ES2283472T3 - Motor de arranque para motores de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Un motor de arranque de motor (10, 100, 200, 300, 400, 500) para arrancar un motor de combustión interna (5), en el que se almacena energía en un muelle de almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) alojado en un cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502) fijada con relación al motor de combustión interna (5) tirando de una cuerda de arranque (66, 126, 226, 326, 426, 526) de dicho cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502) y en el que la energía elástica almacenada en dicho muelle de almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) es liberada para girar un cigüeñal (6) de dicho motor de combustión interna (5), arrancando por ello el motor de combustión interna (5), donde dicha cuerda de arranque (66, 126, 226, 326, 426, 526) está enrollada en un carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528) montado rotativamente en dicho cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502), donde dicho cigüeñal (6) del motor de combustión interna (5) está conectado de forma desconectable a través de un embrague unidireccional (62, 118, 418, 518) a un rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) montado rotativamente en el cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502), donde dicho muelle de almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) está dispuesto para almacenar la energía cuando dicho rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) gira con relación a dicho cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502) en una dirección predeterminada.
Description
Motor de arranque para motores de combustión
interna.
La presente invención se refiere a un motor de
arranque de motor para arrancar un motor de combustión interna
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un motor de arranque de motor del tipo anterior
se conoce por US-A-5.537.966. Un
motor de arranque de motor de un tipo relacionado se conoce por DE
100 40 997 A1.
Los motores de arranque convencionales para
arrancar manualmente el motor de combustión interna son de un tipo
en el que una cuerda de arranque está enrollada en una polea
sujetada al cigüeñal del motor de combustión interna y en el que un
operador tira de la cuerda de arranque para girar el cigüeñal,
arrancando por ello el motor de combustión interna. Un embrague
unidireccional está interpuesto entre la polea y el cigüeñal, por
lo que los motores de arranque están configurados de modo que,
cuando se gire la polea en una dirección necesaria para arrancar,
el cigüeñal pueda girar en la misma dirección con la rotación de la
polea, pero de modo que cuando la polea se gire en la dirección
opuesta, el cigüeñal no pueda girar. Además, la polea está equipada
con un muelle en espiral o muelle de potencia para almacenar energía
tirando de la cuerda de arranque, y la combinación de este muelle
en espiral con el embrague unidireccional anterior realiza la
función de rebobinar automáticamente la cuerda de arranque sacada,
sobre la polea sin girar el cigüeñal.
En los motores de arranque convencionales
descritos anteriormente, dado que la fuerza de tracción de la cuerda
por parte del operador es transmitida directamente de la cuerda de
arranque a través de la polea al cigüeñal, la carga en la carrera
de compresión del motor de combustión interna es transmitida
directamente a la cuerda de arranque, por lo que la fuerza para
tirar de la cuerda puede ser variable. A saber, durante la acción de
tirar de la cuerda de arranque, la carga en la carrera de
compresión del motor de combustión interna es transmitida a modo de
pulso a la cuerda; se necesita una gran fuerza de tracción de la
cuerda antes del final de la carrera de compresión, mientras que es
suficiente solamente una fuerza débil de tracción de la cuerda
después del final de la carrera de compresión hasta el siguiente
carrera de compresión.
El motor de combustión interna no logrará
arrancar a no ser que se tire de la cuerda de arranque con el fin
de girar el cigüeñal a una velocidad rotacional por encima de un
cierto nivel. Además de la varianza anterior de la fuerza de
tracción de la cuerda, la carga era pesada para el operador y era
difícil que un operador sin fuerza arrancase el motor de combustión
interna.
Además, con los motores de arranque
convencionales, había un truco al girar el cigüeñal a una velocidad
rotacional rápida, por ejemplo, al empezar a tirar de la cuerda
después del pistón del motor de combustión interna se ajustase en
la posición de compresión (cerca de la posición del punto muerto
superior), y, por lo tanto, el operador tenía que ser experto en
cierta medida.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar motores de arranque de motor capaces de arrancar
con seguridad el motor de combustión interna incluso con una débil
fuerza de tracción casi constante ejercida en la cuerda de
arranque.
Para llevar a cabo el objeto anterior, la
presente invención proporciona el motor de arranque de motor según
la reivindicación 1. Además, la descripción siguiente describe un
motor de arranque para arrancar un motor de combustión interna, en
el que se almacena energía en un muelle de almacenamiento de energía
alojado en un cárter fijada con relación al motor de combustión
interna tirando de una cuerda de arranque del cárter y en el que la
energía elástica almacenada en el muelle de almacenamiento de
energía es liberada para girar un cigüeñal del motor de combustión
interna, arrancando por ello el motor de combustión interna, donde
el motor de arranque está construido de manera que la energía
elástica almacenada en el muelle de almacenamiento de energía sea
liberada al inicio del rebobinado de la cuerda de arranque que ha
sido sacada del cárter.
Más específicamente, en la presente invención,
la cuerda de arranque se enrolla en un carrete montado rotativamente
en el cárter. El cigüeñal del motor de combustión interna está
conectado de forma desconectable a través de un embrague
unidireccional a un rotor montado rotativamente en el cárter, y el
muelle de almacenamiento de energía está dispuesto con el fin de
almacenar la energía cuando el rotor gira con relación al cárter en
una dirección predeterminada. El motor de arranque de motor según
la presente invención incluye además medios de enganche para
enganchar el carrete con el rotor, y medios de control de enganche
para controlar los medios de enganche. Los medios de control de
enganche controlan los medios de enganche con el fin de enganchar el
carrete con el rotor tirando de la cuerda de arranque del carrete,
por lo que el par del carrete es transmitido al rotor para
almacenar la energía en el muelle de almacenamiento de energía. Los
medios de control de enganche controlan los medios de enganche con
el fin de liberar el enganche entre el carrete y el rotor al inicio
del rebobinado de la cuerda de arranque sobre el carrete después de
la extracción de la cuerda de arranque, por lo que una fuerza de
restablecimiento del muelle de almacenamiento de energía es
transmitida a través del rotor y el embrague unidireccional al
cigüeñal para girar el cigüeñal.
En esta configuración, el carrete se engancha
con el rotor tirando de la cuerda de arranque para almacenar la
energía en el muelle de almacenamiento de energía a través de la
rotación del rotor. En esta ocasión, el embrague unidireccional
desengancha el rotor del cigüeñal del motor de combustión interna,
de modo que la tracción ejercida en la cuerda de arranque se
determina solamente por la fuerza elástica del muelle de
almacenamiento de energía. Por lo tanto, se puede tirar de la
cuerda de arranque con fuerza constante. Dado que la gran carga en
la carrera de compresión del motor de combustión interna no es
transferida a la cuerda de arranque, la tracción de la cuerda se
libera en ese grado. Durante el rebobinado de la cuerda de arranque,
la fuerza de restablecimiento del muelle de almacenamiento de
energía gira automáticamente el rotor y su par gira el cigüeñal a
través del embrague unidireccional. Por lo tanto, el cigüeñal gira a
una velocidad determinada por el muelle de almacenamiento de
energía, de manera que sea capaz de arrancar con seguridad el motor
de combustión interna.
Es preferible proporcionar un muelle de
rebobinado de cuerda para almacenar energía tirando de la cuerda de
arranque del carrete y para girar el carrete con el fin de rebobinar
la cuerda de arranque sacada, sobre el carrete, porque el muelle de
rebobinado de cuerda rebobina automáticamente la cuerda de
arranque.
Son concebibles varias formas para los medios de
enganche para enganchar el carrete con el rotor y para los medios
de control de enganche para controlar el enganche y desenganche por
los medios de enganche.
Por ejemplo, donde el carrete y el rotor están
dispuestos como coaxiales uno con otro, una configuración concebible
es aquella en la que los medios de enganche incluyen una pluralidad
de dientes dispuestos en el rotor; y un trinquete cuya porción
intermedia está montada de forma basculante en el carrete y cuyo
primer extremo es enganchable con los dientes y que los medios de
control de enganche incluyen un primer elemento basculante montado
de manera que esté adyacente al primer extremo del trinquete y
basculable en el carrete, estando dispuesto dicho primer elemento
basculante para empujar el primer extremo del trinquete para
enganchar el trinquete con los dientes; un segundo elemento
basculante montado de manera que esté adyacente a un segundo extremo
del trinquete y basculable en el carrete, estando dispuesto dicho
segundo elemento basculante para empujar el segundo extremo del
trinquete para liberar el enganche de dicho trinquete con los
dientes; medios excéntricos dispuestos en el cárter y dispuestos
para enganchar con el primer elemento basculante y el segundo
elemento basculante para bascular estos elementos basculantes; y un
muelle dispuesto para empujar el primer elemento basculante y el
segundo elemento basculante hacia enganche con los medios
excéntricos. En esta configuración, los medios excéntricos están
dispuestos para bascular el primer elemento basculante para bascular
el trinquete a una posición de enganche con los dientes tirando de
la cuerda de arranque del carrete y están dispuestos para bascular
el segundo elemento basculante para bascular el trinquete a una
posición de desenganche de los dientes con rebobinado de la cuerda
de arranque sobre el carrete.
