CN101903670A - 离心式离合器的节省尺寸和节省重量的离合器鼓 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作为内燃机(1)的离心式离合器(4)的一部分的离合器鼓(7)。离心式离合器(4)设置成在较高发动机速度时传输曲轴(2)的旋转运动并在较低发动机速度时脱离接合。离合器鼓(7)包括：具有厚度B的周边部(8)，该周边部设置成在较高发动机速度时在内侧接合驱动盘(5)的加重臂，并且所述离合器鼓进一步包括具有厚度A的端部(9)，该端部结合鼓轮毂(13)和周边部(8)，并且厚度A小于厚度B。

Description

离心式离合器的节省尺寸和节省重量的离合器鼓 
技术领域
本发明涉及一种构成内燃机的离心式离合器的一部分的离合器鼓，所述离心式离合器设置成，在较高发动机速度时传输曲轴的旋转运动，在较低发动机速度时脱离接合，离合器鼓包括：周边部，具有厚度B并设置成在较高发动机速度时在内侧与驱动盘的加重臂接合；以及端部，具有厚度A并结合鼓轮毂和周边部。 
背景技术
在大多数手持式动力工具(power tool)中，离心式离合器置于驱动发动机与实际工具之间。这是发动机为内燃机时的情形。在较低发动机速度时，离心式离合器脱离接合并且工具是不运行的。当要驱动工具的从动部件(例如锯链)时，发动机的每分钟转速(rpm)增加，这使得作用于离心式离合器的可移动件上的离心力增加且因此离合器接合。 
典型地，这种离心式离合器具有通过轮毂固定连接于曲轴的驱动盘，该驱动盘具有加重臂或蹄片(shoe)。离心式离合器还包括围绕驱动盘的杯形离合器鼓。离合器鼓固定连接至鼓轮毂，鼓轮毂进而驱动性地(drivingly)连接至从动器具或工具。在较高发动机速度时，杯形离合器鼓与驱动盘的加重臂接合，并且通过所述鼓轮毂能够将旋转运动传输给该工具或器具。 
对于手持式动力工具而言，由于在工作期间操作者要支撑着工具，因而重量是一个主要考虑因素。因此，能减掉的每克重量都是重要的。为了使工具操作更灵活且更轻质，工具的大小也非常重要。因此，这些工具通常由紧凑且轻质的二冲程发动机驱动。 
典型地，通过拉制(drawing)具有大约1.8mm厚度的金属板来形成离合器鼓。使用这个厚度，使得在最大发动机转速时周边部能够承受加重臂所施加的载荷。 
对于链锯而言，离合器鼓的最小宽度受周边部的与制动带接触的外圆柱区域的必要最小宽度所限制。通常，制动带围绕离合器鼓的周边部自由缠绕，以便当链制动器被致动时能够通过摩擦使离合器鼓立即停止并由此使链停止。 
前述离合器鼓的缺陷是其重量相当重并且其宽度大。 
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种具有较小宽度和重量的离合器鼓。 
本发明的另一目的在于，提供一种具有较小宽度和重量的手持式动力工具，其利用了离合器鼓的较小宽度的优点。 
本发明的又一目的在于，提供一种手持式动力工具，其远离曲轴系统的共振频率而工作。 
这些目的由最初描述的类型的离合器鼓实现，其中端部A的厚度小于周边部B的厚度。 
减小厚度A，意味着能够减小离合器鼓和离心式离合器的总宽度。从而能够减轻离心式离合器的重量，也能够减小整个手持式动力工具的宽度和重量。这意味着，易于操纵轻质且通用的手持式动力工具。而且，减小离心式离合器的宽度能够使曲轴较短，这意味着将曲轴系统的共振频率移动得离开工作频率。更具体地，共振频率上移。进一步地，减小离心式离合器的宽度使得其重心能够朝向曲轴的重心移动，这也意味着曲轴系统的共振频率上移。此外，离心式离合器的减轻的重量也有助于共振频率上移。对于手持式动力工具而言，远离共振频率运转是极为有利的，因为这意味着振动较小、噪音较小以及工作寿命增加。 
附图说明
图1是内燃机1和离心式离合器4的横截面视图。 
图2是根据本发明优选实施例的离合器鼓7的横截面视图。 
图3是根据本发明第二优选实施例的离合器鼓7的横截面视图。 
图4是根据本发明第三优选实施例的离合器鼓7的横截面视图。 
图5示出了离合器鼓7的端部9。 
具体实施方式
