DE69400598T2

DE69400598T2 - Seilstartvorrichtung mit Energiespeicherung

Info

Publication number: DE69400598T2
Application number: DE69400598T
Authority: DE
Inventors: Hisao Ohnishi
Original assignee: Nikkari Co Ltd
Current assignee: Nikkari Co Ltd
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2014-05-07
Also published as: DE69400598D1; DE623743T1; JPH07174061A; EP0623743A1; US5537966A; EP0623743B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Energiespeicher-Aufwickelstarter zur Erleichterung des Startens von Verbrennungsmotoren.

2. Stand der Technik

Kleine Verbrennungsmotoren sind mit einem Aufwickelstarter ausgestattet, und das Starten des Motors wird durch Ziehen eines Starterseus bewirkt, das wieder aufgewickelt wird.
Bei solchen Aufwickelstartern ist ein gewisses Ausmaß an Erfahrung erforderlich, um den Motor zu starten. Der Trick besteht darin, das Starterseil stark zu ziehen in der Zeit, in der die Luft im Zylinder des Motors unmittelbar vor dem Zünden der Kerze komprimiert wird. Dieser Vorgang wird jedoch durch unerfahrene Personen und Leute mit begrenzter Kraft nicht geschickt ausgeführt. Diese Leute neigen dazu, das Starterseil mit einer ungleichmäßigen Stärke und bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit zu ziehen. Das Ergebnis besteht darin, daß der Funken der Kerze klein ist und die Zündung nicht leicht erfolgt. Insbesondere bei heutigen Motoren, die mit elektronischen Zündeinrichtungen ausgestattet sind, ist der Funken klein und das Starten ist nicht leicht.
Das Problem kann durch einen Motor gelöst werden, der mit einem Startermotor ausgestattet ist. Dieser Motor ist jedoch teuer und erhöht das Gewicht des Verbrennungsmotors. Insbesondere für Gartengeräte, die mit dem daran befestigten Verbrennungsmotor getragen und betätigt werden, ist solch eine Gewichtsvergrößerung nicht willkommen. Zusätzlich bestehen auch Probleme des Leistungsverbrauches.
Eine erste Vorveröffentlichung, die US-A-3140703, bezieht sich auf eine mechanische Einrichtung zum Starten eines kleinen Verbrennungsmotors, in welchem der Motor eine Starterfeder auf eine vorbestimmte Spannung aufwickelt, während der Motor läuft. Eine weitere Vorveröffentlichung, die US-A- 3306277, bezieht sich auf einen Federstarter für einen Verbrennungsmotor, bei welchem ein erstes Ziehen des Starterseils eine Feder gegen die Kompression des Motors spannt, und ein weiteres Ziehen am Seil zu der gespeicherten Energie der Feder beiträgt, um den Motor zu drehen. Noch eine weitere Vorveröffentlichung, die US-A-3861374, bezieht sich auf einen Aufwickelstarter, bei welchem das Ziehen einer Starterschnur direkt eine Starterwelle dreht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, wenigstens teilweise die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
Insbesondere wird bei Anwendung der Ausführungsformen der Erfindung Energie in einem Aufwickelstarter über Spiralblattfedern gespeichert, und im Zeitpunkt des Startens wird die gespeicherte Energie insgesamt auf einmal freigesetzt, so daß der Starter mit einer hohen Drehzahl gedreht wird, um den Motor zu starten.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung einen Energiespeicher-Aufwickelstarter mit einem Starterrad, das an einer Hauptwelle eines Motors befestigt ist, und einer Aufwickelrolle sowie einem Mechanismus zum Ankuppeln der Aufwickelrolle am Starterrad zum Drehen des Starterrades in einer Startrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Ankuppeln aufweist: eine erste Trommel, die von der Aufwickelrolle in einer Richtung entgegengesetzt zur Startrichtung gedreht wird; eine zweite Trommel, die mit der ersten Trommel so gekuppelt ist, daß sie gedreht wird; eine Drehzahluntersetzungseinrichtung, welche zwischen der Aufwickelrolle und der ersten Trommel eingebaut ist; einen Kupplungsmechanismus, welcher zwischen der ersten Trommel und der zweiten Trommel einen Kupplungszustand herstellt und aufhebt; eine Spiralblattfeder, die zwischen die zweite Trommel und ein Außenteil eingebaut ist, wobei die Spiralblattfeder von dem Außenteil durch eine Drehung der zweiten Trommel in einer Richtung entgegengesetzt zur Startrichtung derart abgewickelt wird, daß eine Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als eine Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird; einen Sperrmechanismus, welcher eine Drehung der zweiten Trommel in der Startrichtung sperrt; und einen Freigabemechanmismus, welcher den Sperrmechanismus freigibt und gleichzeitig den Kupplungsmechanismus auskuppelt.