CN203717477U - 一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器 - Google Patents

Abstract

一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，属于机械式蓄能器技术领域。本实用新型的动力输入轴通过第一离合器与第一传动轴相连；棘轮套装在第一传动轴上并与棘爪相配合，棘轮相对于棘爪反向可转动但正向不可动；第一传动轴通过滚针轴承与第二传动轴相连，飞轮套装在第二传动轴上，且设置为空心结构，涡卷弹簧设置在飞轮内腔，其外端固接在飞轮上，内端固接在第一传动轴上；滑移套筒套装在第一传动轴上，其相对于第一传动轴可轴向移动但不可转动；滑移套筒上设置有爪牙，爪牙与飞轮上的爪孔相对应；拨叉设置在滑移套筒与导柱之间；第二传动轴通过第二离合器与动力输出轴相连；在第二传动轴上固定套装有闸轮，在闸轮外侧设置有闸片，闸片与闸轮相对应。

Description

一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器

技术领域

本实用新型属于机械式蓄能器技术领域，特别是涉及一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器。

背景技术

机械式蓄能器作为多数现代设备的组成构件，其蓄能能力的大小往往直接影响设备的性能。目前机械式蓄能器主要有两种，弹簧蓄能器和飞轮蓄能器，其中弹簧蓄能器是靠涡卷弹簧的弹性势能来储存能量，而飞轮蓄能器是靠飞轮的转动动能来存储能量，但是这两种蓄能器的蓄能方式过于单一，导致蓄能器的蓄能能力不高，进而限制了相关设备的性能提升。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种蓄能能力高的涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，包括基座、动力导入单元、蓄能单元及动力导出单元，所述动力导入单元包括动力输入轴、第一离合器、第一传动轴、棘轮、棘爪、导柱、拨叉及滑移套筒，所述蓄能单元包括飞轮和涡卷弹簧，所述动力导出单元包括第二传动轴、第二离合器及动力输出轴；

所述动力输入轴的一端与第一离合器的输入端相连接，第一离合器的输出端与第一传动轴的一端相连接；所述棘轮固定套装在第一传动轴上，所述棘爪通过棘爪固定架安装在基座上，棘轮与棘爪相配合，棘轮相对于棘爪反向可转动但正向不可动；

所述第一传动轴的另一端通过滚针轴承与第二传动轴的一端相连接，所述飞轮固定套装在第二传动轴上，飞轮设置为空心结构，飞轮内腔与第一传动轴相对应；所述涡卷弹簧设置在飞轮内腔，涡卷弹簧外端固接在飞轮内腔圆周侧壁上，涡卷弹簧内端固接在第一传动轴上；

所述滑移套筒套装在飞轮与棘轮之间的第一传动轴上，滑移套筒相对于第一传动轴可轴向移动但不可转动；在滑移套筒轴向的内侧端面设置有爪牙，在飞轮轴向外侧端面设置有爪孔，爪牙与爪孔相对应；所述拨叉的一端与滑移套筒相连接，拨叉的另一端空套在导柱上，导柱通过导柱支撑架安装在基座上；

所述第二传动轴的另一端与第二离合器的输入端相连接，第二离合器的输出端与动力输出轴相连接；在所述第二传动轴上固定套装有闸轮，在闸轮外侧设置有闸片，闸片与闸轮相对应。

所述涡卷弹簧至少为一片，若干片涡卷弹簧沿轴向均匀分布。

所述闸片通过闸片固定架安装在基座上，闸片铰接在闸片固定架上，在闸片与闸片固定架之间连接有复位弹簧。

所述动力输入轴、第一传动轴、第二传动轴及动力输出轴均通过轴承及轴承座安装在基座上。

所述第一传动轴与滑移套筒配合段采用外花键轴结构，滑移套筒内筒壁设置为内花键结构，滑移套筒通过内花键与第一传动轴外花键滑动配合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，将涡卷弹簧蓄能器和飞轮蓄能器的单一蓄能方式结合统一，使本实用新型的蓄能器同时具备了储存弹性势能和转动动能的能力，进而极大的提高了蓄能器的蓄能能力。

