CN103906433A - 动力驱动旋转刀 - Google Patents

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Abstract

一种动力驱动旋转刀(100),包括:环状旋转刀片(300),其包括刀片支承表面(319);刀片外壳(400),其限定刀片外壳支承表面(459);以及刀片-刀片外壳支承结构(500),其设置在刀片支承表面(319)和刀片外壳支承表面(459)之间。刀片-刀片外壳支承结构(500)包括滚动轴承带(502),该滚动轴承带(502)具有以间隔开的关系设置在柔性分离笼(508)中的诸如滚珠轴承的多个滚动轴承(506)。滚动轴承带(502)穿过限定在刀片支承表面(319)和刀片外壳支承表面(459)之间的环状通路(504),以将刀片(300)固定到刀片外壳(400)并支撑刀片以相对于刀片外壳(400)绕中心轴线(R)旋转。

Description

动力驱动旋转刀
技术领域
本公开涉及动力驱动旋转刀。
背景技术
动力驱动旋转刀在肉食加工设施中被广泛地用于肉食切割和修整操作。动力驱动旋转刀还在各种其它行业中具有应用,其中切割和/或修整操作需要快速地并且以比使用传统的手动切割或修整工具(例如,长刀、剪刀、镊子等)时更少的努力进行。举例来说,动力驱动旋转刀可以有效地用于诸如动物标本剥制和弹性体或氨基甲酸酯泡沫的切割与修整的各式各样的任务,以用于包括交通工具座椅的各种应用。
动力驱动旋转刀通常包括柄部组件和可附连到柄部组件的头部组件。头部组件包括环状刀片外壳和由刀片外壳旋转支撑的环状旋转刀片。常规的动力驱动旋转刀的环状旋转刀片通常由驱动组件旋转,该驱动组件包括延伸穿过柄部组件中的开口的柔性轴驱动组件。轴驱动组件接合并旋转由头部组件支撑的小齿轮。柔性轴驱动组件包括静止的外部护套和由气动或电动马达驱动的可旋转的内部驱动轴。小齿轮的齿轮齿接合形成于旋转刀片的上表面上的配合的齿轮齿。
在小齿轮由柔性轴驱动组件的驱动轴旋转时,环状旋转刀片以大约900–1900RPM的高RPM在刀片外壳内旋转,取决于包括马达、轴驱动组件的驱动组件的结构和特性、以及形成于旋转刀片上的齿轮齿的直径和数量。常规的动力驱动旋转刀公开于授予Baris等人的美国专利No. 6,354,949、授予Whited等人的No. 6,751,872、授予Whited的No. 6,769,184、以及授予Whited等人的No. 6,978,548,所有这些专利都转让给本发明的受让人并且都以引用方式整体并入本文中。
发明内容
在一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:环状旋转刀片,其包括限定刀片支承表面的壁;刀片外壳,其包括限定刀片外壳支承表面的壁;以及刀片-刀片外壳支承结构,其设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间,该刀片-刀片外壳支承结构支撑刀片以便相对于刀片外壳绕刀片中心轴线旋转,该刀片-刀片外壳支承结构包括细长的滚动轴承带,该滚动轴承带围绕刀片中心轴线在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间周向延伸。在一个示例性实施例中,细长的滚动轴承带包括以间隔开的关系设置的多个滚动轴承和用于定位多个间隔开的滚动轴承的柔性分离笼(separator cage)。
在另一方面,本公开涉及一种用于与动力驱动旋转刀一起使用的支撑结构,该动力驱动旋转刀包括绕中心轴线旋转的环状旋转刀片以及环状刀片外壳,该支撑结构设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间以相对于刀片外壳固定和可旋转地支撑刀片,该支撑结构包括:细长的滚动轴承带,其具有以间隔开的关系设置的多个滚动轴承、以及用于定位多个间隔开的滚动轴承的柔性分离笼,该滚动轴承带在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间沿周向延伸,该分离笼形成圆的至少一部分,并且多个滚动轴承中的每一个从分离笼径向延伸且适于接触刀片支承表面和刀片外壳支承表面。
在另一方面,本公开涉及一种支撑环状刀片以便在动力驱动旋转刀的刀片外壳中绕中心轴线旋转的方法,该方法包括:将刀片和刀片外壳对齐,使得刀片的支承表面与刀片外壳的支承表面径向对齐,刀片支承表面和刀片外壳支承表面限定环状通路;以及将滚动轴承带沿着环状通路放置,使得滚动轴承带围绕刀片中心轴线在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间沿周向延伸,形成绕中心轴线的圆的至少一部分。
在另一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:头部组件,其包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构;刀片外壳联接到齿轮箱组件且包括环状刀片支撑部段,该环状刀片支撑部段限定形成于环状刀片支撑部段的内壁上的支承表面;环状旋转刀片包括主体和从主体轴向延伸的刀片部段,该主体包括第一上端部和轴向间隔开的下部第二端部以及内壁和径向间隔开的外壁,刀片部段从主体的下端部延伸,外壁限定刀片支承表面和一组齿轮齿,该组齿轮齿与主体的上端部且与刀片支承表面轴向间隔开;刀片-刀片外壳支承结构设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间;以及齿轮箱组件的齿轮系,该齿轮系包括具有多个齿轮齿的驱动齿轮,该多个齿轮齿与刀片的一组齿轮齿啮合以使刀片相对于刀片外壳旋转。
在另一方面,本公开涉及一种用于在动力驱动旋转刀中绕中心轴线旋转的环状旋转刀片,该旋转刀片包括:环状旋转刀片,其包括主体和从主体轴向延伸的刀片部段,该主体包括第一上端部和轴向间隔开的第二下端部以及内壁和径向间隔开的外壁;刀片部段从主体的下端部延伸;并且,外壁限定刀片支承表面和一组齿轮齿,该组齿轮齿与主体的上端部轴向间隔开且与刀片支承表面轴向间隔开。
在另一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:齿轮箱组件,其包括齿轮箱外壳和齿轮箱;刀片外壳,其联接到齿轮箱外壳;以及环状旋转刀片,其包括上端部和轴向间隔开的下端部,下端部限定刀片的刀刃,刀片还包括限定一组齿轮齿的外壁,该组齿轮齿与刀片的上端部轴向间隔开,刀片相对于刀片外壳绕中心轴线旋转;齿轮箱包括齿轮系,该齿轮系包括小齿轮和驱动齿轮,小齿轮接合并旋转驱动齿轮,而驱动齿轮接合并使刀片绕中心轴线旋转;并且驱动齿轮包括双齿轮,该双齿轮包括第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮与小齿轮接合且由小齿轮绕驱动齿轮的旋转轴线旋转,第二齿轮接合刀片的一组齿轮齿以使刀片绕中心轴线旋转,驱动齿轮的第一和第二齿轮与驱动齿轮旋转轴线同心。
在另一方面,本公开涉及一种齿轮系,其被支撑在动力驱动旋转刀的齿轮箱外壳中以使环状旋转刀片绕中心轴线旋转,该齿轮系包括:小齿轮和驱动齿轮,其中小齿轮接合并旋转驱动齿轮,而驱动齿轮被构造成接合并旋转环状旋转刀片;并且其中,驱动齿轮包括双齿轮,该双齿轮包括第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮与小齿轮接合且由小齿轮绕驱动齿轮的旋转轴线旋转,第二齿轮被构造成接合环状旋转刀片,驱动齿轮的第一和第二齿轮与驱动齿轮旋转轴线同心。
在另一方面,本公开涉及一种用于动力驱动旋转刀的环状刀片外壳,该刀片外壳包括内壁和外壁,内壁限定刀片外壳支承表面,该刀片外壳还包括具有入口开口和出口开口的清洁端口,出口开口在内壁中且与刀片外壳支承表面流体连通。
在另一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:环状旋转刀片,其包括限定刀片支承表面的壁;环状刀片外壳,其包括内壁和外壁,内壁限定在内壁上的刀片外壳支承表面;刀片-刀片外壳支承结构,其设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间,该刀片-刀片外壳支承结构支撑刀片以相对于刀片外壳绕刀片中心轴线旋转;并且刀片外壳还包括在内壁和外壁之间径向延伸的清洁端口,该清洁端口包括入口开口和出口开口,该出口开口在内壁中且与刀片外壳支承表面流体连通。
在另一方面,本公开涉及一种用于动力驱动旋转刀的环状刀片外壳,该刀片外壳包括内壁和外壁,内壁限定刀片外壳支承表面,该刀片外壳还包括在内壁和外壁之间且穿过内壁和外壁延伸的刀片外壳塞开口,刀片外壳塞开口在内壁处的端部与刀片外壳支承表面相交以提供通过刀片外壳塞开口到刀片外壳支承表面的通路,并且刀片外壳塞被构造成可释放地固定在刀片外壳塞开口内。
在另一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:环状旋转刀片,其包括限定刀片支承表面的壁;环状刀片外壳,其包括内壁和外壁,内壁限定刀片外壳支承表面;刀片-刀片外壳支承结构,其设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间,该刀片-刀片外壳支承结构支撑刀片以相对于刀片外壳绕刀片中心轴线旋转;并且其中,刀片外壳还包括在内壁和外壁之间且穿过内壁和外壁延伸的刀片外壳塞开口,刀片外壳塞开口在内壁处的端部与刀片外壳支承表面相交,以提供通过刀片外壳塞开口到刀片外壳支承表面的通路,并且刀片外壳塞被构造成可释放地固定在刀片外壳塞开口内。
