叶片制动器和离合器 【技术领域】
本发明涉及动力设备，包括但不局限于割草机、耕作机、吹雪机和拖拉机，尤其是，本发明涉及用于动力设备的叶片制动器和离合器。
背景技术
普通的动力设备包括离合器，该离合器可选择地使割草机叶片与发动机输出部件啮合。还可以包括制动器，当割草机叶片与发动机输出部件脱开时，该制动器将使割草机叶片的旋转减速。这两种连接器的组合使得操作者能够独立于发动机输出部件来控制割草机叶片的运动。
通常，用于离合器中的部件与制动器采用的部件彼此分开并且明显不同。该结构产生大量的用于组装的零件以及用于在例行维修时更换的零件。由于需要拆卸相对大量的零件以便更换磨损或破坏的零件，因此也防碍了例行维修。
尺寸限制是普通叶片制动器和离合器设计的另一缺点。对于制动器和离合器，都希望有较大的表面面积。然而，包装空间通常将这些面积限制到低于它们的最佳值。
【发明内容】
因此，本发明涉及一种摩擦连接器，该摩擦连接器基本消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的是使摩擦部件有最大的摩擦表面面积，同时径向尺寸最小。这种安置减小了用于组装和维修所需的零件数量。
本发明的另一目的是提供一种紧凑的组件，该组件能够充分屏蔽。
本发明的另一目的是提供一种整理装置。
本发明地另一目的是使得偏压该制动器和离合器所需的弹簧数目最少。
下面将介绍本发明的附加特征和优点，部分特征和优点可由说明书、权利要求以及附图中清楚看出。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，具体和概括地说，一种摩擦连接器，包括：摩擦部件，该摩擦部件包括制动表面和在与该制动表面不同的平面上的离合器表面；弹簧，该弹簧抵靠该摩擦部件；制动部件，该制动部件靠近制动表面；制动部件相对于摩擦部件安装成能够相对旋转；以及制动促动器，该制动促动器与制动部件相连。
在另一方面，驱动组件包括：驱动部件；从动部件；摩擦部件，该摩擦部件包括制动表面和在与该制动表面不同的平面上的离合器表面；用于使摩擦部件与驱动部件和从动部件中的一个部件旋转固定，并允许该摩擦部件相对于驱动部件和从动部件轴向运动的装置；制动部件，该制动部件靠近制动表面；制动部件相对于摩擦部件安装成能够相对旋转；用于使制动部件在第一位置和第二位置之间运动的装置，在该第一位置，制动部件与制动表面啮合，且离合器表面与驱动部件和从动部件中的另一个脱开，而在该第二位置，制动部件与制动表面脱开，且离合器表面与驱动部件和从动部件中的另一个啮合；以及用于将该运动的装置偏压到第一位置的装置。
在其它方面，用于割草机的叶片制动器和离合器组件包括：发动机输出部件；叶片保持器；连接器，该连接器有第一位置和第二位置，该连接器包括：摩擦部件，该摩擦部件包括制动表面和与制动表面分开的离合器表面，摩擦部件与发动机输出部件和叶片保持器中的一个连接；第一弹簧，该第一弹簧布置在摩擦部件和发动机输出部件和叶片保持器中的一个之间；制动部件，该制动部件靠近制动表面；以及制动促动器，该制动促动器与制动部件相连；当连接器处于第一位置时，离合器表面与发动机输出部件和叶片保持器中的另一个脱开，且制动部件与制动表面啮合，当连接器处于第二位置时，离合器表面与发动机输出部件和叶片保持器中的另一个啮合，且制动部件与制动表面脱开。
在另一方面，驱动组件包括：驱动部件；从动部件；摩擦部件，该摩擦部件包括制动表面和在与该制动表面不同的平面上的离合器表面；连接器，该连接器使摩擦部件与驱动部件和从动部件中的一个旋转固定，并允许摩擦部件相对于驱动部件和从动部件轴向运动的装置；制动部件，该制动部件靠近制动表面；制动部件相对于摩擦部件安装成能够相对旋转；制动促动器，该制动促动器与制动部件相连，以便使制动部件在第一位置和第二位置之间运动，在该第一位置，制动部件与制动表面啮合，且离合器表面与驱动部件和从动部件中的另一个脱开，而在该第二位置，制动部件与制动表面脱开，且离合器表面与驱动部件和从动部件中的另一个啮合；以及第一弹簧，该第一弹簧将制动部件偏压到第一位置。