Además, donde se prevé un elemento acanalado de
manera que sea coaxial con el rotor y esté montado rotativamente en
el cárter y donde el carrete está dispuesto para ser enchavetado a
una periferia exterior del elemento acanalado de manera que se
pueda aproximar y alejar del rotor, una configuración concebible es
tal que los medios de enganche incluyen una uña dispuesta en el
carrete o el rotor; y un rebaje dispuesto en el otro del carrete y
el rotor con el fin de montar con la uña cuando el carrete esté
situado cerca del rotor y que los medios de control de enganche
incluyen una base montada de manera que sea coaxial con el carrete y
rotativa en el cárter, estando dispuesta dicha base para girar
conjuntamente con el carrete; medios de fijación de base para fijar
la base con relación al cárter al empezar a tirar de la cuerda de
arranque y al inicio del rebobinado de la cuerda de arranque; y una
excéntrica en espiral dispuesta entre la base y el carrete, estando
dispuesta dicha excéntrica en espiral para aproximar el carrete al
rotor cuando el carrete se gira en una dirección de tracción de la
cuerda de arranque.
Una configuración preferida de los medios de
fijación de base anteriores incluye una pluralidad de dientes
dispuestos en una superficie periférica interior del cárter; un
trinquete montado de manera que pueda bascular en la base y
dispuesto de manera que pueda enganchar con los dientes; un muelle
dispuesto para empujar el trinquete con el fin de enganchar el
trinquete con los dientes; y una pieza dispuesta en el carrete,
estando dispuesta dicha pieza para enganchar con el trinquete con
rotación del carrete para transmitir un par del carrete a la base y
estando dispuesta dicha pieza para empujar el trinquete para liberar
el enganche entre el trinquete y los dientes.
Además, donde el carrete y el rotor están
dispuestos coaxiales uno con otro, las configuraciones preferidas
de los medios de enganche y los medios de control de enganche
distintos de las anteriores son las siguientes.
A saber, otra configuración es tal que los
medios de enganche incluyan una porción sobresaliente dispuesta en
el rotor; y un trinquete montado de manera que pueda bascular en el
carrete y dispuesto de manera que pueda enganchar con la porción
sobresaliente y que los medios de control de enganche incluyen una
polea de ranura en V fijada al cárter; un alambre de rozamiento
montado con rozamiento en la polea de ranura en V y conectado al
trinquete, estando dispuesto dicho alambre de rozamiento para ser
desplazado con relación a la polea de ranura en V tirando de la
cuerda de arranque del carrete para bascular el trinquete con el fin
de enganchar el trinquete con la porción sobresaliente; y un
trinquete de liberación montado en el cárter, estando dispuesto
dicho trinquete de liberación para entrar en contacto con el
trinquete con rebobinado de la cuerda de arranque sobre el carrete
para bascular el trinquete con el fin de desenganchar el trinquete
de la porción sobresaliente.
Otra configuración concebible es tal que los
medios de enganche incluyan una porción sobresaliente dispuesta en
el rotor; y un trinquete montado de manera que pueda bascular en el
carrete y dispuesto de manera que pueda enganchar con la porción
sobresaliente y que los medios de control de enganche incluyan una
polea de ranura en V fijada al cárter; un alambre de rozamiento
montado con rozamiento en la polea de ranura en V y conectado al
trinquete, estando dispuesto dicho alambre de rozamiento para ser
desplazado con relación a la polea de ranura en V tirando de la
cuerda de arranque del carrete para bascular el trinquete con el fin
de enganchar el trinquete con la porción sobresaliente; una
superficie excéntrica formada en el cárter; y un trinquete de
liberación montado en el trinquete, estando dispuesto dicho
trinquete de liberación para bascular el trinquete en cooperación
con la superficie excéntrica con rebobinado de la cuerda de arranque
sobre el carrete con el fin de desenganchar el trinquete de la
porción sobresaliente.
Otra configuración potencial es tal que los
medios de enganche incluyan una pluralidad de dientes dispuestos en
el carrete; y un trinquete montado de manera que pueda bascular en
el rotor y dispuesto de manera que pueda enganchar con los dientes
y que los medios de control de enganche incluyan un muelle dispuesto
para empujar el trinquete con el fin de enganchar el trinquete con
los dientes; una pieza sobresaliente dispuesta en el cárter; y un
elemento basculante montado de manera que pueda bascular en el
rotor, estando dispuesto dicho elemento basculante para bascular en
contacto con la pieza sobresaliente con rebobinado de la cuerda de
arranque sobre el carrete para bascular el trinquete con el fin de
desenganchar el trinquete de los dientes.
Otra configuración potencial es tal que los
medios de enganche incluyen una pluralidad de dientes dispuestos en
el rotor; y un trinquete montado de manera que pueda bascular en el
carrete y dispuesto de manera que pueda enganchar con los dientes y
que los medios de control de enganche incluyan un elemento
basculante montado de manera que pueda bascular en el carrete,
estando dispuesto dicho elemento basculante para entrar en contacto
con el trinquete para bascular el trinquete, con el fin de efectuar
el enganche o desenganche de los dientes; una polea de ranura en V
fijada al cárter; y un alambre de rozamiento montado con rozamiento
en la polea de ranura en V y conectado al elemento basculante,
estando dispuesto dicho alambre de rozamiento para ser desplazado
con relación a la polea de ranura en V tirando de la cuerda de
arranque del carrete para bascular el elemento basculante con el
fin de bascular el trinquete a una posición de enganche con los
dientes y estando dispuesto dicho alambre de rozamiento para ser
desplazado con relación a la polea de ranura en V con rebobinado de
la cuerda de arranque sobre el carrete para bascular el elemento
basculante con el fin de bascular el trinquete a una posición de
desenganche de los dientes.
Cuando el muelle de almacenamiento de energía es
un muelle en espiral, una configuración efectiva es tal que el
muelle esté montado en el cárter al mismo tiempo que esté alojado de
forma no separable en un cárter de muelle.
Estas y otras características y ventajas de la
presente invención serán evidentes a los expertos en la técnica
después de la lectura de la descripción detallada siguiente tomada
en unión con los dibujos donde se representan y describen
realizaciones ilustrativas de la invención.
La figura 1 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la primera
realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática en sección
transversal del motor de arranque de motor a lo largo de una línea
II-II de la figura 1.
La figura 3 es una vista frontal de una unidad
de muelle usada en el motor de arranque de la figura 1.
La figura 4 es una vista en planta de la unidad
de muelle de la figura 3.
La figura 5 es una vista en sección transversal
de la unidad de muelle a lo largo de una línea V-V
de la figura 3.
Las figuras 6A a 6F muestran vistas en sección
transversal del motor de arranque de motor sin el muelle, similar a
la figura 2, que son vistas que representan secuencialmente estados
del motor de arranque tirando de la cuerda de arranque.
Las figuras 7A a 7F muestran vistas en sección
transversal del motor de arranque de motor sin el muelle, similar a
la figura 2, que son vistas que representan secuencialmente estados
del motor de arranque con rebobinado de la cuerda de arranque.
La figura 8 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la segunda
realización de la presente invención.
La figura 9 es una vista esquemática en sección
transversal del motor de arranque de motor a lo largo de una línea
IX-IX de la figura 8.
La figura 10 es una vista esquemática en sección
transversal del motor de arranque de motor a lo largo de una línea
X-X de la figura 8.
La figura 11 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la tercera
realización de la presente invención.
Las figuras 12A y 12B son vistas esquemáticas en
sección transversal del motor de arranque de motor a lo largo de
una línea XII-XII de la figura 11, donde la figura
12A es una vista que representa un estado de enganche de trinquetes
con porciones sobresalientes y la figura 12B es una vista que
representa un estado de desenganche de los trinquetes de las
porciones sobresalientes.
La figura 13 es una vista explicativa
esquemática que representa un mecanismo para bascular
trinquetes.
La figura 14 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la cuarta
realización de la presente invención.
Las figuras 15A y 15B son vistas esquemáticas en
sección transversal del motor de arranque de motor a lo largo de
una línea XV-XV de la figura 14, donde la figura 15A
es una vista que representa un estado de enganche de trinquetes con
porciones sobresalientes y la figura 15B es una vista que representa
un estado de desenganche de los trinquetes de las porciones
sobresalientes.
La figura 16 es una vista esquemática en sección
transversal del motor de arranque de motor a lo largo de una línea
XVI-XVI de la figura 14.
