專(zhuān)利名稱(chēng)：制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)，特別是一種用于縮短園藝機(jī)械中移動(dòng)體停止時(shí)間的裝置，例如，該移動(dòng)體為旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀片。本發(fā)明還涉及一種包括上述裝置的園藝機(jī)械，更特別地是涉及一種草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械，例如割草機(jī)。

背景技術(shù)：
在帶有從動(dòng)部件如切割刀片的園藝機(jī)械中，在取消驅(qū)動(dòng)力(如電機(jī))后，從動(dòng)部件仍然會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間。從關(guān)閉電機(jī)到移動(dòng)部件停下來(lái)的這段時(shí)間就被稱(chēng)為該部件的停止時(shí)間，這段時(shí)間非常重要。一些機(jī)械帶有易被使用者接近的鋒利和銳利的部件，例如割草機(jī)上的刀片或者松土機(jī)上的齒，對(duì)于這些具有潛在危險(xiǎn)的部件，為安全起見(jiàn)，有必要限制其停止時(shí)間。
在已知的能夠縮短部件停止時(shí)間的園藝機(jī)械系統(tǒng)中，設(shè)有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械的部件時(shí)，這些制動(dòng)機(jī)構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài)，并且斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)力時(shí)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)嚙合以制動(dòng)這些移動(dòng)部件。這樣的系統(tǒng)要求在開(kāi)和關(guān)的位置之間驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器。這些由多個(gè)移動(dòng)零件組成的機(jī)構(gòu)一般都很復(fù)雜。制造成本也很高。


發(fā)明內(nèi)容
從廣義上說(shuō)，本發(fā)明提供了一種用于縮短園藝機(jī)械中可移動(dòng)體停止時(shí)間的裝置，該裝置包括一個(gè)制動(dòng)器，其持久地作用在可移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)部件上。
特別地，本發(fā)明提供了一個(gè)裝置，其包括一個(gè)通過(guò)間接驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸的電機(jī)。所述裝置包括一套制動(dòng)系統(tǒng)，其中制動(dòng)元件與間接驅(qū)動(dòng)組件的一個(gè)部件大致持久地接觸。
優(yōu)選地，所述制動(dòng)元件與驅(qū)動(dòng)組件的部件大致持久地摩擦接觸。優(yōu)選地，制動(dòng)元件將可移動(dòng)體的停止時(shí)間縮短到少于3秒。
優(yōu)選地，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)環(huán)形制動(dòng)盤(pán)，并且制動(dòng)元件包括一個(gè)被偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸的制動(dòng)墊。
合適地，所述制動(dòng)墊通過(guò)彈簧被偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸。
合適地，所述彈簧是壓縮彈簧，可選地，所述彈簧為片簧、扭簧或者懸臂彈簧。
合適地，所述間接驅(qū)動(dòng)組件包括帶傳動(dòng)組件，其中皮帶由電機(jī)在帶輪上驅(qū)動(dòng)，在使用中，帶輪與可移動(dòng)體軸向連接。
優(yōu)選地，電機(jī)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸上安裝有一個(gè)風(fēng)扇或葉輪，使用時(shí)風(fēng)扇引起氣流穿過(guò)電機(jī)并冷卻電機(jī)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，電機(jī)和間接驅(qū)動(dòng)組件安裝在驅(qū)動(dòng)組件殼體內(nèi)，環(huán)形制動(dòng)盤(pán)安裝在帶輪上，并且制動(dòng)元件安裝在殼體內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形制動(dòng)盤(pán)安裝在電機(jī)殼體部件上，并且制動(dòng)墊安裝在帶輪內(nèi)。
在又一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)盤(pán)安裝在由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸承載的制動(dòng)盤(pán)支承元件上。制動(dòng)墊安裝在殼體內(nèi)。合適地，制動(dòng)盤(pán)支承元件與電機(jī)的風(fēng)扇或葉輪制成一體。
另一方面，本發(fā)明也提供了一種包括上面描述過(guò)的裝置的草坪養(yǎng)護(hù)裝置。特別地，提供了一種割草機(jī)，其中切割元件安裝在驅(qū)動(dòng)軸上。優(yōu)選地，割草機(jī)是旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，其中從動(dòng)軸繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)。



本發(fā)明的上述和其它方面現(xiàn)在將僅以示例方式并參考附圖進(jìn)行描述，其中 圖1為以放大形式示出的根據(jù)本發(fā)明草坪養(yǎng)護(hù)裝置的制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)部分的透視圖； 圖2為與圖1中線II-II相應(yīng)的剖視圖，示出了組裝后的制動(dòng)系統(tǒng)；并且 圖3和圖4示意了可選擇的制動(dòng)墊偏置裝置。

具體實(shí)施例方式 圖1所示裝置包括內(nèi)部裝有電機(jī)的電機(jī)殼體2。旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸4穿過(guò)電機(jī)殼體2從電機(jī)伸出。旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇或葉輪5安裝在驅(qū)動(dòng)軸4上，并且用于將空氣抽吸穿過(guò)電機(jī)2以冷卻電機(jī)。氣流接著被引導(dǎo)到制動(dòng)部件，然后排入大氣。
設(shè)置有心軸安裝部分6并且其與電機(jī)殼體2連接或者形成一體。軸承8設(shè)在心軸安裝部分6上的軸承座10中。
心軸12被安裝成在軸承8上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。鼓輪或帶輪14以不可旋轉(zhuǎn)的關(guān)系安裝在心軸12上。工作時(shí)如圖2所示，心軸12安裝在軸承8內(nèi)，并且鼓輪保持在與驅(qū)動(dòng)軸4相鄰的位置，以致驅(qū)動(dòng)皮帶16可以裝配在驅(qū)動(dòng)軸4和鼓輪14上，以將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)從軸4傳送到鼓輪或帶輪14上，進(jìn)而引起心軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。割草機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀片(未示出)一般連接在心軸12的下端。
還安裝有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，以減少心軸和安裝在其上面的部件的自然停止時(shí)間。對(duì)于所述的間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此自然停止時(shí)間一般為

秒。增加制動(dòng)系統(tǒng)的效果是將停止時(shí)間減少到3秒以內(nèi)。制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一制動(dòng)盤(pán)18、一制動(dòng)墊20、和以線圈彈簧32形式存在的偏置裝置，以將制動(dòng)墊20偏置成與制動(dòng)盤(pán)18大致持久地摩擦接觸。
當(dāng)然，常見(jiàn)的是這樣的制動(dòng)系統(tǒng)，即，其中在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，例如通過(guò)彈簧偏置配置使制動(dòng)墊持續(xù)地作用在制動(dòng)盤(pán)上。然而，通常，在電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，偏置是不會(huì)例如通過(guò)Bowden電纜或電磁釋放機(jī)構(gòu)而施加的。
制動(dòng)盤(pán)18適合用壓制鋼件制成。為了旋轉(zhuǎn)時(shí)保持最小慣性，制動(dòng)盤(pán)優(yōu)選輕質(zhì)鋼材。如圖所示的制動(dòng)盤(pán)18為帶有懸垂側(cè)壁或凸緣的環(huán)形制動(dòng)表面的形式，所述側(cè)壁或凸緣具有大致倒U形橫截面。與制動(dòng)墊20接觸的制動(dòng)表面是平的，在制動(dòng)盤(pán)18與制動(dòng)墊20之間獲得良好的持久接觸。制動(dòng)盤(pán)18上的不平表面會(huì)使制動(dòng)盤(pán)18和制動(dòng)墊20之間的接觸損失降低，從而導(dǎo)致制動(dòng)失靈和不希望的振動(dòng)。
制動(dòng)盤(pán)18安裝在設(shè)在鼓輪14上的凸塊24上。凸塊24的形狀基本上是矩形，適于插入制動(dòng)盤(pán)18的U形橫截面內(nèi)，與環(huán)形制動(dòng)盤(pán)的下側(cè)接觸。凸塊24用于將制動(dòng)盤(pán)定位于鼓輪上，并且還支撐制動(dòng)盤(pán)18的上壁，以幫助防止來(lái)自制動(dòng)墊20的壓力而在接觸表面產(chǎn)生壓痕。當(dāng)凸緣是對(duì)稱(chēng)的時(shí)候，凸塊24的高度優(yōu)選大于制動(dòng)盤(pán)18的側(cè)壁的高度。這允許在制動(dòng)盤(pán)18壓入預(yù)定的橫截面時(shí)制動(dòng)盤(pán)18各凸緣的高度不同，其中該高度的不同可能是由于制造過(guò)程的不精確而產(chǎn)生的。通過(guò)僅在環(huán)形制動(dòng)盤(pán)表面下支撐制動(dòng)盤(pán)18，可確保制動(dòng)盤(pán)18的準(zhǔn)確平面定位，任何由于制造過(guò)程中所產(chǎn)生的各凸緣的不一致是無(wú)關(guān)緊要的。
凸緣還設(shè)有適當(dāng)?shù)木植可鸬谋∑?未示出)，用來(lái)提供帶輪模制中的強(qiáng)制扭轉(zhuǎn)定位。
制動(dòng)盤(pán)的上邊緣是傾斜的，以便容納從鼓輪側(cè)壁26向內(nèi)延伸的彈性凸出28并被其保持住。如圖2所示，凸出28形成卡合機(jī)構(gòu)，用于將制動(dòng)盤(pán)18固定在鼓輪14上。
制動(dòng)墊20優(yōu)選由一種具有高摩擦系數(shù)的耐磨材料制成。優(yōu)選由耐磨材料制成是因?yàn)橹苿?dòng)墊20與制動(dòng)盤(pán)18持久接觸，并持久地磨損。為了避免制動(dòng)墊的更換需要或減少更換的頻率，就需要耐磨材料。在圖示的實(shí)施例中，草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械在期望壽命內(nèi)約5mm的磨損是可以接受的。制動(dòng)材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易選擇合適的材料。
如圖所示，制動(dòng)墊20大致是長(zhǎng)方體形。定位成其下端面與制動(dòng)盤(pán)18接觸，其主體長(zhǎng)度容納在殼體30內(nèi)。制動(dòng)墊優(yōu)選為足夠長(zhǎng)到以至于當(dāng)其被容納于殼體30內(nèi)時(shí)，能固定足夠長(zhǎng)的制動(dòng)墊20的本體，以防止整個(gè)機(jī)器壽命中制動(dòng)墊的顯著傾斜。
殼體30用于將制動(dòng)墊以固定的旋轉(zhuǎn)關(guān)系與心軸安裝部分6固定。在另一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)墊20可以安裝在以旋轉(zhuǎn)關(guān)系固定到心軸安裝部分6上的回轉(zhuǎn)桿上。
如圖1和2所示，制動(dòng)墊20通過(guò)線圈彈簧32持續(xù)偏置成接觸制動(dòng)盤(pán)18，因此在電機(jī)工作時(shí)不斷地消耗能量。顯然對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可以采用其它偏置制動(dòng)墊20的裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)墊可以安裝在片簧或懸臂彈簧33上(圖3)。在又一個(gè)實(shí)施例中(圖4)，制動(dòng)墊20朝向彈性帶35的一端安裝，彈性帶35的另一端便利地安裝在殼體2上。彈簧32在彈簧點(diǎn)上作用于殼體和彈性帶之間，以提供相對(duì)于制動(dòng)盤(pán)的所需偏離。在另一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，線圈彈簧32由恒力彈簧或扭簧替代。
彈簧套34從制動(dòng)墊殼體30伸出。彈簧32置于彈簧套34內(nèi)，接著制動(dòng)墊20進(jìn)入制動(dòng)墊殼體30，因而壓縮彈簧32。彈簧套34內(nèi)的空腔大約等于彈簧32完全壓縮時(shí)的全長(zhǎng)。
采用足夠大以引起所述制動(dòng)墊在制動(dòng)盤(pán)上的持續(xù)摩擦的外力來(lái)偏置制動(dòng)墊20，以縮短移動(dòng)部件的自然停止時(shí)間，但該外力又足夠低，以致當(dāng)實(shí)施制動(dòng)時(shí)允許驅(qū)動(dòng)該移動(dòng)部件。因此制動(dòng)墊20起永久摩擦制動(dòng)的作用。制動(dòng)墊優(yōu)選用足夠外力偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸，以將停止時(shí)間縮短到3秒以內(nèi)。
當(dāng)制動(dòng)墊20磨損時(shí)，其長(zhǎng)度減少，且彈簧32伸長(zhǎng)。所述彈簧32優(yōu)選具有低剛性系數(shù)，以便在整個(gè)制動(dòng)器壽命期間彈簧延伸時(shí)，最小化由彈簧施加的外力方面的變化。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，已經(jīng)確定可采用下述彈簧來(lái)獲得合適的制動(dòng)，該彈簧提供10N到25N之間的力，用于以40mm半徑作用于制動(dòng)盤(pán)的制動(dòng)墊，當(dāng)制動(dòng)墊是新的時(shí)，優(yōu)選提供大約17N到18N的力，并且當(dāng)制動(dòng)墊已經(jīng)磨損了5mm同時(shí)彈簧必然伸長(zhǎng)了5mm時(shí)，優(yōu)選能提供14N到15N的力。
這些值相當(dāng)于在刀片上施加恒定的額外的0.1Nm～0.3Nm的制動(dòng)扭矩。無(wú)論驅(qū)動(dòng)接通與否，此扭矩均加載到刀片上，刀片的制動(dòng)面積尺寸被選定為在沒(méi)有過(guò)多的溫度升高情況下消耗此扭距。這些數(shù)值相當(dāng)于通過(guò)38W～113W的持續(xù)摩擦制動(dòng)而產(chǎn)生的持續(xù)功率消耗。17N～18N的優(yōu)選數(shù)值的力折合成達(dá)到75W的功率消耗。
如圖1所示，設(shè)置葉輪或旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇5用以抽吸空氣穿過(guò)電機(jī)殼2以冷卻電機(jī)。風(fēng)扇的流出風(fēng)優(yōu)選被引導(dǎo)到制動(dòng)盤(pán)18和/或制動(dòng)墊20上?？諝獾牧鲃?dòng)用于從制動(dòng)元件上帶走碎片，且優(yōu)選用于冷卻制動(dòng)元件。
在另一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，制動(dòng)盤(pán)18安裝在電機(jī)殼體2上，并且制動(dòng)墊20安裝在心軸上。
在又一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)盤(pán)18偏置成與制動(dòng)墊20接觸，取而代之的或者另外還可以是制動(dòng)墊20偏置成與制動(dòng)盤(pán)18接觸。
圖示的驅(qū)動(dòng)裝置適于安裝在割草機(jī)的底盤(pán)上。然而，這種驅(qū)動(dòng)裝置可以用在多種園林機(jī)械中，更特別地是草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械，盡管這里主要用割草機(jī)來(lái)舉例，但本發(fā)明并不局限于用在割草機(jī)上。
權(quán)利要求
1.一種用于縮短園藝機(jī)械中可移動(dòng)體停止時(shí)間的裝置，該裝置包括一制動(dòng)元件，其持久地作用在可移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)部件上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述制動(dòng)元件與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的所述部件大致持久地摩擦接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，包括一個(gè)電機(jī)，其通過(guò)間接驅(qū)動(dòng)組件來(lái)驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸，還包括一套制動(dòng)系統(tǒng)，其中制動(dòng)元件與間接驅(qū)動(dòng)組件的一個(gè)部件大致持久地接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)環(huán)形制動(dòng)盤(pán)，所述制動(dòng)元件包括一個(gè)與被偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸的制動(dòng)墊。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述制動(dòng)墊通過(guò)彈簧偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述彈簧是壓縮彈簧、片簧、扭簧或懸臂彈簧。
7.如權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述間接驅(qū)動(dòng)組件包括帶傳動(dòng)組件，其中皮帶通過(guò)電機(jī)在帶輪上驅(qū)動(dòng)，在使用中，帶輪與可移動(dòng)體軸向連接。
8.如權(quán)利要求3-7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述電機(jī)和間接驅(qū)動(dòng)組件安裝在傳動(dòng)組件的殼體內(nèi)。
9.如引用權(quán)利要求7時(shí)的權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形制動(dòng)盤(pán)安裝在帶輪上，并且所述制動(dòng)元件安裝在所述殼體內(nèi)。
10.如引用權(quán)利要求7時(shí)的權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形制動(dòng)盤(pán)安裝在電機(jī)殼體部件上，并且制動(dòng)墊安裝在帶輪內(nèi)。
11.如權(quán)利要求3-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述電機(jī)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸上安裝有一個(gè)風(fēng)扇或葉輪，在使用時(shí)風(fēng)扇引起氣流穿過(guò)電機(jī)以冷卻電機(jī)。
12.如引用權(quán)利要求7時(shí)的權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述制動(dòng)盤(pán)安裝在由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸承載的制動(dòng)盤(pán)支承元件上，并且所述制動(dòng)墊安裝在殼體內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述電機(jī)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸上安裝有一個(gè)風(fēng)扇或葉輪，在使用時(shí)風(fēng)扇引起氣流穿過(guò)電機(jī)以冷卻電機(jī)，并且其中，所述制動(dòng)盤(pán)支承元件與電機(jī)的風(fēng)扇或葉輪制成一體。
14.如權(quán)利要求2-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述制動(dòng)元件將可移動(dòng)體的停止時(shí)間縮短到3秒以內(nèi)。
15.一種草坪養(yǎng)護(hù)裝置，其包括權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的裝置。
16.一種如權(quán)利要求15所述的割草機(jī)形式的裝置，其特征在于，在從動(dòng)軸上安裝有切割元件。
17.一種如權(quán)利要求16所述的旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，其特征在于，所述從動(dòng)軸繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)或者與制動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)的改進(jìn)，特別是用于縮短園藝機(jī)械中移動(dòng)體(如旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀片)停止時(shí)間的裝置。還涉及包括上述裝置的園藝機(jī)械，特別地是一種草坪養(yǎng)護(hù)機(jī)械，如割草機(jī)。描述了一種用于縮短園藝機(jī)械可移動(dòng)體停止時(shí)間的裝置，其包括一個(gè)制動(dòng)器，其持久地作用在可移動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件上。特別地，描述了一種裝置，其包括通過(guò)間接驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸的電機(jī)。該裝置包括一套制動(dòng)系統(tǒng)，其中制動(dòng)元件與間接驅(qū)動(dòng)總成的一個(gè)部件大致持久地接觸。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)包括環(huán)形制動(dòng)盤(pán)，并且制動(dòng)元件包括被偏置成與制動(dòng)盤(pán)接觸的制動(dòng)墊。本發(fā)明還涉及包括上述裝置的草坪養(yǎng)護(hù)裝置，特別是優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)。
文檔編號(hào)F16D65/14GK1910982SQ200610159290
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者安德魯·奎格利, 阿德里安·庫(kù)森 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司