专利名称：在切割机的旋转发动机输出轴和旋转切割部件之间的联接器以及配备这样的联接器的切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在诸如灌木清除机的切割机的旋转发动机输出轴和诸如刀片的旋转切割部件之间的联接器，同时还涉及配备有这样的联接器的切割机。
背景技术：
当切割机配备有刚性切割部件，例如刀片、刀盘等时，诸如便携式旋转切割机、特别是灌木清除机的切割机特别危险。事实上，当由所述灌木清除机的发动机元件传递刀切割部件的转矩变得小于施加在切割部件上的阻挡转矩时，特别是当它遇到诸如岩石的障碍物时，就会立即产生整个灌木清除机的剧烈反作用力。如果操作者没有加以注意，这种反作用力就会伤害到他。这种反作用力可能表现为，由于不能对切割元件的突然停止旋转做出反应，而使得灌木清除机的失控和突然运动，使得切割部件断裂，或者使得发动机的全部或一些部件损坏。
为了解决这个问题，已经有人建议在发动机轴和切割部件之间加入一个转矩限制器。很长一段时间以来，这些转矩限制器都是基于弹簧加载球而设计的，这些球变得挤压接触靠在合适滚道(race)上。在这样的设备里，观察到的缺点包括球会快速磨损，会损坏滚道，以及转矩限制器的整体较短使用寿命。此外，事实证明很难控制转矩。最后，注意到，散热效果也很差。
已知有使用了两个弹簧作用的其它的转矩限制器。这就是专利FR1222861和US 3810533中的情况，以上两个专利描述了一种适于包括被发动机驱动旋转的转子以及被定子驱动的切割设备的机器的转矩限制设备，这个限制设备可以限制在转子高速运行下传递到定子的转矩。在这些文献中，定子由和转子整体安装的摩擦垫驱动；这需要所述垫稳定地承受由转子旋转引起的离心力。因此，当定子突然停止时，例如当切割设备遇到障碍物时，在冒着继续驱动定子的危险的情况下，垫以很高的接触压力继续施加到定子上。在这个设备里，当定子停止时，离心力并没有消失，并且可能对安装了这样的设备的机器产生大量发热或损坏。
近来，特别在法国专利申请FR-A-2 829 902中，提出了联接器的设计，这样的设计具体地通过获得由在定子和转子之间的径向力传递的转矩，可以改善散热，并消除在联接器工作中的冲击。在这种联接器里，定子承载着以弹簧加载枢转销的形式制造的垫，以便施加到布置在转子水平面上的摩擦衬垫。通过保持永久接触靠在转子的摩擦衬垫上的它的垫使得转子转动，从而产生施加到垫上的离心力。这个离心力加到弹簧力上，以便在定子和转子之间具有相同速度的情况下获得驱动，并且在偶然阻挡定子的作用力下这个离心力消失，以便通过滑靴在转子的摩擦衬垫的表面上的滑动而即刻地使在转子和定子之间的驱动无效。这个联接器具有大量的现有系统的优点。事实上，它能够限制部件的磨损，并使得发热情况最小化。在发动机开始转动的阶段，这个联接器特别地可以获得相当好的反应能力，并特别地可以获得使定子达到较高速度的高速驱动，这是由于存在有压缩弹簧，该压缩弹簧永久地将径向力施加到垫上，并往往使其和转子的摩擦衬垫保持稳定接触。
这样，这个起动阶段和随后的工作阶段将最优地进行，就要求在垫和转子的摩擦衬垫之间的摩擦表面是一个相对重要的尺寸，以便避免任何滑动。在上述法国专利中描述的文本里，不管定子的工作阶段如何，这个表面都保持不变。因此，不管是否由于障碍物的存在而固定定子，在垫和转子之间的摩擦表面都保持相同。为此，可以再次看到对应于定子的减速或阻挡阶段的在滑动阶段中垫的较多发热和较快磨损。