La figura 17 es una vista en planta de un
trinquete.
La figura 18 es una vista esquemática en sección
transversal del trinquete de la figura 17.
La figura 19 es una vista que representa una
relación entre trinquetes y el carrete.
Las figuras 20A y 20B son vistas esquemáticas
explicativas que representan un mecanismo para bascular los
trinquetes.
La figura 21 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la quinta
realización de la presente invención.
Las figuras 22A y 22B son vistas esquemáticas en
sección transversal del motor de arranque de motor a lo largo de
una línea XXII-XXII de la figura 21, donde la figura
22A es una vista que representa un estado de enganche de trinquetes
con dientes y la figura 22B es una vista que representa un estado de
desenganche de los trinquetes de los dientes.
La figura 23 es una vista esquemática en sección
transversal de un motor de arranque de motor según la sexta
realización de la presente invención.
Las figuras 24A y 24B son vistas esquemáticas en
sección transversal del motor de arranque de motor a lo largo de
una línea XXIV-XXIV de la figura 23, donde la figura
24A es una vista que representa un estado de enganche de trinquetes
con dientes y la figura 24B es una vista que representa un estado de
desenganche de los trinquetes de los dientes.
Y la figura 25 es una vista esquemática en
sección transversal del motor de arranque de motor a lo largo de
una línea XXV-XXV de la figura 23.
Varias realizaciones preferidas de la presente
invención se describirán a continuación en detalle con referencia a
los dibujos.
La figura 1 y la figura 2 muestran el motor de
arranque de motor según la primera realización de la presente
invención. El motor de arranque 10 está provisto de un cárter 12
fijada a un motor de combustión interna 5 con pernos (no
representados). El cárter 12 se puede separar en dos partes en la
dirección axial, donde la parte 12a en contacto con la superficie
exterior del motor de combustión interna es de forma tubular abierta
en dos extremos y donde la otra parte 12b es de forma de copa
cerrada en un extremo. En un estado montado en el motor de
combustión interna 5, una unidad de muelle 14 está interpuesta entre
la parte tubular 12a y la parte en forma de copa 12b del
cárter
12.
12.
La unidad de muelle 14, como se representa en
las figuras 3 a 5, incluye un muelle en espiral 16 para
almacenamiento de energía, y un cárter de muelle 18 que aloja el
muelle en espiral 16. El muelle en espiral 16 está curvado en su
extremo exterior formando un gancho 20, de manera que se pueda
enganchar en el cárter de muelle 18. Un extremo interior 22 del
muelle en espiral 16 está redondeado en forma tubular de un diámetro
pequeño. Este extremo interior 22 está construido de manera que se
enganche en un rotor 24 en el motor de arranque 10.
En la presente realización, el cárter de muelle
18 se hace preferiblemente de metal, y está compuesta de un
elemento casi cilíndrico que se abre en un extremo pero se cierra en
el otro extremo, así llamado un elemento en forma de copa 26, y un
elemento de tapa 28 colocado en el extremo abierto del elemento en
forma de copa 26.
El elemento en forma de copa 26 se hace, por
ejemplo, por estampado para formar una porción lateral casi
cilíndrica 26a y una porción de extremo cerrado 26b. Se ha formado
un agujero 30 en el centro de la porción de extremo cerrado 26b. La
anchura de la porción lateral 26a (la longitud en la dirección
axial) es un poco mayor que la anchura del muelle en espiral 16. Al
realizar el estampado, se perfora un agujero 32 en una región que
será la porción lateral 26a. Una porción perforada para formar este
agujero 32 se pliega sobre el exterior, formando por ello un gancho
34. Cuando el muelle en espiral 16 se coloca en el elemento en forma
de copa 26, el extremo exterior del muelle en espiral 16 pasa a
través del agujero 32 y el gancho 20 en el extremo exterior del
muelle en espiral 16 se engancha en el gancho 34 del agujero 32.
Cuando el gancho 34 se hace simultáneamente con la formación del
agujero 32 de esta forma, no hay que preparar por separado un
elemento para que un extremo del muelle en espiral 16 enganche
encima. Cuando el muelle en espiral 16 se engancha utilizando el
gancho 34, la posición del muelle en espiral 16 se determina con
relación al elemento en forma de copa 26 y, a su vez, la posición
del muelle en espiral 16 se determina con relación al cárter 12 del
motor de arranque 10.
En el extremo abierto del elemento en forma de
copa 26, una pluralidad de uñas 36 están formadas integralmente a
intervalos apropiados. Estas uñas 36 pasan por hendiduras
correspondientes 38 formadas en el elemento de tapa 28 y
posteriormente se curvan para fijar el elemento en forma de copa 26
al elemento de tapa 28 de forma integral.
El elemento de tapa 28 es una chapa plana de
metal. La forma del elemento de tapa 28 en la vista en planta es
más grande que la forma del extremo abierto del elemento en forma de
copa 26, y en un estado montado del elemento de tapa 28 en el
elemento en forma de copa 26, la periferia exterior del elemento de
tapa 28 está conformada de manera que sobresalga del elemento en
forma de copa 26 al exterior. El contorno del elemento de tapa 28
está casi adaptado con el contorno de una porción de montaje del
cárter 12 del motor de arranque 10 donde la unidad de muelle 14
está montada, es decir, con el contorno de la parte de tope o
interface entre la parte tubular 12a y la parte en forma de copa
12b del cárter 12. Además, se ha previsto agujeros de perno 40 en
posiciones apropiadas en la porción periférica exterior del elemento
de tapa 28 y estos agujeros se usan para montar la unidad de muelle
14 en el cárter 12 del motor de arranque 10. Se ha formado un
agujero 42 en la porción central del elemento de tapa 28 (porción
central centrada alrededor del eje del elemento en forma de copa 26
en un estado en el que el elemento de tapa 28 se sujeta al elemento
en forma de copa 26).
En el estado en que el elemento de tapa 28 está
sujetado al elemento en forma de copa 26, el muelle en espiral 16
ya está colocado dentro, y en este estado solamente hay una pequeña
holgura entre el muelle en espiral 16 y la parte de extremo cerrado
26b del elemento en forma de copa 26 o el elemento de tapa 28, de
modo que el extremo cerrado 26b o el elemento de tapa 28 funcionan
como un bloqueo para restringir el movimiento del muelle en espiral
16 en la dirección axial. Consiguientemente, se evita que el muelle
en espiral 16 se deforme en gran parte en la dirección axial
durante el almacenamiento de energía o análogos, y también se evita
que el muelle en espiral 16 traquetee en el cárter de muelle 18 y
que así afecte a otros componentes situados en el lado delantero o
el lado trasero del cárter 18 en la dirección axial.
La unidad de muelle 14 construida como se ha
descrito anteriormente se incorpora al motor de arranque 10
interponiendo el elemento de tapa 28 entre la parte tubular 12a y
la parte en forma de copa 12b del cárter 12 del motor de arranque
10, casando los agujeros de perno 40 del elemento de tapa 28 con
agujeros de perno 44, 46 del cárter 12, y sujetándolos al motor de
combustión interna 5 con pernos (no representados). Dado que el
contorno del elemento de tapa 28 es casi coincidente con el
contorno de la parte de montaje del cárter 12, la unidad de muelle
14 se puede colocar fácilmente con relación al cárter 12. Los
agujeros de perno 40 y el gancho 34 también se pueden usar como
señales para colocación. Además, dado que el muelle en espiral 16
puede ser manejado en un estado de alojamiento en el cárter 18, el
trabajo de montaje es fácil y también se evita que el muelle en
espiral 16 se salga del cárter 12 durante el desmontaje, lo que
presenta una seguridad excelente.
La unidad de muelle 14 se incorpora
conjuntamente con otros componentes del motor de arranque 10 al
cárter 12 del motor de arranque 10.
Dentro del cárter 12, un eje de soporte 48 es
integral con y se extiende desde el centro del extremo cerrado de
la porción en forma de copa 12b del cárter 12 hacia el motor de
combustión interna 5. El eje de soporte 48 tiene una porción de
gran diámetro 48a que tiene un diámetro grande en el lado de extremo
cerrado, y una porción de diámetro pequeño 48b que tiene un
diámetro más pequeño se extiende coaxialmente desde una cara de
extremo de la porción de diámetro grande 48a. Cuatro salientes
(medios excéntricos) 50, cada uno de los cuales se extiende en la
dirección axial, están formados integralmente en una configuración
en cruz en el estado de la figura 2 en la superficie periférica
exterior de la porción de raíz (la porción en el lado de la porción
de diámetro grande 48a) de la porción de diámetro pequeño 48b.
