Устройство для срезания растительности или для других применений, имеющее электродвигатель и редукционную передачу - RU2352097C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для срезания растительности или для выполнения других аналогичных работ, например, таким устройством может быть кусторез, машинка для подрезки живой изгороди или же какое-нибудь другое устройство, предназначенное для применения в садоводстве или в ином аналогичном секторе хозяйства, где такое устройство может быть выполнено в виде механической мотыги, пневматической или отсасывающей машинки для очистки от листьев канав, снегоуборочной механической лопаты и т.д. Более конкретно, настоящее изобретение касается устройства, приводимого в действие электродвигателем, чтобы обеспечить работу соответствующего инструмента или рабочего органа, находящегося на конце трубы.

Уровень техники

Для срезания растительности, в частности для кошения травы на газонах, подравнивания кромок клумб или для выполнения других аналогичных работ, а также для подрезки кустов или для выполнения каких-нибудь других операций, связанных с подрезкой растительности, которые для своего проведения не требуют большой мощности, в настоящее время применяются, помимо обычных кусторезов с двигателями внутреннего сгорания, также и кусторезы, приводимые в действие электродвигателем. Эти кусторезы в типовом своем исполнении имеют трубу, несущую на одном своем конце соответствующую ступицу, предназначенную для подсоединения к ней того или иного режущего элемента и ко второму концу которой подсоединяется электродвигатель. Эта труба обычно снабжается рукояткой, при помощи которой удерживают кусторез в руках и соответствующим образом направляют движение того конца трубы, где находится режущий элемент. Этот режущий элемент в типовом своем исполнении представляет собой струнную подрезную головку, то есть такую вращающуюся головку, от которой отходят одна или несколько режущих струн, работающих таким образом, чтобы обеспечивать срезание или же срывание растительности по мере перемещения головки, вращаемой с высокой скоростью электродвигателем кустореза, с места на место. Привод головки осуществляется посредством передачи вращательного движения по трубе, которая представляет собой полую деталь, что осуществляется при помощи соответствующего передаточного механизма, обычно представляющего собой гибкий вал или же какой-нибудь другой узел подобного типа.

В традиционных устройствах передаточный механизм подсоединяется непосредственно к выходному валу электродвигателя без предварительного уменьшения числа оборотов. Эти электродвигатели развивают очень высокую скорость вращения, и поэтому такая компоновка не способна обеспечить получения больших крутящих моментов на режущем элементе. В связи с этим кусторезы такого типа не могут срезать растительность, оказывающую повышенное сопротивление срезанию.

Аналогичные проблемы возникают также и при применении других инструментов или рабочих органов, к примеру, таких как механические мотыги и тому подобные орудия.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание устройства рассмотренного здесь выше типа, предназначенного для обеспечения работы соответствующего инструмента или рабочего органа, и, в частности, такого типа, который приводится в действие электродвигателем, но в конструкции которого устранены некоторые из недостатков традиционных устройств.

Поставленная задача решена посредством устройства для приведения в действие рабочего органа, содержащего узел, включающий в себя электродвигатель с ведущим валом; полую опорную трубу, первый конец которой связан с соответствующим соединительным средством упомянутого рабочего органа, а второй конец соединен с узлом; передаточный механизм, проходящий сквозь упомянутую трубу по всей ее длине в направлении к упомянутому соединительному средству; причем упомянутый ведущий вал обращен в противоположную сторону по отношению к упомянутому первому концу трубы; причем редукционная передача расположена между упомянутым ведущим валом и передаточным механизмом; при этом упомянутый передаточный механизм проходит сбоку электродвигателя, а ведущий вал и электродвигатель устанавливаются на общую опору в кожухе.

В соответствии с настоящим изобретением электродвигатель снабжен ведущим валом, обращенным в противоположную сторону по отношению к концу трубы, несущему на себе ступицу, которая предназначена для подсоединения к ней соответствующего инструмента или рабочего органа, приводимого в действие электродвигателем. Кроме того, между ведущим валом электродвигателя и передаточным механизмом, обеспечивающим передачу крутящего момента от электродвигателя к соответствующему режущему элементу, либо какому-нибудь иному инструменту или рабочему органу, предусматривается наличие редукционной передачи, уменьшающей число оборотов. В сущности, передаточный механизм при применении компоновки такого типа располагается сбоку электродвигателя и проходит приблизительно параллельно ему, чтобы можно было подвести его к ведущему концу электродвигателя, находящемуся с противоположной стороны по отношению к вращающейся ступице, к которой подсоединяется режущая головка. Такая компоновка позволяет получить исключительно компактную и жесткую конструкцию, несмотря на наличие редукционной передачи на выходе электродвигателя.

