DE2944801A1 - Federbetaetigter aufwickelmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen federbetätigten Aufwickelmechanismus sowie eine hierfür geeignete Federkartusche.

Federbetätigte Aufwickelmechanismen werden in großer Vielzahl in den Haushalten, in der Industrie, in Kraftwerken usw. verwendet. Beispielsweise finden sie Einsatz bei Starteinrichtungen, die mit Zugschnur arbeiten, Schlauchrollen, Vakuum-Leitungsrollen u.dgl. Die Beschreibung erfolgt hier anhand eines mit Zugschnur arbeitenden Motor-Startmechanismus.

Derartige Startmechanismen werden bei Mähern, Außenbordmotoren u. dgl. verwendet. Sie sind üblicherweise mit einem Aufwickelmechanismus versehen, der die Zugschnur und deren Riemenscheibe in ihre Ruhestellungen zurückführt. Bekannte Mechanismen dieser Art verwenden nahezu allgemein eine spiralige Kraftfeder als die Einrichtung, welche die Aufwickelenergie zur Verfügung stellt. Ein typischer Aufwickelmechanismus ist in der US-PS 2 564 787 beschrieben. Er enthält eine Spiral-Kraftfeder, die sich in der normalen Betriebsstellung in einer Spiralkonfiguration befindet und in der Nähe eines ringförmigen Federhalters angeordnet ist. Die Betätigung der Zugschnur bei derartigen Mechanismen führt dazu, daß die Feder zumindest teilweise auf der mittleren Welle aus der normalen Position abgewickelt wird, wobei Energie gespeichert wird. Diese wird beim Lösen der Zugschnur dazu verwendet, die Schnur auf ihre Scheibe wieder aufzuwickeln und die Teile so zurückzuführen, daß ein weiterer Startvorgang möglich ist.

Außer der genannten Spiral-Kraftfeder ist eine weitere Spiralfeder kommerziell unter dem Warenzeichen "Spirator" erhältlich. Sie ist

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in den US-PS'en 2 833 027 und 2 833 534 beschrieben. Diese Feder ist in ihrem Normalzustand und über den gesamten Betriebsbereich hinweg zurückgewickelt; sie berührt dabei normalerweise einen zylindrischen Halter und liegt nach außen gegen diesen an. Sie wird auf eine mittlere Welle abgewickelt und speichert dabei Energie, die bei der Rückführung der Feder in ihren normalen Zustand abgegeben wird. Diese Federart erzeugt sehr viel mehr Energie als die Kraftfeder; sie ist ja doch in allen Betriebszuständen unstabil und benötigt eine besondere Handhabung. Aus diesem Grunde wurde ihre Verwendung in Aufwickelmechanismen bisher nicht in Betracht gezogen. Es wurde angenommen, daß eine derartige Verwendung ohne Gefahr für die Personen, welche die Federn einbauen oder die Motoren warten, bzw. für die Benutzer, nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen federbetätigten Aufwickelmechanismus zu schaffen, bei dem eine rückgewickelte Feder verwendet wird, die jedoch gleichwohl eine Konfiguration besitzt, die nicht nur sicher zu handhaben sondern auch leicht und schnell einzubauen bzw. zu ersetzen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Eine Federkartusche, die innerhalb des Aufwickelmechanismus verwendet werden kann, ist in Anspruch 4 beschrieben; deren vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 5 bis 9 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der

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Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 die Endansicht einer Brennkraftmaschine, in welcher der erfindungsgemäße Aufwickelmechanismus in einer Starteinrichtung mit Zugschnur dargestellt ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt gemäß Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine Explosionsansicht, in welcher die Teile des Aufwickelmechanismus dargestellt sind;

Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Federkartusche .

Der Aufwickelmechanismus für die Zugschnur ist in der Zeichnung an einer Brennkraftmaschine 2 dargestellt, die eine Kurbelwelle 4 besitzt und die beispielsweise als Antriebseinrichtung für irgendeine stationäre oder mobile Einheit verwendet werden kann. Zur letzteren Kategorie gehören beispielsweise Mäher, Außenbordmotoren u.dgl.

Der Aufwickelmechanismus und seine zugeordneten Teile umfassen ein Gehäuse 10. Dieses ist mit dem Motor durch Bolzen od.dgl. verbunden und kann kuppeiförmig sein. Eine Welle 12 verläuft mittig, innerhalb des Gehäuses, in axialer Ausrichtung auf die Kurbelwelle 4 zu. Die Innenfläche des Gehäuses, welche die Welle 12 umgibt, ist als offener, zylindrischer Rücksprung 14 ausgebildet. Dessen Wand 16 umgibt die Gehäusewelle 12 und ist konzentrisch zu dieser. Eine Nut bzw. ein Rücksprung 18 verläuft radial, tangential oder sonstwie außerhalb des Rücksprunges 14 in das Material des Gehäuses, welche* den Rücksprung umgibt und begrenzt.

Die Federeinrichtung für den Aufwickelmechanismus nimmt eine neu-

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artige Form an. Sie umfaßt eine Federkartusche, welche die Form eines hohlen zylindrischen Gehäuses 20 besitzt. Die Dicke und der Durchmesser dieses Gehäuses sind beim beschriebenen Mechanismus derart, daß das Gehäuse sauber in den Rücksprung 14 paßt. Bei der bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt das Gehäuse eine Ringwand 22, eine Seitenwand 24 mit einer mittleren öffnung 28, die konzentrisch zur Ringwand 22 des Gehäuses ist. Durch diese mittlere öffnung verläuft die Gehäusewelle 12, wenn die Federkartusche sich im Rücksprung 14 befindet und die Teile zusammengebaut sind. Die Seitenwand 24 und die Ringwand 22 sind vorzugsweise einstückig aus einem einzigen Kunststoffteil oder einem anderen geeigneten Material hergestellt; auf diese Weise ergibt sich ein schalenförmiges Gehäuse. Eine Lasche 30 ragt radial aus der Ringwand des Gehäuses nach außen. Sie besitzt dieselbe Größe und die Form wie die radiale Nut 18. Wenn somit das Gehäuse innerhalb des Rücksprungs 14 positioniert wird, wird die Lasche von der Nut aufgenommen und verhindert eine Verdrehung des Kartuschengehäuses gegenüber dem Gehäuse 10.

Innerhalb des Gehäuses 20 ist eine rückwärtsgewickelte Spiralfeder 40 positioniert und gehaltert. Diese ist so gebaut und wird so betrieben, wie dies in den oben genannten US-PS'en 2 833 027 und 2 833 534 beschrieben ist. Die äußere Wicklung der Feder wird permanent durch die Ringwand 22 und die Seitenwand 24 des Gehäuses in dem normalen, zurückgewickelten Zustand gehalten; der innere Teil der Feder verläuft in einer offenen Spiralkonfiguration auf die Mitte des Gehäuses 20 zu. Das äußere Ende der Feder besitzt einen zurückgewandten Teil 42, der eng in einem rechteckigen Schlitz 44 der Ringwand des Gehäuses aufgenommen wird. Auf diese Weise wird

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das äußere Ende der Feder mit dem Gehäuse 2O verbunden. Das innere Ende der Feder ist. zu einem Kreis oder einer anderen Gestalt gebogen, wodurch sich ein Anschlag 46 ergibt. Dieser befindet sich innerhalb der mittleren öffnung 28 des Gehäuses 2O.

In dem beschriebenen Aufwickelapparat ist eine Zugschnut-Einrichtung vorgesehen. Sie umfaßt eine Riemenscheibe 5O mit einer tiefen Radialnut, die zu deren Inneren verläuft. Dort ist das innere Ende einer Zugschnut 52 angeschlossen, deren äußeres Ende mit einem Handgriff versehen ist. Die Riemenscheibe ist mit zwei mittleren Naben 54,56 versehen, die axial aus gegenüberliegenden Seitenflächen der Riemenscheibe heraus verlaufen. Die Nabe 54 verläuft aus einer Seitenfläche der Riemenscheibe auf die Federkartusche zu und durch die mittlere öffnung 28 hindurch in die Kartusche. Sie ist hohl und umgibt die Gehäusewelle 12 und ist auf dieser gelagert. Innerhalb der Feder 40 ist die Außenfläche der Nabe 54 mit einer radial verlaufenden Fläche 58 versehen. Diese bildet einen Anschlag, der in der Nähe des Anschlags 46 am inneren Ende der Feder angeordnet ist. Die zweite Nabe 56 erstreckt sich aus der anderen Seitenfläche der Riemenscheibe auf die Kurbelwelle 4 zu und ist axial mit dieser ausgerichtet. Sie ist mit einer Einrichtung 58 versehen, die beim Startzyklus des Motors an der Kurbelwelle angreift.

