein Startergehäuse befestigt ist, eine unidirektionale Dreheinrichtung mit einer Einwegkupplung eingeschoben.
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Da die Einwegkupplung zwischen dem Innenumfangsabschnitt der Spiralfeder und die Befestigungswelle eingeschoben ist, wird zwangsläufig vorausgesetzt, dass der Durchmesser der Einwegkupplung relativ klein ist. Daher ist es schwierig, die Einwegkupplung ein großes Drehmoment aushalten zu lassen. Außerdem ist es nötig, dass die Komponenten eines Handstarters dieses Typs mechanisch kräftig, stabil und genau sind und somit den Handstarter zwangsläufig schwerer und kostspieliger machen.
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Entsprechend gibt es beim Stand der Technik einen Bedarf an einem Handstarter, welcher die oben erwähnten Nachteile beseitigt, die mit dem herkömmlichen Handstarter mit einer unidirektionalen Dreheinrichtung und einer Einwegkupplung verbunden sind.
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Aus der
DE 41 35 405 C2 ist ein Handstarter für eine Brennkraftmaschine bekannt, dessen mit einem Seilzug versehene Antriebstrommel über eine Spiralfeder federnd mit einem Gesperreträger verbunden ist, der seinerseits mit der Motorwelle verbindbar ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Handstarter mit einer verbesserten unidirektionalen Dreheinrichtung bereitzustellen, welche ein größeres Drehmoment aushalten kann und dabei ermöglicht, Teile mit geringerer mechanischer Festigkeit und Genauigkeit zu verwenden, das Gewicht derselben zu verringern, ihre Herstellungskosten zu senken und das Bearbeiten und Zusammenbauen derselben zu vereinfachen.
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Diese und weitere Aufgaben der Erfindung, welche durch Bezugnahme auf die Beschreibung hierin offensichtlich werden, werden durch den Handstarter gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, welcher ein erstes Antriebsteil (Antriebselement), ein zweites Antriebsteil (angetriebenes Element, Leerlaufrolle) und einen Federspeicher (Puffer-/Energiespeichereinrichtung) aufweist, die zwischen das erste Antriebsteil und das zweite Antriebsteil eingeschoben ist. Der Federspeicher umfasst ein Innengehäuse (Gehäuse), das in der Nähe des ersten Antriebsteils angeordnet ist, eine Antriebsrolle, welche in der Nähe des zweiten Antriebsteils angeordnet ist, eine Spiralfeder (ein Puffer-/Energiespeicherelement), welche zwischen das Innengehäuse und die Antriebsrolle eingeschoben ist, und eine Einwegkupplung (als unidirektionale Dreheinrichtung), die an der Außenumfangsseite des Innengehäuses für ein unidirektionales Drehen des Innengehäuses angeordnet ist. Der Federspeicher ist dafür geeignet, während eines Antriebsprozesses des ersten Antriebsteils eine Belastung von einer Brennkraftmaschinenseite zu puffern und eine Kraft zu speichern, welche durch das Antreiben des ersten Antriebsteils geliefert wurde, während ein möglicher Stoß auf das zweite Antriebsteil abgeschwächt wird, und das zweite Antriebsteil ist so ausgebildet, dass es durch die gespeicherte Energie in Bewegung gesetzt wird.
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Die Einwegkupplung enthält bevorzugt ein oder mehrere Klauenelemente, die von einem der Befestigungsabschnitte des Außengehäuses (eines Starterkastens) und des Innengehäuses, einem oder mehreren Druckelementen zum Drücken des einen oder mehrerer Klauenelemente gegen das Außengehäuse (den anderen Starterkasten) und das Innengehäuse schwenkbar gehalten werden, und eines oder mehrerer Endabschnitte, die an dem anderen der Befestigungsabschnitte des Außengehäuses und des Innengehäuses vorgesehen sind, wobei mindestens eines der Klauenelemente dafür geeignet ist, mit mindestens einem der Eingriffabschnitte in Eingriff gebracht zu werden und dadurch zu verhindern, dass das Innengehäuse in die Richtung entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung gedreht wird.
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Vorzugsweise weist die Einwegkupplung zwei Klauenelemente auf, welche an dem Außengehäuse befestigt sind, wodurch sie um die Drehachsenlinie (Drehachse) des Innengehäuses angeordnet und entsprechend in einem Winkel von 180 Grad voneinander beabstandet sind. Die Einwegkupplung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist auch drei Eingriffabschnitte auf, welche in dem Innengehäuse vorgesehen und in einem Winkel von 120 Grad voneinander beabstandet sind.
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Die Einwegkupplung kann aber auch zwei Klauenelemente enthalten, welche an dem Außengehäuse befestigt sind, so dass sie um die Drehachsenlinie des Innengehäuses und in einem Winkel von 180 Grad beabstandet mit vier Eingriffabschnitten angeordnet sind, welche in dem Innengehäuse vorgesehen sind und in einem Winkel von 90 Grad voneinander gleichermaßen beabstandet sind.
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Der Federspeicher weist vorzugsweise einen Spiralfedermechanismus mit einer Spiralfeder und dem Innengehäuse auf.
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Das erste Antriebsteil umfasst vorzugsweise eine Seilhaspel mit einem Anlasserseil (Rücklaufseil), das um jene gewickelt ist, mit einer einen Rücklauf erzwingenden Einrichtung zum umgekehrten Drehen der Seilhaspel, um das Anlasserseil abzuspulen, und mit einem Ratschen-Rücklaufmechanismus zum Übertragen des Drehmoments der Seilhaspel zu dem Innengehäuse.
