CN101244568A - 切割装置 - Google Patents

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CN101244568A CNA2007101077373A CN200710107737A CN101244568A CN 101244568 A CN101244568 A CN 101244568A CN A2007101077373 A CNA2007101077373 A CN A2007101077373A CN 200710107737 A CN200710107737 A CN 200710107737A CN 101244568 A CN101244568 A CN 101244568A
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Abstract

一种切割装置，尤其适于拆卸车辆玻璃窗板，其具有：前刀架和与该前刀架隔开的后手柄，所述后手柄和前刀架可彼此相对移动以重新配置所述装置，所述装置包括用于将润滑剂输送到所述刀片上的润滑构件。

Description

切割装置
本申请是申请日为：2003年7月25日、申请号为：03817803.6、发明名称为“切割装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种切割装置，尤其涉及一种手持式切割装置，主要是一种用于切割粘结材料(例如，聚亚安酯粘结材料)的切割工具。通过在板的粘结区域的周边处使用该装置可以将被粘结的板(车辆等)分开。特别地，本发明的装置尤其适于切割或削掉被用来粘结车辆板(例如，车辆挡风玻璃开口上的车辆挡风玻璃)的聚亚安酯粘结材料。
发明内容
本发明提供了一种切割装置，该切割装置包括：前刀架和与该前刀架隔开的后手柄，所述后手柄和前刀架可彼此相对移动以重新配置所述装置，所述装置包括用于将润滑剂输送到所述刀片上的润滑构件。
优选地，后手柄和前刀架可相互锁定，以将该装置设置为重新配置的定向。
前刀架一般用作由使用者的一只手来抓持的前手柄。后手柄由使用者的另一只手抓持。相互隔开的手柄确保了该装置在人机工程学方面是很有吸引力的，并能有效地使用。
因为能移动后手柄以相对于前刀架/手柄重新定位后手柄，所以当该装置被用来拆掉车辆挡风玻璃时，可绕角部或弯曲部(例如，在车辆挡风玻璃的外围角部周围)方便地使用该装置。因为该装置在其重新定向的结构中锁定，所以该装置的使用牢固且安全。
典型地，后手柄可绕前刀架沿行星轨道(转动地)运动。后手柄优选地绕前刀架运动大体90°或更多(更优选为180°，或最优选270°)。
后手柄可设置成相对于前刀架被锁定在多个方位上。该装置优选地包括用于此目的的锁定构件。该锁定构件有利地包括该装置的使用者易接近的锁定致动器。有利地，设置有用于通常朝锁定位置偏压锁定构件的偏压构件。
该桥接部分有利地设置成与后手柄一起绕刀架运动。典型地桥接部分和后手柄有效地彼此成一体。典型地桥接部分的前端可转动地安装在刀架的可转动安装件上。后手柄和刀架优选地大体位于同一平面上。因此后手柄和刀架基本上平行(或具有基本上平行的轴线)。
该装置优选地包括用于调节刀片相对于刀架的位置的刀片调节构件。该刀片调节构件有利地可通过设置在该装置外部的致动器来调节。该构件可被致动以选择地改变刀片离刀架的突出距离。在一实施例中，该刀片调节构件可包括棘轮机构，以相对于刀架推进和/或撤回刀片。
典型地，刀架包括用于接收刀片的内接收槽。有利地设置有用于固定刀片和刀架的刀片固定元件；有利地朝固定位置弹性地偏压该刀片固定元件。
该装置可包括用于在与刀片末端部分隔开(向上)的平面上接合底座的接合部件。例如，在使用该装置拆卸车辆挡风玻璃的情况下，该接合部件接合其最近的外围边缘处的挡风玻璃的外表面。刀片的切割部分插入通过挡风玻璃的下侧表面上的粘结材料中。该接合部件有利地被刀架支撑，并有利地包括可转动接合部件，例如辊子。或者，可设置滑板或滑轨。