此外，所有上述设备都产生巨大振动，这是因为在前面每种情况下，承载垫并且允许其运动以能够驱动定子的轴是固定的。因此，通过这个轴传递的振动仅仅被衰减很少。结果，配备这样的设备机器的使用者就会受到巨大的振动，这种振动可能会在手臂系统或在脊柱位置产生肌肉骨骼问题。
因此，目前正在寻找方法，以便允许联接器在起动阶段的位置具有上述所述的优点，同时减少在滑动阶段的发热问题和在工作中的振动问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提出一种联接器，该联接器的设计可以任选地改变在摩擦垫和转子的摩擦衬垫之间的摩擦表面，以便在定子的减速或固定阶段使得发热最小化，而不会不利地影响从所述垫的分离位置转换到接合位置所需的重新接合时间。
本发明的另一目的是提出一种联接器，该联接器设计为能够任选地改变对应于从联接器的分离位置转换到接合位置的所述联接器的重新接合时间。
本发明的另一目的是提出一种联接器，该联接器的设计可以使得具有大约2秒的接合一分离时间，这个时间对应于从障碍物清除切割刀片和使得被驱动和要切割的物体一起旋转的切割刀片重新接触的阶段。
本发明的另一目的是提出一种联接器，该联接器的设计可以基本上限制配备这样的设备的机器的使用者所受到的振动。
为此目的，本发明的目的是一种在诸如灌木清除机的切割机的旋转发动机输出轴和诸如刀片的旋转切割部件之间的联接器，这个联接器包括1)转子，该转子可以和发动机轴整体制成，至少表现为圆柱体形式，诸如钟形，所述转子中至少一些内壁形成摩擦衬垫；2)定子，所述定子可以带有切割部件，这个定子能够通过由所述定子带有的摩擦垫由转子驱动，每个垫都安装在定子的垫支架板上，并能够围绕平行于定子旋转轴的轴自由枢转，并连续地受到至少一个通常径向作用的压缩弹簧的作用以便施加到转子的摩擦衬垫上，并使得定子转动，此外，这个枢转垫以有间隙的方式安装在所述板上，以便能够在两个终止位置之间特别是通过滑动发生角度移动，一个终止位置是接合位置，另一个终止位置是分离位置，在接合位置，在垫和圆柱体之间的摩擦表面是最大的，在分离位置，在垫和圆柱体之间的摩擦表面是最小的，并有利于垫在转子的摩擦衬垫的表面上滑动，其特征在于，当定子慢下来时，通过压缩第二弹簧时垫和定子的相对位移，执行从接合位置运动到分离位置，这个第二弹簧趋向于从角度分离位置将垫返回到角度接合位置，以便允许重新接合，从而能够在短时间内使得所述联接器的操作最优化。
由于两个弹簧的存在，一个在径向上作用，另一个沿着靠近和定子相切的方向的方向，可以充分操纵联接器的分离和接合时间，并能够在少于3秒内执行这些操作，以便允许在其它操作进行中同时执行这些操作。事实上，通过作用在第二压缩弹簧的硬度上，随着基本沿着切线方向的作用，可以改变对应于垫从分离位置转换到接合位置所需的时间的重新接合时间，所述分离位置对应于在垫和转子的摩擦衬垫之间的接触表面是最小的，所述接合位置对应于在这些相同的两个元件之间的接触表面最大。类似地，第一和第二弹簧彼此越接近，重新接合时间就越短，这是由于垫的形状的缘故。因此，可以影响第一和第二弹簧的特性和相对位置，以便任选地改变重新接合时间和由此改变分离时间。
本发明的目的同样是一种切割机，特别是一种便携式具有旋转切割、诸如灌木清除机的切割机，这个切割机在旋转发动机输出轴和切割部件之间具有联接器，其特征在于，联接器是前面所述类型的联接器。
通过参考所附附图，阅读以下实施例的描述，将会更加清楚本发明，其中图1显示了根据本发明的联接器的局部剖示意图；图2显示了配备这样的联接器的定子的顶视图；图3和4显示了处于接合位置(图3)和处于分离位置(图4)的垫的细节视图；图5显示了垫处于相对于弹簧的另一位置以便增加重新接合时间的细节视图；图6显示了仅仅定子的垫支架板的局部剖视图；以及图7显示了垫支架板的局部剖视图，所述垫已经被移开。
