CN2844472Y - 双弹簧棘轮式单向离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种双弹簧棘轮式单向离合器，设置驱动齿轮(11)、花键轴(12)、外壳(13)、棘轮(15)，在棘轮的内端沿驱动齿轮的轴向设置满足反向打滑力矩要求的第一弹簧(16a)，与棘轮相对，沿驱动齿轮的轴向还设置有可与第一弹簧联合作用后满足正向制动力矩的第二弹簧(16b)，所述第二弹簧(16b)远离棘轮的一端是固定端，与棘轮相对的一端是活动端，且该活动端与棘轮之间的距离小于驱动齿轮轴向运动的距离。本实用新型的单向离合器，使驱动齿轮与飞轮可以准确啮合，轻松分离，从而减少了起动机各部件的磨损，提高起动机使用寿命约3－5倍。

Description

双弹簧棘轮式单向离合器

技术领域

本实用新型涉及一种单向离合器，特别涉及一种双弹簧棘轮式单向离合器。

背景技术

通常，起动机在起动发动机时的工作过程，如图1(a)(b)(c)(d)所示，起动机包括单向离合器1，电磁开关2、活动铁心3、拨叉4、电枢5等部件，单向离合器1简称单向器，图2示出现有单向离合器的半剖结构图，在单向离合器一端设置驱动齿轮11，另一端设置花键轴12，在花键轴12与驱动齿轮11结合部外侧设置外壳13，在外壳13与花键轴12之间设有空腔14，在所述空腔14内，花键轴12外侧及驱动齿轮11的内端处设置棘轮15，所述棘轮15的外端与驱动齿轮11单向棘齿啮合，所述棘轮15的内侧与花键轴12外侧花键啮合，在棘轮15的内端与相对的外壳13之间沿驱动齿轮的轴向设置一个带有一定预压力的弹簧16。

工作时，分为四个阶段，A阶段如图1(a)所示，单向离合器上的驱动齿轮11与发动机的飞轮6相分离，要起动发动机时，如图1(b)示出的B阶段，起动机的电磁开关2拉动活动铁心3、拨叉4，从而推动单向离器1向箭头所示的方向运动，使驱动齿轮11与飞轮6快速、准确地啮合，在啮合过程，飞轮与驱动齿轮11之间形成与反向冲击力，瞬间使驱动齿轮11带动棘轮15压缩弹簧16，此时，起到缓冲作用，缓解降低冲击力，此时，要求弹簧16压力达到一定程度，如果压力太小，啮合力不够，会造成飞轮与驱动齿轮铣齿，甚至不能啮合，也会造成电磁开关的拉力增加，造成电磁开关的损耗；随后图1(c)示出C阶段，电枢5经花键轴12、棘轮15带动驱动齿轮11转动，驱动齿轮11带动飞轮6转动，从而启动发动机，当发动机起动后，飞轮6高速旋转，带动驱动齿轮11继续转动，该现象称作反拖打滑，由于棘轮15与驱动齿轮11之间是单向棘齿啮合，所以要求在正常状态下，驱动齿轮11在被反拖过程中，是不带动棘轮转动的，但是由于现有的弹簧16是单个弹簧，为了满足啮合时的压力需要，它通常是硬度高，压力大的弹簧，其反拖超越保护性能性，因此在反拖时，该弹簧16会紧压棘轮15，使驱动齿轮11转动的阻力较大，反拖驱动齿轮转速较高，造成驱动齿轮11可能反向带动棘轮15，从而磨损起动机各相关零部件；此时要进行如图1(d)所示的D阶段，电磁开关推动活动铁心3、拨叉4，从而拉回单向离器1，使驱动齿轮11返回原位，与飞轮6相脱离，完成整个启动过程，此时，由于弹簧16的压力太大，所以使驱动齿轮11与飞轮6之间的作用力较大，使驱动齿轮11的转速较大，从而会增加电磁开关所需的推力。

以上现有的单向离合器，由于其由一个弹簧控制两个过程，所以反拖超越保护性能差，使电磁开关、驱动齿轮等相关零部件的损耗较大，缩短了起动机的使用寿命。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的缺点，提供了一种性能好、使用寿命长的双弹簧棘轮式单向离合器。

为了达到上述目的，本实用新型的一种双弹簧棘轮式单向离合器，设置可以与发动机飞轮相啮合的驱动齿轮，以及连接起动机电枢的花键轴，在花键轴与驱动齿轮结合部外侧包设外壳，在外壳内设置棘轮，所述棘轮的一端与相邻驱动齿轮的内端单向棘齿啮合，所述棘轮的内侧与相邻的花键轴外侧花键啮合，在棘轮的内端沿驱动齿轮的轴向设置满足反向打滑力矩要求的第一弹簧，与棘轮相对，沿驱动齿轮的轴向还设置有可与第一弹簧联合作用后满足正向制动力矩的第二弹簧，所述第二弹簧远离棘轮的一端是固定端，与棘轮相对的一端是活动端，且该活动端与棘轮之间的距离小于驱动齿轮轴向运动的距离。

作为上述方案的优选方案：第二弹簧设置于第一弹簧内侧，在所述第二弹簧的活动端设置挡环，在花键轴上制有向外突出的台阶，所述挡环外端抵在所述台阶上，且挡环伸出到台阶之外，棘轮在驱动齿轮的带动下向内运动时，可以与挡环相接触，进而压缩第二弹簧，使第一弹簧与第二弹簧联合作用。

作为上述方案的优选方案：为了更好地固定第二弹簧，所述挡环优选是弯有折边的环形体，所述折边弯向设置第二弹簧的一侧。还可以在第二弹簧与固定物之间设置另一个挡环。

作为上述方案的优选方案：花键轴端与驱动齿轮之间的距离(驱动齿轮轴向运动允许的最大距离)，大于第二弹簧与棘轮之间的距离。优选地，所述花键轴端与驱动齿轮之间的距离为10-11mm，第二弹簧与棘轮之间的距离为4-5mm。这样，经大约5mm的轴向运动后，驱动齿轮可以受到第一弹簧与第二弹簧的联合作用。

本实用新型的双弹簧棘轮式单向离合器，在安装时，与现有的单向离合器相比，第一弹簧的预压力较小，而第一弹簧与第二弹簧联合作用力增加，从而在驱动齿轮与飞轮的啮合阶段，由于缓冲作用加强，所以可以快速而准确地啮合，从而加快了啮合时间，使其准确到达工作位置，减少了驱动齿轮与发动机啮合噪音及铣齿，以及由啮合不到位等不利于正常起动的工作条件。而第一弹簧的预压力的减小，使在驱动齿轮与发动机的飞轮相分离的阶段中，电磁开关的作用力降低，反拖驱动齿轮转速(拖动转子)也相应降低，电磁开关能更轻松地将驱动齿轮拉回，使其轻松分离，从而减少了起动机各部件的磨损，提高起动机使用寿命约3-5倍。因此，本实用新型的双弹簧棘轮式单向离合器的结构合理、性能好、使用寿命长，是一种非常优化的单向离合器。

附图说明

图1(a)(b)(c)(d)表示起动机在工作时的工作过程示意图；

图2表示现有的单向离合器的半剖结构示意图；

图3表示本实用新型实施例的单向离合器的半剖结构示意图。

具体实施方式

参照附图3，将详细叙述本实用新型的具体实施方式。

使用本实用新型的双弹簧棘轮式单向离合器的起动机，其工作过程与图1所示的相同，只是其中的单向离合器结构有所改进，图3示出本实施例的单向离合器半剖结构示意图，一端设置可以与发动机飞轮相啮合的驱动齿轮11，另一端设置连接起动机电枢5的花键轴12，在花键轴12与驱动齿轮11结合部外侧包设外壳13，在外壳13与花键轴12之间设有空腔14，在所述空腔14内，花键轴12外侧及驱动齿轮11的内端处设置棘轮15，所述棘轮15的外端与相邻的驱动齿轮11的内端单向棘齿啮合，所述棘轮15的内侧与相邻的花键轴12外侧花键啮合，在棘轮15的内端与相对的外壳13之间沿驱动齿轮的轴向设置一个带有一定预压力的第一弹簧16a，同时还在该空腔14内平行设置第二弹簧16b，第二弹簧16b远离棘轮15的一端固定，与棘轮15相对的一端是活动端，且该端与棘轮15相分离，即如图3所示，第一弹簧16a始终与棘轮15相抵，而第二弹簧16b的活动端在除单向离合器位于驱动齿轮与飞轮相啮合的B阶段之外，它与棘轮15之间相距距离B。与现有的单向离合器相比，第一弹簧16a的弹压力减小，而第一弹簧16a与第二簧16b的压力之和，大于现有的单向离合器的一个弹簧的压力，且在安装时，第一弹簧16a的预压力减小。

第二弹簧16b可以设置在第一弹簧16a的内侧或外侧。

第二弹簧16b的安装方式有多种，图3示出了其中一种方式，使用向内弯有折边171的环形挡环17，在花键轴12上制有向外突出的台阶18，该挡环17外端卡在所述台阶18上，在挡环17有折边171的内侧与相对的外壳13之间设置预压紧的第二弹簧16b，而挡环17伸出到台阶18之外，所以当棘轮在驱动齿轮11的带动下向内运动时，可以抵压于挡环17上，进而压缩第二弹簧，此时需要将第二弹簧16b设置于第一弹簧16a内侧。当然，所述挡环17也可以没有折边171。

