CN1910982A - 制动系统的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动系统的改进或者与制动系统有关的改进，特别是用于缩短园艺机械中移动体(如旋转式割草机的旋转刀片)停止时间的装置。还涉及包括上述装置的园艺机械，特别地是一种草坪养护机械，如割草机。描述了一种用于缩短园艺机械可移动体停止时间的装置，其包括一个制动器，其持久地作用在可移动体的驱动机构的部件上。特别地，描述了一种装置，其包括通过间接驱动组件驱动从动轴的电机。该装置包括一套制动系统，其中制动元件与间接驱动总成的一个部件大致持久地接触。在一个优选的实施例中，制动系统包括环形制动盘，并且制动元件包括被偏置成与制动盘接触的制动垫。本发明还涉及包括上述装置的草坪养护装置，特别是优选旋转式割草机。

Description

制动系统的改进

技术领域

本发明涉及制动系统的改进，特别是一种用于缩短园艺机械中移动体停止时间的装置，例如，该移动体为旋转式割草机的旋转刀片。本发明还涉及一种包括上述装置的园艺机械，更特别地是涉及一种草坪养护机械，例如割草机。

背景技术

在带有从动部件如切割刀片的园艺机械中，在取消驱动力(如电机)后，从动部件仍然会继续运转一段时间。从关闭电机到移动部件停下来的这段时间就被称为该部件的停止时间，这段时间非常重要。一些机械带有易被使用者接近的锋利和锐利的部件，例如割草机上的刀片或者松土机上的齿，对于这些具有潜在危险的部件，为安全起见，有必要限制其停止时间。

在已知的能够缩短部件停止时间的园艺机械系统中，设有制动机构，当驱动所述机械的部件时，这些制动机构处于关闭状态，并且断开驱动力时，制动机构自动啮合以制动这些移动部件。这样的系统要求在开和关的位置之间驱动制动器。这些由多个移动零件组成的机构一般都很复杂。制造成本也很高。

发明内容

从广义上说，本发明提供了一种用于缩短园艺机械中可移动体停止时间的装置，该装置包括一个制动器，其持久地作用在可移动体的驱动机构的一个部件上。

特别地，本发明提供了一个装置，其包括一个通过间接驱动组件驱动从动轴的电机。所述装置包括一套制动系统，其中制动元件与间接驱动组件的一个部件大致持久地接触。

优选地，所述制动元件与驱动组件的部件大致持久地摩擦接触。优选地，制动元件将可移动体的停止时间缩短到少于3秒。

优选地，所述制动系统包括一个环形制动盘，并且制动元件包括一个被偏置成与制动盘接触的制动垫。

合适地，所述制动垫通过弹簧被偏置成与制动盘接触。

合适地，所述弹簧是压缩弹簧，可选地，所述弹簧为片簧、扭簧或者悬臂弹簧。

合适地，所述间接驱动组件包括带传动组件，其中皮带由电机在带轮上驱动，在使用中，带轮与可移动体轴向连接。

优选地，电机有一个驱动轴，驱动轴上安装有一个风扇或叶轮，使用时风扇引起气流穿过电机并冷却电机。

在优选实施例中，电机和间接驱动组件安装在驱动组件壳体内，环形制动盘安装在带轮上，并且制动元件安装在壳体内。

在另一个实施例中，环形制动盘安装在电机壳体部件上，并且制动垫安装在带轮内。

在又一个实施例中，制动盘安装在由电机的驱动轴承载的制动盘支承元件上。制动垫安装在壳体内。合适地，制动盘支承元件与电机的风扇或叶轮制成一体。

另一方面，本发明也提供了一种包括上面描述过的装置的草坪养护装置。特别地，提供了一种割草机，其中切割元件安装在驱动轴上。优选地，割草机是旋转式割草机，其中从动轴绕垂直轴线旋转。

附图说明

本发明的上述和其它方面现在将仅以示例方式并参考附图进行描述，其中：

图1为以放大形式示出的根据本发明草坪养护装置的制动系统实施例的驱动部分的透视图；

图2为与图1中线II-II相应的剖视图，示出了组装后的制动系统；并且

图3和图4示意了可选择的制动垫偏置装置。

具体实施方式

图1所示装置包括内部装有电机的电机壳体2。旋转的驱动轴4穿过电机壳体2从电机伸出。旋转风扇或叶轮5安装在驱动轴4上，并且用于将空气抽吸穿过电机2以冷却电机。气流接着被引导到制动部件，然后排入大气。

