EP2290222B1 - Startvorrichtung für Brennkraftmotor - Google Patents

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EP2290222B1
EP2290222B1 EP10173584.3A EP10173584A EP2290222B1 EP 2290222 B1 EP2290222 B1 EP 2290222B1 EP 10173584 A EP10173584 A EP 10173584A EP 2290222 B1 EP2290222 B1 EP 2290222B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
starting device
combustion engine
wound
cable
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP10173584.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2290222A2 (de
EP2290222A3 (de
Inventor
Mathias Wenckel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makita Corp
Original Assignee
Makita Corp
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202009011429U external-priority patent/DE202009011429U1/de
Priority claimed from DE202009011430U external-priority patent/DE202009011430U1/de
Application filed by Makita Corp filed Critical Makita Corp
Publication of EP2290222A2 publication Critical patent/EP2290222A2/de
Publication of EP2290222A3 publication Critical patent/EP2290222A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2290222B1 publication Critical patent/EP2290222B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N3/00—Other muscle-operated starting apparatus
    • F02N3/02—Other muscle-operated starting apparatus having pull-cords
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N5/00—Starting apparatus having mechanical power storage
    • F02N5/02—Starting apparatus having mechanical power storage of spring type

Definitions

  • the invention relates to a starting device for at least one internal combustion engine, in particular cable start device for at least a two-stroke or four-stroke engine, with at least one rotatably mounted in a housing pulley or cable drum for generating a driving torque for a motor shaft by means of at least one Anwerfergriffs or pull handle on at least one force transmission means, in particular via a starter cable or traction cable, in rotation and at least one elastic coupling member with at least one driver member, in particular with at least one pawl, connected by means of which the drive torque is transferable to the motor shaft, the coupling member has two ends, wherein one end engages with the driver member and another end engages the sheave or drum.
  • Such a starting device is for example from the DE 203 01 182 U1 as well as the DE 203 19 902 U1 known.
  • the starting device as described in the two documents mentioned above, is housed in a housing in front of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is cooled by means of the air passing through the starting device.
  • the ventilation elements of the housing such as ventilation slots, allow the entry of a cooling air flow in a fan arranged behind the starter for cooling the internal combustion engine. Frequently, however, in such devices, the cooling air flow is shielded from the housing to the engine by elements of the starting device, or the cooling air flow disturbed by the elements of the starting device.
  • the US 4,480,605 shows a starting device for an internal combustion engine, which is designed with a rotatably mounted in a housing sheave, which is set for generating a driving torque for a motor shaft by means of an access via a pull rope in rotation.
  • the coupling member is formed by a coil spring, but which is wound in a plane.
  • the US 2,772,669 shows a starting device for an internal combustion engine, but no elastic coupling member is provided in the form of a spring.
  • the EP 1 484 499 A2 shows a starting device for an internal combustion engine, wherein the coupling member is designed as a cylindrically wound coil spring.
  • the invention has for its object to achieve a better cooling of the internal combustion engine at a starting device of the type mentioned.
  • the coupling element is now designed as a wire-wound spring with decreasing cross-sectional areas whose tapered shape follows the inflowing cooling air flow of the ventilation elements of the housing.
  • cross-sectional area here is not the cross-sectional area of the spring wire, but the area enclosed by a spring coil surface.
  • a significantly improved cooling of the internal combustion engine downstream of the starter is achieved, since the cooling air inflow is improved in the fan arranged behind the starter and thus a good flow of a blade-carrying fan can be achieved.
  • the inventive design of the starter device combines the advantage of not acting cooling air flow with the advantage of being sufficiently dimensioned by the spring force for the application.
  • a spring having a uniform cross section of the largest cross section of the spring would be sufficient of the spring force in a starter system according to the invention, but would hinder the incoming cooling air flow and therefore lead to a poorer cooling of the internal combustion engine.
  • the spring is formed in a circular shape and thus as a truncated cone. Rather, all possible wound forms with tapered cut surfaces, such as truncated pyramids, Tetraederstümpfe, etc. conceivable. Likewise, a truncated cone shape with elliptical cross-sectional areas or a truncated pyramidal shape with polygonal cross-sectional areas would be conceivable.
