CN1741734A - 用于割灌机、切边机或类似设备的切割头 - Google Patents

Abstract

一种用于割灌机、切边机或类似设备的切割头，包括用于多个切割线的多个线出口。根据本发明，所述切割线出口的轴至少分布在两个互相间隔的平面(Pac，Pcb)内，并且这两个平面之间间隔的距离(H2)大于或等于每个切割线高度(H1)的约1.8倍，并且在每个平面内各个线出口处于同一水平面，并且在所有平面内所述切割头的旋转方向相同。因此促进了植物的切割。

Description

用于割灌机、切边机或类似设备的切割头

本发明大体涉及用于修剪植物的设备的领域，所述设备为例如割灌机(brush cutter)、切边机(edge trimmer)等。

在这类设备中，一条或多条切割线被牢固地连接到由马达驱动装置所驱动的切割头上，同时相对于旋转轴大致径向地延伸，所述切割线是逐渐从储备装置上解开的或者以单个股的形式存在的。

通常，当几根切割线安装到切割头上时，它们的出口都在同一平面延伸，也就是说所述出口的轴都包含在垂直于所述头部的旋转轴的平面内。

其结果是切割线的轨迹基本上在一单一平面上，并且产生高质量的切割。

业已开发了带有几条切割线的切割头，其中不同切割线出口的轴包含在至少两个彼此不同的平面内，也就是说它们位于与所述切割头的旋转轴不同的平面内。

以下将特别引用文献US-A-4905465、NL-A-8302111和US-A-5048278。

这些文献中的某些文献描述了带有几个切割线的这种结构改善切割并且促进植物的切割。

根据申请人所进行的试验，已经发现在某些情况下可以改善对植物的切割。

因此，本发明旨在提出一种带有几层切割线的切割头，该切割头具有更优的切割效果。

在这点上，一些用于锁定切割线的技术已经为人们所熟知。

这些技术之一是依靠活动锁定元件，例如凸轮，该元件被弹簧/或该头部旋转期间产生的离心力作用，从而在切割线上施加压力，与锁定元件相对地设置有支承反面，以将该切割线局部地限定在所述元件和支承面之间。文献US-A-4301642、US-A-4335510和EP-A-0824854描述了这些技术的例子。

为了提高锁定效果，也已知道在锁定元件上设置一系列的能够更好地固定切割线的材料(通常为聚酰胺)的齿。

尽管提供了这些方案，但是有时候切割线在切割头中的保持不能获得足够的效果。在这样的情况下，施加在切割线上的拉力，可能导致切割线相对于锁定装置移动，并且可能(在切割线成股的情况下)滑出切割头，当切割遇到障碍物或者特别硬或茂密的植物时尤其如此。

当切割线完全或部分由硬质材料(例如特殊的或受力的聚酰胺)制造时，和/或当绳具有的截面使得绳和锁定元件之间的接触不好时，也更加容易产生该缺陷。

本发明设法克服现有技术中的这些限制并且提出一种改进的切割线锁定机构。

为此，本发明提出了一种用于割灌机、切边机或类似设备的切割头，该切割头包括用于多个切割线的多个线出口，其特征在于所述切割线出口的轴至少分布在两个互相间隔的平面内，并且这两个平面之间间隔的距离大于或等于每个切割线高度的约1.8倍，并且在每个平面内各个线出口处于同一水平面，并且在所有平面内所述切割头的旋转方向相同。

该切割头的某些优选但非限定性的方面在于：

^*所述至少两个平面互相间隔的距离小于或等于每个切割线高度的约5倍。

^*在所述切割头的圆周方向，在第一平面离开的所述切割线与在靠近第一平面的第二平面离开的所述切割线交替。

^*在所述头部的圆周方向上，所述切割线规则分布地离开所述切割头。

^*两个切割线在第一平面内设在直径相对的区域中，并且两个切割线在临近第一平面的第二平面内也在直径相对的区域中离开，并且所述切割线出口大约以90°的间隔沿所述圆周方向分布。