设置有心轴安装部分6并且其与电机壳体2连接或者形成一体。轴承8设在心轴安装部分6上的轴承座10中。

心轴12被安装成在轴承8上进行旋转。鼓轮或带轮14以不可旋转的关系安装在心轴12上。工作时如图2所示，心轴12安装在轴承8内，并且鼓轮保持在与驱动轴4相邻的位置，以致驱动皮带16可以装配在驱动轴4和鼓轮14上，以将旋转驱动从轴4传送到鼓轮或带轮14上，进而引起心轴12转动。割草机的旋转刀片(未示出)一般连接在心轴12的下端。

还安装有制动机构，以减少心轴和安装在其上面的部件的自然停止时间。对于所述的间接驱动系统，此自然停止时间一般为

秒。增加制动系统的效果是将停止时间减少到3秒以内。制动机构包括一制动盘18、一制动垫20、和以线圈弹簧32形式存在的偏置装置，以将制动垫20偏置成与制动盘18大致持久地摩擦接触。

当然，常见的是这样的制动系统，即，其中在整个制动过程中，例如通过弹簧偏置配置使制动垫持续地作用在制动盘上。然而，通常，在电机或发动机正常运转期间，偏置是不会例如通过Bowden电缆或电磁释放机构而施加的。

制动盘18适合用压制钢件制成。为了旋转时保持最小惯性，制动盘优选轻质钢材。如图所示的制动盘18为带有悬垂侧壁或凸缘的环形制动表面的形式，所述侧壁或凸缘具有大致倒U形横截面。与制动垫20接触的制动表面是平的，在制动盘18与制动垫20之间获得良好的持久接触。制动盘18上的不平表面会使制动盘18和制动垫20之间的接触损失降低，从而导致制动失灵和不希望的振动。

制动盘18安装在设在鼓轮14上的凸块24上。凸块24的形状基本上是矩形，适于插入制动盘18的U形横截面内，与环形制动盘的下侧接触。凸块24用于将制动盘定位于鼓轮上，并且还支撑制动盘18的上壁，以帮助防止来自制动垫20的压力而在接触表面产生压痕。当凸缘是对称的时候，凸块24的高度优选大于制动盘18的侧壁的高度。这允许在制动盘18压入预定的横截面时制动盘18各凸缘的高度不同，其中该高度的不同可能是由于制造过程的不精确而产生的。通过仅在环形制动盘表面下支撑制动盘18，可确保制动盘18的准确平面定位，任何由于制造过程中所产生的各凸缘的不一致是无关紧要的。

凸缘还设有适当的局部升起的薄片(未示出)，用来提供带轮模制中的强制扭转定位。

制动盘的上边缘是倾斜的，以便容纳从鼓轮侧壁26向内延伸的弹性凸出28并被其保持住。如图2所示，凸出28形成卡合机构，用于将制动盘18固定在鼓轮14上。

制动垫20优选由一种具有高摩擦系数的耐磨材料制成。优选由耐磨材料制成是因为制动垫20与制动盘18持久接触，并持久地磨损。为了避免制动垫的更换需要或减少更换的频率，就需要耐磨材料。在图示的实施例中，草坪养护机械在期望寿命内约5mm的磨损是可以接受的。制动材料设计领域的普通技术人员容易选择合适的材料。

如图所示，制动垫20大致是长方体形。定位成其下端面与制动盘18接触，其主体长度容纳在壳体30内。制动垫优选为足够长到以至于当其被容纳于壳体30内时，能固定足够长的制动垫20的本体，以防止整个机器寿命中制动垫的显著倾斜。

壳体30用于将制动垫以固定的旋转关系与心轴安装部分6固定。在另一个实施例中，制动垫20可以安装在以旋转关系固定到心轴安装部分6上的回转杆上。

如图1和2所示，制动垫20通过线圈弹簧32持续偏置成接触制动盘18，因此在电机工作时不断地消耗能量。显然对本领域技术人员来说可以采用其它偏置制动垫20的装置。在另一个实施例中，制动垫可以安装在片簧或悬臂弹簧33上(图3)。在又一个实施例中(图4)，制动垫20朝向弹性带35的一端安装，弹性带35的另一端便利地安装在壳体2上。弹簧32在弹簧点上作用于壳体和弹性带之间，以提供相对于制动盘的所需偏离。在另一个实施例中(未示出)，线圈弹簧32由恒力弹簧或扭簧替代。

