CN201833462U - 具有改进的凸轮杠杆系统的切块机 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种切块机，该切块机包括结构框架(1，2，3，5)，在该结构框架中具有切割刀片(L)，该切割刀片(L)以铡刀式滑动，被弹性地保持升起，并能够被杠杆传动机构施压而向支撑平面(4)降低，所述机构包括至少一个在所述框架的上部横梁(5)的偏心位置具有支点的杠杆(12，13)、以及作用在所述切割刀片(L)上并在支撑板(6)的纵向位置上可调的推力柄(9)，所述板(6)在竖直平面内相对于所述上部横梁(5)枢转，其中，所述致动杠杆(12，13)与小的轴(10a)一体旋转，所述轴(10a)至少具有与所述枢转板(6)的部分(6a)相配合的第一凸轮轮廓(10)和第二凸轮轮廓(14)。

Description

具有改进的凸轮杠杆系统的切块机

技术领域

本实用新型涉及到一种改进的切块机(block cutter)，特别涉及到一种具有侧铰接杠杆系统的切块机。

背景技术

众所周知，切块机是一种轻便的机器，常用于建筑工地，其设计成切割小混凝土块或厚度大的块料，例如户外相互咬合的铺路块的部件。

为了能够实现上述功能，该机器必须是坚固的，并且能让使用者在不需要付出过多劳动的情况下就能够施加很大的破坏压力。因此这种机器通常包括一对从基座垂直上升的平行柱，其中具有下部楔形刀刃的切割刀片以铡刀形式可滑动地安装在柱上。该刀片被沿着所述柱引导而稳固地向基座下降，直到其碰到并切割人工放置上去的与对应的下刀片相对的小块料。

上刀片被弹簧系统保持为向上推，从而自动保持铡刀口是打开的，并且便于引入待切割的块料。铡刀口的打开由调节装置致动，该调节装置限定刀片相对于原始位置的基座的位置。根据这种情况，刀片可以由设置于刀片和机器的上部横梁之间的调节装置调节至适当高度，或者该调节装置设置于与刀片一体的上部横梁和侧柱之间。在前一种情况下，通常设置大螺钉，该螺钉与上部横梁上相应的螺纹孔啮合，从而能够根据其在横梁上螺纹连接而下降或上升。在后一种情况下，横梁的两个端部分别设有各自的螺纹凸缘，螺纹凸缘可以通过旋转在两个柱上垂直滑动。在后一种方式中，尽管将刀片限制在上部横梁能够使其自身的结构更为坚固，但是操作起来却更加笨重。

为了能够进行切割动作，提供了一个杠杆系统，该杠杆系统能够在使用者需要的时候被致动，使刀片离开机器的上部横梁向下移动。

到目前为止，对于杠杆压力系统提出了两种基本构造。

其中一种为在机器上部横梁的大致中间位置(即横向地位于铡刀结构的对称轴线上)铰接长的致动杠杆。在同一铰接轴线上还设置一凸轮，该凸轮通过杠杆的旋转将切割刀片向下推动。

以不同构造供应的第一种系统简单并且非常廉价。而且，如果凸轮轮廓适当地构造，那么即使在致动杠杆的旋转角很小的情况下也产生显著的刀片行程；因此，可以通过杠杆的很小的旋转/移动动作来实行切割操作以及打开铡刀口，这对于操作者而言十分便利，且能使其能够提高生产效率。然而，杠杆行程小而刀片行程宽的情况意味着不合适的传动比，使得操作者不得不施加很大的作用力，除非具有一个十分长的杠杆，但是，十分长的杠杆又由于其他不利的因素而导致操作困难。

为了克服这个缺点，理论上来说使用者必须站着操作该机器的杠杆，并且需要将其体重作用于杠杆，这非常不受习惯于在地面附近跪着工作的铺瓦工人的欢迎。因此，操作者常常以“脉冲型(impulse-wise)”方式使用该机器，即使得杠杆以短的连续行程摆动，产生赋予杠杆和传动装置的动能，将动能转化为刀片上的一系列压力行程，最后，这一系列的压力冲程能在任何情况下切割置于下方的块料。