图1示出了具有连接至离心式离合器4的曲轴2的内燃机1的横截面侧视图。离心式离合器4具有通过轮毂6固定连接至曲轴2的驱动盘5，所述驱动盘5具有加重臂或蹄片。离心式离合器4还包括围绕驱动盘5的杯形离合器鼓7。离合器鼓7包括：圆筒状周 边部8，设置成具有沿曲轴2的中心轴线3的中心轴线；以及端部9，构成所述离合器鼓7的底部。端部9在其中心处与鼓轮毂13固定连接，鼓轮毂13安装成围绕曲轴2旋转并且轴颈支撑(journal)于滚针轴承14或球轴承中。可替换地，鼓轮毂13可以设置成例如通过花键连接固定安装于输出轴上。在用于修剪机的情况中通常就是如此。鼓轮毂13可进一步连接至驱动链轮15(图2)以驱动锯链，所述驱动链轮15(图2)可以例如是轮辋式链轮(rim sprocket)，该轮辋式链轮布置成可侧向移动并且通过例如花键而驱动性地连接至鼓轮毂13。可替换地，驱动链轮15(图2)可以是例如星形链轮(spur sprocket)，这意味着鼓轮毂13刚性地直接连接至锯链，鼓轮毂13与锯链之间没有设置其他传输装置。优选地，鼓轮毂13与星形链轮被铸为一体件。可替换地，鼓轮毂13可连接至带轮，该带轮旨在驱动用于锯断机的带。在较高发动机速度时，驱动盘5的加重臂或蹄片受离心力作用而被迫径向向外移动，直至与周边部8的内侧接合，由此容许借助于离合器鼓7和鼓轮毂13将驱动盘5的旋转运动传输至驱动链轮15和锯链，或者驱动用于锯断机的带轮。对于修剪机而言，离合器鼓7驱动修剪机的输出轴。制动带12可围绕周边部8的外表面自由缠绕，从而当被致动时能够通过摩擦力使离合器鼓7停止并由此使例如锯链停止。由于周边部8与端部9接合处的半径极小，因而周边部8的径向外表面的几乎整个宽度可用作用于制动带12的接触表面。相比于传统情形，这使得周边部8的宽度较小并且仍然保持制动效率。相比于传统离合器鼓7，周边部8宽度和端部9厚度的减小意味着离合器鼓7和离心式离合器4的重量减小，这还使得能够减小曲轴2的重量并可能减小曲轴轴承的重量。进一步，这使得可以易于操作轻质且通用的手持式动力工具。 
图2示出了根据本发明优选实施例的离心式离合器4的离合器鼓7、鼓轮毂13和驱动链轮15。该离合器鼓7与参见图1描述的 离合器鼓相似，并且包括端部9和周边部8。对周边部8的金属板施加诸如拉制或折叠的附加操作，以形成由两个层(一个径向外层和一个第二径向内层)构成的周边部8。离合器鼓7的金属片具有1.0mm的厚度，这意味着周边部8的总厚度为2.0mm并且端部9的厚度为1.0mm。已经证实，尽管端部9的厚度只有传统端部厚度的一半，但是其厚度已足够。实际上，可通过机加工(例如通过在车床中的车削)，将端部9的厚度再减小0.2mm，这仍然是足够的。由于该实施例可以使用较薄厚度的金属薄片，因此能够降低材料成本。 
图3示出了根据本发明第二优选实施例的离心式离合器4的离合器鼓7和鼓轮毂13。就参考附图3描述的实施例而言，离合器鼓7包括端部9和周边部8，但是所述周边部8由第一层金属片以及围绕该第一层金属片的第二层圆筒形环10构成，以形成具有两层的周边部8。这两层通过例如焊接永久固定。离合器鼓7的金属片厚度为0.8mm并且该环的厚度为1.0mm，这意味着周边部8的总厚度为1.8mm且端部9的厚度为0.8mm。已经证实，尽管该端部9的厚度是传统端部9厚度的大约一半，但是这样的厚度已足够。 
图4示出了根据本发明第三优选实施例的离心式离合器4的离合器鼓7和鼓轮毂13，该第三优选实施例与参见图2-3描述的实施例相似，不同之处在于，离合器鼓7由厚度1.8mm的金属片拉制而成，并且端部9的厚度通过机加工(例如在车床中车削)而减小。 
图5示出了离合器鼓7的具有多个减重腔11的端部9。 

Claims (25)

1.一种离合器鼓(7)，其作为例如链锯、修剪机、树篱修剪机或切断机的手持式动力工具的内燃机(1)的离心式离合器(4)的一部分，所述离心式离合器(4)设置成，在较高发动机速度时传输曲轴(2)的旋转运动并在较低发动机速度时脱离接合，所述离合器鼓(7)包括：
-周边部(8)，具有厚度B，所述周边部被设置成在较高发动机速度时在内侧接合驱动盘(5)的加重臂，
-端部(9)，具有厚度A，结合所述周边部(8)和鼓轮毂(13)，其特征在于，所述厚度A小于所述厚度B。
2.根据权利要求1所述的离合器鼓(7)，其中，A小于0.9倍的B，并且优选地小于0.8倍的B。