附图说明
现在将仅通过示例并参照附图在具体实施例中进一步描述本发明，在图中：
图1是根据本发明的切割装置的第一实施例的透视图；
图2是图1的切割装置的侧视图；
图3是图1和图2的装置的前端视图；
图4是前述图中装置的示意性截面图(沿图3中的A-A线)；
图5是前述图中装置的示意性截面图(沿图2中的B-B线)；
图6是前述图中装置的示意性平面图；
图7是总体类似于图1至6中装置的可替换的切割装置的侧视图；
图8是显示粘接接合处的切割的示意性截面图，特别是通过聚亚胺酯粘结叠珠焊缝(bead)粘结到支架边缘上的挡风玻璃或其他构件的元件；
图9是根据本发明的试验刀片的示意性平面图；
图10是沿图9中的C-C线的示意性截面图，用于刀片的第一实施例；
图11是沿图9中的C-C线的截面图，用于刀片的第二实施例；
图12是表示使用本发明的刀片时所承受的力的曲线图；
图13是表示对各种刀片进行试验过程中所承受的力的标绘图；
图14是表示试验结果的图表；
图15是根据本发明的切割装置的变化实施例的示意性透视图；和
图16是图15实施例的详细局部截面图。
具体实施方式
参见附图，示出了切割装置1，其特别适用于切割操作，例如，切开、切下或切片粘结材料50(典型地是聚亚胺酯)，该粘结材料将诸如车辆挡风玻璃51的结构板粘结到车辆挡风玻璃开口52上。
切割装置1具有前刀片支撑手柄2和通过桥接部分4与前刀片支撑手柄2隔开的后手柄3。前刀片支撑手柄2包括橡胶握持垫5a、5b，而后手柄3包括用于改善人机工程学操作并提高使用效率的橡胶握持垫6。
前刀片支撑手柄2用作外壳并用于固定“L”形切割刀片7，该刀片7具有朝顶点逐渐变细的横向突起切割部分7a，和向上突起的固定长度部分7b。如图5最清楚所示，刀片7的固定长度部分7b容纳在内导向接收通道9中，该内导向接收通道9设置在前手柄2中。固定长度部分7b包括贯穿其厚度尺寸的圆形孔，快速释放刀片的固定板簧8的突起8a安置于该圆形孔中。板簧8在其近端10处被固定，并在其远端包括人手可达的翼片11，该翼片11可朝外移动以释放突起8a与刀片固定长度部分7b的接合。通常朝图5所示的接合位置偏压板簧8。
刀片支撑手柄2的末端部分支承安装在轴13上的导向辊子12。刀片7的突起切割部分7a位于辊子12的周边高度之下。在使用中，辊子12位于挡风玻璃51的表面上以使刀片切割部分7a穿过挡风玻璃和车辆挡风玻璃开口的支撑框架52之间的聚亚安酯粘结材料50。辊子的使用提供了良好的低摩擦接触，并有助于容易地使用该装置。或者，可使用滑板或滑轨构件来代替辊子。
当该装置绕挡风玻璃移动时，该布置提供了粘结材料的一致的切割深度或水平。该装置的另一特征是能通过调节刀片的突起切割部分7a相对于辊子12的水平来选择所需的切割深度。
因此，刀片深度调节构件结合在该装置中，该构件包括可手动的按钮15，按下按钮15以增加刀片所执行的切割深度。当按下按钮15时，其推动刀架16以增加刀片部分7a在辊子12的最低部分之下的间距。包括偏压弹簧18、19的快速释放棘轮机构17用于使刀架16和刀片7回复到其从切割聚亚安酯粘结材料的位置移开时的基准定位。
为了进一步便于粘结材料的切割过程，该装置包括将切割润滑剂输送到切割位置的工具。润滑剂在前手柄2的内部被输送，顺着固定刀片长度部分7b向下流向切割部分7a。后手柄3包括内部润滑剂容器20，其通过由止动件21关闭的填充口来填充润滑剂。设置有用于泵致动器23的手指或拇指致动的润滑剂释放按钮22，该泵致动器23对润滑剂容器20中流体施压，以沿柔性的润滑剂管24将润滑剂从润滑剂容器中泵送出来，该润滑剂管24沿桥接部分4的长度在内部延伸以与设置在前手柄2内部中的喷射器25连接。通过内部通道25沿刀片的固定长度部分7b从喷射器分配润滑剂，以将润滑剂输送到切割部分7a。
