專利名稱：全自動發(fā)條彈簧啟動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械啟動裝置，尤其是一種內燃機的彈簧啟動器，屬于機械設備啟動裝置技術領域。
申請人通過檢索了解到，現(xiàn)有專利申請資料記載了一些借助彈簧所儲能量自動啟動柴油機的機械式啟動裝置，其基本結構均由安裝在外殼中的彈簧儲能機構，可以引起彈簧形變儲能并按需松釋的釋能機構，以及與柴油機動力軸銜接的輸出機構組成。這些革新改進方案雖各有所長，也分別具有一定的作用效果，但從真正意義上的推廣應用考慮，確都存在明顯的不足或缺陷。例如專利號ZL9521533.2、名稱為《內燃機發(fā)條起動機》，專利號ZL92243053.5、名稱為《機械式起動機及其自動操縱機構》，專利號為97220187.4、名稱為《發(fā)動機起動裝置》等專利中的技術方案均存在需要借助人力上緊彈簧或啟動時需要開動柴油機的減壓閥的主要缺陷，此外還存在結構復雜、容易空釋放、啟動力小、結構件裸露等各種問題，并且體積大，安裝困難，價格昂貴，因此用戶難于接受，至今尚未見到得以推廣普及的技術成果。
為了解決自動上緊彈簧等問題，本專利申請人在申請日為2000年9月4日、申請?zhí)枮?0112508、名稱為《柴油機啟動器》的專利申請中提出了一種由安裝在外殼中的儲能機構、釋能機構、輸出機構、上弦機構構成的發(fā)條彈簧啟動器，該裝置通過離合機構，可以使啟動后柴油機動力軸的運動帶動凸輪驅動的棘爪上簧機構，從而實現(xiàn)自動上緊彈簧。在實踐中申請人發(fā)現(xiàn)，該裝置由于需要容納凸輪帶動的棘爪機構，因此體積較大，并且上簧動作是間歇運動，因此沖擊大，零件易損壞，工作不可靠。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的發(fā)條彈簧啟動器包括安裝在外殼(1)中的儲能機構、釋能機構、輸出機構、上弦機構。所述儲能機構主要由一端與外殼(1)銜接、另一端與內齒輪(17)銜接的發(fā)條彈簧(23)構成。所述釋能機構包括控制單向轉動件(5)與減速傳動機構(10)離合的啟動桿(7)、實現(xiàn)單向轉動件(5)與減速傳動機構主動輪(10)離合的離合件(4)；所述減速傳動機構的從動件——小齒輪(14)與主軸(21)銜接。所述輸出機構由連接主軸(21)與被啟動軸的連軸件(20)構成。所述上弦機構主要由主軸(21)、撥叉(13)和信號轉盤(15)組成的自動離合機構、行星輪組(10)、內齒輪(17)構成，所述主軸(21)通過自動離合機構與小齒輪(14)連接，所述小齒輪(14)通過行星輪組(10)與內齒輪(17)嚙合。
當本發(fā)明的發(fā)條彈簧(23)獲得初始上緊能量后，主軸(21)因與釋能機構中減速傳動機構的從動輪(14)銜接，而該輪又通過其主動輪(10)受到單向轉動件(5)的約束，因此主軸(21)處于儲能狀態(tài)，無法轉動。當操縱啟動桿(7)時，離合件(4)脫離結合位置，結果減速傳動機構的主動輪(10)與單向轉動件(5)完全脫離，不再受其限制反轉的約束，發(fā)條彈簧(23)所儲存的能量得以瞬間松馳釋放，通過固定在主軸(21)上的單向機構帶動主軸(21)轉動，由彈性勢能轉變成動能；主軸(21)的轉動則通過輸出機構啟動待啟動的內燃機機。
此后，待內燃機自身運轉時，主軸(21)繼續(xù)轉動，通過輸出機構反向帶動，這時自動離合機構使小齒輪(14)與主軸(21)結合，從而通過行星輪組(10)帶動與之嚙合的內齒輪(17)，將發(fā)條彈簧卷緊上弦。發(fā)條彈簧上緊之后，自動離合機構自動使小齒輪(14)與主軸(21)脫開，上弦自動停止。
為了增加發(fā)條彈簧的輸出扭矩以及提高發(fā)條彈簧的抗疲勞性，本發(fā)明的進一步改進是儲能機構中的發(fā)條彈簧改用弧型截面；材質用60si2crv或50crvA；發(fā)條彈簧內端冷卷成形。
