DE69919564T2

DE69919564T2 - Start-stopvorrichtung für verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE69919564T2
Application number: DE69919564T
Authority: DE
Inventors: J. Gary GRACYALNY; K. Robert MITCHELL; Art Poehlman; Richard Dykstra; Steven Dethloff; Charles Brown; Paul Tharman; John Santi; Dick Seilenbinder; Aaron Jerabek; John Feldner; Stanley Filipak
Original assignee: Briggs and Stratton Corp
Current assignee: Briggs and Stratton Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: JP3712615B2; EP1125059B1; EP1365144A3; US20010006052A1; CA2347848A1; US20010008130A1; US20010006051A1; CN1268841C; EP1365144B1; CN1492141A; CN1240938C; CN1268840C; US6311663B2; JP2005299675A; US6263852B1; AU747490B2; DE69934724D1; CN1515796A; EP1365144A2; WO2000026531A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Verbrennungsmotor. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Starten des Verbrennungsmotors und im Besonderen auf eine Motorstartvorrichtung, die Energie in einem elastischen Verformungselement speichern und danach die Energie zum Starten des Motors abgeben kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stoppen des Verbrennungsmotors oder mindestens zur Aufnahme der Energie des Motors bei dessen Abschaltung. Die Motorstartvorrichtung ist speziell für den Einsatz mit kleinen Verbrennungsmotoren ausgelegt, wie solchen, mit denen Motorrasenmäher, Generatoren, Schneefräsen, Gartentraktoren und sonstige Maschinen versehen sind.
Kleine Verbrennungsmotoren sind mit manuell betreibbaren Seilzugstartern ausgestattet, die eine Zentralwelle, eine um die Zentralwelle drehbare Seilrolle, mit der Seilrolle verbundene ausfahrbare Kupplungen oder Klauen und ein um die Seilrolle gewickeltes Starterseil umfassen. Das Starterseil kann gezogen werden, um die Seilrolle so in einer Startrichtung zu drehen, dass die Klauen am Schwungrad in Eingriff gebracht und das Schwungrad und die Kurbelwelle ebenfalls in einer Startrichtung gedreht werden. Der Motor wird dann bis zu einer Anzahl von Umdrehungen angetrieben, die zum Starten ausreicht.
Obwohl Seilzugstarter der oben beschriebenen Ausführung üblicherweise bei kleinen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, gibt es gewisse Nachteile, die mit ihrem Betrieb einhergehen. Beispielsweise muss der Bediener über eine ausreichende Kraft und manuelle Geschicklichkeit verfügen, um das Starterseil zum Drehen des Schwungrades und der Kurbelwelle ziehen zu können. Unter bestimmten Bedingungen muss der Bediener das Starterseil mehrmals ziehen, bevor der Motor erfolgreich gestartet wird. Für einige Bediener ist dies eine bloße Unannehmlichkeit. Für andere Bediener, einschließlich der älteren und körperbehinderten Personen, kann das mehrmalige Ziehen des Starterkabels eine schwierige Aufgabe darstellen.
Eine Alternative zu Seilzugstartern und anderen Handstartern sind Automatikstarter, die einen batteriegespeisten Elektromotor für den Antrieb des Schwungrades während der anfänglichen Startumdrehungen umfassen. Ein solcher Starter kann durch bloße Aktivierung eines Elektroschalters in Form eines Druckknopfes oder einer Schlüsselvorrichtung betätigt werden. Obwohl dieses Konzept eine Motorstartvorrichtung bereitstellt, die sich sowohl leicht bedienen lässt als auch im Allgemeinen effektiv ist, können der Elektromotor, die zur Speisung des Motors eingesetzte Batterie und die damit verbundenen Bauteile das Gewicht und die Kosten eines Motors erhöhen. Bei kleinen Verbrennungsmotoren, wie jenen, die für den Einsatz bei Rasenmähern, Generatoren und ähnlichen Maschinen bestimmt sind, kann sich sogar eine kleine Erhöhung des Motorgewichts und der Motorkosten auf die Wettbewerbsfähigkeit des Motors und/oder der Maschine im Markt negativ auswirken.
Eine weitere Ausführung von Automatikstartern ist eine Motorstartvorrichtung, die die in einer Feder gespeicherte Energie nutzt, um die Kurbelwelle zu drehen und den Motor zu starten. Bei diesen Motorstartvorrichtungen muss ein Mechanismus zum Aufwickeln der Feder bereitgestellt werden. Beispielsweise wird im US-Patent Nr. 1 936 554, das auf Briggs and Stratton Corporation (dem Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung) übertragen wurde, ein Elektromotor offenbart, der neben der Feder angeordnet ist und sich zum Aufwickeln der Feder betreiben lässt. Es ist auch ein manueller Kurbeltrieb bekannt, der mit der Feder verbunden ist und sich zum Aufziehen der Feder durch Aufwickeln betreiben lässt. Außerdem ist es bekannt, dass ein mit der Kurbelwelle verbundener Aufwickelmechanismus bereitgestellt werden kann, der sich während der Bedingungen für den normalen Motorlauf zum Aufwickeln der Feder betreiben lässt.
In der Patentschrift JP-58-051271 , die als die Ausführung nach dem Stand der Technik betrachtet wird, die der vorliegenden am nächsten kommt, wird ein Automatikstarter offenbart, der eine Spiralfeder umfasst, die aus ihrem gespannten Zustand heraus entriegelt wird, um die Drehung der Kurbelwelle des Motors zu bewirken, wodurch der Motor gestartet wird. Ein einziger Starterstab wird gezogen, um die Entriegelung der Spiralfeder aus ihrem gespannten in ihren entspannten Zustand zu bewerkstelligen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einem Verbrennungsmotor mit einer drehbaren Motorbaugruppe oder einem drehbaren Motorelement, wie z.B. einer Baugruppe, die eine Kurbelwelle, ein Schwungrad und eine Abtriebsvorrichtung (z.B. ein Messer) umfasst, enthält das drehbare Motorelement, nachdem die Motorzündung von einem Bediener abgeschaltet wurde, wegen seines Drehimpulses Bewegungsenergie. Bei einigen Anwendungen ist der Drehimpuls ausreichend groß, um das drehbare Motorelement um mehrere Umdrehungen zu bewegen. Ein allgemeines Merkmal und ein allgemeiner Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung oder ein Mechanismus zur Nutzung der Energie, die in einem drehbaren oder sich drehenden Motorelement oder einer solchen Baugruppe eines kleinen Verbrennungsmotors von vornherein vorhanden ist, nachdem der Bediener die Abschaltung des Motors einleitet (z.B. durch Betätigung eines Schalters in einer Magnet- oder Batteriezündanlage). Genauer gesagt ist es ein Merkmal und ein Vorteil der Erfindung, zum einen in einem solchen Mechanismus oder einer solchen Vorrichtung eine Motorstartvorrichtung bereitzustellen, die für den Einsatz bei kleinen Verbrennungsmotoren ausgelegt ist, und zum anderen alternativ eine Maschine bereitzustellen, die eine solche Motorstartvorrichtung integriert.
Zu Beschreibungszwecken soll der Ausdruck "Abschaltung" für die Betätigung eines Schalters in der Zündanlage oder für die Betätigung eines gleichwertigen Mechanismus stehen, mit dem der Motor ausgeschaltet wird. Dieser Ausdruck soll für jeden Vorgang stehen, der das gleiche Ergebnis bewirkt. Der Ausdruck "Motorauslauf" soll für die Bedingung, den Zustand oder die Phase des Motors und/oder drehbaren Motorelementes stehen, nachdem die "Abschaltung" des Motors eingeleitet wurde, aber bevor das drehbare Motorelement mit seiner Bewegung oder Drehung aufhört.
Es ist ein weiteres Merkmal und ein weiterer Vorteil der Erfindung, einen Mechanismus für das Bremsen eines drehbaren Motorelementes bei Abschaltung des Motors bereitzustellen, bei dem die Energie des drehbaren Motorelementes aufgenommen und/oder durch den Bremsmechanismus gespeichert wird.
Es ist jedoch anzumerken, dass in den USA und anderen Ländern ein Gerät an Rasenmähmaschinen benötigt wird, um die Drehung des Messers innerhalb eines spezifischen Zeitraums, nachdem der Bediener die Motorabschaltung eingeleitet hat, anzuhalten. Normalerweise ist das Messer so mit der Kurbelwelle verbunden, dass es zu dem Zeitpunkt aufhört, sich zu drehen, an dem auch der Motor mit seiner Hubkolbenbewegung aufhört. Demzufolge kann während der Motorabschaltung ein Bremsmechanismus auf das Schwungrad angewandt werden, um die Drehung des Messers anzuhalten. Der Bremsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls für eine solche Anwendung ausgelegt.
Demzufolge ist der Gegenstand der Erfindung eine Startvorrichtung nach Anspruch 1 oder ein Motor nach Anspruch 12 oder 17.
Bei einem Aspekt der Erfindung umfasst die Motorstartvorrichtung einen Energiespeichermechanismus, ein Antriebselement und ein Antriebselement. Der Energiespeichermechanismus umfasst mindestens ein elastisches Verformungselement. Das Antriebselement kann am elastischen Verformungselement in Eingriff gebracht werden und lässt sich während des Motorauslaufs bewegen, um das elastische Verformungselement in einen gespannten Zustand zu bringen (z.B. durch Zusammendrücken, Dehnen oder Biegen des elastischen Verformungselementes). Das Abtriebselement lässt sich als Reaktion auf den Energiespeichermechanismus bewegen, während das elastische Verformungselement sich aus dem gespannten Zustand heraus entspannt. Auf diese Weise bewegt oder dreht das Abtriebselement das drehbare Motorelement in einer Startrichtung, wodurch der Motor bis zu einer Anzahl von Umdrehungen angetrieben wird, die zum Starten ausreicht.
Die Motorstartvorrichtung kann auch eine Antriebssteuerungsvorrichtung umfassen, um das Antriebselement so am drehbaren Motorelement in Eingriff zu bringen, dass sich das Antriebselement durch das drehbare Motorelement bewegen lässt, um das elastische Verformungselement zu spannen. Bei einer Ausführungsform wobei das Antriebselement ein drehbares Antriebselement (z.B. eine Reibrolle oder ein Zahnrad) umfasst, das sich durch die Antriebssteuerungsvorrichtung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen lässt. In der ersten Position lässt sich das drehbare Antriebselement am drehbaren Motorelement drehbar in Eingriff bringen. Das Antriebselement kann so ausgelegt werden, dass es an verschiedenen Teilen des drehbaren Motorelementes, das die Kurbelwelle, das Schwungrad, einen am Schwungrad angebrachten Zahnkranz oder ein mit der Kurbelwelle verbundenen Starterbecher umfasst, in Eingriff gebracht wird. Bei Anordnung in der zweiten Position wird das drehbare Antriebselement am drehbaren Motorelement außer Eingriff gebracht. Außerdem kann der Motor mit einer Motorsteuerungsvorrichtung ausgerüstet werden, die sich zum Einleiten der Abschaltung des Motors betätigen lässt. In diesem Fall kann die Antriebssteuerungsvorrichtung mit der Motorsteuerungsvorrichtung so betreibbar verbunden werden, dass bei Betätigung der Motorsteuerungsvorrichtung stets die Antriebssteuerungsvorrichtung betätigt wird, um das Antriebselement für den Eingriff am drehbaren Motorelement zu positionieren.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Antriebssteuerungsvorrichtung ein Handbetätigungselement (z.B. einen Druckknopf oder Totmann-Klappbügelgriff), einen Seilzug, ein schwenkbares Gehäuse zur Lagerung des Antriebselementes und einen Seilzug und Hebel, der das Handbetätigungselement mit dem schwenkbaren Gehäuse verbindet. Die Antriebssteuerungsvorrichtung kann auch mit einem Zündanlagenmasse- oder -abschaltschalter verbunden werden. Bei Betätigung des Handbetätigungselementes wird das schwenkbare Gehäuse so zum drehbaren Motorelement geschwenkt, dass das Antriebselement an einem Teil des drehbaren Motorelementes (z.B. am Schwungrad oder an einem am Schwungrad angebrachten Zahnkranz) drehbar in Eingriff gebracht wird.
Der Energiespeichermechanismus kann auch ein Antriebsorgan umfassen, das sich am elastischen Verformungselement in Eingriff bringen lässt. Das Antriebsorgan lässt sich zum einen durch das Antriebselement in einer ersten Richtung bewegen, um das elastische Verformungselement zu spannen und zum anderen durch das elastische Verformungselement in einer zweiten Richtung bewegen, um das Abtriebselement zu bewegen, und zwar während sich das elastische Verformungselement aus dem gespannten Zustand heraus entspannt. Das Antriebsorgan ist vorzugsweise ein drehbares Element, wie beispielsweise eine Welle, ein drehbares Gehäuse oder ein Ringelement, das um eine Welle herum drehbar angebracht ist. Bei einer Ausführungsform umfasst das Antriebsorgan einen drehbaren Wellenteil oder eine drehbare Nabe mit einer Drehachse, wobei das Antriebselement für die Drehung um die Drehachse herum angebracht ist. Bei einer anderen Ausführungsform sind das Antriebsorgan und das elastische Verformungselement mit einem Abstand axial von der Kurbelwelle und dem Schwungrad angeordnet, wobei die Drehachse des Antriebsorganes so angeordnet ist, dass sie im Wesentlichen mit einer Drehachse des Schwungrades oder der Kurbelwelle übereinstimmt.
Die Motorstartvorrichtung kann auch in einer Richtung wirkende Kraftübertragungsmittel (z.B. eine Kupplungsbaugruppe oder eine Kombinationsspiralwelle und ein axial bewegliches Ritzel) für den drehbaren Eingriff des Abtriebselementes in das drehbare Motorelement umfassen. Wenn sich das Antriebsorgan in die zweite Richtung dreht, ermöglicht das Kraftübertragungsmittel den Antrieb des Abtriebselementes und die Drehung des drehbaren Motorelementes in der Startrichtung. Wenn sich das Antriebsorgan jedoch in der ersten Richtung dreht, werden das Abtriebselement und die drehbare Motorbaugruppe drehbar außer Eingriff gebracht.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Motor einen Seilzugstarter, der eine Rückholfeder, eine mit der Rückholfeder betreibbar verbundene Seilzugrolle und ein zentrales Antriebselement (z.B. eine Starternabe) umfasst, das sich in einer Antriebsrichtung durch die Seilzugrolle für den Antrieb des drehbaren Motorelementes in der Startrichtung drehen lässt. Ein Antriebsorgan der Motorstartvorrichtung ist um das zentrale Antriebselement herum angebracht und lässt sich durch das elastische Verformungselement für den Antrieb des zentralen Antriebselementes in der Antriebsrichtung drehen.