在另一方面,本公开涉及一种包括内壁和外壁的环状刀片外壳,内壁的部段限定刀片外壳支承表面,该刀片外壳支承表面与内壁的相对的第一和第二端部轴向间隔开,该刀片外壳还包括在内壁的第一和第二端部中的一个处的突起,该突起相对于限定刀片外壳支承表面的内壁的部段径向向内延伸。
在另一方面,本公开涉及一种动力驱动旋转刀,包括:环状旋转刀片,其包括限定刀片支承表面的壁;环状刀片外壳,其包括内壁和外壁,内壁限定刀片外壳支承表面;刀片-刀片外壳支承结构,其设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间,该刀片-刀片外壳支承结构支撑刀片以相对于刀片外壳绕刀片中心轴线旋转;并且其中,刀片外壳还包括在内壁的第一和第二端部中的一个处的突起,该突起相对于限定刀片外壳支承表面的内壁的部段径向向内延伸。
附图说明
在参照附图考虑本公开的以下描述后,本公开的前述的和其它的特征及优点对于本公开所涉及领域的技术人员将变得显而易见,其中除非另外描述,类似的附图标记在所有附图中是指类似的部件,在附图中:
图1是本公开的动力驱动旋转刀的第一示例性实施例的示意性前透视图,其包括头部组件、柄部组件和驱动机构,头部组件包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构,并且柄部组件包括手件和手件固持组件;
图2是图1的动力驱动旋转刀的示意性分解透视图;
图2A是图1的动力驱动旋转刀的头部组件的一部分的示意性分解透视图,该头部组件包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构,该刀片-刀片外壳支承结构在一个示例性实施例中包括细长的滚动轴承带,其固定且相对于刀片外壳可旋转地支撑旋转刀片;
图2B是图1的动力驱动旋转刀的柄部组件的示意性分解透视图,该柄部组件包括手件、手件固持组件和由手件固持组件支撑的驱动轴闩锁组件;
图2C是图1的动力驱动旋转刀的头部组件的一部分的示意性分解透视图,该头部组件包括齿轮箱组件、包钢(steeling)组件和框架主体,齿轮箱组件包括齿轮箱和齿轮箱外壳;
图3是图1的动力驱动旋转刀的示意性俯视平面图;
图4是图1的动力驱动旋转刀的示意性仰视平面图;
图5是图1的动力驱动旋转刀的示意性前正视图;
图6是图1的动力驱动旋转刀的示意性后正视图;
图7是从动力驱动刀的前端或旋转刀片端观察的图1的动力驱动旋转刀的示意性右侧正视图;
图8是沿图1的动力驱动旋转刀的柄部组件的纵向轴线截取的示意性剖视图,从由图3中的线8-8指示的平面来看;
图8A是图8中示出的柄部组件的一部分的示意性放大剖视图,该部分在图8中标有“图8A”的虚线圆内;
图9是沿图1的动力驱动旋转刀的柄部组件的纵向轴线的示意性透视剖视图,从由图3中的线8-8指示的平面来看;
图10是图1的动力驱动旋转刀的旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合的示意性俯视平面图;
图11是从由图10中的线11-11指示的平面来看的图10的旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合的示意性后正视图,其中刀片外壳塞从刀片外壳被移除;
图12是从由图10中的线12-12指示的平面来看的图10的旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合的示意性侧正视图,其中刀片外壳塞从刀片外壳被移除;
图13是从由图10中的线13-13指示的平面来看的图1的动力驱动旋转刀的旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合的示意性放大剖视图;
图14是图1的动力驱动旋转刀的刀片-刀片外壳支承结构的细长的滚动轴承带的示意性透视图;
图15是从由图14中的线15-15指示的平面来看的图14的滚动轴承带横向于带的纵向轴线截取的示意性剖视图,以示出在未定位滚动轴承的位置处的滚动轴承带的细长的分离笼的示意性剖视图;
图16是从由图14中的线16-16指示的平面来看的图14的滚动轴承带的较短部分沿带的纵向轴线截取的示意性俯视平面图,以示出在定位有滚动轴承的位置处的滚动轴承带的细长的分离笼的示意性俯视平面图;
图17是从由图14中的线17-17指示的平面来看的图14的滚动轴承带的较短部分的示意性剖视图,其中滚动轴承被移除以示出细长分离笼的兜孔的示意性剖视图;
图18是利用图1的动力驱动旋转刀中的刀片-刀片外壳支承结构将旋转刀片可释放地固定到刀片外壳的方法的示意性透视图表示,示出了细长的滚动轴承带与限定在旋转刀片和刀片外壳之间的环状通路的对齐;
图19是利用图1的动力驱动旋转刀中的刀片-刀片外壳支承结构将旋转刀片可释放地固定到刀片外壳的方法的示意性剖视图表示,示出了细长的滚动轴承带向旋转刀片和刀片外壳之间的环状通路中的部分插入;
图20是利用图1的动力驱动旋转刀中的刀片-刀片外壳支承结构将旋转刀片可释放地固定到刀片外壳的方法的示意性剖视图表示,示出了细长的滚动轴承带向刀片和刀片外壳之间的环状通路中的完全插入;
图21是利用图1的动力驱动旋转刀中的刀片-刀片外壳支承结构将旋转刀片可释放地固定到刀片外壳的方法的示意性剖视图表示,示出了在细长的滚动轴承带插入刀片和刀片外壳之间的环状通路中之后刀片外壳塞到刀片外壳的附连;
图22是图1的动力驱动旋转刀的环状旋转刀片的一部分的示意性放大俯视平面图;
图23是图22的环状旋转刀片的一部分的示意性放大仰视平面图;
图24是从由图22中的线24-24指示的平面来看的图22的环状旋转刀片的示意性剖视图;
图25是图1的动力驱动旋转刀的刀片外壳的示意性俯视平面图;
图26是图25的刀片外壳的示意性仰视平面图;
图27是图25的刀片外壳的示意性右侧正视图;
图28是图25的刀片外壳的示意性后正视图,示出了刀片外壳的安装部段的刀片外壳塞开口;
图29是从由图25中的线29-29指示的平面来看的图25的刀片外壳的示意性剖视图;
图29A是图25的刀片外壳的一部分的示意性放大剖视图,该部分在图29中的标有“图29A”的虚线圆内;
图30是可移除地固定到图25的刀片外壳的刀片外壳塞的示意性俯视平面图;
图31是从由图30中的线31-31指示的平面来看的图30的刀片外壳塞的示意性前正视图;
图32是从由图30中的线32-32指示的平面来看的图30的刀片外壳塞的示意性左侧正视图;
图33是图1的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的示意性前透视图;
图34是图33的齿轮箱组件的示意性俯视平面图;
图35是图33的齿轮箱组件的示意性仰视平面图;
图36是图33的齿轮箱组件的示意性前正视图;
图37是图33的齿轮箱组件的示意性后正视图;
图38是图33的齿轮箱组件的示意性右侧正视图;
图39是从由图36中的线39-39指示的平面来看的图33的齿轮箱组件的示意性纵向剖视图;
图40是从由图36中的线39-39指示的平面来看的图33的齿轮箱组件的示意性纵向透视剖视图;
图41是图33的齿轮箱组件的示意性分解透视图;
图42是图33的齿轮箱组件的示意性分解侧正视图;
图43是图33的齿轮箱组件的示意性分解前正视图;
图44是图33的齿轮箱组件的示意性分解俯视平面图;
图45是图1的动力驱动旋转刀的头部组件的示意性分解后透视图,示出了齿轮箱组件、框架主体、以及刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合;
图46是图1的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的齿轮箱外壳的示意性后正视图;
图47是图46的齿轮箱外壳的示意性前仰视透视图;
图48是从由图46中的线48-48指示的平面来看的图46的齿轮箱外壳的示意性纵向剖视图;
图49是图1的动力驱动旋转刀的头部组件的框架主体的示意性后透视图;
图50是图49的框架主体的示意性后正视图;
图51是图49的框架主体的示意性仰视平面图;
图52是图49的框架主体的示意性前正视图;
图53是图1的动力驱动旋转刀的驱动机构的示意性分解侧正视图,其从动力驱动旋转刀外部的驱动马达延伸至动力驱动旋转刀的旋转刀片;
图54是部分地为侧正视图且部分地为剖视图的示意图,描绘了图1的动力驱动旋转刀用于利用例如图24中所示“平刀片”式旋转刀片来修整来自产品的材料层的用途;
图55是部分地为侧正视图且部分地为剖视图的示意性放大视图,描绘了图1的动力驱动旋转刀用于利用“平刀片”式旋转刀片来修整来自产品的材料层的用途;
图56是适合在图1的动力驱动旋转刀中使用的“钩形刀片”式旋转刀片及相关联的刀片外壳的示意性剖视图;
图57是适合在图1的动力驱动旋转刀中使用的“直刀片”式旋转刀片及相关联的刀片外壳的示意性剖视图;
图58是利用图1的动力驱动旋转刀的刀片-刀片外壳支承结构将旋转刀片相对于刀片外壳固定和旋转地支撑的方法的示意性流程图;
图59是本公开的动力驱动旋转刀的第二示例性实施例的示意性前透视图,其包括头部组件、柄部组件和驱动机构,头部组件包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图60是图59的动力驱动旋转刀的示意性分解透视图;
图61是图59的动力驱动旋转刀的头部组件的示意性透视图,其包括齿轮箱组件、旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图62是图61的头部组件的示意性分解透视图;
图63是图61的头部组件的示意性俯视平面图;
