專利名稱：切割設備的制作方法
切割設備
引言
本發(fā)明通常涉及適合于但不限于切割柔性片材料例如諸如紙、紙板、織物、塑料及類似物的切割設備。
背景
在國際專利說明書WO 2008/014546中描述了一種形式的切割裝置。該文件的內(nèi)容通過交叉引用并入本文。該裝置是用于切割柔性片材料的手動可操作的切割裝置，且包括切割主體，切割主體在可以放置待切割的柔性片的工作表面上方可運動。該裝置包括切割刀片組件，切割刀片組件可操作地安裝于切割主體，且包括具有周圍邊緣部分的第一可旋轉(zhuǎn)的切割刀片以及安裝在相對于可旋轉(zhuǎn)的刀片基本上固定的位置的第二切割刀片，刀片適合于一起合作提供片材料可以被切割的切割區(qū)?？尚D(zhuǎn)的切割刀片被安裝成圍繞軸旋轉(zhuǎn)，所述軸通常相對于片材料到切割區(qū)的正常進給方向橫向延伸，且周圍邊緣部分通過切割區(qū)的旋轉(zhuǎn)方向處于正常進給方向。旋轉(zhuǎn)切割刀片在切割區(qū)中的切向周緣速度不小于片材料到切割區(qū)的進給速度。
盡管該裝置提供了超過常規(guī)切割器的顯著優(yōu)勢，但其可能遇到問題，尤其是當片材料是相對厚時，這是因為第二刀片具有相對小的和基本上固定的接觸區(qū)，如果速度和力是高的，那么該接觸區(qū)傾向于變熱。加熱可以造成局部熔接或磨損，導致切割邊緣的粗砂質(zhì)感覺(gritty feel)和劣化。常規(guī)剪刀在需要它們來切割不同厚度的薄片時也可以遇到問題。較厚的材料增加了在打開和關(guān)閉刀片期間的操作力。
發(fā)明概述
在第一方面，公開了用于切割材料的切割設備，該設備包括第一刀片和第二刀片， 第一刀片和第二刀片被布置成使得在一起使用中它們可以實現(xiàn)在它們之間的切割區(qū)域中的切割操作。刀片被相對于彼此安裝，使得它們由于由切割操作產(chǎn)生的切割力或剪切力而在切割區(qū)域至少部分地被推在一起。
在某些實施方式中，刀片中的一個被安裝成圍繞軸進行樞軸或撓曲運動，使得在切割操作期間，所產(chǎn)生的切割力或剪切力產(chǎn)生推動將刀片推在一起的力。在另一個布置中， 可以通過利用傳動裝置轉(zhuǎn)矩將刀片推在一起。在某些實施方式中，切割設備可以包括兩個臂，兩個臂樞軸地連接在一起以形成剪刀樣配置，第一切割刀片固定于臂中的第一個的邊緣或與所述邊緣成整體，第二切割刀片樞軸地安裝于臂中的第二個，使得在切割操作期間， 所產(chǎn)生的切割力或剪切力產(chǎn)生將第一刀片和第二刀片推在一起的力。
在某些實施方式中，第二臂包括在其中的凹槽，凹槽用于將第二刀片的一部分容納在其中，以便形成第二刀片的樞軸區(qū)域。凹槽在第二臂的大體軸向方向上可以例如是長形的且可以適合于將第二刀片的與切割邊緣相對的邊緣容納在其中。在某些實施方式中， 第二切割刀片可以借助于將邊緣保持在凹槽內(nèi)的合作突出部(cooperating lug)和縫而可操作地安裝于第二臂。在某些實施方式中，第二刀片安裝于第二臂以便向其提供預載荷力以將第二刀片推入與第一刀片接合。
在切割設備的某些實施方式中，第一刀片可以是以可旋轉(zhuǎn)的切割刀片的形式，第一刀片和第二刀片適合于一起合作在切割區(qū)域進行切割操作。第二切割刀片可以被安裝成由于在切割操作期間產(chǎn)生的切割力或剪切力而將其推向可旋轉(zhuǎn)的刀片。在某些實施方式中，第二刀片可以包括安裝臂和在切割區(qū)域的切割邊緣，安裝臂以與切割邊緣間隔開的關(guān)系可操作地安裝在樞軸區(qū)域處，使得所產(chǎn)生的切割力在安裝臂上產(chǎn)生圍繞樞軸區(qū)域以便將第二刀片切割邊緣和旋轉(zhuǎn)刀片推在一起的力。
在某些實施方式中，切割設備可以包括切割主體、第二切割刀片和具有周圍邊緣部分的可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，切割主體在工作表面上方可運動，可旋轉(zhuǎn)的切割刀片和第二切割刀片適合于一起合作以提供可以在其中切割片材料的切割區(qū)域，可旋轉(zhuǎn)的切割刀片被安裝成圍繞軸旋轉(zhuǎn)，所述軸通常相對于片材料到切割區(qū)域的正常進給方向橫向延伸，且周圍邊緣部分通過切割區(qū)域的旋轉(zhuǎn)方向是正常進給方向。在某些實施方式中，旋轉(zhuǎn)切割刀片在切割區(qū)域中的切向周緣速度不小于片材料到切割區(qū)域的進給速度。然而，應理解，該后面所述的特征不應被視為限制。刀片被推在一起的布置可適用于其他切割組件。
