CN102481643A - 切割装置 - Google Patents

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F·T·奥凯弗
A·洛克
W·麦克米恩
M·J·埃尔金顿
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Abstract

本发明公开了用于切割具有管壁的管件(32)的切割装置(10)。该切割装置(10)包括具有工具端(12.1)以及相反的自由端(12.2)的细长的支架(12)，所述工具端能够接合动力工具。该装置(10)包括定位在支架(12)的自由端(12.2)处的引导轮(16)，所述引导轮被松弛地安装到所述自由端上以相对于所述自由端旋转，引导轮(16)具有平行于支架(12)的纵向轴线延伸的支承表面(34)。该装置(10)还包括具有周向切割刃(36)的切割元件(14)，切割元件(14)邻近于引导轮(16)定位并且设置在引导轮(16)和工具端(12.1)之间。切割元件(14)的横向尺寸大于引导轮(16)的横向尺寸，使得当支承表面(34)承靠管件(32)的内表面时，切割元件(14)的切割刃(36)与支承表面(34)之间的距离使得切割元件(14)切穿所述管壁。

Description

切割装置
技术领域
本发明涉及切割装置。本发明还延及用于切割装置的切割元件、用于切割装置的引导构件或支承构件、以及切割装置使用方法。
本发明尤其地但非排他地涉及一种适于切割管件的切割装置，所述管件包括已经被安装到构造体中的管件。因此，在下文中将参考该应用来便利地描述本发明。然而，要理解的是，本发明能够具有更宽泛的应用。例如，本发明不仅能够用于切割管件，还可用于切割板材。其中本文所使用的术语“板材”应当被解释为涵盖混凝土板、面板或甚至墙壁。
背景技术
通常，为了切割例如PVC管件等的管件，用户使用切割盘。然而，如果管件被构建在地面或墙壁内，那么则不太可能接近管件的外部，因此需要从管件的内部切割管件。因此例如美国专利4576070描述了一种管件切割器，该管件切割器需要相对于管件的纵向轴线以一定角度被***。这导致管件的侧壁被切出斜面或斜角，这是不期望的。这种装置也是不稳定的，并且可导致不均匀或不一致的切割。
更具体地，美国专利4576070涉及一种管件切割器，其中，动力工具向具有圆形切割刀片的轴施加旋转力矩，该圆形切割刀片正交于所述轴取向。还设有引导轮，该引导轮以轴颈方式连接到轴的远离切割刀具的一端上。在使用中，切割刀片相对于被切割的管件的纵向轴线以一定角度对准，使得该切割刀片切穿管件的侧壁，并且在切割刀片旋转时，该切割刀片切穿侧壁。引导轮以该引导轮不旋转的方式附接到轴。这种常规管件切割器的缺陷包含的特征在于，引导轮必须接合管件的整个内表面来操作并且引导轮被定位在距离切割轮较远的距离处。而且，切割轮的直径小于引导轮的直径。这些因素结合起来意味着，在实践中不仅在管件的内表面与切割轮之间存在较大间隙，而且在管件的内表面与引导轮之间也存在间隙。这将严重降低管件切割器的切割效率，因为引导轮在使用中并未对切割轮提供牢固的支承。切割轮可能以未受约束的方式横向移动并且引起伤害以及引起不均匀的切割。切割轮还将趋于摇摆，因为轴并未以与管件的纵向轴线重合的方向来取向。而且，该管件切割器在使用之后不能从管件被容易地移除并且不能用于不同直径的管件。
还参考美国专利5815926，其涉及与针对美国专利4576070在上文描述的配置相似的配置，不同之处在于，引导轮抵靠被切割的管件的相邻端，并且直径比引导轮更小的切割轮也被定位在距离管件内的引导轮的较远距离处。由于这些结构限制，可以认为如上所述的相同缺陷将会出现在该文献中。此外，引导轮在被切割的管件上的定位在实践中将难以维持，因而这将引起安全问题。该配置的另一缺陷在于，在使用该常规的管件切割器之前，被切割的管件必须具有与管件的纵向轴线完全垂直的端部。使用具有类似构造的日本专利公告2002-187014也会出现类似的问题。
还可参考日本专利公告10-216376，其描述了一种管件切割器，该管件切割器具有与使用中的切割器的自由端邻近的切割轮。还提供了引导轮，该引导轮被附接到切割器的由动力工具驱动的旋转轴。然而要注意的是，引导轮定位在切割轮上方且因此支承轮将承靠在管件的被切掉并且从管件的其余部分移除的部分。这将不利于切割，因为在使用管件切割器期间管件的切掉部分会移动且因此导致不均匀切割。除了这点以外，由于支承面的减小，随着切割的继续进行，引导轮将变得更加低效。当完成切割时，用户所进行的彻底完成的动作可能导致动力工具的难控制且无意识的运动，而这可能是危险的。
因此，有利的是提供这样一种切割器，该切割器改善上述的现有技术的切割器的缺陷中的至少一些缺陷。如果切割器被设计成能够以对操作员伤害的危险最小的方式来安全地操作的话，那么这将是有利的。如果切割器能够被设计成高效且良好地切割管件，尤其是当对于管件的接近受到限制时，那么这将是有用的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于切割工件的切割装置，所述切割装置包括：
(i)细长的支架，所述细长的支架具有纵向轴线、自由端以及能够接合动力工具的工具端；
(ii)靠近所述支架的所述自由端定位的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件以可旋转的方式附接到所述支架并且具有与所述支架的纵向轴线相平行而延伸的支承表面；