为了更好地固定第二弹簧16b，在第二弹簧16b与外壳13之间，也可以与上述挡环17相对设置另一挡环17’。

工作时，当A阶段时，单向离合器位于如图3所示的位置，在起动发动机的B阶段，由于飞轮6与驱动齿轮2之间的冲击力使单向离合器向反向运动，首先，由于第一弹簧的压力较小，所以会很快压缩，使棘轮与第二弹簧16a外的挡环17相接触，进而同时压缩第二弹簧16b，两个弹簧联合作用，由于第一弹簧16a与第二弹簧16b的压力之和大于现有的单向离合器的一个弹簧的压力，所以总压力较大，因此，可以快速缓解降低冲击力，使驱动齿轮11与飞轮6快速、准确、轻松地啮合。而当起动机位于C阶段时，单向离合器恢复到图3所示的状态，此时由于只有预压力较小的第一弹簧16a作用于棘轮15，所以棘轮15与驱动齿轮11之间的阻力较小，所以驱动齿轮11在被反拖时很轻松，不会带动棘轮15转动，所以会减少因反拖带动起动机转子高速旋转，从而减少了起动机转子轴、碳刷、铜套(图中未示出)等相关零部件的磨损，并且在D阶段时，电磁开关仅用较小的推力，就可以将驱动齿轮拉回，使其轻松分离，从而减少了起动机各部件的磨损，提高起动机使用寿命3-5倍。

举例说明，在安装时，将第一弹簧16a的预压力减小32N.m，而在B阶段时，第一弹簧16a与第二弹簧16b联合作用力增加15N.m，从而在啮合阶段B阶段，可以快速而准确地啮合，加快啮合时间，使其准确到达工作位置，减少了驱动齿轮与发动机啮合噪音及铣齿、及由啮合不到位等不利于正常起动的工作条件。而第一弹簧16a预压力的减小，使在C→D阶段中，电磁开关的推力约降低3.2kg，反拖驱动齿轮转速(拖动转子)也由原来5000-7000r/min降低到1500-2200r/min左右，同时电磁开关能更轻松地将驱动齿轮拉回，使其轻松分离，从而减少了起动机各部件的磨损，提高起动机使用寿命3-5倍。在设计中，花键轴端与驱动齿轮之间存在距离A，要大于第二弹簧与棘轮之间的距离B，优选地，A长度约为10-11mm，B长度约为4-5mm。

在具体设计中，由相关标准规定，在单向离合器工作时，对其正向制动力矩和反向打滑力矩(打滑力矩为反拖力矩)，各种规格型号都有相应的要求，根据单向器的反向打滑力矩来设计第一弹簧的压力，在根据单向器的正向制动力矩来设计第一弹簧和第二弹簧的力矩总和，就可以选择合适的第一弹簧和第二弹簧，从而设计出本实用新型的双弹簧棘轮式单向离合器。

Claims (6)

1、一种双弹簧棘轮式单向离合器，设置可以与发动机飞轮相啮合的驱动齿轮(11)，以及连接起动机电枢(5)的花键轴(12)，在花键轴(12)与驱动齿轮(11)结合部外侧包设外壳(13)，在外壳(13)内设置棘轮(15)，所述棘轮(15)的一端与相邻驱动齿轮(11)的内端单向棘齿啮合，所述棘轮(15)的内侧与相邻的花键轴(12)外侧花键啮合，其特征在于，在棘轮(15)的内端沿驱动齿轮的轴向设置满足反向打滑力矩要求的第一弹簧(16a)，与棘轮(15)相对，沿驱动齿轮的轴向还设置有可与第一弹簧联合作用后满足正向制动力矩的第二弹簧(16b)，所述第二弹簧(16b)远离棘轮(15)的一端是固定端，与棘轮(15)相对的一端是活动端，且该活动端与棘轮(15)之间的距离小于驱动齿轮(11)轴向运动的距离。

2、根据权利要求1所述的双弹簧棘轮式单向离合器，其特征在于，花键轴(12)端与驱动齿轮(11)之间的距离(A)，大于第二弹簧(16b)与棘轮(15)之间的距离(B)。

3、根据权利要求2所述的双弹簧棘轮式单向离合器，其特征在于，所述花键轴(12)端与驱动齿轮(11)之间的距离(A)为10-11mm，第二弹簧(16b)与棘轮(15)之间的距离(B)为4-5mm。

4、根据权利要求1至3任一所述的双弹簧棘轮式单向离合器，其特征在于，第二弹簧(16b)设置于第一弹簧(16a)内侧，在所述第二弹簧(16b)的活动端设置挡环(17)，在花键轴(12)上制有向外突出的台阶(18)，所述挡环(17)外端抵在所述台阶(18)上，且挡环(17)伸出到台阶(18)之外。

5、根据权利要求4所述的双弹簧棘轮式单向离合器，其特征在于，所述挡环(17)是弯有折边(171)的环形体，所述折边(171)弯向设置第二弹簧(16b)的一侧。

6、根据权利要求5所述的双弹簧棘轮式单向离合器，其特征在于，在第二弹簧(16b)与固定物之间设置另一个挡环(17’)。

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