Таким образом, имеется реальная возможность создания кустореза или иного аналогичного устройства, имеющего весьма умеренные габаритные размеры и обладающего в высокой степени эргономичной формой, в конструкции которого предусматривается наличие редукционной передачи, обеспечивающей уменьшение скорости вращения. Это позволяет использовать электродвигатель, развивающий высокое число оборотов, для срезания растительности, которая требует наличия более высоких крутящих моментов при ее резании по сравнению с теми значениями крутящего момента, которые можно получить на выходе кусторезов, в которых привод от электродвигателя обеспечивает передачу вращательного движения без предварительного снижения скорости вращения непосредственно на ступицу, к которой подсоединяется режущий элемент.

Другие характеристики, обеспечивающие дополнительные преимущества для предлагаемого устройства, а также различные варианты конструктивного его исполнения в соответствии с настоящим изобретением указаны в прилагаемой формуле изобретения.

В частности, труба, служащая опорой для кожуха, внутри которого находится электродвигатель и на свободном конце которой размещается ступица, к которой подсоединяется режущий элемент, может иметь соответствующую надставку, расположенную параллельно ее оси и по своей длине более или менее равную надставке, вмещающей в себе передаточный механизм, причем надставка трубы также располагается сбоку электродвигателя. Таким образом, обеспечивается получение более прочной и более жесткой конструкции, так как при этом осуществляется более надежное соединение между кожухом, внутри которого находится электродвигатель, и трубой, которой во время работы манипулирует оператор.

Предпочтительным является то, что упомянутая опора и/или упомянутый электродвигатель с натягом устанавливается внутри упомянутого кожуха, внутри которого находится электродвигатель.

В одном из вариантов своего исполнения, обеспечивающем получение соответствующих преимуществ, предлагаемое устройство имеет опорный корпус для ведомого вала редукционной передачи. В этом корпусе может предусматриваться соответствующее гнездо для установки в нем с натягом обращенного к электродвигателю конца трубы. Это позволяет получить очень компактную и жесткую конструкцию. Такой корпус может быть выполнен в виде одной цельной детали вместе с кожухом электродвигателя, либо он может представлять собой отдельно выполненный элемент, который крепится к кожуху, внутри которого находится электродвигатель. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения корпус ведомого вала редукционной передачи выполняется в виде одной цельной детали вместе с опорой электродвигателя, например такой опорой, которая при помощи кронштейнов или рычагов крепится к электродвигателю, а затем с натягом устанавливается в кожухе и удерживается внутри него после закрывания упомянутого кожуха. Обычно такой кожух составляется из двух симметричных или же приблизительно симметричных полукожухов, которые изготавливаются посредством формования в пресс-формах и соединяются вместе между собой с использованием для этого винтов, заклепок или иных крепежных деталей.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется в следующем здесь ниже его описании, которое приводится со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показан не налагающий каких-либо ограничений на объем изобретения практический вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 1 представляет собой изображенный в перспективе вид, на котором показано все устройство в целом.

Фигура 2 представляет собой внешний вид, где показаны кожух, внутри которого находится электродвигатель, и редукционная передача.

Фигура 3 представляет собой вид кожуха в раскрытом состоянии, на котором показаны составные части устройства, находящиеся внутри него.

Фигура 4 представляет собой продольный разрез опоры электродвигателя и корпуса подшипников, которые обеспечивают опору для ведущего вала редукционной передачи и фиксирование конца трубы.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фигуре 1 показано все устройство в целом, которое обозначено на нем позицией 1. Оно содержит трубу 3, на первом конце которой предусматривается наличие ступицы 5, к которой посредством торсионного соединения крепится режущая головка 7, представляющая собой в рассматриваемом примере струнную головку. Соответствующий защитный элемент обозначен позицией 9. Следует понимать, что режущий элемент может также представлять собой и какой-нибудь другой инструмент, к примеру, такой как имеющий пару вращающихся ножей. В альтернативе на конце трубы может также быть закреплен и какой-нибудь другой инструмент, предназначенный, как упомянуто выше, для выполнения совершенно других функций.