前、后手柄2、3和桥接部分4设置在同一平面(施力平面)上，这种设置及刀片的横向设置提供了平行于切割平面方向的施力平面，从而能高效地进行切割。
为了能操纵该装置绕挡风玻璃(或其他被粘结的板)的角部切割，该装置包括用于后手柄3和桥接部分4的工具以使其绕前手柄2枢转或转动。套环27形成桥接部分4的前部分并被加衬套以绕套筒28转动，其中套筒28构成前手柄2。套筒28包括一系列成形凹槽29，其形状和尺寸被设置成能以配合接合的方式接收插头30，该插头30被连接到锁定螺栓31的前部分上。典型地，成形凹槽29至少布置在绕套筒0°和180°的角度位置处。这些凹槽被布置成以小于等于90°间隔开。0°和180°的角间距能使手柄2、3在转动镜像位置(参见图6中的桥接部分4a和4b的位置)处锁定在一起，从而能绕挡风玻璃或窗玻璃的角部容易地操纵该装置。锁定螺栓31通常通过弹簧32被偏压到推进位置。手指可回撤触发器44穿过桥接部分4上的槽以使螺栓31和插头30回撤，从而使后手柄3和桥接部分4绕前手柄2转动。润滑剂管24穿过环形空间38，以当手柄3和桥接部分4转动时使管摆动所要求的角度。当按压泵按钮2以泵送润滑剂时，管24压靠在肋47上。
后手柄3可保持为与挡风玻璃表面隔开，或替换地设置有接触构件以接触挡风玻璃表面。这种接触构件可以例如是滚球48等。滚球48与后手柄3底部的接触有助于操纵者保持装置上的拉力和推力的方向，该方向平行于刀片切割方向。借助于操纵者通过手柄3作用在玻璃上的压力和滚球48在玻璃屏上的点接触(4个自由度)，无论操纵者所施加的合力的方向如何，该力的水平分量总是保持与玻璃屏的表面平行。该装置还设有刚性平行四边形框架，从而确保了使不在刀片切割方向上力的分量最小。因此，刀片切割部分7a的倾斜最小，从而使得在非最优切割角的情况下将出现的摩擦和阻力最小。这导致减小了切割过程中所需要的工作。另外，滚球提供了人机工程学方面的优点，从而独立于使用者身体的其他部分的定向而使通过使用者的臂和肩膀施加最大的力。该装置的另一优点是增加了可操控性，可容易地绕角部运动并在切割过程开始时能容易地在刀片切割部分7a的插入点处运动。
可设置滑板或滑轨来代替滚球48，用作后手柄3的接触构件。
在使用中，后手柄3和桥接部分4能从图1所示的位置绕前手柄2转动90°，从而使刀片7的切割部分7a远离后手柄3，刀片顶点与后手柄3、桥接部分4和前手柄位于同一平面上。在这种结构中，使用者能用两手牢牢地抓持该装置并用刀片7的切割部分7a的顶点插入切割聚亚安酯粘结材料。该装置能让使用者以受控方式准确地定位刀片，以进行插入切割并运用使用者的最大力或以受控方式插入。除了提供技术上准确的刀片插入之外，还最大程度地保证了使用者的安全。
现在将刀片7a插入聚亚安酯粘结叠珠焊缝30中(如图8所示)，后手柄3和桥接部分4向后转动90°直到具有图1所示的结构。然后能通过使用者的两手以符合人机工程的方式操作装置1，刀片7a被拉动通过粘结叠珠焊缝30以分开挡风玻璃31(或其他板或元件)和周围支架32。使用者通过使用该装置的刀片高度调节工具(按钮15和相应的角部16和棘轮机构17)能手动地改变切割深度。使用者能任意地以上述方式用润滑剂润滑刀片的切割部分7a。
为了在切割时穿过挡风玻璃的边缘周围，使用者释放插头30与相应凹槽29的接合，并使后手柄3和桥接部分4绕前手柄2转动180°，再次将手柄2、3和桥接部分4沿锁定方向锁定，以继续绕玻璃屏拉动工具。
本发明的切割装置在使用方便和准确、所获得的切割质量和操作速度方面具有显著的优点。另外，保证了使用者的健康和安全。下面将描述具体的益处和优点。
该装置提供了用于手持操作的手工工具，在保持切割边缘平行于挡风玻璃和使用者的身体的位置处具有刀片，以使切割力和摩擦最小。平行四边形双手柄确保了符合人机工程的定位，这样就提供了将力从使用者的肩膀和肘传递到工具上并然后传递到刀片的切割边缘的最佳条件。
