专利名称：手持式工作设备的刀头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有按权利要求1前序部分所述特征的手持式工作设备的刀头。
背景技术：
自由切割机、割草机或者类似机器具有刀头，其中可围绕旋转轴线旋转地进行驱 动的切割刀夹紧在两个压力件之间。第一压力件由具有中间突起的轴颈的布置在马达侧的 所谓的定位盘形成。切割刀以中间的轴孔套装到轴颈上并且靠在定位盘上。最后，另外的 构造成圆盘形状的压力件套装到轴颈上并且沿轴向相对于定位盘夹紧，由此将切割刀夹紧 地保持在两个压力件之间。所述切割刀具有至少两个刀锋，所述刀锋沿着相对于旋转轴线径向的方向沿着纵 轴线延伸。在运行中，所述切割刀由工作设备的驱动马达置于旋转之中，其中驱动扭矩由两 个压力件通过形状配合连接或者摩擦连接传递到切割刀上。尤其构造成单缸内燃机的驱动 马达产生了变化的扭矩，该扭矩作为振动激发作用到切割刀上。切割刀切到切割材料上，这 同样会导致切割刀的变化的载荷并且由此导致振动激发。刀锋的沿径向细长的构造会引起 弹性的挠度，由此形成有振动能力的系统。前面所述的振动激发会导致切割刀或者说其刀 锋在运行中进行不希望的振动。
发明内容
本发明的任务是改进所述类型的刀头，从而减少切割刀的易振动性。该任务通过具有权利要求1所述特征的刀头得到解决。提出一种刀头，其中至少一个所述压力件具有至少一个径向的缓冲突起，所述缓 冲突起靠在刀锋上。优选所述压力件为每个刀锋分别具有一个径向的缓冲突起。相应地，所 述压力件与之前已知的圆形不同，并且沿刀锋的方向获得了细长的形状。通过靠在刀锋上， 所述缓冲突起在其径向突起的缓冲区域中防止了刀锋的尤其谐振的形成。此外，面状的靠 台用作摩擦缓冲件。缓冲突起的沿径向细长的构造使得很少使用有固有振动能力的重量。 总之，由此明显减少刀锋振动的倾向或者甚至完全阻止刀锋振动。在优选的实施方式中，压力件的轮毂区域界限了具有朝旋转轴线的半径的张紧 圈。缓冲突起的径向最外面的点位于朝旋转轴线的半径内。该径向最外面的点的半径至少 是张紧圈的半径的1. 5倍并且优选至少是其两倍。所述缓冲突起的由此预先给出的细长的 构造以有效的方式形成了抑制振动或者说缓冲振动的所希望的作用。有针对性的是，两个压力件或者在马达侧的构造成定位盘的压力件可以设有径向 的缓冲突起。然而优选将所述第一压力件作为马达侧的定位盘构造成圆盘形状的，而所述 对置的第二压力件设有至少一个径向的缓冲突起。这实现了具有没有调整过的组合式刀盘 或者说定位盘的已经存在的工作设备的使用。仅仅放在外侧的压力件在按本发明的设计方 案中设有缓冲突起，并且可以在现有的工作设备中用来代替现有的圆盘形状的压力件。此 夕卜，没有调整过的定位盘允许安装其它工具，在其它工具中不需要或者不希望使用具有缓冲突起的压力件。有针对性的是，所述缓冲突起的纵轴线与刀锋的纵轴线重合。优选所述缓冲突起 的纵轴线相对于刀锋的纵轴线角度偏移。这形成了非对称的装置，该装置使得在刀锋中形 成固有振动变得困难，由此提高了该装置的效率。在有利的改进方案中，在切割刀和压力件之间的尤其沿两个旋转方向作用的防扭转件设有至少一个径向的缓冲突起。在运行中，不可避免的冲击载荷或者类似载荷不会导 致切割刀相对于压力件滑动。两个结构部件相互持久地保持在设置的相对旋转角度位置 中，由此持久地维持抑制振动的作用。所述防扭转件可以构造成铆接、焊接或者粘结的形式。优选在径向的缓冲突起和 配属的刀锋之间设置形状配合连接的防扭转件，尤其是以非弯曲的接片的形式。压力件和 切割刀尤其可以在维修作业中轻易地相互分开。此外，保持两个结构部件之间的相对运动 的最小可运动性，由此形成了对摩擦的缓冲作用。