CN107006151B - 叶片组装用凸缘 - Google Patents

Abstract

本文中公开了一种用于将旋转叶片固定至轴的叶片组装用凸缘，该凸缘包括实心板，该实心板具有：大致位于板的中央的轴向定向的轴孔；两个或更多个附加叶片孔，用于将叶片固定至凸缘；围绕轴孔的凸起部，该凸起部提供了用于阻止叶片关于叶片孔旋转的轮廓；以及凹陷部，该凹陷部位于板的背面上并且与凸起部相反，该凹陷部提供了用以将板固定至穿过轴孔的轴的焊接表面。此外还公开了包括凸缘的组合件，比如用于将两个或更多个叶片附接至轴的叶片组装***、带叶片的轴、包括带叶片的轴的可附接式农具、以及包括带叶片的轴的动力驱动机器。

Description

叶片组装用凸缘

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月16日提交的美国临时专利申请No.62/268,446的较早提交日的优先权权益，该申请的全部内容通过参引具体地并入本文。

技术领域

本文中的实施方式涉及农用器具领域，并且更具体地涉及用于将叶片保持至旋转轴的凸缘和***。

背景技术

动力驱动装备比如动力驱动旋转式耕作机已经成为任何大型或小型规模农田操作——即，从工业规模的农场到园艺爱好者——的组成部分。关于旋转式耕作机，通常通过附接至旋转轴的叶片来对土地进行作业以使土壤通气。将这些叶片以高效且成本有效的方式附接至旋转轴将以降低的生产成本的形式提供实质性益处，而这种益处可以传递给消费者。

发明内容

一种用于将旋转叶片固定至轴的凸缘，该凸缘包括：

板，该板包括：

正面，

背面，以及

在正面与背面之间的一个或更多个边缘，其中，该板包括轴向定向的轴孔，该轴向定向的轴孔大致位于该板的中央并且从该板的背面延伸至正面；

两个或更多个叶片孔，所述两个或更多个叶片孔从该板的背面延伸至正面，每个叶片孔用于将叶片固定至该板；

围绕轴孔的凸起部，该凸起部从该板的正面延伸并且具有用于阻止叶片相对于该板旋转的轮廓；

凹陷部，该凹陷部位于该板的背面上且与凸起部相反，该凹陷部提供用以将该板固定至穿过轴孔的轴的焊接表面。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述以及所附权利要求将容易地理解各实施方式。各实施方式在附图的图中通过示例而非限制性的方式图示出。

图1A示出了根据本文中的实施方式的凸缘的正面的视图。

图1B示出了根据本文中的实施方式的凸缘的正面的视图。

图2A示出了根据本文中的实施方式的附接至轴的若干叶片组装***的立体图。

图2B示出了根据本文中的实施方式的附接至轴的若干叶片组装***的立体图。

图3示出了根据本文中的实施方式的耕作机附接件的立体图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照了形成本描述的一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实施的实施方式。将理解的是，在不背离范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以作出结构或逻辑的改变。因此，以下详细描述不应当被认为具有限制意义，并且实施方式的范围由所附权利要求及其等同替代限定。

以能够有助于理解实施方式的方式将各种操作描述为依次进行的多个离散的操作；然而，描述的顺序不应当被解释为暗示根据这种顺序进行这些操作。

该描述可以使用基于视角——诸如上/下、前/后以及顶部/底部——的描述。这种描述仅用于方便论述而不意在限制所公开的实施方式的应用。

可以使用术语“联接”和“连接”及其派生词。应当理解的是，不应当将这些术语视为是彼此同义的。相反，在特定实施方式中，“连接”可以用于表示两个或更多个元件彼此直接物理接触。“联接”可能意味着两个或更多个元件直接物理接触。然而，“联接”还可能意味着两个或更多个元件并非彼此直接接触但仍然彼此配合或相互作用。

出于描述的目的，“A/B”形式的措辞或“A和/或B”形式的措辞是指(A)、(B)或者(A和B)。出于描述的目的，“A、B和C中的至少一者”形式的措辞是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B以及C)。出于描述的目的，“(A)B”形式的措辞是指(B)或者(AB)，即A为可选元件。

本说明书可以使用术语“实施方式”或“多个实施方式”，这些术语可以均指的是相同或不同的实施方式中的一个或更多个实施方式。此外，如关于多个实施方式所使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的，并且通常意在为“开放式”术语(例如，术语“包含”应当被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包括”应当被解释为“包括但不限于”，等等)。