可以設置用于使可旋轉(zhuǎn)的切割刀片旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動器。在某些實施方式中，驅(qū)動器包括驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪可操作地安裝于切割主體并適合于當切割主體以與進給方向相反的方向在工作表面上方行進時旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動輪可以經(jīng)由傳動裝置可操作地耦合于可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，當切割主體在工作表面上方行進時，傳動裝置使輪和可旋轉(zhuǎn)的切割刀片以相同的方向旋轉(zhuǎn)。傳動裝置可以例如包括齒輪系。
在某些實施方式中，切割主體可以包括殼體，該殼體具有可操作地安裝至其的支撐輪，地面接合輪中的至少一個用于提供驅(qū)動輪。相對于當切割時設備的正常行進方向，支撐輪中的至少一個被布置在可旋轉(zhuǎn)的切割刀片前方。
盡管任何其他形式可以屬于如在概述中闡明的設備的范圍，但現(xiàn)在將作為實例和參考附圖描述具體的實施方式，在附圖中


圖1是根據(jù)一個實施方式的切割設備的示意性側(cè)視圖2是如圖1中所示的設備的端視圖3是如圖1和圖2中所示的設備的底面視圖(underside view)；
圖4是圖1至圖3中示出的設備的等距底面視圖5是圖1至圖4中示出的設備的一部分的詳圖6是圖1至圖5中示出的設備的一部分的側(cè)視圖7是沿著圖5中的線A-A截取的截面?zhèn)纫晥D8是設備的在圖7中的圓B中示出的該部分的詳圖9是圖1至圖8中示出的設備的一部分的等距視圖10是根據(jù)另一個實施方式的切割設備的側(cè)視圖11是圖10中示出的設備的端視圖12是沿著圖10中的線A-A截取的截面圖；和
圖13是根據(jù)另外的實施方式的設備的一部分的等距視圖。
具體實施方式
的描述
參考圖1至圖9，示出了通常以410表示的切割設備，該切割設備特別地適合于切割柔性片材料，例如諸如紙、紙板、塑料片或類似物。裝置410包括以單一殼體412形式的主體411，主體411可以罩住內(nèi)部部件且可以被舒適地保持在一個手上。殼體412包括間5隔開的側(cè)壁部分413和414以及頂壁部分415。該裝置還包括驅(qū)動輪420和421，驅(qū)動輪 420和421經(jīng)由在輪軸固定件似6和427處固定于殼體412的輪軸423可操作地連接于主體412。驅(qū)動輪420和421適合于在柔性片或在其上放置正被切割的材料的工作臺面上滾動。工作臺面可以是以通常平坦的表面例如傾斜的或水平的臺或其他結(jié)構(gòu)的形式。設置有穩(wěn)定輪4 和425，穩(wěn)定輪4 和425確保切割裝置在使用期間保持為相對于臺是平面的。 輪似4、425安裝在輪軸431上，輪軸431在輪軸固定件432和433處固定于殼體。穩(wěn)定輪中的一個或多個還可以作為驅(qū)動輪起作用，尤其是在裝置的直線切割變化形式中。
第一可旋轉(zhuǎn)的切割圓盤或刀片430被支撐在于輪軸固定件446和447處連接于殼體412的輪軸445上，使得其旋轉(zhuǎn)軸平行于驅(qū)動輪軸或在平行于驅(qū)動輪軸的約15°內(nèi)，且其下部邊緣接近但不接觸工作臺。如圖3和圖4中最好地闡明的，輪軸固定件426、427、432、 433、446和447是以將相應的輪軸的端部容納在其中的間隔開的通道的形式。齒輪440、441 和442促使驅(qū)動輪使切割圓盤430以與驅(qū)動輪相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且在一個實例實施方式中，切割圓盤周緣速度大于或等于驅(qū)動輪的周緣速度。然而，這不是必須的但是期望的。 刀片430被安裝在轂部件480上，轂部件480具有齒輪442安裝至其的栓部件482。第二刀片436經(jīng)由輪軸445上的安裝區(qū)妨4和455可操作地安裝至殼體412，且切割邊緣437 (圖 9)如所示的基本上水平或在向前方向稍微向下傾斜，且被定位為接近切割臺和靠著界定在它們之間的切割區(qū)460的切割圓盤430的切割邊緣。