^*每个切割线具有脊，并且所述切割头部包括用于将每个切割线保持在一个方向上的机构，使得所述切割头的切割边缘处于一个位置以引导植物上的侵袭。

^*每个切割线具有基本方形的截面并且用两个相对的脊定向，所述两个脊基本位于包含相应线出口的轴线的平面内。

^*所述切割头通过组装大致盘状的部件而实现，所述盘状部件限定了彼此相对的切割线半通道并且适合于一起形成隐藏在所述切割头中的切割线通道。

^*所述线出口的平面之间的间距由中间部件的厚度限定，所述中间部件在一个面上包括用于上平面的切割线的半通道，在相反的面上包括用于下平面的切割线的半通道。

本发明也提出了一种植物切割设备，例如割灌机、切边机或类似设备，其特征在于它包括上述的切割头和适合驱动所述切割头旋转的马达。

本发明的其它方面，目的和优点将更清楚地从后面的优选实施例的随后具体描述显见，所述优选实施例仅仅作为非限定的例子给出并且参考附图，其中：

图1-3是显示本发明的一个实施例的切割头的三个侧视图。

图4是构成本发明的切割头的一部分的大致呈盘状的部件的平面图。

图5是组装形成切割头的两个盘状部件的轮廓图。

图6是大致呈盘状的中间部件的轮廓图，该部件可以与其它两个部件一起形成本发明的另一个切割头。

图7是处于组装状态的所述另一个切割头的轮廓图。

图8是图7中的切割头的示意性平面图，在后者中安装了四个切割线股。

图8A以立体方式显示了一个线股的由切割头限定的弯曲支承区。

图9显示了图4中盘状部件的细节，该盘状部件与用于锁定线股的装置适配在一起。

图10是沿图9中的线X-X的横截面图。

图11是切割线锁定装置的第一变化实施例的横截面图。

图12是属于图11中锁定装置的锁定元件的立体图。

图13是切割线锁定装置的第二变化实施例的横截面图。

图14是切割线锁定装置的第三变化的横截面图。

图15是切割线锁定装置的第四变化的平面图，和

图16是沿图15中的线XVI-XVI的剖面图。

首先应当注意的是，在各个图之间，相同或类似的元件或部件尽可能由相同的附图标记表示。

图1-3描绘了根据本发明的用于割灌机、切边机或类似设备的切割头，其通篇用附图标记100表示，固定装置202(垫圈，螺母，旋转的分度机构)，以及用于以实质上完全传统方式与所述固定装置配合的配对板(counterplate)，其中所述切割头适合安装到为该目的而设置的传动轴200的末端。

在这里，切割头是通过在两个盘状部件110a和110b的彼此面对的表面上，叠加和组装用于运行线股和用于紧固这些线股的装置而实现的，所述盘状部件与传动轴200的旋转轴同心，这可以在下面具体地被了解。

图1显示了组装到轴200之前的切割头100，而图2和3分别显示了安装在该轴上的切割头的局部剖视图和正视图。

现在参考图4，该图显示了帮助实现切割头的盘状部件110(可能是图1-3中的部件110a和11b中的一个)。它带有中心孔1100，传动轴200可以穿过该中心孔。

该部件110包括一组45°的斜面(bevel)111、111′(外斜面)和111″(中心斜面)，这组斜面在内部界定了该部件的升高部分和在外部界定了该部件的凹陷部分。所述斜面的总体轮廓在这里为圆形并仿效该盘的轮廓，并且从该轮廓回缩一定的距离。

特别地，两个斜面111、111″彼此相邻地沿直线延伸以界定切割线股通道的第一区域112，该通道在作为切割线股的出口的第一开口113和第二开口115通向外面。区域112沿轴线A延伸，轴线A位于离盘状部件的中心C一段距离D处。

在开口113，斜面的曲率半径小，当线股被放置在适当位置时，它简单地引导该线股。

在线出口115，斜面111″限定了弯曲支承区120，作为优选，所述支承区一方面不改变斜率地与切割线通道区域112连接，另一方面与所述三个斜面连接而成的圆周区域连接。在切割期间，尤其当切割头旋转，弯曲支承区遇到抵抗切割和导致其退让的障碍物时，该弯曲支承区120支承线股(切割头的旋转方向由箭头F给出)。需要重点注意的是，根据本发明的一个方面，由于切割线通道112相对于部件110的中心C的侧向偏移，也就是相对于切割头的旋转轴的侧向偏移，因此能够使弯曲支承区120的曲率半径比现有技术中使用从中心C几何延伸的切割线通道所能获得的曲率半径大得多。

具体而言，在现有技术的情况下，已知道切割头的中心区域必然由轴占据，在轴向一方面用于实现切割线股的锁定、另一方面用于实现弯曲支承表面的可用空间非常小。

相反，由于本发明的布置，可以设计大得多的曲率半径R，并且这可以(至少局部地)等于甚至明显大于距离D。

应当注意的是，弯曲支承区可以具有所需的任何弯曲几何形状(圆形，带有不同半径的圆扇形，椭圆形，抛物线形等)。尤其应当理解的是，可以具有一个和多个恒定的曲率半径，和/或一个连续变化的曲率半径。