应当理解，前面的总体说明和后面的详细说明都作为实例和用于解释，并将对要求保护的本发明进行进一步解释。
【附图说明】
用于进一步理解本发明并包含在说明书中作为说明书的一部分的附图表示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。附图中：
图1是叶片制动器和离合器的剖视图；
图2是图1的叶片制动器和离合器组件的一部分的分解图；
图3是图1的叶片制动器和离合器组件的另一部分的分解图；
图4是图1的叶片制动器和离合器的平面图；以及
图5是与图1的叶片制动器和离合器一起使用的托架的侧视图。
【具体实施方式】
下面将详细介绍本发明的优选实施例，这些优选实施例中的一个实例在附图中示出。
图1-3表示了驱动组件10，它包括驱动部件11、从动部件12以及可选择地使该驱动部件11与从动部件12连接的连接器20。驱动部件11可以是与割草机发动机(未示出)相连的轴。从动部件12可以是适于携带割草机叶片(未示出)的叶片保持器。
键13以普通方式使得驱动轮毂14固定在驱动部件11上。动力输出滑轮15以普通方式与驱动部件11相连。轴承组件16使从动部件12安装在驱动部件11上。该轴承轴向保持在驱动部件11上，并在固定于驱动部件11上的有凸缘螺栓17和驱动轮毂14之间。轴承组件16使得驱动部件11能够相对于从动部件12旋转，如后面所述。
另一方面，驱动轮毂14和动力输出滑轮15可以通过其它机械连接件，例如内嵌式键、舌片和狭槽、花键或卡环而固定在驱动部件11上。驱动轮毂14和动力输出滑轮15还可以与该驱动部件11形成为一体。轴承组件16可以通过压配合或将它铆接到驱动部件11和从动部件12中的任意一个或两个上而固定，或者采用其它类似装置。
从动部件12为环形，并有多个沿它的周向间隔开的凸起12a。这些凸起12a从从动部件12的上表面12b轴向伸出。彼此相邻的轴向凸起12a确定了在它们之间的空间12c，从动部件12通过环形凸缘12d轴向定位在轴承16上。另外，可以用垫片或其它类似装置来将从动部件定位在轴承16上。多个螺纹孔12e环绕从动部件周向间隔开。工具例如叶片(未示出)能够通过插入螺纹孔12e中的螺栓(未示出)固定在从动部件12上。在从动部件12中提供有多个通孔12f(图2)，以便于除去任何碎屑，例如玻璃碎片和尘土。在从动部件12的上表面12b上并在至少一个空间12c内可以提供有止动器12g(图2)。该止动器12g可以构成为肋或其它合适形状。
连接器20包括摩擦部件21、盘形(Belleville)弹簧22、制动部件23、制动促动器24、多个滚珠25、保持器26以及压缩弹簧27。压缩弹簧27设置成可压缩至非常小的轴向厚度。在连接器20的优选实施例中，只需要一个压缩弹簧27。这能够使组件紧凑，并使零件数目减小。
连接器20设置成使制动部件23和摩擦部件21在各自的啮合位置和脱开位置之间同时移动，如后面更详细所述。应当知道，图1的右半部分表示该连接器20处于第一结构，而图1的左半部分表示该连接器20处于第二结构。
摩擦部件21有多个沿周向间隔开的、径向伸出的凸起21a。各径向凸起21a伸入相应的一个空间12c内，并抵靠两个相邻的轴向凸起12a。轴向凸起12a和径向凸起21a使得摩擦部件21旋转固定在从动部件12上。摩擦部件21是单件式元件，它可以包括橡胶、黄铜和石墨的组分。
在优选实施例中，摩擦部件21有用于增强的粉末金属芯21e。该粉末金属芯21e可以有表面脊，以便将粉末金属芯21e转动锁定在摩擦部件21内。尽管该粉末金属芯21e增加了摩擦部件21的强度，但是摩擦部件21也可以没有它。
盘形弹簧22与从动部件12的上表面12b以及摩擦部件21的底表面21b接触。该弹簧22偏压摩擦部件21轴向离开从动部件12。轴向凸起12a和径向凸起21a的相互作用允许摩擦部件21相对于从动部件12轴向移动。