但是，这种操作模式迫使机器的尺寸过大以防止过早失效，这会不利于机器的重量。此外，行程致动的方式会引发系统中的逆冲程，逆冲程会影响操作者的胳膊，导致在工人身上可能出现不期望的病理情况。最后，还发现使用这种技术很难切割熟混凝土块，即经过一段时间特别硬化的混凝土。

第二种系统转而将致动杠杆铰接于机器一侧的横梁上，例如，铰接在两个柱之一的附近，然后在设置于切割刀片上方中心的压力部件处布置传动杠杆系统。

这种类型的典型机器以市场上由同一申请人提供的型号art.4或art.6L为代表，并且是国际实用新型DM/031555和意大利实用新型No.168000的主题。

这种机器的操作非常优秀而不需要很大的作用力。然而，传动系统变得更为复杂，并且，为了得到切割杠杆的合适行程，要求致动杠杆的运动范围很宽。

由于对于切割混凝土而言，通常只需要很短的行程配合高的压力，所以在块料的切割阶段，行程的局限性事实上并不是什么问题。相反地，是在块料进入机器的阶段表现出来弊端。实际上，由于同一批块料的高度或厚度(尤其当它们是石头而不是浇灌混凝土的时候)范围可能很宽(2-4mm)，因此，每当有块料需要在前一块料被切割后被重新定位在基座上时，有必要保证铡刀结构的良好的打开行程。在这些情况下，如果要求操作者对致动杠杆实施大范围的旋转，就会引入操作笨拙的因素，这样会降低生产率或增加额外的工作负担。

当在切割过程中出现了短暂的间歇时，对于两种机器而言都会出现相同的缺点；实际上，不可能暂时使得铡刀口稳定在其最大的打开位置，因为在这种状况下，致动杠杆没有保持在一个稳定的平衡状态(由于其自重的缘故，致动杠杆总是会有落下而关闭铡刀口的趋势，尤其是每当使用了具有很小的惯性和摩擦的旋转黄铜轴承的时候)。在这些情况下，操作者被迫站起来将杠杆完全举起，将其带回到稳定的原始位置，通常是将其向后折叠到与操作侧相反的一侧。这种向后折叠杠杆的操作在许多情况下都被发现是极其麻烦笨拙的。

最后，当杠杆处于稳定的原始位置时，进一步发现与机器的调节相关的缺点。

实际上，在这种状态下，杠杆完全脱离了刀片，并且铡刀口大范围打开，完全超过了切割开始时候的开口度，即当杠杆被恢复到操作者进行施压动作的恰当状态时候的开口度。

结果，在这些条件下建立的刀片的高度调节对于加工块料而言就不是最佳的。实质上，将杠杆向后折叠到原始位置时铡刀口开口度的调节要设置得比必需的程度稍微宽一些。由于该过大范围不能事先确定，操作需要采纳以下步骤：操作者将块料放入铡刀口并调节刀片的高度，在刀片和块料的上表面之间留下一个宽间隙(例如，至少2cm)；然后操作者将杠杆带到切割开始位置并检验它是否接近块料，如果没有观察到该距离，操作者就将杠杆抬高回到原始位置并且重新调节调节装置。实质上可以猜测，经过两到三次的尝试，会得到期望的调节，但是却损害了动作的流畅性。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供针对上述问题的有效的解决方案，提供一种既能够允许切割刀片行程较大又能减少致动杠杆旋转的第二类型的切块机。该切块机包括结构框架，在该结构框架中具有切割刀片，该切割刀片以铡刀式滑动，被弹性地保持升起，并能够被杠杆传动机构施压而向支撑平面降低，所述机构包括至少一个在所述框架的上部横梁的偏心位置具有支点的杠杆、以及作用在所述切割刀片上并在支撑板的纵向位置上可调的推力柄(thrust shank)，所述板在竖直平面内相对于所述上部横梁枢转，所述切块机的特征在于，所述致动杠杆与小的轴一体旋转，所述轴至少具有与所述枢转板的部分相配合的第一凸轮轮廓和第二凸轮轮廓。