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung einen Energiespeicher-Aufwickelstarter mit einem Starterrad, das an einer Hauptwelle eines Motors befestigt ist, und einer Aufwickelrolle sowie einem Mechanismus zum Ankuppeln der Aufwickelrolle an das Starterrad, um das Starterrad in Startrichtung zu drehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ankuppeln aufweist: eine erste Trommel, die durch die Aufwickelrolle in einer Richtung entgegengesetzt der Startrichtung gedreht wird; eine zweite Trommel, die mit der ersten Trommel derart gekuppelt ist, daß sie gedreht wird; einen Drehzahluntersetzungsmechanismus, welcher zwischen der Aufwickelrolle und der ersten Trommel eingebaut ist; einen Einweg-Kupplungsmechanismus, der eine Drehung der ersten Trommel in der Startrichtung zuläßt und eine Drehung der ersten Trommel in einer Richtung entgegengesetzt der Startrichtung sperrt; und eine Spiralblattfeder, die zwischen der ersten Trommel und der zweiten Trommel eingebaut ist, wobei die Spiralblattfeder durch eine Drehung der ersten Trommel in Startrichtung derart gewickelt wird, daß eine Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird; einen Sperrmechanismus, welcher eine Drehung der zweiten Trommel in Startrichtung sperrt; und einen Freigabemechanismus, welcher den Sperrmechanismus freigibt und gleichzeitig den Kupplungsmechanismus auskuppelt.
Bei einer Ausführungsform verwendet der Aufwickelstarter einen einzigartigen Aufbau, bei welchem ein Starterrad, das an der Hauptwelle eines Motors befestigt ist, und ein Aufwickelrad, das das Starterrad in einer Startrichtung dreht, getrennt eingebaut sind, und zwischen diesen beiden Teilen ist vorgesehen: eine erste Trommel, die durch die Aufwickelrolle in der der Startrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht wird, eine zweite Trommel, die mit der ersten Trommel derart gekuppelt ist, daß sie gedreht wird, ein Drehzahluntersetzungsmechanismus, der zwischen der Aufwickelrolle und der ersten Trommel eingesetzt ist, ein Kupplungsmechanismus, der eine Kupplung zwischen der ersten und zweiten Trommel herstellt und freigibt, Spiralblattfedern, die zwischen die zweite Trommel und Federhalter derart eingesetzt sind, daß sie von den Federhaltern durch die Drehung der zweiten Trommel in einer Richtung entgegengesetzt zur Startrichtung abgewickelt werden, so daß die Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als Drehkraft in der Startrichtung gespeichert wird, ein Sperrmechanismus, der die Drehung der zweiten Trommel in der Startrichtung sperrt, und ein Freigabemechanismus, der den Sperrmechanismus freisetzt und gleichzeitig den Kupplungsmechanismus auskuppelt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Aufbaus eines Aufwickelstarters sind ein Starterrad, das an der Hauptwelle eines Motors befestigt ist, und eine Aufwickelrolle, die das Starterrad in der Startrichtung dreht, getrennt eingebaut, und zwischen diesen beiden Teilen sind vorgesehen: eine erste Trommel, die durch die Aufwickelrolle in der der Startrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht wird, eine drehbare zweite Trommel, ein Drehzahluntersetzungsmechanismus, der zwischen die Aufwickelrolle und die erste Trommel eingesetzt ist, ein Einweg-Kupplungsmechanismus, der die Drehung der ersten Trommel in Startrichtung zuläßt und die Drehung der ersten Trommel in der der Startrichtung entgegengesetzten Richtung sperrt, eine Spiralblattfeder, die zwischen die erste und zweite Trommel eingesetzt ist, so daß sie durch die Drehung der ersten Trommel in Startrichtung derart abgewickelt wird, daß die Aufwickelkraft der Feder der zweiten Trommel als Drehkraft in der Startrichtung gespeichert wird, einen Sperrmechanismus, der die Drehung der zweiten Trommel in der Startrichtung sperrt, und einen Freigabemechanismus, der den Sperrmechanismus freisetzt.