(iii)切割元件，所述切割元件具有周向切割刃，所述切割元件被定位在所述引导构件和所述支架的所述工具端之间，其中所述切割元件紧邻所述引导构件而定位并且所述切割元件的横向尺寸大于所述引导构件的横向尺寸，由此形成
(iv)在所述切割元件的所述切割刃与所述引导构件的支承表面之间的周向空间，在使用中，所述周向空间由刀片的切穿被切割的所述工件的部分占据。
提供如上所述的空间或间隔(例如周向间隔)的有用之处在于，该空间或间隔用作深度规并且有利于用户将管件或板材切割到所需深度或厚度并且在使用中阻止切割元件行进超出被切割的管件的界限。
所述切割元件与所述引导构件或支承构件之间的轴向距离可以距离0.5-5.0mm，例如0.5-1.0mm。这还与“紧邻(closely adjacent)”的含义相关，“紧邻”意味着切割元件与引导构件或支承构件仅由如上示例出的短的轴向距离间隔开，以供形成该空间。
在这方面，要指出的是，上述的现有技术均都没有描述特征(iii)和(iv)，这些特征具有下述优点：
(a)通过将引导构件或支承构件定位在切割元件内部，例如，如将在下文的优选实施方式的附图中所示，定位在切割元件的与附接有动力工具的工具端相反的一侧上，所述引导构件或支承构件不偏斜并且提供对切割元件的强劲且稳定的支承，因为所述引导构件或支承构件在使用中充分地接合被切割的管件或板材的在周围的支承表面，而不存在任何间隙；
(b)由于上述的优点(a)，在使用中切割元件不存在横向运动，这意味着本发明的切割装置能够被十分安全地使用且因此将满足相关各司法管辖区中的所有相关的工作场所健康和安全规定；
(c)在使用之后将本发明的切割装置与被切割的管件或板材分离是十分容易的；以及
(d)所述引导构件具有与支架的纵向轴线相平行地延伸并且与切割元件间隔开的支承表面，所述引导构件能够沿与切割元件的旋转方向相反的方向或者沿着切割元件的旋转方向来旋转，这在使用中有助于将切割装置关于被切割的管件的内部移位且因此使得切割装置在使用中十分高效。
所述引导构件或支承构件可以呈引导轮的形式，该引导轮被松弛地安装到细长的支架上，使得该引导轮能够相对于支架旋转，例如，它能够相对于支架自由旋转。该支架可呈杆或轴的形式。
切割装置可包括保持构型部，所述保持构型部定位在所述支架的所述自由端并且所述保持构型部的横向尺寸大于所述支架的横向尺寸，以便将所述引导构件或支承构件的座部或毂松弛地保持在所述支架上。
所述支架可具有邻近于所述保持构型部的螺纹部，并且螺母可通过螺纹连接到所述支架的所述螺纹部以将所述切割元件保持在所述支架。
所述细长的支架可具有至少一个键，并且所述切割元件可限定有至少一个键槽，所述至少一个键槽能够与所述支架上的所述键保持接合。便利地，所述细长的支架可包括一对键，所述一对键与所述切割元件上的相应一对键槽接合。
所述切割装置可包括位于所述支架上并且紧固到所述支架的盘，所述盘与所述一对键结合。所述盘能够被刚性地附接到所述支架或能够从所述支架机加工形成。
所述切割装置可包括压缩环，所述支架的所述自由端附接有端盖，所述压缩环与在所述端盖中定位的配合沟槽接合并与所述支架上的对齐沟槽接合，由此将所述切割元件牢固地保持在所述细长的支架上。
所述切割装置可包括弹性夹子，所述弹性夹子具有被彼此远离地偏压并向外延伸的一对腿部以及位于每个腿部的自由端处的相邻的一对端部凸出部或突出部，所述一对端部凸出部或突出部与所述支架上的相应凹口接合(例如，靠近腿部的自由端)，以将所述引导构件或支承构件和所述切割元件牢固地保持在所述细长的支架上。
所述弹性夹子可具有远离所述一对端部凸出部或突出部的一端，所述弹性夹子的所述一端以可释放的方式附接到端盖，所述端盖在所述支架的自由端处被附接到所述支架。
所述切割装置可包括被附接到所述支架的自由端的端盖以及弹簧，所述端盖限定有一内孔，所述弹簧定位在内孔中。所述切割装置还可包括具有锥形表面的纵向销以及也具有锥形表面的一对横向销，由此当每个横向销定位在所述支架的相应凹口或沟槽中时，所述纵向销的锥形表面以及每个横向销的锥形表面彼此抵靠，以将所述引导构件或支承构件以及切割元件牢固地保持在所述支架上。
所述切割装置可包括位于所述支架的所述自由端处的端部紧固件，所述端部紧固件接合所述支架的内部通道，以提供作用在围绕所述端部紧固件的衬套上的力，从而确保所述切割盘和引导构件或支撑构件牢固地保持在所述支架上。
所述端部紧固件可以具有螺纹，所述螺纹与所述支架的形成所述内部通道的内壁上形成的互补螺纹相接合。
根据本发明的另一方面，提供了一种切割装置，所述切割装置包括：
(i)细长的支架，所述细长的支架具有纵向轴线、自由端以及能够以可操作的方式接合至动力工具的工具端；
(ii)靠近所述支架的所述自由端定位的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件以可旋转的方式附接到所述支架并且具有与所述支架的纵向轴线相平行而延伸的支承表面；以及
(iii)切割元件，所述切割元件具有周向切割刃，所述切割元件被定位在所述引导构件或支承构件与所述工具端之间。
所述切割元件能够紧邻所述引导构件或支承构件而定位。
所述切割装置可包括根据本发明的所述第一方面所限定的切割装置的特征中的任何一个或更多个特征。