图64是图61的头部组件的示意性仰视平面图;
图65是图61的头部组件的示意性前正视图;
图66是图61的头部组件的示意性后透视图;
图67是图61的头部组件的示意性纵向剖视图;
图68是图61的头部组件的示意性分解后透视图;
图69是图59的动力驱动旋转刀的头部组件的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图,其包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合,其中刀片外壳的刀片外壳塞被移除;
图70是图69的刀片-刀片外壳组合的示意性分解后透视图;
图71是从由图69中的线71-71指示的平面来看的图69的刀片-刀片外壳组合的示意性放大剖视图;
图72是图59的动力驱动旋转刀的环状旋转刀片的示意性俯视平面图;
图73是图72的环状旋转刀片的示意性前正视图;
图74是从由图72中的线74-74指示的平面来看的图72的环状旋转刀片的示意性剖视图;
图75是图59的动力驱动旋转刀的刀片外壳的示意性俯视平面图,其中刀片外壳塞被移除;
图76是图75的刀片外壳的示意性仰视平面图;
图77是图75的刀片外壳的示意性右侧正视图;
图78是图75的刀片外壳的示意性后正视图,示出了刀片外壳的安装部段的塞外壳塞开口;
图79是从由图75中的线79-79指示的平面来看的图25的刀片外壳的示意性剖视图;
图80是可移除地固定到图75的刀片外壳的刀片外壳塞的示意性前透视图;
图81是图80的刀片外壳塞的示意性前正视图;
图82是从由图81中的线82-82指示的平面来看的图80的刀片外壳塞的示意性侧正视图;
图83是图59的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的齿轮箱外壳的示意性前仰视透视图;
图84是图83的齿轮箱外壳的示意性后俯视透视图;
图85是图83的齿轮箱外壳的示意性俯视平面图;
图86是图83的齿轮箱外壳的示意性仰视平面图;
图87是图83的齿轮箱外壳的示意性前正视图;
图88是图83的齿轮箱外壳的示意性右侧正视图;
图89是从由图85中的线89-89指示的平面来看的图83的齿轮箱外壳的示意性纵向剖视图;
图90是图59的动力驱动旋转刀的头部组件的框架主体和框架主体底盖的示意性后仰视透视图;
图91是图90的框架主体的示意性俯视平面图;
图92是图90的框架主体的示意性仰视平面图;
图93是图90的框架主体的示意性后正视图;
图94是图90的框架主体底盖的示意性俯视平面图;
图95是图90的框架主体底盖的示意性仰视平面图;
图96是从由图94中的线96-96指示的平面来看的图90的框架主体底盖的示意性剖视图;
图97是图59的动力驱动旋转刀的柄部组件的柄部间隔环的示意性侧正视图;
图98是图97的柄部间隔环的示意性纵向剖视图;
图99是图59的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的小齿轮轴承支撑组件的止推套筒衬套的示意性前正视图;
图100是图99的止推套筒衬套的示意性纵向剖视图;
图101是本公开的动力驱动旋转刀的第三示例性实施例的示意性前透视图,其包括头部组件、柄部组件和驱动机构,头部组件包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图102是图101的动力驱动旋转刀的示意性分解透视图;
图103是图101的动力驱动旋转刀的示意性俯视平面图;
图104是图101的动力驱动旋转刀的示意性仰视平面图;
图105是图101的动力驱动旋转刀的示意性右侧正视图;
图106是图101的动力驱动旋转刀的示意性前正视图;
图107是图101的动力驱动旋转刀的示意性后正视图;
图108是从由图103中的线108-108指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性纵向剖视图;
图108A是图101的动力驱动旋转刀的头部组件的一部分的示意性放大剖视图,该部分在图108中标有“图108A”的虚线圆内;
图109是从由图103中的线108-108指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性透视纵向剖视图;
图110是从由图105中的线110-110指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性纵向剖视图;
图111是从由图105中的线110-110指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性透视纵向剖视图;
图112是从由图105中的线110-112指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性纵向剖视图;
图113是从由图105中的线110-112指示的平面来看的图101的动力驱动旋转刀的示意性透视纵向剖视图;
图114是图101的动力驱动旋转刀的头部组件的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图,其包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构;
图115是图114的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图,其中刀片外壳的刀片外壳塞从刀片外壳的刀片外壳塞开口被移除;
图116是图114的刀片-刀片外壳组合的示意性后正视图,其中刀片外壳的刀片外壳塞从刀片外壳的刀片外壳塞开口被移除;
图117是从由图115中的线117-117指示的平面来看的图114的刀片-刀片外壳组合的示意性剖视图;
图118是图101的动力驱动旋转刀的旋转刀片的示意性透视图;
图119从由图118中的线119-119指示的平面来看的图118的旋转刀片的示意性剖视图;
图120是图101的动力驱动旋转刀的刀片外壳的示意性透视图;
图121是从由图120中的线121-121指示的平面来看的图120的刀片外壳的示意性剖视图;
图122是图60的动力驱动旋转刀的刀片外壳的刀片外壳塞的示意性前透视图;
图123是图101的动力驱动旋转刀的示意性前正视图,其中头部组件的刀片-刀片外壳组合被移除,以示出动力驱动旋转刀的齿轮箱组件;
图124是如图123所示的图101的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的示意性前正视图,其中小齿轮盖被移除,以更完整地示出齿轮箱组件的小齿轮和齿轮箱外壳;
图125是图101的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的示意性仰视平面图;
图126是图101的动力驱动旋转刀的齿轮箱外壳的示意性纵向剖视图;
图127是从由图104中的线105-105指示的平面来看的图103的小齿轮盖的示意性俯视平面图;
图128是图101的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的小齿轮的示意性侧正视图;
图129是图128的小齿轮的示意性后正视图;
图130是本公开的动力驱动旋转刀的第四示例性实施例的示意性前透视图,其包括头部组件、柄部组件和驱动机构,头部组件包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图131是图130的动力驱动旋转刀的示意性分解透视图;
图132是图130的动力驱动旋转刀的头部组件的刀片-刀片外壳组合的示意性分解透视图,其包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构;
图133是图130的动力驱动旋转刀的头部组件的齿轮箱组件的示意性分解透视图,其包括齿轮箱、齿轮箱外壳、框架主体和框架主体盖;
图134是图130的动力驱动旋转刀的示意性俯视平面图;
图135是图130的动力驱动旋转刀的示意性仰视平面图;
图136是图130的动力驱动旋转刀的示意性前正视图;
图137是图130的动力驱动旋转刀的示意性后正视图;
图138是图130的动力驱动旋转刀的示意性右侧正视图;
图139是从由图134中的线139-139指示的平面来看的沿图130的动力驱动旋转刀的纵向轴线的示意性剖视图;
图139A是图139中示出的头部组件和柄部组件的部分的示意性放大剖视图,该部分在图139中标有“图139A”的虚线圆内;
图140是图130的动力驱动旋转刀的头部组件的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图,其包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构,其中刀片外壳塞从刀片外壳的刀片外壳塞开口被移除;
图141是图140的刀片-刀片外壳组合的示意性后正视图;
图142是从由图140中的线142-142指示的平面来看的图140的刀片-刀片外壳组合的示意性剖视图;
图143是图130的动力驱动旋转刀的旋转刀片的示意性仰视透视图;
图144是图143的刀片的示意性剖视图;
图145是图130的动力驱动旋转刀的刀片外壳和刀片外壳塞的示意性右侧正视图;
图146是图145的刀片外壳的示意性后正视图,示出了刀片外壳的安装部段的刀片外壳塞开口;
图147是从刀片外壳的内部朝安装部段看的图145的刀片外壳的示意性剖视图;