具体实施例方式
如上所述，作为本发明目的的联接器1更加具体地设计为联接特别是具有旋转切割的便携式切割机、诸如灌木清除机的切割机的旋转发动机输出轴和诸如刀片、刀盘或任何形状的旋转盘的旋转切割部件2。
在现有技术中，现在已知的当前的灌木清除机包括设置有用于驱动切割部件的旋转发动机轴的管状体或杆。这个杆可以具有很多形状。通常，在它的端部中的一个附近设置有把手或手柄，以便使得操作者更加容易抓握。所述发动机轴通常联接到热力发动机或电动发动机，并且在它的输出端部上所述发动机轴包括由两个螺旋齿轮构成的锥齿轮。第二齿轮通过在其端部直接联接到联接器的轴而延长。这个联接器由此可以容纳在灌木清除机的头部里，这个头部基本呈现钟形，该钟形和管的与设置有抓握部件的端部相对的端部整体形成。这个发动机轴的细节没有提供出来，这是因为它对于本领域技术人员来说是公知的。这个联接器可以同样容纳在发动机离合器和传动轴之间。
联接器1设计为位于切割机的旋转发动机输出轴和刚性旋转切割部件2之间，联接器1包括1)转子3，该转子可以和发动机轴整体制造；以及2)定子5，该定子可以带有切割部件2。转子3具有至少圆柱体的形状，诸如钟形，该转子可以具有任何形状。至少一些内壁形成摩擦衬垫4。这个摩擦衬垫4是和配备定子的垫保持永久接触的环形衬垫。事实上，能够带有切割部件2的定子5可以通过由所述定子5带有的摩擦衬垫6由转子3驱动。应该注意的是，转子定义为旋转发动机驱动元件，定子定义为旋转被驱动的元件，转子和定子被驱动围绕图1中的轴XX’表示的相同的轴线旋转。
摩擦垫6安装在定子5的垫支架板上，围绕平行于定子5的旋转轴的轴自由枢转。它们同样连续受到至少一个第一压缩弹簧12的作用，以便应用到转子3的摩擦衬垫4上，并驱动定子5转动。这样，使得定子旋转就产生施加到垫6上的离心力。这个离心力加到弹簧12的力上，从而获得在定子和转子之间的相同速度的驱动，并且在定子偶然阻挡的作用下该离心力消失，从而通过垫在转子的摩擦衬垫4的表面上的滑动而即刻地使在转子和定子之间的驱动无效。此外，每个枢转垫6以有间隙的方式安装在所述板上。在定子的减速或固定状态下，这个垫6通过相对于定子的相对位移而运动，并能够特别通过滑动、通过转子在使得摩擦表面在垫和圆柱体之间减小的方向发生角度移动。这样，每个垫能从接合位置转换到分离位置，在接合位置，在垫6和圆柱体的摩擦衬垫之间的摩擦表面是相当大的，在分离位置，在垫6和圆柱体之间的摩擦表面减小，并有利于垫6在摩擦衬垫4的表面上滑动。因此，这个分离位置允许转子继续转动，而定子由于切割部件2遇到了障碍物的缘故而减速或固定不动。垫从接合位置转换到分离位置发生的同时，由于第二弹簧13被压缩，定子通过垫和定子的相对位移而慢下来。这个第二弹簧13趋向于使得垫6从分离角度位置返回到接合角度位置。因此，垫永久地受到两个弹簧的作用，第一弹簧趋向于通常通过施加径向力而使得垫运动靠在转子的摩擦衬垫4上，第二弹簧13趋向于使得垫从角度分离位置返回到角度接合位置。第一弹簧使得在起动的时刻，可能有利于快速将垫附着到摩擦衬垫4上。第二弹簧使得可以调节对应于从分离位置转换到接合位置所需的时间的重新接合时间。
