CN100460643C - 将实用设备的轴杆以可拆除方式耦接到内燃机的机构 - Google Patents

Abstract

一种装有动力的装置，其包括一个以可拆除方式安装在内燃机上的实用设备。该引擎具有壳体、竖直曲轴、以及与曲轴上端相连的引擎耦接设备。实用设备包括本体和驱动连接设备，该驱动连接设备与曲轴以可拆除方式耦接而从内燃机接收旋转力。实用设备的重量由支承轴承支承，该支承轴承牢固地连接到所述本体或者引擎耦接设备，并与所述本体和引擎耦接设备中的另一个以可释放方式接合。

Description

将实用设备的轴杆以可拆除方式耦接到内燃机的机构

技术领域

本发明涉及一种内燃机，并涉及一种机构，所述机构用于耦接将由该引擎驱动的可拆卸的实用设备。

背景技术

许多类型的动力设备——例如后操纵式以及骑乘式的割草机——使用具有竖直朝向曲轴的内燃机。当由一个或者多个活塞——所述活塞在引擎组的水平镗孔内移动——驱动时，曲轴绕一个竖直的轴线转动。曲轴从引擎的底部突出，受驱动的器械附接到该引擎的底部处。对于后操纵式的割草机而言，刀片附接在引擎曲轴的下端，而且，对于骑乘式的割草机而言，滑轮或者链轮通常连接在曲轴的该端以驱动刀片和轮子。典型地，竖直曲轴的上端连接到一个飞轮以及起动机构、并且不延伸出引擎壳体。

在某些动力设备中，有利地，除了主器械——例如割草机的刀片和轮子——之外，引擎还为实用设备提供动力。迄今为止，这些或者其它类型的动力设备所采用的常规技术是通过一个附接到引擎曲轴底端的耦接设备来驱动这种实用设备。例如，美国专利6,155,035公开了一种动力输出设备，该动力输出设备将后操纵式割草机的引擎耦接到设置在旁侧的切割-切碎设备中。美国专利4,965,990公开了将修边机组件附接到后操纵式割草机上。从而，所有通过引擎驱动的设备都从曲轴的相同端接受动力。

当引擎被组装到一个动力设备——例如割草机——上之后，使用者附接实用设备——该实用设备需要来自于引擎的动力——是非常困难的。制造商常常如此地将引擎安装在设备的框架上：不容易或者不可能接近曲轴的下端。除非动力设备的制造商提供一个动力输出耦接设备，否则，另外的附件通常是不能连接到引擎上的。哪怕在提供了动力输出耦接设备时，其也常常需要暴露出的带、链或杆，这引起了安全危险。

除了割草机之外，还有各种其它的设备——例如发电机、动力清洗机、真空吸尘器、空气压缩机以及切割-切碎设备，它们由汽油动力的内燃机驱动。迄今为止，不同的设备具有其专门的引擎，这增加了设备的成本。可以通过设计这样的一种推车来节约成本——该推车具有通常可移动的内燃机，不同类型的设备可以互换地连接于其上。例如，这使得：当在远处需要动力时，使用者可以将一个发电机附接到引擎上，而在其它时间将所需要的设备——泵或者空气压缩机——附接到引擎上。

因此，有利地，提供一种机构，用于将多种实用设备可互换地安装到内燃机上，使得所述设备可以由使用者容易地更换。

发明内容

一种装有动力的装置，包括有一个带有壳体和竖直曲轴的内燃机。实用设备具有一个本体和一个以可拆除方式耦接到曲轴上以从内燃机接收旋转力的驱动连接设备。支承轴承牢固地连接到所述的本体或者竖直曲轴，并且与本体或竖直曲轴中的另一个以可释放方式接合。实用设备的重量通过支承轴传递到内燃机上。

优选地，所述装有动力的装置具有一个附接到曲轴、并与支承轴承接合的引擎耦接设备。所述引擎耦接设备具有一个孔，驱动连接设备容置在该孔内。虽然可以在引擎耦接设备和驱动连接设备之间采用不同类型的接口，一种优选的接口把带花键的轴杆用作驱动连接设备，而引擎耦接孔具有槽，所述花键容置在所述槽内。在一个实施方式中，引擎耦接设备附接到安装于曲轴上的飞轮中。

