CN101421075B - 改进的用于食物切片机刀片的刃磨器 - Google Patents
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Abstract
一种用于刃磨食物切片机刀片(3)的刀刃的刃磨器，其包括被安装在支撑结构上非平面的研磨剂表面型可旋转盘(21)。该支撑结构包括被设计成当该盘的研磨剂表面与切片机刀片的刀刃接触时与食物切片机的推杆(11)、厚度控制板(49)和食物托架(13)的表面中的至少一个对准的一个或多个表面。
Description
相关申请的交叉引用
本发明基于2006年3月3日提出申请的临时申请No.60/778,736。
背景技术
现在具有很多种用于切片机刀片的刃磨器。这些中的大部分是被永久地安装在食物切片机上，且当切片机刀片从使用中变钝和需要刃磨时很容易产生活动。
目前可用的刃磨器通常被设计成专门用于具有特殊刀片尺寸的特殊切片机。事实上，所有商业可用的刃磨器都被设计成只刃磨锋利刀刃的刀片，且它们不被推荐于或不被推荐用于锯齿状刀片。很多现代的切片机，尤其是家用的，使用锯齿状刀片，因为它们更有效且与锋利刀刃的刀片相比需要更小的力量实现切削。一般地，锯齿状刀片必须被手工刃磨。锋利刀刃的刀片当变钝后不会像锯齿状刀片那样有效。但是，这两种类型的刀片都被使用在现代的切片机上，且因此刃磨器理论上应该能够刃磨任一类型的刀片。
需要一种能够被用于由不同厂商制造的很多种食物切片机上的刃磨器。现有的刃磨器没有一种是多样化到足以适应很多种刀片尺寸，和足以适应各种食物托架的设计，食物托架被提供以将食物推进刀刀片上。现有的食物切片机被出售时，对于家用的连同直径从约6＂到12＂的广泛范围内的刀片一起出售，如果用于商业销售目的，则被连同更大些的刀片一起出售。
发明内容
在此处随后的章节中被介绍的切片机刀片刃磨器是一种通用刃磨器，因为它可以刃磨直径从6＂到大于12＂的广泛范围内的不同直径刀片；它独特的设计允许其刃磨平刃刀片和齿刃刀片；它被设计成适应多种食物托架设计和不同尺寸；且它具有保护套以当切片机刀片被刃磨时保护用户的手指。
附图说明
图1为食物切片机的侧视图；
图2A为食物切片机刀片的侧视图；
图2B为图2A中被划圆圈的食物切片机刀片的那部分的放大图；
图2C为图2B中沿线2C-2C的剖视图；
图3A为食物切片机刀片的替代形式的类似于图2B的视图。
图3B为图3A中沿线3B-3B的剖视图；
图4为根据本发明的食物切片机刃磨器剖面的部分侧视图；
图4A为切片机刀片和刃磨器的示意性侧视图描述；
图5为图4中示出的刃磨器的俯视平面图；
图5A为根据本发明的刃磨器的被修改形式的俯视平面图；
图6为图4—5中示出的刃磨器的端部视图；
图7为类似于图5的视图；
图8为示出了在本发明的刃磨器中使用的控制臂的剖视图；和
图9也示意出了图8中示出的控制臂。
具体实施方式
现代切片机的一般设计
在图1中，现代的食物切片机1提供了被支撑在刚性塑料或金属基座结构5上的由电机驱动的圆形刀片3。要切片的食物被安置在可移动的食物托架7上，当食物接触到移动的刀片时，食物托架7可以被手工地或机械地沿支撑平台9前进。在手工模式中，操作者推动食物托架7上的食物经过刀片，迫使食物切片被切出来并在它们能够被收集到盘子或碟子上的地方沿刀片侧面落下。一般地，食物托架被设计带有推杆11，其不但很方便地用于推动托架，而且当食物被切割成片时，用于引导所需要的食物推进器(图中未示出)以将食物按压在切片机刀片和厚度控制板13上。切片的厚度由厚度控制板表面相对于刀片的切割刀刃的位置确定。为了增加切片的厚度，厚度控制板被移动到切割刀片的线和平面后面。厚度控制板可以被充分向后移动以允许切片厚度大于半英寸，但更通常地，用户喜欢很薄的肉切片类似于1/16英寸的厚度。操作者按压通常被设计成在推杆11上方物理地钩挂的食物推进器，以推动食物并当它被切片时牢固地将其按到厚度控制板上以得到食物的均匀厚度的切片。