图148是图130的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的示意性分解前正视图,其中齿轮箱组件的小齿轮被移除;
图149是齿轮箱组件的示意性右侧正视图,其中齿轮箱组件的小齿轮、框架主体和框架主体底盖被移除;
图150是图130的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的框架主体的示意性后正视图;
图151是图150的框架主体的示意性仰视平面图;
图152是图130的动力驱动旋转刀的头部组件的框架主体底盖的俯视平面图;
图153是图150的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的齿轮箱外壳的示意性前仰视透视图;
图154是图153的齿轮箱外壳的示意性后俯视透视图;
图155是本公开的动力驱动旋转刀的第五示例性实施例的示意性前透视图,其包括头部组件、柄部组件和驱动机构,头部组件包括齿轮箱组件、环状旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图156是图155的动力驱动旋转刀的示意性分解透视图;
图157是图155的动力驱动旋转刀的头部组件的示意性透视图,其包括齿轮箱组件、旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支撑或支承结构;
图158是图157的头部组件的示意性分解透视图;
图159是图157的头部组件的示意性俯视平面图;
图160是图157的头部组件的示意性仰视平面图;
图161是图157的头部组件的示意性右侧正视图;
图162是图157的头部组件的示意性前正视图;
图163是图157的头部组件的示意性后透视图;
图164是从由图159中的线164-164指示的平面来看的图157的头部组件的示意性纵向剖视图;
图165是图157的头部组件的示意性分解后透视图;
图166是图155的动力驱动旋转刀的头部组件的刀片-刀片外壳组合的示意性前透视图,其包括旋转刀片、刀片外壳和刀片-刀片外壳支承结构的组装后的组合;
图167是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性后透视图俯视平面图;
图168是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图;
图169是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性仰视平面图;
图170是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性右侧正视图;
图171是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性后正视图;
图172是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性后透视图,其中刀片外壳塞从刀片外壳被移除,以示出旋转刀片和刀片-刀片外壳支承结构的部分;
图173是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性俯视平面图,其中刀片外壳塞从刀片外壳被移除,以示出旋转刀片和刀片-刀片外壳支撑结构的部分;
图174是图166的刀片-刀片外壳组合的示意性分解后透视图;
图175是从由图173中的线175-175指示的平面来看的图166的刀片-刀片外壳组合的组装后的组合的示意性放大剖视图;
图176是图155的动力驱动旋转刀的环状旋转刀片的示意性俯视平面图;
图177是图176的环状旋转刀片的示意性仰视平面图;
图178是图176的环状旋转刀片的示意性前正视图;
图179是从由图176中的线179-179指示的平面来看的图176的环状旋转刀片的示意性剖视图;
图180是图155的动力驱动旋转刀的刀片外壳的示意性俯视平面图,其中刀片外壳塞被移除;
图181是图180的刀片外壳的示意性仰视平面图;
图182是图180的刀片外壳的示意性右侧正视图;
图183是图180的刀片外壳的示意性后正视图,示出了刀片外壳的安装部段;
图184是从刀片外壳的内部朝安装部段看的图180的刀片外壳的示意性剖视图,从图180中的线184-184指示的平面来看;
图185是图180的刀片外壳的一部分的示意性放大剖视图,该部分在图184中的标有“图185”的虚线圆内;
图186可移除地固定到图180的刀片外壳的示意图;
图187是图186的刀片外壳塞的示意性前正视图;
图188是图186的刀片外壳塞的示意性仰视平面图;
图189是从由图187中的线189-189指示的平面来看的图186的刀片外壳塞的示意性侧正视图;
图190是包括齿轮箱外壳和齿轮系的图155的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的示意性前透视图,其中齿轮箱外壳盖被移除;
图191是图190的齿轮箱组件的示意性前正视图;
图192是图190的齿轮箱组件的示意性后正视图;
图193是图190的齿轮箱组件的示意性右侧正视图;
图194是图190的齿轮箱组件的示意性俯视正视图;
图195是图190的齿轮箱组件的示意性仰视正视图;
图196是从由图194中的线196-196指示的平面来看的图190的齿轮箱组件的示意性前透视剖视图;
图197是从由图194中的线196-196指示的平面来看的图190的齿轮箱组件的示意性纵向透视图;
图198是图155的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的齿轮箱外壳的示意性前仰视透视图;
图199是图198的齿轮箱外壳的示意性后俯视透视图;
图200是图198的齿轮箱外壳的示意性俯视平面图;
图201是图198的齿轮箱外壳的示意性仰视平面图;
图202是图198的齿轮箱外壳的示意性前正视图;
图203是图198的齿轮箱外壳的示意性右侧正视图;
图204是从由图200中的线204-204指示的平面来看的图198的齿轮箱外壳的示意性纵向剖视图;
图205是图155的动力驱动旋转刀的头部组件的框架主体和框架主体底盖的示意性后仰视透视图;
图206是图205的框架主体的示意性俯视平面图;
图207是图205的框架主体的示意性仰视平面图;
图208是图205的框架主体的示意性后正视图;
图209是图205的框架主体底盖的示意性俯视平面图;
图210是图205的框架主体底盖的示意性仰视平面图;
图211是从由图209中的线211-211指示的平面来看的图205的框架主体底盖的示意性剖视图;
图212是图155的动力驱动旋转刀的齿轮箱组件的小齿轮轴承支撑组件的套筒衬套的示意性前正视图;
图213是图212的套筒衬套的示意性俯视平面图;以及
图214是从由图213中的线214-214指示的平面来看的图212的套筒衬套的示意性纵向剖视图。
具体实施方式
[第一示例性实施例 - 动力驱动旋转刀100]
[概述]
动力驱动旋转刀的设计者一直在针对多个目标努力改进此类刀的设计。例如,希望增加动力驱动旋转刀的旋转刀片的旋转速度。通常,增加刀片旋转速度减少了切割和修整操作所需的操作者努力。还希望减少在动力驱动旋转刀的操作期间产生的热量。所产生热量的一个来源是刀片-刀片外壳支承界面,也就是说,在旋转的刀片和静止的刀片外壳之间的支承界面处产生热量。减少在动力驱动旋转刀操作期间产生的热量将趋于增加各种刀部件的使用寿命。另外,减少在动力驱动旋转刀操作期间产生的热量将趋于减少被切割或修整的产品的不期望的“烧熟”(cooking)。如果在旋转刀片和刀片外壳的支承区域中产生足够的热量,那么靠近支承区域的被切割或修整的产品的去除的碎块或碎片(例如,在修整或切割操作期间去除的脂肪、软骨或肉的小块或碎片)可能变得很热,以至于碎块被“烧熟”。烧熟的材料趋于粘到刀片和刀片外壳支承区域上,导致甚至更不期望的加热。
还希望减少动力驱动旋转刀在操作期间的振动,以便改善操作者人体工程学并因此改善操作者生产率。还希望增加动力驱动旋转刀的部件的使用寿命。潜在的改进领域包括下列部件的设计:旋转刀片;刀片外壳;刀片-刀片外壳支承界面或支承结构,其支撑刀片以在刀片外壳中旋转;以及传动装置,其在刀片外壳中可旋转地驱动旋转刀片。
许多常规的动力驱动旋转刀包括所谓的裂口环式环状刀片外壳。裂口环或裂口式环状刀片外壳是包括穿过刀片外壳直径的裂口的一种刀片外壳。裂口允许刀片外壳的圆周伸展以便移除需要锐化的旋转刀片,或者在其使用寿命的末尾插入新的旋转刀片。裂口环式刀片外壳具有若干固有的缺点。由于裂口,裂口环式刀片外壳弱于没有裂口的刀片外壳。此外,沿刀片的旋转路径限定不连续性的裂口常常是在切割或修整操作期间形成的肉、脂肪、软骨和/或骨的碎片的收集点。这样的碎片或碎屑在裂口区域中的积聚可能产生热量和/或潜在地导致动力驱动旋转刀的增加的振动,这两种情况都是不期望的结果。
另外,裂口环式刀片外壳需要操作者随着旋转刀片磨损而调整刀片外壳周长。考虑到在切割和修整肉时施加到刀片的巨大加载力,在刀片的支承结构和支撑刀片以在刀片外壳内旋转的刀片外壳的对应支承结构之间将发生磨损。在一些动力驱动旋转刀中,刀片-刀片外壳支承结构包括充当刀片的支承结构的旋转刀片的径向外表面的一部分、以及充当刀片外壳的对应或配合的支承结构的刀片外壳的径向内表面的一部分。在这样的动力驱动旋转刀中,刀片的径向外表面和刀片外壳的对应的径向内表面将随时间推移而磨损,从而导致刀片外壳内的旋转刀片的逐渐松动。