所述的实用设备具有一个与驱动元件相连的装置，其中所述装置可以是鼓风机、空气压缩机、切割-切碎设备、泵、动力清洗机、真空吸尘器、化学喷雾器、以及发电机。

附图说明

图1为后操纵式割草机的等距视图，该后操纵式割草机结合有一个内燃机，几种不同的设备可以附接到该内燃机上；

图2为图1中内燃机的等距视图，其中一个发电机附接到该内燃机上；

图3为安装在引擎上的发电机的俯视图；

图4是沿图3中4-4线的剖视图，其示出了把手中的一个机构，该机构将发电机锁定到引擎上；

图5为沿图3中5-5线的局部剖视图；以及

图6为一个泵的等距视图，该泵可替代发电机地附接到所述引擎上、并由所述引擎驱动。

具体实施方式

首先参考图1，一个传统的后操纵式割草机10具有一个平台12，内燃机14通过传统的装置安装在该平台上。引擎14具有竖直曲轴的设计，其中曲轴的底端延伸到割草机平台12之下并附接到割草的刀片(不能看到)。滑轮或者其它的机构也可以附接到曲轴的下端而以传统的方式驱动割草机的轮子。虽然本发明参考后操纵式割草机10进行描述，引擎14可以安装在骑乘式的割草机上、或者安装在多种不同的其它类型的动力设备上。此外，引擎14可安装在一个与平台12类似的有轮推车上，但是其中曲轴的下端并不与设备相连。

割草机10还具有一个实用设备16，该设备16能够以可拆除方式安装在引擎14的顶部而从曲轴的上端接收机械动力。典型地，当割草机被用来割草时，该实用设备将与引擎脱离，从而在本文中的术语“实用设备”意味着一种有用的设备，其对于引擎的操作而言并不是必须的。从而，对于操作拖拉机、割草机或者引擎而言，实用设备并不是必须的。此外，本文中所使用的术语“可拆除的”和“以可拆除方式”意味着可以从引擎上分离该实用设备而无需拆开动力设备或者使用工具。在图1的示例性的实施方式中，实用设备16为一个发电机18，该发电机在双向出口处产生120伏、60赫兹的交流电。发电机18为一种类型的实用设备的示例，其得益于本发明的新颖概念。可通过这种方式来以可拆除方式安装任意数量的实用设备16——例如鼓风机、空气压缩机、弧焊机、通用泵、切割-切碎设备、动力清洗机、真空吸尘器、化学喷雾器、以及类似的动力设备。应当理解，一个给定的使用者可能拥有几种不同类型的实用设备16，这些设备可以如需地在单个内燃机14上进行互换。

参照图2和3，内燃机14的设计是传统的，其具有一个或多个对竖直地安装在曲轴箱中的曲轴进行驱动的汽缸。内燃机14具有一个壳体20，该壳体可以简单地是曲轴箱或者可以是绕曲轴箱的外围。托架单元22附接到引擎曲轴箱上，并且具有位于壳体一侧的第一托架24和位于相对侧的第二托架26。每个托架24和26都具有一个竖直的板28，一对隔开的薄片30从竖直板28向外地突出而在其间形成一个槽口32(亦参见图1)。

实用设备16具有一个封装有工作构件的本体40，该等工作构件由内燃机14驱动。在发电机18的情形中，本体40的形状是圆柱形的，然而，其它的实用设备的本体可以具有其它的几何形状。第一翼部41和第二翼部42从本体40的下部沿水平方向突出，该下部与内燃机14邻近。第一翼部41的上表面具有一个标准的双向电出口44和一个用于断路开关的重设按钮46。通过连接到双向电出口44，例如动力工具的电气设备可以由发电机提供动力。

一个第一把手51连接到第一翼部41远离本体40的那个端部，而第二把手52连接到第二翼部42的远端。每个把手41和42都具有一个矩形的孔50，使用者的手穿过该孔而握紧和运送实用设备16。握紧把手释放了一个闩锁机构55，该闩锁机构55确保实用设备16紧固到内燃机14。

图4示出了一个把手52中的闩锁机构55，而另一个把手51具有一个相同的机构。把手52具有一个由两个半部81和82形成的壳80，半部81和82之间具有一个腔。闩锁滑件84容置在该腔内并在把手中的矩形孔50的顶部处具有一个握紧装置85。握紧装置85由侧杆86连接，所述侧杆86沿矩形孔50的侧边延伸到拉杆87的上端。拉杆87的下端通过第一销枢转地连接到链接设备88的一端，而链接设备88的另一端通过第二销枢转地连接到闩钩90。压缩弹簧89向下偏压拉杆87，这使得闩钩90从所示的把手壳80转出。当实用设备16完全地座落于内燃机14上时，闩钩90突入到一个位于附接在内燃机14上的托架26内的孔92中，从而防止所述设备向上移动而离开引擎。