所述切割装置可包括限定一内腔的偏心凸轮构件以及被安装到所述支架的可调节套环，所述可调节套环被接收在所述偏心凸轮构件的所述内腔中，其中所述切割元件沿相似的方向移动以在所述引导构件或支承构件与所述切割元件之间提供间隔，所述间隔与在使用中被切割的管件或板材的期望壁厚相对应。
所述可调节套环可具有供附接可调节螺母的螺纹柄或螺纹轴，其中所述螺纹柄或螺纹轴延伸穿过所述偏心凸轮构件的侧壁，并且所述螺母的致动引起所述可调节套环相对于所述偏心凸轮构件的所述移动，所述移动具有由所述可调节套环与所述内腔的端壁抵接所控制的有效界限。
根据本发明的另一方面，提供了一种供用于切割工件，例如切穿管件的侧壁或切穿板材的切割装置使用的切割刀片，所述切割刀片能够被安装到可旋转的支架或轴上，所述刀片包括一个切割元件，该切割元件包括多个偏转器叶片，每个偏转器叶片从所述切割元件的周向边缘向内定位并且所述刀片中限定与每个偏转器叶片邻近的孔，由此在使用中被切割的所述管件或轴产生的切屑或粉尘被每个偏转器叶片引导穿过相邻的孔以远离用户的面部。
所述切割元件可以是大致平面状的，并且所述切割元件可以是大致圆形的。
根据本发明的又另一方面，提供一种供用于切割工件，例如管件的侧壁或板材的切割装置使用的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件能够被安装到可旋转的支架或轴上，与同样能够被安装到该支架或轴上的切割元件协作，所述引导构件或支承构件包括一对相对的端部部件以及一个具有多个可枢转的叶片的中间组件，所述可枢转的叶片每个在其相应外端均由连接元件或条带连接，由此每个叶片均能够从内部位置移动到外部位置，所述内部位置和所述外部位置限定所述引导构件或支承构件的横向尺寸的内极界限和外极界限，由此调节所述引导构件或支承构件的直径。
每个叶片可以是弓形的并且叶片中的每一个叶片可以具有相似的曲率，例如当从一端观察所述引导构件或支承构件时，所述叶片具有凹形侧和相对的凸形侧。
每个叶片可以限定一个槽，并且相邻连接元件的相应外端能够随着每个叶片的枢转运动而在所述槽内滑动地移位，由此调节所述引导构件或支承构件的直径。
每个叶片的相应内端能够以可枢转的方式附接到一个端部部件或每个端部部件。此次，每个叶片的相应内端具有内孔，所述内孔用于确定每个叶片的枢转运动的界限。
根据本发明的又另一方面，提供一种使用切割装置来切割工件的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)将可旋转的细长的支架的一端附接到动力工具，所述细长的支架在其另一端具有以可旋转的方式附接的引导构件以及在所述引导构件以内被附接到所述可旋转的支架的切割元件，其中，所述切割元件的横向尺寸还大于所述引导构件的横向尺寸并且所述切割元件紧邻所述引导构件而定位，以便在所述引导构件与所述切割元件之间形成周向空间；
(b)操作所述动力工具以使得所述可旋转的支架旋转，其中所述引导构件沿被切割的工件的表面旋转，其中所述支承表面与所述可旋转的支架的纵向轴线相平行；以及
(c)切穿所述工件。
所述工件可以是管件，在该情况下，切穿所述管件的侧壁包括在所述引导构件沿所述管件的内表面旋转的情况下，使切口围绕所述管件的整个圆周延伸，以使得所述管件的侧壁从所述管件的其余部分完全切断。所述支架的纵向表面可以与所述管件的纵向轴线相平行并且间隔开。
替代地，工件可以是大致平面状的板材材料。
所述引导构件可以以与所述切割元件的旋转方向相反的方向来旋转。替代地，所述引导构件能够以与所述切割元件的旋转方向相同的方向来旋转，但是独立于所述切割元件的旋转并且具有较低的旋转速度。
根据本发明的又另一方面，提供一种切割管件以移除管件的端部区域的方法，所述方法包括：
提供可旋转的细长的支架，所述支架具有用于联接到动力工具的一个端部，并且被可旋转地附接到所述支架的引导构件靠近另一端部，以及被附接到该可旋转的支架的切割元件位于所述引导构件和所述一个端部之间，所述切割元件的横向尺寸大于所述引导构件的横向尺寸；
使所述可旋转的支架旋转，由此使得所述切割元件旋转，从而使所述切割元件切穿所述管件；以及
使所述引导构件围绕所述管件的内表面移位，由此围绕所述管件引导所述切割元件同时沿与所述管件的轴线横切的切割线来切割所述管件。
使所述支架旋转可包括通过将所述支架可操作地连接到动力工具来使所述支架以高速旋转并且由此也使得所述刀片以高速旋转。
使所述引导构件移位可以包括围绕所述管件的整个圆周引导所述切割元件，由此完全切穿所述管件并且移除所述管件的端部区域。
使所述引导构件移位可包括使所述引导构件围绕所述管件表面沿与所述切割元件的旋转方向相反的方向移位。
所述引导构件可包括支承表面，并且使所述引导构件移位可包括使得所述支承表面接触被切割的所述管件的侧壁的内表面或接触被切割的板材的相邻表面。
附图说明和具体实施方式
根据本发明的用于切割管件的切割装置以及用于切割管件的方法能够以各种形式来清楚地说明其自身。将方便地在下文参考附图来详细地描述本发明的数个实施方式。提供这种详细说明的目的在于向对本发明的主题内容感兴趣的人员介绍如何将本发明付诸实践。然而，将清楚地理解的是，该详细说明的具体性质并不替代前述广义说明的共性。在附图中：
图1是本发明的切割装置的第一实施方式的装配好的视图；
图2是图1所示的本发明的切割装置的分解立体图；
图3示出了在切割管件的应用中的图1的切割装置的剖面图以及图4是如图3所示的布置的侧视图；