在某些动力驱动旋转刀中,刀片-刀片外壳支承结构包括刀片外壳的向内延伸的珠缘(bead),其延伸进入形成于旋转刀片的径向外表面中的轴承座圈,以支撑刀片用于在刀片外壳中旋转。同样,刀片的轴承座圈和刀片外壳的支承珠缘将随时间推移而磨损,从而导致刀片外壳内的旋转刀片的松动。随着旋转刀片在刀片外壳内变得更松动,动力驱动旋转刀通常将经受增加的振动。没经验的操作者可能只是作为使用这种刀的必要部分而接受动力驱动旋转刀的增加的振动,并且将通过以更慢的节奏切割或修整、关闭刀、在两次切割之间花费额外的时间等而降低他或她的生产率。
有经验的操作者可能认识到对于振动增加问题的潜在解决方案是调整(也就是说,减小)刀片外壳周长,即减小有效的刀片外壳直径,以应对刀片和刀片外壳支承界面磨损。刀片外壳周长的这种调整是一种试错技术,它需要操作者找到合适的操作间隙。操作间隙可看作在提供足够的刀片-刀片外壳支承间隙之间达到正确的平衡,即,使刀片外壳的支承直径充分大于刀片的对应配合支承直径,使得刀片在刀片外壳中自由旋转,同时又不使间隙过大,这将造成刀片在刀片外壳中具有过大的游隙和/或振动。
然而,即使对于有经验的操作者,刀片外壳周长的调整也可能是成问题的。如果操作者不能适当地调整刀片外壳周长,即,找到合适的操作间隙,动力驱动旋转刀可能不会正确工作。如果操作者的调整导致不足的操作间隙,刀片将不会在刀片外壳中自由旋转,即,刀片将趋于结合在刀片外壳中,从而产生热量且趋于增加旋转刀片、刀片外壳和驱动齿轮部件的磨损,这都是不期望的结果。根据结合的程度,旋转刀片可能锁定在外壳内。另一方面,如果操作者调整刀片外壳周长,使得操作间隙过大,刀片将会在刀片外壳中松动。这可能导致在操作期间刀片在刀片外壳内的过量移动以及动力驱动旋转刀的过量振动的伴随问题。
此外,即使操作者成功将刀片外壳调整至可接受的周长,刀片外壳周长的调整也必然要求操作者在试错调整过程中停止利用动力驱动旋转刀进行的切割/修整操作。该调整过程导致停产和降低的操作者生产率。最后,由于旋转刀片和刀片外壳支承界面的磨损随着动力驱动旋转刀继续用于切割和修整操作而不断发生,由操作者进行的刀片外壳周长调整只是临时的补救措施,因为磨损进一步发生。
本公开涉及一种动力驱动旋转刀,其解决了与常规的动力驱动旋转刀和动力驱动旋转刀设计的目标相关联的许多问题。本公开的动力驱动旋转刀的一个示例性实施例大体上在图1-9中的100处示意性地示出。动力驱动旋转刀100包括细长的柄部组件110和可移除地联接到柄部组件110的前端部的头部组件或头部111。柄部组件110包括手件200,手件200由手件固持组件250固定到头部组件111。
在一个示例性实施例中,头部组件111包括连续的大体环形或环状的旋转刀片300、连续的大体环形或环状的刀片外壳400、以及刀片-刀片外壳支撑或支承结构500。如本文所用,环状的是指在构型上大体环式或大体环形的。如本文所用,连续环状的是指围绕环或环带连续的环式的或环形的构型,即,该环或环带不包括延伸穿过环或环带的直径的裂口。头部组件111还包括齿轮箱组件112和用于将旋转刀片300和刀片外壳400固定到齿轮箱组件112的框架或框架主体150。
旋转刀片300在刀片外壳400中绕旋转中心轴线R旋转。在一个示例性实施例中,旋转刀片300包括支承表面319和从动齿轮328。轴承座圈319和从动齿轮328两者与刀片300的主体302的上端部306且与彼此轴向间隔开。旋转刀片300由本公开的刀片-刀片外壳支撑或支承结构500支撑以在刀片外壳400中旋转(在图2A和图14中最佳示出)。刀片-刀片外壳支承结构500有利地均支撑旋转刀片300以相对于刀片外壳400旋转并且将旋转刀片300可释放地固定到刀片外壳400。
在一个示例性实施例中,刀片-刀片外壳支承结构500包括细长的滚动轴承带502(图14),其具有支撑在柔性分离笼508中的多个间隔开的滚动轴承506。细长的滚动轴承带502设置在环状通路504(图13)中,环状通路504形成于旋转刀片300和刀片外壳400各自相对的支承表面319、459之间。刀片-刀片外壳支承结构500限定旋转刀片300相对于刀片外壳400的旋转平面RP(图7和图8),旋转平面RP基本上垂直于旋转刀片的旋转中心轴线R。
在一个示例性实施例中,多个滚动轴承506包括多个大体球形的滚珠轴承。多个滚珠或滚动轴承506与旋转刀片300和刀片外壳400的相对的支承表面319、459滚动接触且抵靠它们,以支撑刀片300以便相对于刀片外壳400旋转,并且将刀片300相对于刀片外壳400固定。柔性分离笼508将多个滚动轴承506以间隔开的关系可旋转地支撑和定位在环状通路504内。柔性分离笼508不充当支承结构或提供相对于旋转刀片300和刀片外壳400的支承表面。相对于刀片外壳400可旋转地支撑旋转刀片300的功能仅由多个间隔开的滚珠轴承506的滚动轴承支撑来提供。该滚动轴承支撑可与利用滑动轴承结构的动力驱动旋转刀形成对比。例如,授予Whited的美国专利No. 6,769,184公开了一种滑动轴承结构,其包括刀片外壳,刀片外壳具有多个周向间隔开的径向向内延伸的珠缘部段,该珠缘部段延伸进入并抵靠旋转刀片的轴承座圈或凹槽;并且授予Levsen的已公开的美国专利申请公开No. US2007/0283573公开了一种滑动轴承结构,其包括具有细长衬套主体的环状衬套,该衬套主体沿凹槽设置在刀片外壳中且与旋转刀片和刀片外壳的相对的支承表面接触。
如可在图13的剖视图中最佳看到的,柔性分离笼508被构造成在环状通路504中骑行(ride),而基本上不接触刀片300或刀片外壳400或者刀片300和刀片外壳的相对的支承表面319、459。实际上,柔性分离笼508与旋转刀片300或刀片外壳400接触或支承接合是不期望的,因为这将导致不期望的滑动摩擦。刀片-刀片外壳支承结构500通过由滚动轴承带502的多个滚珠轴承506提供的滚动轴承支撑而将刀片300相对于刀片外壳400可旋转地支撑,其中多个滚珠轴承506抵靠旋转刀片300和刀片外壳400的相对的支承表面319、459。
动力驱动旋转刀100中的特定旋转刀片300的旋转速度将取决于动力驱动旋转刀100的驱动机构600(在图53中示意性地示出)的具体特性和旋转刀片300的直径及齿轮比(gearing),其中驱动机构包括外部驱动马达800、柔性轴驱动组件700、齿轮系604。此外,取决于要执行的切割或修整任务,可在本公开的动力驱动旋转刀100中使用不同尺寸和类型的旋转刀片。例如,通常提供各种直径的旋转刀片,其尺寸在从直径约1.4英寸到直径超过7英寸的范围内变化。刀片直径的选择将取决于所执行的一个或多个任务。
增加动力驱动旋转刀的旋转刀片的旋转速度是动力驱动旋转刀的设计者的重要目标。相比滑动或轴颈轴承结构将遇到的情况,本公开的刀片-刀片外壳支承结构500的滚动轴承结构导致减小的摩擦、更少的发热和更少的表面磨损。由于滚动轴承结构所导致的减小的摩擦和热量,相比现有动力驱动旋转刀中公开或使用的滑动轴承结构,滚动刀片-刀片外壳支承结构500允许旋转刀片300的增加的旋转速度。
仅以举例而非限制的方式,下表比较了本公开的两种示例性动力驱动旋转刀与受让人的此前版本的相同型号动力驱动旋转刀的刀片旋转速度。当然,应当理解,刀片旋转速度的增加将随型号而变化,并且将取决于每种特定型号和刀片尺寸的具体特性。
型号 大概刀片直径 大概刀片旋转速度 % 增加
1000/1500 5.0英寸 51% (930 RPM vs. 1,400 RPM)
620 2.0英寸 57% (1,400 RPM vs. 2,200 RPM)
相比例如仅使用插入旋转刀片和刀片外壳之间的空隙或通路中的多个诸如滚珠轴承的滚动轴承,使用柔性分离笼508来支撑和定位多个滚动轴承506也存在显著的优点。柔性分离笼508有利于将多个滚动轴承506作为一组插入环状通路504中和从环状通路504移除。也就是说,相比试图将各个滚动轴承按一次一个的先后顺序插入环状通路504中(这将是既费时又充满困难的),将滚动轴承带502插入环状通路504中容易得多。在肉食加工环境中尤其是这样的,在该环境中,掉落的或放错位置的滚动轴承将掉入切割或修整的肉食产品中。类似地,通过移除滚动轴承带502来作为一组移除多个滚动轴承506与从环状通路504中单独地移除滚动轴承相比要容易得多,并且不太容易掉落或丢失滚动轴承。
另外,从摩擦、轴承支撑和成本角度来看,相比利用松散地设置在旋转刀片和刀片外壳之间的空隙或通路中的多个滚动轴承,利用由柔性分离笼508以预定的间隔开关系支撑的多个滚动轴承506更加高效和有效。例如,考虑到将要用动力驱动旋转刀100切割或修整的产品或材料的应用和特性,分离笼508允许多个滚动轴承506适当地间隔开以向旋转刀片300提供足够的滚动轴承支撑,同时避免具有比旋转刀片500的正确轴承支撑和利用动力驱动旋转刀100进行的应用所要求的更多的滚动轴承。
例如,如果各个滚动轴承被以一个邻近下一个的关系紧密填充在环状通路504中,则会提供比大多数应用所需要的更多的滚动轴承,从而不必要地增加成本。此外,由于每对相邻的接触的滚动轴承之间的摩擦,具有比所需要的更多的滚动轴承还将增加总摩擦。另一方面,如果各个滚动轴承被松散地填充在环状通路504中,则不能控制相邻滚动轴承之间的间距。因此,可能存在这样的情况:考虑到在具体的切割或修整应用或操作期间施加到旋转刀片300上的切割力,两个相邻的滚动轴承之间可能出现较大的空隙或空间,从而导致在环状通路504的特定区域中不足的轴承支撑。
如可在图2中最佳看到的,旋转刀片300、刀片外壳400和刀片-刀片外壳支承结构500的组装后的组合550由框架主体150作为单一结构可释放地固定到齿轮箱组件112,从而完成头部组件111。为简明起见,旋转刀片300、刀片外壳400和刀片-刀片外壳支承结构500的组装后的组合550在下文中将被称为刀片-刀片外壳组合550。柄部组件110被可释放地固定到头部组件111,从而完成动力驱动旋转刀100。如本文所用,动力驱动旋转刀100的前端或远端是包括刀片-刀片外壳组合550的刀100的端部(如图1所示),而动力驱动旋转刀100的后端或近端是包括柄部组件110的刀100的端部,并且具体而言是手件固持组件250的细长中心芯252的扩大端260(如图1所示)。