附图说明

图1为本实用新型的一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器结构示意图；

图2为图1中I部放大图；

图3为本实用新型的蓄能部分结构示意图；

图中，1—基座，2—动力输入轴，3—第一离合器，4—第一传动轴，5—棘轮，6—棘爪，7—导柱，8—拨叉，9—滑移套筒，10—飞轮，11—第二传动轴，12—复位弹簧，13—闸片，14—闸轮，15—第二离合器，16—动力输出轴，17—爪牙，18—爪孔，19—导柱支撑架，20—棘爪固定架，21—涡卷弹簧，22—滚针轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，包括基座1、动力导入单元、蓄能单元及动力导出单元，所述动力导入单元包括动力输入轴2、第一离合器3、第一传动轴4、棘轮5、棘爪6、导柱7、拨叉8及滑移套筒9，所述蓄能单元包括飞轮10和涡卷弹簧21，所述动力导出单元包括第二传动轴11、第二离合器15及动力输出轴16；

所述动力输入轴2的一端与第一离合器3的输入端相连接，第一离合器3的输出端与第一传动轴4的一端相连接；所述棘轮5固定套装在第一传动轴4上，所述棘爪6通过棘爪固定架20安装在基座1上，棘轮5与棘爪6相配合，棘轮5相对于棘爪6反向可转动但正向不可动；

所述第一传动轴4的另一端通过滚针轴承与第二传动轴11的一端相连接，所述飞轮10固定套装在第二传动轴11上，飞轮10设置为空心结构，飞轮10内腔与第一传动轴4相对应；所述涡卷弹簧21设置在飞轮10内腔，涡卷弹簧21外端固接在飞轮10内腔圆周侧壁上，涡卷弹簧21内端固接在第一传动轴4上；

所述滑移套筒9套装在飞轮10与棘轮5之间的第一传动轴4上，滑移套筒9相对于第一传动轴4可轴向移动但不可转动；在滑移套筒9轴向的内侧端面设置有爪牙17，在飞轮10轴向外侧端面设置有爪孔18，爪牙17与爪孔18相对应；所述拨叉8的一端与滑移套筒9相连接，拨叉8的另一端空套在导柱7上，导柱7通过导柱支撑架19安装在基座1上；

所述第二传动轴11的另一端与第二离合器15的输入端相连接，第二离合器15的输出端与动力输出轴16相连接；在所述第二传动轴11上固定套装有闸轮14，在闸轮14外侧设置有闸片13，闸片13与闸轮14相对应。

所述涡卷弹簧21至少为一片，若干片涡卷弹簧21沿轴向均匀分布。

所述闸片13通过闸片固定架安装在基座1上，闸片13铰接在闸片固定架上，在闸片13与闸片固定架之间连接有复位弹簧12。

所述动力输入轴2、第一传动轴4、第二传动轴11及动力输出轴16均通过轴承及轴承座安装在基座1上。

所述第一传动轴4与滑移套筒9配合段采用外花键轴结构，滑移套筒9内筒壁设置为内花键结构，滑移套筒9通过内花键与第一传动轴4外花键滑动配合。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：

本实施例中，本实用新型的蓄能器用于车辆制动能量回收机构内。蓄能器工作前，首先需要将蓄能器调整为初始状态，先将滑移套筒9调整到远离飞轮10的位置，此时的爪牙17与爪孔18处于分离状态，将第一离合器3和第二离合器15调整为分离状态；同时将闸片13与闸轮14调整为贴合锁死状态，以保证第二传动轴11处于静止锁死状态，这时蓄能器初始状态调整完毕。

车辆运行过程中带动动力输入轴2的逆时针转动，此时闭合第一离合器3，在第一离合器3作用下，会带动第一传动轴4逆时针转动，且此时棘轮5与棘爪6互不干涉，第一传动轴4能够正常逆时针转动；此时的第二传动轴11由于处于静止锁死状态，与其固连的飞轮10也处于静止锁死状态，那么在第一传动轴4逆时针转动过程中，涡卷弹簧21内端会随着第一传动轴4逆时针转动，而涡卷弹簧21外端由于固接在飞轮10上，也处于静止状态，此过程中涡卷弹簧21会将其内端的转动动能转化为弹性势能储存起来。