С противоположным концом трубы 3 связан узел 11, представляющий собой кожух, внутри которого находится электродвигатель. Более детально узел 11 показан на внешнем виде кожуха, а также на виде кожуха в раскрытом состоянии, которые представлены соответственно на фигурах 2 и 3.

Кожух узла 11 составлен из двух, по существу, симметричных полукожухов, обозначенных соответственно позициями 11А и 11В, формуемых из пластмассы или же иного аналогичного материала в пресс-формах и соединяемых вместе между собой при помощи винтов. Полукожухи, из которых образуется кожух узла 11, образуют собой также и рукоятку 13, к которой подсоединяется ручка 15, имеющая возможность поворачиваться вокруг оси А с целью регулирования угла ее наклона, как показано на фигуре 2. Оператор удерживает это устройство в руках и манипулирует им при помощи рукоятки 13 и ручки 15.

Как показано, в частности, на фигуре 3, электродвигатель 21 находится внутри кожуха, образованного полукожухами 11А и 11В. Этот электродвигатель соединяется с опорой 23, показанной отдельно на фигуре 4. Опора 23 имеет основание 23А, от которого отходят два кронштейна 23В, которые при помощи соответствующих винтов известным как таковой способом вводятся в зацепление с электродвигателем 21.

Узел, состоящий из опоры 23 и электродвигателя 21, зафиксированного на ней, вставляется внутрь центральной корпусной части 11C, образованной полукожухами 11А и 11В, из которых состоит кожух, внутри которого находится электродвигатель. От центральной корпусной части 11С отходят рукоятка 13 и полая часть 11D, которая располагается приблизительно параллельно основной части рукоятки 13 и внутрь которой вставляется концевая часть трубы 3, вводимая с ней в зацепление и проходящая сквозь нее.

Оба полукожуха 11А и 11В имеют по-разному распределенные ребра 11Е, которые удерживают опору 23 и электродвигатель 21 на своем месте. Дополнительные ребра 11F, предусмотренные внутри обоих полукожухов 11А и 11В, входят в зацепление с той частью трубы 3, которая проходит внутри части 11D кожуха. Как видно на фигуре 3, труба 3 при этом фиксируется в пределах довольно значительного участка своей длины внутри кожуха узла 11 и проходит сбоку электродвигателя 21 по направлению к задней зоне упомянутого электродвигателя и узла 11, то есть в направлении противоположного конца по отношению к ступице 5 и головке 7.

Внутри трубы 3 проходит передаточный механизм 25, выполненный в виде гибкого или жесткого вала (см. на фигуре 4). Одним своим концом (не показан) передаточный механизм 25 подсоединен известным как таковой способом к ступице 5, обеспечивая передачу на нее вращательного движения, тогда как на противоположном своем конце он имеет торсионное соединение с ведомым валом 27 редукционной передачи 29, расположенной между электродвигателем 21 и передаточным механизмом 25.

Ведомый вал 27 опирается на подшипники 30 и 31, расположенные внутри корпуса 33, внутри которого расположено также и гнездо 35, выполненное посредством соответствующей механической обработки и в котором своим концом закрепляется полая труба 3. Корпус 33 выполнен в виде одной цельной детали вместе с опорой 23 электродвигателя, например, из прессованной пластмассы, алюминия или же из какого-нибудь другого материала, приемлемого для использования с этой целью. Однако этот корпус 33 может быть также изготовлен и каким-нибудь иным способом, например, он может быть в виде одной цельной детали вместе с кожухом либо в виде отдельно выполненного элемента, который неподвижно крепится внутри полукожухов 11А, 11В, образующих собой кожух, внутри которого находится электродвигатель, при помощи специально предусматриваемых с этой целью соответствующих лапок или же соответствующего оребрения, аналогичного тому, которое обозначено позициями 11Е и 11F.

