Reell Powers的离合器与防滑装置实现独特结合,保护Bosch Pro的剪枝机
在Bosch为种植于英国和欧洲农村的大量灌木树篱制造一种新系列专业剪枝机时,Bosch需要一种既有力又安全的工具。在设计初期该公司面临的其中一个挑战是:提供一种离合器机构,用于在操作员将其双手从把手上移开时,让振动叶片分离。 在结合时,离合器必须能够提供剪下偶尔会遇到的大枝条而不会滑动所需的转矩。与此同时,该机构必须保护驱动齿轮,使其在剪枝机有时遇到某些较硬的物体(如铁丝网围栏)时不受到损坏。另外,该机构还必须耐用,且又轻又小。
为了帮助满足这个系列的复杂剪枝机的性能特征的要求,Bosch向位于明尼苏达州圣保罗的拥有小封装转矩控制专业知识的Reell精密制造公司求助。通过在位于荷兰的Reell的欧洲工厂开展工作,以其抱簧离合器技术为基础,Reell成功设计并制造出了一种紧凑型机械离合器。另外,利用Reell的专利架子和轴技术,Reell还在该机构中嵌入了一种恒转矩防滑装置。一种技术提供了将刀片与电机分离从而提高操作员安全性的一种方式;而另一种技术设定了转矩上限用于在打到障碍物的情况下保护电机齿轮。
强大的工具需要保护
Reell在圣保罗的一个项目经理John Kossett领导了该离合器设计的开发。John Kossett说道,“这种特别的剪枝机是为专业的景观设计者设计的,是可以产生超过四分之三马力的功率的一种很强大的工具。这种电机持续地以25000 rpm的速度转动,并减速至仅转动离合器1500rpm。像换向开关一样,在操作员用双手紧握把手时,离合器让刀片结合。如果剪枝机遇到它不能切断的物体时,刀片会立即停止。然而,由于电机电枢以25000 RPM的速度转动,电枢具有很多动能,这些动能的表现形式为动量。如果系统中无处消散这些动能,那么小驱动齿轮可能会出现故障。嵌入的防滑装置让动能在离合器约一半的转动中消散,从而安全地让电动慢下来并停下来。
离合器与防滑装置的结合设计对于Reell和Bosch而言都是某种程度的技术性突破。Bosch能够制造出功率大的安全且符合人体工学的非常紧凑的轻型剪枝机。对于Reell而言,这是它第一次在一个如此小的装置中将其抱簧离合器用于控制高达80牛顿米(708 lb-in)的转矩。据Kossett所说,Reell的整体式防滑装置的设计以其恒转矩系列铰链所采用的技术为基础,并且这是Reell第一次将其架子技术应用于如此高的转矩范围。
提高了操作员安全性
Kossett说道,“我们正在为这种离合器-防滑装置设计申请专利,这种装置还提高了安全性。在Bosch之前的设计中,在操作员将其双手从剪枝机把手中的联锁装置上松开后,电机需要1.5秒时间才能停止。现在,由于使用了Reell的离合器,剪枝机的刀片在0.1秒的时间内就能停止,这就很大程度地减少操作员接触到正在运动的切刀的可能性。这个性能改善以抱簧离合器的特征为基础。即使在重负载下,抱簧离合器也可快速且一致地实现结合和分离。
在抱簧离合器中,盘簧由驱动电机来转动。输出轴或从动部件位于弹簧线圈中心下方。如果弹簧的尾部沿与其线圈方向相反的方向移动,那么线圈会扩展,并脱离输出轴。如果允许弹簧尾部放松,那么线圈会收缩,并抓住该轴,将转动传送至输出。因对某给定尺寸而言其相对较高的转矩和一致的结合定时功能,在需要控制转动运动的应用中,抱簧离合器被广泛应用。
Reell具有设计和制造能力
在Reell设计好离合器-防滑装置后,Bosch还希望Reell来制造这些装置。Bosch希望让一家位于欧洲的制造商来生产离合器组件,以快速地运输至Bosch位于瑞士的生产工厂,并节约运费。Reell与Bosch相互合作,在Reell的荷兰工厂开发出了一条先进的生产线。这条生产线不但实现了半自动化,还为每个已完成的组件开展了100%的功能试验。所述试验确保了各个部件的一致性,同时还检测并分离出了不合格产品,避免了在客户位置进行整理并返工的潜在成本的产生。
Bosch的项目经理Peter Heywood说道,“Reell的工程师快速应对挑战,并按照要求对最难的问题做出了答复。Bosch的英国工程设计团队,Reell的美国设计团队,Reell的荷兰的生产工厂,以及负责最终装配的Bosch的瑞士工厂均参与了本项目,因此这是一个真正意义上的国际项目。