头部组件111包括框架150和齿轮箱组件112。如在图2C和图33中最佳示出的,齿轮箱组件112包括齿轮箱外壳113和齿轮箱602。齿轮箱602由齿轮箱外壳113支撑。齿轮箱602包括齿轮系604(图41)。在一个示例性实施例中,齿轮系604包括小齿轮610和驱动齿轮650。齿轮箱602包括齿轮系604以及可旋转地支撑小齿轮610的轴承支撑组件630和可旋转地支撑驱动齿轮650的轴承支撑组件660。
驱动齿轮650为双齿轮,其包括以叠置关系绕驱动齿轮650的旋转轴线DGR(图8A)设置的第一锥齿轮652和第二正齿轮654。驱动齿轮旋转轴线DRG基本上平行于旋转刀片旋转轴线R。驱动齿轮第一锥齿轮652与小齿轮610啮合,以便绕驱动齿轮旋转轴线DGR可旋转地驱动驱动齿轮650。驱动齿轮的第二正齿轮654接合旋转刀片300的从动齿轮328,形成渐开线齿轮传动,以使刀片300绕刀片旋转轴线R旋转。
齿轮系604是驱动机构600(图53中示意性地示出)的一部分,其中一些在动力驱动旋转刀100外部,该机构提供原动力以使旋转刀片300相对于刀片外壳400旋转。驱动机构600包括外部驱动马达800和柔性轴驱动组件700,柔性轴驱动组件700由驱动轴闩锁组件275可释放地固定到柄部组件110(图2B)。动力驱动旋转刀100的齿轮系604将来自柔性轴驱动组件700的旋转驱动轴702的旋转功率通过小齿轮610和驱动齿轮650传递,以使旋转刀片300相对于刀片外壳400旋转。
头部组件111的框架主体150(图2C和图49)包括在框架主体150的前端部或向前端部处的弓形安装基座152。弓形安装基座152限定刀片外壳400的安装部段402用的座置区域152a,使得刀片-刀片外壳组合550可以可释放地固连到框架主体150。框架主体150还限定腔体或开口155(图49),当在前进方向FW(图3、图7和图45)上沿着在框架主体150的方向上的纵向轴线LA移动时,该腔体或开口155可滑动地接纳齿轮箱外壳113。当齿轮箱外壳113被完全插入框架腔体155并由一对带螺纹的紧固件192固定到框架主体150时,如在图53中示意性地所示,齿轮系604的驱动齿轮650与旋转刀片300的从动齿轮328接合并啮合,以使刀片300绕其旋转轴线R旋转。
框架主体150将刀片-刀片外壳组合550可释放地联接到齿轮箱外壳113,以形成动力驱动旋转刀100的头部组件111。柄部组件110的手件200由手件固持组件250(图2B)固定或安装到头部组件111以完成动力驱动旋转刀100。手件固持组件250的细长中心芯252延伸穿过手件200的中心通孔202并且拧入齿轮箱外壳113中,以将手件200固定到齿轮箱外壳113。
柄部组件110(图2B)沿纵向轴线LA(图3、图7和图8)延伸,该纵向轴线基本上垂直于旋转刀片300的旋转中心轴线R。手件200包括限定中心通孔202的内表面201,中心通孔202沿柄部组件纵向轴线LA延伸。手件200包括成轮廓的外柄部或外抓握表面204,其由操作者抓握以适当地操纵动力驱动旋转刀100用于修整和切割操作。
在一个示例性实施例中,柄部组件110的手件200和细长中心芯252可由塑料或已知具有相当属性的一种或多种其它材料制成,并可通过模制和/或机加工形成。手件200例如可由两个重叠注塑的塑料层制成,一个内层包括硬塑性材料,一个外层或抓握表面由更柔软的弹性塑性材料构成,该材料更柔韧且更容易供操作者抓握。头部组件111的齿轮箱外壳113和框架主体150可由铝或不锈钢或已知具有相当属性的一种或多种其它材料制成,并可通过浇铸和/或机加工形成/成形。刀片和刀片外壳400可由可硬化级合金钢或可硬化级不锈钢或已知具有相当属性的一种或多种其它材料制成,并可通过机加工、成形、浇铸、锻造、挤出、金属注模、和/或电火花加工或另一种合适的工艺或工艺组合来形成/成形。
[旋转刀片300]
在一个示例性实施例中且如图2A和图22-24中最佳看到的,动力驱动旋转刀100的旋转刀片300为一件式连续环状结构。如可在图24中最佳看到的,旋转刀片300包括主体302和从主体302轴向延伸的刀片部段304。刀片主体302包括上端部306和与上端部306轴向间隔开的下端部308。旋转刀片300的主体302还包括内壁310和与内壁310径向间隔开的外壁312。主体外壁312的上部基本上竖直的部分340限定刀片支承表面319。在动力驱动旋转刀100的一个示例性实施例中且如图13和图24中最佳看到的,刀片支承表面319包括径向向内延伸进入外壁312的轴承座圈320。在一个示例性实施例中,刀片轴承座圈320限定大体上凹形的支承表面,并且更具体而言大体上在轴承座圈320的中部324中的弓形支承面322。如图24中可见,刀片轴承座圈320与刀片主体302的上端部306轴向间隔开。具体而言,主体外壁312的竖直部分340的部段341在刀片轴承座圈320和刀片主体302的上端部306之间延伸。换句话说,刀片主体外壁213包括竖直部段341,其将刀片轴承座圈320与刀片主体302的上端部306分离。当在三个维度中观察时,竖直部段341限定刀片主体外壁312的均一直径的圆柱形部分,该部分将刀片轴承座圈320与刀片主体302的上端部306分离。
旋转刀片300的主体302的外壁312还限定从动齿轮328。从动齿轮328包括在外壁312的台阶部分331中径向向外延伸的一组正齿轮齿330。刀片齿轮330为正齿轮,这意味着其为具有平行于齿轮的轴线(即,平行于旋转刀片300的旋转轴线R)的一组齿轮齿328的圆柱形齿轮,并且一组齿轮齿328中的每个齿轮齿的轮廓包括顶端或径向外表面330a(图13)和根部或径向内表面330b。齿轮齿的根部330b有时被称为齿槽底面(bottom land),而齿轮齿的顶端330a有时被称为齿槽顶面(top land)。根部330b在径向上更靠近刀片300的旋转轴线R,根部330a和顶端330a径向间隔开工作深度加上一组齿轮齿330的齿轮齿的间隙。旋转刀片300的从动齿轮328与轴承座圈320轴向间隔开且设置在轴承座圈320下方,即,更靠近刀片主体302的第二下端部308。刀片主体外壁312包括竖直部分340,其将一组齿轮齿330与刀片主体302的上端部306分离。当在三个维度中观察时,竖直部分340限定刀片主体外壁213的均一直径的圆柱形部分,该部分将刀片轴承座圈320与刀片主体302的上端部306分离。在一个示例性实施例中,从动齿轮328限定多个渐开线正齿轮齿332。
刀片从动齿轮328的一组正齿轮齿330与主体302的上端部306和主体302的下端部308两者轴向间隔开,并且与主体302的弓形轴承座圈320轴向间隔开。另外,从动齿轮328还相对于主体外壁312的上部竖直部分340径向向内偏移,该部分限定刀片轴承座圈320。具体而言,一组正齿轮齿330从刀片主体302的外壁312的最外范围343径向向内设置。如在图13和图24中可见,主体外壁312的上部竖直部分340限定外壁312的最外范围343。因此,外壁312的上部竖直部分340在一组齿轮齿330上方径向向外延伸且形成齿轮齿帽349。齿轮齿帽349上覆且与一组齿轮齿330轴向间隔开,并且用来进一步保护一组齿轮齿330。
旋转刀片300的这种构型(其中一组齿轮齿330既与刀片主体302的上端部306轴向间隔开,又从刀片主体外壁312的最外范围343向内偏移)有时也被称为“盲齿轮齿”构型。有利地,本公开的旋转刀片300的从动齿轮328相对于刀片主体302处于相对受保护位置。也就是说,从动齿轮328在刀片主体302上处于这样的位置:其中在旋转刀片300的操纵期间,不太可能损坏一组齿轮齿330,并且在动力驱动旋转刀100的操作期间,诸如在切割和修整操作期间产生的小块脂肪、骨和软骨的碎屑较少进入齿轮齿区域中。
概念性地,当刀片300旋转时,一组齿轮齿330的相应的齿轮顶端或径向外表面330a可被看作形成第一假想圆柱体336(图24中示意性地示出)。类似地,当刀片300旋转时,一组齿轮齿330的相应的根部或径向内表面330b可被看作形成第二假想圆柱体337。刀片主体302的外壁312的短的径向或水平延伸部分342在从动齿轮328的径向外表面330a和刀片主体的外壁312的竖直上部340之间延伸。刀片主体302的外壁312的第二基本竖直下部344在从动齿轮328的底部表面345和刀片主体的下端部308之间延伸。如在图24中可见,刀片主体302的竖直下部344导致邻近刀片主体302的下端部308的径向延伸突起348。
驱动齿轮328与刀片主体302的上端部306的轴向间距有利地保护一组齿轮齿330不受损坏,如常规旋转刀片的情况那样,当一组齿轮齿330定位在旋转刀片300的刀片主体302的上端部306处时,它们将会暴露于这种损坏。另外,在切割/修整操作期间,由动力驱动旋转刀100产生碎屑。所产生的碎屑包括从正由动力驱动旋转刀100切割或修整的产品去除或脱落的骨、软骨、肉和/或脂肪的碎块或碎片。碎屑还可包括在被切割或修整的产品的切割区域上或附近的异物,例如污垢、灰尘等。有利地,将一组齿轮齿330与刀片主体302的两个轴向端部306、308间隔开阻止或减轻了此类碎屑向刀片从动齿轮328的区域内的迁移。在刀片从动齿轮328的区域中的碎屑可造成或促成许多问题,包括刀片振动、从动齿轮328或配合的驱动齿轮650的过早磨损、以及碎屑的“烧熟”。