在缓冲突起上有利地在位于轮毂区域的径向外部的缓冲区域中采取用于减少重 量的措施，尤其是以减少宽度和/或减少厚度、构造凹处、开口和/或类似结构的形式。由 此，不仅以所希望的方式减少了旋转的系统的总重量。更确切地说，在径向外部的缓冲区域 中的重量的减少在形式和频率方面改变了缓冲突起的固有振动。有利的是，所述压力件与缓冲突起可以构造成一体的并且用作单个部件。在有利 的变型方案中，多个缓冲突起或者说具有这样的缓冲突起的压力件尤其以不同的径向延伸 相互堆放。作为前面所述的有利的作用的补充，还调节额外的缓冲作用，这类似于钢板弹簧 组的缓冲作用，其中各个片状的相互分层的元件相互摩擦并且由此消散引入的振动能量。有利的是，所述切割刀和设有缓冲突起的压力件整体构造成平坦的，其中两个结 构部件面状地相互抵靠。在优选的变型方案中，缓冲突起的径向外部的端部朝刀锋弯折并 且以预应力靠在刀锋上。由此确保，在刀锋的从缓冲突起指向前的弹性的偏转中也保持该 抵靠状态。在径向外部的端部上形成了具有所希望的抑制振动的作用的精确确定的抵靠区 域，这使得整个系统的固有频率精确地校准到可以考虑的激发频率上，并且这使得阻止运 行振动的形成变得简单。在有利的改进方案中，至少所述缓冲突起以及尤其具有至少一个缓冲突起的压力 件整体地由轻质的材料制成，尤其由钛制成，该材料的比重小于切割刀的比重。这有利于振 动的系统的固有频率和固有形式朝非临界的区域移动。在优选的实施方式中，在缓冲突起上在其面对刀锋的一侧上采取提高摩擦系数的 措施。一方面，由此避免了缓冲突起相对于刀锋滑动。另一方面可以通过在振动时的相对 摩擦运动来通过摩擦消散振动能量的提高的分额。可以有利地设置具有至少一个缓冲突起的压力件的相对于切割刀的防丢失件。在 更换切割刀或者在切割刀的维修作业中，该压力件不会丢失。此外，防丢失件将缓冲突起保 持在相对于刀锋设定的旋转角度位置中，从而避免错误装配。
下面根据附图对本发明的实施例进行详细描述。附图示出图1是部分示意性示出的手持式工作设备例如具有刀头的自由切割机的透视图，其包括按现有技术的圆盘状的压力件；图2是按图1的刀头连同具有缓冲区域的压力件的按本发明的改进方案的侧视 图；图3是按图2的压力件连同在其几何构造方面的细节的透视图；图4是按图2的刀头连同在压力件和切割刀之间的共同作用的细节的俯视图； 图5是具有可选在两侧的扭转止动器的按图4的装置的变型方案的示意性俯视 图；图6是在轮毂区域中具有形状配合连接的扭转止动器的按图4或5的实施方式的 另一变型方案的示意图；图7是在缓冲突起中具有开口作为减少重量的措施的按图4到6的装置的又一变 型方案；图8是代替开口具有凹处的按图7的实施例的改动方案；图9是具有多个薄片状的上下分层的缓冲突起的另一示意性示出的实施例；图10是按本发明构造的刀头的示意性纵剖图，该刀头具有平坦的、相互面状抵靠 的刀锋和缓冲突起；图11是具有压力件的在径向外部削平的缓冲区域的按图10的装置的变型方案；图12是按图10或11的装置的改动方案，其具有构造成深冲件的以环绕的边缘抵 靠在刀锋上的压力件；图13是按图12的装置的变型方案，其具有以径向外部的端部抵靠在刀锋上的压 力件。
具体实施例方式图1以透视图示出了部分示意性示出的手持式工作设备，该工作设备例如是具有 刀头1和暗示的驱动马达21的自由切割机。该驱动马达21是内燃机，然而也可以是用于 电网操作或者蓄电池操作的电动机。此外，也可以设置其它用马达驱动的工作设备，例如手 持式割草机、有底座的割草机或类似机器。所述驱动马达21旋转地驱动没有示出的在导向 管20中导向的驱动轴。在导向管20的对置于驱动马达21的端部上布置了具有圆锥齿轮 传动的传动头23。在那里，将导向管20中的驱动轴的旋转运动传递到刀头1上。