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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
in Eingriff steht.
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Die
Bedienung einer Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor,
insbesondere eine Seilzug-Startvorrichtung für einen Brennkraftmotor,
insbesondere für einen Zweitakt- oder Viertaktmotor, bereitete
in der Vergangenheit oftmals Probleme, weil beim Starten durch die
Kompression im Verbrennungsmotor periodisch hohe Reaktionskräfte
auftreten, wodurch wechselnde und vorübergehen sehr hohe
Kräfte auf die Hand der Bedienperson wirken.
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Um
die Übertragung dieser besonders starken, durch die Kompression
im Verbrennungsmotor verursachten Reaktionskräfte auf die
Handhabe der Startvorrichtung zu reduzieren und hierdurch den Startvorgang
zu erleichtern wird beispielswese in der
DE 41 35 405 vorgeschlagen, die Schwankungen des
an der Motorwelle aufzubringenden Drehmomentes elastisch abzufedern.
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Hierzu
wird zwischen die dem Kraftübertragungsmittel, insbesondere
dem Anwerferseil oder Zugseil, der Handhabe zugeordnete Seilscheibe oder
Seiltrommel und das Mitnehmerglied, insbesondere dem Klinkenmitnehmer,
der Kurbelwelle ein elastisches Glied zwischengeschaltet, mittels
dessen die durch Handhabe und Kraftübertragungsmittel vermittelte
Zugebewegung beim Startvorgang von den vorstehend erläuterten
Schwankungen etwas oder vollständig befreit wird.
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Bei
einer derartigen, aus dem Stand der Technik bekannten Startvorrichtung
wirkt die Federkraft des Kopplungselementes auf die Seilscheibe oder
Seiltrommel, so dass diese robust und damit schwer ausgebildet sein
muss.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Startvorrichtung der
eingangs genannten Art durch direkte Wirkverbindung von Kraftübertragungsmittel
und elastischem Glied/Kopplungsglied möglichst leicht zu
gestalten.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination
gelöst.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Startvorrichtung für
mindestens einen Brennkraftmotor ist nun ein elastisches Kopplungsglied
mit mindestens einem Mitnehmerglied, insbesondere mit mindestens einem
Klinkenmitnehmer, verbunden, mittels dessen das Antriebsdrehmoment
auf die Motorwelle übertragbar ist. Das Kopplungsglied
weist zwei Enden auf, wobei ein Ende mit dem Mitnehmerglied und
ein anderes Ende des Kopplungsgliedes mit der Seilscheibe oder der
Seiltrommel und dem Kraftübertragungsmittel in Eingriff
steht.
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Bei
einer derartigen erfindungsgemäßen Startvorrichtung
hat es sich als äußerst vorteilhaft gezeigt, dass
das Kopplungselement direkt auf das Kraftübertragungsmittel
in der Seilscheibe oder der Seiltrommel wirkt und somit die Materialbelastung
in der Seilscheibe oder der Seiltrommel stark reduziert wird. Durch
eine solche Anordnung ist eine leichte Konstruktion der Seilrolle
möglich, wodurch auch die ganze Startvorrichtung leichter
wird. Da solche Startvorrichtungen häufig in Geräten,
wie beispielsweise Motorkettensägen Anwendung finden, die
sowieso schon ein nicht unerhebliches Gewicht haben ist daher jede
Gewichtseinsparung erwünscht.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Startvorrichtung ist das Merkmal des mit der Seilscheibe oder der
Seiltrommel und dem Kraftübertragungsmittel in Eingriff
stehende Ende des Kopplungselementes derart in der Startvorrichtung
vorgesehen, dass
das Kraftübertragungsmittel durch
die Seilscheibe oder die Seiltrommel geführt ist und an
dem Kopplungsglied angelenkt ist. Dabei sollte also das Kopplungselement
so ausgeführt sein, dass das Kraftübertragungsmittel,
wie beispielsweise ein Zugseil, daran befestigt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Startvorrichtung derart vorgesehen, dass das Kopplungsglied
eine aus Draht gewickelte dreidimensionale Feder aufweist, deren
erste, der Seilscheibe oder Seiltrommel zugewandte Wickelung eine
kleinere Querschnittfläche aufweist, als eine nachfolgende
Windung.
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Schon
im Stand der Technik wurde ein Vorschlag entwickelt, bei dem das
als Spiralfeder ausgestalteten elastischen Kopplungsglied im Startbetrieb um
einen Verdrehwinkel von etwa 270 Grad bis etwa 280 Grad verdreht
wird, wodurch eine gute Starteigenschaft des Verbrennungsmotors
gegeben ist. Bei Erreichen dieses maximalen Verdrehwinkels legt
sich die Spiralfeder dann infolge ihrer mit der Verdrehung verbundenen
Verkleinerung partiell an die Welle an. Durch dieses Anlegen der
Spiralfeder an die Welle erfolgt eine Sperrung gegen weitere Verdrehung,
so dass sich das Mitnehmerglied der Kurbelwelle schließendlich
zwangsweise mit der Seilscheibe oder Seiltrommel mitdreht. Hierdurch
lassen sich unterschiedliche Federkennlinien einstellen.