Тем не менее, выполнение его в виде одной цельной детали вместе с опорой 23 позволяет получить целый ряд преимуществ. Во-первых, упрощаются процессы изготовления и сборки всего устройства в целом. Более того, исполнение этих двух элементов конструкции в виде одной цельной детали позволяет повысить точность сборки.

Фактически, в основании 23А опоры 23 также предусматривается наличие соответствующего гнезда 23С под опору 37 ведущего вала 39 электродвигателя 21. Как показано на фигуре 3, вал 39 выступает наружу из корпуса электродвигателя с задней его стороны, то есть с противоположной стороны по отношению к тому положению, в котором находится режущая головка 7. Вал 39 пропущен сквозь гнездо 23С, в котором находится опора 37, и на этом же валу при помощи шпонки закреплено первое зубчатое колесо 41, которое находится в зацеплении со вторым зубчатым колесом 43, закрепленным при помощи шпонки на ведомом валу 27. Эта пара зубчатых колес 41, 43 и образует собой редукционную передачу, расположенную между электродвигателем 21 и передаточным механизмом 25. Расположение подшипников указанных двух валов в соответствующих гнездах, выполненных в одной и той же опорной детали, позволяет в значительной мере упростить проведение сборки и повысить точность ее выполнения.

Редукционная передача может быть также выполнена и в виде пары шкивов, на которые надевается приводной ремень, который при необходимости может быть зубчатым.

Как это ясно показано на фигуре 3, и передаточный механизм 25, и труба 3 проходят внутри кожуха, образованного полукожухами 11А, 11В узла 11, приблизительно параллельно электродвигателю 21, то есть сбоку от него, и выходят в зону, находящуюся позади упомянутого электродвигателя. Редукционная передача расположена в задней зоне узла 11, то есть в наиболее удаленной зоне по отношению к концу трубы 3, несущему на себе режущий элемент 7. Такое размещение позволяет обеспечить компактность и высокие эргономические свойства предлагаемого устройства, а также гарантирует обеспечение надлежащей жесткости и получение малых габаритных размеров для всей этой системы в целом.

Компоновка конструкции, показанная на чертежах, предусматривает расположение трубы 3 внутри кожуха, образованного полукожухами 11А, 11В, и фиксированное крепление ее в гнезде 35, выполненном в корпусе 33. Однако труба 3 может также располагаться и таким образом, чтобы длина того ее участка, который вставляется внутрь кожуха, была меньше по сравнению с длиной такого же участка передаточного механизма 25, а оканчивалась бы труба при этом где-нибудь в промежуточном положении на протяжении полой части 11D. Компоновка такого типа обеспечивала бы, тем не менее, получение соответствующих преимуществ перед уже существующими схемами в отношении жесткости и прочности конструкции, но только лишь в более скромных масштабах.

Следует понимать, что на прилагаемых чертежах показан исключительно только в качестве примера всего лишь один из практически возможных вариантов, осуществления настоящего изобретения, в который могут быть внесены различные изменения, касающиеся формы отдельных элементов устройства и их размещения, но не выходящие, однако, за пределы объема и существа изобретения. Любые номера позиций, указываемые в прилагаемой формуле изобретения, приводятся исключительно только лишь с целью облегчить прочтение формулы изобретения, обращаясь при этом к тексту описания изобретения, ни в коей мере не ограничивая при этом объема защиты изобретения.

Реферат

Изобретение относится к передаточным механизмам для обеспечения работы рабочего органа, находящегося на конце трубы. Устройство содержит узел, включающий электродвигатель с ведущим валом. Полая опорная труба первым своим концом связана с соединительным средством рабочего органа, а второй конец трубы соединен с узлом. Сквозь полую трубу по всей ее длине проходит передаточный механизм в направлении соединительного средства. Передаточный механизм проходит сбоку от электродвигателя. Ведущий вал электродвигателя обращен в противоположную сторону по отношению к первому концу трубы. Между ведущим валом и передаточным механизмом расположена редукционная передача. Ведущий вал и электродвигатель установлены на общей опоре в кожухе. Устройство обладает малыми габаритными размерами при использовании электродвигателя с высоким числом оборотов. 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула