专利名称：割草机所用的一次性底刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮式(reel)割草机，尤其是轮式割草机的一次性底刀。
背景技术：
轮式割草机使用剪切作用来剪草和类似的植物，而非撕裂叶子。这种轮式割草机较为昂贵，并且比旋转式割草机需要更多的维护，但它们却受到高尔夫球场等场所的青睐，因为在这些地方，重要的是草的外观和健康。单独的轮式割草机组件很窄，因此，轮式割草装置一般都包括多个并列的轮式割草机组件。
在典型的轮式割草机组件中，通常被称为底棒的连接件以刚性的方式连接到该装置的轮子上，而可拆装的底刀连接到底棒上。轮子、底棒和底刀如此定向，即底刀与轮轴保持平行，并位于轮刀附近，因此轮刀和底刀可实现高质量的剪切作用。通常，提供一个调节机构，它允许底棒相对于轮子运动，以便底刀可以移动到与旋转的轮刀成合适关系的位置。
传统上，底刀是用许多螺钉连接到底棒上的，这些螺钉穿过底刀上的孔，并与底棒上的螺纹孔相啮合。诸如高尔夫球场等场所使用的轮式割草机装置可以包括8或10个单独的轮式割草机组件。更换割草机上的底刀是一个相当长的过程。由于底刀通常连接在该装置的底侧，因此必须将割草机抬得足够高，或者将其部分拆开，从而才能够着割草机的底侧。另外，一旦将底刀取下，就必须在它上面磨出新的刀刃。这样，更换这种割草机上的底刀需要相当长的劳动时间和相应的停机时间。取消研磨新刀刃的步骤会大大减少与更换底刀有关的停机时间。
要取消研磨新刀刃的步骤，一种简单方法是生产一次性底刀。最好是在每把底刀上形成两个刀刃，生产出双刃(double-ended)底刀。使用双刃底刀，当一个刀刃变钝时，就改变底刀的方向，将另一个刀刃置于操作位置，从而取消必要的研磨步骤。一旦两个刀刃都变钝，就丢掉整个底刀，并换上新的底刀。
因此，在一些情况下，需要通过引入改进的底刀来提供一种改进的轮式割草机组件，这种底刀可以连接到现有的轮式割草机组件上，并允许快速更换底刀，从而使得劳动时间和停机时间都大大缩短。
发明内容
本申请涉及一种轮式割草机组件，它包括旋转安装到机架上的轮式割草机、用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器、至少一个安装在机架上的支撑物、在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器、插在支撑物和底刀保持器之间并被定向成与轮子成合适切割关系的底刀、以及用于防止底刀相对于支撑物滑动的啮合装置。
本申请还涉及一种轮式割草机组件，它包括机架、连接到机架上用于移动割草机的主推进器、由机架支撑并用于使主推进器工作的动力源、旋转安装到机架上的轮式割草机、用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器、至少一个安装到机架上的支撑物、在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器、以及插在支撑物和底刀保持器之间并被定向成与轮子成合适切割关系的底刀。
各个实施例都包含有这样一种轮式割草机组件，该组件包括旋转安装到机架上的轮式割草机、用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器、至少一个安装在机架上的支撑物、在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器、由底刀保持器支撑的底刀、以及用于防止保持器相对于支撑物滑动的啮合装置。
本申请还涉及一种轮式割草机组件，它包括机架、连接到机架上用于移动割草机的主推进器、由机架支撑并用于使主推进器工作的动力源、旋转安装到机架上的轮式割草机、用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器、至少一个安装在机架上的支撑物、在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器、以及由底刀保持器支撑的底刀。
通过下面的详细说明，还可以了解本发明其他的应用领域。尽管详细的说明书和特定的示例简要说明了本发明的各种实施例，但不难理解，它们只是用于解释而非限制本发明的范围。
通过详细的说明书和附图可以更清楚的理解本申请，其中图1是根据各个实施例而安装的手扶轮式割草机的分解透视图；图2是根据各个实施例而构造的轮式割草机组件的分解透视图；图3是一些实施例的底棒顶部的透视图；图4是一些实施例的底棒底部的透视图；图5是连接到图3所示底棒上的底刀的透视图；图6是图5所示的底刀在图3所示底棒上的操作位置时的示意图；图7是另一把底刀在图3所示底棒上的操作位置时的示意图；图8是根据第一制造方法而制造的底刀的平面图；图9是图8所示底刀的横截面图；图10是用于形成图8所示底刀的毛坯的平面图；图11是图8所示的底刀经过多次研磨操作后的平面图；图12是图11所示底刀的横截面图；图13是图11所示底刀经过多次研磨操作后的平面图；图14是图13所示底刀的横截面图；图15是根据第二制造方法而制造的底刀的平面图；图16是图15所示底刀的横截面图。