由于弯曲支承区的不太显著的曲率，作用显著减小，同样切割线股的疲劳也显著减小，这是因为后者的材料受到小得多的应力，这对于包括用以促进切割的装置(齿等)，和/或在旋转期间用以减小噪音的装置(凹窝，凸出等)，和/或例如用以增加耐磨损性的不同材料区域(充填聚酰胺等)的现代切割线尤其重要。

在线股通道区域112的剖面上，盘状部件110也包括用以接纳线锁定制动件(locking shoe)的腔114，该锁定制动件将在后面描述。目前，需要在这里提及的是，该腔通向切割线通道区域并且在相对侧上包括垂直的、不倾斜的表面，该表面相对于切割线通道112的轴线A成一个角度，并且在靠近表面116的最远离轴线A的末端也包括用以楔入制动件压力弹簧的暗凹窝117，这将在下面具体地被了解。

在图4中还表示了孔118，所述孔适合由螺钉或螺栓穿过以用于组装部件110与一个或多个类似设计的其它盘状部件。

最后，图4显示了部件10包括相对于上述结构旋转180°对称的一些第二通道，用于第二线股的支承和锁定结构，这些结构由相同的附图标记加上“首”标记表示。

图5更具体地显示了通过组装第一盘状部件110a和第二盘状部件110b而实现的切割头，其中第一盘状部件包括如图4所示的结构，第二盘状部件包括镜像对称的相应结构，使得在组装期间所有这些结构都被放置在属于另一部件110a的配对部件之上。

应当理解这样的组装形成了规则的菱形线股通道。通过使用大致方形横截面并且稍小于在切割头中形成的通道的横截面的切割线股，这些通道支撑切割线股，使得每个切割线股的脊将构成用于切割的引导区，因此提高了切割效率。

然而将会注意到，这样的切割头可以与任何横截面的切割线股一起使用，只要它们能够被啮合而不会陷入线通道即可。

应当理解，在参考图4所述的结构的基础上，图5实现了带有两个切割线的切割头，这两个切割线在垂直方向位于相同水平并且在两个直径相对的位置沿相对于严格径向方向的倾斜方向从头部离开。

图6示出了另一个盘状部件110c的正视图，该盘状部件构成了切割头的第三中间部件。

该部件110c分别在其两面的每一个上包括类似于在图4中表示的两组结构，并优选地带有90°的相互偏移。这几组结构中的一个形成部件110a的结构的配对结构，而这几组结构中的其它结构形成部件110b的结构的配对结构。结果，为了适配中间部件110c，部件110a和110b的结构相互偏移90°角。

这样，应当理解，切割头的实现包括带有两个线股和两个直径方向上相对的出口的上层，和带有两个其它线股并且也带有两个直径方向上相对的出口的下层，但是后者相对于前者偏移90°。

该切割头在图7中以正视图示出。该图中显示了两个开口，分别为113ac和113cb，它们偏移90°角并且分别属于两层，线出口的开口未在该图中被表示。

已经证实，当很好地选择切割线层的平面之间的距离时，这种带有两层的切割线的结构有利于对植物材料的切割。更特别地，仍然参考图7，已经证实，如果两个切割线层的相应平面Pab和Pbc之间的距离H2等于或大于切割线高H1的大约1.8倍时(基本对应其通道的高度)，并且优选地等于或小于相同高度H1的大约5倍时，那么会获得特别满意的切割效果。例如，对于带有边长4mm的方形横截面的切割线，其对角测量值大约为5.6mm，在两个切割平面之间的高度差约大于10mm。

在该构造下，如果如上所述，线出口彼此偏移一角度，同样有利于切割。作为优选，该偏移被设置成使得线出口在圆周方向被等间隔分布，这也被描述了。

然而，对于不等间隔的线出口(特别是，如果上层结构和下层结构之间的角偏移不为90°，会获得获得这样的线出口)，也能够获得满意的效果。

图8表示图7中切割头的俯视示意图。在该切割头中，安装了三个线股300，所述线股在线出口115伸出并且基本在开口113停止。在该图中也表示了用于线股的弯曲支承表面120。切割头的旋转方向由箭头F示出。

另外，应当理解，按照前述通过使用部件110c类型的两个或更多的中间部件、和两个终端部件110a和110，可以实现带有任何数量的层的切割头。

例如，通过使用其上和下结构互相偏移60°的中间部件，和通过在上部件和下部件110、110b之间设置两个这样的中间部件，实现了线出口规则地沿圆周方向分布的三层切割头。