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In
der
DE 203 01 182
U1 wurde vorgeschlagen, dass der Verdrehwinkel, um den
das Mitnehmerglied unter Beanspruchung des elastischen Kopplungsglieds
in Bezug auf die Seilscheibe oder Seiltrommel verdrehbar ist, auf
einen definierbaren Maximalwinkelwert begrenzbar ist, wodurch die
Höchstbelastung des Kopplungselementes vorgebbar ist. Dies
kann beispielsweise durch einen Anschlag bewerkstelligt werden.
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Aus
der
DE 203 19 902
U1 ist es darüber hinaus bekannt, im Zwischenraum
zwischen der Seilscheibe oder Seiltrommel, insbesondere der Achse der
Seilscheibe oder Seiltrommel, und dem Kopplungsglied bzw. dem Mitnehmerglied,
insbesondere der Achse des Mitnehmerglieds, mindestens eine dünnwandige
Buchse oder Hülse vorzusehen, mittels derer dieser Zwischenraum
zumindest partiell ausfüllbar ist, vorzusehen.
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Bei
all diesen aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen des
Kopplungselementes sind weitere Bauteile bzw. Bauteilelemente in
der Startervorrichtung erforderlich, die zu einem Mehraufwand führen.
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Gemäß der
beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird nun bei einer Startervorrichtung das Kopplungsglied, das eine
aus Draht gewickelte dreidimensionale Feder aufweist, derart vorgesehen
sein, dass deren erste, der Seilscheibe oder Seiltrommel zugewandte
Wickelung eine kleinere Querschnittfläche aufweist, als
eine nachfolgende Wickelung. Dies erhöht die Lebensdauer
der Feder. Hierdurch werden die Verformungen minimiert, d. h. der
bruchgefährdete Bereich der Feder wird entlastet.
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Unter
einer Querschnittfläche ist hierbei die von einer Windung
umschlossene Fläche zu verstehen.
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Mit
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Startvorrichtung
ist es nun möglich, dass bei einer Belastung der Feder,
diese ab einer bestimmten Stärke an dem Lagerzapfen des
Startergehäuses zuerst zur Anlage kommt.
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Durch
diese Ausgestaltung kann ein Bruch der Feder, der bei Überbelastung üblicherweise
an dieser Stelle erfolgt, verhindert werden, da die erste kleinere
Federwindung an dem Lagerzapfen des Gehäuses zur Anlage
kommt.
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Somit
ist es durch eine derartige erfindungsgemäße veränderte
Ausgestaltung des Kopplungsgliedes möglich, ohne weitere
Bauteilveränderungen, einer Überbelastung des
Kopplungselementes vorzubeugen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verkleinern
sich die Querschnittflächen der Feder von der zweiten der Seilscheibe
oder Seiltrommel zugewandten Wickelung an zum dem Mitnehmerglied
zugewandten Ende hin im Wesentlichen.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung des Kopplungselementes folgt deren
sich verjüngende Form dem einströmenden Kühlluftstrom
der Lüftungselemente des Gehäuses.
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Mit
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine
deutlich verbesserte Kühlung des dem Starter nachgeordneten
Verbrennungsmotors erreicht, da die Kühllufteinströmung
in den hinter dem Starter angeordneten Lüfter verbessert
wird und damit eine gute Anströmung eines Polrades erreichbar
ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Verwendung einer aus Draht gewickelten Feder,
deren Querschnittflächen sich vom von der zweiten Windung
zum anderen Ende hin sich im Wesentlichen verkleinern ist, dass
auch der Platzbedarf im Starter geringer ist.
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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.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist die gewickelte Feder eine
sich verjüngende Spiralfeder. Solche Spiralfedern sind
im Handel gut und kostengünstig erhältlich.
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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 0,70 und besonders
bevorzugt etwa 0,75 beträgt.
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Vorzugsweise
liegt der Drahtdurchmesser der Feder im Bereich von 2,5 bis 3 mm
und beträgt gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform etwa 2,8 mm.
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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 darüberhinaus auch noch eine Beschichtung aufweisen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen hierbei
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1 eine
schematische Explosionsdarstellung einer Startvorrichtung gemäß des
Standes der Technik;
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2 eine
schematische Darstellung einer Startvorrichtung gemäß des
Standes der Technik;
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3 eine
schematische Darstellung einer Startvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform; und
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4 drei
verschiedene Ansichten eines Kopplungselementes gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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In
den Darstellungen 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.