该装置确保了通过被有效控制的装置调节特征和弹性导向系统而使切割平面和施力平面保持平行。并且，使用辊子和/或滚球使任何不利的摩擦最小化。手柄和桥接部分的刚性结构要求改变定向以绕角部或弯曲部切割，这可通过后手柄和桥接部分相对于前手柄刀片保持构件的轴向转动来实现。回撤触发器44以便于释放转动锁定，从而能通过预定摩擦力以受控方式转动到360°。该构件能在0°、180°或其他使用者所需要的角度处进行预锁定。
刀片7a的切割高度由使用者决定和选择，从而例如留下预定量的残余粘结材料。刀片快速释放系统能容易地更换刀片，同时保持用于切割操作的正确的刚度。
使用在正确时间和位置分配的液体润滑剂来减小刀片和聚亚安酯之间的摩擦，这已经被证明了能减少工作。并且，当使刀片平行于切割平面并且施加较小的力时，这种摩擦的减小使得所需切割力降低。可以将润滑剂分配系统设置为一次性物品，这可使得易于更换。
还已经形成了尤其适于本发明使用的刀片设计的一些新颖性和创造性特征。图9示出了切割刀片7，其具有朝顶点61逐渐变细的切割部分7a并包括一对相对的锥形切割边缘7g、7f，每一切割边缘7g、7f均具有相应的切割边缘斜角A、B。在刀片的生产过程中，刀片7被弯曲成直角以使固定部分7b和切割部分7a在相互垂直的方向上延伸。为了进行测试，使用平的、未弯曲的刀片7。使锥形边缘7g、7f成斜面以使该斜面在顶点61处汇合。
现在参见图15和16，显示了切割装置100的替换实施例，其在大多数结构和操作方面大体类似于前面所描述的实施例。在该实施例中，前支撑滑板112代替了辊子12，并设置有刀片快速释放/快速更换机构110。
对于刀片快速释放机构110，外部易接近的按钮101被弹簧(未示出)偏压以推动钩件102到接合位置处，在该接合位置处，钩件102通过L形切割刀片105的柄脚104被容纳在孔103中。对着偏压弹簧向下推动释放按钮101能使刀片105的柄脚104从刀片外壳106的壁106a、106b之间的空间撤回。钩件102绕球根端102b枢转，并且定位的钩件端102c设置有斜切部分，以使刀片插入、撤回并与孔103接合。
为了计算在挡风玻璃1上使用刀片7时的切割力，使用标准的硅橡胶测试介质和由不同几何形状的尖边缘制造的测试刀片来对切割工具1进行测试。
测试刀片被夹在伺服驱动滑件上，以提供刀片速度和定位控制。所使用的硅橡胶测试介质是8mm长的正方形截面形式的挤压件64，其肖氏硬度为70(70-shore hardness)，并被处理成具有稳定特性。橡胶64被安装在模子中的平台测压元件上，橡胶64呈现朝向刀片的凹槽形状，这是由于认为这增加了橡胶握持刀片的倾向。在平面图中(参见图9)，橡胶64与刀片7的顶点61的校准距离为8毫米，以在所生产刀片的弯曲端的工作区域的中间切割橡胶。刀片的中心线方向垂直于行进的方向，从而可通过测压元件的其中一个正交座标轴线来测量橡胶和刀片之间的反作用力。PC被用来控制刀片的运动(即，滑动)，并还可获知测压元件数据。在测试开始之前，校准测压元件/调节放大器和软件数据程序，并设置灵敏度以在500N时放大器能全功率输出。
可以使用含碳量为0.8％、厚度为1.25毫米的钢来制造测试刀片。为了方便，将测试刀片制成平的，在淬火和回火到50Rc之后开刃(groundedge)。在工具车间平面磨床上使用通用轮在刀具一侧形成削尖的斜边。对于测试来说，由于较薄的材料和增加的斜边宽度，因此20°角是最小的角度。这些交叉线进一步从顶点返回，并实际上导致沿该斜面刀片厚度减小。包括50°、40°、30°和20°角度的单双斜侧面的四个例子都被测试。
采用18毫米的切割冲程保证了以20毫米/秒的速度使整个刀片完全切割介质。因此，能获得类似于图12中的形状的力曲线图。由于橡胶和刀片切割边缘之间压缩力增加直到到达橡胶被实际上穿透处的点(峰值)，从而使得力增加到达第一峰值。从该点开始，峰值区域稍微减小到一平台区的开始部分，在该平台区处刀片的某些部分或整个刀片被橡胶包围。接着，当刀片离开橡胶时开始下降。