第二刀片436包括安裝部分462，安裝部分462包括被固定在一起或彼此成整體的第一部件463和第二部件464。第二部件464包括在接合區(qū)域467和468處固定于第一部件463的兩個連接肢狀物465和466。接合區(qū)域是裝有彈簧的，使得刀片436被預載荷偏置力推向刀片430。每一個部件463和464具有與其相關(guān)的安裝區(qū)妨4和455。安裝區(qū) 454和455是以輪軸445穿過的孔471和472的形式?？椎臋M截面尺寸大于輪軸445的橫截面尺寸，由此允許第二刀片436圍繞樞軸點456的限制運動。如圖8中最好地看到的，孔 471的邊緣474的至少一部分可以是彎曲的，以提供樞軸點456。然而，這不是必須的且可以例如簡單地被粗略地穿孔，因為運動是可忽略的。如從圖7明顯的，樞軸點456以軸向方向偏離切割區(qū)域。安裝區(qū)455幫助使第二刀片相對于第一刀片對準。
圖13中示出另一個布置。在該布置中，安裝部分462的第二部件464用被支撐在導桿478上的彈簧479代替，導桿478固定于安裝部分462的部件463或與部件463成整體。彈簧479的自由端靠在切割主體的一部分上。彈簧479在刀片436上提供了朝向刀片 430的預載荷偏置力。
在操作中，將切割主體412送至正被切割的材料的邊緣，材料被提升，使得第二刀片436在其下方穿過?？梢栽O置升降機刀片(未示出)以幫助紙和刀片的定位。然后用輕微向下的力進一步推動切割主體以便為驅(qū)動輪提供牽引力。齒輪440、441和442以等于或大于切割主體的向前速度的周緣速度但以相反方向(與驅(qū)動輪相同的旋轉(zhuǎn)方向)驅(qū)動切割圓盤430。切割圓盤430因此貼著材料向后滑動，傾向于在剪切點將材料拉入切割刀片中。 在切割操作期間，在切割區(qū)460中產(chǎn)生的切割力或剪切力使第二刀片436圍繞點456樞軸轉(zhuǎn)動以便將其推向旋轉(zhuǎn)刀片430。
在一個示例性實施方式中，設備的切割性能是有效的，因為紙驅(qū)動力的總和超過片材料失速力。片材料驅(qū)動力是切割圓盤牽引力和片材料壓縮力的總和。片材料失速力是第二刀片滑動摩擦(相對于片材料)和與片材料的行進方向平行的剪切力分量的總和。優(yōu)選地，操作通過如下最大化驅(qū)動和最小化失速力來實現(xiàn)。最小化切割圓盤滑動速度使摩擦系數(shù)最大(在大多數(shù)情況下，在較高的滑動速度下，摩擦系數(shù)是較低的-因此在機動車輛中需要防鎖閘系統(tǒng))。切割圓盤摩擦可以通過對緊接于切割邊緣的基本上圓柱形表面的材料進行選擇來最大化。驅(qū)動輪與片材料摩擦可以通過材料選擇和將非驅(qū)動輪和防滑墊放置為盡可能遠離使用者的驅(qū)動力的應用點來最大化。片材料進入縫間隙被最小化，以基本上防止片材料在壓縮下屈曲以確保進給力的傳遞并減少摩擦。固定刀片材料表面的靜態(tài)摩擦系數(shù)和動態(tài)摩擦系數(shù)可以根據(jù)在剪切區(qū)域處的切割圓盤與第二刀片之間的角度來最小化，由此最小化與片材料行進方向平行的剪切力分量。如果需要的話，片材料的下表面相對于上表面的摩擦系數(shù)可以通過反轉(zhuǎn)片材料來最小化。
第二刀片配置成使得剪切力產(chǎn)生圍繞樞軸的力矩，該力矩與在刀片之間的將刀片保持在一起的接觸力均衡。將待被切割的材料引入切割區(qū)域?qū)Φ诙镀a(chǎn)生了向下力，由此使第二刀片被推向另一刀片。材料越厚，所產(chǎn)生的力越大。如圖7所示的傾斜角X確定了將刀片推在一起的用力程度，與剪切力成比例。對于切割器，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該布置是最有利的，因為固定刀片具有小的和固定的接觸區(qū)，如果速度和力是高的，那么該接觸區(qū)傾向于變熱。加熱可以造成局部磨損，導致不穩(wěn)定操作和切割邊緣的劣化，尤其是當迅速地將切割器滾動入位置而不切割時。
剪切紙或其他片材料所需要的力用于將刀片拉在一起，使得僅需要小的刀片預載荷。這意味著使得切割器向后行進的摩擦是非常低的，當切割輕的紙時稍微較高，且僅當切割較重的紙/卡片時顯著增加。