Das elastische Verformungselement kann mindestens eine aufwickelbare Feder umfassen, die um ein Antriebsorgan herum angeordnet und/oder mit einem Antriebsorgan verbunden ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann das elastische Verformungselement verschiedene Konfigurationen (z.B. eine zusammendrückbare Feder) aufweisen oder aus anderen elastischen Materialien (z.B. aus Kautschuk oder synthetischem Material) geformt werden. Bei einer Ausführungsform umfasst der Energiespeichermechanismus ein Gehäuse, das für die Drehung (z.B. um die Kurbelwelle oder eine Antriebswelle eines Seilzugstarters) montiert ist und bei der das elastische Verformungselement im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Ein Teil des elastischen Verformungselementes ist mit dem Gehäuse verbunden, während ein weiterer Teil mit dem Stützelement (d.h. einem ortsfesten Flansch) verbunden ist.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Motorstartvorrichtung ein drehbares Antriebselement, ein drehbares Antriebselement, ein manuell entriegelbarer Verriegelungsmechanismus, eine Antriebssteuerungsvorrichtung und ein Energiespeichermechanismus mit einem elastischen Verformungselement. Der Energiespeichermechanismus weist auch ein drehbares Antriebsorgan auf, das mit dem elastischen Verformungselement verbunden ist. Das Antriebsorgan lässt sich in einer ersten Richtung drehen, um das elastische Verformungselement durch Wickeln in einen gespannten Zustand zu bringen und lässt sich durch das elastische Verformungselement in einer zweiten Richtung drehen, während sich das elastische Verformungselement aus dem gespannten Zustand heraus abwickelt. Das drehbare Antriebselement wird für den Eingriff in das Antriebsorgan und die Drehung des Antriebsorganes in der ersten Richtung bereitgestellt. Die Antriebssteuerungsvorrichtung lässt sich betreiben, um das Antriebselement am drehbaren Motorelement während des Motorauslaufs hinsichtlich des Dreheingriffes so zu positionieren, dass das Antriebsorgan durch das Antriebselement in der ersten Richtung drehbar ist. Außerdem lässt sich das drehbare Abtriebselement in mindestens einer Abtriebsrichtung durch das Antriebsorgan drehen, wenn sich das Antriebsorgan in der zweiten Richtung dreht. Die Drehung des Abtriebselementes in der Abtriebsrichtung führt dazu, dass sich das drehbare Motorelement in der Startrichtung dreht.
Schließlich kann der manuell entriegelbare Verriegelungsmechanismus am Energiespeichermechanismus in Eingriff gebracht werden, um zu verhindern, dass sich das elastische Verformungselement aus dem gespannten Zustand, heraus entspannt und das Antriebselement dreht. Der Verriegelungsmechanismus kann ein Handbetätigungselement umfassen, das vom Motor entfernt angeordnet und betreibbar ist, um den Verriegelungsmechanismus zu entriegeln und das Entspannen des elastischen Verformungselementes aus dem gespannten Zustand heraus einzuleiten. Bei einer Form der Erfindung umfasst der Verriegelungsmechanismus ein Sperrklinkenelement und ein bewegliches Element (z.B. ein Klinkenrad), das mit dem Energiespeichermechanismus verbunden ist. Das bewegliche Element ist mit einer Ratschenoberfläche versehen und das Sperrklinkenelement ist füv den Eingriff in die Ratschenoberfläche und die Begrenzung der Bewegung des beweglichen Elementes ausgelegt. Eine manuell betreibbare Keilvorrichtung kann bereitgestellt werden, um das Sperrklinkenelement in Bezug auf das bewegliche Element in einer eingerückten Position zu verriegeln.
Ein Bremsmechanismus gemäß der Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Energieaufnahmemechanismus, ein Antriebselement und eine Antriebssteuerungsvorrichtung. Der Energieaufnahmemechanismus umfasst mindestens ein elastisches Verformungselement und das Antriebselement lässt sich am elastischen Verformungselement in Eingriff bringen und ist beweglich, um das elastische Verformungselement durch Spannen in einen gespannten Zustand zu bringen. Die Antriebssteuerungsvorrichtung lässt sich betätigen, um das Antriebselement für den Eingriff in das drehbare Motorelement zu positionieren, so dass die Drehung des drehbaren Motorelementes das Antriebselement bewegt, um das elastische Verformungselement zu spannen.
Eine manuell betreibbare Maschine gemäß der Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Verbrennungsmotor, der ein drehbares Motorelement aufweist, eine manuell betätigbare Motorsteuerungsvorrichtung zum Einleiten der Abschaltung des Motors (z.B. durch Betätigung eines Klappbügelgriffes, Druckkopfes oder Sicherheitsstoppschalters für die Zündanlage) und eine Motorstartvorrichtung. Die Motorstartvorrichtung umfasst einen Energiespeichermechanismus, der mindestens ein elastisches Verformungselement, ein Antriebselement, das sich zum Spannen bewegen lässt, um das elastische Verformungselement in einen gespannten Zustand zu bringen, und ein Abtriebselement aufweist, das sich als Reaktion auf den Energiespeichermechanismus bewegen lässt, während das elastische Verformungselement sich aus dem gespannten Zustand heraus entspannt. Ferner wird eine Antriebssteuerungsvorrichtung bereitgestellt, um das Antriebselement für den Eingriff in das drehbare Motorelement zu positionieren. Wenn die Motorsteuerungsvorrichtung betätigt wird, um die Abschaltung des Motors einzuleiten, lässt sich anschließend das Antriebselement bewegen, um das elastische Verformungselement zu spannen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Mittel, das verhindert, dass das Antriebselement das elastische Verformungselement noch weiter spannt, nachdem das elastische Verformungselement bereits bis zu einem vorgegebenen gespannten Zustand gespannt wurde. Wenn das elastische Verformungselement eine aufwickelbare Feder oder ein aufwickelbares Band umfasst, arbeitet das Verhinderungsmittel so, dass das übermäßige Aufziehen der Feder oder des Bandes verhindert wird. Bei einer Form umfasst das Verhinderungsmittel eine Rutschkupplungsbaugruppe, die zwischen dem Antriebselement und dem elastischen Verformungselement betreibbar positioniert wurde. Bei einer weiteren Form umfasst das Verhinderungsmittel eine Reibungsbremse, die sich am Antriebsorgan oder an einem anderen Bauteil des Energiespeichermechanismus oder am eigentlichen Energieaufnahmemechanismus in Eingriff bringen lässt.
Ein weiteres Merkmal und ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, eine Motorstartvorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich der Konstruktion einfach ist und sich leicht bedienen lässt.
Ein zusätzliches weiteres Merkmal und ein zusätzlicher weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorstartvorrichtung bereitzustellen, die leicht ist und zu den Gesamtkosten des Motors keine beträchtlichen zusätzlichen Kosten hinzufügt.
Ein zusätzliches weiteres Merkmal und ein zusätzlicher weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine Motorstartvorrichtung, die besonders für den nachträglichen Einbau an einem existierenden kleinen Verbrennungsmotor ausgelegt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung einer Rasenmähmaschine, bei der die Erfindung ausgeführt ist und ein Verbrennungsmotor sowie eine Motorstartvorrichtung integriert sind, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Darstellung einer Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
3A ist eine Explosionsdarstellung von Teilen der Motorstartvorrichtung.
3B ist eine Explosionsdarstellung von zusätzlichen Teilen der Motorstartvorrichtung, die eine Aufzugsfeder und ein Federgehäuse umfassen.
3C ist eine alternative perspektivische Darstellung von Teilen der Motorstartvorrichtung in 3A, die ein Geradstirnrad umfassen.
3D ist eine Explosionsdarstellung einer Baugruppe der Motorstartvorrichtung in 3B, die eine Federwelle umfasst.
4 ist eine seitliche Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung.
5 ist eine vergrößerte Darstellung eines in 4 dargestellten Teils der Motorstartvorrichtung.
6 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 6-6 von 5.
7 ist eine Aufsichts-Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 7-7 von 5.
8 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 8-8 von 4.
9 ist eine Teildraufsichts-Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 9-9 von 4.
10 ist eine vertikale Teilquerschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung längs der Schnittlinie 10-10 von 9.
11 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung in der Aufwickelposition.
12 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung in der Abwickelposition.
13 ist eine perspektivische Darstellung einer Motorstartvorrichtung, bei der ein Motorabschaltsystem integriert ist, und zwar gemäß der Erfindung.
14 ist eine perspektivische Aufsichtsdarstellung des Motorabschaltsystems, das einen Sicherheitsstoppschalter umfasst.
15 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung in 13, wobei sich der Sicherheitsstoppschalter in einer funktionsunfähigen Position und ein Federverriegelungsmechanismus in der ausgerückten und entriegelten Position befindet.
16 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung in 13, wobei sich der Sicherheitsstoppschalter in einer funktionsfähigen Position und der Federverriegelungsmechanismus in der eingerückten und entriegelten Position befindet.
17 in eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung in 13, wobei sich der Federverriegelungsmechanismus in der verriegelten Position befindet.
18 ist eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 18-18 in 17.
19 ist eine Seitenansicht längs der Schnittlinie 19-19 in 15.
20 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
21 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung der Motorstartvorrichtung von 20 in der Abwickelposition.
22 ist eine seitliche Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 22-22 von 20.
23 ist eine seitliche Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 23-23 von 20.
24 ist eine seitliche Draufsichts-Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
25 ist eine Draufsichts-Querschnittsdarstellung längs der Schnittlinie 25-25 von 24.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Rasenmähmaschine bzw. einen Rasenmäher 10, bei dem ein Verbrennungsmotor 12 und eine Vorrichtung 14 für den automatischen Start des Motors 12 integriert sind. Jede Ausführung des Rasenmähers 10, des Verbrennungsmotors 12 und der Motorstartvorrichtung 14 umfasst eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Rasenmäher 10 hat eine Oberseitenplattform 16 und eine Griffbaugruppe 18, die sich von der Oberseitenplattform 16 aus nach außen und nach oben erstreckt. Die Griffbaugruppe 18 hat ein unteres Ende 20, das an der Oberseitenplattform 16 angebracht ist und ein oberes Ende bzw. Griffende 22, das über der Oberseitenplattform 16 an einem Ort positioniert ist, der die Handhabung des Rasenmähers 10 durch einen Bediener erleichtert. Der Bediener kann die Bewegung des Rasenmähers 10 durch Handhabung der Griffbaugruppe 18 steuern. Der Verbrennungsmotor 12 ist auf der Oberseitenplattform 16 angebracht. Der Motor 12 ist eine Vertikalwellenausführung und umfasst viele Bauteile mit einer herkömmlichen Bauform. Die meisten dieser Motorbauteile sind jedoch im Wesentlichen durch ein Motorgehäuse 24 eingeschlossen und somit nicht in 1 dargestellt.
Außer mit der Motorstartvorrichtung 14 ist der Rasenmäher 10 in 1 mit einem Seilzugstarter (nicht dargestellt) ausgerüstet, der oberhalb eines Schwungrades 26 (siehe Schwungrad 26 in 2) angebracht ist. Eine Haube 28 ist über dem Seilzugstarter angebracht und eine Zugschnur 30 ist mit dem Seilzugstarter, der sich nach außen durch die Haube 28 erstreckt, betreibbar verbunden. Wenn die Zugschnur 30 nicht eingesetzt wird, liegt ein Griffende 32 der Zugschnur 30 an einem Schnurhalter 34 auf, der neben dem oberen Ende 22 der Griffbaugruppe 18 angeordnet ist.
Es ist zuerst anzumerken, dass obwohl die Motorstartvorrichtung 14, die die Erfindung nutzt, besonders für den Einsatz mit einem Rasenmäher 10 ausgelegt ist, diese auch bei verschiedenen anderen manuell betreibbaren Außenantriebsaggregaten und Maschinen, insbesondere Handrasen- und Gartenmaschinen, Schneefräsen und Generatoren, eingebaut werden kann. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Rasenmäher 10 oder den Motor 12 beschränkt, der in den Zeichnungen dargestellt ist und hier beschrieben wird. Für einen Durchschnittsfachmann wird es anhand der Zeichnungen und der Beschreibung offensichtlich sein, wie die Motorstartvorrichtung 14 für den Einsatz mit verschiedenen Ausführungen von Maschinen und/oder verschiedenen Ausführungen von Motoren ausgelegt werden kann.
Jetzt wird wieder auf 1 Bezug genommen, in der eine Motorsteuerungsvorrichtung in Form eines länglichen Totmanngriffes oder Klappbügelgriffes 36 mit den oberen Ende 22 der Griffbaugruppe 18 verbunden ist. Der Klappbügelgriff 36 ist um zwei Drehbolzen 38, die sich an der Griffbaugruppe 18 befinden, drehgelenkig gelagert und ist für die Drehung in einer Richtung weg vom oberen Ende 22 vorgespannt. Wenn das obere Ende 22 der Griffbaugruppe 18 und der Klappbügelgriff 36 vom Bediener durch Greifen zusammengebracht werden, wird der Klappbügelgriff 36 nach unten um die zwei Drehbolzen 38 geschwenkt und kann dann in einer Start- bzw. Laufposition, die an das obere Ende 22 angrenzt, gehalten werden. Beim Loslassen des Klappbügelgriffes 36 dreht sich der Klappbügelgriff 36, wie in 1 dargestellt, automatisch zu einer Abschaltungsposition hin. Wie es anhand bisheriger Ausführungen nach dem Stand der Technik bekannt ist, wird durch das Loslassen des Klappbügelgriffes 36 die Abschaltung des Motors 12 eingeleitet, indem die Zündung für den Motor deaktiviert und/oder eine Bremse aktiviert wird.
Ein Handbetätigungselement in Form eines Druckknopfes 40 ist an der Griffbaugruppe 18 an einem Ort angebracht, der vorzugsweise an einen der Drehbolzen 38 für den Klappbügelgriff 36 angrenzt. Der Druckknopf 40 ist mit dem Klappbügelgriff 36 betreibbar verbunden. Wie nachstehend erläutert wird, kann der Bediener die Motorstartvorrichtung 14 betätigen, um den Motor 12 zu starren, indem er auf den Druckknopf 40 drückt und bei gedrücktem Druckknopf 40 den Klappbügelgriff 36 zur Startposition herunterschwenkt. Somit kann die Motorstartvorrichtung 14 nur betrieben werden, wenn der Bediener zwei getrennte Bewegungen anwendet, d.h. Drücken (und Gedrückt halten) des Druckknopfes 40 und Herunterschwenken des Klappbügelgriffes 36. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Klappbügelgriff 36 durch einen oder mehrere Druckknopfvorrichtungen, Hebelmechanismen oder sonstigen Ausführungen von Handbetätigungselementen ersetzt werden. Solche Abwandlungen werden für den Fachmann, dem die hier bereitgestellte Beschreibung und bereitgestellten Zeichnungen im Detail offenbart werden, offensichtlich sein.
2 zeigt eine Nahansicht der am Motorgehäuse 24 angebrachten Motorstartvorrichtung 14, die neben einem Satz von äußeren Zähnen 42 eines Zahnkranzes 44 positioniert ist. Der Zahnkranz 44 ist Teil des Schwungrades 26 und beide Bauteile sind an einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motors 12 drehbar angebracht. Wenn das Schwungrad 26 im Uhrzeigersinn gedreht wird, dreht das Schwungrad 26 die Kurbelwelle in der Start- bzw. Laufrichtung und treibt den Motor 12 zu anfänglichen Motorumdrehungen an. Während der Motor 12 startet, beginnt er sich aus eigener Kraft zu drehen und kann dann für die Drehung der Kurbelwelle und des Schwungrades 26 sorgen.
