專利名稱：具有上部動力輸出的立軸內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有垂直曲軸類型的內(nèi)燃機(jī)，同時涉及用于連接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的附屬裝置的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
許多類型的動力設(shè)備，例如手推式(walk-behind)和乘式割草機(jī)，利用了具有豎直布置的曲軸的內(nèi)燃機(jī)。這些發(fā)動機(jī)具有一個或多個水平排列的活塞室，使得活塞驅(qū)動曲軸來繞一個豎直軸旋轉(zhuǎn)。曲軸從發(fā)動機(jī)的底部延伸，在此處連接被驅(qū)動的機(jī)具。例如，皮帶輪或鏈輪通常連接到曲軸的下部來驅(qū)動割草機(jī)的刀片和輪子。垂直曲軸的上端通常連接到飛輪和啟動機(jī)構(gòu)，同時不延伸到發(fā)動機(jī)機(jī)體以外。
在一些動力設(shè)備中，理想的是，除例如用于割草機(jī)的刀片和輪子的主機(jī)具外，發(fā)動機(jī)還供給附屬裝置動力。迄今，這些和其它類型的動力設(shè)備采用的通用技術(shù)是從一個安裝在發(fā)動機(jī)曲軸底端的聯(lián)結(jié)器驅(qū)動這些附件。例如，美國專利6155035號描述了一個動力輸出裝置，其將手推式割草機(jī)的發(fā)動機(jī)連接到在旁邊放置的切碎機(jī)(chipper-shredder)。美國專利4965990號公開了修邊機(jī)和手推式割草機(jī)的連接。這樣所有由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的設(shè)備接收來自曲軸同一端的動力。
發(fā)動機(jī)安裝到諸如割草機(jī)的動力設(shè)備上后，對于使用者來說，要連接需要發(fā)動機(jī)動力的附件可能非常困難。動力設(shè)備制造商經(jīng)常以這樣一種方式將發(fā)動機(jī)裝配在設(shè)備的機(jī)架上，即很難或不可能進(jìn)一步接近曲軸的下部。除非動力設(shè)備制造商提供一種動力輸出聯(lián)結(jié)器，否則附加的附件經(jīng)常不能連接到發(fā)動機(jī)。即使當(dāng)提供了動力輸出聯(lián)結(jié)器時，也經(jīng)常需要存在安全危險(xiǎn)的暴露的皮帶、鏈條或軸。
因此，理想的是在發(fā)動機(jī)上提供一種動力輸出聯(lián)結(jié)器，其在發(fā)動機(jī)裝配到一個動力設(shè)備后容易接近，并且其中聯(lián)結(jié)器具有暴露的運(yùn)動部分。

發(fā)明內(nèi)容
一種內(nèi)燃機(jī)包括一個曲軸箱和一個豎直裝配在曲軸箱中的曲軸。曲軸具有從曲軸箱的底部向外延伸的第一端，用來連接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的機(jī)具。曲軸的另一端從曲軸箱的頂部向外延伸，同時具有一個聯(lián)結(jié)器來接合附屬裝置。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，一個罩延伸到曲軸箱的上方。該罩具有一個外表面，一個腔從該外表面向曲軸箱延伸。聯(lián)結(jié)器凸出到腔中，但是不向外延伸超過罩的外表面。該腔使得附屬裝置與聯(lián)結(jié)器接合，同時可以由發(fā)動機(jī)驅(qū)動。然而，該腔保護(hù)旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)器，使得裝有發(fā)動機(jī)的裝置的使用者不會誤接觸。當(dāng)附屬裝置沒有連接到聯(lián)結(jié)器時，一個頂蓋也可以關(guān)閉腔來進(jìn)一步防止誤接觸。


圖1是結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的手推式割草機(jī)的等軸測圖；圖2是通過圖1的內(nèi)燃機(jī)的部分橫截面圖；圖3說明了在發(fā)動機(jī)上覆蓋在軸的暴露端的保護(hù)頂蓋；圖4-5描繪了用于旋轉(zhuǎn)地將附屬裝置連接到發(fā)動機(jī)曲軸上端的可替換機(jī)構(gòu)；以及圖6是一個部分橫截面圖，其中，用于附屬裝置的聯(lián)結(jié)器整體成型到曲軸上。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖1，傳統(tǒng)的手推式割草機(jī)10具有裝配有內(nèi)燃機(jī)14的平臺12。發(fā)動機(jī)14是垂直曲軸設(shè)計(jì)，其中曲軸的底端延伸到割草機(jī)平臺12的下面，同時連接到割草刀片。刀片被稱為該類型動力設(shè)備的機(jī)具，其執(zhí)行動力設(shè)備的主要功能，割草。皮帶輪或其它機(jī)構(gòu)可以連接到曲軸下端以傳統(tǒng)的方式為割草機(jī)的輪子提供動力。當(dāng)發(fā)動機(jī)裝配在一個設(shè)備中時，在此垂直的曲軸是指曲軸的方向。雖然本發(fā)明以手推式割草機(jī)12為例來說明，發(fā)動機(jī)14也可以裝配在乘式割草機(jī)或更多各種其它類型的動力設(shè)備上。