具体实施例方式
下面对各实施例的说明本质上只是解释性的，而不是为了限制这里所述的各实施例、其用途或用法。
图1展示了根据各实施例而构造的割草机10的基本元件。所示的割草机10为手扶式割草机，但是割草机10也可以是任何一种割草机。割草机10包括切割单元12，该切割单元12包括结合到机架16上的动力源或发动机15以及结合到机架16上的手柄14。牵引辊18旋转结合到机架16上，并驱动性地连接到发动机15上。切割单元12还包括轮式割草机组件20(见图2)。轮子20包括旋转安装到机架16上的刀片22，并且轮子20被发动机15有选择性地驱动。传动装置24包括多个链轮25，链轮25有选择性地将发动机15的旋转输出扭矩传递到牵引辊18。传动装置24包括介于发动机15和传动装置24之间的离合器26。离合器26可在啮合或断开模式下工作，用于有选择性地将动力从发动机15传递到牵引辊18。车轮28被结合到牵引辊18上，并且也能被发动机15有选择性地驱动，从而为手扶式割草机10沿地面的平移提供动力。
图2示意性地展示了轮式割草机组件20的主要部分，该轮式割草机组件20包括安装到机架16上的割草轮30。轮式割草机组件20可以用在各种形式的割草机上，包括乘式割草机和手扶式割草机。驱动器用于使轮子30绕轮轴RA旋转。底棒32连接到机架16上，底刀保持器33被紧固到底棒32上。诸如螺钉35的任何形式的紧固件都可以用来将底刀保持器连接到底棒32上。底刀34被插在底刀保持器33和底棒32之间。通常，轮子30还包括调节机构，用于改变底棒32与轮子30的相对位置，以便在底刀34和轮子30之间提供合适的切割关系。
图3和4展示了根据各实施例而构造的底棒32的一个实施例。底棒32包括多个孔36，允许螺钉35将底棒32连接到底刀保持器33上。用定位销40将底刀34紧固到底棒32上的操作位置。
图5展示了根据各实施例而构造的底刀34。底刀34包括第一刀刃34A和第二刀刃34B。刀刃34A和34B形成于底刀34中相对的侧面上，在任何时候都只允许一个刀刃34A在操作。当刀刃34A变钝时，可以改变底刀34的方向，从而让另一个刀刃34B工作。当两个刀刃34A和34B都变钝时，可以轻松地丢弃并更换底刀34。此外，底刀34还包括用于与底棒32的定位销40相啮合的凹槽42。在一些实施例中，凹槽42和孔36沿底刀34交替出现，然而，与定位销40啮合的凹槽42和与螺钉35啮合的孔36可以以任意方式排列，只要这种排列允许底刀34是双刃的。使孔36、定位销40和凹槽42适当定位，从而允许刀刃34A和刀刃34B互换。使定位销40和凹槽42对齐，从而确保底刀34相对于底棒32而被定位在合适的位置。
图6展示了底刀34与底棒32的连接以及定位销40和凹槽42的啮合。通过螺钉35和其他的一些紧固件将底刀保持器33紧固到底刀34的底部。这是为了提供额外的力，以防止底刀34相对底棒32的位移。底刀34相对底棒32的任何位移都会妨碍割草机10在合适的长度处修剪草。草的长度与底刀保持器33的合适厚度成比例，厚度合适的底刀保持器33允许割草机10高效地修剪草。较厚的底刀保持器33用于修剪高的草，而较薄的底刀保持器33用于修剪矮的草。在切割较长或较密的草时，较厚的底刀保持器33使底刀34在切割位置处保持合适的定向，从而使底刀34更稳定。由于较短的草轻易不会使底刀34相对底棒32发生位移，因此使用较薄的底刀保持器33。使用的底刀保持器33不合适会造成底刀34相对底棒32逐渐产生位移，这会妨碍割草机10正常地修剪草。
图7展示了一些实施例中的另外一种底刀构造。图7包括底棒32，该底棒32用定位销40使其与形成于底刀保持器33上的凹槽42啮合。使定位销40和凹槽42对齐可确保底刀保持器33相对于底棒32被合适地定向。另外，可采用螺钉35将底刀保持器33紧固在底棒32上。与一些实施例不同，底刀34不是插在底刀保持器33和底棒32之间。相反，第一底刀46A被结合到底刀保持器33的一侧，而第二底刀46B被结合到底刀保持器33的另一侧。可以采用任何一种结合方法将第一和第二底刀46A和46B结合到底刀保持器上，例如胶粘或铆接。
如上所述，第一和第二底刀46A和46B被结合到底刀保持器33上。只要一把底刀46A就足够了，但是在双刃结构中，如果第一底刀46A变钝，可以翻转底刀保持器33以使第二底刀46B朝向操作方向，从而提供第二刀刃。这减少了研磨新刀刃所花的时间。
底刀保持器通常用钢铁制成，而第一和第二底刀46A和46B用诸如回火弹簧钢的挠性更大的材料制成。用挠性更大的材料制成的如图6和7所示的底刀34要比用较硬材料制成的底刀34要便宜一些。由于底刀34的成本降低，因此在刀刃34A和34B变钝之后丢弃底刀34就不再是不切实际的。最后，由于取消了研磨刀刃的步骤，因此用挠性更大的材料制成的双刃底刀34还降低了更换底刀34的成本和时间。