Zu Beschreibungszwecken kann die Kurbelwelle und das Schwungrad 26 als drehbares Motorelement oder drehbare Baugruppe bezeichnet werden, die sich als gemeinsame Einheit unter den Motorlaufbedingungen dreht. Die drehbare Motorbaugruppe lässt sich auch in der Startrichtung drehen, um den Motor mit Hilfe der anfänglichen Startumdrehungen zu starten. Bei alternativen Anwendungen der Erfindung kann die drehbare Motorbaugruppe auch ein oder mehrere Abtriebsvorrichtungen (z.B. ein Rasenmähermesser) umfassen.
Die Abschaltung des Motors 12 wird durch Loslassen des Klappbügelgriffes 36 eingeleitet. Es ist sogar nach der Motorabschaltung im sich drehenden Motorelement, das die Kurbelwelle, das Schwungrad 26 und sonstige Abtriebsvorrichtungen (z.B. das Rasenmähermesser) umfasst, ein ausreichender Drehimpuls vorhanden, um weiter für die Drehung der Kurbelwelle und des Schwungrades 26 mit Hilfe zusätzlicher Umdrehungen zu sorgen. Der durch eine solche zusätzliche Drehung der Kurbelwelle und des Schwungrades 26 gekennzeichnete Zustand nach dem Loslassen des Klappbügelgriffes 36 (d.h. nach der Abschaltung der Motorzündung), wird üblicherweise als Motorauslauf bezeichnet. Bei Ausführungen nach dem Stand der Technik ist der Einsatz einer Schwungrad-Bremsvorrichtung für den direkten Eingriff am Schwungrad 26 während des Motorauslaufes und für die schnelle Bremsung der Drehung der Kurbelwelle, des Schwungrades 26 und jeder Abtriebsvorrichtung bis zu einem Halt bekannt. Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Motorstartvorrichtung 14 als Bremsmechanismus angewandt und indem er als solcher arbeitet, nimmt er Energie auf, die in der sich drehenden Kurbelwelle und dem sich drehenden Schwungrad 26 während des Motorauslaufes vorhanden ist, und speichert diese. Bei alternativen Ausführungsformen ist der Rasenmäher 10 oder sind sonstige Maschinen sowohl mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Motorstartvorrichtung 14 als auch einer herkömmlichen Schwungradbremse ausgerüstet. Bei diesen Anwendungen wird die Motorstartvorrichtung 14 zur Unterstützung der Schwungradbremse zwecks der schnellen Beendigung des Motorauslaufes eingesetzt.
Jetzt wird auf die 2–4 Bezug genommen. Die Motorstartvorrichtung 14 ist mit einem Federgehäuse 46, einem Federantriebsorgan oder einer vertikal und mittig durch das Federgehäuse 46 gelagerten Federwelle 48 und einem elastischen Verformungselement in Form eines gerollten Metallbandes oder einer entsprechenden Aufzugsfeder 50 ausgerüstet, die an der Federantriebswelle 48 in Eingriff gebracht werden kann (siehe 4). Eine vertikale Zentralachse 52 verläuft in Längsrichtung durch die Federwelle 48 und ist im Allgemeinen in paralleler Beziehung zur Kurbelwelle positioniert (siehe z.B. 3B). Die Federwelle 48 verläuft vom Federgehäuse 46 aus nach oben und durch ein schwenkbares Gehäuse 54 hindurch, das oberhalb des Federgehäuses 46 gelagert ist (siehe 2).
Wie nachstehend erläutert wird, ist das schwenkbare Gehäuse 54 für Kippbewegungen um die Zentralachse 52 drehgelenkig gelagert. Das schwenkbare Gehäuse 54 hält eine drehbare Wellenbaugruppe oder Antriebsbaugruppe 56 (siehe 3D) zurück, die sich am Schwungrad 26 während des Motorauslaufes in Eingriff bringen lässt, um das Aufwickeln der Aufzugsfeder 50 zu bewirken. Das schwenkbare Gehäuse 54 hält auch eine Kraftübertragungs- oder Antriebsbaugruppe 58 (siehe auch 3A) zurück, die sich an der Antriebsbaugruppe 56 in Eingriff bringen lässt und zwischen der Antriebsbaugruppe 56 und der Federwelle 48 betreibbar positioniert ist. Schließlich hält das schwenkbare Gehäuse 54 eine drehbare Abtriebsbaugruppe 60 (siehe 3A) zurück, die sich selektiv am Zahnkranz 44 in Eingriff bringen lässt, um für die Drehung des Schwungrades 26 zu sorgen und den Start des Motors 12 einzuleiten. Jede dieser Baugruppen 56, 58 und 60 und deren jeweiliger Betrieb wird nachstehend detaillierter erläutert.
Es ist anzumerken, dass die Motorstartvorrichtung 14 problemlos so ausgelegt werden kann, dass der Eingriff nicht über den Zahnkranz 44, sondern direkt am Schwungrad 26 erfolgt. Beispielsweise kann die drehbare Abtriebsbaugruppe 60 so ausgelegt werden, dass sie in die Mantelfläche (z.B. in gegossene integrierte Zähne) des Schwungrades 26 eingerückt wird.
Wie dies am besten in 3B dargestellt ist, umfasst das Federgehäuse 46 einen zylindrischen Teil 62, ein im Allgemeinen flaches Unterteil 64 und ein Gehäuseoberteil 66, wobei diese Teile durch Schrauben 68 oder etwas Ähnlichem aneinander gefügt sind. Das flache Unterteil 64 ist mit zwei diametral entgegengesetzten flachen Flanschen 70 und einer mittigen Öffnung 72, in der sich ein Lager 74 befindet, ausgebildet. Der zylindrische Teil 62 ist mit zwei diametral entgegengesetzten vertikalen Ausbuchtungen 76 ausgebildet, die nach innen zeigende Kanäle 78 definieren. Bei der Endmontage werden der zylindrische Teil 62, das flache Unterteil 64 und das Gehäuseoberteil 66 aneinander gefügt, indem die Kanäle 78 mit den flachen Flanschen 70 und Schraubenlöchern (nicht dargestellt) am Gehäuseoberteil 66 ausgerichtet und die Schrauben 68 durch dieselben gesteckt werden.
Die Aufzugsfeder 50 ist vorzugsweise in Form einer länglichen, relativ breiten Metallband-Konstruktion aus Edelstahl oder unlegiertem Stahl ausgeführt. Bei mehreren Formen der Erfindung hat die Aufzugsfeder 50 eine Breite im Bereich von ca. 2,5 cm bis 7,5 cm (1 Zoll bis drei Zoll). Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Aufzugsfeder 50 7,5 cm (drei Zoll) breit und kann ein Startdrehmoment erzeugen, das ausreicht, um den Motor 12 um bis zu sieben oder acht Umdrehungen zu drehen. Es ist jedoch anzumerken, dass die Breite, Länge und/oder Dicke der Aufzugsfeder 50 größer oder kleiner gemacht werden kann. Außerdem kann das elastische Verformungselement in mehreren alternativen Formen vorliegen, die eine zusammendrückbare Feder oder ein hochfestes rückstellfähiges Band aus Kautschuk oder einem synthetischen Material umfassen.
Eine äußere Kante bzw. ein äußeres Ende 80 der Aufzugsfeder 50 kann in einem der Kanäle 78 abgekantet werden, wie dies in 3B dargestellt ist (siehe auch 8). Das äußere Ende 80 wird danach durch die Schraube 68 und/oder zwischen der Schraube 68 und der vertikalen Ausbuchtung 76 fest gesichert.
In 3B hat die Aufzugsfeder 50 ein inneres Ende bzw. eine innere Kante 82, die im Allgemeinen in der Nähe des Zentrums des Federgehäuses 46 und angrenzend an die Federwelle 48 positioniert ist (siehe auch 8). Ein breiter Dornteil 84 der Federwelle 48 ist mittig und vertikal innerhalb des Federgehäuses 46 positioniert und ist durch das Lager 74 und ein Flanschlager 86 drehbar gelagert. Ein oberer Teil 88 der Federwelle 48 ist schmaler als der untere Dornteil 84 geformt und erstreckt sich durch das schwenkbare Gehäuse 54 nach oben. Bei der Ausführungsform, die in den Figuren dargestellt ist, hat der obere Teil 88 der Federwelle 48 vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 1 cm (0,390 Zoll), während der untere Dornteil 84 vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 1,57 cm (0,620 Zoll) hat. Wie dies am besten in der Draufsichts-Querschnittsdarstellung von 8 dargestellt ist, ist ein Teil des Durchmessers des unteren Dornteils 84 herausgeschnitten, um eine sich vertikal erstreckende Öse 90 zu formen und das innere Ende 82 der Aufzugsfeder 50 ist zu einer vollständigen Schleife geformt, die an der Öse 90 in Eingriff gebracht oder eingehakt werden kann.
Die Anmelder haben durch umfassendes Testen herausgefunden, dass die "Ösen"-Ausführung der Feder-Federwellen-Verbindung die günstigsten Ergebnisse ergibt. Durch die "Ösen"-Ausführung der Verbindung kann sich die Feder 50 aus der Federwelle 48 aushaken, sobald sich die Aufzugsfeder 50 vollständig entspannt hat. Ferner kann sich die Federwelle 48 dadurch weiter drehen, ohne dass dies eine Beschädigung der Aufzugsfeder 50 zur Folge hat. Insbesondere werden die an der Aufzugsfeder 50 während des Aufwickelns und des Abwickelns bewirkten Spannungen und Spannungskonzentrationen minimiert. Als Folge davon wurde für die in den Figuren dargestellte Ausführungsform festgestellt, dass sie sich mit Erfolg über Tausende von Zyklen (Motorstarts) hinweg störungsfrei betreiben lässt.
Jetzt wird wieder auf 3B Bezug genommen. Das Gehäuseoberteil 66 des Federgehäuses 46 umfasst eine Oberseitenplattformfläche 92 und zwei Befestigungswinkel 94 und 96, die sich von der Oberseitenplattformfläche 92 aus nach außen erstrecken. Der erste Befestigungswinkel 94 ist angrenzend an einen Starterhalter (nicht dargestellt) am Motorgehäuse 24 positioniert, während der zweite Befestigungswinkel 96 sich in einer im Allgemeinen entgegengesetzten Richtung erstreckt und ebenfalls am Motorgehäuse 24 befestigt ist. Die Befestigungswinkel 94 und 96 stützen sowohl das Federgehäuse 46 als auch das an das Motorgehäuse 24 angrenzende und an die äußeren Zähne 42 des Zahnkranzes 44 angrenzende schwenkbare Gehäuse 54 ab. Außerdem weist das Gehäuseoberteil 66 einen sich nach vorne erstreckenden feststehenden Arm 98 auf, der mit einer kleinen Öse 100 versehen ist. Wie nachstehend erläutert wird, wird das schwenkbare Gehäuse 54 über eine Rückstellfeder 102, die an der Öse 100 befestigt ist, vorgespannt.
In 3B umfasst die Oberseitenplattformfläche 92 des Gehäuseoberteils 66 eine runde Säule 104 mit einer vertikalen Bohrung 106, die in koaxialer Ausrichtung zur Zentralachse 52 positioniert ist. Ein unteres Schwenkkonsolenteil 108 des schwenkbaren Gehäuses 54 ist oberhalb der runden Säule 104 positioniert und hat eine Bodenöffnung 110, die axial zur vertikalen Bohrung 106 ausgerichtet ist. Danach wird das Flanschlager 86 konzentrisch um die Federwelle 48 eingebaut und erstreckt sich durch die vertikale Bohrung 106 und die Bodenöffnung 110 (siehe 3D und 4). Die Federwelle 48 erstreckt sich durch das Flanschlager 86 und bis in das schwenkbare Gehäuse 54 und weist zur Innenfläche des Flanschlagers 86 einen Zwischenraum auf. Die Federwelle 48 kann sich deshalb im Flanschlager 86 frei drehen.
In den 3A, 3B und 4 wird das schwenkbare Gehäuse 54 dadurch geformt, dass der untere Schwenkkonsolenteil 108 an den korrespondierenden oberen Schwenkkonsolenteil 112 gefügt wird. Wie dies am besten in 3B dargestellt ist, weist der untere Schwenkkonsolenteil 108 eine im Allgemeinen flache Oberseitenplattform 114, auf der die Bodenöffnung 110 mittig angeordnet ist, und eine relativ kurze und sich nach oben erstreckende äußere Begrenzungswand 116 auf. Ein Flansch bzw. Hebelarm 118 erstreckt sich von der Begrenzungswand 116 aus nach vorne und ist mit einer Öffnung 120 für den Anschluss eines Seilzugs 122 und einer Öffnung 124, in der ein Ende der Rückstellfeder 102 befestigt wird, versehen.
Jetzt wird auf 3A Bezug genommen. Der obere Schwenkkonsolenteil 112 umfasst eine sich nach unten erstreckende äußere Wand 126, einen Mehrebenen-Oberteilabschnitt 128 und einen unteren Flanschabschnitt 130, der sich von einem Teil der äußeren Wand 126 aus erstreckt. Der obere Schwenkkonsolenteil 112 umfasst auch eine sich nach oben erstreckende runde Nabe 132 mit einer durch dieselbe verlaufenden Bohrung oder Oberteilöffnung 134. Die Oberteilöffnung 134 ist am Schwenkkonsolenteil 108 in koaxialer Ausrichtung zur Bodenöffnung 110 angeordnet und um die Zentralachse 52 herum positioniert. Ein oberes Wellenlager 136 wird in der Oberteilöffnung 134 so gesichert, dass der obere Schwenkkonsolenteil 112 reibschlüssig an der Mantelfläche des oberen Wellenlagers 136 anliegt. Die Innenfläche des oberen Wellenlagers 136 weist zur Mantelfläche der Federwelle 48 einen Zwischenraum auf, so dass sich die Federwelle 48 im oberen Wellenlager 136 frei drehen kann. Folglich ist das schwenkbare Gehäuse 54 für die Drehung oder Kippbewegung um die Zentralachse 52 gelagert, und zwar durch die freie Drehung des unteren Schwenkkonsolenteils 108 um die Mantelfläche des Flanschlagers 86 und die freie Drehung des oberen Wellenlagers 136 um die Mantelfläche der Federwelle 48. Außerdem erstreckt sich die Federwelle 48 durch das obere Wellenlager 136 hindurch und bis oberhalb des oberen Schwenkkonsolenteils 112. Ein Sicherungsring 138 ist an der Federwelle 48 befestigt, um das schwenkbare Gehäuse 54 an der Federwelle 48 zu sichern.
In der Schnittdarstellung von 4 hat das schwenkbare Gehäuse 54 einen Abschnitt auf der rechten Seite, in dem die Antriebsbaugruppe 56 angeordnet ist, und einen Abschnitt auf der linken Seite, in dem die Abtriebsbaugruppe 60 und die Kraftübertragungsbaugruppe 58 angeordnet sind. Die Antriebsbaugruppe 56 umfasst eine Antriebswelle 140, die zwischen dem oberen Schwenkkonsolenteil 112 und dem unteren Schwenkkonsolenteil 108 drehbar gelagert und in einer im Allgemeinen parallelen Beziehung zur Federwelle 48 positioniert ist. Eine Reibrolle 142 ist an der Antriebswelle 140 für die Drehung mit Hilfe derselben angebracht. Jetzt wird detaillierter auf 3A Bezug genommen. Die Reibrolle 142 weist vorzugsweise einen harten Metallkern 144 und eine Mantelfläche 146 auf, die vorzugsweise aus einem Kautschukmaterial geformt ist. Die Reibrolle 142 ist angrenzend an die Mantelfläche des Schwungrades 26 (siehe 2) positioniert und kann, wie nachstehend erläutert wird, verschoben bzw. mit dem schwenkbaren Gehäuse 54 seitlich gekippt werden, um drehbar am Schwungrad 26 in Eingriff gebracht zu werden.