图5示出了实用设备16如何以可拆除方式耦接而从内燃机14接收机械动力。引擎14包括有一个传统的曲轴箱60，其带有驱动竖直曲轴62的汽缸和活塞(不能看到)。当引擎14安装在割草机10的平台12上时，割草刀片附接到曲轴62的下端64上。曲轴62的上端66延伸到曲轴箱60的上方并通过螺栓或者类似的紧固设备连接到飞轮68。一个引擎耦接设备71紧固到飞轮68并具有纵向开槽的孔72，该孔与曲轴62的轴线是同轴的。引擎壳体20的上表面具有一个开口69，引擎耦接设备71穿过该开口而延伸。可选地，引擎耦接设备71可凹入在引擎壳体20的下方。当实用设备16没有连接到内燃机14时，一个盖(未图示)关闭这个壳体开口69并覆盖住引擎耦接设备71。

实用设备16具有一个驱动轴杆73，当被转动时，该驱动轴杆73驱动所述设备内部的机械构件。在发电机18的情形中，电磁线圈74附接到驱动轴杆73而形成一个在定子线圈76内转动的电枢。驱动轴杆73通过两个滚球轴承77支撑在本体40的内框架75中，而所述的框架也支撑着定子线圈76。驱动轴杆73的一端从实用设备16的本体40突出并形成一个驱动连接设备78，该设备78插入到引擎耦接设备71的开槽孔72内。驱动连接设备77具有容置在位于引擎耦接孔72中的纵槽内的花键，从而，旋转力从引擎传递到实用设备。虽然花键耦接设备优选地将实用设备16的驱动轴杆73连接到引擎耦接设备71，也可以采用其它类型的耦接设备。例如，驱动轴杆73端部的截面可以是方形或者非圆形的，容置在引擎耦接设备71的配合孔内。

例如滚珠轴承的支承轴承79具有一个牢固地附接到实用设备框架75上的外座圈、并且具有一个绕驱动轴杆73延伸并与该轴杆73隔开的内座圈。当实用设备16放置在内燃机14上时，支承轴承79的内座圈以可拆除方式搁置在引擎耦接设备71的肩部上。通过支承轴承79，实用设备16的几乎所有重量都由引擎支撑。实用设备16的本体与引擎14之间的任意接触伴随着由与引擎耦接设备71结合的支承轴承79所提供的支撑。支承轴承79使得引擎耦接设备71可以转动而支撑实用设备16的静止本体。

为了将实用设备16附接到内燃机14上，使用者握紧把手51和52、并将设备保持在引擎上方，如图1所示。此外还参照图4，从这个位置降低实用设备16，直至其驱动轴杆73的端部进入到位于引擎耦接设备71中的孔72内。使用者可能必须转动实用设备16，使得当设备降低时驱动轴杆73上的花键与引擎耦接孔中的槽对齐并且进入到这些槽内。然后，使用者进一步地转动实用设备16，使得把手51和52滑入位于薄片30——所述薄片位于引擎托架24和26上——之间的槽口32内，如图2所示。当实用设备16如图4所示地完全座落到内燃机14上、并且使用者释放把手时，则把手上的闩锁机构55接合托架24和26。

当实用设备16安装在内燃机14上时，引擎托架24和26上的薄片30限制把手51和52的移动，基本上防止在引擎推动驱动轴杆73时实用设备的本体转动。闩锁防止实用设备16由于引擎的振动而向上移离引擎14。引擎托架24和26以及把手51和52中的闩锁机构55形成了一个设备的耦接装置，该耦接装置将实用设备本体40紧固到引擎壳体20上。

为了拆除实用设备16，使用者穿过孔50、握住把手51和52并释放闩锁。参照图4和图5，通过握住把手，使用者将闩锁滑件的握紧装置85挤向把手壳80的上部，从而向上地提起闩锁滑件84。该运动通过链接设备88传递到闩钩90，而闩钩90转动到一个位于把手壳80内的缩回位置、并且脱离与位于内燃机14上的托架26的接合。这使得实用设备可以从引擎14上提走，从而从引擎耦接设备71拔出驱动轴杆73。一旦驱动轴杆73离开引擎14，实用设备16可以放置在存储位置上。然后，割草机10可以进行割草或者容置另一个实用设备。

图6示出一个可替代发电机16附接到内燃机14上的泵。泵100的外壳结构与发电机16类似。特别地，泵100具有一个封装有泵的工作构件的圆柱形本体102。一对翼部104从本体102向外突出并在远端处具有分开的把手106。把手具有与引擎托架24和26接合的闩锁，从而将泵100以可释放方式紧固到引擎14，如同上文采纳靠发电机16的把手所描述的那样。用于所抽吸的流体的入口连接器108和出口连接器110设置在本体的上表面上，用于将软管连接到所述的泵。驱动轴杆112从所述本体向下延伸而接合引擎耦接设备71。