割草機(jī)10也具有裝配在發(fā)動機(jī)14頂部的附屬裝置16，同時從此接收動力。在圖1的示范性實(shí)施方式中，附屬裝置16是一個泵，其可以是壓力清洗裝置或殺蟲劑噴射器的一部分。泵被認(rèn)為是一種附屬裝置，因?yàn)槠洳簧婕皠恿υO(shè)備主要功能，割草。泵是一種類型的附屬裝置的一個實(shí)例，其可以從本發(fā)明的新穎的觀念獲益。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，任何各種動力附件可以如此裝配，例如發(fā)電機(jī)、電焊機(jī)、空氣壓縮機(jī)或切碎機(jī)。這樣的動力附件不必永久裝配在割草機(jī)發(fā)動機(jī)上，而可以由最終用戶互換。
圖2描述了發(fā)動機(jī)14的部分橫截面圖。發(fā)動機(jī)14包括一個傳統(tǒng)的曲軸箱20，其具有容納活塞的缸徑。曲軸22豎直延伸穿過曲軸箱20，并具有一個從曲軸箱凸出的下端24。當(dāng)發(fā)動機(jī)14裝配在割草機(jī)10的平臺12上時，割草刀片連接到曲軸22的下端24。附加部件連接到曲軸箱的那端，來為自動推進(jìn)的割草機(jī)的輪子供給動力。
曲軸22的上端26延伸到曲軸箱20的上面，同時連接到飛輪28。具有從水平盤34向上直立的數(shù)個刀片32的傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)連接到飛輪28。曲軸聯(lián)結(jié)器36栓接到飛輪，同時具有花鍵軸38，其與曲軸22的軸同軸?；ㄦI軸38向上凸出穿過發(fā)動機(jī)機(jī)體42中的大的開口40。發(fā)動機(jī)機(jī)體42在曲軸箱20的頂部延伸。適配罩44裝配在發(fā)動機(jī)機(jī)體42的頂部，同時具有管狀突起46，其向下延伸穿過發(fā)動機(jī)機(jī)體42中的開口40，同時具有曲軸聯(lián)結(jié)軸38從中延伸穿過的孔45?？?5中的滾珠軸承48具有接合管狀突起46的外座圈和接合曲軸聯(lián)結(jié)器36的內(nèi)座圈。
管狀突起46形成凹口或腔50，其從適配罩44的外表面51向曲軸箱20延伸，并且曲軸聯(lián)結(jié)器36的花鍵軸38在其中延伸。需要指出，花鍵軸38的一端沒有從腔50中凸出超出外表面51的最上部。適配罩44由此保護(hù)花鍵軸38不被其上裝配發(fā)動機(jī)14的動力設(shè)備的使用者誤接觸。為了進(jìn)一步防止對花鍵軸38的旋轉(zhuǎn)端的誤接觸，當(dāng)附屬裝置沒有連接到如圖3中所示的發(fā)動機(jī)時，頂蓋52可以插到適配罩的腔50的開口端。
再次參考圖2，附屬裝置16裝配到適配罩44的外表面51上。用于附屬裝置的驅(qū)動軸54向下延伸到腔50中，同時具有帶槽的開口，其容納曲軸聯(lián)結(jié)器36的花鍵軸38，來將兩個軸旋轉(zhuǎn)地互鎖?；ㄦI軸38和驅(qū)動軸54的聯(lián)結(jié)將動力從發(fā)動機(jī)14傳輸?shù)礁綄傺b置16。在示例性附屬裝置16中，這種驅(qū)動軸54與曲軸聯(lián)結(jié)器36的連接驅(qū)動泵的葉輪，從而通過出口軟管19將液體從入口軟管18排出。
花鍵軸38提供的聯(lián)結(jié)可以使得附屬裝置16容易地從發(fā)動機(jī)14拆除，由此使割草機(jī)10恢復(fù)到割草狀態(tài)。這種可拆卸性可以使各種附屬裝置可交換地安裝到發(fā)動機(jī)14來接收機(jī)械動力。如在此所用，“可拆卸”，意思是無需對動力設(shè)備的進(jìn)行實(shí)質(zhì)或大量拆卸，就可以從發(fā)動機(jī)分離附屬裝置的能力。
雖然，一種花鍵聯(lián)結(jié)器如圖2所示連接到發(fā)動機(jī)14上的曲軸聯(lián)結(jié)器36的軸38來驅(qū)動附屬裝置16的軸，也可以提供其它類型的聯(lián)結(jié)器。例如，軸38和54可以分別具有鍵槽，其容納旋轉(zhuǎn)地將兩個軸鎖在一起的鍵56，如圖4所示?？蛇x擇地，曲軸聯(lián)結(jié)軸的末端可以具有方形的橫截面，其可以被接收于驅(qū)動軸54中的方形開口，如圖5所示?？梢允褂闷渌噙呅螜M截面，例如圖6中的六邊形。
