CN101302980A - 用于发动机的起动器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于起动内燃机的起动器设备(100)，所述起动器设备(100)尤其适用于手持工具、电锯、割草机、草坪修剪机和类似的装置，或者用于机动车(尤其是轻型摩托车)的内燃机、船只或小型飞机，所述起动器设备具有一从动元件，在操作所述起动设备(100)时可将一起动器扭矩输入所述从动元件，其中，所述从动元件与内燃机的曲轴(1)处于有效连接，从而将曲轴扭矩输入所述曲轴(1)，为了提供这种起动器设备(100)，其具有用于驱动起动器设备的一更佳的力曲线或扭矩曲线，且所述曲线不由所述内燃机的压缩阶段和膨胀阶段决定，建议：所述从动元件与所述曲轴(1)处于有效连接，其方式为，在起动器扭矩为一恒定值时输入所述曲轴(1)的曲轴扭矩依据曲轴旋转角发生变化。

Description

用于发动机的起动器设备

技术领域

本发明涉及一种用于起动一内燃机的起动器设备，所述起动器设备尤其用于手持工具、电锯、割草机、草坪修剪机和类似的装置，或者用于机动车(尤其是轻型摩托车)的内燃机、船只或小型飞机。这种起动器设备包括一从动元件，所述从动元件在结构上可以构成一旋转轴或一法兰，并且可在操作起动设备时将一起动器扭矩输入所述从动元件，其中，所述从动元件与内燃机的曲轴处于有效连接，从而将用于起动的曲轴扭矩输入所述曲轴。启动器设备可以为手动，其中，手动的启动器设备大多配备一牵引绳，在所示牵引绳的末端安装了一手柄。通过牵拉牵引绳可以使绳轮发生旋转运动，其中，仅在操作启动器设备时使从动元件与曲轴连接，从而向所述曲轴传输扭矩。此外已知可借助一电动机进行操作的启动器设备，其同样具有一从动元件，通过所述这种启动器设备向曲轴输入曲轴扭矩。此外已知由一手动设备和一带电动机的设备组成的启动器设备。这样可以选择性地通过手柄或电动机起动内燃机。同样存在这样的起动器设备，其仅支配一作为E启动器的电动机。

还已知其它各种机械、液压或气动起动机设备。所有已知的起动机设备基本原理均相同，即，将一起动扭矩传输给一内燃机的曲轴。因此，本发明中，与用于起动另一(较大的)内燃机的独立(较小的)内燃机相同，摩托车起动器中的踏板起动器也为起动设备。

背景技术

由DE 41 35 405 A1已知一种用于手动起动一内燃机的起动机设备，其主要由一通过一牵引绳来操作的绳轮组成，所述绳轮可以通过一锁紧机构使曲轴发生旋转运动。通过内燃机的这种结构形式，曲轴在其旋转运动中具有一周期性变化的扭矩曲线，其中，所述扭矩曲线由作为二冲程发动机或四冲程发动机的内燃机的结构类型决定。在内燃机的压缩阶段需要一高扭矩，而在膨胀阶段中曲轴的旋转运动甚至可以在起动器设备的旋转运动之前发生。需起动的内燃机的这种强烈的周期性扭矩需求在牵引绳中产生了一相应的周期性加力和减力，使用者因此会感受到急冲式负载，并且必须克服所述加力和减力。例如在一73cm³的单缸二冲程切断机中会产生一最高为550N的绳索力。这将会对使用者产生较大的负载。推荐将一离合器鼓盘和锁紧机构中的一支架构建为相互分离的部件，在两者之间装入一可弹性变形的连动件，从而拦截反应扭矩的力的峰值。为了使起动器设备开始旋转运动，内燃机的活塞位置在起动过程开始时也可能需要很大的力。因此，例如实施为螺旋弹簧的一个可弹性变形的连动件无法实质性地修正周期性的牵绳力。此外，绳轮直接可旋转移动地与曲轴相连，绳轮从而在起动过程中必须与曲轴转速相同。仅仅通过可弹性变形的连动件实现的些许的转速差无法使曲轴与绳轮具有实质上的转速偏差。

DE 102 55 838 A1公开了用于内燃机的另一种起动器设备，其可以选择性地且可任意更换地具有一电子起动器、一绳索牵引起动器或者一种电子起动器与一绳索牵引起动器的组合。使用这种起动器时电动机可以通过一传动机构与内燃机的曲轴相连，其中，根据此处公开的传动机构得到了绳索牵引起动器或电子起动器与内燃机曲轴之间的一个固定的传动比。内燃机周期性变化的扭矩需求从而直接通过传动机构直接传递给由用户操作的牵引绳。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于起动一内燃机的起动器设备，其具有用于驱动起动器设备的一更佳的力曲线或扭矩曲线，所述曲线不由所述内燃机的压缩阶段和膨胀阶段决定。

从根据权利要求1的前述部分所述的一种起动器设备出发，再联系权利要求1中所述的特征，从而达成本发明目的。从属权利要求中描述了本发明的有效实施方式。

本发明的技术准则为，从动元件与曲轴处于有效连接，其方式为，在起动器扭矩为一恒定值时输入曲轴的曲轴扭矩依据曲轴旋转角发生变化。

本发明的出发思路为，进一步拓展所述从动元件与曲轴之间的有效连接，根据曲轴旋转角形成一变化的传动比。然后通过与曲轴旋转角相关系的传动比可以克服起动器设备中周期性的强烈晃动。通常将有效连接理解为所述从动元件与曲轴之间的机械耦合，其中，所述从动元件依据作为手动起动器设备或电动起动器设备的起动器设备描述的是各旋转的元件，手动地或借助一用于产生旋转运动的电动机向旋转的元件作用。因此，本发明对从动元件与曲轴之间的有效连接的解决方案不仅限于手动起动器设备，还涉及用于电动机的一个经优化的扭矩曲线，从而可以在所需的最大扭矩较小时将所述电动机也实施为较小。

