CN100386510C - 具有上部动力输出的立轴内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机包括曲轴箱和竖直装配在曲轴箱中的曲轴。曲轴的一端从曲轴箱底部向外延伸，用来连接由发动机驱动的主机具，例如割草机刀片。曲轴的另一端从曲轴箱的顶部向外延伸，其具有联结器来接合一个附属装置。附属装置可以永久地或可拆卸地连接到发动机。优选地，一个罩在曲轴箱的顶部延伸，并且其具有一个外表面，一个腔从外表面向曲轴箱延伸。联结器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面，使得腔由此保护旋转联结器不被装有发动机的装置的使用者所误接触。当附属装置没有连接到联结器时，一个顶盖也可以闭合腔来进一步防止误接触。

Description

具有上部动力输出的立轴内燃机
技术领域
本发明涉及具有垂直曲轴类型的内燃机，同时涉及用于连接由发动机驱动的附属装置的机构。
背景技术
许多类型的动力设备，例如手推式(walk-behind)和乘式割草机，利用了具有竖直布置的曲轴的内燃机。这些发动机具有一个或多个水平排列的活塞室，使得活塞驱动曲轴来绕一个竖直轴旋转。曲轴从发动机的底部延伸，在此处连接被驱动的机具。例如，皮带轮或链轮通常连接到曲轴的下部来驱动割草机的刀片和轮子。垂直曲轴的上端通常连接到飞轮和启动机构，同时不延伸到发动机机体以外。
在一些动力设备中，理想的是，除例如用于割草机的刀片和轮子的主机具外，发动机还供给附属装置动力。迄今，这些和其它类型的动力设备采用的通用技术是从一个安装在发动机曲轴底端的联结器驱动这些附件。例如，美国专利6155035号描述了一个动力输出装置，其将手推式割草机的发动机连接到在旁边放置的切碎机(chipper-shredder)。美国专利4965990号公开了修边机和手推式割草机的连接。这样所有由发动机驱动的设备接收来自曲轴同一端的动力。
发动机安装到诸如割草机的动力设备上后，对于使用者来说，要连接需要发动机动力的附件可能非常困难。动力设备制造商经常以这样一种方式将发动机装配在设备的机架上，即很难或不可能进一步接近曲轴的下部。除非动力设备制造商提供一种动力输出联结器，否则附加的附件经常不能连接到发动机。即使当提供了动力输出联结器时，也经常需要存在安全危险的暴露的皮带、链条或轴。
因此，理想的是在发动机上提供一种动力输出联结器，其在发动机装配到一个动力设备后容易接近，并且其中联结器具有暴露的运动部分。
发明内容
一种内燃机包括一个曲轴箱和一个竖直装配在曲轴箱中的曲轴。曲轴具有从曲轴箱的底部向外延伸的第一端，用来连接由发动机驱动的机具。曲轴的另一端从曲轴箱的顶部向外延伸，同时具有一个联结器来接合附属装置。
在优选实施方式中，一个罩延伸到曲轴箱的上方。该罩具有一个外表面，一个腔从该外表面向曲轴箱延伸。联结器凸出到腔中，但是不向外延伸超过罩的外表面。该腔使得附属装置与联结器接合，同时可以由发动机驱动。然而，该腔保护旋转联结器，使得装有发动机的装置的使用者不会误接触。当附属装置没有连接到联结器时，一个顶盖也可以关闭腔来进一步防止误接触。
附图说明
图1是结合根据本发明的内燃机的手推式割草机的等轴测图；
图2是通过图1的内燃机的部分横截面图；
图3说明了在发动机上覆盖在轴的暴露端的保护顶盖；
图4-5描绘了用于旋转地将附属装置连接到发动机曲轴上端的可替换机构；以及
图6是一个部分横截面图，其中，用于附属装置的联结器整体成型到曲轴上。
具体实施方式
首先参考图1，传统的手推式割草机10具有装配有内燃机14的平台12。发动机14是垂直曲轴设计，其中曲轴的底端延伸到割草机平台12的下面，同时连接到割草刀片。刀片被称为该类型动力设备的机具，其执行动力设备的主要功能，割草。皮带轮或其它机构可以连接到曲轴下端以传统的方式为割草机的轮子提供动力。当发动机装配在一个设备中时，在此垂直的曲轴是指曲轴的方向。虽然本发明以手推式割草机12为例来说明，发动机14也可以装配在乘式割草机或更多各种其它类型的动力设备上。
