CN101096984B - 制动带支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制动或停滞作业工具(35)特别是链锯、绿篱剪等的轴(11)的制动装置(100)。该制动装置(100)具有围绕至少一部分所述轴(11)的区域的制动带(13)，其中所述制动带(13)形成有效面(14)；和两个制动带支架(15、26)，利用所述制动带支架，制动带(13)可以张紧/放松，其中至少一个制动带支架(15)构造为可活动。可活动的制动带支架的布置在所述制动装置中需要很小的空间，建议至少将一个制动带支架(15)安装在制动带(13)的有效面(14)的外侧，以便其绕旋转轴线旋线或者大致平行的轴线或轴(11)旋转，和/或能够在与所述轴(11)大约垂直的平面中沿直线方向运动。

Description

制动带支架
技术领域
本发明涉及一种用于制动或停滞作业工具的轴的制动装置，该作业工具特别包括链锯、剪切刀片、旋转头(rotary head)等。例如，该类制动装置可能用在手持式工具如链锯、机械剪、旋转式割草机或类似工具的壳体中。这里，所讨论的作业工具必须能迅速地减速并停止下来，以防止对工具的操作者可能造成的任何伤害。为此，制动装置具备一制动带，该制动带至少部分地围绕在轴的区域周围，制动带形成一有效面。这里，所谈及的轴可以理解为电机或工具的轴。制动装置还配备有两个制动带支架，通过其可以张紧制动带，并且其中至少一制动带支架构造为可活动，以便籍此张力可施加到制动带上。
背景技术
通常，在德国专利号为DE 38 02 488 C2的专利中说明了具有制动带的制动装置的原理。众所周知，该类制动装置不但在电动手持工具中使用，而且在由内燃机驱动的手持工具中也使用。然而，在由内燃机驱动的手持式工具的情况中，还使用离合器，以确保作业工具和发动机的机械分离。当然，这样的离合器可能也用于电动手持式工具中。
从相关技术中可以了解许多具有制动带的制动装置。例如，在德国专利DE19931251A1和DE19635120C1中公开了一种制动装置，其中在固定和活动制动带支架之间的有效面上安装有一制动带。活动制动带支架安装在制动带的有效面上，以便在制动带上产生所要求的张应变。然而，如果在活动制动带支架和轴之间存在足够的横向距离，这才有可能。因此，该活动制动带支架的安装在有效面中占用了很大的空间。
从相关技术中还可以了解到，制动带装置不但作为安全制动器而且还作为滑行(run-out)制动器使用。例如，在德国专利DE19618640C2中公开了一种这样的解决方案。当保险杆、手柄或类似物被致动时，安全制动器用来迅速减低作业工具速度。相反，滑行制动器设计成在通开关被释放后或当作业工具已经关断时，能防止作业工具继续运行或限制这种运动。安全制动器和滑行制动器都用于减少与机械驱动的作业工具有关的事故率。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有制动带的制动装置，其中安装在制动装置上的活动制动带支架占用很小空间。活动制动带支架的安装必须具有简单结构。
为解决这一问题，提出了具有权利要求1所述特征的制动装置。
在根据本发明的制动装置中，假设至少一个制动带支架被安装在制动带的有效面外侧，和/或以使其绕轴旋转。因此，能够将活动制动杆的安装件设置在轴附近甚至绕轴可旋转。这在制动装置的有效面上节约了大量的空间。
制动装置的有利的结构在从属权利要求12到16中进行说明。
为了能构造最有效的制动装置，该轴可以包括制动鼓，以便能大大增加在轴和制动带之间的制动面。所述制动鼓连接到该轴上，并且制动鼓至少部分被制动带缠绕。为此，轴和制动鼓可以由相同材料制造。对于制动鼓来说，将其构造成便于在轴上可替换，以便当制动鼓磨损时减少修理费。制动鼓可能还具有轴向空心结构，以致于从总体上来说其是杯状的，并且制动带绕过制动鼓的外侧。以这种方法构造的制动鼓也可以用做离合器、特别是离心离合器的元件。在这种情况下，轴向空心结构的内侧可以用作离合器的有效表面。
在根据本发明的制动装置的第一具体实施方式中，活动制动带支架的旋转轴线布置成与轴的旋转轴线同轴。因此，制动带支架安装成使其能绕轴径向旋转。这样，活动制动带支架的实际安装位置可能低于制动鼓。这使得活动制动带支架的安装非常紧凑。
另一方面，在制动装置的第二具体实施方式中，活动制动带接近于轴安装并具有轴向偏移量(相对于该轴)。这样，安装位置有利地位于制动鼓下面。在这种情况中，实际安装具有线性轨迹形状，其可能是曲线或直线。这样，活动制动带支架的安装位置就不在制动带的有效面内。