各实施例可以有多种实现方式，包括制造如一些实施例所述的新的轮式切割组件，或者生产改进的底棒或支撑机架的配套元件，这些改进的底棒或机架配套元件允许本发明的磁性底刀连接方法在现有的割草机中实施。
另外，各实施例的磁性底刀18可以根据各制造方法而制造。更特别的是，如图8-14所示，底刀18可以用碳钢制造，特别是AISI 1566热轧酸洗油浸钢，它一般被标记为100。在如图6所示的底棒16上的操作位置处，碳钢底刀100与底刀18一样，也适于依靠磁性被保持在磁体20上，因此底刀100以与底刀18相同的方式被定向成与轮子2成合适的切割关系。
下面，特别参照图8-14来详细讨论碳钢底刀100的制造步骤。一般为扁平的毛坯101首先被切割成合适的长度。然后，使扁平的毛坯101通过冲压机或压制机，冲压机或压制机首先压扁并拉直扁平的毛坯101，然后在毛坯上施加弯曲力。尽管在轮式割草机中，这种形状可以改变，但底刀100目前的形状包括一般为扁平的安装部分102和翻转的刀刃部分104。如图9所示，翻转的刀刃部分104起初包括连接末端108和安装部分102的半径部分106。特别的是，由于经过了形成碳钢的冲压过程，因此半径部分106包括外表面110，如图9所示，外表面110在安装部分102的下表面112下方延伸。本领域的熟练技术人员不难理解，在下表面112下方延伸的外表面110的这种状况不合要求，因为它可能会妨碍正常割草，并且/或者可能接触到地面。此外，这种状况可能还会限制轮式割草机的最小割草高度。因此，优选磨掉这一外表面110以形成一个通常不受阻碍的下表面。
如图11和12所示，所示的底刀100通过一系列研磨操作而完成，这些研磨操作足以除去外表面110并形成多个面以生成最终所需的形状。特别的是，如图12所示，底刀100包括钝的切割面114，它从安装部分102的下表面112向上延伸。钝的切割面114优选以约为3-8°的相对角度从下表面112向上延伸，例如5°。钝的切割面114过渡到超钝的切割面116，后者以相对下表面112约为8°的较大的斜率进一步向上延伸。底刀100包括前面118和顶面120，前者相对下表面112一般是垂直的，例如约为90°；后者相对下表面112约为5-15°，例如8-10°。前面118和顶面120在边缘121处相交。钝的切割面114、超钝的切割面116、前面118和顶面120都要通过各种研磨操作而形成，这些操作需要底刀100通过铣床。在这些研磨操作之后，对底刀100进行热处理以提供足够的硬度，从而减少底刀100在操作过程中的磨损。
现在参见图11，热处理之后，还要在底刀100的安装部分102上形成一对通孔122。在制造过程中，这对孔122用于在随后的研磨操作中定位底刀100。另外，安装部分102还形成有第二对孔124。与孔36相似，这第二对孔124的尺寸被加工成适于容纳底棒16上的栓26。
最后，如图13和14所示，完成底刀100的最后研磨。特别的是，通过热处理之后的研磨操作，顶面120被最终磨掉，因此它相对下表面的倾斜度约为3-8°，例如约为5.5°。与之相似，前面118也被磨掉，从而生成刀刃126来代替边缘121。刀刃126的特定斜率取决于所需的相对于轮子2的切割构造。
尽管底刀100提供了多个有利的切割特性和耐磨性，但可能导致其制造成本较高，且过程复杂。因此，一些实施例提供了这样一种制造底刀的方法，它能取消许多研磨步骤、热处理、以及复杂的结构。
参见图15和16，所示的底刀200用简化的工艺制成。更特别的是，底刀200由弹簧钢制成，尤其是C1095无锈的蓝色回火(scaleless Blue-Tempered)弹簧钢ASTM A682，它被硬化至约为47C的最小洛氏硬度值。在图6所示底刀16上的操作位置时，弹簧钢底刀200与底刀18和100相似，也依靠磁性被保持在磁体20上，因此底刀200以与底刀18相同的方式被定向成与轮子2成合适的切割关系。
仍参照图15和16，下面详细讨论弹簧钢底刀200的制造步骤。不难理解，与底刀100相比，弹簧钢底刀200的制造步骤被大大简化，这使得制造复杂性和制造成本降低。一般为扁平的毛坯(未示)被输送到冷轧成型机内，该冷轧成型机向毛坯施加弯曲力。扁平的毛坯优选为一卷弹簧钢，可以用连续、无间断的工艺快速而容易地使其成形。如图15和16所示，毛坯通过一系列辊子被成形为所需的形状。由于弹簧钢性质的原因，这种成形工艺可能需要一次或多次弯曲和过度弯曲操作，以生成所需的最终形状。
尽管最终形状在轮式割草机的设计中可以改变，但底刀200目前的形状包括一般为扁平的安装部分202和翻转的刀刃部分204。如图16所示，翻转的刀刃部分204以约为9°的相对角度从安装部分202向上延伸。从图中不难理解，与底刀100不同——底刀100包括在冲压过程中形成的半径部分106的向下延伸的突出外表面110，一些实施例的冷轧成形工艺不产生这种效果，因此就不需要研磨钝的切割表面114和超钝的切割表面116。这样，使用弹簧钢允许使用辊轧成形而不是冲压，因此除了最终研磨前面218以形成切割表面之外，许多研磨操作都被取消。