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Das zweite Antriebsteil weist vorzugsweise eine Verriegelungsrolle mit einem Leistungsübertragungsmechanismus auf, durch welchen das zweite Antriebsteil mit dem ersten Antriebsteil ineinandergreifend gekoppelt wird.
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Der Leistungsübertragungsmechanismus besteht vorzugsweise aus einem Fliehkraft-Ratschenmechanismus.
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Vorzugsweise besteht die Spiralfeder aus einem Außenumfangswicklungsabschnitt, bei dem sich eine vorgegebene Anzahl von Windungen des Außenabschnitts der Spiralfeder miteinander in engem Kontakt in einem entspannten Zustand der Spiralfeder befinden, und aus einem Innenumfangswicklungsabschnitt, welcher aus mindestens einer Windung des Innenabschnitts der Spiralfeder besteht, wobei zwischen dem Außenumfangswicklungsabschnitt und dem Innenumfangswicklungsabschnitt ein Zwischenraum vorgesehen ist. In einem bevorzugteren Ausführungsbeispiel besteht der Außenumfangswicklungsabschnitt aus einer dritten Windung und den folgenden Windungen, die auf die dritte Windung folgen, und der Innenumfangswicklungsabschnitt besteht aus einer ersten Windung und mindestens einem Abschnitt der zweiten Windung, welche mit der ersten Windung in engem Kontakt steht.
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Gemäß des Handstarters der vorliegenden Erfindung ist, wie oben beschrieben, die Einwegkupplung für ein unidirektionales Drehen des Innengehäuses an der Außenumfangsseite des Innengehäuses angeordnet und erlaubt somit, dass der Durchmesser der oben erwähnten Einwegkupplung vergrößert wird. Folglich wird es, im Gegensatz zu dem herkömmlichen Handstarter, bei dem eine unidirektionale Dreheinrichtung zwischen den Innenumfangsabschnitt der Spiralfeder und die Befestigungswelle eingeschoben ist, gemäß dieser Verbesserung möglich, dass der Einwegkupplungsmechanismus ein großes Drehmoment aushält. Darüber hinaus ist es nicht mehr notwendig, dass die Komponententeile eine hohe mechanische Festigkeit, Stabilität oder Genauigkeit haben. Dadurch können die Herstellungskosten des Handstarters verringert werden, während gleichzeitig seine Zuverlässigkeit verbessert und sein Gewicht reduziert werden können.
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Gemäß der Erfindung sind die oben beschriebenen Aufgaben erfüllt worden, und der Bedarf bei Fachleuten an einem Handstarter, welcher leicht ist und eine raumsparende Ausführung besitzt, und welcher eine verbesserte Zuverlässigkeit aufweist, wurde erfüllt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Eigenschaften der Erfindung, ihre Art und verschiedenen Vorteile werden aus den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der erläuternden Ausführungsbeispiele offensichtlich.
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1 ist eine Querschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Handstarters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen Ratschen-Rücklaufmechanismus darstellt, der zwischen eine Seilhaspel und einen Innengehäuse eingeschoben ist, welche dafür ausgelegt sind, in den Handstarter von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut zu werden;
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3A ist eine Querschnittansicht des Ratschenmechanismus von 2 entlang der Linie III-III von 1, in der eine der Ratschenklauen in einen der trapezförmigen Eingriffabschnitte eingreift;
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3B ist eine Querschnittansicht der Ratschenmechanismusabschnitte von 2 entlang der Linie IIII-III von 1, in welche die andere Ratschenklaue in einen der trapezförmigen Eingriffe eingreift;
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4 ist eine perspektivische Explosions-Teilansicht, die einen Federspeicher zeigt, welcher dafür ausgelegt ist, in den in 1 gezeigten Handstarter eingebaut zu werden;
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5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen entspannten Zustand der Spiralfeder zeigt, bevor die Spiralfeder in den Handstarter von 1 eingebaut wird;
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6 ist eine Querschnittansicht des Handstarters entlang der Linie VI-VI von 1;
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7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 1; und
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8 ist eine Querschnittansicht, welche ein modifiziertes Beispiel der Einwegkupplung des in 1 gezeigten Handstarters darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der als Beispiel dienenden Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele des Handstarters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erklärt.