图8A为一个单独的线股300示出了由切割头形成的弯曲支承表面120的立体图，该线股由其长度的一部分表示。

应当理解，该弯曲支承表面由两个相邻盘状部件110a和110b的弯曲支承区域120a、120b形成(例如在图5中的类型的情况下)，所述支承区域又属于各个部件的45°斜面111″。

该弯曲支承表面因此在线通道出口处呈现带有90°底角的V形轮廓，也就是适合于切割线300的横截面的轮廓。这样的支承表面因此用于在任何时候将切割线紧固在其最佳的切割方向，尤其当在受到植物阻力影响，它靠在支承表面120上时。

当然，弯曲支承表面的轮廓将与切割线的横截面相适应。在这点上，即使在圆形横截面的切割线的情况下，也可以预见切割线靠在具有凹圆形剖面的弯曲支承区域上。这使切割线疲劳最小化，并且当它开始靠在所述区域上时通过使其轨迹稳定在切割平面中而增加了切割效率。特别地，它避免了在切割方向的垂直方向上浪费动能(使用的垂直方向)。

图9和10示出了切割线锁定机构，其安装到一对盘状部件中(基本的单切割层实施形式的部件110a和110b)。该机构包括放置在容纳腔中的制动件400，所述容纳腔通过在其中一个盘状部件(这里为110a)中(见图4)形成的腔114，并通过在与其并列布置的另一个盘状部件(在这里为110b)中限定的配对部件腔而形成。

该制动件400具有第一面和相对面402，所述第一面具有在切割线通道112的轴线A的横向上延伸并且用以与啮合在所述通道112中的切割线300咬合的多个齿404，所述相对面相对于上述的第一面以一定倾斜角延伸并且用以靠在其容纳腔的背面上，该背面由两个盘状部件的面116限定。

压力弹簧500作用由两个盘状部件的暗凹窝117连接限定的弹簧座和形成于制动件400的压力区域中的凹窝408之间，所述压力区域位于所述制动件的最大高度的区域中。

在相对侧(前侧)，该制动件具有倾斜截面406，该倾斜截面406从位于最前面的齿404朝顶部成一个倾斜角。

事先被切成所需长度的切割线股300从其出口115沿图9中的箭头F′方向被啮合在其通道112中。因此，它克服弹簧500的(适度的)力推回制动件400，因此制动件能够通过贴着其容纳腔背面116的滑动而升高必要的距离，以让线股通过。线股优选地被推动直到图9中的其左边末端到达开口113的区域，如该相同的图所示。因此，操作者可以确保切割线已经完全啮合在锁定制动件之上。在这里，应当注意的是，倾斜前截面406引导切割线股，从而使它在带齿一侧上正确地穿过制动件400下方。

众所周知，一旦沿箭头F′的相反反向的拉力施加到绳股上，其典型地为该装置正在工作时的情况，通过与植物的摩擦和碰撞，用作单向锁定件的制动件400倾向于以夹紧方式通过其齿404在切割线股300上施加紧固力，所述紧固力总是随着拉力的增加而增大，这是由于容纳腔的倾斜面116、116，提供了与制动件的面402配合的楔入效果。

尤其当与带有齿凸轮或类似装置的已知机构相比时，这种带有滑动制动件的锁定机构的特别优点，一方面在于由制动件施加在切割线股上的紧固力可以很强，所述制动件由制动件容纳腔114、114的背面116、116极坚实地支撑，另一方面在于根据切割线300的长度，齿404与切割线配合的长度可以比与已知凸轮机构配合的长度大得多。

其它的优点为：(i)切割线股可以容易地通过开口115插入到通道中和容易地通过相对的开口113从通道移除，这两个开口都位于切割头的周围，和(ii)锁定机构可以放置在通道112和切割头的周围之间，即不会防碍用于将切割头的中心区域，用于将切割头安装到切割设备上的结构(用于轴和螺母的凹窝)要被定位在该中心区域。

在图9和10所示的实施例中，且如图10所示，紧固切割线股的齿404沿切割线的横向方向线性地延伸。

根据另一个有利方面，可以设想，切割线股锁定元件(而且无论它是滑动制动件，枢转凸轮，或者任何其它夹紧元件)的形状以改善切割线的紧固。

因此，尽管图9和10中齿404和切割线之间的配合仅发生在与制动件相对定位的切割线脊的平面，也可以设计成采用适合于切割线形状的轮廓的齿，如图11和12所示。在这些图中，存在两组彼此以90°定向的齿404a、404b，以形成包括凹窝403的轮廓。结果，就方形横截面的切割线而言，每系列的齿可以与切割线的整个面、或者该面的大部分配合，并且在制动件和切割线之间用于保持后者的配合长度进一步增加了。