3.根据权利要求1所述的离合器鼓(7)，其中，A小于0.7倍的B，并且优选地小于0.6倍的B。
4.根据权利要求1所述的离合器鼓(7)，其中，A小于0.5倍的B。
5.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，所述离合器鼓(7)是通过拉制金属片坯料而形成的。
6.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，所述端部(9)与所述周边部(8)相接合的位置处的外半径小于0.8倍的B并且优选地小于0.5倍的B。
7.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，所述端部(9)与所述周边部(8)相接合位置处的外半径小于0.8倍的A并且优选地小于0.5倍的A。
8.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，在所述端部(9)上设置有多个孔或腔(11)。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的离合器鼓(7)，其中，对所述周边部(8)的金属片施加诸如拉制或折叠的附加操作，以形成所述金属片的至少部分地由两个层构成的周边部(8)，所述两个层包括一个径向外层和一个第二径向内层。
10.根据权利要求9所述的离合器鼓(7)，其中，所述周边部(8)构成为使得所述径向外层比所述径向内层宽。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的离合器鼓(7)，其中，围绕所述周边部(8)固定安装圆筒形环(10)，以形成由所述金属片层和圆筒形环(10)构成的周边部(8)，所述金属片层和所述圆筒形环(10)永久性结合。
12.根据权利要求11所述的离合器鼓(7)，其中，所述周边部(8)被构成为，使得所述金属片层和所述圆筒形环(10)通过焊接永久性结合。
13.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，所述端部(9)的厚度通过机加工而减小，所述机加工例如是车床中的车削。
14.根据权利要求1-10和13中任一项所述的离合器鼓(7)，其中，所述周边部(8)的厚度通过机加工而减小，所述机加工例如是车床中的车削。
15.根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)，其中，所述鼓轮毂(13)被设置成可旋转地安装于所述曲轴(2)上，例如在至少一个滚针轴承上。
16.根据权利要求15所述的离合器鼓(7)，其中，所述鼓轮毂(13)设置有旨在驱动链锯的锯链的驱动链轮(15)。
17.根据权利要求15所述的离合器鼓(7)，其中，所述鼓轮毂(13)设置有旨在驱动切断机的带的带轮。
18.根据权利要求1-14中任一项所述的离合器鼓(7)，其中，所述鼓轮毂(13)被设置成通过例如花键连接固定安装于输出轴上。
19.一种离心式离合器(4)，包括根据前述任一项权利要求所述的离合器鼓(7)。
20.根据权利要求19所述的离心式离合器(4)，包括：
-具有加重臂的驱动盘(5)，所述加重臂由至少一个弹簧保持，并且当所述驱动盘(5)在较高发动机速度下旋转时，所述加重臂受离心力作用而被迫外移，
-轮毂(6)，固定结合所述曲轴(2)和所述驱动盘(5)，
-鼓轮毂(13)，固定连接至所述离合器鼓(7)，以便安装至轴，以能够围绕中心轴线(3)旋转。
21.一种内燃机(1)，包括根据权利要求19或20所述的离心式离合器(4)。
22.一种手持式动力工具，由根据权利要求21所述的内燃机(1)驱动。
23.一种链锯，由内燃机(1)驱动，所述内燃机具有包括根据权利要求16所述的离合器鼓(7)的离心式离合器(4)。
24.一种修剪机或割草机，由内燃机(1)驱动，所述内燃机具有包括根据权利要求18所述的离合器鼓(7)的离心式离合器(4)。
25.一种锯断机，由内燃机(1)驱动，所述内燃机具有包括根据权利要求17所述的离合器鼓(7)的离心式离合器(4)。
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