實驗證明，本發(fā)明適用于各種以小功率內燃機作動力的的汽車、拖拉機、摩托車和各種機械設備的啟動，啟動時無附加動作，可以自動上緊發(fā)條彈簧，為下一次啟動存儲能量。由于采用了內齒輪上弦結構，因此結構十分緊湊，體積小巧，而上弦動作的連續(xù)化，則保證了工作可靠，無剛性沖擊，性能穩(wěn)定，使用壽命長?？傊?，其構思巧妙、體積小巧、性能優(yōu)越、輸出扭矩大、可實施性強，所以根據(jù)此方案設計出的產品將比現(xiàn)有同類產品更具有市場競爭力，推廣之后，將產生巨大的社會效益和經濟效益。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1為本發(fā)明實施例一的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例二的結構示意圖。
B、釋能機構——由蓋板(2)、支架板(3)、鋼球(4)、棘輪(5)、碟簧(6)、啟動桿(7)、空心軸(9)、行星輪組(10)等組成。該機構設置在支架板(3)和蓋板(2)之間。空心軸(9)外固定棘輪(5)，并活套行星輪組(10)?？招妮S(9)內裝有啟動桿(7)、鋼球(4)、碟簧(6)；行星輪組(10)的軸上和空心軸(9)上設有鋼球(4)的鎖定孔，碟簧(6)頂壓住啟動桿(7)，從而構成可將行星輪組(10)通過鋼球(4)鎖定在空心軸(9)上離合機構。棘輪(5)受固定在蓋板(2)上的棘爪約束鎖定，迫使行星輪組(10)只能逆時針轉動。行星輪組(10)又和內齒輪(17)嚙合鎖定，從而可將發(fā)條彈簧(23)卷緊并鎖定；而當壓迫啟動桿(7)時，行星輪組(10)脫開鋼球(4)的鎖定，發(fā)條彈簧(23)得以松馳釋放。整個釋能機構用支架板(3)支撐裝在蓋板(2)上。
C、輸出機構——由棘輪(16)、主軸(21)、發(fā)條彈簧心軸(22)、發(fā)條彈簧(23)、柴油機啟動軸(20)等組成。棘輪(16)固定在主軸(21)上，與安裝在內齒輪(17)上的棘爪嚙合，受其約束，主軸(21)只能順時針轉動。主軸(21)與柴油機啟動軸(20)通過鋼球(19)鎖定約束連接，當發(fā)條彈簧(23)釋放時，棘爪通過棘輪(16)使主軸(21)順時針轉動，主軸(21)轉動后，通過柴油機啟動軸(20)帶動柴油機運轉。
D、上弦機構——主要由主軸(21)、自動離合機構、行星輪組(10)、內齒輪(17)構成，所述主軸(21)通過自動離合機構與小齒輪(14)連接，所述小齒輪(14)通過行星輪組(10)與內齒輪(17)嚙合。當柴油機啟動后，主軸(21)同時順時針快速轉動，通過鎖定在主軸(21)上的小齒輪(14)、行星輪組(10)約速內齒輪(17)慢速逆時針方向轉動，發(fā)條彈簧(23)開始慢速逆時針上弦。
上弦機構中的自動離合機構尤為值得一提。該機構可以看成是由鋼球(12)、撥叉(13)、信號轉盤(15)內齒輪(17)等組成。信號轉盤(15)通過內螺紋與內齒輪(17)外圓上的外螺紋螺旋聯(lián)接，并受設置在外殼(1)上的兩根導軌(25)的約束，只能作直線移動。鋼球(12)安裝在撥叉(13)的鋼球孔中，可以楔入主軸(21)上的鋼球槽上。一方面，撥叉(13)的外圓一端與信號轉盤(15)接觸，可以在信號轉盤(15)的推動下，向右移動，即在主軸上向右滑動；另一方面，撥叉(13)的一端抵靠在壓簧(26)上，受壓簧(26)壓迫始終有向左滑動的趨勢。鋼球(12)上端與小齒輪(14)心軸孔上鍵槽嚙合。這樣，當發(fā)條彈簧(23)松馳時，信號轉盤(15)向左移動，壓簧(26)壓動撥叉(13)上的鋼球(12)也同時向左移動，將小齒輪(14)自動嚙合鎖定在主軸(21)上；而當發(fā)條彈簧(23)卷緊時，信號轉盤(15)向右移動，撥叉(13)和撥叉(13)上的鋼球(12)也向左移動，脫離小齒輪(14)，使小齒輪(14)與主軸(21)自動脫離。
此外，為了使全自動發(fā)條彈簧啟動器的性能更為完善、工作更為可靠，本實施例還包括分離機構、手工上弦機構，其具體機構為E、分離機構——由壓桿(11)、碟簧(18)、鋼球(19)、柴油機啟動軸(20)、主軸(21)等構成。主軸(21)是根空心軸，內裝有壓桿(11)，端頭頂靠在碟簧(18)上，啟動軸(20)與壓桿(11)之間裝有鋼球(19)離合機構。這樣，按壓壓桿(19)，可以通過鋼球(19)與啟動軸(20)結合或脫離，實現(xiàn)柴油機與啟動器的連接或脫離。