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In 1 und 2 ist
eine Startvorrichtung 100' dargestellt, wie sie aus dem
Stand der Technik bekannt ist. Eine solche Startvorrichtung 100' ist,
wie auch die in 3 dargestellte Startvorrichtung 100 zum
manuellen Anwerfen eines Brennkraftmotors bestimmt, der beispielsweise
zu einer Motorkettensäge gehört. Die Seilzug-Startvorrichtung 100, 100' ist in
einem Gehäuse 10, 10' untergebracht,
das sowohl bei der Ausführung gemäß des
Standes der Technik (1 und 2) ein abnehmbarer
mit Lüftungsschlitzen 11' versehener Deckel des
Motorgehäuses ist. Aus der Innenwand des Gehäuses 10, 10' geht ein
Lagerzapfen 14' hervor (nur in 1 und 2 sichtbar),
der von einem ebenfalls im Wesentlichen gehäusefesten Federgehäuse 15' für
eine spiralförmige, am Rand des Federgehäuses 15' einseitig
eingespannte Starterfeder 16' umgeben ist. Diese Starterfeder 16' dient
als Rückzugsfeder für die Seilscheibe oder Seiltrommel 17, 17'.
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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.
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Die
Seilscheibe oder Seiltrommel 17, 17' weist einen
den Lagerzapfen 14' umgebenden kreisringförmigen
Aufnahmeraum 20/20' auf, in dem eine Spiralfeder 26/26' angeordnet
ist und die mit einem Klinkenmitnehmergliedes 25' in Eingriff
steht.
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Das äußere,
das heißt der der Seilscheibe oder Seiltrommel 17, 17' zugewandte
Ende der Spiralfeder 26, 26' ist gemäß der
Darstellung des Standes der Technik in einen Schlitz 27' eingehängt,
der in einem ringförmigen Absatz der Seilscheibe oder Seiltrommel 17' vorgesehen
ist. Dieser Absatz umschließt die Spiralfeder 26',
dessen äußere Windung an der Innenwandung des
Absatzes anliegt. Das dem Klinkenmitnehmerglied 25' zugewandte
Ende der Spiralfeder 26' ist in dem Klinkenmitnehmerglied 25' gelagert.
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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,
an deren Kopf am Klinkenmitnehmerglied 25, 25' befestigt
ist.
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Wenn
die Seilscheibe oder Seiltrommel 17' gemäß der
Ausführungsform des Standes der Technik durch Ziehen am
Anwerferseil oder Zugseil in Drehung versetzt wird, nimmt die Seilscheibe
oder Seiltrommel 17' über die Spiralfeder 26' das
Klinkenmitnehmerglied 25' mit. Mittels dieses Klinkenmitnehmergliedes 25' ist
also die Drehbewegung der Seilscheibe oder Seiltrommel 17' und
damit das Drehmoment auf die anzutreibende Motorwelle übertragbar.
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Die
Spiralfeder 26', wie sie in 1 gemäß des
Standes der Technik dargestellt ist, stellt eine zylindrische Spiralfeder
dar und somit ist auch das Klinkenmitnehmerglied 25' entsprechend
ausgebildet.
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Im
Unterschied zur in 1 und 2 dargestellten
Ausführung gemäß des Standes der Technik
ist die Spiralfeder 26 in den 3 gemäß einer gezeigten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
derart in die Seilscheibe oder Seiltrommel 17 integriert,
dass ein Ende des Zugseils beispielsweise durch eine Bohrung in
der Seilscheibe oder Seiltrommel 17 zur Spiralfeder 26 geführt
ist und an dieser an einem Haken 12 der Spiralfeder 26 in der
Knotenkammer 18 befestigt. In einer sehr einfachen Ausführungsform
könnte dies beispielsweise durch setzen eines Knotens in
das Zugseil geschehen, wobei der Haken 12 hierzu vorteilhafterweise
als Öse ausgebildet ist.
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Ferner
ist die Spiralfeder gemäß der in 3 und 4 gezeigten
Ausführungsform derart ausgebildet, dass die erste, der
Seilscheibe oder Seiltrommel 17 zugewandte Wickelung 13 eine
kleinere Querschnittfläche aufweist, als eine nachfolgende
Wickelung. Diese kleinere Federwindung 13 beugt einem wenn,
dann hauptsächlich an dieser Stelle auftretenden Bruch
vor, indem sie bei Belastung zuerst zur Anlage auf dem in die Feder 26 hereinragenden
Zapfen kommt.
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Von
der zweiten Wickelung an ist die Feder 26 als ein Kegelstumpf
ausgebildet, dessen Grundfläche der Seilscheibe oder Seiltrommel 17 zugewandt
ist, während die Deckfläche dem Klinkenmitnehmerglied 25 zugewandt
ist.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 100/100'
- Startvorrichtung
- 10/10'
- Gehäuse
- 11'
- Lüftungsschlitze
- 12
- Haken
- 14'
- Lagerzapfen
- 15/15'
- Federgehäuse
- 16/16'
- Starterfeder
- 17/17'
- Seilscheibe
oder Seiltrommel
- 18
- Knotenkammer
- 20'
- Aufnahmeraum
der Seilscheibe oder Seiltrommel
- 25'
- Klinkenmitnehmerglied
- 26/26'
- Spiralfeder
- 28'
- Befestigungsschraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4135405 [0003]
- - DE 20301182 U1 [0014]
- - DE 20319902 U1 [0015]