  • the wound spring is a tapered coil spring.
  • Such coil springs are commercially available well and inexpensively.
  • the spring is also designed so that the spring has a progressive spring characteristic.
  • a progressive spring characteristic harmonizes very well with the flow of forces in the starting device.
  • the torque to be applied to the motor shaft during the starting process is subject to considerable fluctuations, since in the compression phase of the piston up to top dead center, a very high torque is to be applied, while in the expansion phase the applied torque decreases.
  • the ratio of diameter or longitudinal blade on a base surface and a top surface of the spring is 0.9 or less, preferably 0.8 to 0.6 and particularly preferably about 0.73.
  • the wire diameter of the spring is in the range of 2 to 4 mm and, according to a further preferred embodiment, 2.5 to 3.5 mm. According to A particularly preferred embodiment provides that the wire diameter is about 2.8 mm.
  • the wire of the spring could have all other conceivable cross-sectional shapes, such as a round, an oval, a square and / or a triangular cross-section.
  • a starting device 100 'as known in the art Such a starting device 100 'is, as well as in Fig. 2 and 3 illustrated starting device 100 for manually starting an internal combustion engine determines, for example, belongs to a motor chain saw.
  • the cable start device 100, 100 ' is accommodated in a housing 10, 10' which is suitable for both the embodiment according to the prior art (US Pat. Fig. 1 ) as well as shown Embodiment of the invention ( Fig. 2 and 3 ) is a removable with louvers 11,11 'provided cover of the motor housing, in which inter alia, an air guide 12 is integrated and an adjacent pole 13th From the inner wall of the housing 10,10' goes out a bearing pin 14 '(only in Fig.
  • the pulley or cable drum 17,17 ' has a rear pin 18 (see Fig. 2 ) which projects through a central bore of the spring housing 15,15 'in this and has an axial slot for the engagement of the inner end of the spiral-shaped starter spring 16,16'.
  • the pulley or cable drum 17,17 ' has a bearing pin 14' surrounding annular receiving space 20 ', which is limited to the starter spring 16/16' out of the end wall 21. Between this end wall 21 of the pulley or cable drum 17,17 'and a receiving space 24 of a ratchet member 25,25' is a coil spring 26,26 'arranged.
  • the outer that is, the end wall 21 of the pulley or cable drum 17,17 'facing the end of the coil spring 26,26' is mounted in a slot 27 ', which is provided in an annular shoulder of the end wall 21. This shoulder encloses the coil spring 26,26 ', the outer winding rests against the inner wall of the paragraph.
  • the Klinkenmit aloneglied 25,25 'facing the end of the coil spring 26,26' is mounted in the pawl Mit supportivemit flexibilityglied 25,25 '.
  • the coil spring 26 ' as in Fig.1 is shown according to the prior art, represents a cylindrical coil spring and thus is also the Klinkenmit instructionalglied 25 'formed accordingly.
  • Such a designed coil spring 26 leads to a significantly improved ventilation behavior of the internal combustion engine, since the inflow of the cooling air is improved by the starting device 100 in the arranged after the starting device air guide 12, since the conical spring 26 follows the incoming cooling air flow, and thus the cooling air flow leads positively ,
  • the coil spring 26 ' is dimensioned so that the Klinkenmit instructionalglied 25' with the speed of the pulley or cable drum 17 'is taken as long as the reaction torque of the motor shaft remains below a predetermined limit, wherein the piston of the engine in the areas in front of and behind the dead center. As the reaction torque increases beyond this limit, the coil spring 26 'deforms by contracting its turns, so that the rotational speed of the pawl driver member 25' decreases, while the pulley or cable drum 17 'can be further rotated at the same speed and with only moderately increasing force.
  • a coil spring 26 is now used, in which the diameter ratio of top surface to bottom surface is about 0.73. Furthermore, a wire was used for the coil spring with a diameter of about 2.8 mm.
  • the spring develops a progressive spring characteristic. It is therefore not, as described above, when a limit value is exceeded, the coil spring 26 is deformed directly, but it is possible first to let go the larger turns on block to then take advantage of a progression to use the smaller turns of the coil spring 26, so that too
  • the rotational speed of the pawl Mit supportivemit supportiveglieds 25 decreases, while the pulley or cable drum 17 can be further rotated at the same speed and with only moderately increasing force.