所述刀头1包括两个压力件2、3，其中上面的面对驱动马达21的压力件2构造成 定位盘并且对置的背对驱动马达21或者说传动头23的压力件3构造成夹紧板。两个压力 件2、3根据按图1的视图的现有技术具有圆盘形状。在所述两个压力件2、3之间夹入由钢 板制成的切割刀5，该切割刀通过与压力件2、3的摩擦连接与其一起围绕旋转轴线4旋转地 被驱动。所述切割刀5具有两个刀锋6，所述刀锋关于旋转轴线4沿直径对置并且朝旋转轴 线4径向的方向7分别沿着纵轴线8延伸。刀锋6的切割件26在操作时碰到有待切割的 切割材料。在此出现的冲击载荷和变化的由构造成尤其单缸内燃机的驱动马达21引起的 转矩产生了振动激发，该振动激发会导致在刀锋6中形成振动。图2以侧视图示出了按图1的按本发明改进的刀头1，该刀头具有由钢板制成的切 割刀5，该切割刀同样像按图1的现有技术中一样夹入两个压力件2、3之间。与按图1的实施方式一致，上面的马达侧的第一压力件2构造成圆盘形状的马达侧的定位盘。另一个与 按图1的实施方式一致的是，设置切割刀5的至少两个刀锋6，所述刀锋朝旋转轴线4径向 的方向7沿着纵轴线8延伸并且在径向外部的切割区域24中设有切割件26。然而也可以 有利地将切割刀5设有三个、四个或者更多个在圆周上均勻分布的刀锋6。与按图1的设 计方案不同，按图2的刀锋6可选地还可以具有位于径向外部的向下朝切割材料并且尤其 平行于旋转轴线4弯曲的切割端部25，切割件26分别延伸到切割端部上。代替用于按图1 的自由切割机的按本发明的所示的刀头1，也可以设置用于割草机或类似机器的刀头。与按图1的现有技术不同，构造了对置于构造成定位盘的第一压力件2的第二压 力件3，并且该第二压力件具有径向内部的轮毂区域10以及径向外部的缓冲区域16。从图 3的透视图中获得第二压力件3的结构的细节。相应地，所述压力件3在其径向内部的轮毂 区域10中设有与旋转轴线4同心布置的轴孔27，借助于该轴孔可以将压力件3以及切割 刀5(图2)套装到刀头1(图2)的没有示出的轴颈上并且可以由此进行定心。由压力件3 的至少一个径向的缓冲突起9形成的缓冲区域16连接在轮毂区域10的径向外部。在示出 的实施例中设置了两个相对于旋转轴线4旋转对称的并且由此沿直径对置的缓冲突起9， 所述缓冲突起分别配属于按图2的两个刀锋6之一。在刀锋6(图2)数目更大时，缓冲突 起9的数目也可以有利地更大，用于每个刀锋6(图2)的压力件3相应地分别具有径向的 缓冲突起9。根据图3的按本发明构造的压力件3可以是铸件或者铣件并且在示出的实施例中 构造成具有基本上平面的基本形状的铸造的板件。为了加固，在板件中冲压环绕的卷边28。 此外，所述压力件3在其径向外部的缓冲区域16中在所有的缓冲突起9上分别具有弯曲的 接片15，该接片的功能在下面与图4 一起进行进一步的描述。形成具有刀锋6的切割刀5 的钢板具有大约7. 8g/cm3的比重。至少缓冲突起9，在这里是具有缓冲突起9的压力件3 总得由具有更小比重的比钢板更轻的材料制成。该更轻的材料可以是铝或者类似材料并且 在示出的实施例中是具有大约4. 5g/cm3的比重的钛。图4示出了按图2的刀头1连同按图3的压力件3的俯视图。压力件3的轮毂区 域10界限了具有半径R1的张紧圈11。这意味着该张紧圈11具有最大可能的半径R1，而不 会突出超过压力件3的圆周轮廓。由张紧圈11包围的轮毂区域10在其功能方面相应于按 图1的圆盘形状的压力件3。缓冲突起9分别连接在位于张紧圈11的径向外部的缓冲区域 16中。缓冲突起9的径向最外面的点12位于相对于旋转轴线4半径为R2的地方。径向最 外面的点12的半径R2至少为张紧圈11的半径R1的1.5倍，优选至少为张紧圈11的半径 R1的2倍，并且在示出的实施例中大约为该半径R1的3倍。