本实用新型的进一步的目的是提供一种切块机，其中即使铡刀口处于适于开始切割动作的打开位置，致动杠杆也能够保持在稳定的原始位置。

附图说明

从通过实施例给出及附图所示的详细描述将更加清楚根据本实用新型的机器的其它特征和优点，附图中：

图1为根据本实用新型的切块机的立体图；

图2为图1的机器的正视图；

图3为图1的机器的侧视图；

图4A-7A为图1的机器在不同操作阶段去除了一些部件的侧视图，而

图4B-7B为相应的放大细节图；

图8为根据本实用新型的小凸轮轴的立体图；

图9为图8的小轴的凸轮轮廓的图解视图；

图10A为根据本实用新型的机器的立体图，而

图10B为圆A中的细节的放大图；并且

图11为根据本实用新型的凸轮的操作阶段的放大图；

具体实施方式

本身已公知的是，切块机包括基座1，两个平行竖直的柱2和3从基座1设立，在柱2和3之间的下部设有支撑平面4。

基座1还可以设有一对空转轮W1和W2，空转轮W1和W2适用于改善机器的便携性。

在柱2和3的上部设置了平行于支撑平面4的固定横梁5。

有利地，每个柱2和3分别包括一对梁2a、2b以及3a、3b，所述梁布置成彼此之间具有较短的距离，以限定用于上切割刀片L的滑道，上切割刀片被安装为沿着柱垂直滑动。

刀片L形成为细长的矩形板，具有下楔形刀刃，与支撑平面4保持平行。刀片L被弹性装置(未示出)保持推到提升的位置，该弹性转置容纳于两组成对梁2a、2b和3a、3b之间。

在切割刀片L的下方设有下部对接刀片(abutting counterblade)R，对接刀片R具有基本与支撑平面4平齐的上楔形刃。对接刀片R保持可靠地紧固在基座1和柱2、3上，在切割混凝土块的过程中用作切割刀片L的可靠抵接。

为了给对接刀片R留出空间，支撑平面4被分为两个支架4a和4b，支架4a和4b被安装为悬置在穿过柱2和3的平面的两侧上。这两个支架的至少一个(图2中为左支架4a)优选布置为向下翻转至倾斜的位置，从而能够对块料实行斜切(在某些情况下，斜面便于块料的布置)。

类似于侧面的柱，上横梁5自身包括一对平行的杆5a和5b，杆5a和5b固定在两个柱2和3的外侧，因此布置为彼此之间具有一段距离，从而留出容纳传动机构的凹处。可以通过图4B-7B更清楚地看到，所述传动机构包括金属板6，金属板6通过螺栓销7铰接于梁5，螺栓销7端到端地贯穿两个杆5a和5b。

金属板6可绕着螺栓销7自由旋转。其在中间区域具有芯部8，芯部8上设有螺纹贯穿孔以基本位于横梁5的中间轴线上。推力柄9与芯部8的螺纹孔联接，进入板6的相应穿孔中或是从穿孔中退出。

推力柄9具有上致动旋钮9a以及圆形下端9b，圆形下端9b适于与刀片L或者其支撑板L1相接触。由于金属板6的位置相同，推力柄9的拧紧或拧松决定刀片L上升或下落，刀片L被弹性上推，从而限定了铡刀口的开口度的调节，即上刀片L和对接刀片R的两个楔形刀刃之间的距离。