形成于摩擦部件21的内周上的离合器表面21c可选择地与驱动轮毂14的截头锥形外表面14a啮合。该离合器表面21c为截头锥形。使该离合器表面21c形成为截头锥形表面能够在径向尺寸最小的情况下使得表面面积最大。
弹簧22偏压离合器表面21c，使得离合器表面21c与驱动轮毂14的截头锥形外表面14a接触。该摩擦接触使得驱动轮毂14驱动从动部件12。
制动表面21d在摩擦部件21的上表面上。该制动表面21d和离合器表面21c形成于摩擦部件21的分开表面(上表面和内表面)上，以便节省空间以及使连接器20所需的元件数目最小。
制动部件23有至少一个制动块23a，优选的是有围绕其周边周向间隔开的多个制动块23a。制动块23a从制动部件23的底部轴向向下伸出。各制动块23a有制动表面23b，该制动表面23b可选择地与摩擦部件21上的制动表面21d啮合。
制动促动器24同轴地布置在制动部件23上。轴承组件18使得制动促动器24能够通过动力输出滑轮15而可相对旋转地安装在驱动部件11上。轴承组件18压配合装在动力输出滑轮15和制动促动器24上。另外，轴承组件18可通过将它铆接在动力输出滑轮15、制动促动器24和驱动轮毂14的任意组合上而固定。
制动促动器24有多个周向间隔开的弓形狭槽24a。肋24b横过相应的一个弓形狭槽24a延伸，见图3和4。
多个弓形狭槽23c在制动部件23上周向间隔开。各制动部件弓形狭槽23c的一部分与相应的制动促动器弓形狭槽24a交叠，同时其余部分超过相应制动促动器弓形狭槽24a延伸。
保持器26为扁平的环形盘，有从该保持器26的外周轴向向上伸出的多个钩状物26a。该保持器26同轴地布置在制动促动器24的下面，并在制动块23a的径向内侧。各钩状物26a穿过制动部件23和制动促动器24中的弓形狭槽23c和24b而凸出。各钩状物26a固定在相应的肋24b上。
在优选实施例中，保持器26涂覆有低摩擦材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)或尼龙。该低摩擦涂层使得保持器26更容易返回它的空档位置，如后面所述。
压缩弹簧27装在制动部件23的底部和保持器26的上表面之间。该保持器26使得制动部件23与制动促动器24相连，且弹簧27的压缩将制动部件23偏压离开制动促动器24。
多个滚珠坡道组件形成制动部件23和制动促动器24之间的连接。各滚珠坡道组件包括形成于每个制动部件23和制动促动器24中的倾斜滚珠坡道表面23d、24c。该滚珠坡道表面23d与滚珠坡道表面24c相对，并沿与滚珠坡道表面24c相反的方向倾斜。滚珠25可活动地安装在每对相对的滚珠坡道表面23d、24c之间。
可以采用三个滚珠坡道表面对，这三个滚珠坡道表面对在三角形T的顶点处位于制动部件23和制动促动器24上，见图4。该三角形T优选是等边三角形，但是也可以采用其它三角形。保持器26的钩状物26a位于该三角形T的周边内，并靠近各拐角。该结构使得钩状物26a定位成靠近滚珠坡道表面23d、24c。通过该结构，来自压缩弹簧27的力位于该三角形T内。这提高了连接器20的性能。但是，钩状物26a也可以位于其它位置。
凸片23e从制动部件23的外周径向伸出。在凸片23e中形成有弓形凸片狭槽23f。制动促动器24有凸起24d，该凸起24d轴向向下穿过凸片狭槽23f延伸。凸起24d的宽度小于凸片狭槽23f的弓形长度。
另外，也可以用其它能够将旋转运动转变成轴向运动的连接器来代替滚珠坡道表面组件，例如凸轮和随动件组件。其它实施例可以使制动促动器不进行任何旋转运动，例如为连杆系统，它提供了与制动部件接触的可线性移动的连杆。
参考图4和5，托架29通过杆29a固定在制动部件23的托架凸片23g上。该杆29a穿过托架凸片23g中的开口23h而轴向向下延伸。制动部件23可自由的沿该杆29a轴向运动。托架29可以通过螺栓或其它合适的固定装置而固定在安装表面上，例如割草机平板或发动机本体。因此，托架29旋转固定制动部件23。另外，制动部件23可以通过螺栓或其它类似的固定装置进行旋转固定。