刃磨切片机刀片
在图2A和2B中示出的锋利刀刃的切片机刀片3在其刀刃的一侧上，通常在远离食物的一侧上，被斜切以制造刃面15，如图2C中所示。与食物相邻的刀刃的另一侧17不被斜切。
当刀片的刀刃在使用中变钝时，刀刃弯曲在食物上呈现钝边轮廓。一般地，刀片的硬度决定刀片可以保持锋利多久。越硬的刀片保持锋利刀刃时间越长。当刀刃充分弯曲时，它显示为很钝并将撕裂食物而不是干净利索地切断了。
很多便宜的家用切片机使用如图3A和3B中示出的锯齿状刀片，其具有或者如图3A中所示的反复的波浪的形式或者围绕刀片周围的锯齿形结构。在某些设计中，锯齿状刀刃在其刀刃两侧都被切成斜面。通常地，这些不能将食物很好地切成非常薄的切片，但锯齿状刀片不像锋利刀刃的刀片那样快地显出钝状。锋利刀刃的刀片能够切成比锯齿状刀片好得多的非常薄的切片。
当锋利刀刃的刀片发生钝化后，就有必要放一个新的斜面15在被切成斜面的那一侧上。这需要从那个刃面上去除那些金属直到变形的刀刃被去除。在从那个刃面去除金属的过程中，在刀刃的另一侧面会产生毛刺。那些毛刺必须被小心地去除，以使在它的去除过程中，该刀刃被切成斜面的那一侧上不产生新的毛刺。一般地，重新成形斜面时产生的毛刺用非常精细的研磨垫去除。
现有技术的刃磨器
通常地，由天然硅石、氧化铝或金刚砂制成的磨石轮被用于刃磨切片机刀片。较粗糙的磨粒粒度被用于重新刃磨刃面，而较细的砂粒被用于去除在刃磨刃面过程中产生的毛刺。使用这些特殊研磨材料的主要缺点是它们快速地磨擦和磨损使其不可能保持一致的刃磨角度。这些研磨剂能够成形硬化刀片的成斜面的刀刃，但该刃面快速地磨损研磨剂刃磨表面并改变它的角度。因此，刃磨角度一贯地变化，而该研磨剂表面必须被频繁地更换以保证该刃面被形成在正确的角度上。
通常被用于刃磨斜面和去除毛刺的砂轮刃磨器非常难用。它们的安装结构超级复杂以在正确的角度下接触刀片的刃面，来保证，为了有效地磨快刀刃和为了避免很快切成横过研磨面的凹槽，该研磨剂表面会旋转。一般地，刃磨轮组件被永久地安装在切片机框架上与刀片相邻。它被设计成从非接触的贮存位置些微移动与切片机刀片接触。粗砂轮可以被相对于成斜面的刃面移动，然后细研磨轮被与刀刃的另一侧接触以去除毛刺。今天使用的大部分刃磨器被专用于或被安装到食物切片机的框架上。美国专利6,709,319B2、美国专利6,190,244B1和3,986,304是典型的现有技术的结构。
现有技术的刃磨器，几乎普遍地，不是被设计成刃磨锯齿状刀片的。很多当前的刃磨器会损坏锯齿状刀片或这些锯齿状刀片快速地损坏磨石。这就迫使锯齿状刀片切片机的拥有者使用手工锉刀刃磨锯齿状刀片，通常，这些锯齿状刀片必须首先被从切片机上拆下来再安全地刃磨它们。用扁锉手工刃磨切片机刀片是非常单调乏味和危险的操作。
改进的用于切片机刀片的刃磨器
本发明的刃磨器23(如图4中所示)具有很多优越于传统地用于食物切片机刀片的刃磨器的优势。这种新式刃磨器，在设计上几乎普遍地，能够被用于刃磨广泛不同直径的刀片，且已经在不同品牌和刀片尺寸直径一直到12英寸的多种切片机上进行了成功测试。
为了刃磨切片机刀片，图5中所示的刃磨器23必须相对于刀片3被精确地对准。这些发明者发现，通过相对于图1中示出的厚度控制板13物理地对准和固定刃磨器本体，相对于切片机刀片的刃面15有角度地对准研磨磨盘21是极其方便和非常精确地。厚度控制板通常被刚性地安装并很好地调准在始终平行于切片机刀片表面的平面内。当厚度控制板被移动以改变个别食物切片的厚度时，厚度控制板表面的那个平面仍平行于刀片表面。因此，它被用作此处所介绍的此改进刃磨器的一侧的精确对准面。如图1中所示的食物托架7上的推杆11被用作此新式刃磨器的第二对准面。推杆的表面25被安装垂直于厚度控制板13并因此垂直于切片机刀片的表面。因此推杆的表面25和厚度控制板的那个表面形成90°角度的拐角。此新式刃磨器使用这些结构特征以进行精确对准，且在两个相邻侧面，靠在厚度控制板13上的在图5和6中被示出的一个侧面27和被依靠图1中示出的推杆表面25安置的在图4和5中被示出的侧面29，之间被制造有90°的角度。因此该刃磨器被相对于建立切割刀刃的刀片表面和斜面15非常精确地对准。