  • FIG. 4 is a section of a device according to the invention shown and that a bearing pin 14 on which a coil spring 26 is located.
  • the FIGS. 4a), 4b ) and 4c ) show various embodiments of the shape of the journal, resulting in different spring characteristics.
  • the in the Fig. 4a ) shown embodiment shows a conical spiral spring 26 which is arranged around a cylindrical bearing journal. Such an embodiment leads to a linear spring characteristic.
  • Fig. 4b shows a conical coil spring 26 which is disposed about a bearing pin 14, which is one of the coil spring 26th corresponding cone angle.
  • a conical coil spring 26 which is disposed about a bearing pin 14, which is one of the coil spring 26th corresponding cone angle.
  • the Fig. 4c shows a conical coil spring 26 which is disposed about a conical bearing pin 14 whose cone falls more than the cone of the coil spring 26 and thus has a progressive spring characteristic result.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Startvorrichtung für mindestens einen Brennkraftmotor, insbesondere Seilzugstartvorrichtung für mindestens einen Zweitakt- oder Viertaktmotor, mit mindestens einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Seilscheibe oder Seiltrommel, die zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments für eine Motorwelle mittels mindestens eines Anwerfergriffs oder Zuggriffs, über mindestens ein Kraftübertragungsmittel, insbesondere über ein Anwerferseil oder Zugseil, in Drehung versetzbar und über mindestens ein elastisches Kopplungsglied mit mindestens einem Mitnehmerglied, insbesondere mit mindestens einem Klinkenmitnehmer, verbunden ist, mittels dessen das Antriebsdrehmoment auf die Motorwelle übertragbar ist, das Kopplungsglied zwei Enden aufweist, wobei ein Ende mit dem Mitnehmerglied und ein anderes Ende mit der Seilscheibe oder der Seiltrommel in Eingriff steht.
    • Stand der Technik
  • Eine solche Startvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 203 01 182 U1 sowie der DE 203 19 902 U1 bekannt. Bei den dort beschriebenen Startvorrichtungen ist es immer notwendig, dass eine gute Kühlung des Verbrennungsmotors mit einem durch die Startvorrichtung zu einem Lüfter führenden Kühlluftstrom stattfinden kann.
  • Die Startvorrichtung, wie sie in den beiden oben erwähnten Dokumenten beschreiben wird, ist in einem Gehäuse vor dem Verbrennungsmotor untergebracht. Der Verbrennungsmotor wird mittels der durch die Startvorrichtung hindurch tretende Luft gekühlt. Die Lüftungselemente des Gehäuses, wie beispielsweise Lüftungsschlitze, ermöglichen das Eintreten eines Kühlluftstroms in einen hinter dem Starter angeordneten Lüfter zum Kühlen des Verbrennungsmotors. Häufig wird bei derartigen Vorrichtungen allerdings der Kühlluftstrom vom Gehäuse zum Verbrennungsmotor durch Elemente der Startvorrichtung abgeschirmt, beziehungsweise der Kühlluftstrom durch die Elemente der Startvorrichtung gestört.
  • Da derartige Stailvorrichtungen häufig bei Geräten, wie beispielsweise Motorkettensägen verwendet werden, die hohen Belastungen ausgesetzt sind, ist eine möglichst gute Kühlung des Verbrennungsmotors wünschenswert.
  • Weiterhin ist aus der EP 1 396 060 A2 eine Seilzugstartvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt. Auch hier ist die gleiche Anordnung der Startervorrichtung wie bei dem schon oben beschriebenen Stand der Technik beschrieben.
  • Die US 4,480,605 zeigt eine Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor, die mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Seilscheibe, die zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments für eine Motorwelle mittels eines Zugriffs über ein Zugseil in Drehung versetzbar ist, ausgeführt ist.
  • In der EP 1 712 779 A2 ist eine Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor mit Merkmalen gezeigt, die der das Kopplungsglied durch eine Spiralfeder gebildet ist, welche jedoch in einer Ebene gewickelt ist.
  • Die US 2.772,669 zeigt eine Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor, wobei jedoch kein elastisches Kopplungsglied in Form einer Feder vorgesehen ist.
  • Die EP 1 484 499 A2 zeigt eine Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor, wobei das Kopplungsglied als zylindrisch gewickelte Schraubenfeder ausgeführt ist.
    • Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Startvorrichtung der eingangs genannten Art eine bessere Kühlung des Brennkraftmotors zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.
  • Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung wird nun das Kopplungselement als eine aus Draht gewickelte Feder mit sich verkleinernden Querschnittsflächen ausgeführt, deren sich verjüngende Form dem einströmenden Kühlluftstrom der Lüftungselemente des Gehäuses folgt.
  • Unter Querschnittsfläche ist hierbei nicht die Querschnittsfläche des Federdrahtes, sondern die von einer Federwindung umschlossene Fläche.
  • Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine deutlich verbesserte Kühlung des dem Starter nachgeordneten Verbrennungsmotors errecht, da die Kühllufteinströmung in den hinter dem Starter angeordneten Lüfter verbessert wird und damit eine gute Anströmung eines schaufeltragenden Ventilators erreichbar ist.
  • Darüber hinaus verbindet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Startervorrichtung den Vorteil, nicht kühllufteinströmhemmend zu wirken mit dem Vorteil, von der Federkraft für den Anwendungsfall ausreichend dimensioniert zu sein.
  • Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer aus Draht gewickelten Feder, deren Querschnittflächen sich vom einem zum anderen Ende hin sich im Wesentlichen verkleinern ist, dass auch der Platzbedarf im Starter geringer ist.
  • Eine Feder, die einen gleichmäßigen Querschnitt des größten Querschnitts der Feder aufweist, wäre von der Federkraft in einem erfindungsgemäßen Startersystem zwar ausreichend, würde jedoch den einströmenden Kühlluftstrom behindern und daher zu einer schlechteren Kühlung des Verbrennungsmotors führen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, dass die Feder in Kreisform und damit als Kegelstumpf ausgebildet ist. Vielmehr sind alle möglichen gewickelten Formen mit sich verjüngenden Schnittflächen, wie beispielsweise Pyramidenstümpfe, Tetraederstümpfe usw. denkbar. Ebenso wäre eine Kegelstumpfform mit elliptischen Querschnittflächen oder eine Pyramidenstumpfform mit mehreckigen Querschnittflächen denkbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die gewickelte Feder eine sich verjüngende Spiralfeder. Solche Spiralfedern sind im Handel gut und kostengünstig erhältlich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Feder auch so gestaltet, dass die Feder eine progressive Federkennlinie aufweist. So ist es beispielsweise bei Belastung der Feder möglich, zuerst die größeren Windungen auszunutzen und "auf Block" gehen zu lassen, um anschließend unter Ausnutzung der Progression die kleineren Windungen zu nutzen. Eine solche progressive Federkennlinie harmoniert sehr gut mit dem Kräfteverlauf in der Starteinrichtung. Das beim Startvorgang an der Motorwelle aufzubringende Drehmoment unterliegt starken Schwankungen, denn in der Kompressionsphase des Kolbens bis zum oberen Totpunkt ist ein sehr hohes Drehmoment aufzubringen, während in der Expansionsphase das aufzubringende Drehmoment absinkt.
  • Besonders gute Progressionseigenschaften der Feder können erzielt werden, wenn das Verhältnis von Durchmesser beziehungsweise Längsmesser an einer Grundfläche und einer Deckfläche der Feder 0,9 oder weniger, vorzugsweise 0,8 bis 0,6 und besonders bevorzugt etwa 0,73 beträgt.
  • Vorzugsweise liegt der Drahtdurchmesser der Feder im Bereich von 2 bis 4 mm und beträgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform 2,5 bis 3,5 mm. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Drahtdurchmesser etwa 2,8 mm beträgt.
  • Der Draht der Feder könnte dabei alle andern erdenklichen Querschnittsformen aufweisen, wie beispielsweise einen runden, einen ovalen, einen viereckigen und/oder einen dreieckigen Querschnitt.
  • Als Material für die Feder kann dabei ein handelsüblicher Federstahl verwendet werde. Es wäre aber auch durchaus denkbar, dass eine Kupfer-Zinn-Legierung zum Einsatz kommt. Das Material könnte darüber hinaus auch noch eine Beschichtung aufweisen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen hierbei
    • Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer Startvorrichtung gemäß des Standes der Technik;
    • Fig. 2 eine schematische Explosionsdarstellung einer Startvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und des Verbrennungsmotors sowie Teile der Vorrichtung, in die diese eingesetzt werden;
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit Elementen im eingebauten Zustand; und
    • Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung dreier Möglichkeiten der um einen Lagerzapfen gewickelten Spiralfeder.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • In der Darstellung des Standes der Technik und der gezeigten Ausführungsform werden die sich entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen benannt, wobei die Bezugszeichen des Standes der Technik mit einem Apostroph versehen sind.
  • In Fig. 1 ist eine Startvorrichtung 100' dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine solche Startvorrichtung 100' ist, wie auch die in Fig. 2 und 3 dargestellte Startvorrichtung 100 zum manuellen Anwerfen eines Brennkraftmotors bestimmt, der beispielsweise zu einer Motorkettensäge gehört. Die SeilzugStartvorrichtung 100,100' ist in einem Gehäuse 10,10' untergebracht, das sowohl bei der Ausführung gemäß des Standes der Technik (Fig. 1) als auch beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 2 und 3) ein abnehmbarer mit Lüftungsschlitzen 11,11' versehener Deckel des Motorgehäuses ist, in dem unter anderem auch eine Luftführung 12 integriert ist sowie ein daran angrenzendes Polrad 13. Aus der Innenwand des Gehäuses 10,10' geht ein Lagerzapfen 14' hervor (nur in Fig. 1 sichtbar), der von einem ebenfalls im Wesentlichen gehäusefesten Federgehäuse 15,15' für eine spiralförmige, am Rand des Federgehäuses 15,15' einseitig eingespannte Starterfeder 16,16' umgeben ist. Diese Starterfeder 16,16' dient als Rückzugsfeder für die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17'.
  • Die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' weist einen rückseitigen Zapfen 18 auf (siehe Fig. 2), der durch eine Mittelbohrung des Federgehäuses 15,15' in dieses hineinragt und einen axialen Schlitz für den Eingriff des inneren Endes der spiralförmigen Starterfeder 16,16' aufweist.
  • Auf die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' ist als Kraftübertragungsmittel ein Anwerferseil oder Zugseil (nicht dargestellt) aufgewickelt, dessen freies Ende aus dem Gehäuse 10,10' herausgeführt und an einer Handhabe befestigt ist. Durch Ziehen am Anwerferseil mittels der Handhabe wird die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' unter Abwicklung des Anwerferseils oder Zugseils um den Lagerzapfen 14' in Bewegung versetzt.
  • Die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' weist einen den Lagerzapfen 14' umgebenden kreisringförmigen Aufnahmeraum 20' auf, der zur Starterfeder 16/16' hin von der Stirnwand 21 begrenzt wird. Zwischen dieser Stirnwand 21 der Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' und einem Aufnahmeraum 24 eines Klinkenmitnehmergliedes 25,25' ist eine Spiralfeder 26,26' angeordnet.
  • Das äußere, das heißt der Stirnwand 21 der Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' zugewandte Ende der Spiralfeder 26,26' ist in einen Schlitz 27' eingehängt, der in einem ringförmigen Absatz der Stirnwand 21 vorgesehen ist. Dieser Absatz umschließt die Spiralfeder 26,26', dessen äußere Windung an der Innenwandung des Absatzes anliegt. Das dem Klinkenmitnehmerglied 25,25' zugewandte Ende der Spiralfeder 26,26' ist in dem Klinkenmitnehmerglied 25,25' gelagert.
  • Im montierten Zustand der Startvorrichtung 100 durchsetzt der gehäusefeste Lagerzapfen 14' eine Mittelbohrung der Stirnwand der Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17', so dass diese Mittelbohrung eine buchsenförmige Aufnahme für den Lagerzapfen 14' bildet. In ein axiales Innengewinde des Lagerzapfens 14' ist eine Befestigungsschraube 28' eingeschraubt, deren Kopf am Klinkenmitnehmerglied 25,25' befestigt ist.
  • Wenn die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' durch Ziehen am Anwerferseil oder Zugseil in Drehung versetzt wird, nimmt die Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' über die Spiralfeder 26,26' das Klinkenmitnehmerglied 25,25' mit. Mittels dieses Klinkenmitnehmergliedes 25,25' ist also die Drehbewegung der Seilscheibe oder Seiltrommel 17,17' und damit das Drehmoment auf die anzutreibende Motorwelle übertragb ar.
  • Die Spiralfeder 26', wie sie in Fig.1 gemäß des Standes der Technik dargestellt ist, stellt eine zylindrische Spiralfeder dar und somit ist auch das Klinkenmitnehmerglied 25' entsprechend ausgebildet.
  • Im Unterschied zur in Fig. 1 dargestellten Ausführung gemäß des Standes der Technik ist die Spiralfeder 26 in den Fig. 2 und 3 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein Kegelstumpf ausgebildet, dessen Grundfläche der Seilscheibe oder Seiltrommel 17 zugewandt ist, während die Deckfläche dem Klinkenmitnehmerglied 25 zugewandt ist.
  • Eine derart gestaltete Spiralfeder 26 führt zu einem deutlich verbesserten Lüftungsverhalten der Verbrennungskraftmaschine, da die Einströmung der Kühlluft durch die Startvorrichtung 100 in die nach der Startvorrichtung angeordnete Luftführung 12 verbessert wird, da die konische Feder 26 dem einströmenden Kühlluftstrom folgt, und somit den Kühlluftstrom positiv führt.
  • Darüber hinaus nimmt grundsätzlich beim Antreiben bzw. Drehen der Motorwelle die Verdichtung im Brennkraftmotor bis zu deren Totpunktlage des Kolbens zu und fällt dann wieder ab; entsprechend periodisch schwankt das Reaktionsmoment, was sich bei einer konventionellen Startvorrichtung in Form von hohen Kraftspitzen auswirkt, die beim Starten aufgebracht werden müssen. Zum Ausgleich ist das Kopplungselement und hier gemäß der der gezeigten Ausführungsform eine Spiralfeder 26,26' vorgesehen.
  • Gemäß der Ausführung des Standes der Technik ist die Spiralfeder 26' so dimensioniert, dass das Klinkenmitnehmerglied 25' mit der Drehzahl der Seilscheibe oder Seiltrommel 17' mitgenommen wird, solange das Reaktionsmoment der Motorwelle unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bleibt, wobei sich der Kolben des Verbrennungsmotors in den Bereichen vor und hinter seiner Totpunktlage befindet. Beim Anstieg des Reaktionsmomentes über diesen Grenzwert hinaus verformt sich die Spiralfeder 26' durch Zusammenziehen ihrer Windungen, so dass die Drehgeschwindigkeit des Klinkenmitnehmerglieds 25' abnimmt, während die Seilscheibe oder Seiltrommel 17' mit gleicher Drehzahl und mit nur mäßig steigendem Kraftaufwand weitergedreht werden kann.
  • Gemäß der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform wird nun eine Spiralfeder 26 eingesetzt, bei der das Durchmesserverhältnis von Deckfläche zu Grundfläche etwa 0,73 beträgt. Ferner wurde ein Draht für die Spiralfeder mit einem Durchmesser von ca. 2,8 mm verwendet.
  • Bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung entwickelt die Feder eine progressive Federkennlinie. Es wird also nicht, wie oben beschrieben, bei Überschreiten eines Grenzwertes die Spiralfeder 26 direkt verformt, sondern es ist möglich zuerst die größeren Windungen auf Block gehen zu lassen um anschließend unter Ausnutzung einer Progression die kleineren Windungen der Spiralfeder 26 zu nutzen, so dass auch hier die Drehgeschwindigkeit des Klinkenmitnehmerglieds 25 abnimmt, während die Seilscheibe oder Seiltrommel 17 mit gleicher Drehzahl und mit nur mäßig steigendem Kraftaufwand weitergedreht werden kann.