托架29包括形成于引导凸缘29c中的孔29b。凸起24e从制动促动器24的顶表面轴向向上延伸。控制绳缆28的一端穿过在引导凸缘29c中的孔29b，并通过狭槽或孔或任意其它类似方式而固定在凸起24e上。控制绳缆28的另一端固定在控制手柄(未示出)上。此外，控制绳缆28在一端处固定在制动促动器24的孔上。
螺簧30的一端固定在托架29上凹口29d处。螺簧30的另一端固定在形成于制动促动器24的外周处的弹簧凸片24f上。在可选实施例中，凹口29d也可以由孔代替。
托架29可以包括多个肋29e，以便有助于支承引导凸缘29c和有凹口29d的凸缘。但是，托架29并不必须设置有这些肋29e。
托架29为单个元件，它提供旋转固定制动部件23、锚固控制绳缆28以及锚固螺簧30的作用。因此，托架29的该优选实施例有利于减少组件的零件。
下面将参考图1和4介绍本发明的制动器和离合器的操作。
控制绳缆28的驱动，使得制动促动器24旋转。这又使得各滚珠坡道表面24c相对于相应的滚珠25运动。滚珠25沿相对的倾斜滚珠坡道表面23d滚转。滚珠的该运动将克服压缩弹簧27的偏压力而轴向向下压迫制动部件23，以便使制动表面23b与制动表面21d啮合。控制绳缆28的移动使得制动促动器24进一步旋转，从而导致制动表面23b使得摩擦部件21克服盘形弹簧22的偏压力朝着从动部件12轴向向下运动。摩擦部件21的向下运动逐渐使离合器表面21c与驱动轮毂的截头锥形表面14a脱开。该运动最终使从动部件12完全与从动部件11脱开，并使从动部件12的转速减小。在这方面，止动器12g与摩擦部件的底表面21b啮合。该结构表示为图1的右半部分。
沿相反方向驱动控制绳缆28使得制动促动器24沿相反方向旋转，这又使制动部件23从摩擦部件21向上运动。该运动逐渐使制动表面23b与摩擦部件21的制动表面21d脱开。同时，由于盘形弹簧22的偏压，离合器表面21c逐渐与截头锥形表面14a啮合。该运动最终使从动部件12完全与驱动部件11啮合，并使制动表面23b完全与制动表面21d脱开。该结构表示在图1的左半部分。
制动促动器24相对于制动部件23的旋转受到凸片狭槽24d与凸片狭槽23f的相互作用的限制。凸片狭槽23f的一端确定了制动促动器24的第一极限，而凸片狭槽23f的另一端确定了制动促动器的第二极限。当制动促动器处于第一极限位置时，离合器表面21c与截头锥形表面14a脱开，制动表面23b与制动表面21d啮合。当制动促动器处于第二极限位置时，离合器表面21c与截头锥形表面14a啮合，制动表面23b与制动表面21d脱开。
由螺簧30施加的力以将克服压缩弹簧27和盘形弹簧22的偏压力的方式作用在制动促动器上。因此，螺簧30朝着第一极限位置偏压该制动促动器24。这保证从动部件12与驱动部件11脱开，并使制动部件23保持住从动部件，防止该从动部件旋转，直到操作人员向制动促动器24提供输入。
根据本发明，也可以采用这里所述的各种元件的其它实施例。例如，制动表面21d可以形成于摩擦部件21的底侧径向表面上。摩擦部件21的另一实施例可以使制动表面21d位于作为截头锥形的摩擦部件21的外周上，而离合器表面21c可以形成于摩擦部件21的任意一个径向表面上。制动部件23和制动促动器24可以布置在摩擦部件21的任意一侧，只要盘形弹簧22布置在摩擦部件21的相对侧。也可选择摩擦部件21可以以上述任意结构固定在驱动部件11上。控制绳缆28可以由刚性连杆代替，该刚性连杆的一端固定在制动促动器24上，另一端通过连接装置与控制手柄相连。
本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明的摩擦连接器进行各种变化和改变。因此，只要它们在附加权利要求及其等同物的范围内，本发明将覆盖这些变化和改变。