F、手工上弦機構——由撥叉(27)、行星輪組(10)中一個齒輪和一個壓簧組成。行星輪組(10)中兩個齒輪用兩個齒形嚙合的套管套在空心軸(9)上，當啟動器須要手工上弦時，撥動撥叉(27)，使行星輪組(10)中兩個齒輪脫離，再用板手逆時針擰動空心軸(9)上的六角螺母，內齒輪(17)逆時針轉動，發(fā)條彈簧(23)逆時針卷緊；如松開撥叉(27)，兩個齒輪套管在壓簧的作用下自行嚙合。
另外，本實施例中的外殼(1)是單箱體圓筒式的或方型的結構。這樣大大減小了柴油機啟動器的體積，并方便了與柴油機機體的直接連接安裝，與現(xiàn)有2個箱體或3個箱體疊合組裝的啟動器結構相比，顯然本實施例具有突破性的、重大的改進，并大大節(jié)約了制造成本。為了增加啟動器剛性，外殼(1)可改用外殼支架代替，外殼用薄板拉伸件與外殼支架固聯(lián)。
本實施例為安裝在農用車的車架位置上的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其結構和作用原理均與實施例一、實施例二、實施例三基本相同。區(qū)別在于發(fā)條彈簧啟動器的底座安裝在農用車的車架位置上，分離機構的主軸(21)是根實心軸，在主軸(21)的頂端和柴油機啟動軸(20)之間或柴油機飛輪一側的皮帶輪之間，裝有可操縱的牙嵌嚙合式離合器，從而達到發(fā)條彈簧啟動器完全與柴油機連接或脫離。
值得一提的是，本發(fā)明不限于上述實施例，根據(jù)應用場合不同，還可以有許多變化形式，其自身零件也可以有許多變化。例如1所有碟形彈簧可用圓柱螺旋彈簧代替；2棘輪(16)可用各種型式的超越離合器代替，超越離合器設置在主軸(21)上，裝配在發(fā)條彈簧心軸(22)內或外，約束主軸(21)單向轉動；3棘輪(5)可用單向滾針軸承或超越離合器等其它單向機構代替；4柴油機啟動軸(20)內可裝有任何型式的超越離合器，超越離合器設在主軸(21)的頂端上；5所有鋼球可以用銷軸互換，6上弦機構中的減速機構，可改用其它減速機構，如擺線針輪減速機構、槽輪減速機構、少齒差行星齒輪減速機構、滾子活齒行星減速機構、偏心輪減速機構來代替，這些等效替換或進一步的改進均落在本發(fā)明要求的保護范圍之內。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術、現(xiàn)有專利申請資料對比，其結構、性能、外型與柴油機連接都具有突破性重大改革，是一種啟動安全可靠、不會造成環(huán)境污染的綠色環(huán)保產品。其體積小、啟動速度快、啟動性能穩(wěn)定，可應用于各種單缸柴油機(如175、185、195、1105、1110、1115、1120等機型)所配套各種農業(yè)機械和車輛及各種設備的啟動。也可作為電啟動車輛的后備裝置。一旦電機、電瓶出現(xiàn)故障，就可用該發(fā)條彈簧啟動器啟動。
本發(fā)明的產品小，但市場大。據(jù)市場調研，柴油機啟動器是一個超百億元市場的產品，該產品實施成功并在全國推廣后，將會解決近萬人就業(yè)，將會帶動相關機械行業(yè)的共同發(fā)展，將會向國家上繳數(shù)億元稅收，從而為民族工業(yè)的振興、為社會的穩(wěn)定產生深遠的影響。
權利要求
1.一種全自動發(fā)條彈簧啟動器，包括安裝在外殼(1)中的儲能機構、釋能機構、輸出機構、上弦機構；所述儲能機構主要由一端與外殼(1)銜接、另一端與內齒輪(17)銜接的發(fā)條彈簧(23)構成；所述釋能機構包括控制單向轉動件(5)與減速傳動機構(10)離合的啟動桿(7)、實現(xiàn)單向轉動件(5)與減速傳動機構主動輪(10)離合的離合件(4)；所述減速傳動機構的從動件(14)與主軸(21)銜接；所述輸出機構由連接主軸(21)與被啟動軸的連軸件(20)構成；其特征在于所述上弦機構主要由主軸(21)、撥叉(13)和信號轉盤(15)組成的自動離合機構、行星輪組(10)、內齒輪(17)構成，所述主軸(21)通過自動離合機構與小齒輪(14)連接，所述小齒輪(14)通過行星輪組(10)與內齒輪(17)嚙合。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述發(fā)條彈簧(23)材質為60si2crv或50crvA。