就本文中的任何复数术语和/或单数术语的使用而言，只要适合于上下文和/或应用，本领域技术人员就能够从复数转变成单数和/或从单数转变成复数。为清楚起见，本文中可以清楚地阐述各种单数/复数的变换。

在各种实施方式中，提供了用于将旋转叶片固定至轴的凸缘、用于将两个或更多个叶片附接至轴的叶片组装***、带叶片的轴、包括带叶片的轴的可附接式农具、以及包括带叶片的轴的动力驱动机器。

在各种实施方式中，用于将旋转叶片固定至轴的凸缘包括实心板，该实心板具有正面、相反的背面以及在正面与背面之间的一个或更多个侧边缘。侧边缘的数目取决于板的形状。在实施方式中，凸缘包括设置在凸缘的中央处或基本上在凸缘的中央处的从板的背面延伸通过至板的正面的轴向定向的轴孔。该孔的预期目的是使轴穿过，使得轴相当紧密地配装在孔中并且可以例如通过在轴的长度上的特定位置处将凸缘焊接至轴而将轴联接至凸缘。在实施方式中，凸缘还包括至少两个或更多个附加孔(叶片附接孔)，用于例如通过具有轴的紧固件比如螺栓或铆钉而将两个或更多个叶片以每个孔一个叶片的比例附接至凸缘。通常，这样的孔被布置成使得在两个或更多个叶片例如通过紧固件(比如螺栓、铆钉等)附接在叶片附接孔处的情况下，当凸缘围绕穿过定位在中央的轴孔的轴的长轴线旋转时，所得到的凸缘和叶片的组件是大致平衡的。

在实施方式中，凸缘包括围绕轴孔的凸起部，该凸起部从板的正面向外延伸。在板的正面上包括此结构提供了独特的轮廓，该独特的轮廓用作止挡部，该止挡部用于在叶片孔中的一个叶片孔处附接至凸缘的叶片，以在叶片被附接时防止叶片关于叶片孔旋转。因而抑制了叶片关于叶片附接孔围绕旋转轴线的运动。举例来说，抑制了叶片围绕紧固件的轴——比如穿过凸缘中的叶片孔以及附接的叶片中的相似孔的螺栓或铆钉的轴——的运动。

在实施方式中，凸缘包括从板的正面向外延伸的凸起部或凸出部。在板的正面上包括此结构保持了相对的板的两个面不接触，并且由此留下用于使一个或更多个叶片滑入的间隙。在布置中，轴或围绕中央孔的凸起部用作止挡部，该止挡部用于在叶片孔中的一个叶片孔处附接至凸缘的叶片，以防止在叶片被附接时叶片关于叶片孔旋转。举例来说，抑制了叶片围绕紧固件的轴——比如穿过凸缘中的叶片孔以及附接的叶片中的相似孔的螺栓或铆钉的轴——的运动。

在某些实施方式中，凸缘还包括从板的背面的边缘延伸的唇部。在一些实施方式中，唇部延伸了板的厚度的约20％至200％，但可以设想到唇部的更大或更小程度的延伸，例如唇部可以从凸缘面的表面延伸大约与板的厚度相同的量，在此示例中，唇部延伸量将是板厚度的100％。在一些实施方式中，唇部的厚度与板的厚度相同并且该唇部例如通过在制造过程期间卷起板的边缘而形成。唇部可以沿着凸缘的所有边缘或一些边缘延伸。在凸缘呈多边形的实施方式中，唇部可以围绕多边形的一个或更多个拐角延伸。在其他实施方式中，唇部延伸至多边形凸缘的拐角并且拐角被修圆(rounded over)。在一些实施方式中，多边形凸缘的拐角被倒圆。在一些实施方式中，多边形凸缘的拐角被倒圆或切掉。例如，凸缘的拐角可以以45°角或其他角被切割。

在实施方式中，凸缘包括位于板的背面上的与凸起部相反的凹陷部。该凹陷部提供了用以将凸缘固定至穿过轴孔的轴的焊接表面。因而，凸起部有利地实现了两个目的：(a)提供了用以抑制通过单个螺栓附接的叶片的旋转的装置；以及(b)提供了围绕***穿过中央孔的轴的焊接通道，比如用于机器人焊接的通道。