  • In der Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und zwar ein Lagerzapfen 14, auf dem sich eine Spiralfeder 26 befindet. Die Figuren 4a), 4b) und 4c) zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Form des Lagerzapfens, was zu unterschiedlichen Federkennlinien führt. Die in der Fig. 4a) gezeigte Ausführungsform zeigt eine konische Spiralfeder 26, die um einen zylindrischen Lagerzapfen angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung führt zu einer linearen Federkennlinie.
  • Die Ausführungsform, die in Fig. 4b) dargestellt ist, zeigt eine konische Spiralfeder 26, die um einen Lagerzapfen 14 angeordnet ist, der einen der Spiralfeder 26 entsprechenden Konuswinkel aufweist. Eine solche Ausgestaltung führt zu einer degressiven Federkennlinie.
  • Die Fig. 4c) zeigt eine konische Spiralfeder 26, die um einen konischen Lagerzapfen 14 angeordnet ist, dessen Konus stärker abfällt als der Konus der Spiralfeder 26 und damit eine progressive Federkennlinie zur Folge hat.
    • Bezugszeichen
    • 100/100'
    Startvorrichtung
    10/10'
    Gehäuse
    11/11'
    Lüftungsschlitze
    12
    Luftführung
    13
    Polrad
    14/14'
    Lagerzapfen
    15/15'
    Federgehäuse
    16/16'
    Starterfeder
    17/17'
    Seilscheibe oder Seiltrommel
    18
    Zapfen der Seilscheibe oder Seiltrommel
    19
    axialer Schlitz
    20'
    Aufnahmeraum der Seilscheibe oder Seiltrommel
    21/21'
    Stirnwand der Seilscheibe oder Seiltrommel
    24
    Aufnahmeraum eines Klinkenmitnehmerglieds
    25/25'
    Klinkenmitnehmerglied
    26/26'
    Spiralfeder
    27'
    Schlitz in der Stirnwand 21/21'
    28'
    Befestigungsschraube

Claims (10)

  1. Startvorrichtung (100) für einen Brennkraftmotor mit einer in einem Gehäuse (10) drehbar gelagerten Seilscheibe (17), die zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments für eine Motorwelle mittels eines Zuggriffs über ein Zugseil in Drehung versetzbar und über ein elastisches Kopplungsglied (26) mit einem Mitnehmerglied (25) verbunden ist und mittels dessen das Antriebsdrehmoment auf die Motorwelle übertragbar ist, wobei das Kopplungsglied (26) zwei Enden aufweist, wobei ein Ende mit dem Mitnehmerglied (25) und ein anderes Ende mit der Seilscheibe (17) in Eingriff steht,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (26) eine aus Draht gewickelte dreidimensionale Feder (26) aufweist, deren Querschnittflächen sich von dem der Seilscheibe (17) zugewandten Ende zum dem Mitnehmerglied (25) zugewandten Ende hin verkleinern.
  2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewickelte Feder (26) eine kegelstumpfförmige Form mit runden und/oder elliptischen Querschnittflächen oder eine pyramidenstumpfförmige Form mit vier- oder mehreckigen Querschnittflächen aufweist.
  3. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die gewickelte Feder (26) eine sich verjüngende Spiralfeder ist.
  4. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (26) eine progressive Kennlinie aufweist.
  5. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Durchmesser an einer Grundfläche und einer Deckfläche der gewickelten Feder (26) 0,9 oder weniger beträgt.
  6. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Durchmesser im Bereich von 0,8 bis 0,6 liegt, vorzugsweise etwa 0,73 beträgt.
  7. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drahtdurchmesser der Feder (26) im Bereich von 2 bis 4 mm liegt, vorzugsweise 2,5 bis 3,5 mm beträgt.
  8. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtdurchmesser der Feder (26) etwa 2,8 mm beträgt.
  9. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht der Feder (26) einen runden, einen ovalen, einen viereckigen und/oder einen dreieckigen Querschnitt aufweist.
  10. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der Feder (26) vom der Seilscheibe (17) zugewandten Ende zum Mitnehmerglied (25) zugewandten Ende im Bereich von kleiner als 10 mm, bevorzugterweise 7,25 mm liegt.
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