Die Antriebsbaugruppe 56 umfasst auch ein Antriebszahnrad 148, das auf der Antriebswelle 140 unterhalb der Reibrolle 142 angebracht ist. Das Antriebszahnrad 148 ist im Allgemeinen zu einem Geradstirnrad oder Kupplungszahnrad 150 der Kraftübertragungsbaugruppe 58 ausgerichtet und greift in dasselbe ein. Wenn das Schwungrad 26 die Antriebswelle 140 durch den Dreheingriff in die Reibrolle 142 dreht, treibt das Antriebszahnrad 148 das Kupplungszahnrad 150 rotativ an.
Das Kupplungszahnrad 150 ist um die Federwelle 48 herum an einer Axialposition oberhalb des Flanschlagers 86 angebracht (siehe z.B. 4 und 5). Wie dies am besten in den 3A und 3C dargestellt ist, ist das Kupplungszahnrad 150 mit einer oberen kreisförmigen Vertiefung 152, einer unteren kreisförmigen Vertiefung 154 und vier in gleichmäßigem Abstand angeordneten Nietlöchern 156 ausgebildet, die von den kreisförmigen Vertiefungen 152, 154 aus radial weiter außen angeordnet sind. Eine kreisförmige obere Kupplungsscheibe 158 ist innerhalb der oberen Vertiefung 152 positioniert und eine untere Kupplungsscheibe 160 ist innerhalb der unteren Vertiefung 154 positioniert. Die obere Kupplungsscheibe 158 hat eine mittige Öffnung 162, die durch eine kreisförmige Kontur (d.h. eine "Fliegen"-Form) gekennzeichnet ist, die durch zwei sich nach oben erstreckende gekrümmte Wände oder Nocken 164 eingeschnitten ist (siehe auch 6). Die zwei gekrümmten Nocken 164 sind in einem Abstand voneinander innerhalb der mittigen Öffnung 162 angeordnet und weisen Seitenwandflächen 166 auf, die die Nockenflächen oder Eingriffsflächen der oberen Kupplungsscheibe 158 bilden. In ähnlicher Weise hat die untere Kupplungsscheibe 160 eine mittige Öffnung 168, wobei jedoch die mittige Öffnung 168 eine flache sternförmige Kontur aufweist, die eine Vielzahl von innenliegenden Eingriffszähnen 170 bildet.
Bei alternativen Ausführungsformen können die mittigen Öffnungen 162, 168 durch verschiedene Konturen, die verschiedene Eingriffsflächen oder Zähnekonfigurationen definieren, gekennzeichnet sein. Die Gestaltung dieser Konfigurationen ist teilweise durch die Einheitslasten, die auf die Kupplungsscheiben 158 und 160 übertragen werden, und die Werkstofffestigkeiten festgelegt. Bei der in den 3A und 3C dargestellten Ausführungsform ist die mittige Öffnung 168 dafür ausgelegt, eine größere Eingriffsfläche (und mehr Eingriffszähne 170) bereitzustellen, um die Last weiter zu verteilen und die an der unteren Kupplungsscheibe 160 wirkenden Spannungen zu minimieren.
Speziell in 3C ist die untere Vertiefung 154 mit einer Mittelnabe 172 und einem Paar von vertieften Keilnuten 174 ausgebildet, die sich von diametral entgegengesetzten Orten aus radial nach außen erstrecken. Die untere Kupplungsscheibe 160 ist innerhalb der unteren Vertiefung 154 positioniert und ist konzentrisch um die Mittehnabe 172 herum angeordnet. Zwischen der unteren Kupplungsscheibe 160 und dem Kupplungszahnrad 150 sind auch eine Tellerfeder 176 und eine Verschleißplatte 178 innerhalb der unteren Vertiefung 154 angeordnet (siehe 3A). Zwei sich nach außen erstreckende Flansche oder Keile 180 an der Verschleißplatte 178 werden durch die verieften Keilnuten 174 aufgenommen und verhindern, dass sich die Verschleißplatte 178 dreht. Die Verschleißplatte 178 verteilt auch die Belastung von der Tellerfeder 176 auf die untere Kupplungsscheibe 160. Bei alternativen Ausführungsformen können eine Wellenscheibe oder eine andere Ausführung der Spannscheibe anstelle der Tellerfeder 176 eingesetzt werden.
Jetzt wird auf die 3A und 5 Bezug genommen. Die Kraftübertragungsbaugruppe 58 umfasst außerdem ein Klinkenrad 182, das unterhalb des Kupplungszahnrades 150 angeordnet ist. Das Klinkenrad 182 hat eine mittige Öffnung 184 und äußere Ratschenzähne 186. Wie in 5 dargestellt, ist das Klinkenrad 182 konzentrisch um das Flanschlager 86 herum angeordnet und die äußeren Ratschenzähne 186 erstrecken sich nach außen, und zwar bis unterhalb der äußeren Begrenzung des Kupplungszahnrades 150. Darüber hinaus ist eine im Allgemeinen flache Scheibe 188, die einen Satz von Nietlöchern 190 und eine mittige Öffnung 192 aufweist, innerhalb der oberen, kreisförmigen Vertiefung 152 und oberhalb der oberen Kupplungsscheibe 158 positioniert. Spezielle Halbrundnieten 194 erstrecken sich durch die Löcher 190, das Kupplungszahnrad 150 und das Klinkenrad 182 und sind zur Sicherung der Bauteile der Kraftübertragungsbaugruppe 58 arretiert. Folglich umfasst die Kraftübertragungsbaugruppe 58 die folgenden Bauteile: die Scheibe 188; das Kupplungszahnrad 150; die Verschleißplatte 178; die Tellerfeder 176; das Klinkenrad 182 und die obere und untere Kupplungsscheibe 158, 160. Diese Bauteile der Kraftübertragungsbaugruppe drehen sich normalerweise bei Dreheingriff zwischen dem Kupplungszahnrad 150 und dem Antriebszahnrad 148 als eine Einheit. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Kraftübertragungsbaugruppe 58 durch den Einsatz von Bolzen, Schrauben oder ähnlichen herkömmlichen Mitteln befestigt werden.
Jetzt wird sowohl auf die 3D und 7 als auch 5 Bezug genommen. Ein Antriebskupplungselement 196 ist an der Federwelle 48 an einem Ort direkt oberhalb des Flanschlagers 86 fest montiert. Wie in der Draufsicht von 7 dargestellt, hat das Kupplungselement 196 eine sternförmige Form, die der der sternförmigen Kontur der mittigen Öffnung 168 der unteren Kupplungsscheibe 160 entspricht und sich an den Eingriffszähnen 170 der unteren Kupplungsscheibe 160 drehbar in Eingriff bringen lässt. Wenn das Kupplungszahnrad 150 durch das Antriebszahnrad 148 im Uhrzeigersinn gedreht wird, treibt die untere Kupplungsscheibe 160 das Kupplungselement 196 so an, dass die Federwelle 48 im Uhrzeigersinn rotativ angetrieben wird, wodurch die Aufzugsfeder 50 aufgewickelt wird. Während die Aufzugsfeder 50 bis zu einer vorgegebenen Zahl von Umdrehungen aufgewickelt wird, bewirkt der durch die Aufzugsfeder 50 erhöhte Widerstand, dass der Eingriff zwischen der unteren Kupplungsscheibe 160 und dem Kupplungszahnrad 150 rutscht und die Kraftübertragungsbaugruppe 58 an der Federwelle 48 ausgerückt wird. Als Folge davon hört die Drehung der Federwelle 48 auf, wodurch das übermäßige Aufziehen der Aufzugsfeder 50 verhindert wird.
Jetzt wird auf die 3A und 4 Bezug genommen. Die Abtriebsbaugruppe 60 umfasst eine Spiralwelle 198, die auf der Federwelle 48 zwischen der oberen Vertiefung 152 des Kupplungszahnrades 150 und dem oberen Schwenkkonsolenteil 112 angebracht ist. Die Spiralwelle 198 ist mit einer Spiralnut bzw. Spirallaufbahn 200 ausgebildet, die sich im Uhrzeigersinn axial nach oben erstreckt und an einem Wellenkopf 202 endet, der angrenzend an die untere Fläche des oberen Schwenkkonsolenteils 112 positioniert ist. Die Nocken 164 der oberen Kupplungsscheibe 158 erstrecken sich nach oben und greifen in einen unteren Teil 204 der Spiralwelle 198 ein (siehe 5). Wie dies am besten in 6 dargestellt ist, hat der untere Teil 204 eine Form oder Konfiguration, die der Kontur der mittigen Öffnung 162 der oberen Kupplungsscheibe 158 entspricht und lässt sich deshalb mit den Nockenflächen 166 der oberen Kupplungsscheibe 158 formschlüssig in Eingriffbringen.
Die Abtriebsbaugruppe 60 umfasst außerdem ein Ritzel 206, das oberhalb der Scheibe 188 positioniert und für die Axial- und Drehbewegung um die Spiralwelle 198 angebracht ist. Das Ritzel 206 hat einen Satz von äußeren Zähnen 208 und eine erhabene mittige Nabe 210 mit einer mittigen Öffnung (siehe 3A). Die Innenfläche der mittigen Öffnung wird durch eine Spiralnut bzw. Spirallaufbahn 212 definiert, die der Laufbahn 200 der Spiralwelle 198 entspricht und sich mit ihr in Eingriff bringen lässt. Wenn sich folglich die Spiralwelle 198 mit der Federwelle 48 im Gegenuhrzeigersinn dreht, dreht sich das Ritzel 206 um die Spiralwelle 198 axial nach oben.
Nachdem das Ritzel 206 den Wellenkopf 202 erreicht hat, wird die Axialbewegung des Ritzels 206 gestoppt und die Spiralwelle 198 treibt vorzugsweise das Ritzel 206 in der Drehebene an, die mit der des Zahnkranzes 44 übereinstimmt. Die äußeren Zähne 208 des Ritzels 206 greifen dann in die äußeren Zähne 42 des Zahnkranzes 44 ein und treiben den Zahnkranz 44 und das Schwungrad 26 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung rotativ an. In diesem Betriebsstadium wird das Ritzel 206 als Ritzel in der oberen oder eingerückten Position bezeichnet (wie mit Hilfe der Strichlinien in 4 dargestellt). In dem Maße, wie der Motor 12 jedoch die Startgeschwindigkeit aufnimmt, befinden sich die äußeren Zähne 42 des Zahnkranzes 44 im Freilauf und treiben dann die äußeren Zähne 208 des Ritzels 206 an, wodurch das Ritzel 206 um die Spiralwelle 198 nach unten rotiert. Das Ritzel 206 wird dann wieder in eine untere oder ausgerückte Position oberhalb der Kraftübertragungsbaugruppe 58 zurückgeführt (wie dies durch die Volllinien in 4 dargestellt ist).
Obwohl die Spiralwelle 198 für die Drehung mit der Federwelle 48 angebracht ist, kann die Spiralwelle 198 durch den reibschlüssigen Eingriff zwischen der oberen Kupplungsscheibe 158 und dem unteren Teil 204 relativ zur Federwelle 48 rutschen, wenn die Spiralwelle 198 das Ritzel 206 beim anfänglichen Eingriff am Zahnkranz 44 rotativ antreibt. Nach der anfänglichen Motordrehung (bei der hohe Lasten durch die Abtriebsbaugruppe 60 angefahren werden) stellt der reibschlüssige Eingriff zwischen der oberen Kupplungsscheibe 158 und der Spiralwelle 198 jedoch sicher, dass die Spiralwelle 198 nicht rutscht. Somit dreht sich der Motor 12 weiter und das Ritzel 206 treibt den Zahnkranz 44 bis zum erfolgten Start an.
Es ist auch anzumerken, dass die Spirallaufbahn 200 der Spiralwelle 198 verhindert, dass sich das Ritzel 206 um die Spiralwelle 198 axial nach oben bewegt, wenn sich die Federwelle 48 im Uhrzeigersinn dreht (d.h. nachdem die Aufzugsfeder 50 aufgewickelt bzw. gespannt ist). Somit lässt sich die Abtriebsbaugruppe 60 zum rotativen Antrieb des Zahnkranzes 44 nur betreiben, wenn sich die Federwelle 48 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Die 1–19 stellen eine erste Ausführungsform eines Feder-Verriegelungsmechanismus gemäß der Erfindung dar. Der Feder-Verriegelungsmechanismus lasst sich betätigen, um zu verhindern, dass sich die Aufzugsfeder 50 abwickelt und die Federwelle 48 dreht. Außerdem lässt sich eine Keilvorrichtung betätigen, um den Feder-Verriegelungsmechanismus in der eingerückten Position zu verriegeln, damit ein unbeabsichtigtes Entriegeln und Abwickeln der Aufzugsfeder 50 verhindert wird. Es gibt, wie nachstehend beschrieben, zwei Ausführungen der Keilvorrichtung.
Zuerst wird auf 3B Bezug genommen. Der Feder-Verriegelungsmechanismus der ersten Ausführungsform umfasst eine Sperrklinke 214, die für eine begrenzte Drehung um eine ortsfeste Schraube 216 angebracht und zwischen der Schraube 216 und einer Torsionsfeder 218 befestigt ist. Die Torsionsfeder 218 ist ebenfalls konzentrisch um die Schraube 216 herum angebracht und die Schraube 216 befestigt sowohl die Torsionsfeder 218 als auch die Sperrklinke 214 an der feststehenden Oberseitenplattformfläche 92 des Gehäuseoberteils 66. Ein länglicher Schlitz 220, der am unteren Schwenkkonsolenteil 108 bereitgestellt wird, ist so gestaltet, dass die Schraube 216 sich nach unten zur Oberseitenplattformfläche 92 erstrecken kann, jedoch der Sperrklinke 214 ermöglicht, oberhalb des unteren Schwenkkonsolenteils 108 angeordnet zu sein. Wie nachstehend beschrieben wird, ist der Schlitz 220 auch so geformt, dass das schwenkbare Gehäuse 54 geschwenkt oder gekippt werden kann, ohne dass dessen Bewegung durch die Schraube 216 behindert wird.
Die Sperrklinke 214 hat ein kreisförmiges Schwenkende oder erstes Ende 222, durch das sich die Schraube 216 erstreckt und ein gekrümmtes zweites Ende 224, das eine Nockenfläche 226 definiert. Außerdem hat die Torsionsfeder 218 ein erstes Ende 228, das an der Oberseitenplattformfläche 92 befestigt ist und ein zweites Ende 230, das in die Sperrklinke 214 eingreift. Die Torsionsfeder 218 dient dazu, die Sperrklinke 214, die in das Klinkenrad 182 eingerückt ist, im Uhrzeigersinn vorzuspannen. In einer eingerückten Position der Sperrklinke 214 greift die Nockenfläche 226 der Sperrklinke 214 an den äußeren Ratschenzähnen 186 des Klinkenrades 182 an und verriegelt sich dort an denselben. Die Draufsicht von 11 stellt die Sperrklinke 214 dar, die in der eingerückten Position angeordnet ist.