如图15所示，底刀200还包括一对通过安装部分102而形成的孔224。与孔36相似，这对孔224的尺寸被加工成适于容纳底棒16上的栓26。
弹簧钢底刀200与传统的螺钉固定底刀、甚至是底刀100相比，具有许多优点。特别是，底刀200由弹簧钢制成，因此能根据简单的冷轧成形技术来制造底刀。以前在制造磁性底刀时，还未使用过这种技术，它大大简化了制造工艺，因此无需复杂的压扁、拉直、成型、研磨、以及热处理操作。
对实施例的说明本质上仅仅是解释性的，因此，不超出各实施例要点的改变都将被涵盖在各实施例的范围内。不应认为这些改变超出了本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种轮式割草机组件，包括旋转安装到机架上的轮式割草机；用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器；至少一个安装在机架上的支撑物；在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器；插在支撑物和底刀保持器之间的底刀，以便底刀被定向成与轮子成切割关系；以及防止底刀相对于支撑物滑动的啮合装置。
2.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于该支撑物上的多个定位元件。
3.如权利要求2所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于保持器上的多个孔，用于使所述定位元件啮合到支撑物上。
4.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括用于将保持器紧固到支撑物上的紧固件。
5.如权利要求4所述的轮式割草机组件，其中，紧固件是螺纹紧固件。
6.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，底刀具有第一侧和第二侧，每一侧都被安装以提供切割功能，并且底刀可以被定向，以使第一侧和第二侧中的一侧提供切割功能。
7.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，底刀由比保持器挠性更大的材料制成。
8.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，底刀是回火弹簧钢。
9.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，底刀可以更换。
10.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，保持器从不同厚度的多个保持器中选择。
11.如权利要求1所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括支撑轮式割草机组件的乘式或手扶式割草机。
12.一种轮式割草机组件，包括旋转安装到机架上的轮式割草机；用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器；至少一个安装在机架上的支撑物；在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器；由底刀保持器支撑的底刀；以及可防止保持器相对于支撑物滑动的啮合装置。
13.如权利要求12所述的轮式割草机组件，其中，底刀被胶粘到保持器上。
14.如权利要求12所述的轮式割草机组件，其中，底刀被铆接到保持器上。
15.如权利要求12所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括支撑在保持器上的第二底刀，第二底刀与第一底刀相对。
16.如权利要求15所述的轮式割草机组件，其中，所述底刀被胶粘到保持器上。
17.如权利要求16所述的轮式割草机组件，其中，所述底刀被铆接到保持器上。
18.如权利要求15所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于保持器上的多个孔，用于使定位元件与支撑物啮合。
19.如权利要求12所述的轮式割草机组件，进一步包括用于将保持器紧固到支撑物上的紧固件。
20.如权利要求19所述的轮式割草机组件，其中，紧固件是螺纹紧固件。
21.如权利要求15所述的轮式割草机组件，其中，底刀具有第一侧和第二侧，每一侧都被安装以提供切割功能，并且底刀可以被定向，以使第一侧和第二侧中的一侧提供切割功能。
22.如权利要求15所述的轮式割草机组件，进一步包括支撑轮式割草机组件的乘式或手扶式割草机。