參考圖9至圖11，闡明了切割設備510，切割設備510包括兩個臂512和513、第一切割刀片515和第二切割刀片516，兩個臂512和513樞軸地連接在一起以形成剪刀樣配置，第一切割刀片515固定于所述臂中的第一個的邊緣或與該邊緣成整體，第二切割刀片516樞軸地安裝于所述臂中的第二個，使得在切割操作期間切割力使第二刀片向第一刀片樞軸地運動。
第二臂513包括在其中的凹槽520，凹槽520用于將第二刀片的一部分容納在其中，以便形成第二刀片的樞軸區(qū)域521。凹槽在第二臂的大體軸向方向上是長形的且適合于將第二刀片的與切割邊緣相對的邊緣容納在其中。第二切割刀片借助于將邊緣保持在凹槽內(nèi)的合作突出部522和縫5M而可操作地安裝于第二臂。第二刀片安裝于第二臂以便向其提供預切割力以將第二刀片推入與第一刀片接合。
在本說明書中參考的任何在先出版物(或從其獲得的信息)、或任何已知資料不被且不應被理解為承認或認同或任何形式的暗示在先出版物(或從其獲得的信息)或已知資料形成本說明書涉及的致力領(lǐng)域內(nèi)的普通常識的一部分。
除非上下文另有需要，否則貫穿本說明書和以下的權(quán)利要求，詞語“包含 (comprise) ”和變化形式例如“包含(comprises) ”或“包含(comprising) ”將被理解為意指包括所述整數(shù)或步驟或整數(shù)或步驟的組但不排除任何其他整數(shù)或步驟或整數(shù)或步驟的組。
最后，應理解，各種改變、修改和/或添加可以結(jié)合到部件的各種結(jié)構(gòu)和布置中， 而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于切割材料的切割設備，所述設備包括兩個刀片，所述兩個刀片被布置成使得在一起使用中它們能夠?qū)崿F(xiàn)在它們之間的切割區(qū)域中的切割操作，所述刀片被相對于彼此安裝，使得它們由于由切割操作引起的切割力而在所述切割區(qū)域被推在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割設備，其中所述刀片中的至少一個被安裝成圍繞樞軸進行樞軸運動，使得在所述切割操作期間，所產(chǎn)生的切割力或剪切力使該刀片被樞軸地推向另一刀片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割設備，包括兩個臂，所述兩個臂樞軸地連接在一起以形成剪刀樣配置，所述切割刀片中的第一刀片固定于所述臂中的第一個的邊緣或與所述邊緣成整體，第二切割刀片樞軸地安裝于所述臂中的第二個，使得在切割操作期間，所產(chǎn)生的切割力或剪切力使所述第二刀片向所述第一刀片樞軸地運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切割設備，其中所述第二臂包括在其中的凹槽，所述凹槽用于將所述第二刀片的一部分容納在其中，以便形成所述第二刀片的樞軸區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切割設備，其中所述凹槽在所述第二臂的大體軸向方向上是長形的且適合于將所述第二刀片的與切割邊緣相對的邊緣容納在其中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的切割設備，其中所述第二切割刀片借助于將所述邊緣保持在所述凹槽內(nèi)的合作突出部和縫而可操作地安裝于所述第二臂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切割設備，其中所述第二刀片安裝于所述第二臂以便向其提供預載荷力以將所述第二刀片推入與所述第一刀片接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割設備，其中，一個刀片是可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，且另一刀片是適合于一起合作在切割區(qū)域進行切割操作的另外的切割刀片，所述另外的切割刀片被安裝成由于在切割操作期間產(chǎn)生的切割力或剪切力而被推向所述可旋轉(zhuǎn)的刀片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割設備，其中，所述被固定的刀片包括安裝臂和在所述切割區(qū)域的切割邊緣，所述安裝臂以與所述