为防止作业工具无意中被起动，制动装置自动地设定在静止位置，其中轴被保持以使其不能转动。由弹簧力提供的所需张力直接或间接地作用在活动制动带上。按这种方法，活动制动带支架通过弹簧受到张力。仅当制动装置处于允许轴转动的工作位置时，作业工具才可能运行。在这个工作位置，制动带本身不受张力。这里，在活动制动带支架上的弹簧的作用力被消除应变装置抵消。这个消除应变装置用于克服弹簧力，以便制动带支架可以在其安装位置上移动。当该工具被接通时，通常同时消除应变以便作业工具可以操作。与此独立的是安全机构可以使消除应变装置无效，以便即使在该作业工具被接通时，动力作业工具减速或停滞。这样，本制动装置可以作安全制动器和/或滑行制动器使用。
为了能将活动制动带支架安装到偏离制动带有效面的偏离位置上，活动制动带支架具有一安装基部和其上的连接凸起，连接凸起相对于制动带支架被轴向偏移。安装基部和连接凸起构成一个整体。如果要传递强大的作用力或转动力矩，采用加强肋是有益的。为了避免制动带支架上的高应变，不但弹簧而且消除应变装置可能同时作用在连接凸起上。
根据本发明的制动装置的第一个实施例，设置了用于活动制动带支架的旋转导轨，以便与该轴共轴。该旋转导轨包括旋转环和旋转轴承，该旋转环用作活动制动带支架上的安装基部，并具有与旋转轴承配合的配对轴承的功能。该旋转轴承可能是以固定方式位于制动装置的外壳上。也可以想到，旋转轴承在外壳中并与其相符。在活动制动带支架和外壳之间可能还配置有附加的滚珠或圆柱滚子轴承或轴瓦等以减小摩擦力。
根据有利的实施例，活动制动带支架通过卡口接头保持在旋转导轨中。这使活动制动带支架的安装不需要工具。与这相关的构造方法允许将制动带支架设计成一单独部分，从而减少了元件数目。可以通过卡口接头将制动带支架从其安装位置切换到其作业位置。
在制动带装置的第二实施例中，通过线性轨道将活动制动带支架安装到轴的区域上。为这个目的提供的线性轨道包括滑动部分和轴承销。这里，设置在活动制动带支架上的滑动部分作为一轴承部分，其用做配对轴承以滑动方式安装在至少一个轴承销上。配对轴承的轴承销可能与制动装置的外壳构造成一整体。配置两个或更多的轴承销以实现用所述线性导轨最优导向。还可以想象到，轴承销可能具有大致矩形断面(具有圆角)。这就更好地保证了滑动部分的导向。这里也应注意，滑动部分并不限制于直线导向方式，其也可能具有拱形或其他的路线。对于轴承销来说，可以设想将其作为在制动装置的外壳中的螺纹销。
在本发明的一特殊设计中，活动制动带支架沿轴的轴向方向直接地或间接地保持在制动装置的外壳上。为此，采用闭合的旋转或线性导轨。这样，活动制动带支架的安装基部安装有至少安装有一个导向装置，该导向装置与配对轴承的相配的导向装置以有效锁定的方式配合。安装基部的导同装置可能是一突起。配对轴承的相配导向装置可能是一凹槽，上述突起以有效锁定方式保持在其中。应该注意到，导向装置和相配导向装置是可逆的，以便可以在安装基部上设置该凹槽，且在配对轴承上设置至少一个突起。
为了保证活动制动带支架可以组装到具有闭合导轨的制动装置上，在配对轴承装置的凹槽中配置切口，导向装置的突起可以与其接合。当安装基部发生扭曲或相对于配对轴承发生移动时，活动制动带支架就安装到具有封闭式导轨的有效锁安装件中。
在根据本发明制动装置的更多变体中，两个制动带支架都可能构造成活动的。这样，可以布置两个制动带支架以使其能在该轴的周围在轴向上活动。
为了提供廉价的制动装置结构，活动的、特别是可旋转的和/或可滑动的制动带支架可能由铸造零件构造成的，特别是精确铸造零件。这些铸造零件可能是由铝质模注件制造而成。为了节省材料和减轻重量，可能在活动制动带支架上设置切口，以提供具有夹层结构的制动带支架。
本发明还提出了如权利要求18所述的手持式工具，其中设有根据本发明如权利要求1-17中的制动装置。该手持式工具具有特别小的用于该制动装置的装配空间。
附图说明
下面，将参照附图和各具体实施方式详细说明本发明。在附图中：
图1是安装后的制动装置第一具体实施例的平面图，其配置有制动带支架以便可绕传动轴旋转；
图2是图1中制动装置的A-A剖面图；
图3是图1中制动装置的分解立体图；
图4是图1的制动装置外壳的立体图；
图5是图1-4中的外壳的立体图，其连接有作业工具并安装有活动制动带支架但没有轴和制动鼓；