根据本实用新型，板6具有绕着轴10a的轴线旋转的推力部6a，凸轮10作用在该推力部6a上，轴10a与横梁5交叉地支撑在适当的轴承11上。

从图8中可以清楚地看到，轴10a具有在凸轮10两侧上延伸的两个端部。

轴的两个端部被支撑在两个轴承11上(轴承11安装于两个横梁部分5a和5b上)，从横梁5的相反两侧伸出并且与致动杠杆12形成一体。尽管致动杠杆12可以仅仅与轴10a的一个外端一体地旋转，然而，为了更好的平衡所述机器上的应力，优选使杠杆紧固至轴10a的两个端部。为达到这样的目的，杠杆12具有叉形部，该叉形部布置在梁5和相应的柱2、3的外侧，然后连接到供操作者作用的单个把手13。

例如，为了将杠杆12紧固于轴10a，所述轴具有方形截面的加工端部，杠杆12的相应夹钳12a(见图1)可以紧固于该端部。

由图4-7可以理解到，凸轮10具有独创的轮廓，该轮廓的设计具有双重目的。一方面，该轮廓在旋转角的变化下急剧增大(高径向梯度)，从而在相对小的转动弧上确定较宽的行程：例如，在约30°的圆弧上(即从图4A和4B中施力开始的状态到图5A和5B中的切割状态的路径)，轮廓径向增加了约10mm。另一方面，凸轮位于轴10a上，使得在推力爪6a上的支承点在平行于杠杆12的方向上尽可能接近支点轴线；这可以获得小的力臂(在轴10a的旋转轴线和部分6a上的凸轮支承点之间)以及有利于施加期望压力的杠杆臂(二级杠杆)。换句话说，考虑到沿着杠杆13的施力轴线计算出的距离(即将轴10a的旋转轴线和把手13上的施力点连接的直线)，板6的爪6a上的凸轮10的支承点和轴10a的旋转轴线之间的距离必须优选短于5mm。在垂直轴线和将支承点与凸轮旋转中心连接的线之间形成的角度α(图11)被限定为较小，例如小于30°。

从这一点来看，必须要考虑到，凸轮10并不是直接作用在柄9上来确定刀片L上的推力，而是通过板6绕支点7建立的进一步的杠杆(又是二级杠杆)作用，这进一步优化了杠杆比。

通过合适地设置凸轮10的大小以及凸轮10和支点7之间的距离，可限定这样的传动装置：该传动装置除了具有优良的杠杆臂外，而且即使在凸轮10的旋转角适中的情况下，也可以让柄9具有优良的行程，进而刀片L具有优良的行程。

根据本实用新型的独创性方面，在凸轮的轴10a上设置第二凸轮轮廓14，第二凸轮轮廓14基本上与第一凸轮相对，适于与板6的部分6a在杠杆12的稳定原始位置相配合。实质上，当杠杆从其常规操作位置向后折叠约100°时(如图6A和图6B所示)，其具有稳定的位置，因为其平衡中心转移到轴承11的轴线的相反侧(即图中轴承的左侧)，并将其推到紧靠止动件。在这样的杠杆状态下，凸轮轮廓14与部分6a接合。凸轮轮廓14被设计为可以使板6以与板6在切割开始阶段的移动范围(即，图4A或4B所示的移动范围)相同的范围移动：在这个位置上，虽然铡刀口没有完全打开(如同图7A或7B所示，即，在块料平稳地引入到铡刀口的状态下)，但是这是相对于样品块料高度调节刀片L的高度的理想位置。

在杠杆L的其他所有中间位置，没有作用于部分6a的减压凸轮(reliefcam)轮廓，从而，板6保持在其最高的位置，被一弹性装置(该弹性装置还将刀片L上推)推到该最高位置，从而引起了铡刀口的最大开口。