所公开的具有中央凸起部的凸缘构型的益处之一是其允许每个叶片使用单个紧固件，这降低了某些制造成本，例如使得使用更少的硬件、更短的组装时间、更短的更换时间、更少的叶片孔、减少的钢厚度输入、以及工艺从人工操作转变为机器人操作，例如冲压和/或焊接。另外，相对于具有2个螺栓的设计而言，单个螺栓设计将螺栓的剪切载荷减小一半，从而降低了螺栓断裂和/或叶片松动的风险。所公开的凸缘设计的另一益处是减少了用于叶片更换的维修时间，其中，叶片的更换是通过移除仅单个螺栓而不是移除通常在当前的耕作机设计中使用的两个螺栓来实现的。包括唇部还加强了凸缘以抵抗弯曲并且可以允许针对相同的应用使用较轻规格的材料。

在实施方式中，两个凸缘一起配成对以形成用于将两个或更多个叶片附接至轴的叶片组装***。凸缘的正面彼此相向并且具有两个凸起部(每个凸缘具有一个凸起部)，用以阻止所附接的叶片旋转。使用略微较大的凸起部——比如介于选择用于附接的叶片的厚度的约0.1％与100％之间——导致成对的凸缘之间的间距刚好足够宽以使叶片能够滑入，从而允许在叶片附接之前将凸缘固定至轴。在一些实施方式中，叶片的端部例如通过叶片端部的直的或凸形表面切向地接触凸起部。在其他实施方式中，叶片例如通过通常遵循凸起部的曲率的凹形表面接触凸起部。这种布置允许比单个点更大的表面接触，如同直的或凸形叶片端部那样。在其他实施方式中，叶片的接触表面可以表现为复杂曲线或基本上匹配凸起部的轮廓的其他形状。这种布置可以缓解例如在叶片击打岩石或其他硬物体的情况下施加至叶片的横向力的影响。

通常，凸缘由金属比如钢制成并且被冲压或以其他方式切割以生成最终凸缘。所公开的凸缘可以具有各种厚度，但通常凸缘的厚度为从1/8英寸至1/2英寸，其中，对于某些耕作机叶片应用——比如本文中所描述的耕作机叶片应用——而言，凸缘的厚度优选为约1/4英寸。在某些实施方式中，凸起部的厚度在如从板的正面至板的背面测量的板的厚度的约20％与100％之间，但在某些应用中，可以使用更大或更小的厚度。在某些实施方式中，凸起部的厚度为叶片厚度的至少50％或更大，比如在叶片厚度的50％与75％之间，例如是叶片厚度的50％、55％、60％、65％、70％或75％，但在某些应用中可以使用更大或更小的厚度。

所公开的凸缘可以具有各种形状，这些形状通常围绕旋转中心轴线定向，其中，旋转平衡点固定在旋转中心上。在实施方式中，凸缘的形状呈正多边形，比如具有介于3条边与8条边之间——比如3条边、4条边、5条边、6条边、7条边或8条边——的正多边形，但可以设想到更大的数目的边。在某些实施方式中，凸缘呈圆形形状或椭圆形形状。

在实施方式中，凸缘包括围绕凸缘设置的孔，用于附接2个至8个叶片，比如2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个叶片，但可以设想尽可能更多的数目的叶片。各个叶片具有附接部段和工作部段。附接部段包括下述孔，该孔用于将叶片例如通过穿过叶片中的孔以及相对的凸缘中的孔的螺栓或其他紧固件的轴部固定至凸缘，从而产生夹层，其中，两个相对的凸缘将叶片夹在其之间。

公开了一种用于将两个或更多个叶片附接至轴的叶片组装***。在实施方式中，叶片组装***包括两个公开的凸缘，其中，两个凸缘的正面彼此相向。在实施方式中，叶片组装***还包括在相对的叶片孔之间穿过以将叶片固定至叶片组装***的紧固件，其中，在叶片中具有供紧固件穿过的单个孔。在实施方式中，叶片组装***包括固定至两个凸缘的两个或更多个叶片，其中，叶片的围绕紧固件的旋转被存在于相对的凸缘上的凸起部阻止。在一些实施方式中，叶片组装***例如通过在与凸缘上的凸起部相反的凹陷部处进行焊接而固定至轴(带叶片的轴)。带叶片的轴可以包括两个或更多个——比如2个至100个——叶片组装***，但可以基于带叶片的轴的应用来选择确切数目和/或轴上的间距。另外，可以基于应用来选择旋转偏移。带叶片的轴可以用在可附接或不可拆卸的器具上，比如农具——诸如耕作机、中耕机、连枷割草机——或设计用于对土地进行作业或切割种植物料的其他机器。在实施方式中，可附接器具是可逆地联接至车辆的机器，例如耕作机。还公开了包括带叶片的轴的动力驱动机器，比如用于家庭花园使用的耕作机或者用于更大规模例如与紧凑型拖拉机一起使用的耕作机。