每个垫6以有间隙的方式安装在垫支架板上，每个垫设计为在从接合位置转换到分离位置的过程中在垂直于定子5的旋转轴的平面里运动，或者反之亦然，上述运动沿着与定子5的穿过所述垫6的枢转轴14的半径形成处于60°-85°范围内的角度α的方向。垫的这个位移特别显示在图3和4中，上述图显示了所述垫从接合位置转换到分离位置。枢转轴14和枢转轴14的允许垫6在垫支架板上自由枢转安装的容纳轴承15被携带，其中一个在垫6上，另一个在垫的支撑板上，并且它们具有非互补的形状，以便允许在定子减速或固定状态下，在转子的作用下，在垫6和垫的支撑板之间产生相对角度位移。这样，枢转轴14的轴承15具有在垫6里制成的椭圆形孔的形式。这些椭圆形孔被静止安装在垫支架板上的轴穿过。这个轴平行于定子5的旋转轴，并包括所述垫6的枢转轴14。包括引导路径的每个孔的纵向轴线和穿过对应垫6的枢转轴14的定子的半径形成在60°-85°范围内的角度。
为了允许通过作用在上述弹簧12和13的相对位置来任选地改变重新接合时间，垫支架板设置有多个外壳11A、11B，用于容纳相同弹簧12，以任选地改变相对位置，特别是作用在相同垫6上的弹簧12、13之间的距离。在图示的例子里，作用在相同垫上的第一和第二弹簧12、13优选地为螺旋式，其中在所述垫6的分离位置里，轴线相交在垫在圆柱体的摩擦衬垫上的支撑点处。
详细来说，定子包括在一个端部附近承载垫支架板的轴，在另一端部，包括切割部件支架板。滚珠轴承通常就插在所述板之间。这个垫支架板包括两个圆形法兰7、8，这两个法兰通过毂9相互连接，从而形成圆形外周内部凹槽16，具有围绕平行于毂的轴线的轴线枢转的销的形状的垫和弹簧12、13同时容纳在该凹槽16内。用于每个垫6的法兰7、8配备有至少两个系列的彼此相对的凹槽10、11，每个用于限定一个弹簧的引导轨道。第一系列凹槽11在凹槽16的底部和法兰7、8的部分之间径向延伸，并用于容纳第一径向作用压缩弹簧12，所述第一径向作用压缩弹簧位于凹槽16的底部和垫6的设计为与转子3的衬垫4的摩擦表面接触的一个表面相反的一个表面之间。第二系列凹槽10设计为容纳作用在垫6的角度位置上的第二弹簧13，并从法兰7、8的部分开始，并在它经过垫6的枢转轴14时在凹槽16的底部的方向上延伸。第二系列凹槽的这些凹槽10和法兰7、8的穿过所述枢转轴14的枢转轴线的半径形成一个角度α，该角度α优选地在范围60°-85°内。
在图示的例子里，垫支架板配备有至少三个垫6和六个弹簧12、13，其中三个位于外壳11A或11B里。每个垫6具有弯曲销的形状，并且在其每个端部上设置有凸出，如图中的6A和6C所示。凸出中的一个受到位于垫支架板和与摩擦衬垫的接触表面相反的销表面之间的第一压缩弹簧12的作用。因此，在这个径向作用压缩弹簧12的作用下，垫和摩擦衬垫保持永久摩擦接触。
另一凸出6A包括由枢转轴14穿过的开口。允许垫返回到接合位置的第二压缩弹簧13在这个凸出6A和垫支架板之间延伸。弹簧13在凸出6A上的支撑区域通过圆形部分得到执行，以便有利于弹簧12的互换。这个第二弹簧13在所述垫发生角度位移施被压缩，对应于它从分离位置转换到接合位置。用于容纳垫的枢转轴14的开口以及在板的法兰里用于容纳第二弹簧13的凹槽形成一个对齐的组合部分，该组合部分包括一个与从所述垫的枢转轴的右侧的转子的切线成优选地大约20°的角度。
凹陷6B在垫的凸出6A和6C之间延伸。这个凹陷6B用于容纳第二弹簧13。