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform eines Aufwickelstarters sind ein Starterrad, das an der Hauptwelle eines Motors befestigt ist, und eine Aufwickelrolle, die das Starterrad in Startrichtung dreht, getrennt eingebaut, und zwischen diesen beiden Teilen sind vorgesehen: eine erste Trommel, die durch die Aufwickelrolle in der der Startrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht wird, eine drehbare zweite Trommel, ein Drehzahluntersetzungsmechanismus, der zwischen die Aufwickelrolle und die erste Trommel eingesetzt ist, ein Einweg-Kupplungsmechanismus, der die Drehung der ersten Trommel in der Startrichtung zuläßt und die Drehung der ersten Trommel in der der Startrichtung entgegengesetzten Richtung sperrt, und eine Spiralblattfeder, die zwischen die erste und zweite Trommel derart eingesetzt ist, daß sie durch die Drehung der ersten Trommel in der Startrichtung derart abgewickelt wird, daß die Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als Drehkraft in der Startrichtung gespeichert wird.
Bei jeder der obigen Bauweisen gilt, daß selbst, wenn die Aufwickelrolle mit niedriger Drehzahl und in einem geringen Ausmaß mittels eines Starterseiles angetrieben wird, eine Wiederholung dieses Antriebs über einige Male eine Starterkraft erzeugen kann, die durch die Spiralblattfeder gespeichert wird. Dementsprechend kann eine größere Hochgeschwindigkeits-Drehkraft auf das Starterrad durch die Spiralfeder ausgeübt werden, so daß der Motor fehlerllos gestartet und zusätzlich eine Energieersparnis erreicht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Energiespeicher-Aufwickelstarters;
Figur 2 eine Schrägansicht desselben;
Figur 3 eine rechte Seitenansicht des Starterrades des Aufwickelstarters gemäß Fig.1;
Figur 4 eine rechte Qerschnittsansicht der zweiten Trommel und zwei Federhaltern zusammen mit Spiralblattfedern, die im Starter der Fig.1 verwendet werden;
Figur 5 eine rechte Querschnittsansicht der im Starter der Fig.1 verwendeten Klinkeneinrichtung;
Figur 6 einen Längsschnitt einer anderen Art des erfindungsgemäßen Energiespeicher-Aufwickel starters;
Figur 7 eine rechte Seitenansicht der Einweg-Kupplung, die im Starter der Fig.6 verwendet wird;
Figur 8 eine rechte Querschnittsansicht der im Starter der Figur 6 verwendeten Klinkeneinrichtung;
Figur 9 eine rechte Querschnittsansicht der zweiten Trommel und ersten Trommel zusammen mit einer Spiralblattfeder, die im Starter der Fig.6 verwendet wird;
Figur 10 eine linke Querschnittsansicht des Drehblocks der zweiten Trommel, die im Starter der Fig.6 verwendet wird; und
Figur 11 einen Längsschnitt noch einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemäßen Energiespeicher-Aufwickelstarters.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wie aus Fig.1 ersichtlich, sind bei dem Energiespeicher-Aufwickelstarter gemäß der Erfindung ein Starterrad 14, das an der Hauptwelle 12 eines Motors 10 befestigt ist, und eine Aufwickelrolle 16, die das Starterrad 14 in Drehrichtung antreibt, getrennt voneinander eingebaut, und der Aufwickelstarter ist zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen.
Fig.3 zeigt die rechte Seite der Aufwickelrolle 16. Die Aufwickelrolle 16 ist ein drehbares Organ, das einen bekannten Aufwickelmechanismus enthält, und ein Starterseil ist um den Außenumfang der Rolle 16 gewickelt. Ein Drehblock 20 ist vorgesehen, der aus der Innenfläche der Rolle 16 vorsteht, wie aus Fig.1 ersichtlich ist.
Ein Antriebsrad 24 ist nahe der Aufwickelrolle 16 eingebaut. Das Antriebsrad 24 hat den gleichen Aufbau wie das Starterrad 14 und wird über einen Mitnehmer 22 gedreht, wenn die Aufwickelrolle 16 in einer Richtung gedreht wird. Insbesondere wird die Aufwickelrolle 16 allein im Gegenzeigersinn oder in Aufwickelrichtung gedreht, die durch den Pfeil A in Fig.3 angegeben ist, wenn jedoch die Rolle 16 über das Starterseil 18 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wie durch den Pfeil B angegeben, kommt die Rolle 16 in Eingriff mit dem Antriebsrad 24 und dreht das Antriebsrad 24.
Eine erste Trommel 26 und eine zweite Trommel 36 sind zwischen der Aufwickelrolle 16 und dem Starterrad 14 eingebaut.
Die erste Trommel 26 wird durch die Aufwickelrolle 16 in der entgegengesetzten Richtung (genannt die "Gegenstartrichtung") gedreht, die der Startrichtung des Starterrades 14 (genannt die "Startrichtung") entgegengesetzt ist. Die zweite Trommel 36 wird durch die erste Trommel 26 über einen Kupplungsmechanismus 28 gedreht, der zwischen die erste Trommel 26 und die zweite Trommel 36 eingebaut ist.
Wenn die zweite Trommel 36 gedreht wird, wickelt sie Spiralblattfedern 32 ab, die zwischen die zweite Trommel 36 und Federhalter 30 eingebaut sind, wie in Fig.4 zu sehen, so daß die Abwickeikraft der Federn 32 als Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird, wenn die Drehung der zweiten Trommel 36 in Startrichtung (angegeben durch den Pfeil B in Fig.3) durch einen Sperrmechanismus 34 gesperrt wird
Insbesondere ist eine Antriebswelle 38 des Antriebsrades 24 als Eingangswelle in eine Planeten-Drehzahluntersetzungseinrichtung 40 eingesetzt. Der Außenumfang dieses Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 ist als Drehabtriebsorgan ausgebildet. Die Drehrichtung dieses Abtriebsorgans ist der Drehrichtung eines Eingangsdrehorgans des Untersetzungsmechanismus 40 entgegengesetzt, der mit der Antriebswelle 38 verbunden ist.
Die erste Trommel 26 ist auf das so ausgebildete Abtriebsorgan des Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 so aufgesetzt, daß sie in Axialrichtung frei gleiten kann. Infolgedessen wird die Drehkraft der Aufwickeirolle 16 auf die erste Trommel 26 mit einer Drehzahl übertragen, die durch den Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 etwa 1/5 untersetzt ist, wobei die Drehrichtung der Antriebswelle 38 umgekehrt wird. Die zweite Trommel 36 ist lose auf den Außenumfang der ersten Trommel 26 aufgesetzt, und ein Kupplungsmechanismus 28, in welchem Klauen 28a und 28b (siehe Fig.2) miteinander im Eingriff stehen, ist zwischen die gegenüberliegenden Stirnflächen der zwei Trommeln eingesetzt. Die Klauen 28b sind an der Stirnfläche der ersten Trommel 26 vorgesehen, und die Klauen 28a sind an der Stirnfläche der zweiten Trommel 36 vorgesehen.
Der Kupplungsmechanismus 28 arbeitet bei der Gleitbewegung der ersten Trommel 26. Insbesondere, wenn die erste Trommel 26 in der Richtung gleitet, die sie veranlaßt, sich aus der zweiten Trommel 36 herauszubewegen (mit anderen Worten, gemäß Fig.1 nach rechts), dann werden die in Eingriff stehenden Klauen 28a und 28b getrennt; und wenn die erste Trommel 26 in der Richtung gleitet, die sie veranlaßt, sich in die zweite Trommel 36 hineinzubewegen (mit anderen Worten: gemäß Fig.1 nach links), so werden die Klauen 28a und 28b in Eingriff gebracht.
Die oben beschriebene Gleitbewegung der ersten Trommel 26 wird durch Bewegen oder Drücken einer Drahtfeder 42 bewirkt, die in einer aufrechten Stellung am Hals der ersten Trommel 26 vorgesehen ist (Fig.2). Die Drahtfeder 42 wird durch einen Freigabemechanismus 55 gedrückt, welcher in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise einen Sperrmechanismus 34 freigibt. Mit anderen Worten, wenn der Freigabemechanismus 55 betätigt wird, um den Sperrmechanismus 34 freizugeben, wird die Drahtfeder 42 gemäß Fig.1 nach rechts verschoben oder gedrückt, wodurch die in Eingriff stehenden Klauen 28a und 28b getrennt werden. Die erste Trommel 26 ist so ausgebildet, daß sie durch eine Feder 44 in die Richtung (in Fig.1 nach links) gedrückt bleibt, die sie in Eingriff mit dem Kupplungsmechanismus 28 bringt, wobei die Feder 44 zwischen die erste Trommel 26 und den Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 eingesetzt ist.
Die Federhalter 30, die jeweils Trommelform besitzen und auf dem Rahmen des Starters angebracht sind, sind auf beiden Seiten der zweiten Trommel 36 so vorgesehen, daß die Achsen der Halter 30 und der zweiten Trommel 36 parallel liegen. Am äußeren Umfang der zweiten Trommel 36 ist ein Ende jeder der Spiralblattfedern 32 befestigt, die in den Federhaltern gehalten sind. Ein anderes Ende jeder Feder 32 ist an jedem der trommelförmigen Federhalter 30 befestigt. Fig.4 zeigt den Einbau der Spiralblattfedern 32.