弹簧套34从制动垫壳体30伸出。弹簧32置于弹簧套34内，接着制动垫20进入制动垫壳体30，因而压缩弹簧32。弹簧套34内的空腔大约等于弹簧32完全压缩时的全长。

采用足够大以引起所述制动垫在制动盘上的持续摩擦的外力来偏置制动垫20，以缩短移动部件的自然停止时间，但该外力又足够低，以致当实施制动时允许驱动该移动部件。因此制动垫20起永久摩擦制动的作用。制动垫优选用足够外力偏置成与制动盘接触，以将停止时间缩短到3秒以内。

当制动垫20磨损时，其长度减少，且弹簧32伸长。所述弹簧32优选具有低刚性系数，以便在整个制动器寿命期间弹簧延伸时，最小化由弹簧施加的外力方面的变化。

经过试验，已经确定可采用下述弹簧来获得合适的制动，该弹簧提供10N到25N之间的力，用于以40mm半径作用于制动盘的制动垫，当制动垫是新的时，优选提供大约17N到18N的力，并且当制动垫已经磨损了5mm同时弹簧必然伸长了5mm时，优选能提供14N到15N的力。

这些值相当于在刀片上施加恒定的额外的0.1Nm～0.3Nm的制动扭矩。无论驱动接通与否，此扭矩均加载到刀片上，刀片的制动面积尺寸被选定为在没有过多的温度升高情况下消耗此扭距。这些数值相当于通过38W～113W的持续摩擦制动而产生的持续功率消耗。17N～18N的优选数值的力折合成达到75W的功率消耗。

如图1所示，设置叶轮或旋转式风扇5用以抽吸空气穿过电机壳2以冷却电机。风扇的流出风优选被引导到制动盘18和/或制动垫20上。空气的流动用于从制动元件上带走碎片，且优选用于冷却制动元件。

在另一个实施例中(未示出)，制动盘18安装在电机壳体2上，并且制动垫20安装在心轴上。

在又一个实施例中，制动盘18偏置成与制动垫20接触，取而代之的或者另外还可以是制动垫20偏置成与制动盘18接触。

图示的驱动装置适于安装在割草机的底盘上。然而，这种驱动装置可以用在多种园林机械中，更特别地是草坪养护机械，尽管这里主要用割草机来举例，但本发明并不局限于用在割草机上。

Claims (17)

1.一种用于缩短园艺机械中可移动体停止时间的装置，该装置包括一制动元件，其持久地作用在可移动体的驱动机构的一个部件上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述制动元件与驱动机构的所述部件大致持久地摩擦接触。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，包括一个电机，其通过间接驱动组件来驱动从动轴，还包括一套制动系统，其中制动元件与间接驱动组件的一个部件大致持久地接触。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述制动系统包括一个环形制动盘，所述制动元件包括一个与被偏置成与制动盘接触的制动垫。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述制动垫通过弹簧偏置成与制动盘接触。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述弹簧是压缩弹簧、片簧、扭簧或悬臂弹簧。

7.如权利要求3-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述间接驱动组件包括带传动组件，其中皮带通过电机在带轮上驱动，在使用中，带轮与可移动体轴向连接。

8.如权利要求3-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述电机和间接驱动组件安装在传动组件的壳体内。

9.如引用权利要求7时的权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形制动盘安装在带轮上，并且所述制动元件安装在所述壳体内。

10.如引用权利要求7时的权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形制动盘安装在电机壳体部件上，并且制动垫安装在带轮内。

11.如权利要求3-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述电机有一个驱动轴，驱动轴上安装有一个风扇或叶轮，在使用时风扇引起气流穿过电机以冷却电机。

12.如引用权利要求7时的权利要求8所述的装置，其特征在于，所述制动盘安装在由电机的驱动轴承载的制动盘支承元件上，并且所述制动垫安装在壳体内。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电机有一个驱动轴，驱动轴上安装有一个风扇或叶轮，在使用时风扇引起气流穿过电机以冷却电机，并且其中，所述制动盘支承元件与电机的风扇或叶轮制成一体。

14.如权利要求2-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述制动元件将可移动体的停止时间缩短到3秒以内。

15.一种草坪养护装置，其包括权利要求1-14中任一项所述的装置。

16.一种如权利要求15所述的割草机形式的装置，其特征在于，在从动轴上安装有切割元件。

17.一种如权利要求16所述的旋转式割草机，其特征在于，所述从动轴绕垂直轴线旋转。

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