这样的联接器的工作情况如下所述。在起动时，由定子携带的摩擦垫永久地受到第一压缩弹簧12的作用，以便施加到转子的摩擦衬垫4上，并驱动定子转动。这样，所述垫占据对应于图3所示的位置，其中在垫和摩擦衬垫之间的摩擦表面是最大的。使得定子转动，从而产生施加到垫上的离心力。这个离心力加到第一弹簧12的力上，从而在定子和转子之间获得相同速度的驱动。当切割部件遇到障碍物时，切割部件撞击所述障碍物；因此，旋转速度下降，离心力趋向于减小，或者甚至消失。结果，在定子的垫和转子的摩擦衬垫之间的附着使得，施加到切割部件的阻挡转矩变得大于作为垫的尺寸和质量的函数的预先设定的额定转矩，从而切割部件停止。连接到切割工具的垫支架板也同样停止。和发动机轴成一整体的圆柱摩擦体继续转动，动能使得垫随着转子的继续转动而发生角度位移。垫的相对于定子的这个相对位移使得第二压缩弹簧13被压缩。在这个位移中，当垫从转子的圆柱体的摩擦衬垫分离时，垫滑动经过一段对应于比椭圆形孔的长度大的长度，因此，使得在垫和摩擦衬垫之间的摩擦表面减小。接触表面基本减小到零，并对应于一条接触线。为此原因，转子可以继续转动，并在垫上滑动，而没有产生较大发热或较大磨损。当和传递轴成一整体的切割工具从障碍物移开时，并且当施加到切割部件的阻抗转矩变得小于发动机转矩时，垫由于弹簧13的作用而返回到对应于在摩擦衬垫和垫之间的摩擦表面是最大的位置的角度位置。这个垫通过第一弹簧12保持连续压力接触靠在摩擦衬垫上，以便允许转子驱动在离合器模式里的定子重新起动。离心力加到所述弹簧的效果上，从而增强了所述垫接触靠在转子的摩擦衬垫上的效果。如上所述，根据两个弹簧的特性以及它们的相对位置，可以使得这样的联接器的分离和重新接合时间发生变化。
权利要求
1.一种在诸如灌木清除机的切割机的旋转发动机输出轴和诸如刀片的旋转切割部件(2)之间的联接器(1)，所述联接器(1)包括1)转子(3)，该转子(3)可以和发动机轴整体制成，至少表现为圆柱体形式，诸如钟形，所述转子中至少一些内壁形成摩擦衬垫(4)；以及2)定子(5)，所述定子(5)可以带有切割部件(2)，这个定子(5)能够通过由所述定子(5)带有的摩擦垫(6)由转子(3)驱动，每个垫(6)都安装在定子(5)的垫支架板上，以便围绕平行于定子(5)的旋转轴的轴自由枢转，并连续地受到至少一个通常径向作用的压缩弹簧(12)的作用以便施加到转子(3)的摩擦衬垫(4)上，并使得定子(5)转动，此外，这个枢转垫(6)以有间隙的方式安装在所述板上，以便能够在两个终止位置之间特别是通过滑动发生角度移动，一个终止位置是接合位置，另一个终止位置是分离位置，在接合位置，在垫(6)和圆柱体之间的摩擦表面是最大的，在分离位置，在垫(6)和圆柱体之间的摩擦表面是最小的，并有利于垫(6)在转子(3)的摩擦衬垫(4)的表面上滑动，其特征在于，当定子(5)慢下来时，通过压缩第二弹簧(13)时垫(6)和定子(5)的相对位移，进行从接合位置到分离位置的转换，这个第二弹簧(13)趋向于将垫(6)从角度分离位置返回到角度接合位置，以便允许重新接合，从而能够在短时间内使得所述联接器的操作最优化。
2.根据权利要求1的联接器(1)，其中，以有间隙的方式安装在垫支架板上的每个垫(6)设计为在从接合位置转换到分离位置期间在垂直于定子(5)的旋转轴的平面里移动，反之亦然，上述移动沿着与定子(5)的穿过垫(6)的枢转轴(14)的半径形成在范围60°-85°里的角度α的方向进行。
3.根据权利要求1和2中一个的联接器(1)，其中，枢转轴(14)以及允许垫(6)在垫支架板上自由枢转安装的枢转轴(14)的容纳轴承(15)被携带其中一个在垫(6)上，另一个在垫的支撑板上，并且具有非互补的形状以便允许在垫(6)和垫的支撑板之间发生相对角度位移。