该新式刃磨器的支撑结构结合了用于被相对于食物托架的推杆11对准的刃磨器的侧面29的新颖设计。刃磨器的那一个侧面被倾斜，以使在刃磨器的那一侧上的图4中示出的突出导圆表面31在刃磨器基座的大体上方的高度上接触推杆的表面25。此特征在刃磨器和推杆表面之间提供了非常稳定的接触线，在某些食物托架上，该推杆表面被向后朝向用户倾斜，作为成型其中推杆为整体部件的食物托架的一个便利。导圆表面31的长轴平行于刃磨器的基座并因此当刃磨器被放在食物托架的顶表面时平行于该表面。刃磨器上的这个导圆表面向外延伸超出刃磨器的基座，以使导圆表面31接触推杆。这允许刃磨器被安全地相对于推杆定位，即使推杆在其顶部逐渐变尖。此导圆表面被用作刃磨器和推杆之间的主要接触线，并防止刃磨器倾斜到其内凹的基座上和防止刃磨器与推杆的倾斜面不对准。
此新式刃磨器23具有用于用户的活动手指的便利抓持凹座33，一般地，此凹座被定位成平行于如上所述的被相对于推杆对准的和相邻于推杆的导圆表面31。因此，在使用中，深深伸进凹座内的活动手指拉动刃磨器那一表面上的导圆表面31，使其牢固地接触推杆并保持刃磨器的基座紧密接触食物托架7的顶表面。同时，用户滑动刃磨器的90度拐角紧紧地进入由推杆和厚度控制板形成的拐角。被用于刃磨切片机刀片3的刃面15的覆盖有研磨剂的磨盘21，在与厚度控制板相邻的刃磨器的那一侧附近的一点上，被牢固地安装到刃磨器上。可替代地，物理突出结构—除了导圆表面31，可以被用在导圆表面31的该位置上以实现保证在那一高度上接触倾斜推杆的相同功能。
用于刃磨切片机刀片的可选择的特征是在图5A中示出的磨盘21后面结合了压缩弹簧47，以固定那个磨盘不动，但滑动接触旋转切片机刀片的刃面。该弹簧优选被安装在支撑磨盘的轴上。
为了使用此刃磨器，刃磨器23被安装在收回的食物托架7上，如图1所示，并被如上所述的相对于推杆11和厚度控制板13固定。接着，平行于切片机刀片平面的厚度控制板13的位置被调整到适合的位置，且刃磨器23被朝向切片机刀片3移动，通过手工推动推杆11使刃磨器所处的食物托架7前进，直到在图7中示出的磨盘21的表面轻微接触到切片机刀片上的刃面15。刀片在与被收回的厚度控制板相邻的刀片后侧上几乎普遍地都被切成斜面。当刃磨器的那一侧被相对于厚度控制板定向时，刃磨研磨轮21的研磨剂表面(如图7所示)被安置为角度A，通常与切片机刀片的扁平平面成30°的角度，以使研磨剂表面在切片机刀片上制造30°的刃面。大部分切片机刀片在工厂被研磨成27至29°的角度。因此，此刃磨器起初在刃面上形成一个很小的第二斜面且反复的刃磨将整个刃面角度改变为30°。
在刀片3被刃磨约5—10秒钟后，厚度控制板被收回或操作者可以选择在食物托架上向后和远离切片机刀片拉出刃磨器以终止刃磨步骤。该托架被向后移动足够长的距离，以使搪磨垫35，其表面带有较细的去毛刺金刚石磨粒，与切片机刀片的刀刃的扁平(后)侧对准。刃磨器上与把手抓持凹座33相邻的很小的启动臂37被启动，以使去毛刺垫35与刀刃的后侧接触仅2—3秒钟，以去除在刃磨步骤中产生的毛刺。在此两个步骤中制造的刃面被形成地非常好且极其锋利。
在图4、5、5A、6和7中示出的刃磨器23被证明可普遍适用于广泛直径范围的锋利刀刃和锯齿状的切片机刀片。其便携式设计允许相同的刃磨器被用于可交替地刃磨不同品牌的多种切片机。