在涡卷弹簧21蓄能过程中，涡卷弹簧21整体会向外端聚拢，当涡卷弹簧21聚拢到一定程度后，即涡卷弹簧21蓄能达到一定值时，向内拨动滑移套筒9，使爪牙17与爪孔18相啮合，同时抬起闸片13，使闸片13与闸轮14相分离，此时第一传动轴4会通过滑移套筒9上的爪牙17带动飞轮10逆时针转动，且第二传动轴11随着飞轮10一同逆时针转动，在飞轮动能蓄存完毕后，控制第一离合器3分离，此时蓄能单元完成蓄能工作，所蓄能量包括涡卷弹簧21的弹性势能、转动动能和飞轮10的转动动能。

控制第一离合器3分离，同时第二离合器15闭合，此时在惯性作用下，飞轮10会继续逆时针转动，同时带动第一传动轴4和第二传动轴11继续逆时针转动，在第二离合器15作用下，第二传动轴11带动动力输出轴16逆时针转动，进而将飞轮10的转动动能输出；此后飞轮10转速会进一步降低，直到转速降到很低时，表示飞轮10转动动能已经快要全部释放完后，快速向外拨动滑移套筒9，爪牙17从爪孔18脱离出来，此时的涡卷弹簧21开始迅速释放弹性势能，此时的涡卷弹簧21外端相对于内端有逆时针转动趋势，即内端相对于外端有顺时针转动趋势，由于涡卷弹簧21内端固接在第一传动轴4上，即第一传动轴4有顺时针转动趋势，进而带动棘轮5有顺时针转动趋势，但此时棘轮5已被棘爪6锁死，无法实现顺时针转动，使第一传动轴4也被锁死静止；在涡卷弹簧21释放弹性势能过程中，涡卷弹簧21外端会加速绕内端逆时针转动，进而将弹性势能又转化为飞轮10的转动动能，通过第二传动轴11带动动力输出轴16逆时针转动，进而将飞轮10的转动动能输出，直到涡卷弹簧21将弹性势能全部释放完毕，飞轮10不再转动，此时蓄能单元已经将内部全部能量传递给了动力导出单元，实现了能量的输出，并将输出的能量全部回馈给了车辆。

Claims (5)

1.一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，其特征在于：包括基座、动力导入单元、蓄能单元及动力导出单元，所述动力导入单元包括动力输入轴、第一离合器、第一传动轴、棘轮、棘爪、导柱、拨叉及滑移套筒，所述蓄能单元包括飞轮和涡卷弹簧，所述动力导出单元包括第二传动轴、第二离合器及动力输出轴；

所述动力输入轴的一端与第一离合器的输入端相连接，第一离合器的输出端与第一传动轴的一端相连接；所述棘轮固定套装在第一传动轴上，所述棘爪通过棘爪固定架安装在基座上，棘轮与棘爪相配合，棘轮相对于棘爪反向可转动但正向不可动；

所述第一传动轴的另一端通过滚针轴承与第二传动轴的一端相连接，所述飞轮固定套装在第二传动轴上，飞轮设置为空心结构，飞轮内腔与第一传动轴相对应；所述涡卷弹簧设置在飞轮内腔，涡卷弹簧外端固接在飞轮内腔圆周侧壁上，涡卷弹簧内端固接在第一传动轴上；

所述滑移套筒套装在飞轮与棘轮之间的第一传动轴上，滑移套筒相对于第一传动轴可轴向移动但不可转动；在滑移套筒轴向的内侧端面设置有爪牙，在飞轮轴向外侧端面设置有爪孔，爪牙与爪孔相对应；所述拨叉的一端与滑移套筒相连接，拨叉的另一端空套在导柱上，导柱通过导柱支撑架安装在基座上；

所述第二传动轴的另一端与第二离合器的输入端相连接，第二离合器的输出端与动力输出轴相连接；在所述第二传动轴上固定套装有闸轮，在闸轮外侧设置有闸片，闸片与闸轮相对应。

2.根据权利要求1所述的一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，其特征在于：所述涡卷弹簧至少为一片，若干片涡卷弹簧沿轴向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，其特征在于：所述闸片通过闸片固定架安装在基座上，闸片铰接在闸片固定架上，在闸片与闸片固定架之间连接有复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，其特征在于：所述动力输入轴、第一传动轴、第二传动轴及动力输出轴均通过轴承及轴承座安装在基座上。

5.根据权利要求1所述的一种涡卷弹簧与飞轮集成蓄能器，其特征在于：所述第一传动轴与滑移套筒配合段采用外花键轴结构，滑移套筒内筒壁设置为内花键结构，滑移套筒通过内花键与第一传动轴外花键滑动配合。