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1 ist eine Querschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Handstarters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Bezüglich 1 ist der Handstarter (Rücklaufstarter) 5 dafür ausgelegt, neben einem Ende 2a einer Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine (eines Verbrennungsmotors) 1 angeordnet zu werden, wie z. B. einer kleinen luftgekühlten Brennkraftmaschine mit 23 ml bis 50 ml Volumen. Der Handstarter 5 weist einen Außengehäuse 11 (Starterkasten) auf, welcher geeignet ist, an einer Seitenwand der Brennkraftmaschine 1 angebracht zu werden. Der Außengehäuse 11 umfasst zwei Komponenten, die eine zylindrische Bauweise bilden. Innerhalb eines Außengehäuseelements 11A des Außengehäuses 11, welcher von der Brennkraftmaschine 1 entfernt angeordnet ist, ist ein erstes Antriebsteil (Antriebselement) 6 angeordnet, welches dafür geeignet ist, gedreht zu werden, wenn ein Anlasserseil (Rücklaufseil) 21 mit einem Rücklauf-Handgriff 22 gezogen wird. Innerhalb eines Innengehäuseelements 11B des Außengehäuses 11, welcher dicht neben der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, ist ein zweites Antriebsteil (angetriebenes Element) 7 angeordnet, welches geeignet ist, unabhängig von dem ersten Antriebsteil 6 gedreht zu werden.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Außengehäuse 11 bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, und das Außengehäuseelement 11A ist mit einem radial verlängerten Abschnitt 11C versehen, welcher sich da befindet, wo das Außengehäuseelement 11A mit dem Innengehäuseelement 11B verbunden ist (d. h. ein Ende desselben ist der Brennkraftmaschine 1 zugewandt). Das Außengehäuseelement 11A ist auch mit einer Verankerungswelle 12 versehen, welche mit der verdickten Mitte des oberen Abschnitts 11a derselben aus einem Stück ist und koaxial aus dieser herausragt. Eine Seilhaspel 20 mit dem Anlasserseil 21, das um diese gewickelt ist, ist an dem proximalen Endabschnitt der Verankerungswelle 12 drehbar angebracht. Ein Federspeicher (Puffer-/Energiespeicher-Spiralfedermechanismus) 15, der eine Spiralfeder (Puffer-/Energiespeicher-Spiralfeder) 18 enthält, ein Innengehäuse (Spiralfederkasten) 16, das als oben erwähntes Gehäuse dient, und eine Antriebsrolle 17 sind an dem vorstehenden Endabschnitt der Verankerungswelle 12, d. h. an einem zwischen der Seilrolle 20 und einer Verriegelungsrolle 35 liegenden Abschnitt angebracht, und bilden ein zweites Antriebsteil 7, um dem Federspeicher 15 zu ermöglichen, sich unabhängig von der Seilrolle 20 zu drehen. Darüber hinaus ist eine Anschlagschraube 14 mit dem vorstehenden Endabschnitt der Verankerungswelle 12 in Schraubeingriff gebracht.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die Mittelachslinie der Verankerungswelle 12, die Drehachsenlinie der Seilrolle 20, die Drehachsenlinie des Federspeichers (Puffer-/Energiespeicher-Spiralfedermechanismus) 15 und die Drehachsenlinie der Verriegelungsrolle 35, welche das zweite Antriebsteil 7 bildet, so angeordnet, dass sie auf einer Drehachsenlinie (Drehachse) O der Kurbelwelle 2 liegen, so dass die Drehung der Seilrolle 20 über den Federspeicher 15 und die Verriegelungsrolle 35 zu der Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine 1 übertragen werden kann.
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Wie außer in 1 auch in den 4 bis 6 gezeigt ist, umfasst der Federspeicher 15 ein Innengehäuse 16, welches neben dem ersten Antriebsteil 6 angeordnet ist, die Antriebsrolle 17, welche neben dem zweiten Antriebsteil 7 angeordnet ist, und die Spiralfeder 18, welche zwischen den Innengehäuse 16 und die Antriebsrolle 17 eingeschoben ist, wobei die Spiralfeder 18 zwischen dem Innengehäuse 16, das an der Eingangsseite angeordnet ist, und der Antriebsrolle 17, die an der Ausgangsseite angeordnet ist, eingeschoben ist. Ferner sind das Innengehäuse 16 und die Antriebsrolle 17 koaxial angeordnet, so dass sie an derselben Achse liegen und dabei dieser ermöglichen, relativ zueinander gedreht zu werden. Wie hier nachfolgend beschrieben ist, ist der äußere Endabschnitt der Spiralfeder 18 an dem Innengehäuse 16 befestigt, während der innere Endabschnitt derselben an der Antriebsrolle 17 befestigt ist, so dass, wenn entweder eines von dem Innengehäuse 16 und der Antriebsrolle 17 relativ zueinander gedreht wird, dessen Drehmoment dem anderen übermittelt werden kann.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist die Spiralfeder 18 aus dem Spiralfedermechanismus 15 herausgenommen dargestellt (und zwar in einem entspannten Zustand derselben, bevor sie eingebaut wird). Die Spiralfeder 18 ist an ihrem äußeren Endabschnitt mit einem U-förmigen äußeren Hakenende 18a versehen, und ihr innerer Endabschnitt ist mit einem ringförmigen inneren Hakenende 18b versehen. In einem entspannten Zustand der Spiralfeder 18 sind ein Außenumfangswicklungsabschnitt Mo, bei dem eine vorgegebene Anzahl von Windungen der Spiralfeder 18 in engem Kontakt stehen, und ein Innenumfangswicklungsabschnitt Mi mit mindestens einer Windung ausgebildet. Zwischen dem Außenumfangswicklungsabschnitt Mo und dem Innenumfangswicklungsabschnitt Mi ist darüber hinaus ein Abstand S vorgesehen.
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In diesem Ausführungsbeispiel enthält der Außenumfangswicklungsabschnitt Mo eine dritte Windung N3 der Spiralfeder 18 und die nachfolgenden Windungen (einschließlich der äußersten Windung Nz). Der Innenumfangswicklungsabschnitt Mi umfasst eine erste Windung N1 der Spiralfeder 18 und mindestens einen Teil der zweiten Windung N2 der Spiralfeder 18, welche mit der ersten Windung N1 in engem Kontakt steht. Außerdem ist in einem entspannten Zustand der Spiralfeder 18, wie in 5 gezeigt ist, das ringförmige innere Hakenende 18b so angeordnet, dass es von der Stelle des äußeren Hakenendes 18a um einen vorgegebenen Winkel γ (in diesem Ausführungsbeispiel 40 bis 50 Grad) in die Richtung L versetzt ist, welche sich entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung R befindet, was hier nachfolgend erklärt ist. Der Winkel γ ist ein Winkel, der zwischen einer geraden Linie C, die durch die Mitte K der Spiralfeder 18 und durch die Mitte P des äußeren Hakenendes 18a (oder eines externen End-Befestigungsstifts 16C, welcher in dem Innengehäuse 16 geformt ist), und einer geraden Linie F verläuft, welche durch die Mitte K der Spiralfeder 18 und durch die Mitte Q des inneren Hakenendes 18b geht (oder eines inneren End-Befestigungsabschnitts 17C, welcher in der Antriebsrolle 17 geformt ist, wie hier nachfolgend erklärt ist).
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Die Spiralfeder 18 ist aus einem rostfreien Stahlblech mit einer Dicke von 0,5 bis 0,7 mm geformt, wobei der effektive Innendurchmesser der ersten Windung N1 auf etwa 30 mm festgelegt ist. Auf dem Innenumfangswicklungsabschnitt Mi der Spiralfeder 18 (mindestens der ersten Windung N1 und der zweiten Windung N2 derselben) kann ein Ausglühverfahren durchgeführt werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das Innengehäuse 16 in der Mitte seiner Seitenwand dem ersten Antriebsteil 6 zugewandt mit einem zylindrischen Vorsprungabschnitt 16a versehen, welcher außerhalb und drehbar an der Verankerungswelle 12 befestigt ist.
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An dem Außenumfang des Innengehäuses 16 ist als unidirektionale Dreheinrichtung eine Einwegkupplung 100 angeordnet, welche dem Innengehäuse 16 erlaubt, sich nur in der Antriebsrichtung R (in der Rückspulrichtung der Spiralfeder 18) zu drehen (wie hier nachfolgend ausführlich beschrieben ist).
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Das Innengehäuse 16 enthält ferner an einer seiner Seitenwände, dem zweiten Antriebsteil 7 zugewandt, einen vorstehenden kurzen zylindrischen Abschnitt 16A zum Unterbringen der Spiralfeder 18. Dieser zylindrische Spiralfeder-Unterbringungsabschnitt 16A ist mit einem vorspringenden Entfernungsverhinderungsabschnitt 16B versehen, welcher in der radialen Richtung zum darin Unterbringen des externen Hakenendes 18a der Spiralfeder 18 nach außen ragt. Innerhalb dieses vorstehenden Abschnitts 16B ist ein externer Endbefestigungsstift 16C mit einem ovalen Querschnitt angeordnet, welcher zu dem zweiten Antriebsteil 7 ragt, so dass er mit dem externen Hakenende 18a starr verbunden ist.
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Die Antriebsrolle 17 ist in der Mitte ihrer Seitenwand dem ersten Antriebsteil 6 zugewandt mit einem vorspringenden zylindrischen Vorsprungabschnitt 17B versehen, welcher an der Verankerungswelle 12 drehbar angebracht ist. Der zylindrische Vorsprungabschnitt 17B ist an der Außenumfangswand derselben mit einem Kernabschnitt 17A versehen, wobei die Spiralfeder 18 dafür ausgelegt ist, um diesen gewickelt zu werden. Der Kernabschnitt 17A ist mit einem inneren End-Befestigungsabschnitt 17C versehen, welcher eine Längsrille mit einem U-förmigen Querschnitt bildet, um zu ermöglichen, dass ein ringförmiges inneres Hakenende 18b der Spiralfeder 18 an diesem befestigt wird und mit ihm in Eingriff kommt.
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Der Außendurchmesser des Kernabschnitts 17A kann beinahe gleich dem effektiven Innendurchmesser der ersten Windung N1 der Spiralfeder 18 gemacht werden. Der effektive Außendurchmesser der Spiralfeder 18 kann in deren entspanntem Zustand beinahe gleich dem effektiven Innendurchmesser des zylindrischen Spiralfeder-Unterbringungsabschnitts 16A des Innengehäuses 16 gemacht werden.
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Außerdem ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Drehachsenlinie O des Federspeicher 15 von der exakten Mitte K der in 5 gezeigten Spiralfeder 18 um einen vorgegebenen Abstand ”e” zu dem externen Hakenende 18a versetzt. Mit anderen Worten, in dem aufgewickelten Zustand des Federspeicher 15, bei welchem die Spiralfeder 18 innerhalb des zylindrischen Spiralfeder-Unterbringungsabschnitts 16A des Innengehäuses 16 untergebracht ist, wo der Kernabschnitt 17A der Antriebsrolle 17 in dem Innenumfangswicklungsabschnitt Mi der Spiralfeder 18 eingesetzt ist, und wo das externe Hakenende 18a und das innere Hakenende 18b der Spiralfeder 18 mit dem externen End-Befestigungsstift 16C bzw. dem inneren End-Befestigungsabschnitt 17C verankert sind, ist die Mitte des Innenumfangswicklungsabschnitts Mi der Spiralfeder 18 von der exakten Mitte K der Spiralfeder 18 um den vorgegebenen Abstand ”e” zu dem externen Hakenende 18a dezentriert. Folglich wird der Kontaktbereich zwischen der ersten Windung N1 und der zweiten Windung N2 der Spiralfeder 18 vergrößert, um dadurch die Rückstellkraft der Spiralfeder 18 zu verbessern und zu ermöglichen, diese um den Kernabschnitt 17A der Antriebsrolle 17 zu wickeln.
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Wie in den 1 und 6 deutlich gezeigt ist, umfasst die Einwegkupplung 100, die an der Außenumfangsseite des Innengehäuses 16 befestigt ist, ein paar Klauenelemente 120, welche in einer Weise an dem radial vergrößerten Abschnitt 11C des Außengehäuseelements 11A des Außengehäuses 11 schwenkbar befestigt sind, dass sie um die Drehachsenlinie O herum angeordnet und voneinander in einem Winkel von 180 Grad beabstandet sind. Die Einwegkupplung 100 umfasst ferner ein paar Federn (Drehmomentspiralfedern) 130, die als Druckelemente zum Drücken der Klauenelemente 120 radial nach innen oder zu der Außenumfangsseite des zylindrischen Innengehäuseabschnitts 16A dienen. Sie umfasst auch drei Eingriffabschnitte 101, 102 und 103, welche von der äußeren Umfangswand des zylindrischen Innengehäuseabschnitts 16A des Innengehäuses 16 herausragen und voneinander jeweils in einem Winkel von 120 Grad beabstandet angeordnet sind. Somit wird, wenn irgendeines der Klauenelemente 120 mit irgendeinem der Eingriffabschnitte 101, 102 und 103 in Berührung und in Eingriff kommt, das Innengehäuse 16 daran gehindert, sich in die Richtung L zu drehen, welche entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung R des Innengehäuses 16 ist.
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Die Klauenelemente 120 können L-förmig sein, und deren Achse 120a kann dafür ausgelegt sein, drehbar befestigt zu werden, z. B. mit Hilfe eines C-förmigen Rings 135 an den radial vergrößerten Abschnitt 11C des äußeren Gehäuseelements 11A, und auch dafür ausgelegt sein, von einem Verstärkerempfänger 11f verschiebbar gehalten zu werden, welcher in dem radial vergrößerten Abschnitt 11C des äußeren Gehäuseelements 11A geformt ist.
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Zwischen dem Außengehäuseelement 11A und dem Innengehäuse 16 ist eine Seilrolle 20 mit einer stufenscheibenähnlichen Ausführung (siehe 1). Die Seilrolle 20 ist an ihrer äußeren Umfangswand mit einer ringförmigen Nut 20a versehen, um dem Anlasserseil 21 zu ermöglichen, um sie herumgewickelt zu werden. Die Seilrolle 20 ist ferner in der Mitte ihres Innenumfangs mit einem zylindrischen Vorsprung 26 versehen, welcher dafür ausgelegt ist, drehbar an dem zylindrischen Vorsprungabschnitt 16a des Innengehäuses 16 befestigt zu werden. Der zylindrische Vorsprung 26 ist mit einem Paar Klauen-Aufnahmeabschnitten 27A und 27B (siehe 2), welche mit einem Ratschen-Rücklaufmechanismus 40 im Eingriff sind, und einem Paar Federrückhalteabschnitten 28A und 28B (siehe 2) versehen, von denen jeder den Klauen-Rückhalteabschnitten 27A bzw. 27B zugeordnet ist. Diese Federrückhalteabschnitte 28A und 28B sowie die Klauen-Rückhalteabschnitte 27A und 276 sind jeweils in einem Winkel von 180 Grad voneinander beabstandet angeordnet und erstrecken sich radial nach außen, wodurch sie eine kreuzförmige oder weitgehend hakenkreuzförmige Ausführung bilden, die aus einer Gesamtheit dieser vier Abschnitte zusammengesetzt sind.
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In der gleichen Weise wie in dem Fall des herkömmlichen Handstarters ist, obwohl in den Zeichnungen keine Details gezeigt sind, ein Ende des Seils 21 an einem Bodenabschnitt der Nut 20a befestigt, während das andere Ende des Seils 21, welches sich aus dem Außengehäuseelement 11A heraus erstreckt, an einem Rücklaufgriff 22 befestigt ist (siehe 7).
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Außerdem ist zwischen der Seilhaspel 20 und dem Außengehäuseelement 11A eine Rücklauf-Einrichtung (Rücklauf-Spiralfeder) 23 eingeschoben, die als den Rücklauf erzwingende Einrichtung funktioniert, deren äußeres Ende an der Seilhaspel 20 befestigt ist, und deren inneres Ende an einem Mittelabschnitt des Außengehäuseelements 11A befestigt ist. Die Seilhaspel 20 ist dafür ausgelegt, durch Ziehen des Seils 21 gedreht zu werden, und kann dann infolge der Rückstellkraft, die in der Rücklauf-Einrichtung 23 gespeichert ist, zu dem ursprünglichen Abschnitt zurückkehren und dadurch dem Seil 21 ermöglichen, automatisch abgespult zu werden. Wie in den 2, 3A und 3B gezeigt ist, ist zwischen der Seilhaspel 20 und dem Innengehäuse 16 ein Ratschen-Rücklaufmechanismus 40 eingeschoben. Der Ratschen-Rücklaufmechanismus 40 enthält an einer der Seitenwände der Seilrolle 20 dem Innengehäuse 16 zugewandt ein paar Ratschenklauen 40A und 40B, welche in einem Winkel von 180 Grad voneinander beabstandet angeordnet sind und denen jeweils ermöglicht ist, zu schwingen. Ein paar Spiral-Druckfedern 50 dienen jeweils als Druckelemente zum Drücken der Ratschenklauen 40A und 40B, um sich in der radialen Richtung nach außen zu drehen. Ein kurzer zylindrischer Klauen-Aufnahmeabschnitt 60 ragt von einer der Seitenwände des Innengehäuses 16 in Richtung der Seilrolle 20. Der Klauen-Aufnahmeabschnitt 60 ist mit drei trapezförmigen Eingriffabschnitten 61, 62 und 63 ausgestattet, welche in einem Winkel α (in diesem Ausführungsbeispiel ein Winkel von 120 Grad) voneinander beabstandet angeordnet und nach innen versenkt sind.