割草机10也具有装配在发动机14顶部的附属装置16，同时从此接收动力。在图1的示范性实施方式中，附属装置16是一个泵，其可以是压力清洗装置或杀虫剂喷射器的一部分。泵被认为是一种附属装置，因为其不涉及动力设备主要功能，割草。泵是一种类型的附属装置的一个实例，其可以从本发明的新颖的观念获益。本领域的技术人员应该理解的是，任何各种动力附件可以如此装配，例如发电机、电焊机、空气压缩机或切碎机。这样的动力附件不必永久装配在割草机发动机上，而可以由最终用户互换。
图2描述了发动机14的部分横截面图。发动机14包括一个传统的曲轴箱20，其具有容纳活塞的缸径。曲轴22竖直延伸穿过曲轴箱20，并具有一个从曲轴箱凸出的下端24。当发动机14装配在割草机10的平台12上时，割草刀片连接到曲轴22的下端24。附加部件连接到曲轴箱的那端，来为自动推进的割草机的轮子供给动力。
曲轴22的上端26延伸到曲轴箱20的上面，同时连接到飞轮28。具有从水平盘34向上直立的数个刀片32的传统风机连接到飞轮28。曲轴联结器36栓接到飞轮，同时具有花键轴38，其与曲轴22的轴同轴。花键轴38向上凸出穿过发动机机体42中的大的开口40。发动机机体42在曲轴箱20的顶部延伸。适配罩44装配在发动机机体42的顶部，同时具有管状突起46，其向下延伸穿过发动机机体42中的开口40，同时具有花键轴38从中延伸穿过的孔45。孔45中的滚珠轴承48具有接合管状突起46的外座圈和接合曲轴联结器36的内座圈。
管状突起46形成凹口或腔50，其从适配罩44的外表面51向曲轴箱20延伸，并且曲轴联结器36的花键轴38在其中延伸。需要指出，花键轴38的一端没有从腔50中凸出超出外表面51的最上部。适配罩44由此保护花键轴38不被其上装配发动机14的动力设备的使用者误接触。为了进一步防止对花键轴38的旋转端的误接触，当附属装置没有连接到如图3中所示的发动机时，顶盖52可以插到适配罩的腔50的开口端。
再次参考图2，附属装置16装配到适配罩44的外表面51上。用于附属装置的驱动轴54向下延伸到腔50中，同时具有带槽的开口，其容纳曲轴联结器36的花键轴38，来将两个轴旋转地互锁。花键轴38和驱动轴54的联结将动力从发动机14传输到附属装置16。在示例性附属装置16中，这种驱动轴54与曲轴联结器36的连接驱动泵的叶轮，从而通过出口软管19将液体从入口软管18排出。
花键轴38提供的联结可以使得附属装置16容易地从发动机14拆除，由此使割草机10恢复到割草状态。这种可拆卸性可以使各种附属装置可交换地安装到发动机14来接收机械动力。如在此所用，“可拆卸”意思是无需对动力设备的进行实质或大量拆卸，就可以从发动机分离附属装置的能力。
虽然，一种花键联结器如图2所示连接到发动机14上的曲轴联结器36的轴38来驱动附属装置16的轴，也可以提供其它类型的联结器。例如，轴38和54可以分别具有键槽，其容纳旋转地将两个轴锁在一起的键56，如图4所示。可选择地，曲轴联结轴的末端可以具有方形的横截面，其可以被接收于驱动轴54中的方形开口，如图5所示。可以使用其它多边形横截面，例如图6中的六边形。
参考图7，曲轴联结器36可以整体成型到曲轴22的上端。在该实施方式中，在该曲轴端的连接轴64的形状使得其与附属装置16的驱动轴54旋转地接合。例如，联结器轴64具有在驱动轴54开口的配合槽(matting grooves)中容纳的花键。如上所述，也可以使用其它类型的转动联结器。
前述的说明主要针对本发明的优选实施方式。虽然涉及了一些本发明范围内的各种可选方式，应该理解的是，对于本发明的实施方式的公开内容，显而易见，本领域的技术人员还可以实现其它的可选方式。因此，本发明的范围将由下面的权利要求决定，而不限于以上的公开内容。

Claims (29)

1.一种内燃机，其包括：
具有顶部和底部的曲轴箱；以及
竖直装配在曲轴箱中的曲轴，并且其具有从曲轴箱底部向外延伸来连接由发动机驱动的机具的第一端，所述曲轴进一步具有从曲轴箱顶部向外延伸的联结器，用来对附属装置施加旋转动力，其中所述联结器可使内燃机的用户将所述附属装置连接到所述曲轴上以及从所述曲轴上拆除。
2.根据权利要求1的内燃机，其中，曲轴的联结器包括用来接合附属装置的花键轴。
3.根据权利要求1的内燃机，其中，曲轴的联结器包括具有多边形横截面的轴，用来接合附属装置。
4.根据权利要求1的内燃机，其中，曲轴的联结器包括具有键槽和键的轴，用来接合附属装置。
5.根据权利要求1的内燃机，其中，曲轴的联结器包括连接到曲轴并具有一个用来接合附属装置的部件的适配器。