根据本发明的从动于元件与曲轴之间的有效连接可以使用在二冲程和四冲程单缸发动机中。传动比的局部变化在二冲程发动机中涉及关于一次转动的一种周期性重复，而在四冲程发动机中涉及的是关于两次旋转的一种周期性重复。本发明的思路即在于克服压缩行程，在压缩冲程中实现扭矩的增加，而在克服了上述冲程转换点后在压缩行程之后应该避免内燃机曲轴使从动元件发生过仓促的旋转运动。

根据本发明的有效连接同样可以使用在二冲程或四冲程多缸发动机中。此处需要依据汽缸数、发动机型号(直列气缸、卧式气缸和V形气缸等)以及点火顺序来调节曲轴扭矩的变化。

起动器设备的一可行的实施形式涉及一手动起动器设备，其具有一手柄、一布置在所述手柄上的起动器牵引构件以及一用于卷绕和松开所述起动器牵引构件的牵引构件轮，从而可以(间接地)向内燃机的曲轴输入起动器扭矩。在起动器设备的静止状态下牵引构件卷绕在牵引构件轮上，从而在操作起动器设备时可以仅通过手柄来向起动器牵引构件输入一牵引力，牵引构件从而从牵引构件轮中松开。牵引构件轮因此开始旋转运动，并且所述旋转运动中输入了一起动器扭矩。所述起动器扭矩通过根据本发明的有效连接作为经转变的曲轴扭矩传入内燃机的曲轴中。

根据本发明的起动器设备的第一实施形式，从动元件由牵引构件轮自身构成，其中，一传动机构单元布置在所述牵引构件轮与曲轴之间，所述传动机构单元以一个依据曲轴旋转角而发生变化的传动比向曲轴传递牵引构件轮的起动器扭矩。此实施例描述了一手动操作的起动器设备，其中，所述变化的传动比依据曲轴旋转角通过所述传动机构单元自行变化。如果向起动器牵引构件输入了一均一的牵引运动，则牵引构件轮可以转化为同样均一的旋转运动。关于曲轴旋转角的周期性变化的曲轴扭矩由传动机构单元中的传动比来修正，从而使牵引构件轮提供的起动器扭矩能够保持均一。起动器牵引构件中不再有巨大的膨胀力负载，这是因为周期性变化的传动比实现了平直化的作用。

因此，有利做法为，在内燃机压缩行程中传动机构单元中调节为低传动比，而在膨胀行程中调节为高传动比。传动比必须与作为二冲程或四冲程发动机的实施形式相匹配。优选做法为，在二冲程发动机中分别以相同的方式通过一次曲轴旋转改变传动比，而在四冲程发动机中分别通过两次曲轴旋转在改变传动比。

根据本发明，传动机构单元可行的第一实施形式应根据双曲柄连杆传动机构的种类进行实施。一双曲柄连杆传动机构通常具有一第一曲柄元件和一第二曲柄元件，其中，一连接杆的末端布置在所述两个曲柄元件之间，从而将第一曲柄元件的旋转运动传输至第二曲柄元件。两个曲柄元件错位布置，其中，一曲柄元件传动，传动运动通过连接杆输入第二曲柄元件中。如果第一曲柄元件以均一的旋转运动进行传动，则第二曲柄元件在周边实施不均一的加速或延迟的运动。因此，在第一曲轴元件全速运转时第二曲柄元件中的扭矩发生了变换，而第二曲柄元件中的扭矩与第二曲柄元件的旋转速度成反比。根据本发明，双曲柄连杆传动机构布置在起动器设备的从动元件与内燃机的曲轴之间，从而可以将从动元件与曲轴之间的传动比设定为预期值。

根据本发明，第一曲柄元件由牵引构件轮构成，一活结螺栓的平面侧布置在牵引构件轮上，牵引构件轮围绕一轮轴旋转，第二曲柄元件设计为杠杆臂，所述杠杆臂在一装配桥中围绕一从动轴可旋转地支承，其中，所述从动轴相对于轮轴错位。从动轴也可以与内燃机的曲轴旋转轴相一致。平面侧布置在牵引构件轮上的活结螺栓安装在外侧中部，其通过牵引构件轮的旋转总体实施一围绕轮轴的旋转运动。连接杆延伸在牵引构件轮上的活结螺栓与布置在杠杆臂突出侧上的另一活结螺栓之间。由牵引构件轮、连接杆和杠杆组成的结构与符合于根据本发明的双曲柄连杆传动机构，其中，杠杆臂围绕从动轴旋转，杠杆臂通过一离合器与曲轴相连。

有利的做法为，驱动器设备具有一装配板，至少牵引构件轮和装配桥装配在所述装配板上，所述装配板构成起动器设备的基体。两个间隔元件在装配板与装配桥之间延伸，其中，牵引构件轮布置在装配板与装配桥之间，间隔元件沿着牵引构件轮的边侧布置。通过将部件布置在装配板上形成了一个紧凑的单元，其中，间隔元件被设计为圆柱形杆，装配桥垂直于装配板延伸，装配桥通过杆式间隔元件与装配板螺旋固定。从而构成了一种装配了双曲柄连杆传动机构的框架。

有利的做法为，杠杆臂为了可旋转地容纳一轴承部分延伸穿过装配桥，其中，一离合器体抗扭转地布置在从装配桥中凸出的轴承部分的末端上。装配桥因此用于可旋转地容纳杠杆臂和离合器体，杠杆臂具有一构成轴承部分的圆柱形部分，杠杆臂通过轴承部分延伸穿过装配桥。因此，装配桥具有一轴承孔，杠杆臂圆柱形轴承部分从而可以与装配桥中的孔构成一滑动轴承。

根据离合器体的另一实施形式，将离合器体与杠杆臂共同被设计为一体化的圆盘元件，圆盘元件与牵引构件轮平面平行地布置，圆盘元件与牵引构件轮的轮轴错位，圆盘元件在一布置在装配板的主轴颈上可旋转地围绕一离合器体轴支承。一牵引构件轮轴承部分在主轴颈与装配板之间同心地围绕轮轴延伸，从而可将牵引构件轮可旋转地布置在装配板上，其中，轮轴和离合器体轴相互错位。通过错位可以实现一双曲柄连杆传动机构的作用形式，其中，同时将牵引构件轮布置在内侧以及将圆盘元件布置在装配板上可以实现起动器设备的紧凑且间接的结构。

根据圆盘元件的一有利改进方案，圆盘元件具有一活结螺栓，连接杆从而可以在牵引构件轮的活结螺栓与圆盘元件上的活结螺栓之间延伸。活结螺栓成型在各部件上，其中，制备所述部件的优先方法为塑料注塑或铝材压铸的注塑方法。

借助装配板、牵引构件轮、圆盘元件或杠杆臂以及其他组成双曲柄连杆传动机构的元件的根据本发明的布置方式，建构了起动器设备的一个可分离的结构单元。所述结构单元可以模块化地适用于不同用途的内燃机，其中，也可以使用起动器设备的模块化实施形式来适用于二冲程发动机或四冲程发动机。起动器设备需匹配的节点仅涉及离合器体的全速旋转对传动的决定性，其中，离合器体自身也必须与后置的离合器或曲轴相匹配。

离合器体用于可分离地且扭矩固定地与内燃机的曲轴相连，其中，一扭转弹簧布置在离合器体与曲轴之间，所述扭转弹簧阻止曲轴在内燃机起动过程中从离合器体中脱开。分别根据提供的从动元件的起动器扭矩或起动器转速和内燃机的曲轴转速情况，可以在卸压阶段在考虑到惯性力矩的情况下实现使曲轴短时间退回。内燃机的曲轴因此短时间旋转快于起动器设备的离合器体，超越离合器从而脱开。因此推荐使用带止动器的扭转弹簧，所述扭转弹簧在操作起动器设备时预加张力，从而阻止脱扣。弹簧的作用在于，使起动器设备的离合器侧能够追上在卸压行程中加速的曲轴，从而使其保持接合。扭转弹簧的止动器保护扭转弹簧不过载，止动器界定接合角。

根据双曲轴连杆传动机构的另一有利实施形式，连接杆实施为弯曲回弹的连接件。所述连接件为马蹄铁状结构且具有一弯曲回弹区域，连接件从而在压力负载下在构成活结的末端之间缩短。如果通过双曲轴连杆传动机构向内燃机的曲轴传输一较大的扭矩，连接杆的作用长度就缩短，牵引构件轮上的活结螺栓与圆盘元件上或杠杆比上的活结螺栓之间的间距也变小。传动比从而变小，可能会向曲轴传输一较大的扭矩，其中，同样取得相同的效果，而须要通过手柄向起动器牵引构件输入的力就减小了。从而可以实现周期性振荡的牵引力的有效平直化。

有利做法为，构成活结的弯曲回弹连接件的末端分别具有活结螺栓孔，活结螺栓容纳在所述孔中。弯曲回弹连接件还具有一止动几何体，从而限制弯曲回弹区域的弹性变形。因此可以避免弯曲回弹连接件过载，这是因为止动几何体确保弹性区域中不会出现塑料变形。因此弯曲回弹连接件发挥在负载下变短的压力弹簧的作用。所以在起动过程开始时可以实现明显的力量增强，这是因为连接杆在内燃机的压缩阶段在负载下被挤压。如果在几次旋转之后循环因为发动机摆动载荷而得以优化，则连接杆又重新变长。马蹄铁状实施形式为弯曲回弹区域的有利的设计，其中，连接件也可以使用U形、螺旋形或其他几何形状。通过连接件的这种几何设计，传动机构可以自动与扭矩曲线相匹配。

根据本发明的一有利改进方案，内燃机具有一与曲轴相连的曲轴法兰，曲轴法兰与离合器体之间布置了一具有至少两个棘轮元件的棘轮离合器。曲轴法兰的末端布置在曲轴上，曲轴法兰具有两个棘轮元件，所述两个棘轮元件相互面对地先安装在曲轴法兰的平面侧上，棘轮元件具有高于平面侧的不同的高度，棘轮元件从而在各自的高度上可以卡入离合器体中所从属的卡合窗中。两个棘轮元件相互面对布置的优点在于，不会产生额外的轴承力，这是由于使用一个单独的棘轮时会产生横向力。分两边布置的棘轮元件产生了一力偶，从而可以在无横向力的条件相向曲轴法兰传输旋转运动。为了仅在唯一一种情况下存在卡合可能，建议将棘轮元件沿着轮轴在平面侧的高度上相互错开几毫米布置。卡合窗同样在离合器中具有一种沿着从动轴的相同的错开位置。这样就确保了棘轮可以卡入各自从属的卡合窗，从而仅可在离合器体相对于曲轴法兰处于一个唯一的特定角度位置上传输旋转运动。这样可保证，在传动机构单元中产生的传动比与内燃机的压缩阶段或卸压阶段相协调。