Wenn die Sperrklinke 214 in der eingerückten Position angeordnet ist, verhindert die Sperrklinke 214, dass sich das Klinkenrad 182 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Ferner wird verhindert, dass sich die Federwelle 48 im Gegenuhrzeigersinn dreht und auf diese Weise die Aufzugsfeder 50 abwickelt und die Federwelle 48 rotativ antreibt. Weil jedoch die Sperrklinke 214 und die äußeren Ratschenzähne 186 so geformt sind, dass die Sperrklinke 214 nur mit einer Seite der äußeren Ratschenzähne 186 in Eingriff steht, wird eine Drehung des Klinkenrades 182 im Uhrzeigersinn nicht verhindert. Folglich lässt sich, selbst wenn sich die Sperrklinke 214 in der eingerückten Position befindet, die Aufzugsfeder 50 bei Drehung des Kupplungszahnrades 150 aufwickeln.
Wie oben erwähnt wurde, gibt es zwei Ausführungen der Keilvorrichtung. Die erste Ausführung der Keilvorrichtung ist in den 1–12 dargestellt und die zweite Ausführung der Keilvorrichtung ist in den 13–19 dargestellt. Die erste Ausführung der Keilvorrichtung wird nachstehend beschrieben und danach wird die zweite Ausführung erläutert.
Die erste Ausführung der Keilvorrichtung umfasst einen entfernbaren Keilgriff 232, einen Keilstab 234 und einen drehbaren Nocken 236. Der Keilgriff 232 umfasst außerdem eine sich nach unten erstreckende Säule 238 (10), die eine vertikale Bohrung oder Keilnut 240 durch ihre untere Fläche aufweist. Die Keilnut 240 und somit der Keilgriff 232 lässt sich mit einer Keilsäule 242 in Eingrifff bringen, die sich von dem Keilstab 234 aus nach oben erstreckt. Durch Eingriff der Keilnut 240 und der Keilsäule 242 lässt sich der Keilstab 234 unter Drehung des Keilgriffs 232 drehen. Darüber hinaus lässt sich der drehbare Nocken 236 unter Drehung des Keilgriffs 232 drehen.
Wie in 10 dargestellt, ist der Keilstab 234 in einer Keillageröffnung 244 gelagert, die an einem Befestigungswinkel 246, der sich vom Motorgehäuse 24 aus erstreckt, angeordnet ist. Die Keilgriffsäule 238 des Keilgriffs 232 befindet sich funktionsunfähig in der Keillageröffnung 244, um in die Keilsäule 242 einzugreifen und die manuelle Betätigung des drehbaren Nockens 236 zu ermöglichen. Der Keilgriff 232 kann jedoch von der Keillageröffnung 244 entfernt werden. Nachdem dies erfolgt ist, werden der Keilstab 234 und der drehbare Nocken 236 manuell funktionsunfähig gemacht.
In den 9 und 10 ist ein länglicher Keilstabschlitz 248 am unteren Flanschabschnitt 130 des oberen schwenkbaren Konsolenteils 112 so ausgebildet, dass der Keilstab 234 sich bis in und durch den unteren Schwenkkonsolenteil 108 hindurch erstrecken kann. Der Keilstabschlitz 248 ist ebenfalls so geformt, dass das schwenkbare Gehäuse 54 am Keilstab 234 vorbei geschoben werden kann, wenn das schwenkbare Gehäuse 54 durch den Seilzug 122 bewegt wird, wie dies nachstehend beschrieben wird.
Wie in 9 dargestellt, weist der drehbare Nocken 236 einen verlängerten Nockenteil 250 und einen rückwärtigen Teil 252 auf, der in Bezug auf den verlängerten Nockenteil 250 nicht in der gleichen Achse liegt. Der drehbare Nocken 236 lässt sich im Gegenuhrzeigersinn so drehen, dass der verlängerte Nockenteil 250 am zweiten Ende 224 der Sperrklinke 214 in Eingriff gebracht wird und der rückwärtige Teil 252 reibschlüssig an der äußeren Wand 116 des unteren schwenkbaren Konsolenteils 108 in Eingriff gebracht wird. In dieser Position verhindert der drehbare Nocken 236, dass die Sperrklinke 214 am Klinkenrad 182 außer Eingriff gebracht und die Aufzugsfeder 50 unabsichtlich abgewickelt wird. 9 zeigt die in der eingerückten Position angeordnete Sperrklinke 214 und den in der verriegelten Position angeordneten drehbaren Nocken 236 der Keilvorrichtung.
11 zeigt den drehbaren Nocken 236, der aus der verriegelten Position im Uhrzeigersinn in eine ausgerückte bzw. entriegelte Position gedreht wurde. Nachdem sich der drehbare Nocken 236 in der ausgerückten Position befindet, liegt er nicht länger an der Sperrklinke 214 an. Die Sperrklinke 214 lässt sich deshalb entriegeln, um am Klinkenrad 182 außer Eingriff gebracht werden, wodurch das Abwickeln der Aufzugsfeder 50 bewirkt wird. Außerdem lässt sich das schwenkbare Gehäuse 54, wie in den 11 und 12 abgebildet, im Uhrzeigersinn bewegen, indem am Seilzug 122 gezogen wird. In 11 ist der drehbare Nocken 236 angrenzend an den unteren Teil des Keilstabschlitzes 248 positioniert (wie in der Draufsicht von 11 dargestellt), aber in dem Maße, wie das schwenkbare Gehäuse 54 im Uhrzeigersinn gekippt wird, bewegt sich der obere Teil des Keilstabschlitzes 248 näher zum drehbaren Nocken 236 hin. Das schwenkbare Gehäuse 54 schiebt sich an der ortsfesten Schraube 216 und dem Keilstab 234 vorbei (wie in 12 dargestellt). Eine sich nach oben erstreckende Nabe 254 (3B und 4) wird im unteren Schwenkkonsolenteil 108 bereitgestellt und dient als unteres Lager für die Antriebswelle 140. Die Nabe 254 rückt die Sperrklinke 214 am Klinkenrad 182 aus, und zwar in dem Maße, wie das schwenkbare Gehäuse 54 im Uhrzeigersinn gekippt wird.
In 2 erstreckt sich ein dritter Befestigungswinkel 256 vom Motorgehäuse 24 aus und umfasst eine Öffnung (nicht dargestellt), in der ein Seilzughalter 258 gelagert ist. Der Seilzughalter 258 hält ein Ende eines Seilzuggehäuses 260, in dem der axial bewegliche Seilzug 122 (z.B. ein Bowdenzug) untergebracht ist. Der Seilzug 122 ist mit der Druckknopfvorrichtung 40 verbunden und durch sie und/oder dem Klappbügelgriff 36 beweglich. Der Seilzug 122 erstreckt sich vom Seilzughalter 258 aus und steht mit der Öffnung 120 am Hebelarm 118 in Eingriff Jetzt wird auf die 9 und 12 Bezug genommen. Der Seilzug 122 kann (durch Betätigung der Druckknopfvorrichtung und/oder des Klappbügelgriffes 36) nach innen oder nach außen bewegt werden, um den Hebelarm 118 zu bewegen und das schwenkbare Gehäuse 54 in Form einer Kippbewegung zu bewegen.
Wie unter Bezugnahme auf die Draufsichten der 11 und 12 ersichtlich ist, verbindet die Rückstellfeder 102 den Hebelarm 118 mit dem feststehenden Arm 98 und spannt das schwenkbare Gehäuse 54 im Gegenuhrzeigersinn vor. Wenn der Klappbügelgriff 36 losgelassen wird, um die Abschaltung des Motors 12 einzuleiten, kippt die Rückstellfeder 102 das schwenkbare Gehäuse 54 im Gegenuhrzeigersinn und in eine Position, die als Aufwickelposition bezeichnet wird.
In der Aufwickelposition, die in den 9–11 abgebildet ist, steht die Reibrolle 142 mit dem Schwungrad 26 drehbar in Eingriff und wird dadurch im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dadurch drehen sich auch das Antriebszahnrad 148 und die Antriebswelle 140 im Gegenuhrzeigersinn und das Antriebszahnrad 148 dreht das Kupplungszahnrad 150 und den Rest der Kraftübertragungsbaugruppe 58 im Uhrzeigersinn. Die Kraftübertragungsbaugruppe 58 dreht dann die Federwelle 48 im Uhrzeigersinn, was das Aufwickeln der Aufzugsfeder 50 bewirkt. Nachdem der Motorauslauf beendet ist, greift die Sperrklinke 214 in das Klinkenrad 182 ein und blockiert es, wodurch die Drehung der Federwelle 48 im Gegenuhrzeigersinn und das Abwickeln der Aufzugsfeder 50 verhindert wird.
Wenn auf den Druckknopf 40 gedrückt und der Klappbügelgriff 36 nach unten geschwenkt wird, kippt der Seilzug 122 das schwenkbare Gehäuse 54 im Uhrzeigersinn und in eine Position, die als Abwickel- oder Startposition bezeichnet wird und in 12 abgebildet ist. In der Abwickelposition des schwenkbaren Gehäuses 54 wird die Reibrolle 142 weg bewegt vom Schwungrad 26 und drehbar vom ihm ausgerückt. Die fortgesetzte Bewegung im Uhrzeigersinn des schwenkbaren Gehäuses 54 bewirkt, dass die Nabe 254 die Sperrklinke 214 berührt und sie am Klinkenrad 182 ausrückt. Die Aufzugsfeder 50 kann sich dann abwickeln, um die Federwelle 48 und die Spiralwelle 198 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Als Reaktion darauf verschiebt sich das Ritzel 206 um die Spiralwelle 198 axial nach oben und greift drehbar in den Zahnkranz 44 ein, um den Zahnkranz 44 und das Schwungrad 26 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung zu drehen. Der Motor 12 wird dann so lange angetrieben, bis er die anfänglichen Startumdrehungen durchlaufen hat, die ausreichend sind, um den Motor 12 zu starten. Schließlich startet der Motor 12 und nimmt Geschwindigkeit auf und der Zahnkranz 44 dreht das Ritzel 206 um die Spiralwelle 198 nach unten in dessen ausgerückte Position.
Die zweite Ausführung der Keilvorrichtung, die in den 13–19 abgebildet ist, wird auf eine ähnliche Weise wie die erste Ausführung der Keilvorrichtung betrieben (d.h. zum Verriegeln der mit dem Klinkenrad 182 in Eingriff stehenden Sperrklinke 214). Diese Ausführung ist besonders für Motoranwendungen einsetzbar, bei denen der Keilstab 234 nicht in der Nähe der Sperrklinke 214 angeordnet werden kann.
Die zweite Ausführung der Keilvorrichtung umfasst mehrere Merkmale, die bei der ersten Ausführung der Keilvorrichtung nicht vorhanden sind. Wie in 13 abgebildet, umfassen diese zusätzlichen Merkmale: eine feststehende Trägerplatte 262; ein Drehverbindungsstück 264; ein Schiebeelement 266 und eine Nockensäule 268. Die feststehende Trägerplatte 262 ist auf dem Gehäuseoberteil 66 unterhalb des unteren Schwenkkonsolenteils 108 angebracht und stellt, bei dieser Ausführung der Keilvorrichtung, einen Drehbefestigungspunkt für das Drehverbindungsstück 264 bereit. Bei dieser Ausführung stellt die feststehende Trägerplatte 262 auch den feststehenden Arm 98 zur Anbringung der Rückstellfeder 102 bereit.
Das Drehverbindungsstück 264 ist an der feststehenden Trägerplatte 262 drehgelenkig angebracht und lässt sich direkt mit Hilfe des Keilstabs 234 betätigen. Das Drehverbindungsstück 264 ist mit einem Ende des Schiebeelementes 266 verstifet. Das Schiebeelement erstreckt sich zwischen der feststehenden Trägerplatte 262 und der untere Schwenkkonsolenteil 108. Die Nockensäule 268 ist am entgegengesetzten Ende des Schiebeelementes 265 befestigt und erstreckt sich über einen Führungsschlitz 270 in der feststehenden Trägerplatte 262 nach unten und über ein Fenster im unteren Schwenkkonsolenteil 108 nach oben. Die Drehung des Drehverbindungsstückes 264 mit Hilfe des Keilstabs 234 bewirkt, dass das Schiebeelement 266 und die Nockensäule 268 zwischen den Positionen verschoben werden, die in den 15 und 17 dargestellt sind.
17 zeigt die zweite Ausführung der Keilvorrichtung in der verriegelten Position, bei der das Drehverbindungsstück 264 im Gegenuhrzeigersinn so gedreht wurde, dass die Nockensäule 268 an der Spenklinke 214 in Eingriff gebracht wurde. In dieser Position verhindert die Nockensäule 268, dass die Sperrklinke 214 am Klinkenrad 182 ausgerückt und die Aufzugsfeder 50 abgewickelt wird.
Die 15 und 16 zeigen die zweite Ausführung der Keilvorrichtung in der entriegelten Position, bei der der Keilgriff 232 und das Drehverbindungsstück 264 im Uhrzeigersinn gedreht wurden. Dadurch verschiebt sich die Nockensäule 268 längs des Führungsschlitzes 270 und bewegt sich weg von der Sperrklinke 214. In 16 steht die Sperrklinke, obwohl sie bereits entriegelt ist, noch immer mit dem Klinkenrad 182 in Eingriff In 15 ist die Sperrklinke 214 durch die Bewegung des schwenkbaren Gehäuses 54 aus dem Klinkenrad 182 ausgerückt.
Ferner ist in den 13–19 eine Einrichtung und ein System abgebildet, die bzw. das zur Abschaltung des Motors 12 durch Erdung des Zündanlagenkreises des Motors 12 bei einem besonderen Ereignis dient. Obwohl dieses System nicht in den anderen Figuren abgebildet ist, ist zum Verständnis deutlich zu machen, dass alle Ausführungsformen der Erfindung ein Motorabschaltsystem umfassen. Es ist auch anzunmerken, dass der untere und der obere Schwenkkonsolenteil 108, 112 und sonstige Konstruktionselemente der Motorstartvorrichtung 14 vorzugsweise aus einem metallischen, elektrisch leitenden Werkstoffgeformt sind.
Das abgebildete Motorabschaltsystem arbeitet so wie es in den US-Patenten mit den Nrn. 4 971 001, 5 040 644 und 5 086 890 (die alle auf Briggs und Stratton Corporation übertragen wurden) beschrieben wurde. Genauer gesagt ist, wie in den 14 und 19 abgebildet, ein Sicherheitsstoppschalter 272 fest an der unteren Fläche der feststehenden Trägerplatte 262 montiert. Der Sicherheitsstoppschalter 272 umfasst ein flexibles Anschlusselement 274 und ein Massekontaktelement 276.