6.根据权利要求1的内燃机，还包括一个在曲轴箱上方延伸的罩，并具其有一个外表面，一个腔从所述外表面向曲轴箱延伸，同时所述腔具有一个底部开口，联结器通过该底部开口凸出。
7.根据权利要求6的内燃机，其中，联结器不向外延伸超出罩的外表面。
8.根据权利要求6的内燃机，还包括一个顶盖，其延伸跨过所述腔并与罩的外表面相邻。
9.根据权利要求1的内燃机，还包括一个固定的顶盖，在附属装置没有连接到发动机时，用来保护联结器不被接触。
10.一种用来将动力施加于机具和附属装置的内燃机，所述内燃机包括：
具有顶部和底部的曲轴箱；
竖直装配在曲轴箱中的曲轴，并且其具有从曲轴箱底部向外延伸来连接机具的第一端，所述曲轴具有从曲轴箱顶部向外延伸的第二端；以及
连接曲轴的第二端的联结器，来接合并对附属装置施加旋转动力，其中所述联结器可使内燃机的用户将所述附属装置连接到所述曲轴上以及从所述曲轴上拆除。
11.根据权利要求10的内燃机，进一步包括连接到曲轴第二端的飞轮。
12.根据权利要求11的内燃机，其中，联结器包括连接到飞轮并具有与附属装置配合的轴的适配器。
13.根据权利要求10的内燃机，其中，联结器整体成型到第二端上，使得曲轴和联结器形成为一个部件。
14.根据权利要求10的内燃机，还包括在曲轴箱的顶部上方延伸的罩，并且所述罩具有一个外表面，一个腔从该外表面向曲轴箱延伸，同时联结器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面。
15.根据权利要求14的内燃机，进一步包括一个顶盖，其延伸跨过所述腔并与罩的外表面相邻。
16.根据权利要求10的内燃机，进一步包括一个固定的顶盖，在附属装置没有连接到发动机时，其保护联结器不被接触。
17.一种用来对附属装置施加动力的内燃机，所述内燃机包括：
具有顶部和底部的曲轴箱；
竖直装配在曲轴箱中的曲轴，其具有最接近曲轴箱底部的第一端和从曲轴箱顶部向外延伸的第二端；以及
连接到曲轴的第二端的联结器，其用来接合附属装置并对所述附属装置施加转动力，而且随后从附属装置拆除所述联结器。
18.根据权利要求17的内燃机，还包括一个连接到曲轴的第二端的飞轮，并且其中联结器包括一个连接到飞轮并具有与附属装置配合的轴的适配器。
19.根据权利要求17的内燃机，其中，联结器整体成型到第二端上，使得曲轴和联结器形成一个部件。
20.根据权利要求17的内燃机，还包括一个在曲轴箱顶部上方延伸的罩，所述罩具有一个外表面，腔从外表面朝曲轴箱延伸，同时联结器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面。
21.一种产生动力的装置，其包括：
一种内燃机，具有带有顶部和底部的曲轴箱，并具有竖直装配在曲轴箱中的曲轴，其中，曲轴具有最接近曲轴箱底部的第一端和从曲轴箱顶部向外延伸的第二端；
连接到曲轴第二端的联结器；以及
具有动力输入的附属装置，其可拆卸地连接到联机器上，接收来自内燃机的机械动力。
22.根据权利要求21的产生动力的装置，还包括连接到曲轴第二端的飞轮，并且其中联结器联接到飞轮，并具有与附属装置配合的轴。
23.根据权利要求21的产生动力的装置，其中，联结器整体成型到第二端上，使得曲轴和联结器形成一个部件。
24.根据权利要求21的产生动力的装置，还包括在曲轴箱的顶部上方延伸的罩，所述罩具有一个外表面，一个腔从外表面朝曲轴箱延伸，同时所述腔具有一个底部开口，联结器从其中凸出，联结器不向外延伸超出罩的外表面。
25.根据权利要求21的产生动力的装置，其中，曲轴的第一端从曲轴箱的底部延伸出去；同时还包括一个连接到由内燃机驱动的曲轴的第一端的机具。
26.根据权利要求1的内燃机，其中所述联结器提供一个机构，所述机构使得所述附属装置可以从所述曲轴上拆除，而不会影响内燃机的运行。
27.根据权利要求10的内燃机，其中所述联结器提供一个机构，所述机构使得所述附属装置可以从所述曲轴上拆除，而不会影响内燃机的运行。
28.根据权利要求17的内燃机，其中所述联结器提供一个机构，所述机构使得所述附属装置可以从所述曲轴上拆除，而不会影响内燃机的运行。
29.根据权利要求21的内燃机，其中所述联结器提供一个机构，所述机构使得所述附属装置可以从所述曲轴上拆除，而不会影响内燃机的运行。
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