Die Federkartusche bildet eine zusammenhängende Einheit, die umfaßt: das Gehäuse 20 mit der äußeren radialen Lasche 30, die zurückgewickelte Feder, die sich innerhalb des Gehäuses befindet, mit dem äußeren Ende am Gehäuse befestigt ist und mit dem inneren Endanschlag 46 innerhalb der mittleren öffnung des Gehäuses angeordnet ist. Diese Einheit kann gehandhabt werden, ohne daß von der Feder

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Gefahr ausgeht. Sie kann in den Gehäuserücksprung 14 mit der Lasche in der Nut 18 eingesetzt werden. Hiernach können die Riemenscheibe, die Federkartusche und das Gehäuse 10 zum Starterbetrieb am Motor befestigt werden. Die Federkartusche kann offensichtlich jederzeit entfernt und ersetzt werden, ohne daß Schwierigkeiten oder Gefahren auftreten. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzt die Kartusche eine einzige Seitenwand 24, in der sich die mittlere öffnung 28 befindet. Sie kann jedoch auch zwei Seitenwände bei bestimmten Anwendungsfällen besitzen. In beiden Fällen ergibt sich durch das Gehäuse mit der darin befindlichen Feder eine stabile Anordnung, mit der alle zu stellenden Anforderungen erfüllt werden.

Damit die Feder die Zugschnur aufwickeln kann, muß mindestens ein Teil der zurückgewickelten Feder auf die Riemenscheibennabe 54 abgewickelt werden. Dies geschieht durch die Berührung des Nabenanschlages 58 am Federanschlag 46, der eine weitere Verdrehung der Riemenscheibe folgt. Der Federanschlag muß selbstverständlich in der richtigen Richtung bewegt werden, damit die Feder abgewickelt wird. Hierzu muß die Federkartusche richtig innerhalb des Gehäuserücksprunges 14 angebracht werden. Der Federanschlag muß dem Nabenanschlag richtig präsentiert werden. Dies kann selbstverständlich durch Augenschein erzielt werden; günstiger ist es, eine Einrichtung vorzusehen, welche die Anbringung erleichtert. Dies geschieht dadurch, daß die beiden Seiten der Federkartusche unterschieden werden. Bei der oben beschriebenen Kartusche wird dies dadurch erzielt, daß eine Seitenwand offen und eine geschlossen ist. Es ist auch möglich, eine Federkartusche vorzusehen, die zwei Seitenwände besitzt. Diese besitzen dann unterschiedliches Ausse-

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hen, beispielsweise dadurch, daß eine Seitenwand der Kartusche aus undurchsichtigem Material und die andere Seitenwand aus transparentem Material gemacht wird. In beiden Fällen wird die richtige Anordnung dadurch erzielt, daß die Kartusche in den Gehäuserucksprung mit einer bestimmten Seite nach oben eingesetzt wird.

Die obige Beschreibung erfolgte anhand eines federbetätigten Aufwickelmechanismus für eine Motor-Startereinrichtung. Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung auch bei anderen federbetätigten Aufwickelmechanismen verwendet werden kann, die ein feststehendes Teil, ein demgegenüber verdrehbares Teil und eine Feder besitzen, in welcher Energie gespeichert wird, wenn die beiden Teile relativ zueinander bewegt werden, wobei die gespeicherte Energie dazu verwendet wird, die Teile in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuführen.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Federbetätigter Aufwickelmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt: ein feststehendes Teil (1O); ein zylindrisches Gehäuse (20), welches in Anlage an dem feststehenden Teil (10) angeordnet ist und eine mittlere öffnung (28) besitzt; eine Einrichtung, welche eine Relatiwerdrehung zwischen dem festen Teil (10) und dem Gehäuse (20) verhindert; eine rückwärtsgewickelte Spiralfeder (40) innerhalb des Gehäuses (20), welche an der Innenfläche der Zylinderwand (22) des Gehäuses anliegt und ein äußeres Ende (44) in der Nähe der Zylinderwand (22) sowie einen Anschlag (46) am inneren Ende innerhalb der mittleren Öffnung (28) des Gehäuses (20) besitzt; eine Einrichtung, welche das äußere Ende (44) der Feder (40) mit der Zylinderwand (22) des Gehäuses (20) verbindet; eine verdrehbar montierte

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O&lGlNAL INSPECTED

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Welle (54), welche sich in die mittlere öffnung (28) des Gehäuses (20) erstreckt und an der sich ein Anschlag (58) befindet, der so positioniert ist, daß er den Anschlag (46) am inneren Ende der Feder (40) berührt, wenn die Welle (54) verdreht wird.

2. Aufwickelmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem feststehenden Teil (10) ein kreisförmiger Rücksprung (14) mit im wesentlichen demselben Durchmesser wie das zylindrische Gehäuse (20) ausgeformt ist und daß das Gehäuse (2O) innerhalb des Rücksprunges (14) angebracht ist.

3. Aufwickelmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche eine Relativverdrehung zwischen dem feststehenden Teil (10) und dem Gehäuse (20) verhindert, eine Nut (18), welche von der Umfangswand des Rücksprunges (14) in das Material des feststehenden Teils (10) verläuft, sowie eine nach außen verlaufende Lasche (30) am Umfang des Gehäuses (20) umfaßt, welche in die Nut (18) hinein verläuft und im wesentlichen dieselben Abmessungen wie die Nut (18) besitzt.

4. Federkartusche für einen Aufwickelmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: ein zylindrisches Gehäuse (20) mit einer umfangswand (22) und mindestens einer Seitenwand (24) sowie einer Mittelöffnung (28), die konzentrisch zur umfangswand

(22) ist; eine rückwärtsgewickelte Spiralfeder (40) innerhalb des Gehäuses (20), deren äußere Wicklung gegen die Umfangswand

(22) des Gehäuses (20) anliegt und mit dieser verbunden ist, wobei das innere Ende der Feder (40) einen Anschlag (46) aufweist, der innerhalb der mittleren öffnung (28) im Gehäuse (20)

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angeordnet ist.

5. Federkartusche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur eine Seitenwand (24) besitzt.

6. Federkartusche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Seitenwände besitzt.

7. Federkartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwände aus Materialien unterschiedlichen Aussehens gebildet sind.

8. Federkartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand aus undurchsichtigem Material und die andere aus transparentem Material gebildet ist.

9. Federkartusche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lasche (30) besitzt, die mit der umfangswand (22) verbunden ist und von dieser nach außen verläuft.

10.Federbetätigter Aufwickelmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt: ein Gehäuse (10), in dem sich ein kreisförmiger Rücksprung (14) befindet; eine feststehende Welle (12), welche mit dem Gehäuse (10) verbunden ist und sich aus diesem heraus konzentrisch in den Rücksprung (14) erstreckt; ein zylindrisches Federkartuschen-Gehäuse (20) innerhalb des Rücksprunges (14), welches eine Umfangswand (22), mindestens eine Seitenwand (24) und eine mittlere öffnung (28) besitzt, welche zur umfangswand (22) konzentrisch ist und die Gehäusewelle (12) um-

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gibt; einen Vorsprung (30), der radial von der Umfangswand (22) des Federkartuschengehäuses (20) nach außen ragt und das Gehäuse (10) berührt, wodurch eine Relativverdrehung zwischen der Kartusche und dem Gehäuse (10) verhindert wird; eine rückwärtsgewickelte Spiralfeder (40) innerhalb des Kartuschengehäuses (20), die mit ihrem Hauptkörper die Umfangswand (22) des Gehäuses (20) berührt und nach außen gegen diese anliegt und deren äußeres Ende an der Umfangswand (22) des Gehäuses (20) befestigt ist und deren inneres Ende mit einem Anschlag (46) versehen ist, der normalerweise innerhalb der mittleren öffnung (28) des Gehäuses (20) angeordnet iot; eine verdrehbare Einrichtung (50), die in der Nähe des Gehäuses (20) montiert ist und eine Nabe (54) besitzt, welche durch die mittlere öffnung (28) im Gehäuse (20) verläuft und verdrehbar auf der Gehäusewelle (12) montiert ist; einen Anschlag (58) an der Nabe (54), der so positioniert ist, daß er den Anschlag (46) am inneren Ende der Feder (40) berührt, wenn die verdrehbare Einrichtung (50) gedreht wird, wobei die Wickelrichtung der Feder (40) und die Relativpositionen des Anschlages (58) an der Nabe (54) und des Anschlages (46) am inneren Ende der Feder (40) derart sind, daß die Feder (40) zumindest teilweise auf die Nabe (54) aus der normalen Position in der Nähe der Umfangswand (22) des Gehäuses (20) abgewickelt wird, wenn die Nabe (54) verdreht wird.

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