Das flexible Anschlusselement 274 ist mit einem Leitungsdraht 278 elektrisch verbunden, der zur Primärwicklung der Zündanlage (nicht dargestellt) führt. Das Massekontaktelement 276 ist angrenzend an den äußeren Randbereich der Trägerplatte 262 angeordnet und erstreckt sich oberhalb der oberen Fläche der feststehenden Trägerplatte 262. Ein sich horizontal erstreckendes Kontaktstück 280 erstreckt sich vom unteren Schwenkkonsolenteil 108 aus bis hinter die Trägerplatte 262 nach außen und ist mit dem unteren Schwenkkonsolenteil 108 beweglich.
Wie in 15 abgebildet, wird, wenn der untere Schwenkkonsolenteil 108 gedreht wird, um die Sperrklinke 214 zu entriegeln, das Massekontaktelement 276 vom Kontaktstück 280 so getrennt, dass sich die Zündanlage betreiben lässt. Wie in 16 abgebildet, wird, wenn der Klappbügelgriff 36 losgelassen wird, der untere Schwenkkonsolenteil 108 gedreht, um die Sperrklinke 214 zu verriegeln, was auch bewirkt, dass das Kontaktstück 280 mit dem Massekontaktelement 276 in Eingriff steht und den Stoppschalter 272 auf Masse legt. In diesem Zustand ist die Zündanlage geerdet und der Motor 12 kann nicht betrieben werden.
In den 14, 16 und 17 wird ein Lappenanschlag 282 am unteren Schwenkkonsolenteil 108 bereitgestellt und erstreckt sich von demselben nach unten. Wenn die zweite Ausführung der Keilvorrichtung eingesetzt wird, um das Schiebeelement 266 von der in den 15 und 16 entriegelten Position zu der in 17 verriegelten Position zu verschieben, steht das Schiebeelement 266 mit dem Lappenanschlag in Eingriff 282 (siehe auch 18). Dieser Vorgang dreht den unteren Schwenkkonsolenteil 108 im Uhrzeigersinn, um die Reibrolle 142 am Schwungrad 26 rotativ auszurücken. Das Kontaktstück 280 ist breit genug, um eine ausreichende Drehung des unteren Schwenkkonsolenteils 108 zu ermöglichen, um die Reibrolle 142 am Schwungrad 26 auszurücken, während der Kontakt mit dem Massekontaktelement 276 für die Erdung der Zündanlage erhalten bleibt.
Es können mehrere andere Ausführungen des Motorabschaltsystems als die abgebildete eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Ausführung die Zündanlage des Motors beim Loslassen eines Betätigungselementes, wie z.B. des Klappbügelgriffes 36, erden. Sonstige Zündanlagen und Motorabschaltsysteme sind in den US-Patenten mit den Nrn. 4 971 001, 5 040 644 und 5 086 890 beschrieben und abgebildet.
Bei alternativen Ausführungsformen, als jenen, die in den 1–19 dargestellt und oben beschrieben sind, kann die Motorstartvorrichtung mit zwei oder mehr Federgehäusen versehen sein, die jeweils eine Aufzugsfeder festhalten. Die Aufzugsfedern können in Serienschaltung betrieben werden, um eine Federwelle zu drehen. Ferner kann eine Vielzahl von Aufzugsfedern in einem Federgehäuse festgehalten werden. Genauer gesagt können 1 Zoll (2,5 mm) breite Aufzugsfedern aneinander angeordnet sein und ihre inneren Enden mit der gleichen Federwelle verbunden haben, oder mit Hilfe der gleichen Federwelle befestigt sein. Diese drei Federn würden dann in Parallelschaltung betrieben werden und ein Startdrehmoment erzeugen, das mit dem einer 3-Zoll-Aufzugsfeder vergleichbar wäre.
Bei einem Aspekt der Erfindung lässt sich die Motorstartvorrichtung 14 für den Einsatz an einem existierenden Verbrennungsmotor 12 einfach auslegen. Beispielsweise war der in den 1–19 gezeigte Motor 12 zuvor mit einem Elektrostarter ausgerüstet, der neben dem Motorgehäuse 24 angebracht war. Die Batterie, der Alternator, die Schwungradbremse, die Verdrahtung und der Elektrostarter wurden entfernt und die Motorstartvorrichtung 14 wurde an der gleichen Stelle, wo zuvor der Elektrostarter eingebaut war, eingefügt und montiert. Darüber hinaus sind das Ritzel 206, das und die Spiralwelle 198, die in den Zeichnungen der Motorstartvorrichtung 14 dargestellt ist, mit denen identisch, die bei der Elektrostarterbaugruppe eingesetzt wurden.
Es ist auch anzumerken, dass die in den 1–19 dargestellte Antriebsbaugruppe 56 der Motorstartvorrichtung 14 problemlos durch alternative Formen einer Antriebsbaugruppe ersetzt werden kann. Beispielsweise lässt sich eine Batterie und ein Elektromotor mit einem rotativen Antrieb selektiv betreiben, um das Kupplungszahnrad 150 in Eingriff zu bringen. Alternativ können eine solche Batterie und ein solcher Elektromotor mit einem rotativen Antrieb als Reserveantriebsvorrichtung für die Antriebsbaugruppe 56 bereitgestellt werden.
Die 20–23 zeigen eine zweite Motorstartvorrichtung, bei der die Erfindung realisiert ist und bei einem zweiten Verbrennungsmotor 313 eingesetzt wird, der eine vertikale Kurbelwelle 315 aufweist. Bestimmte Bauteile der Motorstartvorrichtung sind zwischen einem Schwungrad 317 und einem Motorgehäuse 319 eingebaut. Insbesondere ist eine Aufzugsfeder 321 mit dem unteren Teil des Schwungrades 317 verbunden und wird für den Antrieb des Motors 313 während der anfänglichen Startumdrehungen benutzt. Folglich kann die Motorstartvorrichtung der 20–23 als eine Unterbau-Schwungrad-Ausführung der erfindungsgemäßen Motorstartvorrichtung bezeichnet werden.
Jetzt wird auf die 22 und 23 Bezug genommen. Die Motorstartvorrichtung weist ein Antriebsmittel oder eine Antriebsbaugruppe 323 auf, die eine Ritzelwelle 325 und eine Vorgelegewelle 327 umfasst, die in einem schwenkbaren Gehäuse 329 eingebaut sind. Die zwei Wellen 325, 327 sind im Allgemeinen auf der Seite des Schwungrades 317 und im Allgemeinen in paralleler Beziehung zur Kurbelwelle 315 positioniert. Eine Reibrolle 331 ist fest auf die Ritzelwelle 325 montiert, und zwar an einer Position, wo sie am Schwungrad 317 durch seitliche Bewegung in einen Dreheingriff gebracht werden kann (siehe auch 20).
Außerdem ist eine drehmomentbegrenzende Kupplungsbaugruppe 333 unter der Reibrolle 331 angebracht und zwischen der Ritzelwelle 325 und der Reibrolle 331 betreibbar positioniert. Die Kupplungsbaugruppe 333 umfasst eine Kupplungsscheibe 335, ein Kupplungsgehäuse 341, eine Platte 337, ein Antriebselement 339 und eine Druckfeder (nicht dargestellt). Die Kupplungsbaugruppe 333 arbeitet in einer Art und Weise, die zu der, die oben in Bezug auf die Kraftübertragungsbaugruppe 58 der ersten Ausführungsform der Motorstartvorrichtung 14 beschrieben wurde, ähnlich ist. Bei Vorliegen einer vorgegebenen Erhöhung des Federwiderstandes arbeitet die Kupplungsbaugruppe 333 so, dass ein übermäßiges Aufziehen der Aufzugsfeder 321 verhindert wird. Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplungsbaugruppe 333 für einen Höchstwert von ca. 1,7 J (15. inch-pounds) ausgelegt.
Ein unteres Ritzel 343 ist auf der Ritzelwelle 325 unterhalb der Reibrolle 331 und im Allgemeinen an einer Zwischenposition auf der Ritzelwelle 325 fest angebracht. Die Vorgelegewelle 327 ist in einer im Allgemeinen parallelen Beziehung zur Ritzelwelle 325 angebracht und trägt ein Zwischenrad 345 und ein Klinkenrad 347, das einen Satz von äußeren Zähnen 349 aufweist. Das Klinkenrad ist unterhalb des Zwischenrades 345 fest auf die Vorgelegewelle 327 montiert. Das untere Ritzel 343 teilt sich eine Drehebene mit dem Zwischenrad 345 und steht mit dem Zwischenrad 345 drehbar in Eingriff, um das Zwischenrad 345 und die Vorgelegewelle 327 bei Dreheingriff der Reibrolle 331 am Schwungrad 317 zu drehen.
Jetzt wird Bezug auf die 20 und 23 Bezug genommen. Das schwenkbare Gehäuse 329 ist neben dem Motorgehäuse 319 angebracht und wird durch einen oberen Schwenkkonsolenteil 351 und einen unteren Schwenkkonsolenteil 353 geformt. Der obere und untere Schwenkkonsolenteil 351, 353 hat jeweils linke Stirnwände 351a, 353a und jeweils rechte Stirnwände 351b, 353b. Die rechten Stirnwände 351b, 353b werden mit Hilfe eines Paares von rechten Flanschen 359 zusammengepasst und aneinander befestigt und die linken Stirnwände 351a, 353a werden mit Hilfe eines Paares von passenden linken Flanschen 361 zusammengepasst und aneinander befestigt. Wie dies am besten in 20 dargestellt ist, ist das schwenkbare Gehäuse 329 an einer Befestigungsplatte 363 gelagert, die am Motorgehäuse 319 angebracht ist und sich von demselben aus erstreckt. Die Befestigungsplatte 363 ist eine im Allgemeinen flache Platte und umfasst einen äußeren Teil 365, der sich zwischen dem oberen Schwenkkonsolenteil 351 und dem unteren Schwenkkonsolenteil 353 erstreckt.
Speziell in 23 ist der äußere Teil 365 mit einer ersten Montagesäule 367 und einer Nabe oder zweiten Montagesäule 369 versehen, die mit einem Lager 371 ausgebildet ist. Die Vorgelegewelle 327 weist ein oberes Ende 327a, das am oberen Schwenkkonsolenteil 351 gelagert ist, und ein unteres Ende 327b auf, das am unteren Schwenkkonsolenteil 353 gelagert ist. Dazwischen ist die Vorgelegewelle 327 im Lager 371 drehbar gelagert. Indem folglich die Vorgelegewelle 327 im Lager 371 drehbar ist, lässt sich das gesamte schwenkbare Gehäuse 329 mit Hilfe des Dreheingriffs zwischen der Vorgelegewelle 327 und dem Lager 371 um eine Längsachse 373 der Vorgelegewelle 327 schwenken.
Speziell in den 20 und 23 ist die Motorstartvorrichtung außerdem mit einer Sperrklinke 377 versehen, die eine Nockenfläche 379 und eine Torsionsfeder (nicht dargestellt) aufweist, die an der ersten Montagesäule 367 angebracht ist und in die Sperrklinke 377 eingreift. Die Sperrklinke 377 ist so vorgespannt, dass die Nockenfläche 379 an den äußeren Zähne 349 des Klinkenrades 347 in Eingriff gebracht wird und verhindert, dass sich die Vorgelegewelle 327 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Darüber hinaus ist eine halbinselförmige Platte 383 zwischen den linken Flanschen 361 eingebaut und erstreckt sich von denselben nach außen, und zwar unterhalb der Sperrklinke 377. Ein Stoßstift 385 erstreckt sich von der halbinselförmigen Platte 383 aus nach oben und lässt sich an der Sperrklinke 377 in Eingriff bringen, um die Sperrklinke 377 aus dem Klinkenrad 347 auszurücken.
Jetzt wird auf die 20 und 21 Bezug genommen. Ein gebogenes Ende 391 eines Seilzugs 389 greift in eine Öse 387 ein, die in den rechten Flanschen 359 ausgebildet ist. Der Seilzug 389 ist in einem Seilzuggehäuse 395 axial beweglich, das in einem Seilzughalter 397 montierbar gelagert ist. Der Seilzug 389 lässt sich zum Bewegen des schwenkbaren Gehäuses 329 mit einem vom Motorgehäuse 319 aus entfernt angeordneten Handsteuersystem (nicht dargestellt) verbinden. Bei mehreren Ausführungsformen ist der Seilzug 389 mit einem vom Motor 313 entfernt angeordneten Handbetätigungselement, wie z.B. einem Klappbügelgriff, Hebel oder Druckknopf, verbunden.
Der Seilzug 389 lässt sich betätigen, um das schwenkbare Gehäuse 329 um die Vorgelegewelle 327 zu kippen und zu bewirken, dass die Reibrolle 331 drehbar am Schwungrad 317 ein- und ausgerückt wird. 20 zeigt das schwenkbare Gehäuse 329 im eingerückten bzw. Wickelzustand, d.h. während des Motorauslaufes. Die Reibrolle 331 wird so am Schwungrad 317 in Eingriff gebracht, dass die Drehung des Schwungrades 317 im Uhrzeigersinn die Reibrolle 33l und die Ritzelwelle 325 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Dadurch wird das Zwischenrad 345 durch das untere Ritzel 343 im Uhrzeigersinn gedreht.
21 zeigt das schwenkbare Gehäuse 329 in der ausgerückten Position, in der der Seilzug 389 eingesetzt wurde, um das schwenkbare Gehäuse 329 so nach außen zu bewegen, dass die Reibrolle 331 nicht länger am Schwungrad 317 im Eingriff ist. Nachdem das schwenkbare Gehäuse 329 vom Schwungrad 317 weg gekippt wurde, wird der Stoßstift 385 an der Sperrklinke 377 in Eingriff gebracht und rückt zwangsweise die Sperrklinke 377 am Klinkenrad 347 aus, so dass sich die Vorgelegewelle 327 im Gegenuhrzeigersinn drehen kann.
Jetzt wird auf die 22 und 23 Bezug genommen. Die Antriebsbaugruppe 323 lässt sich drehbar an einem Kraftübertragungs- oder Antriebsmittel in Eingrifff bringen, das ein um die Kurbelwelle 315 angebrachtes Hauptzahnrad 399 umfasst. Das Zwischenrad 345 greift so in das Hauptzahnrad 399 ein, dass, wenn die Sperrklinke 377 in das Klinkenrad 347 eingreift und es blockiert, das Hauptzahnrad 399 ebenfalls blockiert ist. In 22 ist das Hauptzahnrad 399 um ein Antriebskupplungsstück 401 herum eingebaut und ein Federdorn 405 ist konzentrisch um einen Teil des Kupplungsstückes 401 herum eingebaut. Der Federdorn 405 umfasst eine Auskragung (nicht dargestellt), an dem sich ein inneres Ende 415 der Aufzugsfeder 321 in Eingriffbringen lässt.
Die Aufzugsfeder 321 ist in einem Antriebsgehäuse oder Federgehäuse 407 eingebaut, das einen horizontalen oberen Deckel 409 und einen offenen Boden aufweist. Ferner weist das Federgehäuse 407 eine äußere Umfangswand 411 auf, die ein äußeres Ende 413 der Aufzugsfeder 321 umgibt und umschließt. Das äußere Ende 413 der Aufzugsfeder 321 ist mit dem Federgehäuse 407 fest verbunden.