更普遍地，可以将制动件400的齿的平面设计成任何凹形轮廓以更好地接纳切割线，而不管后者的横截面形状如何。

因此图13示出了这样的情况，其中制动件400的齿区域的轮廓具有中心弯曲凹窝，和在该凹窝的每一侧凸起的两列齿404a、404b。在该情况下，主要是齿和切割线之间的双排接触增加了夹紧力。

在这里将注意到，图11、12和13中的锁定制动件不仅对于如上所述的按照菱形布置的方形横截面的切割线，而且对于许多其它横截面的切割线，尤其是圆形横截面的切割线，改善了紧固效果。

图14部分地示出了这样的情况，其中使用圆形横截面的切割线300，利用一排齿404，所述齿具有适合于接纳切割线的凸部，并且切割线的曲率半径和齿轮廓的曲率半径优选地彼此类似。

应当理解，带有与切割线接触的凹形轮廓区域的切割线锁定元件的使用，不仅应用于制动件的情况，而且应用于诸如凸轮这样的其它类型元件的情况。

因此图15和16示出了在圆形横截面的情况下，在安装到枢轴401并被压力弹簧500作用的凸轮400的帮助下切割线300的锁定。齿404布置在相对于由枢轴401限定的旋转轴偏心的圆扇区上。

在本实施例中，可以看到，凸轮具有两排彼此大致直线延伸的齿404a、404b(见图16)，这两排由中心凹槽403分离。在这里，齿的该轮廓进一步改善了对许多形状的切割线的锁定。

当然，本发明并不局限于所述和所示的实施例，本领域的技术人员将能够提供许多变化和改进。

此外，应当理解，前述的新切割头的不同方面可以频繁地彼此独立地或者以不同方式组合地实现。

Claims (10)

1.一种用于割灌机、切边机或类似设备的切割头，该切割头包括用于多个切割线(300)的多个线出口(115)，其特征在于：所述切割线出口的轴至少分布在两个互相间隔的平面(Pac，Pcb)内，并且这两个平面之间间隔的距离(H2)大于或等于每个切割线高度(H1)的约1.8倍，并且在每个平面内各个线出口处于同一水平面，并且在所有平面内所述切割头的旋转方向相同。

2.根据权利要求1所述的切割头，其特征在于：所述至少两个平面(Pac，Pcb)互相间隔的距离(H2)小于或等于每个切割线高度(H1)的约5倍。

3.根据权利要求1或2所述的切割头，其特征在于：在所述切割头的圆周方向上，在第一平面(Pac)上离开的切割线(300)与在临近第一平面的第二平面(Pcb)上离开的所述切割线交错排列。

4.根据权利要求3所述的切割头，其特征在于：在所述切割头的圆周方向上，切割线(300)均匀分布地离开所述切割头。

5.根据权利要求4所述的切割头，其特征在于：两个切割线(300)在第一平面(Pac)内设在直径相对的区域中，并且两个切割线在临近第一平面的第二平面(Pcb)内也在直径相对的区域中离开，并且所述切割线出口(115)大约以90°间隔沿所述圆周方向分布。

6.根据权利要求1-5之一所述的切割头，其特征在于：每个切割线(300)具有脊，并且所述切割头包括用于将每个切割线保持在一方向上的机构(115，120)，使得所述切割头的切割边缘处于引导对植物的侵袭的位置。

7.根据权利要求6所述的切割头，其特征在于：每个切割线(300)具有基本方形的截面并且用两个相对的脊定向，所述两个脊基本位于包含相应线出口(115)的轴线的平面(Pac，Pcb)内。

8.根据权利要求1-7之一所述的切割头，其特征在于：所述切割头通过组装大致盘状的部件(110)而实现，所述盘状部件限定了彼此相对的切割线半通道(120)并且适合于一起形成隐藏在所述切割头中的切割线通道。

9.根据权利要求8所述的切割头，其特征在于：所述线出口的平面(Pac，Pcb)之间的间距(H2)由中间部件(110c)的厚度限定，所述中间部件在一个面上包括用于上平面的切割线的半通道，在相反的面上包括用于下平面的切割线的半通道。

10.一种诸如割灌机、切边机或类似设备的植物切割设备，其特征在于它包括适合驱动权利要求1-9之一所述的切割头(100)旋转的马达。

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