[发明专利]涡卷弹簧钢带热处理方法及涡卷弹簧应用

说明书

本发明涉及一种涡卷弹簧钢带热处理方法以及用这种钢带制作的涡卷弹簧和使用涡卷弹簧制作的自起动内燃机。

现有的涡卷弹簧钢带热处理方法，其中加热和保温是在同一气氛环境下进行的，比如用电阻加热或铅浴加热的热处理方法，钢带加热过程是以热传导的方式进行的，加热时间长能量损失大，用感应加热的热处理方法，难以保持材料组织转化需要的保温气氛环境。    

现有涡卷弹簧的钢带与芯轴是直接连接的，在连接位置上钢带承受较大的工作负载，容易疲劳破坏。

现有内燃机的启动装置是与内燃机相互独立的，结构零散。

本发明的目的是提供一种加热和保温过程相分离在不同气氛环境下完成的热处理方法，同时提供一种钢带通过铰链连接板与芯轴连接的涡卷弹簧和一种用涡卷弹簧构成的启动机构置于内燃机内部的自起动内燃机。

本发明是通过下述技术方案实现的。

涡卷弹簧钢带热处理方法，钢带材料加热升温至指定的材料组织转化温度，经过一段时间保温，放入冷却介质中冷却，在该方法中，材料升温和保温过程在不同气氛环境下完成，材料升温加热采用感应加热方法，材料升温后的保温环境加热采用电阻加热方法。

涡卷弹簧，钢带的一端固定在外壳上，有芯轴，钢带用铆钉紧固在铰链连接板上，铰链连接板与芯轴用铰链轴连接。

涡卷弹簧作为动力元件构成内燃机用启动机构，与内燃机起动轴相连接，启动机构安装在内燃机的机体内部。

由于本发明的涡卷弹簧钢带热处理方法材料升温和保温过程在不同气氛环境下完成，比较单一加热方式，在保证足够组织转化时间的同时，显著缩短了材料在高温状态下的停留时间，降低材料表面腐蚀程度，减少能量损失。

由于本发明在涡卷弹簧钢带和芯轴之间采用铰链连接板，当芯轴沿放松方向运动时显著减少了钢带铆合连接处的工作应力，提高了弹簧钢带的使用寿命。

由于本发明将涡卷弹簧启动机构安装在内燃机的机体内部，使内燃机作为机械产品不再需要本机以外的动力介入也可以自行完成启动过程，在独立的产品型式上，创造了自起动内燃机的机型型式，比较分离安装的型式，结构紧凑，型式简单。

附图的图1是涡卷弹簧钢带热处理方法过程装置示意图。

图2是涡卷弹簧钢带芯轴连接结构示意图。

图3是涡卷弹簧启动机构安装在内燃机机体内部的内燃机机构示意图。

图4是图3的轴向示意图。

图5是图3中超越离合器16的结构示意图。

图6是图5的左视方向剖面图。

图1所示涡卷弹簧钢带热处理装置采用的热处理方法是将钢带材料加热升温至指定的材料组织转化温度，经过一段时间保温，放入冷却介质中冷却，在该方法中，材料升温和保温过程在不同气氛环境下完成，材料升温加热采用感应加热方法，材料升温后的保温环境加热采用电阻加热方法。

图1所示的涡卷弹簧钢带热处理装置，有引导轮2和引导轮6，钢带1绕引导轮2和引导轮6放置，钢带1连接常规的连续牵引传动装置，有冷却槽4，引导轮6埋入冷却槽4的冷却剂中，该装置升温加热和保温加热是两个相分离的加热器，电阻加热的保温加热器5安装在冷却槽4和感应加热的升温加热器3中间。

图2所示的涡卷弹簧钢带1的一端按常规固定在外壳上，有芯轴7，涡卷弹簧钢带1的另一端用铆钉9紧固在铰链连接板8上，铰链连接板8与芯轴7用铰链轴10连接。

图3所示的安装在内燃机机体内部的涡卷弹簧启动机构，是自动储能的，可以分离出一种简单储能型式，有涡卷弹簧11，芯轴20上有齿轮13，齿轮13与齿轮23啮合，齿轮轴19引出机体29外部，可以用人力或其他外力旋紧弹簧，齿轮13上有图4所示的棘爪28，用于弹簧储能的锁定和控制释放，芯轴20直接安装在超越离合器16的一端，超越离合器的另一端安装在内燃机起动轴端18上，全部涡卷弹簧启动机构与内燃机的起动轴18安装在内燃机机体29的同一个腔室内。

上述涡卷弹簧启动机构，齿轮轴19上还可以安装有齿轮24，内燃机起动轴18上安装齿轮17，齿轮17和齿轮24之间安装有齿轮21，齿轮21的轴安装在摆架22上，摆架22的另一端有挂钩头27，芯轴20上有螺旋副12通过连杆25连接挂钩26，摆架22上有弹簧30。自动储能过程中，齿轮17带动摆架22上齿轮21驱动齿轮24齿轮23和齿轮13旋紧涡卷弹簧11，此时摆架22通过挂钩26挂住挂钩头27定位，在旋紧过程中螺旋副12沿芯轴20的轴向运动，在靠近齿轮13端面时，依靠磨擦作用带动连杆25使挂钩26打开，摆架在弹簧30的作用下，带动齿轮21与齿轮17分离，旋紧过程自动停止。

上述蜗卷弹簧启动机构，芯轴20和超越离合器16之间可以安装有棱柱副14，在棱柱副14和超越离合器16的轴上有拨叉15，超越离合器16的一端是图5所示的超越轮37，另一端是滑锁轮31，滑锁轮31上装有滑锁33，滑锁33面对超越轮37的一侧为图6所示的斜面，滑锁33上有弹簧32和挂钩36，挂钩36通过紧固件35固定在滑锁轮31上，滑锁轮31在拨叉15的作用下可以轴向移动，使超越离合器16完全分离或进入超越离合工作状态。