图6是图1中环形的、活动的制动带支架的立体图；及
图7是具有线性导轨的不同的活动制动带支架的示意图。
具体实施方式
在图1中，所述制动装置100具有外壳10。带有电动机和起动单元的相关的手持式工具连接在该外壳上。然而，为了简化起见，所示制动装置100没有示出这些部件。在图1中，根据本发明的制动装置100处于静止位置，其中制动带13通过活动制动带支架15受到张力。为了在轴11上获得制动效果，制动带13绕在与轴11相连的制动鼓12上。也为保证制动带13大致保持在处于工作位置的适当位置上，在制动鼓12的周围沿周向布置有径向导轨29。提供至少一个轴向导轨30与制动带13上的隆起31配合。在目前的状况下，这些轴向导轨30也用作制动带13的径向导轨29。还示出了制动带13处于由固定制动带支架26和活动制动带支架15产生的张力下。活动制动带15由扭力弹簧(未示出)绕其旋转轴线37按顺时针方向转动，旋转轴线37与轴11的旋转轴线36是相同的。如果弹簧式的弹性制动带自身具有或能产生足够的张力，扭力弹簧可以省去。为了解除制动带13的张紧力，应变消除装置27与活动制动带支架15接合，尤其是与靠近制动带13的保持架22的安装基部20接合(参见图6)。为此应变消除装置27的基部21(参见图6)位于安装基部20上，非常接近于制动带13的保持架22。应变消除装置27本身可以由拉索(Bowden cable)或拉杆组成，比如，其可以通过保持元件28伸出外壳10。
如果现在操作者用力拉应变消除装置27，活动制动带支架15克服制动带中的弹簧力或固有的作用力在外壳10中绕顺时针方向转动，以减低制动带13上的张力。前述制动带13的径向导轨29和轴向导轨30防止制动带13在工作位置中从制动鼓12上滑脱。
图2显示制动装置100的A-A剖面。在这里，制动鼓12按非转动方式布置在轴11上。这里，前述两个零件构成单独的单元，其通过轴承32按旋转方式支撑在外壳10中的轴11上。来自电动机或内燃机的实际驱动力矩通过制动鼓12，特别是通过制动鼓12的轴向空心结构的内部，施加在轴11上。制动带13卷绕在制动鼓12外侧。为了保证制动带13仅施加径向力，并且尽可能没有轴向力作用在制动鼓12上，制动带13布置在有效面14上。为此，制动带13在重叠区域中较窄。制动带13的一端保持在固定制动带支架26中，而另一端尤其是通过保持架22保持在活动制动带支架15中。保持架22布置在有效面14上，以便其不向制动鼓12传递任何轴向力。为了使安装制动带支架15所需的空间最小，活动制动带支架15具有用于安装凸起20的轴向偏移的安装基部16。在目前的情况下，该安装基部16包括旋转环16a，其与旋转轴承17a构造成配对轴承(counter bearing)17。配对轴承17和旋转轴承17a构成外壳10的成一体的区域，其外部用来支持活动制动带支架15，且其内部用于安装轴11的轴承32。
还可以看到，减速或停滞制动鼓12使轴11停止，轴11在远离制动鼓12的一侧上安装有齿轮33。
设置有突起23a的附加导向装置23将活动制动带支架15轴向固定到配对轴承17或旋转轴承17a上。这些导向装置23或突起23a与配对轴承17或旋转轴承17a中相应的导向装置24或凹槽24a配合。
图3显示了根据第一实施方式的制动装置100的三维分解视图。这里，可旋转的制动带支架15通过其安装基部16已安装在外壳侧的配对轴承17上。制动带支架15，例如通过位于活动制动带支架15下面的扭力弹簧，受到顺时针方向的弹簧张力。在图3中，制动带13已经安装在活动和固定制动带支架15、26上。可旋转的制动带支架15通过应变消除装置27可以逆时针方向转动，应变消除装置27已经装配好，以使以后使轴11与制动鼓12的安装更容易。
图4清楚地示出了具有导向装置23或突起23a的活动制动带支架15是怎样装配到相应的导向装置24或凹槽24a中的。为此，在配对轴承17或旋转轴承17a上配置了径向切口25。这些切口25通过顺时针方向或逆时针方向扭转活动制动带支架15，允许将其轴向推靠在配对轴承17或旋转轴承17a上，并以有效锁定方式轴向固定在配对轴承17上。这种旋转导轨亦称卡口(bayonet)接头。
图5显示了连接有作业工具35的外壳10的三维视图，这里作业工具35是一绿篱剪刀片。图5中绿篱剪的实际刀片被保护套遮盖了。对于作业工具35，其通过偏心齿轮组将轴11的旋转运动转变为剪切刀片的直线运动。在图5的外壳中，可旋转的制动带支架15已经安装在具有旋转环16a的旋转轴承17a上。