Die Spiralfedern 32 sind Formgedächtnisfedern, und wenn die Federn 32 von den Federhaltern 30 abgewickelt und auf die zweite Trommel 36 aufgewickelt werden, wird eine Aufwickelkraft erzeugt, die dem Ausmaß der Verformung der Federn 32 entspricht, so daß diese Kraft in der zweiten Trommel 36 als Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird.
Bei dem in Fig.4 gezeigten Aufbau werden zwei Federhalter 30 verwendet, so daß sie auf beiden Seiten der zweiten Trommel 36 vorgesehen sind. Es kann jedoch auch nur ein Federhalter zusammen mit nur einer Feder 32 verwendet werden, solange eine ausreichende Aufwickelkraft durch eine Feder erzeugt werden kann.
Ein Sperrmechanismus 34, der die Drehung der zweiten Trommel 36 in Startrichtung sperrt, ist an der zweiten Trommel 36 eingebaut. Fig.5 zeigt den Sperrmechanismus 34. Wie aus Fig.5 und auch aus Fig.1 ersichtlich ist, ist ein Klinkenrad 48 an der zweiten Trommel 36 vorgesehen, und ein Drehblock 46, der in der gleichen Weise wirkt wie der Drehblock 20 der Aufwickelrolle 16, ist an diesem Klinkenrad 48 angebracht. Ein Sperrarm 52 ist so eingebaut, daß er sich um einen Zapfen 50 verschwenken kann. Der Sperrarm 52 steht in Eingriff mit dem Klinkenrad 48, so daß eine Drehung des Klinkenrades 48 in Startrichtung gesperrt wird.
Nahe dem Sperrarm 52 ist ein Freigabemechanismus 55 vorgesehen. Der Freigabemechanismus 50 zum Freigeben des Sperrmechanismus 34 umfaßt einen Hebel 56, der um einen Zapfen 54 verschwenkbar ist. Wenn dieser Hebel 56 nach unten gedrückt wird, wirkt er auf den Sperrarm 62, und der Sperrarm 52 wird vom Klinkenrad 48 gelöst. Wie aus Fig.1 ersichtlich, ist der Hebel 56 so geformt, daß er nicht nur den Sperrarm 52, sondem auch die Drahtfeder 42 berühren kann. Wenn daher der Hebel 56 nach unten gedrückt wird, wird die Drahtfeder 42 gemäß Fig.1 nach rechts gedrückt, was die erste Trommel 26 veranlaßt, nach rechts zu gleiten, um den Kupplungsmechanismus 28 auszukuppeln
Aus dem Obigen ist zu ersehen, daß der Betrieb des Freigabemechanismus 55 sowohl den Sperrmechanismus 34 als auch den Kupplungsmechanismus 28 beeinflußt.
Bei Betrieb wird das Starterseil 18 so gezogen, daß die Aufwickelrolle 16 im Uhrzeigersinn oder in Startrichtung gedreht wird. Das Starterseil 18 wird auf die Aufwickelrolle 16 durch den Aufwickelmechanismus der Äufwickelrolle zurückgespult. Dies hat zur Folge, daß das Antriebsrad 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird, und diese Drehkraft wird auf die erste Trommel 26 mit der durch den Planeten-Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 reduzierten Drehzahl und der in den Gegenzeigersinn umgekehrten Drehrichtung übertragen. Infolgedessen bewirkt der Kupplungsmechanismus 28 eine Drehung der zweiten Trommel 36 mit dem gleichen Betrag und in der gleichen Richtung, was die Spiralblattfedern 32 veranlaßt, von den Federhaltern 30 abgewickelt und auf die zweite Trommel 36 aufgewickelt zu werden.
Wenn eine vorgeschriebene Länge jeder der Spiralblattfedern 32 um die zweite Trommel 36 gewickelt und Leistung gespeichert ist, wird die zweite Trommel 36 zu einer Drehung im Uhrzeigersinn durch die Aufwickelkraft der Federn 32 gedrängt. Diese Drehung wird jedoch durch den Sperrmechanismus 34 gesperrt.
Wenn die zweite Trommel 36 um einen vorgeschriebenen Betrag gedreht ist und die Aufwickelkraft der Spiralblattfedern 32 ausreichend stark geworden ist, wird der Freigabemechanismus betätigt, so daß der Sperrmechanismus 34 freigegeben und der Kupplungsmechanismus 28 ausgekuppelt wird. Infolgedessen bewirkt die Aufwickelkraft der Spiralblattfedern 32 eine Drehung der zweiten Trommel 36 allein im Uhrzeigersinn. Der an der zweiten Trommel 36 eingebaute Drehblock 46 wirkt auf einen Mitnehmern 22, der am Starterrad 14 vorgesehen ist, wodurch die Hauptwelle 12 veranlaßt wird, sich über das Starterrad 14 in der Startrichtung zu drehen, so daß der Motor 10 gestartet wird.
Fig.6 zeigt eine weitere Art des erfindungsgemäßen Energiespeicher-Aufwickelstarters. Bei diesem Aufbau sind die erste und zweite Trommel 26 bzw. 36 so vorgesehen, daß sie sich eine innerhalb der anderen überdecken, und eine Spiralblattfeder 32 ist zwischen diese zwei Trommeln 26 und 36 so eingebaut, daß die zweite Trommel 36 durch die Aufwickelkraft der Feder 32 gedreht wird.
Insbesondere ist die Abtriebswelle 58 des Drehzahluntersetzungsmechanismus 40 lang genug, so daß die erste Trommel 26 und die zweite Trommel 36 auf diese Abtriebswelle 58 aufgesetzt werden können. Die erste Trommel 26 hat einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, um auf die Abtriebswelle 58 aufgesetzt zu werden, und ist innerhalb der zweiten Trommel 36 angeordnet. Die Spiralblattfeder 32 ist zwischen die so angeordnete erste Trommel 26 und die zweite Trommel 36 eingesetzt, die einen größeren Durchmesser besitzt als die erste Trommel 26.
Um bei diesem Aufbau die Drehkraft der Spiralblattfeder 32 über die Aufwickelrolle 16 zu speichern, so daß eine Drehkraft im Uhrzeigersinn der zweiten Trommel 36 erteilt wird, ist es notwendig, die erste Trommel 26 im Uhrzeigersinn zu drehen, um die erste Trommel 26 daran zu hindern, im Gegenzeigersinn gedreht zu werden, wenn die Aufwickelrolle 16 zurückgespult wird. Um dies zu erfüllen, wird ein Einweg- Kupplungsmechanismus 60 derart verwendet, daß er eine Drehung im Gegenzeigersinn der ersten Trommel 26 verhindert.
Fig.7 zeigt einen Teil der rechten Seite des Einweg-Kupplungsmechanismus 60. Der Kupplungsmechanismus 60 ist als Klinkentyp ausgebildet und enthält ein Klinkenrad 62, das auf der ersten Trommel 26 vorgesehen ist, sowie einen Sperrhebel 64, der am Rahmen des Starters schwenkbar angebracht ist.
Fig.8 zeigt die rechte Seite des Sperrmechanismus 34, der die Drehung der zweiten Trommel 36 im Uhrzeigersinn verhindert. Bei dieser Bauweise ist der Freigabemechanismus 57, der den Sperrarm 52 für die Verhinderung der Drehung der zweiten Trommel 36 im Uhrzeigersinn freigibt, mit einem Knopf 66 versehen.
Wenn daher die Aufwickelrolle 16 einige Male im Uhrzeigersinn, welcher der Startrichtung entspricht, gedreht wird, so daß eine Aufwickeikraft in der Spiralblattfeder 32 gespeichert wird, wird der Freigabemechanismus 57 betätigt. Diese Betätigung bewirkt, daß sich die zweite Trommel 36 im Uhrzeigersinn durch die Kraft der Feder 32 dreht. Infolgedessen wird das Starterrad 14 durch den an der zweiten Trommel 36 eingebauten Drehblock 46 gedreht, wodurch die Hauptwelle 12 des Motors 10 gedreht wird.
Das Merkmal dieser Bauweise besteht darin, daß die erste Trommel 26 und die zweite Trommel 36 in der gleichen Richtung gedreht werden, wenn Leistung in der Spiralblattfeder 32 gespeichert wird. Insofern reicht der Einweg-Kupplungsmechanismus 60 aus, der keinen Auskuppelvorgang erfordert wie der Kupplungsmechanismus 28 bei der Bauweise der Fig.1. Da ferner die Spiralblattfeder 32 konzentrisch zwischen der ersten Trommel 26 und der zweiten Trommel 36 aufgewickelt ist, kann die Gesamtgröße des Starters kleiner werden.
Bei dieser obigen Bauweise können jedoch die Spiralblattfedem 32 Probleme verursachen. Insbesondere kann die Drehkraft, die bei Freigabe des Sperrmechanismus 34 auftritt, einen starken Schock auf den Bereich ausüben, in welchem die Feder 32 und die erste Trommel 26 eingesetzt sind. Infolgedessen kann in diesem Bereich ein Bruch auftreten.
Fig.9 zeigt die rechte Seite einer Einrichtung, die diesen Bruch verhindern kann. Die Verhinderungseinrichtung umfaßt einen Verankerungsvorsprung 68, der am Außenumfang der ersten Trommel 26 ausgebildet ist, sowie ein Verankerungsloch 70, das am inneren Ende der Spiralblattfeder 32 ausgebildet ist, so daß die Spiralblattfeder 32 an der ersten Trommel 26 durch Einbringen des Verankerungsvorsprunges in das Verankerungsloch 70 befestigt ist. Der Verankerungsvorsprung 68 ist spitzenförmig. Er greift in das Verankerungsloch 70 ein, wenn sich die erste Trommel 26 in der Richtung dreht, welche die Spiralblattfeder 32 anzieht, und er löst sich aus dem Verankerungsloch 70, wenn die erste Trommel 26 sich in der Richtung dreht, welche die Spiralfeder 32 entspannt.