4.根据权利要求3的联接器(1)，其中，枢转轴(14)的轴承(15)具有在垫(6)里制成的椭圆形孔的形式，所述椭圆形孔由静止安装在垫支架板上的轴穿过，这个轴平行于定子(5)的旋转轴，并包括所述垫(6)的枢转轴(14)。
5.根据权利要求4的联接器(1)，其中，包括引导路径的每个孔的纵轴与定子的穿过所述垫(6)的枢转轴(14)的半径形成一个在范围60°-85°里的角度。
6.根据权利要求1-5中一个的联接器，其中，垫支架板设置有多个外壳(11A，11B)，用于容纳相同弹簧(12)，以便任选地改变在作用在相同垫(6)上的弹簧(12，13)之间的相对位置，特别是它们之间的距离，以便改变特别是对应于从所述垫(6)的分离位置转换到接合位置的重新接合时间。
7.根据权利要求1-6中一个的联接器(1)，其中，作用在相同垫上的弹簧(12，13)是压缩弹簧，优选地是螺旋弹簧，并且它们的轴线在所述垫(6)的分离位置里在圆柱体的摩擦衬垫上在垫的支撑点处相交。
8.根据权利要求1-7中的一个的联接器(1)，其中，所述垫支架板包括两个圆形法兰(7，8)，所述法兰通过毂(9)互相连接，从而形成圆形外周内部凹槽(16)，具有围绕平行于毂的轴线的轴线枢转的销形的垫(6)和弹簧(12，13)同时容纳在该凹槽(16)内。
9.根据权利要求8的联接器(1)，其中，每个垫(6)的法兰(7，8)配备有相对的至少两个系列凹槽(10，11)，每个用于形成一个弹簧的引导轨道，第一系列凹槽(11)在凹槽(16)的底部和法兰(7，8)部分之间径向延伸，并用于容纳径向作用压缩弹簧(12)，所述径向作用压缩弹簧位于凹槽(16)的底部和垫(6)的设计为与转子(3)的衬垫(4)的摩擦表面形成接触的一个表面相反的表面之间，第二系列凹槽(10)设计为容纳作用在垫(6)的角度位置上的弹簧(13)，并从法兰(7，8)的部分上开始，并在它经过垫(6)的枢转轴(14)时沿凹槽(16)的底部的方向延伸，第二系列凹槽的这些凹槽(10)与法兰(7，8)的穿过所述枢转轴(14)的枢转轴线的半径形成一个优选地在范围60°-75°里的角度α。
10.根据权利要求1-9中一个的联接器(1)，其中，垫支架板配备有至少三个垫(6)和六个弹簧(12，13)，每个垫(6)具有弯曲销的形状，并在其每个端部设置凸出，在所述凸出之间设置凹陷，用于容纳弹簧(6A，6C)中的一个。
11.一种切割机，特别是一种便携式具有旋转切割、诸如灌木清除机的切割机，这个切割机包括在旋转发动机输出轴和切割部件之间的联接器，其中，联接器为对应于权利要求1-10中的一个所述的联接器。
全文摘要
本发明涉及一种在切割机的旋转发动机输出轴和旋转切割部件(2)之间的联接器(1)，联接器(1)包括1)转子(3)，其可和发动机轴整体制成，转子中至少一些内壁形成摩擦衬垫(4)；和2)定子(5)，其可带有切割部件(2)，这个定子(5)能通过由定子(5)带有的安装弹簧的枢转摩擦垫(6)由转子(3)驱动，每个枢转垫(6)以有间隙的方式安装在定子(5)的垫支架板上，以能在两个终止位置之间移动，一个是接合位置，另一个是分离位置。这个联接器的特征是，当定子(5)慢下来时，通过压缩第二弹簧(13)时垫(6)和定子(5)的相对位移，从接合位置转换到分离位置，这个第二弹簧(13)趋向于将垫(6)从角度分离位置返回到角度接合位置。
文档编号F16D43/00GK1973146SQ200580015504
公开日2007年5月30日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年5月14日
发明者米歇尔·沙布吕 申请人:米歇尔·沙布吕