根据本实用新型的另一独创方面，在上横梁5和叉形部12之间设置了弹性推力装置。这些弹性推力装置旨在作用于叉形部12和横梁5之间，从而确定基本抵消叉形部自重的向上的推力，优选为与杠杆旋转尺寸成比例的向上弹性推力。为达到这个目的，正如在图10A和10B中看到的，弹性装置形成为通过扭转起作用的螺旋状弹簧15，杠杆12向下旋转程度越大，弹簧15的弹性反作用也就越大。

从而，确定了这样一个回复力，当杠杆从切割结束位置释放的时候(图5A)，该回复力被校准为将杠杆带回到初始切割位置(如图4A所示)，或更高的位置。这在操作上给操作者带来了便利，在每次切割结束后，操作者不需要支撑杠杆12，而是可以弃之不管，并且在下一次切割开始时的任何情况下，会发现杠杆12又处于使铡刀口具有合适开口度的位置，以引入下一个块料。

这样的布置可以使得杠杆即使是在铡刀口基本打开的位置也能保持稳定，操作者无需再将杠杆带到如图6A所示的充分向后折叠的另一个稳定位置。

前文所述表明，根据本实用新型的机器可以完全实现序言中陈述的目的。实际上，凸轮传动机构中的两个二级杠杆的组合能够允许即使在杠杆旋转角适中的情况下，也得到良好的行程，并且同时能够在操作者的作用力减小的情况下确保压力有效地传递到刀片上。在杠杆的传动轴上设置第二凸轮轮廓即使在杠杆位于稳定原始位置的情况下也可以限定恰当的铡刀口开口度，即，刀片位于初始切割位置时的开口度，从而能够对上部移动刀片进行高度调节。

最后，通过弹性推力装置的设置，可以将刀片保持在铡刀口的最大开口位置，而不需要手工支撑该杠杆。

然而，上述实用新型的保护范围并不局限于所示的特定构造，而是延及到为达到相同目的而进行的其他结构变型。

Claims (5)

1.一种切块机，该切块机包括结构框架(1，2，3，5)，在该结构框架中具有切割刀片(L)，该切割刀片(L)以铡刀式滑动，被弹性地保持升起，并能够被杠杆传动机构施压而向支撑平面(4)降低，所述机构包括至少一个在所述框架的上部横梁(5)的偏心位置具有支点的杠杆(12，13)、以及作用在所述切割刀片(L)上并在支撑板(6)的纵向位置上可调的推力柄(9)，所述板(6)在竖直平面内相对于所述上部横梁(5)枢转，所述切块机的特征在于，所述致动杠杆(12，13)与小的轴(10a)一体旋转，所述轴(10a)至少具有与所述枢转板(6)的部分(6a)相配合的第一凸轮轮廓(10)和第二凸轮轮廓(14)。

2.如权利要求1所述的切块机，其中所述第一凸轮轮廓(10)确定了所述枢转板的在旋转弧上的最大位移小于90°，并且在切割压力阶段与枢转板(6)上的所述部分(6a)相配合。

3.如权利要求1或2所述的切块机，其中在所述切割刀片(L)的最大开口位置，所述凸轮轮廓(10)安置在所述板部分(6a)的接近垂直线的一点上。

4.如权利要求1所述的切块机，其中，所述第二凸轮轮廓(14)在所述致动杠杆(12，13)位于稳定、向后折叠的原始位置时，与所述板(6)上的所述部分(6a)相配合，并且其中所述第二凸轮轮廓(14)适于确定所述枢转板(6)移动的范围，所述范围使得将所述上部刀片(L)降低到初始切割水平，在该初始切割水平适于通过所述调节柄(9)限定所述刀片(L)的高度调节。

5.如权利要求1所述的切块机，其中，在所述致动杠杆(12，13)和所述上部横梁(5)之间还设有弹性推力装置(15)，该弹性推力装置(15)适于在所述上部刀片(L)被升起的状况下支撑所述杠杆，所述弹性推力装置(15)的弹性支撑作用适于通过在所述杠杆(12，13)上施加向下力而被克服。 

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