Insbesondere ist die Neigung der Vorderfläche (gemäß Fig.9 rechten Fläche) des Vorsprungs 68 steil, während die Neigung der rückwärtigen Fläche (gemäß Fig.9 linken Fläche) flach ist. Infolgedessen kann sich die zweite Trommel 36 plötzlich gemäß Fig.9 im Uhrzeigersinn drehen, und wenn diese Drehkraft das innere Ende der Spiralfeder 32 erreicht, bewirkt die resultierende Drehkraft eine Lösung des Verankerungsloches 70 vom verankerungsvorsprung 68, wodurch der Bruch verhindert wird. Wenn die erste Trommel 26 gemäß Fig.9 im Uhrzeigersinn gedreht wird, dringt der Verankerungsvorsprung 68 in das Verankerungsloch 70 ein, so daß die Spiralfeder 32 auf die erste Trommel 26 gewickelt wird.
Ein Bruch kann am Drehblock 46 eintreten, der das Starterrad 14 des Motors 10 antreibt. Insbesondere wenn der Drehblock 46 von der Aufwickelkraft der Spiralblattfeder 32 angetrieben wird, kann das Starterrad 14 durch den sich ergebenden Stoß oder Schock gebrochen werden, wenn der Drehblock 46 und der Mitnehmer 22 des Starterrades 14 zu weit voneinander entfernt sind. In manchen Fällen kann sich die Kurbelwelle des Motors 10 biegen.
Fig.10 zeigt die linke Seite des Drehblocks 46, der mit einer Bruchverhinderungseinrichtung versehen ist. Der Drehblock 46 ist so vorgesehen, daß er in der Lage ist, ein gewisses Ausmaß an Relativdrehung bezüglich der zweiten Trommel 36 auszuführen, und ein stoßaufnehmendes Material 72, wie Gummi und dergl., ist an den Kontaktflächen (oder Belastungskontaktflächen) des Drehblocks 46 und der zweiten Trommel 36 befestigt, wodurch Stöße gemildert werden. Das stoßaufnehmende Material 72 kann sowohl auf der Belastungsseite als auch auf der entgegengesetzten Seite eingesetzt werden, wie in Fig.10 gezeigt.
Fig.11 zeigt noch eine weitere Art des erfindungsgemäßen Energiespeicher-Aufwickelstarters. Dieser Starter ist der gleiche wie der in Fig.6 gezeigte Starter mit der Ausnahme, daß der Sperrmechanismus 34 und der Freigabemechanismus 57 nicht verwendet werden. Bei dieser Bauweise ist die Drehkraft der zweiten Trommel 36 im Uhrzeigersinn, die durch die Energie der Spiralblattfeder 32 erzeugt wird, nicht eingeschränkt, sondern wird ständig auf das Starterrad 14 als Belastung ausgeübt.
Bevor der Motor mit dem Kompressionshub einsetzt, wird ein beträchtlicher Widerstand erzeugt und auf das Starterrad 14 über die Hauptwelle 12 ausgeübt. Wenn daher die gespeicherte Kraft der Spiralblattfeder 32 diesen Widerstand überwindet, kann das Starterrad 14 in Startrichtung gedreht werden.
Auch bei dieser Bauweise beginnt das Starterrad 14 sich nur zu drehen, nachdem die Aufwickelrolle 16 mehrere Male angetrieben worden ist. Dementsprechend ist die Kraft zum Drehen des Starterrades 14 viel größer als die durch direktes Drehen der Aufwickelrolle 16 über das Starterseil 18 erhaltene Kraft. So kann ein zuverlässiges Starten sichergestellt werden.
Der Aufbau gemäß Fig.11 ist einfach. Da ferner das Starten durchgeführt wird, während der Drehblock 46 der zweiten Trommel 36 sich in Kontakt mit dem Mitnehmer 20 des Starterrades 14 befindet, tritt nahezu kein Stoß ein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Aufwickelrolle 16 und das Antriebsrad 24 in ein Gehäuse 74 eingebaut und am Motor 10 über Bolzen 76 in einem festen Abstand vom Starterrad 14 mit Verwendung von Abstandshaltern 78 montiert. Die drehbaren Organe bei den Ausführungsformen, wie die erste Trommel 26, die zweite Trommel 36 usw., sind auch in einer drehbaren Weise durch Stützplatten 80 und andere Stützorgane vorgesehen, die an vorbestimmten Stellen durch die Bolzen 76 und Abstandshalter 78 eingebaut sind.
Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, wird erfindungsgemäß Energie als starke Kraft über die Spiralblattfedern gespeichert, auch wenn der Startvorgang langsam ist und schwach durchgeführt wird. Ferner kann das Starterrad und die Aufwickeispule, die mit einem zwischen ihnen vorhandenen Zwischenraum eingebaut sind, ohne jede Abwandlung der Bauweise verwendet werden. Es ist lediglich notwendig, die Aufwickelspule in einen solchen Zwischenraum einzusetzen. Dementsprechend ist der Zusammenbau einfach, und es können vorhandene Aufwickelstarter leicht abgeändert werden.