图5示出了本发明的其中利用了压缩环的第二实施方式的分解立体图；
图6A、图6B和图6C是图5所示的切割装置的剖面图，示出了将端盖安装到可旋转轴的安装；
图7是本发明的第三实施方式的分解立体图；
图8是本发明的第四实施方式的分解立体图；
图9、图10和图11是图8所示的实施方式的剖面图；
图12是本发明的第五实施方式的分解立体图；
图13、图14和图15是图12所示的实施方式的剖面图；
图16是本发明的第五实施方式的分解立体图；
图17、图18和图19是如图16所示的实施方式的剖面图；
图20是本发明的第六实施方式的分解立体图；
图21和图22是图20所示的实施方式的剖面图；
图23是本发明的第七实施方式的分解立体图；
图24、图25和图26示出了如图23所示的实施方式的前视图；
图27是图23所示的实施方式的移除端盖后的前视图；
图28、图29和图30示出了用于本发明的切割盘，所述切割盘用于将粉尘和切屑进行引导以远离用户；
图31示出了用于本发明的改型的引导构件的分解立体图；
图32、图33、图34和图35示出了图31的引导轮以及图30的被安装到可旋转轴的吸尘切割盘；以及
图36示出了正在切割平坦板材或面板的图32、图33、图34和图35的切割设备。
在附图中，附图标记10总体上指代管件切割装置的实施方式。
装置10包括呈杆或轴12形式的细长支架，该细长支架具有近端或自由端12.2以及远端或工具端12.1(即，能够接合动力工具)。呈切割盘14形式的切割元件被设置在杆12上，以被可旋转地紧固到杆12或固定地附接到杆12。切割盘14被设置成与呈由杆12可旋转地载有的引导轮16形式的引导构件紧邻但与之间隔开。引导轮16进一步被定位成紧邻切割盘14的表面14.1(图2)，所述切割盘14具有中心孔19。
呈柄部18形式的附接构型部被限定在杆12的近端12.1处。柄部18被接收在动力工具的例如夹盘(未示出)等的夹持元件中。该动力工具例如是手钻。
呈按钮20形式的保持构型部被安装在杆12的远端12.2处。轴毂22被限定成邻近于按钮20。轴毂22的直径大于杆12的直径但小于按钮20的直径。引导轮16限定座部或毂24，按钮20被接收在该座部或毂24内以通过使得引导轮16被载于轴毂22上而将引导轮16保持在杆12上。
杆12具有毗邻轴毂22布置的螺纹部26。切割盘14通过螺母28保持被捕获在杆12上，该螺母28利用螺纹接合而与杆12的螺纹部26接合。装置10包括一对锁紧垫圈30。垫圈30设置在切割盘14的相反两侧并且用于将切割盘14锁紧到杆12上，使得切割盘14在使用中在杆12所连接的动力工具的作用下随着杆12旋转。
切割盘14的直径小于待被切割的管件32(图3和图4)的直径。引导轮16的直径又小于切割盘14的直径。引导轮16限定支承表面34，该支承表面平行于杆12的纵向轴线而延伸。在切割盘14的切割刃与引导轮16的支承表面34之间限定的周向空间36用作深度规并且有利于用户将管件切割到所需的深度，如附图中的图4所示。
切割盘14是任何合适的磨蚀式切割盘，例如碳化钨盘或用金刚石镶刃的盘。
装置10作为预先装配好的单元被出售，或者能够作为能够装配到一起的多个部件，例如成套用具的形式被提供，该多个部件包括杆12、螺母28、一对垫圈30、一个或更多个切割盘14(可具有不同直径)以及不同直径的一个或更多个引导轮16。通过具有不同直径的引导轮，能够改变利用该切割装置能够形成的切割深度。如果装置10作为成套用具被提供，则选择切割盘14和引导轮16的所需尺寸并且它们安装到杆12上。引导轮16被接收在轴毂22上，同时按钮20被接收在切割盘16的座部24中。引导轮还包括被限定在其中的孔24A，所述孔24A便于空气流动并且用于减少在引导轮16中所使用的材料的量。引导轮还包括中心孔24B，该中心孔24B被所述杆12穿过以将引导轮16安装到杆12上。
轴毂22以在引导轮16内形成间隙配合地被接收在引导轮16的中心孔24B内，使得引导轮16能够相对于杆12旋转。所选定的切割盘14邻近引导轮16被安装在杆12上并且通过螺母28被紧固到位。被螺纹连接到螺纹部26的螺母28与所提供的锁紧垫圈30一起用于将切割盘14锁紧到杆12。盘14被紧固到杆12并且与杆12一起旋转。
在所示的实例中，装置10用于切割在建筑物的地面38下方的管件32。需要注意的是，切割盘14的直径小于待被切割的管件32的直径。
对已经附接到该装置10的动力工具(未示出)进行操作以使得杆12和被附接到杆12的切割盘14旋转。将切割盘14的刃置靠在管件32的内表面40上，并且在管件32的壁中形成第一切口42。切割盘14切割至由切割盘14的刃与引导轮16的支承表面34之间的空间36所控制的深度。换句话说，切割盘14切穿管件32的壁，一直到支承表面34承靠管件32的内表面，如附图中的图4所示。
在所示的实施方式中，假定杆12如附图的图3中的箭头44所示以顺时针旋转。由于引导轮16在获得切口42的所需深度之后就承靠管件32的内表面40，如附图的图3中的箭头46所示，装置10产生围绕管件32的纵向轴线的反向旋转运动。这有助于用户切割管件32以及保持切口的一致高度。还将理解的是，引导轮16还能够按照与切割盘15相同的方向旋转。
此外，当绕管件32的周边完成切割时，引导轮16用于防止装置10从管件32横向飞出，如果没有引导轮16原本可能会发生这种飞出的情况。因此，避免了用户弄伤自己或损坏周围构造的可能性。