Wenn das Hauptzahnrad 399 durch das Zwischenrad 345 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird der Federdorn 405 gedreht, um die Aufzugsfeder 321 aufzuwickeln. Wenn die Sperrklinke 377 in das Klinkenrad 347 eingreift und es blockiert, wird das Abwickeln der aufgewickelten Aufzugsfeder 321 verhindert.
In den 20 und 22 umfasst ein Federabtriebsmittel oder Abtriebselement eine in einer Richtung wirkende Kupplungsbaugruppe 403, die um die Kurbelwelle 315 herum angebracht und oberhalb des Federdorns 405 und des Hauptzahnrades 399 positioniert ist. Die Kupplungsbaugruppe 403 umfasst eine Ratsche 417, ein Kupplungsgehäuse 419, eine Kupplungsabdeckung 421 und Kupplungskugeln 423. Die Ratsche 417 ist am Federdorn 405 fest angebracht und ist deshalb mit dem Dorn 405 und mit dem Kupplungsstück 401 drehbar. Somit wird die Ratsche 417 durch das Hauptzahnrad 399 im Gegenuhrzeigersinn rotativ angetrieben, wenn das Hauptzahnrad 399 durch die Antriebsbaugruppe 323 gedreht wird. Umgekehrt dreht sich, wenn sich die Aufzugsfeder 321 abwickelt, die Ratsche 417 mit dem Dorn 405 im Uhrzeigersinn.
Die Ratsche 417 umfasst eine Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Auskragungen oder Nocken 425, die an einer Seite geneigt ausgeführt und an einer entgegengesetzten Seite vertieft sind. Das Kupplungsgehäuse 419 ist konzentrisch um die Ratsche 417 herum angebracht und über das Schwungrad 317 mit der Kurbelwelle 315 fest verbunden. Das Kupplungsgehäuse 419 definiert eine im Allgemeinen becherförmige Vertiefung 427, in der die Kupplungsbälle 423 gehalten werden, und Aussparungen 429 in der Vertiefung 427, die von der Ratsche 417 aus radial nach außen angeordnet sind. Schließlich erstreckt sich die Kupplungsabdeckung 421 zur Umschließung der Vertiefung 427 vom Außenbereich des Kupplungsgehäuses 419 aus zur Ratsche 417 hin. Wie nachstehend erläutert wird, ist die Ratsche 417 in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung drehbar, um das Kupplungsgehäuse 419 rotativ anzutreiben; sie ist jedoch funktionsunfähig, um das Kupplungsgehäuse 419 in der umgekehrten Richtung bzw. im Gegenuhrzeigersinn anzutreiben.
Das Kupplungsgehäuse 419 umfasst außerdem eine Vielzahl von radial nach innen zeigenden Nockenflächen 431, gegen die die Kupplungskugeln 423 durch die Nocken 425 der Ratsche 417 in Eingriff gebracht werden können und so eine Verkeilung bewirken. Der Eingriff der Kupplungsbaugruppe 403 erfolgt, wenn eine Nocke 425 der Ratsche 417 eine Kupplungskugel 423 (wie in 21 dargestellt) gegen eine angrenzende Nockenfläche 431 verkeilt. Ein solcher Eingriff wird bewirkt, wenn die Aufzugsfeder 321 sich abwickeln und den Federdorn 405 und die Ratsche 417 im Uhrzeigersinn rotativ antreiben darf. Die Kupplungsbaugruppe 403 treibt dann das Schwungrad 317 und die Kurbelwelle 315 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung für den Antrieb des Motors 313 während der anfänglichen Startumdrehungen rotativ an.
In dem Maße, wie der Motor 313 anfängt, sich aus eigener Kraft zu drehen und seine Betriebsdrehzahlen erreicht, wirkt eine Zentrifugalkraft auf die Kupplungskugeln 423, die ausreichend ist, um die Kupplungskugeln 423 nach außen in die Aussparungen 429 und weg von den Nocken 425 zu schleudern. Dadurch befindet sich die Ratsche 417 in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 419 im Freilauf und die Kupplungsbaugruppe 403 wird dadurch am Schwungrad 317 drehbar ausgerückt.
20 zeigt die Motorstartvorrichtung im Aufwickelzustand. Wie zuvor beschrieben wurde, kann der Aufwickelzustand bei Betätigung eines Handbetätigungselementes, wie z.B. eines Klappbügelgriffes oder Druckknopfes, der mit dem Seilzug 389 verbunden ist, bewirkt werden (z.B. Loslassen des Klappbügelgriffes). Eine Rückstellfeder 433 ist zwischen den rechten Flanschen 359 und dem Motorgehäuse 319 angebracht und spannt das schwenkbare Gehäuse 329 zum Schwungrad 317 hin vor. Das Loslassen des Seilzugs 389 bewirkt, dass die Kraft der Rückstellfeder 433 das schwenkbare Gehäuse 329 um die Vorgelegewelle 327 zum Schwungrad 317 hin kippt, so dass die Reibrolle 331 am Schwungrad 317 drehbar in Eingriff gebracht wird, während sich das Schwungrad 317 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung dreht (d.h. während des Motorauslaufes). Außerdem wird das Hauptzahnrad 399 durch das Zwischenrad 345 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch die Aufzugsfeder 321 aufgewickelt wird. Ferner dreht sich die Ratsche 417 der Kupplungsbaugruppe 403 im Gegenuhrzeigersinn; die Nocken 425 ermöglichen der Ratsche 417 an den Kupplungskugeln 423 vorbeizukommen, wenn die Kupplungskugeln 423 zwischen den Nocken 425 und den Nockenflächen 431 in Eingriff sind. Somit ist die Kupplungsbaugruppe 403 aus dem Schwungrad 317 rotativ ausgerückt.
Nachdem die Aufzugsfeder 321 bis zu einer vorgegebenen Zahl von Umdrehungen aufgewickelt wurde, wird die Kupplungsbaugruppe 333 so betätigt, dass die Reibrolle 331 an der Ritzelwelle 325 ausgerückt wird. Nachdem dies erfolgt ist, bewirkt die Drehung des Schwungrades 317 keine Drehung des Hauptzahnrades 399 und keine weitere Aufwicklung der Aufzugsfeder 321 mehr. Folglich verhindert die Kupplungsbaugruppe 333 das übermäßige Aufziehen der Aufzugsfeder 321.
Wenn die Abschaltung des Motors 313 eingeleitet wird (z.B. durch Loslassen eines Klappbügelgriffes), wird eine Schwungradbremsbaugruppe (nicht dargestellt) am Schwungrad 317 in Eingriff gebracht, um die Drehung des Schwungrades 317 zu stoppen. Der Seilzug 389 kann mit der Schwungradbremsbaugruppe so verbunden werden, dass beim Loslassen eines Handbetätigungselementes (nicht dargestellt) sowohl die Schwungradbremsbaugruppe als auch die Antriebsbaugruppe 323 der Motorstartvorrichtung aktiviert werden. In dieser Hinsicht unterstützt die Motorstartvorrichtung das Bremsen des Schwungrades 317, indem der Drehimpuls des Schwungrades 317 und der Kurbelwelle während des Motorauslaufes durch die Aufzugsfeder 321 aufgenommen wird. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Schwungradbremsbaugruppe so beseitigt werden, dass die Motorstartvorrichtung den einzigen Bremsmechanismus für das Schwungrad 317, die Kurbelwelle 315 und eine sonstige Abtriebsvorrichtung bereitstellt.
24 und 25 zeigen eine dritte erfindungsgemäße Motorstartvorrichtung, die bei einem Verbrennungsmotor 521 mit einer vertikalen Kurbelwelle 525 eingesetzt wird. Die Motorstartvorrichtung ist zwischen einem herkömmlichen Seilzugstarter 513 und einem Schwungrad 515 angebracht, das an einem Antriebsende 527 der Kurbelwelle 525 drehbar gelagert ist. In dieser Hinsicht kann die Motorstartvorrichtung als eine Überbau-Schwungrad-Ausführung der erfindungsgemäßen Motorstartvorrichtung bezeichnet werden.
In 24 umfasst der Motor 521 eine untere Haube 517, die die Motorstartvorrichtung und das Schwungrad 515 umgibt, und ein oberes Gehäuse 519, das im Wesentlichen den Seilzugstarter 513 abdeckt. Der Seilzugstarter 513 umfasst eine Seilzugspule oder Seilzugrolle 529, die über eine Kupplungsbaugruppe 533 um ein Antriebsorgan oder eine Antriebswelle 531 herum drehbar angebracht ist. Außerdem ist eine sich nach unten erstreckende Starternabe 535 um die Antriebswelle 531 herum und zwischen der Kupplungsbaugruppe 533 und der Antriebswelle 531 drehbar angebracht.
Die Seilzugrolle 529 ist mit einer nach oben zeigenden Nut oder Vertiefung 537 um die Kupplungsbaugruppe 533 herum ausgebildet, in der eine Rückholfeder 539 enthalten ist. Die Rückholfeder 539 ist an einem Ende an einem sich nach unten erstreckenden ortsfesten Flansch 543 und an einem entgegengesetzten Ende an der Seilzugrolle 529 befestigt. Außerdem ist die Seilzugrolle 529 mit einer Umfangsnut versehen, in der ein aufgerolltes Starterseil 547 gegen Abrollen zurückgehalten wird. Das Starterseil 547 erstreckt sich durch eine Öffnung (nicht dargestellt) im oberen Gehäuse 519 und ist mit einem Griffende (nicht dargestellt) versehen, das von einem Bediener gezogen werden kann, um die Seilzugrolle 529 im Uhrzeigersinn zu drehen.
Die Starternabe 535 erstreckt sich um die Antriebswelle 531 herum nach unten und umfasst einen sich radial erstreckenden unteren Nabenteil 551, der unterhalb der Seilzugrolle 529 angeordnet ist. Ein Betätigungsblock 553 ist angeschraubt, jedoch reibschlüssig am unteren Teil der Antriebswelle 531 und angrenzend an den unteren Nabenteil 551 drehbar. Wie es üblich ist, sind eine Vielzahl von federvorgespannten Kupplungsklauen 555 schwenkbar im unteren Nabenteil 551 und angrenzend an den Betätigungsblock 553 untergebracht. Wenn die Seilzugrolle 529 im Uhrzeigersinn gedreht wird, indem am Starterseil 547 gezogen wird, werden die Kupplungsklauen 555 durch den Betätigungsblock 553 radial nach außen geschwenkt.
Ein ringförmiger Starterbecher 557 ist unterhalb des Betätigungsblockes 553 angeordnet und drehbar am Antriebsende 527 der Kurbelwelle 525 angebracht, und zwar oberhalb des Schwungrades 515. Der Starterbecher 557 erstreckt sich vom Antriebsende 527 aus radial nach außen und nach oben und umfasst einen äußeren Randteil 559, der den unteren Nabenteil 551 und den Betätigungsblock 553 umgibt. Der Starterbecher 557 ist an der Innenseite des äußeren Randteils 559 mit sich im Wesentlichen radial erstreckenden Anlageflächen 561 versehen. Wenn die Kupplungsklauen 555 radial nach außen geschwenkt werden (d.h. durch Ziehen des Starterseils 547), werden die Kupplungsklauen 555 an den Anlageflächen 561 in Eingriff gebracht, damit sie am Starterbecher 557 drehbar in Eingriff stehen.
Der Motor 521 lässt sich starten, indem das Starterseil 547 gezogen wird, um die Seilzugrolle 529 im Uhrzeigersinn zu drehen und die Starternabe 535 rotativ anzutreiben. Die Kupplungsklauen 555 treiben den Starterbecher 557 im Uhrzeigersinn rotativ an und der Starterbecher 557 treibt die Kurbelwelle 525, ebenfalls im Uhrzeigersinn, an, um den Motor 521 zu starten.
In den 24 und 25 umfasst die Motorstartvorrichtung ein ringförmiges Antriebsgehäuse 567 ("Federgehäuse"). Das Federgehäuse 567 ist mittels einer in einer Richtung wirkenden Kupplungsbaugruppe 569 um den unteren Nabenteil 551 der Starternabe 535 herum angebracht. Das Federgehäuse 567 umfasst eine äußere Begrenzungswand 571, die, zusammen mit einem sich nach unten erstreckenden ortsfesten Stützflansch 579, ein ringförmiges Gehäuse bildet, in dem eine Aufzugsfeder 575 festgehalten wird. Die Aufzugsfeder 575 bzw. das alternative elastische Verformungselement ist vorzugsweise aus einem Metallband mit einer Breite von ca. 2,5 cm (1 Zoll) geformt. Wie dies am besten in 25 dargestellt ist, lässt sich ein inneres Ende bzw. eine innere Kante 577 der Aufzugsfeder 575 am ortsfesten Flansch 579 in Eingriff bringen, während ein äußeres Ende 581 der Aufzugsfeder 575 an der äußeren Wand 571 des Federgehäuses 567 befestigt ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das innere Ende 577 mit einer Schleife versehen werden, um den ortsfesten Flansch 579 mit Hilfe einer Öse, wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung (siehe z.B. 8), in Eingriff zu bringen.
Die Aufzugsfeder 575 lässt sich durch Drehen des Federgehäuses 567 im Gegenuhrzeigersinn wickeln. Die in einer Richtung wirkende Kupplungsbaugruppe 569 ist so konstruiert, dass das Federgehäuse 567 an der Starternabe 535 drehbar in Eingriff gebracht wird, wenn sich das Federgehäuse 567 im Uhrzeigersinn dreht, dies jedoch nicht erfolgt, wenn sich das Federgehäuse 567 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Das Federgehäuse 567 umfasst einen Umfangsflansch 583, der sich von der äußeren Wand 571 aus nach unten erstreckt und mit einer nach innen zeigenden konischen Fläche 585 ausgebildet ist. Eine Reibrolle 587 ist angrenzend an das Federgehäuse 567 angeordnet. Die Reibrolle 587 weist auch eine konische Mantelfläche 589, die vorzugsweise aus einem Kautschukmaterial geformt ist und einen Kern 591 auf, der aus einem metallischen oder Kunststoffmaterial geformt ist. Die Reibrolle 587 ist auf einer Welle 593 drehbar angebracht, die an einem Hebelarm 549 befestigt ist. Der Hebelarm 549 kann mit einer Bedienbaugruppe (nicht dargestellt) verbunden werden, die vom Motor 521 entfernt angeordnet ist und sich zur Betätigung des Hebelarmes 549 betreiben lässt, um die Reibrolle 587 relativ zum Federgehäuse 567 nach oben oder unten zu bewegen.
Ferner umfasst die Motorstartvorrichtung einen Aufwickelbecher 601, der auf dem Antriebsende 527 der Kurbelwelle 525 drehbar angebracht ist. Wie in 24 dargestellt, erstreckt sich der Aufwickelbecher 601 radial nach außen und nach oben, und zwar außerhalb des Starterbechers 557, und umfasst eine sich im Wesentlichen axial erstreckende konische Fläche 603. Die konische Fläche 603 ist spiegelbildlich zur konischen Fläche 585 des Federgehäuses 567 ausgebildet und bildet eine keilförmige Vertiefung 621 zwischen denselben.