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Jede der Ratschenklauen 40A und 40B umfasst einen proximalen Endabschnitt 41 mit einer halbzylindrischen Oberfläche und eine Schwingachse 43, welche in einem Lagerloch 25a drehbar befestigt ist, das in dem Plattenabschnitt 25 der Seilrolle 20 geformt ist und sich in der Nähe jedes der Klauen-Rückhalteabschnitte 27A bzw. 27B befindet. Jede der Ratschenklauen 40A und 40B weist auch einen Armabschnitt 42 auf, welcher von dem proximalen Ende 41 herausragt und ein nach innen gebogenes distales Ende 41a hat. Die halbzylindrische Oberfläche des proximalen Endabschnitts 41 ist dafür ausgelegt, mit dem Klauen-Rückhalteabschnitt 27A oder 27B in Gleitkontakt zu kommen. Ein Verriegelungsstift 44 wird in den distalen Endabschnitt der Schwingachse 43 eingesetzt und an diesem befestigt.
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Zwischen den Armabschnitten 42 und einem Paar Federrückhalteabschnitten 28A und 28B des zylindrischen Vorsprungabschnitts 26 der Seilrolle 20 ist ein Paar Spiral-Druckfedern 50 eingeschoben, von denen jede als ein Druckelement zum ständigen Drücken der Ratschenklauen 40A und 40B dient, um sie in die radiale Richtung nach außen zu drehen und dadurch dem gebogenen distalen Endabschnitt 41 zu ermöglichen, gegen den Klauen-Aufnahmeabschnitt 60 des Innengehäuses 16 gedrückt zu werden, wodurch den gebogenen distalen Endabschnitten 41 ermöglicht wird, in einer geeigneten Stellung mit den Eingriffabschnitten 61, 62 und 63 in Eingriff zu kommen.
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In diesem Fall wird ein Endabschnitt 51 von jeder der Spiral-Druckfedern 50 in einen Entfernungsverhinderungs-Aussparungsabschnitt 46 eingeschoben, welcher an dem distalen Ende des Armabschnitts 42 jeder der Ratschenklauen 40A und 40B vorgesehen ist, und gleichzeitig der eine Endabschnitt 51 von jeder der Spiral-Druckfedern 50 extern über einem vorstehenden Entfernungsverhinderungsabschnitt 47 befestigt ist, welcher innerhalb des Aussparungsabschnitts 46 vorspringt. Der andere Endabschnitt 52 von jeder der Spiral-Druckfedern 50 ist in der Form eines Hakens gebogen, um so in ein in der Seilhaspel 20 geformtes Aufhängeloch eingeführt und mit diesem in Eingriff gebracht zu werden.
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Das zweite Element 7 umfasst die Verriegelungsrolle 35 und einen Ratschenmechanismus 30 von der Art einer Fliehkraftkupplung, wie in 7 gezeigt ist. Der Fliehkraft-Ratschenmechanismus 30 umfasst einen Leistungsübertragungsmechanismus 31 (ein Paar Energieübertragungs-Eingreifvorsprünge), welche von einer der Seitenwände der Antriebsrolle 17, der Brennkraftmaschine 1 zugewandt, vorspringen, und die Verriegelungsrolle 35, welche an dem einen Ende 2a der Kurbelwelle 2 verankert ist. Ein paar Startklauen 36 können z. B. von der Verriegelungsrolle 35 schwenkbar gehalten werden. Die Startklauen 36 werden im allgemeinen mit Hilfe von vorgespannten Federn (nicht gezeigt) gezwungen, sich nach innen (gegen die Drehachsenlinie O) zu drehen, und dabei wird ermöglicht, dass die Startklauen 36 mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 31 (den Energieübertragungs-Eingreifvorsprüngen) in Eingriff kommen. Jedoch werden, wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, die Startklauen 36 infolge der Fliehkraft, die durch die Drehung der von der Kurbelwelle 2 angetriebenen Verriegelungsrolle 35 erzeugt wird, veranlasst, radial nach außen zu schwingen und dabei automatisch den oben erwähnten Eingriff zwischen den Klauen 36 und den Vorsprüngen 31 zu lösen.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn das Anlasserseil 21 (oder der Rücklaufgriff 22) manuell gezogen wird, die Seilrolle 20 veranlasst, sich in Uhrzeigerrichtung (in der in den 3A und 3B gezeigten Richtung von R) zu drehen, wobei sich ein paar der Ratschenklauen 40A und 40B (welche in einem Winkel von 180 Grad voneinander beabstandet angeordnet sind) einstückig mit der Seilrolle 20 drehen.
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Wenn die Ratschenklauen 40A und 40B sich zu drehen beginnen, kommt eine der Ratschenklauen, z. B. die Ratschenklaue 40A, in Berührung mit einem der drei Eingriffabschnitte 61, 62 und 63 (die in einem Winkel von 120 Grad [= α] beabstandet angeordnet sind), die in dem Innengehäuse 16 vorgesehen wurden, z. B. mit dem Eingriffabschnitt 61, wie in 3(A) gezeigt ist. In diesem Zeitpunkt ist die andere Ratschenklaue 40B an einem Platz positioniert, welcher in einem vorgegebenen Winkel β (180° – 120° = 60°) von den anderen zwei Eingriffabschnitten 62 und 63 beabstandet angeordnet ist.