图6是可旋转的制动带支架15本身的三维图。该制动带支架15具有安装基部16和连接凸起20。安装基部16相对于连接凸起20轴向偏移，以便制动带支架15能安装在制动带13的外侧有效面14上。安装基部16与连接凸起20用相同的材料构造成一整体。为了改善制动带支架15的总稳定性，在安装基部16和连接凸起20的过渡部位设置了附加的加强肋19。连接凸起20本身包括用于制动带13的保持架22和用于应变消除装置27的座21。座21和保持架22位于彼此接近的位置。安装基部16本身构造为具有导向装置23的旋转环16a，导向装置23呈突起23a的形式。这些导向装置23或突起23a确保活动制动带支架15轴向固定在旋转轴承17a上。这里，最好选用至少两个导向装置23，它们与一个或多个相配的导向装置24配合。在所示的制动带支架15中，绕旋转环16a的圆周均匀地布置了总共四个突起23a。这些突起23a全部布置在同一平面上，这样，在配对轴承17上仅需要一个相应的导向装置24或凹槽24a来容纳它们。
图7是根据本发明制动装置100的第二具体实施方式的略图，其中制动带支架15在直线方向上是活动的。该制动带支架15包括作为安装基部16的滑动部分16b和轴向偏移的连接凸起20。连接凸起20大致具有与图1-6所示的本发明第一具体实施方式中的连接凸起20相同的结构。
图7也显示了制动鼓12的轮廓，在直线方向上可活动的制动带支架15支持在制动鼓12的下面。为此，制动带支架15包括直线滑动部分16b，其与配对轴承17上的至少一个轴承销17b配合。制动带支架15在其直线导轨上按箭头38方向可水平活动。活动的制动带支架15以与图1-6的可旋转的制动带支架15相同的方式安装。直线滑动部分16b还形成闭合导轨，轴承销17b在外壳侧。为此，在轴承销17b上设置了导向装置23，特别是突起23a。它们与相配的导向装置24，特别是在直线滑动部分16b上的凹槽24a配合。为有助于安装制动带支架15，在直线滑动部分16b上设置了切口，如凹槽24a，突起23a可通过凹槽24接合。沿直线方向推动活动制动带支架15，其按有效锁定方式保持在外壳10中。沿直线方向可活动的制动带支架15的随后的操作方式与图1-6中按转动方式活动的制动带支架15是一样的。
总之，应该注意，所描述的根据本发明制动装置100的第一或第二具体实施方式的上述技术特征可以单独使用或其任意组合，除非它们明显彼此排斥。
图例
100     制动装置
10      外壳
11      轴
12      制动鼓
13      制动带
14      13的有效面
15      活动制动带支架
16      安装基部
16a     旋转环
16b     滑动部分
17      用于16的配对轴承
17a     旋转轴承
17b     轴承销
18      切口
19      加强肋
20      连接凸起
21      用于27的座
22      保持架
23      导向装置
23a     突起
24      相配的导向装置
24a     凹槽
25      用于23、23a的凹口
26      固定制动带支架
27      应变消除装置
28      用于27的保持元件
29      用于13的径向导轨
30      用于13的轴向导轨
31      13上的隆起
32       11和15的轴承
33       在轴上的齿轮
34       大齿轮
35       作业工具
36       11的旋转轴线
37       15的旋转轴线
38       15的箭头所指的运动方向

Claims (21)

1.一种用于制动或停滞作业工具(35)的轴(11)的制动装置(100)，具有至少部分地围绕所述轴(11)的区域的制动带(13)，其中所述制动带(13)形成有效面(14)；和两个制动带支架(15、26)，通过所述制动带支架，制动带(13)能够被张紧/放松，其中至少有一个制动带支架(15)构成为活动的，其特征在于，至少一个制动带支架(15)安装在所述制动带(13)的所述有效面(14)的外侧，以便该制动带支架绕轴(11)的轴线或绕大致平行的轴线或轴(11)转动和/或安装成在大致垂直于轴(11)的平面内活动。
2.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述轴(11)具有以非转动方式连接到所述轴(11)上的制动鼓(12)，其中，所述制动鼓(12)至少部分被所述制动带(13)围绕。