图1A示出了根据本文中的实施方式的用于将旋转叶片固定至轴的示例性凸缘100。凸缘100包括正面105和背面(在该视图中不可见，但是背面的示例在图2A和图2B中以210示出)，其中，凸缘100具有用以供轴(未示出)穿过的中央轴孔115以及侧边缘120。凸缘100包括围绕轴孔115的凸起部125。在示出的实施方式中，凸缘100包括从边缘120沿背面的方向向外延伸的唇部127。紧固件130(在此情形下是螺栓和螺母)示出为延伸通过凸缘100且穿过叶片孔(未示出)以固定叶片140、150(穿过叶片中的孔，该叶片中的孔也未示出)。叶片140、150包括工作部段142、152和附接部段145、155。在此实施方式中，工作部段142和152被示出为以用于耕作地面的交替进出构型弯曲。叶片附接部段145、155包括止挡部147、157，止挡部147、157在使用时抵靠在凸起部125上。在示出的实施方式中，这在凸缘100和叶片140、150围绕穿过轴孔115的轴的轴线顺时针旋转时发生。虽然此视图示出了叶片止挡部147、157切向地接触凸起部125，但是可以设想到可以使用各种叶片轮廓来接触凸起部125。例如，在一些实施方式中，叶片的端部例如通过叶片端部的直的或凸形表面切向地接触凸起部。在其他实施方式中，叶片例如通过大体遵循凸起部的曲率的凹形表面来接触凸起部。

图1B示出了根据本文中的实施方式的用于将旋转叶片固定至轴的示例性凸缘100。凸缘100包括正面105和背面，其中，凸缘100具有用以供轴(未示出)穿过的中央轴孔115以及边缘120。凸缘100包括围绕轴孔115的凸起部125。在示出的实施方式中，凸缘100包括从边缘120沿背面的方向向外延伸的唇部127。在示出的实施方式中，拐角128例如以45°角被切断。凸缘100包括从边缘120沿背面的方向向外延伸的唇部127。紧固件130(在此情形下是螺栓和螺母)示出为延伸通过凸缘100且穿过叶片孔(未示出)，以固定叶片140、150(穿过叶片中的孔，叶片中的孔也未示出)。叶片140、150包括工作部段142、152和附接部段145、155。在该实施方式中，工作部段142和152被示出为以用于耕作地面的交替进出构型弯曲。叶片附接部段145、155包括止挡部147、157，止挡部147、157在使用时抵靠在凸起部125上。在示出的实施方式中，这在凸缘100和叶片140、150围绕穿过轴孔115的轴的轴线逆时针旋转时发生。虽然此视图示出了叶片止挡部147、157切向地接触凸起部125，但是可以设想到可以使用各种叶片轮廓来接触凸起部125。例如，在一些实施方式中，叶片的端部例如通过叶片端部的直的或凸形表面切向地接触凸起部。在其他实施方式中，叶片例如通过大体遵循凸起部的曲率的凹形表面来接触凸起部。

图2A和2B示出了根据本文中的实施方式的具有固定至轴272的三个示例性叶片附接***270的带叶片的轴260。如图所示，为了清楚地示出正面205，移除了附接***270的一个凸缘200。在左叶片附接***和右叶片附接***270上可以观察到背面210以及形成为与凸起部225相反的通道232。在该视图中还可以看到边缘220的远离背面210延伸的唇部227。该视图还示出了将叶片240、250固定至凸缘200的紧固件230。如图2A和图2B所示，凸缘200以正面205彼此相对的方式而一起配成对。以两个凸起部225相对的方式将凸缘200进行配对为叶片端部提供了用于抵靠的表面。另外，相对的凸缘200提供了用于将每个凸缘200固定至轴272的通道232。如可以从图2进一步看到的，相对的凸缘200上包括凸起部225使得在相对的凸缘200之间提供了足够宽以使叶片250能够滑入的间距或间隙。该间隙为叶片250的更换——例如在叶片250被损坏的情况下——提供了便利。