作为刀片的初始锐度测量，记录了所读的峰值力。进行9/10切/刀的操作，并且在1、2、5、9切记录峰值力。作为防范措施，观察第一次读数是否受研磨时所产生的毛刺影响。然后作为比较，使用修磨机将50个双斜边样本(double sample)重新研磨为30°的坡口角度，该研磨机具有螺旋联锁轮并在两侧同时进行研磨。然后，和被校直的WIZ刀片一起进行测试。图13和14示出了所获得的结果。
在每一刀片上所测量的力表现出合理良好的相互关系。很少受到毛刺的不利影响。每一刀片表现出在9切所测的峰值力稍微下降。通常，根据坡口角度和用于双斜边的角度，对每一系列刀片分级，除了不规则的20°双斜边刀片以外，其中双斜边的力小于单斜边的力。这些结果足以显示出双斜边低角刀片的切割力小于当前的刀片产品(45°的单斜边刀片)
已经根据切割装置主要描述了本发明的各个方面，该切割装置用于拆卸或释放车辆挡风玻璃，该车辆挡风玻璃通过插设的聚亚安酯粘结叠珠焊缝而粘结在车辆挡风玻璃的开口上。应理解，本发明也可以应用在其他场合，例如削下或更新刮下的聚亚安酯或其他塑料材料，或例如拆掉建筑窗户板或其他板，或通过外围可接近的粘结材料粘结到基座上的元件。

Claims (41)

1. 一种切割装置，该切割装置包括，前刀架和与该前刀架隔开的后手柄，所述后手柄和前刀架可彼此相对移动以重新配置所述装置，所述装置包括用于将润滑剂输送到所述刀片上的润滑构件。
2. 根据权利要求1所述的切割装置，其中，所述后手柄和前刀架可相互锁定，以将所述装置设置为重定位。
3. 根据权利要求1或2所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架作行星运动。
4. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架作弧形运动。
5. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架移动大约等于或大于90度。
6. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架移动大约等于或大于180度。
7. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架移动大约等于或大于270度。
8. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可绕所述前刀架移动大约360度。
9. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄可设置成相对于所述前刀架被锁定在多个方位上。
10. 根据权利要求9所述的切割装置，该装置包括锁定构件，用于将所述后手柄相对于所述刀架锁定在多个方位上。
11. 根据权利要求10所述的切割装置，其中，所述锁定构件包括该装置的使用者易接近的锁定致动器。
12. 根据权利要求10或11所述的切割装置，该装置包括偏压构件，该偏压构件用于通常朝向锁定方向偏压所述锁定构件。
13. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括在所述刀架上的可转动安装件，该可转动安装件用于相对于所述刀架可转动地安装所述后手柄。
14. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述刀架包括提供前手柄的外表面部分。
15. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括在所述后手柄和所述刀架之间延伸的桥接部分。
16. 根据权利要求15所述的切割装置，其中，所述桥接部分设置成与所述后手柄一起绕所述刀架移动。
17. 根据权利要求16所述的切割装置，该装置包括在所述刀架上的可转动安装件，该可转动安装件用于相对于所述刀架可转动地安装所述桥接部分。
18. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄和所述刀架从连接的桥接部分向下悬挂。
19. 根据权利要求18所述的切割装置，其中，所述后手柄轴、刀架和桥接部分基本上位于同一平面内。
20. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述后手柄和所述刀架基本上相互平行。
21. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括刀片调节构件，用于调节所述刀片相对于所述刀架的位置。
22. 根据权利要求21所述的切割装置，其中，可通过设置在该装置外部的致动器来调节所述刀片调节构件。
23. 根据权利要求21或22所述的切割装置，其中，所述刀片调节构件可被致动，以便有选择地改变所述刀片从所述刀架突出的距离。
24. 根据权利要求21至23中任一项所述的切割装置，其中，所述刀片调节构件包括相对于所述刀架推进和/或撤回所述刀片的棘轮机构。
25. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述刀架包括用于容纳所述刀片的内接收槽。
26. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括用于将所述刀片和所述刀架固定在一起的刀片保持元件。
27. 根据权利要求26所述的切割装置，其中，所述刀片保持元件被弹性地偏压到保持位置。
28. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括接合部件，该接合部件用于在与所述刀片的末端部分相隔的一平面处接合底座。
29. 根据权利要求28所述的切割装置，其中，所述接合部件由所述刀架支承。
30. 根据权利要求28或29所述的切割装置，其中，所述接合部件包括可转动的接合部件。
31. 根据权利要求30所述的切割装置，其中，所述接合部件包括辊子。
32. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述刀片包括用于安装到所述刀架上的细长安装部分和横向于所述安装部分延伸的切割部分。
33. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述刀片的切割部分横向于所述刀架和后手柄所位于的平面延伸。
34. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，所述润滑构件包括润滑剂容器。
35. 根据权利要求34所述的切割装置，其中，所述润滑剂容器设置在所述后手柄的内部。
36. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，该装置包括用于将润滑剂沿着所述刀架输送到所述刀片上的输送部件。
37. 根据权利要求36所述的切割装置，其中，所述输送部件设置成沿所述刀架的内部通道将润滑剂输送到所述刀片上。
38. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，该装置包括在所述后手柄和所述前手柄之间延伸的桥接部分，所述润滑剂输送部件包括跨越所述桥接部分的管道。
39. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，设置有用于所述刀架的润滑剂喷射器或管嘴，该润滑剂喷射器或管嘴设置成将润滑剂分配到所述刀片的区域。
40. 根据前述任一项权利要求所述的切割装置，其中，一润滑剂输送致动器安装在该装置的外部。
41. 根据权利要求40所述的切割装置，其中，所述润滑剂输送致动器操作以泵送润滑剂流体。
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