3.根據(jù)權利要求2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述發(fā)條彈簧(23)為弧型截面。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述儲能機構發(fā)條彈簧(23)的內端固定在與內齒輪(17)固連的彈簧心軸(22)上，外端固定在外殼(1)上。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述儲能機構發(fā)條彈簧(23)外端通過滑道與外殼(1)連接。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述釋能機構的減速傳動機構為齒輪傳動機構。
7.根據(jù)權利要求6所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述釋能機構由蓋板(2)、支架板(3)、鋼球(4)、棘輪(5)、碟簧(6)、啟動桿(7)、空心軸(9)、行星輪組(10)等組成，該機構設置在支架板(3)和蓋板(2)之間；空心軸(9)外固定棘輪(5)，并活套行星輪組(10)。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述釋能機構的單向轉動件為棘輪(5)，所述棘輪(5)受固定在蓋板(2)上的棘爪約束鎖定。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述空心軸(9)內裝有啟動桿(7)、鋼球(4)、碟簧(6)；所述行星輪組(10)的軸上和空心軸(9)上設有鋼球(4)的鎖定孔，碟簧(6)頂壓住啟動桿(7)，從而構成可將行星輪組(10)通過鋼球(4)鎖定在空心軸(9)上離合機構。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述輸出機構由棘輪(16)、主軸(21)、發(fā)條彈簧心軸(22)、發(fā)條彈簧(23)、柴油機啟動軸(20)等組成；所述棘輪(16)固定在主軸(21)上，與安裝在內齒輪(17)上的棘爪嚙合。
11.根據(jù)權利要求11所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述主軸(21)與柴油機啟動軸(20)通過鋼球(19)鎖定約束連接。
12.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述上弦機構中的自動離合機構由鋼球(12)、撥叉(13)、信號轉盤(15)內齒輪(17)等組成，所述信號轉盤(15)通過內螺紋與內齒輪(17)外圓上的外螺紋螺旋聯(lián)接，并受設置在外殼(1)上的兩根導軌(25)的約束；所述鋼球(12)安裝在撥叉(13)的鋼球孔中，并楔入主軸(21)上的鋼球槽上；所述撥叉(13)的外圓一端與信號轉盤(15)接觸，另一端抵靠在壓簧(26)上，所述鋼球(12)上端與小齒輪(14)心軸孔上鍵槽嚙合。
13.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于還包括分離機構，該機構主要由壓桿(11)、碟簧(18)、鋼球(19)、柴油機啟動軸(20)、主軸(21)構成，所述主軸(21)是根空心軸，內裝有壓桿(11)，端頭頂靠在碟簧(18)上，啟動軸(20)與壓桿(11)之間裝有鋼球(19)離合機構。
14.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于還包括手工上弦機構，該機構由撥叉(27)、行星輪組(10)中一個齒輪和一個壓簧組成；所述行星輪組(10)中兩個齒輪用兩個齒形嚙合的套管套在空心軸(9)上。
15.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述外殼(1)為單箱體圓筒式結構。