參考圖7，曲軸聯(lián)結(jié)器60可以整體成型到曲軸62的上端。在該實(shí)施方式中，在該曲軸端的連接軸64的形狀使得其與附屬裝置16的驅(qū)動軸54旋轉(zhuǎn)地接合。例如，聯(lián)結(jié)器軸64具有在驅(qū)動軸54開口的配合槽(matting grooves)中容納的花鍵。如上所述，也可以使用其它類型的轉(zhuǎn)動聯(lián)結(jié)器。
前述的說明主要針對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然涉及了一些本發(fā)明范圍內(nèi)的各種可選方式，應(yīng)該理解的是，對于本發(fā)明的實(shí)施方式的公開內(nèi)容，顯而易見，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以實(shí)現(xiàn)其它的可選方式。因此，本發(fā)明的范圍將由下面的權(quán)利要求決定，而不限于以上的公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，其包括具有頂部和底部的曲軸箱；以及豎直裝配在曲軸箱中的曲軸，并且其具有從曲軸箱底部向外延伸來連接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的機(jī)具的第一端，所述曲軸進(jìn)一步具有從曲軸箱頂部向外延伸的聯(lián)結(jié)器，用來對附屬裝置施加旋轉(zhuǎn)動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，其中，聯(lián)結(jié)器提供一個機(jī)構(gòu)，其使得附屬裝置與曲軸連接后，附屬裝置可以從曲軸分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，其中，曲軸的聯(lián)結(jié)器包括用來接合附屬裝置的花鍵軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，其中，曲軸的聯(lián)結(jié)器包括具有多邊形橫截面的軸，用來接合附屬裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，其中，曲軸的聯(lián)結(jié)器包括具有鍵槽和鍵的軸，用來接合附屬裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，其中，曲軸的聯(lián)結(jié)器包括連接到曲軸并具有一個用來接合附屬裝置的部件的適配器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，還包括一個在曲軸箱上方延伸的罩，并具其有一個外表面，一個腔從所述外表面向曲軸箱延伸，同時所述腔具有一個底部開口，聯(lián)結(jié)器通過該底部開口凸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的內(nèi)燃機(jī)，其中，聯(lián)結(jié)器不向外延伸超出罩的外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的內(nèi)燃機(jī)，還包括一個頂蓋，其延伸橫跨腔，毗鄰罩的外表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的內(nèi)燃機(jī)，還包括一個固定的頂蓋，在附屬裝置沒有連接到發(fā)動機(jī)時，用來保護(hù)聯(lián)結(jié)器不被接觸。
11.一種用來將動力施加于機(jī)具和附屬裝置的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括具有頂部和底部的曲軸箱；豎直裝配在曲軸箱中的曲軸，并且其具有從曲軸箱底部向外延伸來連接機(jī)具的第一端，所述曲軸箱具有從曲軸箱頂部向外延伸的第二端；以及連接曲軸的第二端的聯(lián)結(jié)器，來接合并對附屬裝置施加旋轉(zhuǎn)動力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括連接到曲軸第二端的飛輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的內(nèi)燃機(jī)，其中，聯(lián)結(jié)器包括連接到飛輪并具有與附屬裝置配合的軸的適配器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的內(nèi)燃機(jī)，其中，聯(lián)結(jié)器整體成型到第二端上，使得曲軸和聯(lián)結(jié)器形成為一個部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的內(nèi)燃機(jī)，還包括在曲軸箱的頂部上方延伸的罩，并且所述罩具有一個外表面，一個腔從該外表面向曲軸箱延伸，同時聯(lián)結(jié)器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括一個頂蓋，其橫跨腔延伸，毗鄰罩的外表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)一步包括一個固定的頂蓋，在附屬裝置沒有連接到發(fā)動機(jī)時，其保護(hù)聯(lián)結(jié)器不被接觸。