去毛刺垫35被安装在图8和9中示出的控制臂49上，控制臂49在刃磨器机架内延伸并被圆柱形柱52可枢转地支撑在机架内。控制臂在用户可触及的启动球状把手37处终止，如图7所示。弹簧臂是控制臂49的整体部件，其被用作不接触切片机刀片3的位置垫35，直到球状把手37被启动。
因为磨盘的活动研磨剂表面被切成斜面且使用金刚石研磨剂，其能够，当被正确定位时，被用于刃磨锯齿状切片机刀片。金刚石能承受锯齿突起的单个牙齿的巨大冲击。通过在磨盘21被切成斜面的表面上的适当点43处接触刀片刃面，如图4和4A中所示，锯齿状牙齿不会在盘的边沿上“绊住”。我们发现，锯齿突起能够很容易地在扁平研磨盘的边沿上绊住并损坏刀片刀刃和刃磨器。在现有技术的刃磨器中通常被使用的天然和金刚砂石中常见的过渡的研磨剂磨损问题，在此新式刃磨器中，通过使用100％的金刚石研磨剂被消除了。这些金刚石研磨剂被永久地粘接到具有例如截头圆锥形状的金属盘上。磨盘21被浇铸在图4中所示出的塑料支撑轴毂39上，支撑轴毂39被安装在如图5和7中示出的紧配合金属轴41上，以允许非平面的研磨剂涂层的盘21在刃磨过程中平滑转动。这个旋转对于将金刚石的任意磨损分布在圆盘表面周围和制造横过刀片刃面的研磨线都是很重要的。最好的切割刀片刃是交叉刀刃长度，而不是沿刀刃长度，研磨的那种。
已经发现，使用此处所介绍的刃磨器23，研磨盘21和其接触的切片机刀片3的组合旋转，只有在研磨盘被定位成在研磨剂表面上的如图4和4A中所示出的最佳位置的点43处接触切片机刀片时，才能够在刃磨的时候形成理想的刀刃。在图中(图4)被示出刃磨器23被安装在食物托架上，研磨盘的旋转轴线必须被设置在刀片水平中心线下方的特殊高度上。意外地，特殊的高度关系被证明对于不管刀片直径是多少被如图1所示安装的刃磨器来说是最佳的。不幸地，不同品牌的切片机上的切片机刀片被设置在食物托架表面上方不同的高度处，食物托架的该表面反过来被用作此新式刃磨器的支撑表面。因此，此刃磨器被设计成允许磨盘的高度被改变以适应切片机刀片的位置。
已经发现，为了最好地刃磨锋利刀刃或锯齿状刀刃的切片机刀片3，研磨剂磨盘21和切片机刀片3之间的空间角度关系是非常关键的。关键是该盘的研磨剂表面的轮廓被切成斜面，例如近似于与其旋转轴成角度的截头圆锥表面，如图7中所示。扁平盘显示出了一种危险，因为当锯齿状切片机刀片的牙齿或波浪经过扁平磨盘的周界时，那个牙齿可能接合周界处造成对该盘和刀片的物理损坏。对于切片机刀片的最佳切割性能，也非常希望磨盘上的研磨颗粒以与刀刃成约30—45度角度地接触和移动横过刀片刃面。这就形成了带有被增加了有效切割所需要的“咬合”的更锋利的刀刃。为了使研磨颗粒以这种方式移动横过刀片，磨盘21的半径必须充分地小于切片机刀片3的半径。当动力驱动旋转的切片机刀片刃面接触磨盘时，其使得那个较小的磨盘绕其轴线旋转。因为磨盘具有较小的半径，研磨颗粒在其表面上的路径可以沿该较小的盘的较短的径向路径横过切片机刀片，并与刀刃成一角度，而不是跟随切片机刀片的较大半径方向，经过切片机刀片刃面。对于直径在7英寸至12英寸范围内的切片机刀片，磨盘不需要大于约
英寸的直径。已经发现，切片机刀片的刃面与磨盘表面之间的，如上所述的，接触点43的最佳点在磨盘上的5/8至7/8英寸的半径处，和，从磨盘轴线和切片机刀片轴线之间所划的中心线测量，在该盘上的25至60度的角度D处，如图4A所示。请参见示意图4A。
当本专利申请中所介绍的物理刃磨器被放在如上所述的餐盘上时，磨盘的轴线被理想地安装在切片机刀片的水平中心线下方约0.4至0.6英寸的距离B处，如图4中所示，且刀片刃面和该盘之间的接触点43被置于切片机刀片的水平中心线上方约1/16至1/4英寸的距离C处。