16.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述外殼(1)為單箱體方形結構。
17.根據(jù)權利要求15、16所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于外殼(1)改用外殼支架代替，外殼用薄板拉伸件與外殼支架固聯(lián)。
18.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述上弦機構中的自動離合機構由鋼球(12)、撥叉(13)、信號轉盤(15)內齒輪(17)等組成，所述信號轉盤(15)通過內螺紋與中心輪(24)的外螺紋旋合連接，該中心輪(24)與內齒輪(17)的端面固連，并受設置在外殼(1)中部的小齒輪(14)固定殼罩上的兩根導軌(25)的約束。
19.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于使用時設置在柴油機飛輪一側的皮帶輪內，所述棘輪(5)和棘輪(16)反向安裝。
20.根據(jù)權利要求13所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于底座安裝在柴油機的油箱位置上，驅動軸(20)上固連一個鏈輪，通過鏈條與主軸(21)上的鏈輪相連，主軸(21)上的鏈輪內孔上設有與主軸(21)上的鋼球(19)相對應鋼球孔。
21.根據(jù)權利要求13所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于底座安裝在農用車的車架位置上，所述分離機構的主軸(21)為實心軸，在主軸(21)的頂端和啟動軸(20)之間裝有可操縱的牙嵌嚙合式離合器。
22.根據(jù)權利要求19所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于底座安裝在農用車的車架位置上，所述分離機構的主軸(21)為根實心軸，在主軸(21)的頂端與柴油機飛輪一側的皮帶輪之間，裝有可操縱的牙嵌嚙合式離合器。
23.根據(jù)權利要求9所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述碟簧用圓柱螺旋彈簧取代。
24.根據(jù)權利要求11所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述棘輪(16)用超越離合器取代，超越離合器設置在主軸(21)上，裝配在發(fā)條彈簧心軸(22)上，約束主軸(21)單向轉動。
25.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述單向轉動件為單向滾針軸承。
26.根據(jù)權利要求7或12所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述鋼球用銷軸取代。
27.根據(jù)權利要求1所述的全自動發(fā)條彈簧啟動器，其特征在于所述減速傳動機構為擺線針輪減速機構、槽輪減速機構、少齒差行星齒輪減速機構、滾子活齒行星減速機構或偏心輪減速機構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全自動發(fā)條彈簧啟動器，屬于機械設備啟動裝置技術領域。該啟動器包括安裝在外殼中的儲能機構、釋能機構、輸出機構、上弦機構，該上弦機構主要由主軸、主軸與小齒輪自動離合機構行星輪組、內齒輪構成。主軸通過超越離合機構啟動啟動器，小齒輪通過行星輪與內齒輪嚙合。本發(fā)明適用于各種內燃機的啟動，無附加動作，可以自動上緊發(fā)條彈簧，為下一次啟動存儲能量，其構思巧妙、結構簡潔、小巧玲瓏、性能優(yōu)越、輸出扭矩大、可實施性強。根據(jù)此方案設計出的產品將比現(xiàn)有同類產品更具有市場競爭力，推廣之后，將產生巨大的社會效益和經濟效益。
文檔編號F02N5/00GK1439803SQ02112690
公開日2003年9月3日 申請日期2002年2月22日 優(yōu)先權日2002年2月22日
發(fā)明者帖德順 申請人:帖德順