\newpage
El extremo distal de la porción de diámetro
pequeño 48b del eje de soporte 48 se pasa a través de los agujeros
30, 42 del cárter de muelle 18 de la unidad de muelle 14. Un rotor
24 de forma casi cilíndrica está montado rotativamente en el
extremo distal de la porción de diámetro pequeño 48b y está fijado a
él con un tornillo 25 con el fin de evitar que se salga. Un extremo
de este rotor 24 es soportado por caras de extremo de los salientes
50. Una pestaña situada hacia fuera 24a está formada integralmente
en el extremo del rotor 24 en el lado de los salientes 50 y una
porción anular 24b está formada de manera que se extienda desde el
borde exterior de la pestaña 24a hacia el extremo cerrado del
cárter 12. Una pluralidad de dientes 54 a enganchar o desenganchar
de un trinquete 52, descrito a continuación, están formados en la
dirección circunferencial en la superficie periférica interior de
la porción anular 24b.
El otro extremo del rotor 24 se extiende a
través de los agujeros 30, 34 del cárter de muelle 18 de la unidad
de muelle 14 hacia el motor de combustión interna 5. Una ranura o
muesca 56 está formada en la superficie periférica exterior del
rotor 24 situado dentro de la unidad de muelle 14, y el extremo
interior 22 del muelle en espiral 16 está montado en esta ranura
56. Dado que el muelle en espiral 16 está fijado en el extremo
exterior 20 con relación al cárter de muelle 18 y, por lo tanto,
con relación al cárter 12, se almacena energía en el muelle en
espiral 16 cuando el rotor 24 gira en la dirección indicada por una
flecha X en la figura 2.
Múltiples dientes 58 están formados en la
dirección circunferencial en la superficie periférica exterior de
la porción sobresaliente del rotor 24 que sobresale de la unidad de
muelle 14 hacia el motor de combustión interna 5. Estos dientes 58
constituyen un embrague unidireccional 62, juntamente con un
elemento de junta 60 sujetado a un cigüeñal 6 que se extiende
coaxialmente desde el motor de combustión interna 5 al cárter 12. A
saber, los dientes 58 del rotor 24 se pueden enganchar o
desenganchar de los trinquetes 64 montados de manera que puedan
bascular en el elemento de junta 60, y están dispuestos de modo que
cuando el rotor 24 se gira en la dirección de la flecha X en la
figura 2, los trinquetes 64 se desenganchan de los dientes 58 para
que el rotor 24 pueda girar libremente con relación al cigüeñal 6 y
de modo que cuando el rotor 24 se gire en la dirección opuesta
indicada por una flecha Y, los trinquetes 64 enganchen con los
dientes 58 para transmitir el par del rotor 24 al cigüeñal 6.
Un carrete 68 con una cuerda de arranque 66
enrollada encima está montado rotativamente en la porción de
diámetro grande 48a del eje de soporte 48. La dirección de devanado
de la cuerda de arranque 66 es la dirección en la que el carrete 68
gira en la dirección de la flecha X en la figura 2 tirando de la
cuerda de arranque 66. Un muelle en espiral 70 para rebobinado de
la cuerda está montado entre el carrete 68 y el cárter 12. Este
muelle en espiral 70 está montado con el fin de almacenar energía
con la rotación del carrete 68 en la dirección de la flecha X. El
muelle en espiral 70 también puede estar alojado en un cárter de
muelle similar a la del muelle en espiral de almacenamiento de
energía 16.
Los primeros extremos de un par de elementos
basculantes 72, 73 están montados de forma basculante en simetría
central alrededor del centro del eje rotacional en la superficie del
carrete 68 en el lado del motor de combustión interna 5. Un pequeño
agujero está perforado en la porción central de cada elemento
basculante 72, 73 y un extremo de muelle 74 está montado en este
agujero pequeño. El muelle 74 empuja los extremos distales de los
respectivos elementos basculantes 72, 73 hacia el eje de rotación
por lo que los elementos basculantes 72, 73 siempre están en un
estado enganchado con los salientes 50 en el eje de soporte 48. El
muelle 74 propiamente dicho tiene una forma casi arqueada tal que
no toque los salientes 50.
Además, dicho trinquete relativamente alargado
52 está montado de forma basculante en la posición desplazada
aproximadamente 90° en la dirección de la flecha X de la figura 2 de
un elemento basculante 73 en la superficie del carrete 68 en el
lado del motor de combustión interna 5. El eje del movimiento
basculante está situado en la porción intermedia del trinquete 52,
y un extremo 52a en el lado delantero en la dirección de la flecha
X (este extremo 52a se denominará "porción de cabeza" y el otro
extremo 52b "porción de cola") se puede enganchar o
desenganchar de los dientes 54 formados en la porción anular 24b del
rotor 24. La porción de cabeza 52a del trinquete 52 puede enganchar
con el elemento basculante 72 adyacente (que también se denominará a
continuación "primer elemento basculante"), y la porción de
cola 52b del trinquete 52 puede enganchar con el elemento basculante
73 adyacente (que también se denominará "segundo elemento
basculante"). El movimiento basculante del trinquete 52 es
controlado por las acciones de estos elementos basculantes 72, 73.
Además, unos muelles helicoidales 76 están montados en el eje
basculante del trinquete 52. Un extremo de los muelles helicoidales
76 se soporta en un saliente 78 en el carrete 68, y el otro extremo
está en contacto con la superficie exterior del trinquete 52. El
muelle helicoidal empuja la porción de cabeza 52a del trinquete 52
alejándola de los dientes 54.
Con esta disposición, cuando el operador empieza
a tirar de la cuerda de arranque 66 con el fin de arrancar el motor
de combustión interna 5, el carrete 68 empieza a girar en la
dirección de la flecha X desde el estado inicial representado en la
figura 2 y la figura 6A. En esta ocasión, los elementos basculantes
72, 73 y el trinquete 52 también giran junto con el carrete 68. En
la etapa inicial de rotación, sin embargo, el trinquete 52 se
mantiene aparte de los dientes 54 de la porción anular 24b del rotor
24 por los muelles helicoidales 76 y los extremos distales de los
elementos basculantes 72, 73 están a punto de entrar entre los
salientes estacionarios 50 por la acción del muelle 74 (véase las
figuras 6A a 6D).
Cuando la cuerda de arranque 66 es empujada más
para girar el carrete 68 en la dirección de la flecha X, el extremo
distal del primer elemento basculante 72 situado en el lado de
cabezal 52a del trinquete 52 gira su dirección hacia la porción de
cabeza 52a por la acción excéntrica de los salientes 50 (véase la
figura 6E) y posteriormente empuja la porción de cabeza 52a hacia
fuera para enganchar la porción de cabeza con los dientes 54 del
rotor 24 (véase la figura 6F). El segundo elemento basculante 73
está situado en la posición donde está completamente desenganchado
del trinquete 52. El muelle en espiral de rebobinado 70 almacena
energía del principio al fin de la tracción de la cuerda de
arranque 66.
Cuando la cuerda de arranque 66 es sacada de
forma continua después de que el trinquete 52 engancha con los
dientes 54 del rotor 24, el par del carrete 68 actúa como una fuerza
de empuje del trinquete 52 contra los dientes 54, de modo que el
trinquete 52 mantiene su estado de enganche con los dientes 54
contra la fuerza elástica de los muelles helicoidales 76. Como
resultado, la fuerza de empuje del trinquete 52 es transmitida a
través de los dientes 54 al rotor 24, por lo que el rotor 24 también
empieza a girar en la dirección de la flecha X conjuntamente con el
carrete 68. Por lo tanto, el muelle en espiral 16 en la unidad de
muelle 14 también almacena energía como lo hace el muelle en
espiral de rebobinado 70. Durante este período, el rotor 24 se
mantiene en un estado desenganchado del cigüeñal 6 del motor de
combustión interna 5 por la acción del embrague unidireccional 62
entre el rotor 24 y el elemento de junta 60, para no girar el
cigüeñal 6. Dado que el rotor 24 también está libre de la carga del
cigüeñal 6, la cuerda de arranque 66 puede ser sacada
establemente.
Ahora se supone que la figura 7A representa un
estado en que la cuerda de arranque 66 está completamente sacada
del carrete 68. En este estado, el muelle en espiral 16 almacena la
energía suficiente para arrancar el motor de combustión interna 5.
Cuando se reduce la fuerza de tracción en la cuerda de arranque 68,
el carrete empieza a girar en la dirección de una flecha Y en la
figura 7A bajo la fuerza de restablecimiento del muelle en espiral
de rebobinado 70 (véase las figuras 7A a 7D). En este caso, los
elementos basculantes 72, 73 basculan cuando sus extremos distales
se mueven siguiendo la superficie exterior de los salientes 50. Sin
tardar, el extremo distal del segundo elemento basculante 73
adyacente a la porción de cola 52b del trinquete 52 mueve la porción
de cola 52b del trinquete 52 hacia fuera (véase la figura 7E). Este
movimiento desengancha la porción de cabeza 52a del trinquete 52 de
los dientes 54 del rotor 24 y este estado desenganchado es mantenido
por la acción de los muelles helicoidales 76 (véase la figura 7F).
Como resultado, se interrumpe el recorrido de transmisión de
energía entre el rotor 24 y el carrete 68, de modo que la energía
elástica almacenada en el muelle en espiral 16 es liberada para
girar el rotor 24 en la dirección de la flecha Y. El par en esta
dirección es transmitido a través del embrague unidireccional 62 al
cigüeñal 6 del motor de combustión interna 5 para arrancar el motor
de combustión interna 5. Por otra parte, el carrete 68 continúa
girando en la dirección de la flecha Y bajo la fuerza del muelle en
espiral 70. Dado que en este estado el primer elemento basculante 72
se mantiene aparte de la porción de cabeza 52a del trinquete 52, el
carrete 68 puede girar libremente, y la cuerda de arranque 66 se
enrolla sobre el carrete 68 volviendo al estado inicial.
Durante el almacenamiento de energía o durante
la liberación de energía, el muelle en espiral de almacenamiento de
energía 16 de la unidad de muelle 14 es probable que traquetee en la
dirección axial o se deforme de forma análoga a un retoño de bambú,
pero, dado que el muelle en espiral 16 está rodeado por el cárter de
muelle 18, se evita que el muelle en espiral 16 toque la pestaña
24a del rotor 24 y otros, lo que evita el mal funcionamiento o
abrasión debida a contacto.
Las figuras 8 a 10 muestran el motor de arranque
de motor 100 según la segunda realización de la presente invención.
Este motor de arranque 100 está provisto de un cárter en forma de
copa 102 fijada al motor de combustión interna 5 con pernos o
análogos. Dentro del cárter 102 se ha previsto un cilindro de
soporte 104 que se extiende desde un extremo del cárter 102 hacia
el motor de combustión interna 5 de manera que sea coaxial e
integral con la porción de pared lateral del cárter 102. Un extremo
del eje de soporte 106 está fijado al cilindro de soporte 104 y el
otro extremo del eje de soporte 106 se extiende hacia el motor de
combustión interna 5. Un extremo interior de muelle en espiral de
almacenamiento de energía 108 está fijado a la porción que se
extiende desde el eje de soporte 106. Un soporte de muelle (como un
rotor) 110 se coloca alrededor de la porción de extensión del eje
de soporte 106 con el fin de rodear el muelle en espiral 108. El
soporte de muelle 110 está compuesto por una porción en forma de
copa 110a y una porción en forma de disco 110b, y la porción en
forma de copa 110a tiene un agujero central montado rotativamente en
la periferia del cilindro de soporte 104. La porción en forma de
disco 110b tiene un agujero central montado rotativamente en la
periferia del aro de guía 112 fijado en el extremo distal del eje
de soporte 106. El extremo exterior del muelle en espiral 108 está
fijado a la pared lateral del soporte de muelle 110. Esta estructura
permite que el muelle en espiral 108 almacene energía cuando el
soporte de muelle 110 gire en la dirección de una flecha A en la
figura 10.
Una porción tubular 110c guiada por el aro de
guía 112 está formada en la periferia interior de la porción en
forma de disco 110b del soporte de muelle 110. Un diente 114 está
formado integralmente en la periferia exterior de esta porción
tubular 110c. Esta porción tubular 110c con los dientes 114 está
rodeada por un elemento de junta en forma de copa 116 sujetado al
cigüeñal 6 que se extiende coaxialmente desde el motor de combustión
interna 5 al cárter 102. Unas uñas 120 con su extremo distal
empujado hacia dentro por un muelle (no representado) están
montadas en la superficie interna del elemento de junta 116 para
constituir un embrague unidireccional 118 en combinación con los
dientes 114. A saber, los extremos distales de las uñas 120 se
pueden enganchar o desenganchar de los dientes 114 del elemento
tubular 110c y están dispuestos de modo que cuando el soporte de
muelle 110 gire en la dirección de la flecha A en la figura 10, las
uñas 120 se alejen de los dientes 114 para que el soporte de muelle
110 pueda girar libremente con relación al cigüeñal 6 y de modo que
cuando el soporte de muelle 110 gire en la dirección opuesta, las
uñas 120 enganchen con los dientes 114 para transmitir el par del
soporte de muelle 110 al cigüeñal 6.
Un elemento acanalado tubular 124 con dientes
acanalados 122 formados en su periferia está montado además
rotativamente en la periferia del cilindro de soporte 104. Este
elemento acanalado 124 está interpuesto entre el extremo del cárter
102 y el soporte de muelle 110 de manera que se fije en la dirección
axial del cilindro de soporte 104. Un carrete 128 con la cuerda de
arranque 126 enrollada encima está enchavetado al elemento
acanalado 124. Consiguientemente, el carrete 128 puede girar
conjuntamente con el elemento acanalado 124 alrededor del cilindro
de soporte 104 y se puede mover linealmente a lo largo de los
dientes acanalados 122 del elemento acanalado 124 (es decir, a lo
largo de la dirección axial del cilindro de soporte 104).
Un extremo interior de un muelle en espiral de
rebobinado de cuerda 130 está fijado a un extremo del elemento
acanalado 124 dentro del cárter 102, mientras que un extremo
exterior del muelle en espiral 130 está fijado a un nervio de
fijación de muelle 132 dispuesto en el extremo del cárter 102. El
muelle 130 almacena energía cuando la cuerda de arranque 126 es
sacada para girar el carrete 128 en la dirección de la flecha A en
la figura 10. Cuando se libera la tracción ejercida en la cuerda de
arranque 126, la cuerda de arranque 126 siempre vuelve al estado
enrollado en el carrete 128. Con el fin de enrollar completamente la
cuerda de arranque 126 en el carrete 128, el muelle en espiral 130
está dispuesto para almacenar algo de energía incluso en el estado
enrollado de toda la cuerda de arranque 126 en el carrete.
Una base en forma de disco 134 está dispuesta
entre el muelle en espiral 130 y el elemento acanalado 124 de
manera que pueda girar alrededor del eje del cilindro de soporte 104
y de modo que se fije a lo largo de la dirección axial del cilindro
de soporte 104. Cuatro trinquetes 136 están montados de forma
basculante en esta base 134. Estos trinquetes 136 forman pares de
trinquetes superior e inferior situados en simetría axial con
respecto a una línea de referencia R, como se representa en la
figura 10. Un muelle de torsión común 138 está montado en cada par
de trinquetes 136 y este muelle de torsión 138 empuja los extremos
distales de los trinquetes 136 hacia fuera. Al moverse hacia fuera,
los extremos distales de los trinquetes 136 entran en enganche con
alguno de los dientes 140 formados a través de toda la
circunferencia en la superficie periférica interior del cárter 102.
Una pieza sobresaliente 142 que sobresale hacia fuera está formada
integralmente en un extremo de cada trinquete 136. Esta pieza
sobresaliente 142 está dispuesta de manera que pueda enganchar con
una porción arqueada 144 que sobresale de la superficie del carrete
128 en el lado del cárter 102. Cuando el extremo de la porción
arqueada 144 empuja la pieza sobresaliente 142, el extremo distal
del trinquete 136 se mueve hacia dentro para liberar el enganche
con los dientes 140.
Además, un elemento sobresaliente 148 montado en
una ranura anular 146 formada en el carrete 128 está formado
integralmente en la superficie de la base 134 en el lado del motor
de combustión interna 5. Entre el elemento sobresaliente 148 y la
ranura anular 146 del carrete 128 está la relación de una excéntrica
en espiral. Dado que el carrete 128 no es rotativo con relación al
elemento acanalado 124, el carrete 128 se mueve hacia atrás y hacia
adelante a lo largo del elemento acanalado 124 cuando el carrete 128
gira con el elemento acanalado 124 y la base 134 en un estado
estacionario mediante la acción de la excéntrica en espiral.
Un rebaje 150 está formado en la superficie del
carrete 128 en el motor de combustión interna 5, y una uña 152 que
puede estar montada en el rebaje 150, está fijada al soporte de
muelle 110. El ajuste entre la uña 152 y el rebaje 150 se logra
cuando el carrete 128 se aproxima al soporte de muelle 110.
En esta estructura, a continuación se describirá
la acción del motor de arranque 100 según la segunda
realización.
Cuando la cuerda de arranque 126 es sacada
primero con el fin de arrancar el motor de combustión interna 5, el
carrete 128 gira en la dirección de la flecha A en la figura 10 y el
elemento acanalado 124 también gira conjuntamente con el carrete
128. Al mismo tiempo, el muelle en espiral de rebobinado de cuerda
130 almacena energía según el grado de tracción de la cuerda 126.
Inmediatamente después del inicio de la rotación del carrete 128,
las porciones arqueadas 144 están situadas aparte de las piezas
sobresalientes 142 de los trinquetes 136, y los extremos distales
de los respectivos trinquetes 136 se mantienen en enganche con los
dientes 140 en la superficie interna del cárter 102. Por lo tanto,
la base 134 está fijada con relación al cárter 102, por lo que el
carrete 128 se mueve hacia el soporte de muelle 110 mediante la
acción de la excéntrica en espiral para hacer que la uña 152 encaje
en el rebaje 150 del carrete 128, integrando por ello el carrete 128
con el soporte de muelle 110. Cuando la cuerda de arranque 126 es
empujada más, el soporte de muelle 110 gira para empezar a
almacenar energía en el muelle en espiral 108. Entonces, la uña 120
del embrague unidireccional 118 se desengancha del diente 114 de la
parte tubular 110c, y así el par del soporte de muelle 110 no se
transmite al cigüeñal 6. Consiguientemente, la fuerza de tracción
en la cuerda de arranque 126 puede ser aproximadamente una fuerza
suficiente para tirar de la cuerda contra la energía elástica de los
muelles en espiral 108, 130 y así no varía sin la carga del
cigüeñal 6.
Cuando las porciones arqueadas 144 llegan a
empujar las piezas sobresalientes 142 de los trinquetes 136 en la
base 134 con la rotación del carrete 128, los extremos distales de
los trinquetes se desenganchan de los dientes 140 en la superficie
interna del cárter 102. Entonces, los extremos distales de los otros
trinquetes 136 se mueven hacia dentro contra la fuerza elástica del
muelle de torsión 138 cabalgando sobre los dientes 140, de modo que
la base 134 también gira conjuntamente con el carrete 128.
Cuando toda la longitud de la cuerda de arranque
126 es sacada del carrete 128, los muelles en espiral 108, 130
almacenan energía suficiente. Una vez que el operador reduce la
fuerza de tracción en la cuerda de arranque 126, el carrete 128
empieza a girar hacia atrás a través del elemento acanalado 124 por
la acción de restablecimiento del muelle en espiral 130. Esto hace
que los elementos arqueados del carrete 128 se alejen de los
trinquetes 136, por lo que los extremos distales de los trinquetes
136 entran en enganche con los dientes 140 en la superficie interna
del cárter para fijar la base 134. Como resultado, el carrete 128 se
aleja del soporte de muelle 110 para liberar el enganche entre el
soporte de muelle 110 y el carrete 128, por lo que la energía
almacenada en el muelle en espiral 108 es liberada para girar el
soporte de muelle 110 en la dirección opuesta a la dirección de la
flecha A en la figura 10. Dado que la dirección de rotación del
soporte de muelle 110 es entonces la dirección en la que la uña 120
del embrague unidireccional 118 engancha con el diente 114 de la
parte tubular 110c, la energía elástica del muelle en espiral 108
es transmitida a través del soporte de muelle 110 y el embrague
unidireccional 118 al cigüeñal 6 para arrancar el motor de
combustión interna 5. El carrete 128 es girado hacia atrás por el
muelle en espiral 130 para rebobinar la cuerda de arranque 126 de
nuevo al estado inicial.
Los medios para fijar la base no se tienen que
limitar a dichos medios que constan de los dientes 140 en el cárter
102, los trinquetes 136 montados en la base 134, los muelles 138
para empujar los trinquetes 136, y las porciones arqueadas 144 en
el carrete 128 para bascular los trinquetes 136, sino que pueden ser
cualquier mecanismo que pueda realizar una acción similar.
Las figuras 11 a 13 muestran el motor de
arranque de motor 200 según la tercera realización de la presente
invención. En la presente realización, un rotor 210 está montado
rotativamente alrededor de un eje de soporte 206 fijado a un
cilindro de soporte 204 del cárter 202, y un muelle en espiral de
almacenamiento de energía 208 está montado entre una porción de eje
del rotor 210 y una superficie periférica interna de una porción de
pared lateral del cárter 202. En la presente realización, no se ha
previsto un elemento acanalado, y un carrete 228 está montado
rotativamente en la periferia del cilindro de soporte 204. Un muelle
en espiral de rebobinado de cuerda 230 está montado entre el
carrete 228 y el cárter 202.
Un par de trinquetes 260 están montados de
manera que puedan bascular en la superficie del carrete 228 en el
lado del muelle en espiral de almacenamiento de energía 208. Un
extremo de cada trinquete 260, que se desvía hacia dentro, entra en
enganche con una porción sobresaliente 262 dispuesta en la porción
de eje del rotor 210. Una superficie exterior de cada trinquete 260
está dispuesta de manera que esté en contacto con los trinquetes de
liberación 264 dispuestos en la porción de pared lateral del cárter
202 y dispuestos de modo que sobresalgan hacia dentro por un muelle
(no mostrado), implementando por ello el movimiento basculante del
trinquete 260.
Una chapa anular 266 está fijada a la superficie
periférica interna del cárter 202 en una holgura entre el carrete
228 y el muelle en espiral 208, y una polea de ranura en V 268 está
dispuesta integralmente en una porción periférica interior de esta
chapa anular 266. Cables de rozamiento 270 que constan de muelles de
torsión como se representa en la figura 13, están montados en la
polea de ranura en V 268. Los extremos de los cables de rozamiento
270 se enganchan en salientes de los trinquetes 260, con el fin de
permitir el movimiento de los trinquetes 260 descrito a
continuación.
Aunque no se representa, el cigüeñal del motor
de combustión interna está dispuesto de manera que se conecte a
través del embrague unidireccional al extremo del rotor 210, como en
la segunda realización.
Con esta disposición, cuando el operador empieza
a tirar de la cuerda de arranque 226, el carrete 228 gira en la
dirección de una flecha B en la figura 12A. En esta ocasión, los
trinquetes 260 también giran conjuntamente con el carrete 228. Sin
embargo, dado que los trinquetes 260 están conectados a los cables
de rozamiento 270 pasando por la polea de ranura en V 268 de la
chapa anular 266 y dado que los cables de rozamiento 270
experimentan desviación posicional bajo el rozamiento de la polea
de ranura en V 268, un extremo de cada trinquete 260 se mueve hacia
dentro con la rotación del carrete 228. Mediante este movimiento,
los extremos delanteros de los trinquetes 260 entran en enganche
con las porciones sobresalientes 262 del rotor 210 (véase la figura
12A) y las empujan en la dirección de giro para enrollar el muelle
en espiral 208. Al mismo tiempo, el muelle en espiral de rebobinado
de cuerda 230 también almacena energía. Entonces, el rotor 210 se
mantiene en el estado desenganchado del cigüeñal del motor de
combustión interna a través de la acción del embrague unidireccional
no representado, y así la cuerda de arranque 226 puede ser sacada
establemente sin la carga del cigüeñal. La superficie exterior de
cada trinquete 260 gira en contacto con los trinquetes de liberación
264. Sin embargo, dado que los trinquetes de liberación 264 están
montados con el fin de alejarse en la dirección de giro durante la
extracción de la cuerda, no interfieren con la rotación del carrete
228.
Cuando la fuerza de tracción en la cuerda de
arranque 226 se reduce después de la plena extracción de la cuerda
226, el carrete 228 gira en la dirección de una flecha C en de la
figura 12B bajo la fuerza de restablecimiento del muelle en espiral
230, con el fin de rebobinar la cuerda de arranque 226 sobre el
carrete 228. Entonces, los trinquetes de liberación 264 empujan las
superficies exteriores de los trinquetes 260 para desenganchar los
extremos de los trinquetes 260 de las porciones sobresalientes 262,
por lo que el rotor 210 está libre con relación al carrete 228
(véase la figura 12B). Esto libera la energía almacenada en el
muelle en espiral de almacenamiento de energía 208 para girar el
rotor 210, y su par es transmitido a través del embrague
unidireccional al cigüeñal del motor de combustión interna para
arrancar el motor de combustión interna.
Las figuras 14 a 19 y las figuras 20A y 20B
muestran el motor de arranque de motor 300 según la cuarta
realización de la presente invención. En la cuarta realización, un
eje de soporte 306 está formado integralmente con un cárter 302. Un
rotor 310 está montado rotativamente en el eje de soporte 306. Un
muelle en espiral de almacenamiento de energía 308 está montado
entre una porción de eje de este rotor 310 y la superficie
periférica interna del cárter 302.
Un carrete 328 con la cuerda de arranque 326
enrollada encima está montado además rotativamente en el eje de
soporte 306, y un muelle en espiral de rebobinado de cuerda 330 está
montado entre el carrete 328 y el eje de soporte 306.
Unos trinquetes 360 están montados de forma
basculante en la superficie del carrete 328 en el lado del rotor
310. Según se ve en la figura 15A, un extremo de cada trinquete 360
entra en enganche con una porción sobresaliente 362 dispuesta en la
porción periférica exterior del rotor 310 al moverse hacia fuera.
Como se representa en la figura 18, un pasador 380 está fijado en
cada extremo de los trinquetes 360. Cada pasador 380 pasa a través
de una hendidura 382 formada en el carrete 328, como se representa
en la figura 19. Los extremos de cables de rozamiento 370 montados
en una polea de ranura en V 368 fijada en el eje de soporte 306
están acoplados a los extremos distales de los pasadores 380, como
se representa en las figuras 20A y 20B. Los trinquetes 360 basculan
mediante la acción de los cables de rozamiento 370.
Además, un trinquete de liberación 364 está
montado de manera que pueda bascular en cada trinquete 360, como se
representa claramente en las figuras 17 y 18. Este trinquete de
liberación 364 se mantiene en un estado sobresaliente representado
en la figura 17 por un muelle 384. El extremo distal del trinquete
de liberación 364 está dispuesto para enganchar con una superficie
excéntrica 386 dispuesta en la superficie periférica interna del
cárter 302.
En la figura 14, el cigüeñal del motor de
combustión interna y el embrague unidireccional a acoplar al rotor
310 se han omitido en la ilustración, como en la tercera
realización.
En esta estructura, cuando el operador empieza a
tirar de la cuerda de arranque 326, el carrete 328 gira
conjuntamente con los pasadores 380 que se extienden desde los
trinquetes 360 mientras que el muelle en espiral de rebobinado de
cuerda 330 almacena energía. Los pasadores 380 son empujados por los
cables de rozamiento 370 montados con rozamiento en la polea de
ranura en V 368. Cómo mueven los cables de rozamiento 370 los
pasadores 380 se puede entender por las figuras 20A y 20B. Cuando
los pasadores 380 son desplazados mediante la acción de los cables
de rozamiento 370, los extremos de los trinquetes 360 entran en
enganche con las porciones sobresalientes 362 del rotor 310 y las
empujan en la dirección de una flecha D en la figura 15A, girando
por ello el rotor 310 en la misma dirección. Esto da lugar a
almacenar energía en el muelle en espiral 308. En esta ocasión, los
trinquetes de liberación 364 montados en los trinquetes 360 entran
en contacto con las superficies excéntricas 386 en la superficie
periférica interna del cárter, pero los trinquetes de liberación 364
basculan alejándose de las superficies excéntricas 386 con la
rotación del carrete 328 en la dirección de la flecha D, para no
impedir la rotación del carrete 328.
Cuando vuelve la cuerda de arranque 326 así
sacada, el carrete 328 gira en la dirección de una flecha E en la
figura 16 y los trinquetes de liberación 364 son empujados hacia
dentro por las superficies excéntricas 386 del cárter 302 y en
unión con ellas, los extremos de los trinquetes 360 se alejan de las
porciones sobresalientes 362 del rotor 310 (véase la figura 1 5B).
Una vez establecido este estado, los trinquetes se mantienen en ese
estado mediante la acción de los cables de rozamiento 370. Cuando
los trinquetes 360 se desenganchan de las porciones sobresalientes
362, la energía almacenada en el muelle en espiral 308 es liberada
para girar el cigüeñal del motor de combustión interna a través del
rotor 310, arrancando por ello el motor de combustión interna. Por
otra parte, la cuerda de arranque 368 se enrolla sobre el carrete
328 por la energía almacenada en el muelle de rebobinado de cuerda
330.
Las figuras 21, 22A y 22B muestran el motor de
arranque de motor 400 según la quinta realización de la presente
invención. En la quinta realización, el rotor 410 está montado
rotativamente en el eje de soporte 406 y el muelle en espiral de
almacenamiento de energía 408 está montado entre la parte de eje del
rotor 410 y la superficie periférica interior del cárter 402 en
gran parte de la misma manera que en la cuarta realización. El
carrete 428 con la cuerda de arranque 426 enrollada encima está
montado en el eje de soporte 406 y el muelle en espiral de
rebobinado de cuerda 430 está montado entre el carrete 428 y el eje
de soporte 406.
Un par de trinquetes 460 están montados de
manera que puedan bascular en el rotor 410. Un extremo de cada
trinquete 460 es enganchable con alguno de los dientes 462
dispuestos en la porción periférica exterior del carrete 428. Un
elemento basculante 490 está montado en cada trinquete 460 de manera
que sea concéntrico con el centro de movimiento basculante del
trinquete 460 y de manera que pueda bascular en un rebaje del
trinquete 460. Un muelle 492 está dispuesto entre un extremo de un
trinquete 460 y el elemento basculante 490 en el otro trinquete
460, y este muelle 492 empuja el extremo del trinquete asociado 460
hacia fuera con el fin de enganchar el trinquete 460 con los
dientes 462. El extremo distal de cada elemento basculante 490 es
empujado por el muelle 492 de manera que se sitúe entre piezas
sobresalientes en forma de estrella 494 fijadas en el eje de
soporte 406.
En esta estructura, dado que al empezar a tirar
de la cuerda de arranque 426 los trinquetes 460 en el lado del
rotor 410 están enganchados con los dientes 462 en el lado del
carrete 428 por los muelles 492, como se representa en la figura
22A, el rotor 410 empieza a girar en la dirección de una flecha F
con la rotación del carrete 428 para almacenar energía en el muelle
en espiral de almacenamiento de energía 408 y el muelle en espiral
de rebobinado de cuerda 430. En esta ocasión, el par del rotor 410
no es transmitido al cigüeñal 6 del motor de combustión interna 5
mediante la acción del embrague unidireccional 418.
Cuando posteriormente la cuerda de arranque 426
empieza a volver, el carrete 410 gira hacia atrás y los elementos
basculantes 490 en el lado del rotor 410 también se mueven en la
misma dirección. Esto hace que los extremos distales de los
elementos basculantes 490 entren entre las piezas sobresalientes en
forma de estrella 494, y entonces las piezas sobresalientes 494 en
contacto con ellas cambian la dirección de los elementos basculantes
y empujan los otros extremos de los trinquetes 460 hacia fuera.
Como resultado, los trinquetes 460 se desenganchan de los dientes
462 (véase la figura 22B) para liberar el enganche entre el carrete
428 y el rotor 410, por lo que el rotor 410 es girado por la
energía almacenada en el muelle en espiral de almacenamiento de
energía 408. Entonces el par es transmitido a través del embrague
unidireccional 418 al cigüeñal 6 para arrancar el motor de
combustión interna 5.
Las figuras 23 a 25 muestran el motor de
arranque de motor 500 según la sexta realización de la presente
invención. La sexta realización también está configurada en una
disposición similar a la cuarta realización y la tercera
realización en la que el rotor 510 está montado rotativamente en el
eje de soporte 506 y en la que el muelle en espiral de
almacenamiento de energía 508 está montado entre la parte de eje del
rotor 510 y la superficie periférica interior del cárter 502.
Además, el carrete 528 con la cuerda de arranque 526 enrollada
encima está montado rotativamente en el eje de soporte 506 y el
muelle en espiral de rebobinado de cuerda 530 está montado entre el
carrete 528 y el eje de soporte 506.
Múltiples dientes 562 están formados en la
porción periférica exterior del rotor 510 y un extremo de cada
trinquete 560 montado de manera que pueda bascular en el carrete 528
puede enganchar con estos dientes 562. Los trinquetes 560 son
basculados por elementos basculantes 590 montados de manera que
puedan bascular en el carrete 528. Como se representa en la figura
25, los elementos basculantes 590 están dispuestos para ser
accionados por cables de rozamiento 570 montados en una polea de
ranura en V 568 fijada en el eje de soporte 506 y muelles 571 que
actúan conjuntamente con los cables de rozamiento 570. Además, los
extremos distales de los elementos basculantes 590 están asociados
con piezas sobresalientes en forma de estrella 594 fijadas en el
eje de soporte 506.
En esta estructura, cuando se saca la cuerda de
arranque 526, el carrete 528 gira en la dirección de una flecha G
en la figura 24A y en unión con él, los elementos basculantes 590
también giran. En esta ocasión, los cables de rozamiento 570 son
desplazados por el rozamiento contra la polea de ranura en V 568
para bascular los extremos distales de los elementos basculantes
590 con el fin de empujar los extremos de los trinquetes 560 hacia
fuera. Esto pone los trinquetes 560 en el lado del carrete 528 en
enganche con los dientes 562 en el lado del rotor 510 (véase la
figura 24A) y la tracción de la cuerda de arranque 526 es
transmitida al rotor 510 para almacenar energía en el muelle en
espiral de almacenamiento de energía 508. Naturalmente, también se
almacena energía en el muelle en espiral de rebobinado de cuerda
530 con la rotación del carrete 528. Durante este período, el par
del rotor 510 no es transmitido al cigüeñal 6 del motor de
combustión interna 5 mediante la acción del embrague unidireccional
518.
Cuando posteriormente vuelve la cuerda de
arranque 526, el carrete 528 gira hacia atrás y los extremos
distales de los elementos basculantes 590 entran entre las piezas
sobresalientes en forma de estrella 594 para cambiar su dirección y
empujar los otros extremos de los trinquetes 560 hacia fuera. Como
resultado, los trinquetes 560 se desenganchan de los dientes 562
para liberar el enganche entre el carrete 528 y el rotor 510,
girando por ello el rotor 510 por la energía almacenada en el
muelle en espiral de almacenamiento de energía 508. Entonces el par
del rotor es transmitido a través del embrague unidireccional 518 al
cigüeñal 6 para arrancar el motor de combustión interna 5.
En los motores de arranque de motor según la
presente invención, como se ha descrito anteriormente, el carrete
entra en enganche con el rotor tirando de la cuerda de arranque y el
muelle de almacenamiento de energía almacena la energía con la
rotación del rotor. En esta ocasión, el cigüeñal del motor de
combustión interna se desengancha del rotor por el embrague
unidireccional, de modo que la fuerza de tracción en la cuerda de
arranque se determina solamente por la energía elástica en el
muelle de almacenamiento de energía. Por lo tanto, el operador puede
tirar de la cuerda de arranque con una fuerza de tracción estable.
Dado que la gran carga en la carrera de compresión del motor de
combustión interna no es transmitida a la cuerda de arranque, la
fuerza de tracción de la cuerda se reduce en ese grado. Al
rebobinar la cuerda de arranque, el carrete se desengancha
automáticamente del rotor y la fuerza de restablecimiento del
muelle de almacenamiento de energía gira el rotor. Dado que el par
del rotor es transmitido a través del embrague unidireccional para
girar el cigüeñal del motor de combustión interna, el cigüeñal gira
a una velocidad determinada por el muelle de almacenamiento de
energía.
Este efecto permite a un operador sin fuerza
arrancar con seguridad el motor de combustión interna, sin trucos o
análogos para tirar de la cuerda de arranque.
Se considera que la presente invención y muchas
de sus ventajas concomitantes se entenderán por la descripción
anterior y será evidente que se puede hacer varios cambios en su
forma, construcción y disposición sin sacrificar todas sus ventajas
materiales. Por ejemplo, los medios de enganche para el enganche
entre el carrete y el rotor y los medios de control de enganche
para controlar los medios de enganche para efectuar el enganche o
desenganche se realizaron con los mecanismos usando las
acanaladuras, excéntricas en espiral, trinquetes y dientes, cables
de rozamiento, o análogos en las realizaciones anteriores, pero
también se puede contemplar varios mecanismos que actúen de forma
similar, además de los mecanismos anteriores.
Claims (3)
1. Un motor de arranque de motor (10, 100, 200,
300, 400, 500) para arrancar un motor de combustión interna
(5),
en el que se almacena energía en un muelle de
almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) alojado en
un cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502) fijada con relación al motor
de combustión interna (5) tirando de una cuerda de arranque (66,
126, 226, 326, 426, 526) de dicho cárter (12, 102, 202, 302, 402,
502) y en el que la energía elástica almacenada en dicho muelle de
almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) es liberada
para girar un cigüeñal (6) de dicho motor de combustión interna (5),
arrancando por ello el motor de combustión interna (5),
donde dicha cuerda de arranque (66, 126, 226,
326, 426, 526) está enrollada en un carrete (68, 128, 228, 328,
428, 528) montado rotativamente en dicho cárter (12, 102, 202, 302,
402, 502),
donde dicho cigüeñal (6) del motor de combustión
interna (5) está conectado de forma desconectable a través de un
embrague unidireccional (62, 118, 418, 518) a un rotor (24, 110,
210, 310, 410, 510) montado rotativamente en el cárter (12, 102,
202, 302, 402, 502),
donde dicho muelle de almacenamiento de energía
(16, 108, 208, 308, 408, 508) está dispuesto para almacenar la
energía cuando dicho rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) gira con
relación a dicho cárter (12, 102, 202, 302, 402, 502) en una
dirección predeterminada,
incluyendo además dicho motor de arranque de
motor medios de enganche para enganchar dicho carrete (68, 128,
228, 328, 428, 528) con dicho rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) y
medios de control de enganche para controlar dichos medios de
enganche,
donde dichos medios de control de enganche
controlan dichos medios de enganche con el fin de enganchar dicho
carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528) con dicho rotor (24, 110, 210,
310, 410, 510) tirando de dicha cuerda de arranque (66, 126, 226,
326, 426, 526) de dicho carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528), por
lo que el par del carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528) es
transmitido al rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) para almacenar
la energía en el muelle de almacenamiento de energía (16, 108, 208,
308, 408, 508),
donde dichos medios de control de enganche
controlan dichos medios de enganche con el fin de liberar el
enganche entre dicho carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528) y dicho
rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) al inicio del rebobinado de
dicha cuerda de arranque (66, 126, 226, 326, 426, 526) sobre el
carrete (68, 128, 228, 328, 428, 528) después de la extracción de
la cuerda de arranque (66, 126, 226, 326, 426, 526), por lo que una
fuerza de restablecimiento del muelle de almacenamiento de energía
(16, 108, 208, 308, 408, 508) es transmitida a través de dicho
rotor (24, 110, 210, 310, 410, 510) y dicho embrague unidireccional
(62, 118, 418, 518) al cigüeñal (6) para girar el cigüeñal,
caracterizado porque:
dicho motor de arranque de motor está construido
de modo que la energía elástica almacenada en el muelle de
almacenamiento de energía (16, 108, 208, 308, 408, 508) sea liberada
al inicio del rebobinado de dicha cuerda de arranque (66, 126, 226,
326, 426, 526) que ha sido sacada del cárter (12, 102, 202, 302,
402, 502).
donde dicho carrete (68) y dicho rotor (24)
están dispuestos coaxialmente uno con otro,
donde dichos medios de enganche incluyen una
pluralidad de dientes (54) dispuestos en dicho rotor (24), y un
trinquete (52) del que una porción intermedia está montada de forma
basculante en el carrete (68) y del que un primer extremo (52a) se
puede enganchar con dichos dientes (54),
donde dichos medios de control de enganche
incluyen un primer elemento basculante (72) montado de manera que
esté adyacente a dicho primer extremo (52a) de dicho trinquete (52)
y pueda bascular en dicho carrete (68), estando adaptado dicho
primer elemento basculante (72) para empujar dicho primer extremo
(52a) del trinquete (52) para enganchar el trinquete (52) con
dichos dientes (54); un segundo elemento basculante (73) montado de
manera que esté adyacente a un segundo extremo (52b) de dicho
trinquete (52) y pueda bascular en dicho carrete (68), estando
adaptado dicho segundo elemento basculante (73) para empujar dicho
segundo extremo (52b) del trinquete (52) para liberar el enganche
del trinquete (52) con los dientes (54); medios excéntricos (50)
dispuestos en dicho cárter (12) y adaptados para enganchar con dicho
primer elemento basculante (72) y dicho segundo elemento basculante
(73) para bascular dicho primer elemento basculante (72) y dicho
segundo elemento basculante (73); y un muelle (74) adaptado para
empujar dicho primer elemento basculante (72) y dicho segundo
elemento basculante (73) hacia enganche con dichos medios
excéntricos (50), y
donde dichos medios excéntricos (50) están
adaptados para bascular dicho primer elemento basculante (72) para
bascular dicho trinquete (52) a una posición de enganche con dichos
dientes (54) tirando de dicha cuerda de arranque (66) de dicho
carrete (68) y dichos medios excéntricos (50) están adaptados para
bascular dicho segundo elemento basculante (73) para bascular dicho
trinquete (52) a una posición de desenganche de dichos dientes (54)
con rebobinado de dicha cuerda de arranque (66) sobre dicho carrete
(68).
2. Un motor de arranque de motor según la
reivindicación 1, incluyendo un muelle de rebobinado de cuerda (70,
130, 230, 330, 430, 530) para almacenar energía tirando de dicha
cuerda de arranque (66, 126, 226, 326, 426, 526) del carrete (68,
128, 228, 328, 428, 528) y para girar dicho carrete (68, 128, 228,
328, 428, 528) con el fin de rebobinar dicha cuerda de arranque
(66, 126, 226, 326, 426, 526) sacada, sobre el carrete (68, 128,
228, 328, 428, 528).
3. Un motor de arranque de motor según la
reivindicación 1 o 2, donde
dicho muelle de almacenamiento de energía (16)
es un muelle en espiral y está montado en dicho cárter (12) al
mismo tiempo que está alojado de forma no separable en un cárter de
muelle (18).
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