刀锋6的径向外面的端部19位 于相对于旋转轴线4半径为R3的地方。缓冲突起9的外面的点12的半径R2有利地至少是 半径R3的0. 3倍，并且在示出的实施例中有利地处于半径R3的0. 4倍到0. 5倍之间的范围 内。还可以从按图4的视图中获知，虽然所述压力件3连同缓冲突起9关于旋转轴线4是旋转对称的，但是关于缓冲突起9的延伸通过最外面的点12的纵轴线13不是镜面对称 的。更确切地说，其具有大致S形弧形的平面图。此外还可以获知，所述压力件3或者说缓 冲突起9的纵轴线13没有与刀锋6的纵轴线8重叠，而是在旋转平面中相对于其以确定的 角度错开布置。
在图3中详细示出的接片15围卡所述刀锋6的配属的边缘29，如其也可以在图 2的侧视图中看到的一样。由此，形成了压力件3的相对于切割刀5的参考刀头1的通过 箭头说明的旋转方向14作用的扭转止动器。在示出的实施例中，该扭转止动器仅仅沿一个 旋转方向起作用。然而根据按图5和6的下面还要进一步详细解释的附图，也可以设置参 照旋转方向14额外地沿相反的旋转方向起作用的扭转止动器。在径向的缓冲突起9和相 应配属的刀锋6之间的扭转止动器借助于弯曲的接片15关于旋转方向14是形状配合连接 的。也可以有针对性地相反设计，其中接片15布置在相应的刀锋6上并且围卡缓冲突起9 的边缘。图5到9以不同的俯视图示出了压力件3的不同的变型方案，该压力件具有与配 属的刀锋6间 隙配合的缓冲突起9。为了清晰起见，总是仅仅示出一半刀，其中缓冲突起9 绘制得比其在实际实施中更短。在根据图5的实施例中，所述压力件3在旋转轴线4的区 域中具有半径R1两倍大小的宽度。由此出发，所述缓冲突起9径向向外朝单侧逐渐变细， 由此，该缓冲突起在其径向外部的端部上占据了宽度b。该宽度b比半径R1的两倍小。这 种宽度减小的做法用作用于减少压力件3在其径向位于轮毂区域10外部的缓冲区域16中 的重量的措施。此外，接片15围卡刀锋6的边缘29。由此，根据图5的设计方案在其前面 描述的特征方面在原则上相应于根据图2到4的构造。然而也能够可选择地在缓冲突起 9上或者在其它合适的位置上设置额外的接片15或者其它合适的机构，该接片或者机构尤 其在与刀锋对置的边缘30上与该刀锋6形成形状配合的连接。在这种情况下，在压力件3 和相应的刀锋6之间沿两个旋转方向14不可相对扭转。额外地能够可选择地设置具有缓冲突起9的压力件3的相对于切割刀5的防丢失 措施。此外，在示出的实施例中将接片15围绕刀锋6进行卷边，使得额外的接片33围卡刀 锋6并且在此靠在刀锋6的对置于压力件3的基体的表面侧上。代替这种卷边或者其它合 适的形状配合连接的措施，或者也作为其补充，可以设置粘结、锡焊和/或熔焊尤其点焊形 式的焊接作为防丢失措施。图6示出了按图5的装置的变型方案，其中同样将压力件3在其缓冲区域16中相 对于轮毂区域10减少宽度。为此构造的斜面布置在刀锋6的两侧并且相对于缓冲突起9的 纵轴线13对称构造。由此也获得了减少的宽度b。在示出的对称的设计方案中，所述缓冲 突起9的纵轴线13与刀锋6的纵轴线8重合。作为压力件3和切割刀5之间的防扭转件， 所述压力件3的轴孔27具有截平部分31，其中没有示出的穿过轴孔27的轴颈设有相同形 状的横截面。以相同的方式形成切割刀5中的中间的孔，结果所述切割刀5和压力件3固 定在其相对于轴颈的角度位置中并且因此也不能相对扭转。由此形成的防扭转件沿两个旋 转方向14起作用。图7示出了按图6的装置的变型方案，其中作为用于减少在径向外部的缓冲区域 16中的重量的额外的措施，布置了孔18。这里没有详尽地示出防扭转件。作为前面所述的 选择方案的替代方案，可以例如通过铆接、焊接或者粘结压力件3与切割刀5来形成防扭转 件。在图8中还示出了另一变型方案，其中代替孔18(图7)设置了径向向外敞开的凹处 17。