Der Aufwickelbecher 601 wird von der Kurbelwelle 525 während der Motorlaufbedingungen und während des Motorauslaufes im Uhrzeigersinn gedreht. Während des Motorauslaufes wird die Reibrolle 587 nach oben bewegt und so sowohl an der konischen Aufwickelbecherfläche 603 als auch an der konischen Federgehäusefläche 585 in Eingriff eingebracht. Folglich dreht der Aufwickelbecher 601 die Reibrolle 587 im Gegenuhrzeigersinn und die Reibrolle 587 dreht das Federgehäuse 567 im Gegenuhrzeigersinn. Dadurch wickelt die Kurbelwelle 525 indirekt die Aufzugsfeder 575 auf, und zwar in dem Maße, wie sich die Kurbelwelle 525 während des Motorauslaufes dreht.
Jetzt wird auf 25 Bezug genommen. Die Motorstartvorrichtung umfasst eine federbetätigte Bremsbaugruppe 607, die sich durch eine Öffnung 605 in der unteren Haube 517 hindurch erstreckt und angrenzend an die äußere Wand 571 des Federgehäuses 567 angebracht ist. Die Bremsbaugruppe 607 umfasst einen schwenkbaren Bock 609, der an einer Drehsäule 623 angebracht ist und mit einer Torsionsfeder 613 in Eingriff steht. Die Torsionsfeder 613 dient dazu, den schwenkbaren Bock 609 radial nach innen, und zwar zur äußeren Wand 571 des Federgehäuses 567 hin, vorzuspannen. Die Bremsbaugruppe 607 umfasst auch einen bogenförmigen Bremsschuh 615, der sich reibschlüssig an der äußeren Wand 571 in Eingriff bringen lässt und einen Seilzug 619, der mit einem Hebelarm 617 des Bocks 609 verbunden ist.
Bei einer Form der Erfindung ist der Seilzug 619 mit einem Totmanngriff (nicht dargestellt) betreibbar verbunden. Wenn der Totmanngriff heruntergedrückt wird, schwenkt der Seilzug 619 den Bock 609 nach außen, um den Bremsschuh 615 von der äußeren Wand 571 weg zu ziehen. Wenn umgekehrt der Totmanngriff losgelassen wird, schwenkt die Torsionsfeder 613 den Bock 609 so nach innen, dass der Bremsschuh 615 reibschlüssig an der äußeren Wand 571 in Eingriff gebracht wird. Dadurch setzt die Bremsbaugruppe 607 der Drehung des Federgehäuses 567 im Uhrzeigersinn einen Widerstand entgegen und stoppt sie.
Wenn der Totmanngriff losgelassen wird, wird die Reibrolle 587 dadurch zwischen dem Federaufwickelbecher 601 und dem Federgehäuse 567 in Eingriff gebracht, und zwar zu ungefähr dem gleichen Zeitpunkt, an dem die Bremsbaugruppe 607 an der äußeren Wand 571 des Federgehäuses 567 in Eingriff gebracht wird. Auf diese Weise wirkt die Motorstartvorrichtung auch als Bremsmechanismus für das Schwungrad 515, die Kurbelwelle 525 und den Motor 521. Bei alternativen Ausführungsformen ist die Motorstartvorrichtung so konstruiert, dass sie sich so betreiben lässt, dass die Reibrolle 587 zuerst mit dem Federaufwickelbecher 601 und dem Federgehäuse 567 verbunden wird, bevor die Bremsbaugruppe 607 an der äußeren Wand 571 des Federgehäuses 567 in Eingriff gebracht wird. Diese Verzögerung stellt das vollständige Aufwickeln der Aufzugsfeder 575 sicher, wobei die Betätigung der Bremsbaugruppe zeitlich so gesteuert ist, dass ein übermäßiges Aufziehen der Aufzugsfeder verhindert wird.
Um anschließend den Motor 521 zu starten, wird der Totmanngriff so heruntergedrückt, dass die Bremsbaugruppe 607 und die Reibrolle 587 von ihren jeweiligen reibschlüssigen Eingriffspositionen entfernt werden. Dadurch wird die gewickelte Aufzugsfeder 575 freigegeben, um das Federgehäuse 567 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung zu drehen (gekennzeichnet durch die Pfeile YY in 25). Außerdem treibt das Federgehäuse 567 die in einer Richtung wirkende Kupplungsbaugruppe 569 an und dreht auch die Starternabe 535 im Uhrzeigersinn bzw. in der Startrichtung YY. Darüber hinaus treibt die Drehung der Starternabe 535 im Uhrzeigersinn noch den Starterbecher 557 mittels des Eingriffes durch die Kupplungsklauen 555 rotativ an, was die Kurbelwelle 525 in der Startrichtung bzw. im Uhrzeigersinn dreht.
Bei einer alternativen Ausführung dieser Ausführungsform der Motorstartvorrichtung lässt sich die in der gewickelten Aufzugsfeder 575 gespeicherte Energie als Kraftunterstützungshilfe für die Seilzugrolle 529 des Seilzugstarters einsetzen. Für die aufgewickelte Aufzugsfeder 575 lässt sich eine Einstellung so vornehmen, dass bei einer Erhöhung der im Starterseil 547 ausgeübten Kraft diese Energie freigegeben werden kann. Speziell wenn die Kraft im Starterseil 547 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, kann die Bremsbaugruppe 607 erneut zur Anwendung kommen, um das Federgehäuse 567 zu stoppen, wobei in diesem Fall die in der Aufzugsfeder 575 verbliebene Energie für zusätzliche Startversuche eingesetzt werden kann.
Während mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben gezeigt und beschrieben wurden, werden dem Fachmann alternative Ausführungsformen offensichtlich sein, die aber im beabsichtigten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen. Deshalb soll die Erfindung nur durch die folgenden Patentansprüche eingeschränkt sein.

Claims

Motorstartvorrichtung (14) für einen Verbrennungsmotor (12, 313, 521), bei der der Motor (12, 313, 521) ein drehbares Motorelement (26, 317, 515) aufweist, das sich zum Starten des Motors (12, 313, 521) drehen lässt, wobei die Motorstartvorrichtung (14) Folgendes umfasst: einen Energiespeichermechanismus, der mindestens ein elastisches Verformungselement (50, 321, 575) umfasst; ein Antriebselement (142, 331, 601), das den Eingriff in das elastische Verformungselement (50, 321, 575) ermöglicht und sich zum Spannen des elastischen Verformungselementes (50) als Reaktion auf die Drehung des drehbaren Motorelementes (26, 317, 515) bewegen lässt; ein Abtriebselement (198, 417, 535), das sich als Reaktion auf das Entspannen des elastischen Verformungselementes (50, 321, 575) bewegen lässt, um zu bewirken, dass sich das drehbare Motorelement (26, 317, 515) dreht; und ein erstes und ein zweites Handbetätigungselement (36, 40), wobei das erste und das zweite Handbetätigungselement (36, 40) betätigt werden muss, um das Entspannen des elastischen Verformungselementes (50, 321, 575) zu ermöglichen.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Handbetätigungselement des ersten und zweiten Handbetätigungselementes (36, 40) vom Energiespeichermechanismus entfernt angeordnet ist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Handbetätigungselement (36) einen entfernt angeordneten Klappbügelgriff umfasst.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem eine Motorsteuerungsvorrichtung umfasst, die mit dem Motor (12, 313, 521) betreibbar verbunden ist, um selektiv die Abschaltung des Motors (12, 313, 521) einzuleiten, wobei mindestens ein Handbetätigungselement des ersten und zweiten Handbetätigungselementes (36, 40) betätigbar ist, um das Spannen des Energiespeichermechanismus im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Einleiten der Abschaltung des Motors (12, 313, 521) einzuleiten.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Folgendes aufweist: ein Verriegelungsmechanismus (214, 182), der den Eingriff in den Energiespeichermechanismus ermöglicht, um zu verhindern, dass sich das elastische Verformungselement (32l) aus einem gespannten Zustand heraus entspannt; und eine Keilvorrichtung (232, 234, 236; 262, 264, 266, 268), die sich manuell zwischen einer verriegelten Position, in der die Keilvorrichtung (232, 234, 236; 262, 264, 266, 268) dem Aufheben des Eingriffs des Verriegelungsmechanismus (214, 182) in den Energiespeichermechanismus Widerstand entgegensetzt und einer entriegelten Position, in der die Keilvorrichtung (232, 234, 236; 262, 264, 266, 268) dem Aufheben des Eingriffs des Verriegelungsmechanismus (214, 182) in den Energiespeichermechanismus keinen Widerstand entgegensetzt, bewegen lässt.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Verriegelungsmechanismus (214, 182) eine Sperrklinke (214) und ein Klinkenrad (182) umfasst und bei der sich ein Nockenelement (236) bewegen lässt, um an der Sperrklinke (214) in Eingriff gebracht zu werden und im Wesentlichen der Entfernung der Sperrklinke (214) aus dem Eingriff in das Klinkenrad (182) Widerstand entgegensetzt.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Keilvorrichtung (232, 234, 236; 262, 264, 266, 268) einen entfernbaren Keil (232) umfasst.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das erste Handbetätigungselement (36) vom Motor (12) entfernt angeordnet ist und sich betätigen lässt, um selektiv den Eingriff des Verriegelungsmechanismus (214, 182) in den Energiespeichermechanismus aufzuheben, wenn die Keilvorrichtung (232, 234, 236; 262, 264, 266, 268) in der entriegelten Position ist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Antriebselement (142) ein erstes Verbindungsmittelelement (90) und das elastische Verformungselement (50) ein zweites Verbindungsmittelelement (82) umfasst, wobei das Antriebselement (142) und das elastische Verformungselement (50) durch Eingriff des ersten und zweiten Verbindungsmittelelementes (90, 82) lösbar gekoppelt sind.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das erste und zweite Verbindungsmittelelement (90, 82) durch Einhaken lösbar in Eingriff gebracht werden können.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, bei der sich das Antriebselement (142, 331, 601) als Reaktion auf das drehbare Motorelement (26, 317, 515) bewegen lässt, um das elastische Verformungselement (50, 321, 575) während des Motorauslaufs zu spannen.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Folgendes aufweist: eine Antriebssteuerungsvorrichtung (389), die das Antriebselement (331) für den Eingriff in das drehbare Motorelement (317) positioniert; und ein Zündanlagenabschaltschalter (272), der ausgelegt ist, um den Motor (12) als Reaktion auf die Antriebssteuerungsvorrichtung (389) abzuschalten, wodurch das Antriebselement (331) so positioniert wird, dass es in das drehbare Motorelement (317) eingreift.
Verbrennungsmotor (12), der die Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1 umfasst, wobei der Motor (12) Folgendes umfasst: ein Schwungrad (26); eine Vielzahl von Zahnradzähnen (42), die mit dem Schwungrad (26) für die Drehung des Schwungrades (26) verbunden sind; ein Ritzel (206), das für die Drehung um eine Drehachse befestigt ist; wobei das Abtriebselement (198) bewirkt, dass sich das Ritzel (206) als Reaktion auf das Entspannen des elastischen Verformungselementes (50) um die Drehachse dreht und bewirkt, dass sich das Ritzel (206) im Wesentlichen parallel zur Drehachse bewegt und somit in die Zahnradzähne (42) eingreift, um die Drehung des Schwungrades (26) und den Start des Motors (12) zu bewirken; und wobei das Antriebselement (142) selektiv den Eingriff zwischen dem Schwungrad (26) und dem elastischen Verformungselement (50) ermöglicht, um das elastische Verformungselement (50) als Reaktion auf die Drehung des drehbaren Motorelementes zu spannen.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, bei dem das Abtriebselement (198) eine Schraubenwelle (198) umfasst und bei dem das Ritzel (206) eine Nabe (210) umfasst, die auf der Schraubenwelle (198) läuft, um zu bewirken, dass sich das Ritzel (206) als Reaktion auf die relative Drehung zwischen dem Ritzel (206) und der Schraubenwelle (198) im Wesentlichen parallel zur Drehachse bewegt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, der außerdem einen Abtriebskupplungsmechanismus (150, 158) umfasst, der die Kraft begrenzt, die vom Ritzel (206) auf die Zahnradzähne (42) während des anfänglichen Eingriffs zwischen dem Ritzel (206) und den Zahnradzähnen (42) übertragen wird.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, der außerdem eine Antriebskupplung (150, 160) umfasst, die zwischen dem Antriebselement (142) und dem elastischen Verformungselement (50) in Eingriff gebracht werden kann, um die Belastung, die vom Antriebselement (142) auf das elastische Verformungselement (50) ausgeübt wird, zu begrenzen.
Verbrennungsmotor, der die Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1 umfasst, wobei der Motor (313) Folgendes umfasst: ein Motorgehäuse (319); eine Kurbelwelle (315), die im Motorgehäuse (319) für die Drehung in Bezug auf das Motorgehäuse (319) gelagert ist; ein Schwungrad (317), das an der Kurbelwelle (315) fest montiert ist und sich mit der Kurbelwelle (315) in einer Startrichtung drehen lässt, um den Motor (313) zu starten; wobei das elastische Verformungselement (321) eine Schraubenfeder ist, die ein äußeres Ende (413), das in Bezug auf das Motorgehäuse (319) fest verbunden ist, und ein inneres Ende (415) aufweist; eine in einer Richtung wirkende Kupplung (403), die das innere Ende (415) der Feder so an das Schwungrad (317) koppelt, dass das Schwungrad (317) und die Kurbelwelle (315) als Reaktion auf das Entspannen der Feder bei einer Kopplungsbedingung in die Startrichtung gedreht werden können und die das innere Ende (415) der Feder aus dem Schwungrad (317) bei einer Nichtkopplungsbedingung entkoppelt; wobei das Antriebselement (331) mit der Feder verbunden ist und sich selektiv durch Bewegung in Kontakt mit dem Schwungrad (317) bringen lässt, um die Feder als Reaktion auf die Drehung des Schwungrades (317) zu spannen; einen Verriegelungsmechanismus (214, 182), der selektiv verhindert, dass sich die Feder entspannt; und wobei sich mindestens ein Handbetätigungselement des ersten und zweiten Handbetätigungselementes (36, 40) betätigen lässt, um den Eingriff des Verriegelungsmechanismus (214, 182) in die Feder aufzuheben, damit die Feder entspannt werden kann.
Motor nach Anspruch 17, bei dem die in einer Richtung wirkende Kupplung (403) Folgendes umfasst: ein Kupplungsgehäuse (419), das fest am Schwungrad (317) montiert ist, wobei die Kurbelwelle (315) durch das Kupplungsgehäuse (419) verläuft; eine Ratsche (417), die im Kupplungsgehäuse (419) positioniert ist; und mindestens ein fliehkraftreagierendes Element (423), das im Kupplungsgehäuse (419) positioniert ist und sich zwischen einer Kopplungsposition, in der mindestens ein fliehkraftreagierendes Element (423) die Ratsche (417) und das Kupplungsgehäuse (419) zur gemeinsamen Drehung koppelt, und einer Nichtkopplungsposition, in der sich die Ratsche (417) in Bezug auf das Kupplungsgehäuse (419) frei dreht, bewegen lässt.
Motor nach Anspruch 17, der außerdem eine Freilaufkupplung (333) umfasst, die zwischen dem Antriebselement (331) und der Feder betreibbar angeordnet ist, wobei die Freilaufkupplung (333) das vom Antriebselement (331) auf die Feder übertragene Drehmoment auf einen vorgegebenen Drehmomentwert begrenzt.