图3示出了具有示例性的带叶片的轴360的动力驱动耕作机附接件375，根据本文中的实施方式的若干叶片附接***370附接在该带叶片的轴360上。在示出的实施方式中，动力驱动耕作机375S通过附接点377、378联接至车辆。通过将动力进给器380联接至具有动力输出轴的合适车辆比如拖拉机来驱动带叶片的轴360。

尽管本文中已经说明并描述了某些实施方式，但本领域的普通技术人员将理解的是，预期的用以实现相同目的的多种替代和/或等同实施方式或实施方案可以替代所示出和描述的实施方式而不脱离范围。本领域技术人员将容易理解的是，可以以众多方式来实施实施方式。本申请旨在涵盖本文中所论述的实施方式的任何改型或变型。因此，显然，这意味着实施方式仅受权利要求及其等同内容的限制。

Claims (22)

1.一种用于将旋转叶片固定至轴的凸缘，所述凸缘包括：

板，所述板包括：

正面，

背面，以及

在所述正面与所述背面之间的一个或更多个边缘，其中，所述板包括轴向定向的轴孔，所述轴向定向的轴孔大致位于所述板的中央并且从所述板的所述背面延伸至所述正面；

两个或更多个叶片孔，所述两个或更多个叶片孔从所述板的所述背面延伸至所述正面，每个叶片孔用于将叶片固定至所述板；

围绕所述轴孔的凸起部，所述凸起部从所述板的所述正面延伸并且具有用于阻止叶片相对于所述板旋转的轮廓；

凹陷部，所述凹陷部位于所述板的所述背面上且与所述凸起部相反，所述凹陷部提供用以将所述板固定至穿过所述轴孔的轴的焊接表面。

2.根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述凸起部从所述板的表面延伸介于所述板的厚度的20％与100％之间的量。

3.根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述凸起部为所述叶片的厚度的至少60％。

4.根据权利要求1所述的凸缘，还包括从所述板的所述背面的所述边缘延伸的唇部。

5.根据权利要求4所述的凸缘，其中，所述唇部由所述板的经卷转的部段形成。

6.根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述凸缘包括3个至8个叶片孔。

7.根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述凸缘呈正多边形。

8.根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述凸缘大致呈圆形。

9.一种用于将两个或更多个叶片附接至轴的叶片组装***，所述叶片组装***包括：

两个根据权利要求1所述的凸缘，其中，所述两个凸缘的所述正面彼此相向。

10.根据权利要求9所述的叶片组装***，还包括紧固件，所述紧固件穿过位于所述两个凸缘上的两个相对的叶片孔之间，用于将叶片固定至所述叶片组装***，并且其中，在所述叶片中具有供所述紧固件穿过的单个孔。

11.根据权利要求10所述的叶片组装***，还包括固定至所述叶片组装***的两个或更多个叶片。

12.根据权利要求11所述的叶片组装***，其中，所述叶片的围绕所述紧固件的旋转被所述凸起部阻止。

13.根据权利要求11所述的叶片组装***，其中，所述紧固件将所述叶片夹持在所述两个凸缘之间，由此结合所述凸起部防止所述叶片旋转。

14.根据权利要求10所述的叶片组装***，其中，所述叶片组装***被固定至轴。

15.根据权利要求10所述的叶片组装***，其中，所述叶片组装***通过焊接固定。

16.一种包括两个或更多个根据权利要求10所述的叶片组装***的带叶片的轴。

17.一种包括根据权利要求16所述的带叶片的轴的可附接式农具。

18.根据权利要求17所述的可附接式农具，其中，所述可附接式农具可逆地联接至车辆。

19.根据权利要求18所述的可附接式农具，其中，所述可附接式农具是耕作机。

20.一种包括根据权利要求16所述的带叶片的轴的动力驱动的机器。

21.根据权利要求20所述的动力驱动机器，其中，所述动力驱动机器是耕作机。

22.根据权利要求21所述的动力驱动机器，其中，所述耕作机为正向和/或反向旋转式耕作机。