在此，防扭转件类似于按图5的设计方案进行构造。在图9中还示出了另一种可选的实施方式，其中多个构造成单个部件的缓冲突起 9片状地相互叠放。所述缓冲突起9可以是相同长度的。在示出的实施例中，缓冲突起具有不同的在这里瀑布状分级的径向的延伸，其中直接靠在刀锋6上的缓冲突起9沿径向具有最长的长度并且沿堆放顺序对置的最上面的缓冲突起9具有最短的长度。这里也可以在一 个或者所有示出的缓冲突起9上，将防扭转件例如设置成虚线示出的接片15的形式或者以 其它合适的方式进行设置。只要不是特别指出，按图2到9的实施例在其其余特征和附图标记方面相互一致。图10到13以示意性的横截面视图示出了按图2到9的刀头1的不同的设计方 案。在按图10的实施方式中，切割刀5的刀锋6与具有缓冲突起9的压力件3构造成基本 平坦的、扁平的板，该板由分别具有厚度不变的板材制成。为了简单起见并且出于相对于旋 转轴线4对称的缘故，仅仅示出刀锋6和缓冲突起9的区域，然而其中根据精神，相同的地 方适用于所有其它的刀锋6和缓冲突起9。所述压力件3以其缓冲突起9在轴向预应力的 作用下扁平地靠在切割刀5的表面上。可选地可以至少在缓冲突起9上，必要时也在整个 压力件3上在其面对刀锋6的一侧上采取提高摩擦系数的措施。此外，示意性地设置了覆 层34，为了提高摩擦系数例如通过火焰喷设来施加该覆层。该覆层34可以是金刚石覆层、 碳化硅覆层或者碳化钨覆层，或者可以由其它类似的合适的材料制成。此外，作为其替代方 案或者补充方案可以设置表面结构化形式的提高摩擦系数的措施。图11示出了按图10的装置的变型方案，其中所述压力件3在张紧圈11的径向外 部在缓冲区域16中设有连续向外逐渐变细的厚度减少部分。这用作减少缓冲突起9上的 重量的措施，并且可以作为前面结合图5到9所描述的措施的补充方案进行使用。所示出 的厚度减少的横截面形状可以切削加工而成或者在铸造技术方面进行构造。此外，在示出 的实施例中有利地设置鼓起来的板材。在按图12的实施变型方案中，所述压力件3构造成具有恒定厚度的深冲的板材 件，其中径向外部的缓冲区域16相对于内部的轮毂区域10类似于环绕的边框进行改造。这 形成了环绕的边缘32，压力件3用该边缘靠在切割刀5上，并且该边缘保持轮毂区域10弹 性地与切割刀5隔开。作为替代方案，按图13的实施方式可以是有针对性的，其中所述压 力件3同样构造成由板材制成的深冲件。然而在此，所述缓冲突起9的仅仅一个径向外部 的端部19朝刀锋6弯折并且根据力F以预应力靠在刀锋6上。由此，刀锋6也获得了朝径 向方向7的弹性的轴向偏转。在其余的特征和附图标记方面，按图10到13的实施例相互一致并且与按图2到 9的实施例一致。
权利要求
工作设备的刀头(1)，其包括夹紧在两个压力件(2，3)之间的可围绕旋转轴线(4)旋转地进行驱动的切割刀(5)，该切割刀具有至少两个刀锋(6)，其中刀锋(6)沿着相对于旋转轴线(4)径向的方向(7)沿着纵轴线(8)延伸，其特征在于，至少一个压力件(3)具有至少一个径向的缓冲突起(9)，该缓冲突起靠在刀锋(6)上。
2.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，所述压力件(3)为每个刀锋(6)分别具有径 向的缓冲突起(9)。
3.按权利要求1或2所述的刀头，其特征在于，压力件(3)的轮毂区域(10)界限了具 有朝旋转轴线⑷的半径(R1)的张紧圈(11)，缓冲突起(9)的径向最外面的点(12)位于朝 旋转轴线⑷的半径(R2)内，并且该径向最外面的点(12)的半径(R2)至少是张紧圈(11) 的半径(R1)的1.5倍。
4.按权利要求3所述的刀头，其特征在于，所述径向最外面的点(12)的半径(R2)至少 是张紧圈(11)的半径(R1)的两倍。