Claims

1. Energiespeicher-Aufwickelstarter mit einem Starterrad (14), das an einer Hauptwelle (12) eines Motors befestigt ist, und einer Aufwickelrolle (18) sowie einem Mechanismus zum Ankuppeln der Aufwickelrolle am Starterrad zum Drehen des Starterrades in einer Startrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Ankuppeln aufweist:

eine erste Trommel (26), die von der Aufwickelrolle in einer Richtung entgegengesetzt zur Startrichtung gedreht wird;

eine zweite Trommel (36), die mit der ersten Trommel so gekuppelt ist, daß sie gedreht wird;

eine Drehzahluntersetzungseinrichtung (40), welche zwischen der Aufwickeirolle und der ersten Trommel eingebaut ist;

einen Kupplungsmechanismus (28), welcher zwischen der ersten Trommel (26) und der zweiten Trommel (36) einen Kupplungszustand herstellt und aufhebt;

eine Spiralblattfeder (32), die zwischen die zweite Trommel (36) und ein Außenteil (30) eingebaut ist, wobei die Spiralblattfeder (32) von dem Außenteil durch eine Drehung der zweiten Trommel (36) in einer Richtung entgegengesetzt zur Startrichtung derart abgewickelt wird, daß eine Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als eine Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird;

einen Sperrmechanismus (34), welcher eine Drehung der zweiten Trommel in der Startrichtung sperrt; und

einen Freigabemechanismus (50), welcher den Sperrmechanismus (34) freigibt und gleichzeitig den Kupplungsmechanismus (28) auskuppelt.

2. Energiespeicher-Aufwickelstarter mit einem Starterrad (14), das an einer Hauptwelle (12) eines Motors befestigt ist, und einer Aufwickelrolle (18) sowie einem Mechanismus zum Ankuppeln der Aufwickelrolle an das Starterrad, um das Starterrad in Startrichtung zu drehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ankuppeln aufweist:

eine erste Trommel (26), die durch die Aufwickelrolle (18) in einer Richtung entgegengesetzt der Startrichtung gedreht wird;

eine zweite Trommel (36), die mit der ersten Trommel (28) derart gekuppelt ist, daß sie gedreht wird;

einen Drehzahluntersetzungsmechanismus (40), welcher zwischen der Aufwickelrolle (18) und der ersten Trommel (26) eingebaut ist;

einen Einweg-Kupplungsmechanismus (60), der eine Drehung der ersten Trommel in der Startrichtung zuläßt und eine Drehung der ersten Trommel in einer Richtung entgegengesetzt der Startrichtung sperrt; und

eine Spiralblattfeder (32), die zwischen der ersten Trommel (26) und der zweiten Trommel (36) eingebaut ist, wobei die Spiralblattfeder (32) durch eine Drehung der ersten Trommel in Startrichtung derart gewickelt wird, daß eine Aufwickelkraft der Feder in der zweiten Trommel als Drehkraft in Startrichtung gespeichert wird;

einen Sperrmechanismus (34), welcher eine Drehung der zweiten Trommel in Startrichtung sperrt; und

einen Freigabemechanismus (50), welcher den Sperrmechanismus freigibt und gleichzeitg den Kupplungsmechanismus auskuppelt.

3. Energiespeicher-Aufwickelstarter nach einem der vorangehenden Ansprüche, welcher ferner aufweist: einen Drehblock (46), der an der zweiten Trommel (36) derart vorgesehen ist, daß er das Starterrad (14) dreht, wobei der Drehblock so vorgesehen ist, daß er eine Relativdrehung um einen vorbestimmten Winkel bezüglich der zweiten Trommel durchführt; sowie Stoßdämpferorgane, die in Kontaktbereichen zwischen der zweiten Trommel und dem Drehblock eingesetzt sind.

4. Energiespeicher-Aufwickelstarter nach Anspruch 2 und 3, bei welchem die erste Trommel mit einem Verankerungsvorsprung (68) auf einem Außenumfang der ersten Trommel versehen ist und die Spiralblattfeder (32) mit einem Verankerungsloch (70) an einem Ende der Spiralfeder derart versehen ist, daß die Spiralfeder mit der ersten Trommel über den in das Verankerungsloch eingreifenden Verankerungsvorsprung verbunden ist, wobei der Verankerungsvorsprung (68) derart in einer Spitzenform ausgebildet ist, daß der spitzenförmige Verankerungsvorsprung in das Verankerungsloch eingreift, wenn die erste Trommel in einer Richtung gedreht wird, welche die Spiralblattfeder (32) anspannt, und daß der spitzenförmige Verankerungsvorsprung (68) aus dem Verankerungsloch freigegeben wird, wenn die erste Trommel in einer Richtung gedreht wird, welche die Spiralblattfeder entspannt.