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In diesem Fall wird, da die oben erwähnte andere Ratschenklaue 40B von den Eingriffabschnitten 61, 62 und 63 entfernt positioniert ist, die Ratschenklaue 40B in einem geeigneten Zustand gehalten, bei dem der gebogene distale Endabschnitt 41a auf den Klauen-Aufnahmeabschnitt 60 gedrückt wird, der infolge der Druckkraft der Spiral-Druckfeder 50 in dem Innengehäuse 16 vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass der gebogene distale Endabschnitt 41a genau mit den Eingriffabschnitten 61, 62 und 63 in Eingriff kommt.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird, selbst wenn sich eine der Ratschenklauen, z. B. die Ratschenklaue 40A, über den Eingriffabschnitt 61 bewegt, der anderen Ratschenklaue 40B ermöglicht, in einem geeigneten Zustand direkt mit dem Eingriffabschnitt 62 in Kontakt zu kommen, sobald die Seilhaspel 20 ein bisschen gedreht wird, wie in 3(B) gezeigt ist, und dabei der Drehung (oder dem Drehmoment) der Seilhaspel 20 ermöglicht wird, zuverlässig zu dem Innengehäuse 16 übertragen zu werden.
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Daher ist es möglich, mit dem Handstarter 5 dieses Ausführungsbeispiels die Erzeugung von Verlust bei der Zugfunktion des Anlasserseils zu unterdrücken, um zu verhindern, dass die Zugfunktion des Anlasserseils leer läuft, und um ein sanftes Ziehgefühl des Anlasserseils zu erhalten. Dies ist ein Gegensatz zu der herkömmlichen Bauweise, bei welcher, nachdem sich eine der Ratschenklauen, z. B. die Klaue 40A, über einen Eingriffabschnitt, z. B. Abschnitt 61, ohne einen geeigneten Eingriff in diesen (wie in dem Phantom in 3A gezeigt) bewegt, dass die Ratschenklauen die Bewegung über die Eingriffabschnitte, einen nach dem anderen, fortsetzen, mit einem sich ergebenden erheblichen Verlust bei dem Zugbetrieb des Seils.
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Darüber hinaus kann, da die Spiral-Druckfeder 50 als ein Druckelement verwendet wird, wobei ein Endabschnitt 52 desselben in einer hakenähnlichen Ausführung geformt ist, um diesem zu ermöglichen, an der Seilhaspel 20 befestigt zu werden, das Druckelement daran gehindert werden, leicht von der Seilhaspel 20 gelöst zu werden, und dadurch kann die Zuverlässigkeit des Handstarters verbessert werden. Wenn die Funktion des Ziehens an dem Seil 21 in dieser Weise ausgeführt wird, kann das Drehmoment des erstes Antriebsteils 6 über den Federspeicher 15 und die Verriegelungsrolle 35 zu der Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine 1 übertragen werden.
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In diesem Fall wird während der ersten Hälfte des Antriebsprozesses (bis der Kolben der Brennkraftmaschine
1 den oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine erreicht) bei der Funktion des Ziehens des Anlasserseils
21 (Rücklauffunktion) von dem Federspeicher
15 ein Puffereffekt abgeleitet, und gleichzeitig wird die Zugkraft des Anlasserseils
21 in dem Federspeicher
15 gespeichert. Während der zweiten Hälfte des Antriebsprozesses wird die somit in dem Federspeicher gespeicherte Zugkraft mit der von dem Anlasserseil
21 in der zweiten Hälfte des Antriebsprozesses wirklich hervorgerufenen zusätzlichen Zugkraft kombiniert und dadurch eine resultierende Kraft mit ausreichender Energie erzeugt, um die Belastung der Brennkraftmaschinenkompression und eines Startens der Brennkraftmaschine
1 zu überwinden. Dadurch ist es möglich, eine Schwankung der Zugkraft des Seils
21 auf ein Minimum zu reduzieren, um so eine sanfte Seilzugfunktion zu ermöglichen und somit ermöglichen, dass selbst eine Person mit einer schwachen Körperkraft die Brennkraftmaschine leicht starten kann. Weitere Details in dieser Hinsicht sind in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. H-11-238642 offenbart, auf deren Gegenstand hier durch Verweis eingegangen wird.
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Wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet und das Anlasserseil 21 freigegeben wird, wird die Seilhaspel 20 veranlasst, sich infolge der Rückstellkraft, die in der Rücklauf-Einrichtung 23 gespeichert ist, entgegengesetzt zu drehen (Drehung in der Rückwärtsrichtung 1), und dadurch wird dem Anlasserseil 21 ermöglicht, automatisch abgespult zu werden. Jedoch wird auch die Seilhaspel 20 veranlasst, sich rückwärts zu drehen und dadurch irgend einem der Klauenelemente 120 in der Einwegkupplung 100 ermöglicht, mit irgend einem der Eingriffabschnitte 101, 102 und 103 in Berührung und in Eingriff zu kommen, wie in 6 gezeigt ist, so dass das Innengehäuse 16 daran gehindert werden kann, sich in der Rückwärtsrichtung L zu drehen. Dadurch wird verhindert, dass die gespeicherte Kraft der Spiralfeder 18 vergeblich freigesetzt wird.
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Da in diesem Ausführungsbeispiel die zum Drehen des Innengehäuses 16 des Federspeicher 15 nur in der Antriebsrichtung R vorgesehene Einwegkupplung 100 an der Außenumfangsseite des Innengehäuses 16 angeordnet ist, kann der Durchmesser der Einwegkupplung 100 ziemlich groß gemacht werden. Folglich ist es nun möglich, der Einwegkupplung 100 zu ermöglichen, ein großes Drehmoment auszuhalten. Darüber hinaus können, da es nicht mehr erforderlich ist, dass jedes der Teile, die den Handstarter bilden, eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe Stabilität und eine hohe Arbeitsgenauigkeit haben, die Herstellungskosten des Handstarters verringert und die Zuverlässigkeit des Handstarters gesteigert werden. Gleichzeitig ist es auch möglich, das Gewicht des Handstarters durch Verwenden von möglichst viel Kunststoffmaterial zu reduzieren.