5.按权利要求3所述的刀头，其特征在于，所述径向最外面的点(12)的半径(R2)至少 是张紧圈(11)的半径(R1)的三倍。
6.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，所述第一压力件(2)作为马达侧的定位盘构 造成圆 盘形状的，并且所述第二压力件(3)设有至少一个径向的缓冲突起(9)。
7.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，所述径向的缓冲突起(9)具有纵轴线(13)， 该纵轴线相对于刀锋(6)的纵轴线(8)角度错开。
8.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，在切割刀(5)和压力件(3)之间的沿至少一 个旋转方向(14)作用的防扭转件设有至少一个径向的缓冲突起(9)。
9.按权利要求8所述的刀头，其特征在于，所述防扭转件沿两个旋转方向(14)起作用。
10.按权利要求8所述的刀头，其特征在于，在径向的缓冲突起(9)和配属的刀锋(6) 之间设置形状配合连接的防扭转件。
11.按权利要求10所述的刀头，其特征在于，将所述防扭转件构造成弯曲的接片(15) 的形式。
12.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，在缓冲突起(9)上在位于轮毂区域(10)的 径向外部的缓冲区域(16)中采取用于减少重量的措施。
13.按权利要求12所述的刀头，其特征在于，用于减少重量的措施是以减少宽度和/或 减少厚度、凹处(17)和/或孔(18)的形式实施的。
14.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，多个缓冲突起(9)相互叠放。
15.按权利要求14所述的刀头，其特征在于，所述多个缓冲突起(9)具有不同的径向延伸。
16.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，所述缓冲突起(9)的径向外部的端部(19) 朝刀锋(6)弯折并且以预应力靠在刀锋(6)上。
17.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，至少所述缓冲突起(9)以及具有至少一个 缓冲突起(9)的压力件(3)整体地由轻质的材料制成，该材料的比重小于切割刀(5)的比重。
18.按权利要求17所述的刀头，其特征在于，所述轻质的材料是钛。
19.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，在缓冲突起(9)上在其面对刀锋(6)的一侧上采取提高摩擦系数的措施。
20.按权利要求1所述的刀头，其特征在于，设置了具有至少一个缓冲突起(9)的压力 件(3)的相对于切割 刀(5)的防丢失件。
全文摘要
本发明涉及工作设备的刀头(1)、尤其是自由切割机的刀头。所述刀头(1)包括夹紧在两个压力件(2，3)之间的可围绕旋转轴线(4)旋转地进行驱动的切割刀(5)，该切割刀具有至少两个刀锋(6)，其中刀锋(6)沿着相对于旋转轴线(4)径向的方向(7)沿着纵轴线(8)延伸。至少一个压力件(3)具有至少一个径向的缓冲突起(9)，该缓冲突起靠在刀锋(6)上。
文档编号A01D34/73GK101837580SQ20101013463
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月15日 优先权日2009年3月14日
发明者M·锡尔, N·阿普费尔 申请人:安德烈亚斯.斯蒂尔两合公司