具有了这些关系，该磨盘接收从导致磨盘自由旋转的移动切片机刀片上的非常正面的转动推力，而研磨颗粒与刀刃约成45°地摩擦横过切片机刀片被切成斜面的刃面。
作为研磨盘和切片机刀片之间的竖直位置和形成的角度关系的重要性的一个结果，研磨盘的高度必须被很容易地调整以适应多种食物切片机。这个调整允许主体刃磨器在多种切片机上很好地工作，即使刀片中心线距离刀片刃磨器所处的食物托架的表面上方的高度有很大变化。为了适应切片机之间的这个变化，用于研磨盘的支撑轴被安装在允许调整该盘在刃磨器上高度的类似狭槽的结构45内。
在此优选结构内使用的研磨盘直径约2英寸，且截头圆锥形盘表面被置于相对于垂直于圆锥中心线—其旋转轴的平面约5度的位置处。
Claims (13)
1.一种刃磨器，用于刃磨旋转切片机刀片的切割刀刃，所述旋转切片机刀片将被安置在动力式食物切片机的食物托架上，所述切片机具有厚度控制板以及位于食物托架上的推杆，所述刃磨器包括：支撑结构，其具有用于支靠在托架上的基座、与所述基座垂直的用于抵靠着厚度控制板安置的竖直的第一壁、与所述第一壁相邻的大致竖直的第二壁，所述第二壁具有倒圆表面，所述倒圆表面被用作刃磨器和推杆之间的主要接触部；具有非平面的可旋转的研磨剂刃磨表面的磨盘，其安装在所述基座上方并且位于所述第一壁和第二壁内侧，所述刃磨表面被定位成在切片机刀片的一个刃面上接触切割刀刃以刃磨切割刀刃；研磨剂表面型去毛刺垫，其在切割刀刃被刃磨后被启动以接触与刃磨的切割刀刃相反的相反侧刀表面，并且所述去毛刺垫被定位成不接触刀片；所述基座、所述第一和第二壁允许所述刃磨器被安装在切片机上，而不需要在刃磨和去毛刺过程中连接在切片机上。
2.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述磨盘被安装成使其中心线位于切片机刀片的水平中心线下方，所述磨盘还被安装成引起其研磨颗粒以下述方式横过刀刃，即研磨颗粒与刀刃成30-45度的角度。
3.根据权利要求2所述的刃磨器，其中，所述磨盘与切片机刀片之间的接触点位于距磨盘轴线5/8至7/8英寸的范围内。
4.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述刃磨表面包含金刚石研磨颗粒。
5.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述磨盘在所述支撑结构上的竖直位置可调。
6.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，当被安置在食物托架上时，所述磨盘的中心可被定位在食物切片机刀片的水平中心线下方0.4至0.6英寸处。
7.根据权利要求1所述的刃磨器，还包括拇指操作杆，其移动所述去毛刺垫使其与切片机刀片的非刃面表面接触。
8.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述磨盘被所述支撑结构滑动支撑，并通过弹簧被约束就位，直到在刃磨过程中被所述磨盘与切片机刀片的刀刃之间的接触力移动。
9.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述第二壁的所述表面被倾斜。
10.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述支撑结构包括用于保护用户的抓持手指的保护套。
11.根据权利要求10所述的刃磨器，其中，所述保护套为内凹的凹座以当刃磨时保护用户的手指。
12.根据权利要求1所述的刃磨器，其中，所述磨盘的研磨剂表面是截头圆锥的一部分。
13.根据权利要求12所述的刃磨器，其中，所述截头圆锥被斜切。
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