因此可以理解的是，在切割盘14的内部设置引导轮16至少具有三个作用。第一，引导轮16用作深度规，以控制管件32的壁的切割深度。引导轮34还用于辅助所述装置10关于管件32的内表面40的反向旋转运动，以在管件32中形成周向切口。第三，引导轮16用于在完成切割之后约束该装置10。
因此，上述实施方式的优势在于，提供了一种管件切割装置10，该管件切割装置使得用户能够实施相对于管件32的纵向轴线成直角的均匀、一致的切割。所提供的引导轮16用作深度规以使得用户控制切割深度。此外，所提供的引导轮16有利地用于辅助使得该装置10在切割操作期间绕管件的纵向轴线旋转。引导轮16还用于在完成切割操作32之后防止装置10横向运动超过管件32的范围。
上述实施方式的又一优势在于，需要的话，通过将螺母28从杆12的螺纹部26拧下，能够以简单的操作将不同直径的切割盘14和引导轮16安装到杆12上。利用杆12的上述构造，整个杆12不需要带螺纹，因此移除和更换螺母28是非常简单和快速的事情。
如上所述，装置10能够以其中杆12设置有各种尺寸的切割盘14和/或引导轮16的套件来出售。此外，该套件能够仅具有替换的切割盘14，使得钝的切割盘14能够被更换为锋利的切割盘14。
虽然参考圆形截面的管件32描述了该实施方式，但是将理解的是，能够想到装置10能够用于不同截面的管件，虽然降低了效率。
在图5、图6A、图6B和图6C中示出了本发明的又一实施方式，该实施方式示出了包括使用了相同附图标记的如上所述的类似部件的切割装置10A。在该实施方式中，提供了具有内部沟槽22B的端盖22，该内部沟槽22B用于支承能够是如所示的C形的由弹性体材料或柔性材料制成的卡环或压缩环53。还示出了盘47，该盘47是被焊接的或者是轴12的通过机加工操作形成的固定部分。盘47还设置有键槽48和沟槽55，所述沟槽55也支承卡环53，如图6A、图6B和图6C所示。切割盘14A设置有中心孔19，该中心孔19具有顶部和底部的键槽或凹部49A。端盖22A还设置有凸缘22C以及端壁54A。还设置有杠杆孔54。
在图6A、图6B和图6C中顺序示出并且用图6A和6B中的箭头示出将端盖22A安装到轴12上的过程。卡环53保持被捕获在沟槽22B中，并且当端盖22A被挤压到轴12上时，端盖22A在表面56中的锥形引导部抵触卡环53。当端盖22A上的挤压力大于与卡环53相关的自然阻力时，卡环53借由物理位移而将直径减小至卡环53的外径等于端盖22A的内径的程度。在此阶段，端盖22A能够在轴12上滑动，一直到卡环53到达内部沟槽22B。在此处，卡环53将恢复至与沟槽22B的直径相等的外径。在此阶段，沟槽22B的设计将使得卡环53对于沟槽22B的内表面提供主动力，该主动力接着被传递到切割盘14A。该力使得切割盘14A完全与键48接合并且由此允许引导轮16绕端盖22A的纵向轴线自由旋转。该力还防止切割盘14A、端盖22A和引导轮16从轴12滑脱。为了将端盖从轴12释放，借助被***到槽54中的杠杆向端盖22A施加同等的力，并且以颠倒的顺序实施相同的过程。在图6C中，将注意的是，凸缘22C接合在周向空间57中。
图5、图6A、图6B和图6C中的上述实施方式用于切割装置10A，该切割装置10A适用于由不同塑料材料诸如HDPE或PVC等、或者金属、或其他材料制成的管件或板材，其中上述金属包括铜和不锈钢，所述其它材料包括陶瓷材料和陶器材料。
在图7中示出了与切割装置10B相关的另一实施方式，所述切割装置10B具有在轴12上的与轴毂22邻近的顶部和底部的凸出部或键50A，如在图5的实施方式中的情况那样，所述顶部和底部的凸出部或键50A穿过键槽49的顶部和底部的键槽或凹部49A以及垫圈30A的键槽51。同样，这是一个通过移除螺母28来启动的快速释放联接的实施例。
在图8、图9、图10以及图11中示出了另一实施方式，其示出了切割装置10C，在所述切割装置10C中利用了具有臂57和端部凸出部58的弹性夹子56。还提供了附接到轴12的切割盘14C，该切割盘14C具有与锁定盘61上的键60接合的键槽59。还提供管状衬套62。同样地，这是快速释放联接的另一实施例，其中弹性夹子56能够通过利用钳子或螺丝刀(未示出)被快速拆除。在图9中，轴12设置有用于收纳弹性夹子56的中空通道63。
在切割装置10C中，弹性夹子56呈弹性钢制夹子的形式并且被设计成提供将引导轮16和切割盘14C进行封装的力。这通过将每个臂57向内偏压来实现。如图9至图10所示，借助于按压端部凸出部或突出部58，夹子56能够被***到轴12的位于衬套62内部的中空内部63。当凸出部58被释放时，夹子56可如所示的在轴12的中空内部63和轴12的中空通道64内部保持到位，其中凸出部58接合在保持凹口65内，如图11所示。这使得切割盘14A通过键60而充分地结合并且牢固地保持在轴12上。
在图12至图15的实施方式中示出了具有与在上文针对图8至图11所示的类似布置的切割装置10D，所述切割装置10D使用了具有臂57A和端部凸出部58A的弹性夹子56A。夹子56A也具有用于对螺钉67进行保持的孔66。还设置了端盖68，弹性夹子56A通过固定螺钉67而附接到该端盖68。端盖68还具有柄部71以及在头部70中的杠杆槽(lever slot)69。还设置了具有端部凸出部73的中空衬套72，所述端部凸出部73接合端盖68中的适配槽74。衬套72具有带有键槽76的凸缘75，所述键槽76与切割盘14D的键槽77相配。键槽76和77都与同轴12一体形成的在盘79上的键78适配，以提供端盖68和切割盘14D之间的主动力。当首先将端盖68接合到轴12中时，锁定臂57A抵触轴12上的锥形引导部80，如图13至图14所示。此时，当端盖68上的压紧力大于摩擦力和弹性夹子56A弯曲力的合力时，那么锁定臂57A开始朝向轴12的中心轴线在法向上移位。当锁定臂57A朝向轴的内腔72A的底部到达内部沟槽81时，弹性夹子56A的抗弯力在凸出部58A压靠在沟槽81的锥形壁84时传递到凸出部58A，从而驱动端盖68沿轴12的轴线进一步向内。在端盖68完全接合的情况下，始终存在由弹性夹子56A提供的传递到沟槽81上的锥形壁84的主动力。然后，该力通过端盖68的与轴的轴线垂直的平坦表面83被传递。该表面83压靠轴的衬套72，该轴的衬套72接着又压靠切割盘14D，从而提供了使得切割盘14D完全接合到轴键78上的主动力。切割装置10D所附加的特征在于，当轴12旋转时，为锁定臂57A提供了向心力。随着这种加速度增大，被传递到轴的内部沟槽81的锥形壁84上的向心力也增大，从而增大了被施加到切割盘14D的压力，因此在切割盘的运转中移动切割盘14D所需的力增加，如图15所示。
在如图16至图19所示的实施方式中，示出了与如图12至图15所示相类似的布置，不同之处在于弹性夹子56A被替换为压缩弹簧86、横向锥形锁定销87以及端部销88。切割装置10E用于在端盖68和切割盘14D之间提供主动力。当首先将端盖68接合到轴腔82内时，锥形锁定销87抵触轴腔82中的锥形引导部80。在此时，当端盖68上的压紧力大于摩擦力和弹簧力的合力时，锥形锁定销87开始朝向轴12的中心轴线在法向上移位。该位移经由在锁定销87和锥形弹性端部销88的相适配的表面90和89之间共有的锥形结构而转化为锥形的弹簧端部销88的纵向位移，如图17至图18所示。这又使得提供阻力的压缩弹簧86移位。当锥形锁定销87朝向轴腔82的底部到达内部沟槽81时，弹簧力传递到锁定销87，该锁定销87于是压靠锥形壁84，从而将端盖68沿轴72的轴线进一步向内驱动。在端盖68完全接合的情况下，始终存在由压缩弹簧86提供的被传递到锥形壁84的主动力。该力接着通过端盖68的与轴12的轴线垂直的平坦表面83被传递。该端盖表面83压靠轴的衬套72，该轴的衬套72接着压靠切割盘14D，从而提供使得切割盘14D完全接合到轴键78上的主动力，如图19所示。切割组件10E所增加的特征在于，当轴12旋转时，为锁定销87提供了向心力。随着这种加速度增大，被传递到锥形壁84的向心力也增大，从而增大了被施加到切割盘14D上的压力，因此在运转中移动切割盘14D所需的力增加。
如图20、图21和图22所示的切割装置10F使用了具有键槽91的切割盘14F，该键槽91接合键78。还设置了具有柄93的紧固件92，柄93具有与轴12的相邻端95的内螺纹94接合的螺纹，如图21至图22所示。紧固件92还具有头部93A、凸缘96和螺丝刀槽94。还示出了衬套72A。紧固件92用于通过与内螺纹94接合来提供将引导轮16和切割盘14封装的力。紧固件92在完全接合时提供对于轴的衬套72A的力，该轴的衬套72A继而将该力传递到切割盘14F。该力使得切割盘14F完全与轴12上的键78接合并且允许引导轮16围绕轴12的纵向轴线自由旋转。该力还防止切割盘14F、衬套72A和引导轮16从轴12滑脱。图22示出了衬套72A的插设在切割盘14F和引导轮16的毂24之间的凸缘97。
在图23中，提供了切割装置10G，该切割装置10G具有偏心的可调节凸轮100、被安装在轴连接套环(shaft connection collar)102的螺纹轴101上的可调节螺母99、用于保持该轴连接套环102的椭圆形孔103、以及槽104。该孔103具有相对的端壁103A，该相对的端壁103A确定了套环102在孔103中的运动范围。还示出了偏心的可调节凸轮100的附接孔106。在图24、图25和图26中示出了切割装置106的操作。还示出了粉尘收集叶片107，粉尘收集叶片107在使用中用于引导粉尘远离切割装置10G的操作员。
切割装置10G能够被用于各种壁厚，因而可以用作壁厚规。该操作使用了与被松弛地装配到轴12的引导轮16和切割盘14G相协作的偏心的可调节凸轮100。通过在任一个方向上旋转调节螺母101，轴的轴线中心将相对于引导轮16变化。因此，轴的轴线可根据图25和图26中所示的螺母100的旋转圈数从如图25所示的中心位置移动到偏心位置。该偏心使得力心相对于引导轮16移动，从而产生围绕旋转轴12的力矩。这又允许引导轮16自然地定位在壁厚的预期的量规尺寸处，而与切割盘10F的位置无关，如图26和图27所示。
在图27中，示出了切割装置10的装配后的视图。示出了旋转轴中心108并且示出了力线109垂直于被切割的介质。还示出了用110标示的壁厚。
在图28中，示出了切割盘111的一种形式，该切割盘111在操作中具有方向性设计，以提供低压涡流，从而根据旋转方向产生围绕切割盘111的真空。该切割盘及其升高的偏转器113有效地将粉尘和切屑113A抽吸远离被切割的物体表面并且使其向下通过邻近于每个偏转器113的孔114。该切割盘111有效地将粉尘和切屑抽吸远离用户的面部。