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Ferner wird in dem Fall des Handstarters 5 dieses Ausführungsbeispiels, da er so konstruiert ist, dass ein Teil der zweiten Windung N2 in engem Kontakt mit der ersten Windung N1 an dem Innenumfangswicklungsabschnitt Mi der Spiralfeder 18 steht, das innere Hakenende 18b versetzt, wie oben erwähnt ist, und sind die Beschreibungen der Spiralfeder 18 und des Federspeicher 15, wie oben erklärt, dafür ausgelegt, die Verriegelung zwischen dem Federspeicher 15 und der Brennkraftmaschine 1 nach dem Einschalten der Brennkraftmaschine infolge der Freisetzungswirkungen, die sie von dem Fliehkraft-Ratschenmechanismus 30 erhält, welcher an dem zweiten Antriebsteil 7 befestigt ist, voneinander zu lösen und dadurch der Federspeicher 15 in einen freien Zustand gebracht wird. In diesem Fall wird, selbst wenn die Spiralfeder 18 infolge der Trägheit einen übermäßigen Rückstoß in die abgewickelte Richtung (gelöste Richtung) derselben erhält, sogar nachdem die Spiralfeder 18 vollständig abgewickelt worden ist, die wiederholte Rückstoßbelastung durch die Wirkungen des Rück-/Abspulens bei dieser Gelegenheit von dem ganzen Körper des Innenumfangswicklungsabschnitts Mi aufgenommen und dadurch ermöglicht, die Konzentration der Belastung in der Nähe des inneren Hakenendes 18b der Spiralfeder 18 zu unterdrücken.
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Folglich kann die Erzeugung eines Ausschwingens oder Brechens der Spiralfeder 18 verhindert werden, wodurch ermöglicht wird, die Haltbarkeit der Spiralfeder 18 zu verbessern. Das interne Hakenende 18b der Spiralfeder 18 kann auch daran gehindert werden, sich leicht aus dem Kernabschnitt 17C zu lösen, welcher an der Antriebsrolle 17 des Federspeicher 15 vorgesehen ist, und dabei wird ferner die Zuverlässigkeit des Handstarters verbessert.
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Während ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Beispiel ausführlich erklärt worden ist, wird verständlich sein, dass der Aufbau der Vorrichtung verändert werden kann, ohne von dem Sinn und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Wie aus der obigen Erläuterung zu ersehen ist, ist es möglich, gemäß der vorliegenden Erfindung den Eingriffabschnitten 101, 102 und 103 zu ermöglichen, von der äußeren Umfangswand des zylindrischen Spiralfeder-Unterbringungsabschnitts 16A des Innengehäuses 16 hervorzuragen und jeweils in einem Winkel von 120 Grad voneinander beabstandet angeordnet zu sein, und dadurch irgendeinem der Klauenelemente 120, welche in dem Außengehäuseelement 11A vorgesehen und in einem Winkel von 120 Grad voneinander beabstandet angeordnet sind, zu ermöglichen, mit irgendeinem der Eingriffabschnitte 101, 102 und 103 in Kontakt und in Eingriff zu kommen, um dadurch zu verhindern, dass sich das Innengehäuse 16 in der Rückwärtsrichtung L dreht. Diese Bauweise kann jedoch durch eine alternative Struktur ersetzt werden, wie in 8 gezeigt ist, wobei vier Eingriffabschnitte 111, 112, 113 und 114 vorgesehen sind, von der äußeren Umfangswand des zylindrischen Spiralfeder-Unterbringungsabschnitts 16A des Innengehäuses 16 herauszuragen und jeweils in einem Winkel von 90 Grad voneinander beabstandet angeordnet zu sein, dadurch ein paar Klauenelementen 120 zu ermöglichen, welche in dem Außengehäuseelement 11A vorgesehen und in einem Winkel von 120 Grad voneinander beabstandet angeordnet sind, mit irgendwelchen zwei dieser Eingriffabschnitte 111, 112, 113 und 114 in Kontakt und in Eingriff zu kommen, um dadurch zu verhindern, dass sich das Innengehäuse 16 in der Rückwärtsrichtung L dreht.
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Wenn die Eingriffabschnitte in dieser Weise ausgebildet sind, kann der Leerlaufwinkel (die Eingriffintervalle) auf ein Minimum reduziert werden und dabei zusätzlich die Zuverlässigkeit durch Verhindern der Drehung des Innengehäuses 16 in der Rückwärtsrichtung L unterstützt werden.
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Wie aus der obigen Erklärung deutlich zu sehen ist, ist es möglich, gemäß der vorliegenden Erfindung den Durchmesser der oben erwähnten Einwegkupplung zu erhöhen, da die Einwegkupplung an der Außenumfangsseite des Gehäuses angeordnet ist. Folglich ist es nun möglich, die Einwegkupplung zum Aushalten eines großen Drehmoments zu bringen. Da es nicht mehr erforderlich ist, dass jedes der Teile, die den Handstarter bilden, eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe Stabilität und eine hohe Arbeitsgenauigkeit besitzt, können die Herstellungskosten für den Handstarter reduziert, gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Handstarters gesteigert und das Gewicht des Handstarters als Ganzes verringert werden.