上述的描述主要涉及本发明的一种实施方式。虽然也注意到了位于本发明范畴内的不同的可选形式，但是本领域内的技术人员会容易地理解另外的可选形式，通过对本发明实施方式的公开，这些可选形式是明了的。因此，本发明的范畴应当通过下文的权利要求而决定，而不仅限于上文中的公开。

Claims (19)

1.一种装有动力的装置，包括：

带有壳体和竖直曲轴的内燃机；

具有本体和驱动连接设备的实用设备，该驱动连接设备以可拆除方式耦接到所述曲轴而从内燃机接收旋转力；以及

与所述本体和竖直曲轴中的一个牢固地连接、并与所述本体和竖直曲轴中的另一个以可释放方式接合的支承轴承，其中所述实用设备的重量通过该支承轴承传递到内燃机。

2.如权利要求1所述的装有动力的装置，其中该实用设备包括有与所述驱动连接设备相连的装置，其中从以下组合中选择该装置：鼓风机、空气压缩机、泵、切割-切碎设备、动力清洗机、真空吸尘器、化学喷雾器、以及发电机。

3.如权利要求1所述的装有动力的装置，其中所述实用设备的几乎所有重量都通过所述支承轴承传递到内燃机。

4.如权利要求1所述的装有动力的装置，进一步包括附接到所述曲轴、并与所述支承轴承接合的引擎耦接设备，该引擎耦接设备具有一个孔，所述驱动连接设备容置在该孔内。

5.如权利要求1所述的装有动力的装置，进一步包括附接到所述曲轴的飞轮，并且该飞轮上安装有引擎耦接设备，所述引擎耦接设备与支承轴承和驱动连接设备以可拆除方式接合。

6.如权利要求1所述的装有动力的装置，其中：

所述内燃机进一步包括有引擎耦接设备，该引擎耦接设备附接到所述曲轴上并且具有一个孔；并且

所述实用设备的驱动连接设备包括有容置在该孔内的轴杆。

7.如权利要求6所述的装有动力的装置，其中所述引擎耦接设备的孔的截面是非圆形的，而所述驱动连接设备的轴杆的截面与引擎耦接设备的非圆形截面相配合。

8.如权利要求6所述的装有动力的装置，其中所述驱动连接设备的轴杆具有花键，而所述引擎耦接设备的孔具有槽，所述花键容置在所述槽内。

9.一种装有动力的装置，包括：

带有竖直曲轴以及引擎耦接设备的内燃机，该引擎耦接设备与所述竖直曲轴相连并具有一个开口；

具有本体和驱动轴杆的实用设备，该驱动轴杆以可拆除方式容置在引擎耦接设备的开口内；以及

与所述本体和引擎耦接设备中的一个牢固地连接、并与所述本体和引擎耦接设备中的另一个以可释放方式接合的支承轴承，其中所述实用设备的重量通过该支承轴承传递到内燃机。

10.如权利要求9所述的装有动力的装置，进一步包括有将所述引擎耦接设备连接到竖直曲轴的飞轮。

11.如权利要求9所述的装有动力的装置，其中所述实用设备的几乎所有重量都通过所述支承轴承传递到内燃机。

12.如权利要求9所述的装有动力的装置，其中所述支承轴承紧固到实用设备的本体并与引擎耦接设备以可拆除方式接合。

13.如权利要求9所述的装有动力的装置，其中所述引擎耦接设备的孔的截面是非圆形的；而所述驱动轴杆的截面与该孔的非圆形截面相配合。

14.如权利要求13所述的装有动力的装置，其中所述驱动轴杆具有花键，而所述引擎耦接设备的孔具有槽，所述花键容置在所述槽内。

15.一种用于和内燃机连接的实用设备，该内燃机具有壳体、曲轴、以及与该曲轴相连的引擎耦接设备，所述实用设备包括：

本体，

用于以可拆除方式连接到所述引擎耦接设备而从内燃机接收旋转力的驱动元件；以及

紧固到所述本体而与引擎耦接设备以可拆除方式接合的支承轴承，其中所述实用设备的重量通过该支承轴承传递到内燃机。

16.如权利要求15所述的实用设备，其中该实用设备包括有与所述驱动元件相连的装置，其中从以下组合中选择该装置：鼓风机、空气压缩机、泵、切割-切碎设备、动力清洗机、真空吸尘器、化学喷雾器、以及发电机。

17.如权利要求15所述的实用设备，其中所述驱动元件包括有容置在引擎耦接设备的孔内的轴杆。

18.如权利要求17所述的实用设备，其中所述引擎耦接设备的孔的截面是非圆形的，而所述驱动元件的轴杆的截面与该孔的非圆形截面相配合。

19.如权利要求17所述的实用设备，其中所述驱动元件的轴杆具有花键，而所述引擎耦接设备的孔具有槽，所述花键容置在所述槽内。

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