在图29中，示出了切割盘115，切割盘115同样具有单向性设计，以提供靠近切割盘115的中心19的低压区域，而与旋转方向无关。该设计有效地将粉尘和切屑抽吸远离被切割的物体并且使其向下通过邻近于偏转器叶片113A的孔114A。
在图30中，示出了单向切割盘116，该切割盘116提供在切割表面112附加的低压区域，而与旋转方向无关。该设计有效地将粉尘和切屑抽吸远离被切割的物体并且使其通过邻近于偏转器117的孔118且因此远离用户的面部。
在图31中，示出了用于控制切割装置的切割深度的可变直径引导轮16A。引导轮16A包括顶部盘部件120、底部盘部件120A、多个叶片部件121和多个弯曲的叶片连接部件122。引导轮16A使用了蜗杆驱动器123，该蜗杆驱动器123控制顶部盘部件120相对于底部盘部件120A所旋转的量。当蜗杆驱动器123被致动时，顶部盘部件120旋转，从而使得内部销125压靠相邻的、槽126的表面，所述内部销125被连接到顶部盘部件120并且保持被捕获在槽126内。叶片部件121经由穿过孔127的销124也保持被捕获到底部盘部件120A，该销124还用作叶片部件121的枢轴点。叶片部件121能够围绕枢轴点127旋转，因而改变叶片部件124的外径。弯曲的叶片连接部件122通过以假想线所示的同样用作枢轴点的销128在与叶片部件121彼此相邻的端部处结合到叶片部件121。每个部件121与相邻的部件122端部通过在槽129中移动的销128结合。该槽129允许弯曲的叶片连接部件122相对于该槽而切向地移动，从而保持在各叶片部件121之间的连接。
还提供了底部盘部件120A的定位凸出部130，该定位凸出部130每个均定位在顶部盘部件120的适配凹部131中。蜗杆驱动器123被容纳在壳体132中并且通过与槽133和134接合的螺丝刀(未示出)致动。
在图32、图33、图34和图35中示出了与吸尘盘116一起被安装到轴12上的引导轮16A。这通过利用端盖68实现，如图33、图34和图35所示。
在图36中示出了在切割平面状面板136使用了如图32至图35所示的切割装置10H。切割装置10H已经形成在附图中所示的切割线137。
参考附图在上文描述的切割装置的一个优势在于，呈引导轮16形式的引导或支承构件被定位在叶片14的与可操作地联接到动力工具的动力端12.1相反的一侧。申请人发现，利用这种布置，当刀片高速旋转时，切割装置能够以十分稳定的方式在工件上安装到位。不拘束于理论的约束，申请人认为这归因于在刀片的与由动力工具施加的旋转驱动相反的一侧上的引导轮所提供的支承。此特征使得用户更稳定和更舒适地操作切割装置。此特征还有助于用户利用动力工具实施更加精确和准确的切割。这是重要的，因为切割装置能够用于切断突出到地面或类似构造以上的管件部分，并且这种切断能够被准确且精确地实施是十分期望的。
当然将认识到的是，上文仅以本发明的描述性实施例的方式被给出并且对于本领域技术人员显而易见的对实施例的所有修改和变形被认为落入在本文阐述的本发明的宽泛范围和界限内。

Claims (25)

1.一种切割装置，所述切割装置包括：
(i)细长的支架，所述细长的支架具有自由端以及能够接合动力工具的工具端；
(ii)靠近所述支架的所述自由端定位的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件以可旋转的方式附接到所述支架并且具有与所述支架的纵向轴线相平行而延伸的支承表面；
(iii)切割元件，所述切割元件具有周向切割刃，所述切割元件被定位在所述引导构件和所述支架的所述动力工具端之间，其中所述切割元件紧邻所述引导构件而定位并且所述切割元件的横向尺寸大于所述引导构件的横向尺寸，由此形成
(iv)在所述切割元件的所述切割刃与所述引导构件的支承表面之间的周向空间，在使用中，所述周向空间由刀片的切穿被切割的所述工件的部分占据。
2.根据权利要求1所述的切割装置，其中，所述切割元件与所述引导构件或支承构件之间的轴向距离是0.5-5.0mm。
3.根据权利要求2所述的切割装置，其中，所述切割元件与所述引导构件或支承构件之间的轴向距离是0.5-1.0mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的切割装置，其中，保持构型部定位在所述支架的所述自由端，所述保持构型部的横向尺寸大于所述支架的横向尺寸，以便松弛地保持所述引导构件或支承构件的座部或毂。
5.根据权利要求4所述的切割装置，其中，所述支架具有邻近于所述保持构型部的螺纹部，并且螺母通过螺纹连接到所述支架的所述螺纹部上以将所述切割元件保持在所述支架上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的切割装置，其中，所述细长的支架具有至少一个键，并且所述切割元件限定有至少一个键槽，所述至少一个键槽能够与所述支架上的所述键保持接合。
7.根据权利要求6所述的切割装置，其中，所述切割装置具有在所述支架上的一对键，所述一对键与所述切割元件上的相应一对键槽接合。