23.一种轮式割草机组件，包括机架；连接到机架上用于移动割草机的主推进器；由机架支撑并用于使主推进器工作的动力源；旋转安装到机架上的轮式割草机；用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器；至少一个安装到机架上的支撑物；在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器；以及插在支撑物和底刀保持器之间的底刀，以便底刀被定向成与轮子成切割关系。
24.如权利要求1所述的轮式割草机组件，进一步包括可防止底刀相对支撑物滑动的啮合装置。
25.如权利要求24所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于支撑物上的多个定位元件。
26.如权利要求25所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于保持器上的多个孔，用于使定位元件啮合到支撑物上。
27.如权利要求24所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括用于将保持器紧固到支撑物上的紧固件。
28.如权利要求27所述的轮式割草机组件，其中，紧固件是螺纹紧固件。
29.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，底刀具有第一侧和第二侧，每一侧都被安装以提供切割功能，并且底刀可以被定向，以使第一侧和第二侧中的一侧提供切割功能。
30.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，底刀由比保持器挠性更大的材料制成。
31.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，底刀是回火弹簧钢。
32.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，底刀可以更换。
33.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，保持器从不同厚度的多个保持器中选择。
34.如权利要求23所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括支撑轮式割草机组件的乘式或手扶式割草机。
35.一种轮式割草机组件，包括机架；连接到机架上用于移动割草机的主推进器；由机架支撑并用于使主推进器工作的动力源；旋转安装到机架上的轮式割草机；用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器；至少一个安装到机架上的支撑物；在操作位置时被紧固到支撑物上的底刀保持器；以及由底刀保持器支撑的底刀。
36.如权利要求35所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括可防止保持器相对于支撑物滑动而允许支撑物滑动的啮合装置。
37.如权利要求36所述的轮式割草机组件，其中，底刀被胶粘到保持器上。
38.如权利要求36所述的轮式割草机组件，其中，底刀被铆接到保持器上。
39.如权利要求36所述的轮式割草机组件，其中进一步包括支撑在保持器上的第二底刀，第二底刀与第一底刀相对。
40.如权利要求39所述的轮式割草机组件，其中，第二底刀被胶粘到保持器上。
41.如权利要求40所述的轮式割草机组件，其中，第二底刀被铆接到保持器上。
42.如权利要求36所述的轮式割草机组件，其中，啮合装置进一步包括形成于保持器上的多个孔，用于使定位元件与支撑物啮合。
43.如权利要求35所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括至少一个用于将保持器紧固到支撑物上的紧固件。
44.如权利要求43所述的轮式割草机组件，其中，紧固件是螺纹紧固件。
45.如权利要求35所述的轮式割草机组件，其中，底刀具有第一侧和第二侧，每一侧都被安装以提供切割功能，并且底刀可以被定向，以使第一侧和第二侧中的一侧提供切割功能。
46.如权利要求35所述的轮式割草机组件，其中，底刀是回火弹簧钢。
47.如权利要求35所述的轮式割草机组件，其中，进一步包括支撑轮式割草机组件的乘式或手扶式割草机。
全文摘要
轮式割草机组件包括旋转安装到机架上的轮式割草机、用于使轮子绕轮轴旋转的驱动器、以及至少一个安装在机架上的支撑物。轮式割草机还包括在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器、插在支撑物和底刀保持器之间以便被定向成与轮子成切割关系的底刀、以及可防止底刀相对支撑物滑动的啮合装置。另外，轮式割草机组件包括在操作位置时紧固到支撑物上的底刀保持器以及由底刀保持器支撑的底刀。
文档编号A01D34/412GK1692691SQ20051006836
公开日2005年11月9日 申请日期2005年5月8日 优先权日2004年5月4日
发明者乔纳森·多姆·F·马汉, 维维克·莫尔库塔, 詹姆斯·伯克利 申请人:特克斯特朗有限公司