存在与将刀片轴承座圈320从刀片主体302的上端部306和下端部308轴向间隔开有关的类似优点。如下文将说明的,旋转刀片主体302和刀片外壳400被构造成提供径向延伸的突起或帽,该突起或帽提供一类迷宫密封以抑制碎屑进入刀片从动齿轮328和刀片-刀片外壳支承结构500的区域中。这些迷宫密封结构通过将刀片驱动齿轮328和刀片轴承座圈320与旋转刀片300的刀片主体302的上端部306和下端部308轴向间隔开而变得有利。
如可在图24中最佳看到的,在旋转刀片300中,刀片主体302的第二端部308在主体302和刀片部段304之间径向向内过渡。主体302的第二端部308由径向向内延伸的台阶或肩部308a限定。刀片部段304从主体302的第二端部308延伸并且包括在刀片部段304的内下端部352处的刀片刀刃350。可以看出,刀片部段304包括内壁354和径向间隔开的外壁356。内壁354和外壁356为基本上平行的。在旋转刀片300的前端部处的跨接部分358在内壁354和外壁356之间延伸且在跨接部分358和内壁354的相交处形成刀刃350。根据刀片部段304的具体构型,跨接部分358可在内壁354和外壁356之间大体上径向或水平地延伸,或者可以在内壁354和外壁356之间成角度渐缩。
旋转刀片主体内壁310和刀片部段内壁354一起形成从上端部306延伸至刀刃350的基本上连续的刀片内壁360。如在图24中可见,在轴承座圈320的区域中,存在刀片主体302的内壁310的略微向内突出的“驼背”区域346。突出区域346有助于在轴承座圈320径向向内延伸进入刀片主体外壁312的区域中增加刀片主体302的宽度或厚度。刀片内壁360在形状上为大体上截头圆锥形,其在向下方向(在图24中标记DW)上即在远离从动齿轮328且朝刀刃350行进的方向上会聚。刀片内壁360限定动力驱动旋转刀100的切割开口CO(图1和图54),即由旋转刀片300限定的开口,当动力驱动旋转刀100修整或切割产品P时,该开口切割穿过的诸如切割层CL1(图54)的材料。
[刀片外壳400]
在一个示例性实施例中且如图25-29中最佳看到的,动力驱动旋转刀100的刀片外壳400为一体式连续环状结构。刀片外壳400包括安装部段402和刀片支撑部段450。刀片外壳400绕其周边为连续的,也就是说,与现有的裂口环式环状刀片外壳不同,本公开的刀片外壳400没有用于允许刀片外壳周长扩大的沿外壳直径的裂口。本公开的刀片-刀片外壳支承或支撑结构500将旋转刀片300固定到刀片外壳400。因此,刀片300从刀片外壳400的移除通过从动力驱动旋转刀100移除刀片-刀片外壳结构500的一部分来实现。刀片-刀片外壳支承结构500允许使用连续的环状刀片外壳400,因为不需要扩大刀片外壳周长来从刀片外壳400移除旋转刀片300。
本公开的连续的环状刀片外壳400提供了优于现有的裂口环式环状刀片外壳的许多优点。相比现有的裂口环式环状刀片外壳,一体式连续环状结构提供了刀片外壳400的更大强度和耐久性。除了刀片外壳400的更大强度和耐久性之外,刀片外壳400的周长不可调整的事实消除了操作者在动力驱动旋转刀100的操作期间调整刀片外壳400的周长以尝试维持正确操作间隙的必要性并阻止操作者进行这种调整。这是相比现有的裂口环式环状刀片外壳的显著改进。有利地,动力驱动旋转刀100的旋转刀片300、刀片外壳400和刀片-刀片外壳支承结构500的组合在给定旋转刀片的使用寿命内提供了旋转刀片300相对于刀片外壳400的正确操作间隙。
如在图25中可最佳看到的,在刀片外壳400中,刀片支撑部段绕刀片外壳400的整个360度(360º)圆周延伸。安装部段402从刀片支撑部段450径向向外延伸且对着大约120º的角度。换句话说,刀片外壳安装部段402绕刀片外壳400的圆周延伸路径的大约1/3。在安装部段402的区域中,安装部段402和刀片支撑部段450重叠。
安装部段402在轴向上厚于且在径向上宽于刀片支撑部段450。刀片外壳安装部段402包括内壁404和径向间隔开的外壁406以及第一上端部408和轴向间隔开的第二下端部410。在安装部段402的向前端部412、414处,存在在安装部段的上端部408、下端部410和外壁406与刀片支撑部段450的对应的上端部、下端部和外壁之间过渡的渐缩区域416、418。
刀片外壳安装部段402包括两个安装插件420、422(图2A),其在安装部段402的上端部408和下端部410之间延伸。安装插件420、422限定带螺纹开口420a、422a。刀片外壳安装部段402被接纳在由框架主体150的弓形安装基座152限定的座置区域152a中,且由一对带螺纹的紧固件170、172(图2C)固定到框架主体150。具体而言,该对带螺纹的紧固件170、172延伸穿过限定在框架主体150的一对弓形臂160、162中的带螺纹开口160a、162a,并且拧入刀片外壳安装插件420、422的带螺纹开口420a、422a中,以将刀片外壳400可释放地固定到框架主体150,从而将刀片外壳400联接到头部组件111的齿轮箱组件112。
安装部段402还包括传动装置凹部424(图25和图28),其在内壁404和外壁406之间径向延伸。传动装置凹部424包括不一直延伸至内壁的上间隙凹部426、以及在内壁404和外壁406之间且穿过它们延伸的更宽的下开口428。上间隙凹部426为小齿轮610和齿轮箱驱动齿轮650的轴向定向的第一锥齿轮652提供间隙。下开口428尺寸设计成接纳齿轮箱驱动齿轮650的径向延伸的第二正齿轮654,从而提供第二正齿轮654与旋转刀片300的从动齿轮328的对接或啮合,以使刀片300相对于刀片外壳400旋转。
刀片外壳400的安装部段402还包括在内壁404和外壁406之间延伸的刀片外壳塞开口429。刀片外壳塞开口429在横截面上为大体椭圆形的,并且尺寸设计成接纳刀片外壳塞430(图30-32)。刀片外壳塞430由两个螺钉432(图2A)可移除地固定到刀片外壳400。螺钉432穿过一对沉头开口434,该开口从安装部段402的上端部408延伸至传动装置凹部424的下部428并且螺纹接合刀片外壳塞430的一对对齐的带螺纹开口438。
如在图29A中可最佳看到的,刀片支撑部段450包括内壁452和径向间隔开的外壁454以及第一上端部456和轴向间隔开的第二下端部458。刀片支撑部段450绕刀片外壳400的整个360º圆周延伸。在安装部段402的区域中的刀片支撑部段450与安装部段402的内壁404的一部分为连续的且形成该部分。如在图29中可见,在水平延伸的虚线IWBS内的刀片外壳400的安装部段402的内壁404的部分404a构成安装部段402的内壁404的一部分和刀片支撑部段450的内壁452的一部分。虚线IWBS基本上对应于刀片支撑部段450的内壁452的轴向范围,也就是说,线IWBS对应于刀片支撑部段450的上端部456和下端部458。与第一上端部456相邻的刀片支撑部段内壁452的基本竖直部分452a限定刀片外壳支承表面459。在动力驱动旋转刀100的一个示例性实施例中且如图13和图29A中最佳看到的,刀片外壳支承表面459包括径向向内延伸进入内壁452的轴承座圈460。轴承座圈460与刀片支撑部段450的上端部456轴向间隔开。在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈460的中部462限定大体上凹形的支承表面,并且更具体而言大体上弓形的支承面464。
在动力驱动旋转刀100的一个示例性实施例中,刀片支承表面319相对于外壁312为凹形的,也就是说,刀片支承表面319延伸进入形成轴承座圈320的外壁312中。应当理解,刀片支承表面319和/或刀片外壳支承表面459可具有不同的构型,例如在备选实施例中,刀片支承表面319和刀片外壳支承表面459可以例如相对于它们相应的外壁312和内壁452为凸形的。当然,刀片-刀片外壳支承结构500的多个滚动轴承506将不得不适当地构造。
虽然可以使用其它几何形状,但旋转刀片300和刀片外壳400两者的轴承座圈320、460的弓形支承面322、464的使用非常适合与本公开的动力驱动刀100一起使用。由于不可预测且变化的负载方向,多个滚珠轴承506和弓形支承面322、464允许旋转刀片300和刀片外壳400以允许运转或操作间隙的方式被组装。这有助于尽可能地维持在多个滚珠轴承506中的给定滚珠轴承与旋转刀片弓形支承面322之间的理论上理想的单点滚动轴承接触、以及在多个滚珠轴承506中的给定滚珠轴承与刀片外壳支承面464之间的理论上理想的单点滚动轴承接触。(当然,应当理解,单点滚动轴承接触是理论上的,因为在滚珠轴承和轴承座圈之间的变形必然造成滚珠轴承和轴承座圈的变形,从而导致小的接触区域,而不是接触点)。然而,弓形支承面构型322、464有助于减小在支承区域中产生的摩擦扭矩。由于动力驱动旋转刀100的旋转刀片300和刀片外壳400的窄横截面,存在内部或刀片轴承座圈320与外部或刀片外壳外座圈460在使用中挠曲和弯曲的趋势。具有比多个滚珠轴承506的滚珠略大的半径的弓形轴承座圈设计将允许滚珠沿着由环状通路504限定的弧线移动,并且仍然在相应的单点处接触相应的轴承座圈320、460,从而即使在旋转刀片300和刀片外壳400的弯曲和挠曲期间也维持低摩擦。刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460的弓形形状还帮助补偿旋转刀片300和刀片外壳400内的制造不规则性,从而帮助维持如上所述在多个滚珠轴承506的滚珠轴承和相应的轴承座圈320、460之间的理论上理想的单点轴承接触,由此减小摩擦。