切割邊緣間隔開的關(guān)系可操作地安裝在樞軸區(qū)域處，使得切割力傾向于產(chǎn)生朝所述旋轉(zhuǎn)刀片的切割邊緣的方向推動所述被固定的刀片的切割邊緣的轉(zhuǎn)矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切割設備，包括切割主體、所述被固定的切割刀片和具有周圍邊緣部分的所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，所述切割主體在工作表面上方可運動，所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片和所述被固定的切割刀片適合于一起合作以提供能夠在其中切割片材料的所述切割區(qū)域，所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片被安裝成圍繞軸旋轉(zhuǎn)，所述軸通常相對于所述片材料到所述切割區(qū)域的正常進給方向橫向延伸，且所述周圍邊緣部分通過所述切割區(qū)域的旋轉(zhuǎn)方向是所述正常進給方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切割設備，其中所述旋轉(zhuǎn)切割刀片在所述切割區(qū)域中的切向周緣速度不小于所述片材料到所述切割區(qū)域的進給速度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切割設備，包括用于使所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動ο
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的切割設備，其中所述驅(qū)動器包括驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪可操作地安裝于所述切割主體并適合于當所述切割主體以與所述進給方向相反的方向在所述工作表面上方行進時旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割設備，其中所述驅(qū)動輪經(jīng)由傳動裝置可操作地耦合于所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，當所述切割主體在所述工作表面上方行進時，所述傳動裝置使所述輪和所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片以相同的方向旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的切割設備，其中所述傳動裝置包括齒輪系。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的切割設備，其中所述切割主體包括框架，所述框架具有可操作地安裝至其的支撐輪，所述地面接合輪中的至少一個用于提供所述驅(qū)動輪。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的切割設備，其中相對于當切割時所述設備的正常行進方向，所述支撐輪中的至少一個被布置在所述可旋轉(zhuǎn)的切割刀片前方。
全文摘要
用于切割材料的切割設備，該設備包括兩個刀片，兩個刀片被布置成使得在一起使用中它們可以實現(xiàn)在它們之間的切割區(qū)域中的切割操作，刀片被相對于彼此安裝，使得它們由于由切割操作引起的切割力而在切割區(qū)域被推在一起。在一個實施方式中，刀片中的至少一個被安裝成圍繞樞軸樞軸運動，使得在切割操作期間，所產(chǎn)生的切割力或剪切力使刀片被樞軸地推向另一刀片。在另一個實施方式中，一個刀片是可旋轉(zhuǎn)的切割刀片，且另一刀片是適合于一起合作在切割區(qū)域進行切割操作的另外的切割刀片，另外的切割刀片被安裝成由于在切割操作期間產(chǎn)生的切割力或剪切力而被推向可旋轉(zhuǎn)的刀片。
文檔編號B26D1/26GK102548718SQ201080038049
公開日2012年7月4日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者威廉·雷納 申請人:雷納設計私人有限公司