从动元件与曲轴法兰之间的离合器的另一实施形式可以由带一离心式元件的离心式离合器构成，其中，所述离心式元件作用为连接杆，从而根据双曲柄连杆传动机构的种类与曲轴法兰以及从动元件行程有效连接。上文所述的双曲轴连杆传动机构的作用形式可以在全部范围使用，其中，在内燃机起动时离核心元件可以在一定位设备中静止，在所述定位设备中离心式元件借助作用的离心力固定。

根据牵引构件轮与曲轴法兰之间的离合器的另一实施形式，一摩擦环和一轮元件布置在牵引构件轮与曲轴法兰之间，摩擦环和轮元件配合作用，从而在操作起动器设备时可以实现扭矩传递以及在内燃机启动时停止这种扭矩传递。通过多个布置在卡合元件的平面侧的指向曲轴法兰方向的轮轨，可以实现：卷绕各从属的径向弯曲延伸的轮元件。径向弯曲的轮轨与用于卡合元件的轴向错位的多头螺纹配合作用，从而可以实现从动元件与曲轴之间预期的传动比可变化的有效连接。牵引构件轮通过一轴状的安装螺栓安装在装配板上，其中，卡合元件同时通过多头螺纹安装在牵引构件轮中。由卡合元件、牵引构件轮和摩擦环组成的单元通过一中心连接螺栓与安装板的圆柱形安装轴轴向旋紧。

起动器牵引构件以及牵引构件轮的可行实施形式可以由一牵引绳、牵引链或一牵引带与一从属的绳轮或带轮组成，其中，所述绳或带在轮上组成相互重叠的层。从而在不均一的传动机构之前以一串联电路的形式实现将持续变换的传动状况变快，这种快速传动状况有利于起动过程。在起动过程开始时许多重叠的层围绕着牵引构件轮，从而以低转速输入一高扭矩。如果牵引构件从轮中松开，则输入轮中的扭矩缩小，其中，轮的旋转速度同时增快。这同样与用于起动发动机的扭矩需求和转速需求相符。同样可以使用多弯道的牵引构件轮。

除使用一双曲柄连杆传动机构外还可以将传动机构单元设计为不均一地转换的啮合***。可以自由设计非均匀齿轮转换曲线，从而实现与发动机相匹配的转换。齿轮偏心布置，被传动齿轮的转速曲线从而可以在主动齿轮的转速保持均一的情况下发生周期性变化。齿轮可以低成本地粗率啮合，由铁片通过激光切割或精密冲压而制得。啮合***具有一带至少一第一偏心齿轮和一第二偏心齿轮的非均匀啮合***，其用于形成一对相互啮合的齿轮对。不均一地转换的啮合***的一有利改进方案为具有一第二齿轮对的双重非均匀啮合***，其具有至少两个相互同轴布置的非均匀齿轮。两对齿轮对允许使用一种同轴结构方式，因此起动器设备的嵌入层并非必须与曲轴的延伸方向错位。还可以使用具有多个转换自由空间的多倍的转换。

还可以根据运转的滑块曲柄传动机构的种类来实施传动机构单元的另一实施形式。

根据本发明的起动器设备的另一实施形式具有一无传动机构的结构形式，其具有一牵引机构轮，所述牵引机构轮具有一非均匀的椭圆的或凸轮状轮廓，这种轮廓是用于绕卷和松开起动器牵引绳。从而通过牵引构件轮的旋转运动改变了作用半径，作用半径可以与用于起动内燃机的扭矩需求相匹配。牵引构件轮在起动器牵引构件均匀松开时产生一变换的转速，其中，可以向曲轴输入一依据曲轴旋转角变化的曲轴扭矩。同样可以使用这种牵引构件轮与一个串联的传动机构的组合。

本发明的起动器设备的另一实施形式可以通过一电动机来实施，通过所述电动机来相从动元件输入起动器扭矩。在使用电动机时，从动元件与曲轴之间的根据本发明的有效连接也为有利的实施形式，这是因为，如果依据曲轴角度的最大扭矩变得较小，那么电动机就可以较小。对于电动机存在一均一的扭矩需求，从而使电动机易于与起动器设备适配。

附图说明

下面借助附图所示不同的实施例来对本发明进行进一步说明，其中：

图1为带一本发明的双曲柄连杆传动机构的第一实施例的起动器设备的分解视图；

图2为带一本发明的双曲柄连杆传动机构的另一实施例的起动器设备的分解视图；

图3为带一双曲柄连杆传动机构的起动器设备的分解视图，其中，此起动器设备具有一连接杆，连接杆实施为弯曲回弹的连接件；

图4为如图3所示的弯曲回弹的连接件的透视图；

图5为带一棘轮离合器的曲轴法兰，此棘轮离合器用于将一离合器体连接至曲轴法兰；

图6为带双曲柄连杆传动机构的另一实施例的起动器设备的分解视图；

图7为图6中的起动器设备旋转180°的视图；

图8为带一锁止元件的起动器设备的另一实施例的分解视图，卡合元件通过一多头螺纹与牵引绳轮配合作用；

图9为带了曲线辊轮的实施例的起动器设备的分解视图；

图10为图9中的起动器设备旋转约60°的视图；

图11至22为风扇转轮和可翻转的杠杆的视图，杠杆的图9所示的起动器设备传动轴的图9处于各种工作状态之下；

图23为带双曲柄连杆传动机构的另一实施例的起动器设备的分解视图；

图24为图23中的起动器设备旋转180°的视图；以及

图25为由曲柄角度决定的转换比和的扭矩需求图表。

具体实施方式

图1显示了一起动器设备100。起动器设备100具有一手柄2，操作人员可以通过手柄2将牵引力导入一起动器牵引构件3中。起动器牵引构件3实施为绳索，其通过一实施为绳轮的牵引构件轮4盘绕。若操作人员牵拉起动器牵引构件3，由于起动器牵引构件3从牵引构件轮4中展开，牵引构件轮4会旋转，并且会从而输入一起动器扭矩。牵引构件轮4的旋转将传递至离合器体15，其中，通过一双曲柄连杆传动机构5进行传递。