3.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)的旋转轴线(37)与所述轴(11)的旋转轴线(37)同轴布置。
4.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)受到所述制动带或附加的弹簧上的弹簧力作用，从而在静止位置将所述制动带(13)置于张力下，在该静止位置，防止轴(11)转动。
5.如权利要求4所述的制动装置，其特征在于，在所述活动的制动带支架(15)上施加克服弹力工作的应变消除装置，以便在所述轴(11)可旋转的工作位置，使所述制动带(13)不受张力作用。
6.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)具有安装基部(16)和连接凸起(20)，连接凸起(20)相对于所述安装基部(16)轴向偏移以保持所述制动带(13)，其中所述安装基部(16)与所述连接凸起(20)构造成一个整体。
7.如权利要求6所述的制动装置，其特征在于，在所述活动的制动带支架(15)上施加克服弹力工作的应变消除装置，并且所述应变消除装置(27)与所述活动的制动带支架(15)的所述连接凸起(20)接合。
8.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)通过卡口接头(17，17a)保持在旋转导轨上。
9.如权利要求8所述的制动装置，其特征在于，所述旋转导轨包括旋转环(16a)和旋转轴承(17a)，其中所述旋转环(16a)设置成在所述活动的制动带支架(15)上的安装基部(16)，并被安装成能够在作为配对轴承(17)的旋转轴承(17a)上旋转。
10.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)通过直线导轨安装在所述轴(11)的区域中。
11.如权利要求10所述的制动装置，其特征在于，所述直线导轨包括直线滑动部分(16b)和轴承销(17b)，其中所述滑动部分(16b)作为安装部分(16)位于所述活动的制动带支架(15)上，所述安装部分(16)安装在作为配对轴承(17)的至少一个轴承销(17b)上，以便在直线方向上可活动。
12.如权利要求9所述的制动装置，其特征在于，所述安装基部(16)具有至少一个导向装置(23)，其以有效锁定方式与所述配对轴承(17)的至少一个相配的导向装置(24)配合。
13.如权利要求12所述的制动装置，其特征在于，所述安装基部(16)的所述导向装置(23)由突起(23a)形成，且所述配对轴承(17)的所述相配的导向装置(24)由凹槽(24a)形成，所述导向装置(23)和所述相配的导向装置(24)是可互换的。
14.如权利要求13所述的制动装置，其特征在于，在用于所述突起(23a)的所述凹槽(24a)中设置切口(25)，从而所述安装基部(16)能够被安装到所述配对轴承(17)上，并且通过扭转和推动在所述安装基部(16)和所述配对轴承(17)之间形成有效锁定支承。
15.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，可旋转的所述制动带支架(15)通过卡口接头轴向固定在导轨上。
16.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，两个制动带支架都构造成可活动的。
17.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)是由铸造零件组成。
18.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述作业工具(35)是链锯或绿篱剪。
19.如权利要求1或2所述的制动装置，其特征在于，所述活动的制动带支架(15)是由精确铸造零件组成。
20.一种手持式器具，其具有动力作业工具(35)和用于减慢或停滞所述工具(35)的如权利要求1至19中任一项所述的制动装置(100)。
21.如权利要求20所述的手持式器具，其特征在于，该手持式器具是链锯、绿篱剪或旋转式割草机。
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