8.根据权利要求7所述的切割装置，其中，设置有被刚性地附接到所述支架或者从所述支架机加工形成的盘，所述盘也与所述一对键结合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置，其中，设置有压缩环，所述支架的所述自由端附接有端盖，所述压缩环与在所述端盖中定位的配合沟槽接合并与所述支架上的对齐沟槽接合，由此将所述切割元件牢固地保持在所述细长的支架上。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置，其中，设置有弹性夹子，所述弹性夹子具有被彼此远离地偏压并向外延伸的一对腿部以及位于每个腿部的自由端处的相邻的一对端部凸出部或突出部，所述一对端部凸出部或突出部与所述支架上的相应凹口接合，以将所述引导构件或支承构件和所述切割元件牢固地保持在所述细长的支架上。
11.根据权利要求10所述的切割装置，其中，所述弹性夹子具有远离所述一对端部凸出部或突出部的一端，所述弹性夹子的所述一端以可释放的方式附接到端盖，所述端盖在所述支架的所述自由端处被附接到所述支架。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置，其中，设置有在所述支架的所述自由端处被附接到所述支架的端盖，在所述端盖的内孔中定位有弹簧。
13.根据权利要求12所述的切割装置，所述切割装置包括具有锥形表面的纵向销以及也具有锥形表面的一对横向销，由此当每个横向销定位在所述支架的相应凹口或沟槽中时所述纵向销的锥形表面以及每个横向销的锥形表面彼此抵靠，以将所述引导构件或支承构件和所述切割元件牢固地保持在所述支架上。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的切割装置，其中，设置有位于所述支架的所述自由端处的端部紧固件，所述端部紧固件接合所述支架的内部通道，以提供作用在围绕所述端部紧固件的衬套上的力，从而确保所述切割盘和引导构件或支撑构件牢固地保持在所述支架上，并且其中所述端部紧固件以螺纹连接的方式附接到所述内部通道。
15.一种切割装置，所述切割装置包括：
(i)细长的支架，所述细长的支架具有纵向轴线、自由端以及能够接合动力工具的工具端；
(ii)靠近所述支架的所述自由端定位的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件以可旋转的方式附接到所述支架并且具有与所述支架的纵向轴线相平行而延伸的支承表面；以及
(iii)切割元件，所述切割元件具有周向切割刃，所述切割元件被定位在所述引导构件或支承构件与所述工具端之间。
16.根据权利要求15所述的切割装置，所述切割装置包括限定一内腔的偏心凸轮构件以及被安装到所述支架的可调节套环，所述可调节套环被接收在所述偏心凸轮构件的所述内腔中，其中所述切割元件沿相似的方向移动以在所述引导构件或支承构件与所述切割元件之间提供间隔，所述间隔与在使用中被切割的管件或板材的期望壁厚相对应。
17.根据权利要求16所述的切割装置，其中，所述可调节套环具有供附接可调节螺母的螺纹柄或螺纹轴，其中所述螺纹柄或螺纹轴延伸穿过所述偏心凸轮构件的侧壁，并且所述螺母的致动引起所述可调节套环相对于所述偏心凸轮构件的所述移动，所述移动具有由所述可调节套环与所述内腔的端壁抵接所控制的有效界限。
18.一种供用于切割管件的侧壁或切穿板材的切割装置使用的切割元件，所述切割元件能够被安装到可旋转的支架或轴上并且设置有多个偏转器叶片，所述偏转器叶片每个都具有与其邻近地定位的孔，其中每个偏转器叶片从所述切割元件的周向边缘向内定位，由此在使用中被切割的管件或轴所产生的切屑或粉尘被每个偏转器叶片引导穿过相邻的孔以远离用户的面部。
19.一种供用于切割管件的侧壁或板材的切割装置使用的引导构件或支承构件，所述引导构件或支承构件能够被安装到可旋转的支架或轴上，与同样能够被安装到所述可旋转的支架或轴上的切割元件协作，其中所述引导构件或支承构件具有一对相对的端部部件并且还设置有具有多个可枢转的叶片的中间组件，所述可枢转的叶片每个在其相应外端均由连接元件或条带连接，由此每个叶片均能够从内部位置移动到外部位置，所述内部位置和所述外部位置限定所述引导构件或支承构件的横向尺寸的界限。
20.根据权利要求19所述的引导构件或支承构件，其中，每个叶片是弓形的并且具有相似的曲率，从所述构件或支承构件的端视角看，所述叶片具有凹形侧和凸形侧。
21.根据权利要求19或20所述的引导构件或支承构件，其中，每个叶片设置有槽，并且相邻的连接元件的相应外端随着每个叶片的枢转运动而在所述槽内移动。
22.根据权利要求21所述的引导构件或支承构件，其中，每个叶片的相应内端以可枢转的方式附接到一个端部部件或每个端部部件。
23.根据权利要求22所述的引导构件或支承构件，其中，每个叶片的相应内端具有内孔，所述内孔用于确定每个叶片的枢转运动的界限。
24.一种使用切割装置来切割工件的方法，所述方法包括下述步骤：
(a)将可旋转的细长的支架的一端附接到动力工具，所述支架在另一端具有以可旋转的方式附接到其上的引导构件以及在所述引导构件以内被附接到所述可旋转的支架的切割元件，其中所述切割元件的横向尺寸还大于所述引导构件的横向尺寸，并且所述切割元件紧邻所述引导构件而定位，以便在所述引导构件与所述切割元件之间形成周向空间；
(b)操作所述动力工具以使得所述可旋转的支架旋转，其中所述引导构件沿被切割的所述工件的表面旋转，其中所述支承表面与所述可旋转的支架的纵向轴线相平行；以及
(c)切穿所述工件。
25.根据权利要求24所述的使用切割装置的方法，其中，所述引导构件以与所述切割元件的旋转方向相反的方向旋转。
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