双曲柄连杆传动机构5具有一布置在一活结螺栓7与一杠杆臂9之间的连接杆6，活结螺栓7的平面侧安装在牵引构件轮4上。由于牵引构件轮4的旋转，活结螺栓7围绕轮轴8旋转，其中，杠杆臂9围绕从动轴11可旋转地支承，从动轴11与轮轴8错位。牵引构件轮4的旋转运动通过连接杆6相杠杆臂9传递，杠杆臂9从而实施一相对于牵引构件轮4的旋转运动不均一的运动。如果牵引构件轮4发生不均一的旋转运动，则杠杆臂9转得比牵引构件轮4的一次全速转动快一个圆弧或慢另一圆弧。因此可以将扭矩转换为与起动内燃机所需的扭矩数值。

牵引构件轮4可旋转地支承在装配板12上，而杠杆臂9具有轴承部分14，轴承部分14为了进行支承延伸穿过装配桥10。装配桥10通过间隔元件13固定在装配板12上，其中，装配桥10具有一梁状延伸，装配桥10在各末端上分别通过一间隔元件13旋紧。在杠杆臂9的被装配桥10穿过的末端上安装了一离合器体15，杠杆臂9围绕从动轴11的旋转运动从而可以传递至离合器体15。起动器设备100总体而言可以实现：在起动器牵引构件3中发生均一的牵引运动时在离合器体15中产生周期性变化的旋转运动。

图2中显示了起动器设备100中的根据本发明的双曲柄连杆传动机构5的另一实施例。离合器体15的末端成型在一圆盘元件16上，其中，圆盘元件16可旋转地容纳在一主轴颈17上，主轴颈17布置在装配板12上。一牵引构件轮部分19在主轴颈17与装配板12之间延伸，牵引构件轮4可旋转地支承在牵引构件轮部分19上。主轴颈17沿一离合器体轴18延伸，离合器体轴18与轮轴8错位。因此主轴颈17布置在牵引构件轮部分19的外表中间处，从而能够实现双曲柄连杆传动机构5所必需的曲柄元件中的错位。一平面侧布置有一活结螺栓7的牵引构件轮4构成双曲柄连杆传动机构5的第一曲柄元件，其围绕轮轴8旋转，第二曲柄元件由圆盘元件16构成，连接杆6在活结螺栓7与布置在圆盘构件16上的另一活结螺栓20之间延伸。从而实现了简化，这是由于杠杆臂9(参见图1)与离合器体15共同实施为单件的圆盘元件16。

图3显示了启动器设备100的双曲柄连杆传动机构5的有力改进方案。双曲柄连杆传动机构5具有一连接杆6，连接杆6实施为弯曲回弹的连接件21。弯曲回弹的连接件21可旋转地置入活结螺栓7与杠杆臂9之间，并且可以基于弯曲回弹性而改变作用长度。如果通过牵引构件轮4和活结螺栓7向双曲柄连杆传动机构5传输一扭矩，则弯曲回弹的连接件21弯曲，从而减少作用长度，以及增加向杠杆臂9传递的扭矩。如果弯曲回弹的连接件21释放了负载，则作用长度重新增大，杠杆臂的转速在扭矩降低的情况下重新增加。

图4显示了弯曲回弹的连接件21的透视图，连接件21具有连接杆6的功能。弯曲回弹连接件21为马蹄铁状结构，其具有两个活结螺栓钻孔23，活结螺栓(活结螺栓7、20，参见图2)穿过活结螺栓钻孔23，且分别构成一滚动轴承。弯曲回弹区域22设计在马蹄铁形连接件21的末端之间，从而可以增大或减小活结螺栓钻孔23之间的间距。设置一限动几何体24。从而限制弯曲回弹区域22中的弯曲。如果弯曲负荷过大，限动几何形24的表面就相互重叠，从而限制弯曲回弹区域22发生进一步弯曲。

图5显示了曲轴法兰25的透视图。曲轴法兰25具有一平面侧27，平面侧27构成背向内燃机的侧面，平面侧27面向启动器设备100。叶片元件布置在曲轴法兰25周围，从而在整个***中从内燃机中以及启动器设备100中进行通风。曲轴法兰25的平面侧27上布置了棘轮元件26，棘轮元件26的高度高出平面侧27。棘轮元件26可旋转地支承在气缸体38上，其中，各汽缸体的长度与其不一。两个汽缸体38围绕曲轴法兰25的旋转轴相互面对的布置在平面侧27上，其中，第一汽缸体38比第二汽缸体38短。离合器体15中安装了卡合窗28，棘轮元件26可以卡入卡合窗28。因此，各棘轮元件26可以从属于一个规定的卡合窗28.，卡合窗28在曲轴法兰25的旋转轴方向上同样具有不同的轴向位置。从而可以确保，启动器设备100与内燃机的正确压缩阶段或卸压阶段的使用的扭矩曲线相协调一致。

图6和图7为启动器设备100的另一设计方案。

牵引构件轮4与曲轴法兰25之间布置了一带离心式元件29的离心式离合器，离心式元件29发挥连接杆6的功效，离心式元件29与曲轴法兰25及牵引构件轮4组成一双曲柄连杆传动机构5。可以看出，一关节窝几何体31成型在牵引构件轮4上，从而可以通过关节窝几何体31来携带离心式元件29。如果在内燃机启动时曲轴法兰速度快于起动器设备100，离心式元件29就从关节窝几何体31中松解，并且由于离心式的原因径向向外旋转。内燃机或曲轴法兰25可以立即自由运转，起动器设备100无需随转。从而将双曲柄连杆传动机构5的功能与超越离合器功能的统一。曲轴法兰25的中间为曲轴1，曲轴1作为轴头指向内燃机(未显示)的方向。