18.一種用來對附屬裝置施加動力的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括具有頂部和底部的曲軸箱；豎直裝配在曲軸箱中的曲軸，其具有最接近曲軸箱底部的第一端和從曲軸箱頂部向外延伸的第二端；以及連接到曲軸的第二端的聯(lián)結(jié)器，其用來接合附屬裝置，并向此處施加轉(zhuǎn)動力向，而且隨后從附屬裝置拆除。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的內(nèi)燃機(jī)，還包括一個連接到曲軸的第二端的飛輪，并且其中聯(lián)結(jié)器包括一個連接到飛輪并具有與附屬裝置配合的軸的適配器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的內(nèi)燃機(jī)，其中，聯(lián)結(jié)器整體成型到第二端上，使得曲軸和聯(lián)結(jié)器形成一個部件。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的內(nèi)燃機(jī)，還包括一個在曲軸箱頂部上方延伸的罩，所述罩具有一個外表面，腔從外表面朝曲軸箱延伸，同時聯(lián)結(jié)器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面。
22.一種產(chǎn)生動力的裝置，其包括一種內(nèi)燃機(jī)，具有帶有頂部和底部的曲軸箱，并具有豎直裝配在曲軸箱中的曲軸，其中，曲軸具有最接近曲軸箱底部的第一端和從曲軸箱頂部向外延伸的第二端；連接到曲軸第二端的聯(lián)結(jié)器；以及具有動力輸入的附屬裝置，其可拆卸地連接到聯(lián)機(jī)器上，接收來自內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械動力。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的產(chǎn)生動力的裝置，還包括連接到曲軸第二端的飛輪，并且其中聯(lián)結(jié)器聯(lián)接到飛輪，并具有與附屬裝置配合的軸。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的產(chǎn)生動力的裝置，其中，聯(lián)結(jié)器整體成型到第二端上，使得曲軸和聯(lián)結(jié)器形成一個部件。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的產(chǎn)生動力的裝置，還包括在曲軸箱的頂部上方延伸的罩，所述罩具有一個外表面，一個腔從外表面朝曲軸箱延伸，同時所述腔具有一個底部開口，聯(lián)結(jié)器從其中凸出，聯(lián)結(jié)器不向外延伸超出罩的外表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的產(chǎn)生動力的裝置，其中，曲軸的第一端從曲軸箱的底部延伸出去；同時還包括一個連接到由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的曲軸的第一端的機(jī)具。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)包括曲軸箱和豎直裝配在曲軸箱中的曲軸。曲軸的一端從曲軸箱底部向外延伸，用來連接由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的主機(jī)具，例如割草機(jī)刀片。曲軸的另一端從曲軸箱的頂部向外延伸，其具有聯(lián)結(jié)器來接合一個附屬裝置。附屬裝置可以永久地或可拆卸地連接到發(fā)動機(jī)。優(yōu)選地，一個罩在曲軸箱的頂部延伸，并且其具有一個外表面，一個腔從外表面向曲軸箱延伸。聯(lián)結(jié)器凸出到腔中，但不向外延伸超出罩的外表面，使得腔由此保護(hù)旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)器不被裝有發(fā)動機(jī)的裝置的使用者所誤接觸。當(dāng)附屬裝置沒有連接到聯(lián)結(jié)器時，一個頂蓋也可以閉合腔來進(jìn)一步防止誤接觸。
文檔編號A01D34/63GK1589365SQ02823179
公開日2005年3月2日 申請日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者R·W·休梅克 申請人:科勒公司