图8中显示了起动器设备100的另一透视图，起动器设备100在装配板12与曲轴法兰25之间延伸。卡合元件30与曲轴法兰25之间布置了一摩擦环33和一轮元件34，摩擦环33和轮元件34配合作用，从而在操作起动器设备100时可以实现扭矩传递以及在内燃机启动时停止这种扭矩传递。卡合元件30具有建构在曲轴法兰25方向上的轮轨35，轮轨35分为3股相互间隔120°星状布置在表面上。轮轨35用于滚动一轮元件34，其中，轮轨35径向弯曲。卡合元件30和牵引构件轮4还具有一多头螺纹32，卡合元件30和牵引构件轮4通过多头螺纹32相连。通过多头螺纹34，卡合元件30的轴向位置相对于牵引构件轮4位于一个特定的旋转位置，轮元件34从而依据卡合元件30的旋转位置在轮轨35上滚动。从而可以实现牵引构件轮4与曲轴法兰25的扭矩曲线不相同，这是为了根据本发明实现一种有效连接，进而在牵引构件轮4中的扭矩恒定时使导入曲轴1的曲轴扭矩可以根据曲轴旋转角发生变化。

本发明的实施并非仅限于先前所示的实施例。也有很多实施变体可以使用在上文所述的解决方案或使用在其他种类的实施形式中。

图9至22显示了起动器设备100的其他设计方案。牵引构件轮4与曲轴法兰25之间布置了一带一离心式元件39的离心式离合器，离心式元件39作为轮轨作用，离心式元件39与曲轴法兰24和牵引构件轮4组成一曲柄轮传动机构。轮轨杠杆39可旋转和可偏转地支撑在活结螺栓7上，轮轨杠杆39在图11(俯视图)和图12(透视图)中通过回复弹簧40处于静止位置，在静止位置上轮轨杠杆39的第一定位部分41还支承在离合器法兰25的止动器42上。在内燃机启动之后，轮轨杠杆39的分离砝码43将轮轨杠杆39转变为图13(俯视图)和图14(透视图)中所示的工作位置“发动机运转”，轮轨杠杆39的第二定位部分44移至曲轴法兰25上的最终止动螺栓45上。在启动过程中，轮轨杠杆39的轮轨部分44位于布置在牵引构件轮4上的两个定位螺栓47的其中一者上，布置在各定位螺栓47上的轮48从而在轮轨部分44上滚动，进而传递起动器扭矩。轮轨杠杆39一方面具有参照了轮轨部分46的轮廓，这种轮廓能够最佳化地根据曲轴旋转角改变双曲柄连杆传动机构5的传动比。轮轨杠杆39的宽度也适合于各个需传输的力矩和力。有利的做法为，轮轨杠杆39的轮廓从活结螺栓7出发，且在自身宽度上直至第二定位部分44持续变细。

为了能够在绳索路径方面在定位螺栓47与轮轨杠杆39之间确保较早地干预或定位，设置了两个定位螺栓47，如果曲轴法兰25“超过”牵引构件轮4，其中一个定位螺栓47在轮轨杠杆39的轮轨部分46中用于定位，另一定位螺栓47在发动机工作时重新摆动轮轨杠杆39。

图11和图12显示了处于“静止位置”的工作状态，图13和图14显示了“发动机运转”的工作状态。

在此，通过一旋转的曲线表明牵引构件轮4与曲轴法兰25之间通过传动机构5产生的一相对运动，此相对运动在轮轨杠杆39和轮轴8的轮轨部分46上的止动螺栓45的止动点B的不同间距A发生，从而得到了在360°中变化的有关传输扭矩的传动比以及从而得出的速度。各个有特点的关于旋转的工作点显示在图15至22中，其中，

图15                  0°/360°的工作状态

图16                  45°的工作状态

图17                  90°的工作状态

图18                  135°的工作状态

图19                  180°的工作状态

图20                  225°的工作状态

图21                  270°的工作状态

图22                  315°的工作状态

例如图15中显示了传动比in为l从动(labtrieb)与l主动(lantrieb)的比值，公式为

$i=\frac{\mathrm{labtrieb}}{\mathrm{lantrieb}}$

例如，

$i\≈\frac{32\mathrm{mm}}{31\mathrm{mm}}\≈\mathrm{1,03}$

对于其他的角度位置，传动比为：

45° $i\≈\frac{37\mathrm{mm}}{31\mathrm{mm}}\≈\mathrm{1,19}$

90° $i\≈\frac{39\mathrm{mm}}{31\mathrm{mm}}\≈1,26$

135° $i\≈\frac{39\mathrm{mm}}{33\mathrm{mm}}\≈1,18$

180° $i\≈\frac{32\mathrm{mm}}{33\mathrm{mm}}\≈\mathrm{0,97}$

225° $i\≈\frac{27\mathrm{mm}}{33\mathrm{mm}}\≈\mathrm{0,82}$

270° $i\≈\frac{25\mathrm{mm}}{32\mathrm{mm}}\≈\mathrm{0,78}$

315° $i\≈\frac{28\mathrm{mm}}{33\mathrm{mm}}\≈\mathrm{0,85}$

360° $i\≈\frac{32\mathrm{mm}}{31\mathrm{mm}}\≈1,03$

图23和图24中显示了起动器设备100的另一设计方案，其与图6和图7中所示实施形式相符。因此相同的部件使用了相同的标示。不同之处在于，关节窝不成型在牵引构件轮4上面，而是成型在离心式元件(连接杆)6上。活结头和关节窝进行了更换。存在这种可能，使用一置入牵引构件轮的螺栓作为活结头(一个或多个)。

图25显示了一个传动比

和扭矩需求根据曲轴角K变化的图表。图中显示的传动机构的草图与图9-22中的草图不相符，其仅用于图形表示。线L(扭矩为0)上方表示转化为慢(IL)，下方表示转换为快(IS)。

扭矩曲线(DBV)由气体压力计算得出。

元件符号

100     起动器设备

1       曲轴

2       手柄

3       起动器牵引构件

4       牵引构件轮

5       双曲柄连杆传动机构

6       连接杆

7       活结螺栓

8       轮轴

9       杠杆臂

10      装配桥

11      从动轴

12      装配板

13      间隔元件

14      轴承部分

15      离合器体

16      圆盘元件

17      主轴颈

18      离合器体轴

19      牵引构件轮部分

20      活结螺栓

21      弯曲回弹连接件

22      弯曲回弹区域

23      活结螺栓孔

24      止动几何体

25      曲轴法兰

26      棘轮元件

27      平面侧

28      卡合窗

29      离心式元件

30      卡合元件

31      关节窝几何体

32      多头螺纹

33      摩擦环

34      轮元件

35      轮轨

36      止动设备

37      啮合***

38      汽缸体

39      轮轨杠杆

40      弹簧

41      第一止动部分

42      止动器

43      分离砝码

44      第二止动部分

45      最终止动螺栓

46      轮轨部分

47      止动螺栓

48      轮

Claims (35)

1.一种用于起动一内燃机的起动器设备(100)，所述起动器设备(100)尤其用于手持工具、电锯、割草机、草坪修剪机和类似的装置，或者用于机动车(尤其是轻型摩托车)的内燃机、船只或小型飞机，所述起动器设备具有一从动元件，在操作所述起动设备(100)时可将一起动器扭矩输入所述从动元件，其中，所述从动元件与内燃机的曲轴(1)处于有效连接，从而将曲轴扭矩输入所述曲轴(1)，其特征在于，所述从动元件与所述曲轴(1)处于有效连接，其方式为，在起动器扭矩为一恒定值时输入所述曲轴(1)的曲轴扭矩依据曲轴旋转角发生变化。

2.根据权利要求1所述的起动器设备，其特征在于，所述起动器设备(100)为手动，其具有一手柄(2)、一布置在所述手柄(2)上的起动器牵引构件(3)以及一用于卷绕和松开所述起动器牵引构件(3)的牵引构件轮(4)，从而可以向内燃机的所述曲轴(1)输入起动器扭矩。

3.根据权利要求1或2所述的起动器设备，其特征在于，所述从动元件由所述牵引构件轮(4)构成，其中，一传动机构单元布置在所述牵引构件轮(4)与曲轴(1)之间，所述传动机构单元以一个依据曲轴旋转角而发生变化的传动比向所述曲轴(1)传递所述牵引构件轮(4)的起动器扭矩。

4.根据权利要求3中所述的起动器设备，其特征在于，在内燃机压缩行程中所述传动机构单元调节为低传动比，而在膨胀行程中调节为高传动比。

5.根据权利要求3或4所述的起动器设备，其特征在于，根据双曲柄连杆传动机构(5)的种类来实施所述传动机构单元。

6.根据权利要求5所述的起动器设备，其特征在于，所述双曲柄连杆传动机构(5)具有一第一曲柄元件和一第二曲柄元件，其中，一连接杆的末端布置在所述两个曲柄元件之间，从而将第一曲柄元件的旋转运动传输至第二曲柄元件。

7.根据权利要求6所述的起动器设备，其特征在于，所述第一曲柄元件由所述牵引构件轮(4)构成，一活结螺栓(7)的平面侧布置在所述牵引构件轮(4)上，牵引构件轮(4)围绕一轮轴(8)旋转，所述第二曲柄元件设计为杠杆臂(9)，所述杠杆臂(9)在一装配桥(10)中围绕一从动轴(11)可旋转地支承，其中，所述从动轴(11)相对于所述轮轴(8)错位。

8.根据权利要求7所述的起动器设备，其特征在于，所述驱动器设备(100)具有一装配板(12)，至少所述牵引构件轮和(4)装配桥(10)装配在所述装配板(12)上，所述装配板(12)构成起动器设备(100)的基体，其中，两个间隔元件(13)在所述装配板(12)与装配桥(10)之间延伸，所述牵引构件轮(4)布置在所述装配板(12)与装配桥(10)之间，所述间隔元件(13)沿着所述牵引构件轮(4)的边侧布置。

9.根据权利要求7或8所述的起动器设备，其特征在于，所述杠杆臂(9)为了可旋转地容纳一轴承部分(14)延伸穿过所述装配桥(10)，其中，一离合器体(15)抗扭转地布置在从所述装配桥(10)中凸出的所述轴承部分(14)的末端上。

10.根据权利要求6所述的起动器设备，其特征在于，将所述离合器体(15)与杠杆臂(9)共同被设计为一体化的圆盘元件(16)，所述圆盘元件(16)与所述牵引构件轮(4)平面平行地布置，所述圆盘元件(16)与所述牵引构件轮(4)的轮轴(8)错位，所述圆盘元件(16)在一布置在所述装配板(12)的主轴颈(17)上可旋转地围绕一离合器体轴(18)支承。

11.根据权利要求10所述的起动器设备，其特征在于，一牵引构件轮轴承部分(19)在所述主轴颈(17)与装配板(12)之间同心地围绕所述轮轴(8)延伸，从而可将所述牵引构件轮(4)可旋转地布置在所述装配板(12)上，其中，所述轮轴(8)和离合器体轴(18)相互错位。

12.根据权利要求10或11所述的起动器设备，其特征在于，一活结螺栓(20)布置在所述圆盘元件(16)上，连接杆(6)从而可以在所述牵引构件轮(4)的活结螺栓(7)与所述圆盘元件(16)上的活结螺栓(20)之间延伸。

13.根据权利要求8至12中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述装配板(12)、牵引构件轮(4)、圆盘元件(16)或杠杆臂(9)以及其他组成所述双曲柄连杆传动机构(5)的元件构成了一结构上可分离的单元。

14.根据权利要求9至13中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述离合器体(15)是用于可分离且扭矩固定地与内燃机的曲轴(1)相连，其中，一扭转弹簧布置在所述离合器体(15)与曲轴(1)之间，所述扭转弹簧阻止所述曲轴(1)在内燃机起动过程中从所述离合器体(15)中脱开。

15.根据权利要求6至14中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述连接杆(6)实施为弯曲回弹的连接件(21)。

16.根据权利要求15所述的起动器设备，其特征在于，所述弯曲回弹连接件(21)为马蹄铁状结构且具有一弯曲回弹区域(22)，所述连接件(21)从而在压力负载下在构成活结的末端之间缩短。

17.根据权利要求14或15所述的起动器设备，其特征在于，构成活结的所述弯曲回弹连接件(21)的末端分别具有活结螺栓孔(23)，所述活结螺栓(7，20)容纳在所述孔(23)中。

18.根据权利要求15或16所述的起动器设备，其特征在于，所述弯曲回弹连接件(21)具有一止动几何体(24)，从而限制所述弯曲回弹区域(22)的弹性变形。

19.根据权利要求9至18中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，内燃机具有一与所述曲轴(1)相连的所述曲轴法兰(25)，所述曲轴法兰(25)与离合器体(15)之间布置了一具有多个棘轮元件(26)的棘轮离合器。

20.根据权利要求19所述的起动器设备，其特征在于，所述两个棘轮元件(26)相互面对地先安装在所述曲轴法兰(25)的平面侧(27)上，所述棘轮元件(26)具有高于所述平面侧(27)的不同的高度，所述棘轮元件(26)从而在各自的高度上可以卡入所述离合器体(15)中所从属的卡合窗(28)中。

21.根据权利要求19或20所述的起动器设备，其特征在于，所述牵引构件轮(4)与曲轴法兰(25)之间布置了一带至少一离心式元件(29)的离心式离合器，所述离心式元件(29)发挥所述连接杆(6)的功效，所述离心式元件(29)与曲轴法兰(25)及牵引构件轮(4)组成一双曲柄连杆传动机构(5)。

22.根据权利要求21所述的起动器设备，其特征在于，所述离心式元件(29)相对于轮轴(8)偏心式地可旋转地布置在所述曲轴法兰(25)上。

23.根据权利要求21所述的起动器设备，其特征在于，一关节窝几何体(31)成型在所述牵引构件轮(4)上，在操作所述起动器设备(100)时所述离心式元件(29)可以卡入所述关节窝几何体(31)，从而将起动器扭矩输入所述曲轴法兰(25)，进而输入所述曲轴(1)。

24.根据权利要求22至23中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，一摩擦环(33)和一轮元件(34)布置在所述牵引构件轮(4)与曲轴法兰(25)之间，所述摩擦环(33)和轮元件(34)配合作用，从而在操作所述起动器设备(100)时可以实现扭矩传递以及在内燃机启动时停止这种扭矩传递。

25.根据权利要求24所述的起动器设备，其特征在于，所述牵引构件轮(4)具有至少一平面侧指向所述曲轴法兰(25)的轮轨(35)，所述轮元件(34)可以一任意曲线在所述轮轨(35)上松滚。

26.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述起动器牵引构件(3)由一牵引绳、牵引链或一牵引带构成，所述牵引构件轮(4)由绳轮或带轮构成，其中，所述绳或带在轮上组成相互重叠的层。

27.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述传动机构单元设计为不均一地转换的啮合***。

28.根据权利要求27所述的起动器设备，其特征在于，所述啮合***具有一带至少一第一偏心齿轮和一第二偏心齿轮的非均匀啮合***，其用于形成一对相互啮合的齿轮对。

29.根据权利要求26或27所述的起动器设备，其特征在于，所述啮合***具有一带其他齿轮对的双重非均匀啮合***，其具有至少两个相互同轴布置的非均匀齿轮。

30.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，根据运转的滑块曲柄传动机构的种类来设计所述传动机构单元。

31.根据权利要求1或2所述的起动器设备，其特征在于，所述牵引机构轮(4)具有一非均匀的椭圆的或凸轮状轮廓，这种轮廓是用于绕卷和松开起动器牵引绳。

32.根据权利要求31所述的起动器设备，其特征在于，所述牵引构件轮(4)在所述起动器牵引构件(3)均匀松开时产生一变换的转速，所述牵引构件轮(4)向所述曲轴(1)输入一依据曲轴旋转角变化的曲轴扭矩。

33.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，根据曲柄轮传动机构的种类来实施传动机构单元。

34.根据权利要求3所述的起动器设备，其特征在于，所述曲柄轮传动机构(5)具有一轮轨杠杆(39)，所述轮轨杠杆(39)可以置于一止动螺栓(47)上，从而将所述牵引构件轮(4)的旋转运动传递至所述曲轴法兰(25)。

35.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的起动器设备，其特征在于，所述起动器设备(100)具有一电动机，借助所述电动机可以将起动器扭矩输入所述从动元件。

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