刀片外壳塞430的径向内壁440(图2A、图30和图31)限定轴承座圈442,其为刀片外壳400的轴承座圈460的一部分且与轴承座圈460连续。类似于在水平延伸的虚线IWBS内的刀片外壳400的安装部段402的内壁404的部分404a,将在图29的水平延伸的虚线IWBS内的刀片外壳塞430的内壁440的一部分是刀片外壳塞430的内壁440的一部分和刀片支撑部段450的内壁452的一部分。因此,当刀片外壳塞430被插入刀片外壳400的刀片外壳塞开口429中时,刀片外壳轴承座圈460绕刀片支撑部段450的整个360º圆周为基本上连续的。
如在图13中可最佳看到的,当刀片由刀片-刀片外壳支撑结构500固定和支撑在刀片外壳400内时,为了阻止肉、骨和其它碎屑的碎块进入旋转刀片300的从动齿轮328内,在刀片支撑部段450的下端部458处的径向向外延伸的从动齿轮突起或帽466与刀片从动齿轮328的一组齿轮齿的底部表面345的至少一部分轴向对齐且上覆该部分。从动齿轮突起或帽466限定刀片支撑部段450的下端部458。从动齿轮帽466上覆或跨接在由旋转刀片300的从动齿轮328形成的第一假想圆柱体336和第二假想圆柱体337(图24)之间的空隙。如图13中可见,由于刀片主体302的径向突起348和从动齿轮帽466,在刀片外壳400的从动齿轮帽466的径向延伸端部467和刀片主体302的外壁312的突起竖直下部344之间仅存在小的径向间隙空隙。有利地,刀片径向突起348和刀片外壳帽466的组合形成一类迷宫密封,该密封抑制碎屑进入旋转刀片300的从动齿轮328和轴承座圈320的区域中。
如在图13中可最佳看到的,刀片外壳400的刀片支撑部段内壁452包括在轴向上位于刀片外壳轴承座圈460下方的第一径向向外延伸的凸棱470。刀片支撑部段内壁452还包括第二径向向外延伸的凸棱472,其形成从动齿轮帽部分466的上表面并且在第一径向向外延伸凸棱470下方轴向地间隔开。第一凸棱470和第二凸棱472分别为刀片外壁312的水平延伸部分342和一组齿轮齿330的底部表面345提供座置区域,以便在将刀片300从轴向上方定位在刀片外壳400中并且刀片-刀片外壳支承结构500的滚动轴承带502尚未插入通路504(图13)时支撑刀片300,通路504由刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460的相对的弓形支承面322、464限定在旋转刀片300和刀片外壳400之间。当然,应当理解,在滚动轴承带502不插入通路504中的情况下,如果动力驱动旋转刀100被上下颠倒,也就是说,从例如图7中所示的动力驱动旋转刀100的取向上下颠倒,旋转刀片300将掉出刀片外壳400之外。
如在图25、图27和图29中最佳看到的,刀片外壳安装部段402的右侧渐缩区域416(从动力驱动旋转刀100的前方观察,也就是说,从图25中标有RW(指示向后方向)的箭头的角度来看刀片外壳400)包括清洁端口480,用于注射用来在清洁过程期间清洁刀片外壳400和刀片300的清洁流体。清洁端口480包括在安装部段402的外壁406中的入口开口481并且延伸穿过到安装部段402的内壁404中的出口开口482。如在图29中可最佳看到的,安装部段内壁中的出口开口482的一部分与刀片外壳400的轴承座圈460的区域一致并且开向该区域中。安装部段内壁404中的出口开口482和刀片300与刀片外壳400之间的径向空隙G(图13)提供流体连通和清洁流体向刀片300及刀片外壳400各自的轴承座圈区域320、460以及刀片300的从动齿轮328内的注射。
[刀片-刀片外壳支承结构500]
动力驱动旋转刀100包括刀片-刀片外壳支撑或支承结构500(在图2A、图13和图14中最佳看到),该支承结构500:a)将刀片300固定到刀片外壳400;b)支撑刀片以便相对于刀片外壳绕旋转轴线R旋转;并且c)限定刀片的旋转平面RP。如前所述,有利地,本公开的刀片-刀片外壳支撑结构500允许使用一体式连续环状刀片外壳400。另外,相比现有的动力驱动旋转刀设计,刀片-刀片外壳支承结构500在刀片300和刀片外壳400之间提供较低摩擦。
由刀片-刀片外壳支承结构500提供的较低摩擦有利地允许在不使用额外的操作者施加的润滑源的情况下操作本公开的动力驱动旋转刀100。现有的动力驱动旋转刀通常包括润滑油贮存器和波纹管式手动泵机构,其允许操作者从贮存器向刀片-刀片外壳支承区域内注射可食用的食品级油脂,以便向支承区域提供额外的润滑。当切割或修整肉类产品时,脂肪/油脂本质上的润滑性通常作为天然的副产物或切割/修整操作的结果而出现,也就是说,当肉类产品被切割或修整时,旋转刀片切穿脂肪/油脂。随着切割/修整操作继续并且旋转刀片在刀片外壳内旋转,来自肉类产品的脂肪/油脂可能迁移到刀片-刀片外壳支承区域中以及其它地方。
在动力驱动旋转刀100中,当刀100被用于肉类切割/修整操作时,脂肪/油脂可能迁移到由旋转刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460的相对的弓形支承面322、464限定的环状通路504(图13)中。然而,在现有的动力驱动旋转刀中,这种天然存在的润滑通常将由操作者通过使用泵机构施加额外的润滑到刀片-刀片外壳区域中来补充,目的是减小刀片–刀片外壳轴承摩擦,使刀片更容易旋转,并减少发热。
在动力驱动旋转刀100的一个示例性实施例中,不存在油脂的贮存器或手动泵机构来施加油脂。当然,对附加润滑需求的消除有利地消除了在现有的动力驱动旋转刀中与提供润滑(油脂贮存器、泵等)相关联的那些部件。部件的消除将减轻重量和/或减少与动力驱动旋转刀100的润滑部件相关联的维护要求。在刀片300和刀片外壳400之间的较低摩擦减少通过旋转刀片300、刀片-刀片外壳支承结构500和刀片外壳400之间的摩擦产生的热量。减少在刀片-刀片外壳支承区域处产生的热量具有许多有益效果,包括缓解迁移到刀片-刀片外壳支承区域504中的修整的肉、软骨、脂肪和骨的去除的碎片“烧熟”的上述问题。在现有的动力驱动旋转刀中,刀片与刀片外壳之间的摩擦接触在某些条件下将产生足够的热量来“烧熟”刀片-刀片外壳支承区域中的材料。“烧熟的”材料趋于作为材料的粘性积累物而积聚在刀片-刀片外壳支承区域中,这是不期望的结果。
另外,由动力驱动旋转刀100的刀片-刀片外壳支承结构500提供的较低摩擦具有潜在地增加刀片300、刀片外壳400和/或齿轮箱602的部件中的一个或多个的使用寿命的附加优点。当然,动力驱动旋转刀100的任何部件的使用寿命取决于动力驱动刀的正确操作和正确维护。
如在图14-17中可最佳看到的,刀片-刀片外壳支承结构500包括细长的滚动轴承带502,其绕刀片300的旋转轴线R周向导引通过环状通路504。动力驱动旋转刀100的旋转刀支承组件552(图13)包括刀片-刀片外壳支承结构500、刀片外壳轴承座圈460、刀片轴承座圈320和限定在它们之间的环状通路504的组合。在备选的示例性实施例中,可使用多个细长的滚动轴承带,每个滚动轴承带类似于但在长度上短于细长的轴承带502。使用多个更短的细长轴承带代替单个更长的细长轴承带502可能是有利的,因为较短的细长轴承带制造起来较不困难且较不昂贵。如果使用多个细长轴承带,这样的带将以首尾相接的方式或以间隔开的关系顺序插入环状通路504内。多个细长的轴承带可包括略微扩大的端部,使得两个相邻的轴承带不一起延伸或限制两个相邻轴承带的重叠范围。
在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈460的中部462在横截面上限定基本上弓形的支承面464。类似地,刀片轴承座圈320的中部324在横截面上限定基本上弓形的支承面322。如在图14-17中可最佳看到的,在一个示例性实施例中,细长的滚动轴承带502包括多个间隔开的滚动轴承506,其被支撑以在柔性分离笼508中旋转。在一个示例性实施例中,柔性分离笼508包括细长的聚合物带520。细长的聚合物带520限定带纵向轴线SLA(图16),并且当在横截面上观察时为大体上矩形的。带520包括垂直于带纵向轴线SVA的第一竖直轴线SVA(图15)以及垂直于带纵向轴线SLA和第一竖直轴线SVA的第二水平轴线SHA(图15)。带第一竖直轴线SVA基本上平行于带520的第一内表面522和第二外表面524。如在图15中可见,第一内表面522和第二外表面524为大体上平面的且平行的。带第二水平轴线SHA基本上平行于带520的第三顶部或上表面526和第四底部或下表面528。
多个滚珠轴承506中的每一个被支撑以在带520的相应不同的轴承兜孔530内旋转。轴承兜孔530沿带纵向轴线SLA间隔开。带轴承兜孔530中的每一个限定在第一内表面522和第二外表面524之间延伸的开口532。多个轴承兜孔530中的每一个包括一对间隔开的支撑臂534、536,其延伸进入开口532中以接触和旋转地支撑多个滚珠轴承506中相应的滚珠轴承。对于每一对支撑臂534、536来说,支撑臂534、536是彼此的镜像。一对支撑臂534、536中的每一个限定一对面对的大体上弓形的支承表面,其旋转地支撑多个滚珠轴承506中的滚珠轴承。一对支撑臂534、536中的每一个包括从带520向外延伸超出第一平面内表面522的延伸部分538、以及从带520向外延伸超出第二平面外表面524的延伸部分540。
细长的滚动轴承带502的多个滚珠轴承506与刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460滚动接触并在刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460之间提供轴承支撑。同时,在支撑刀片300以相对于刀片外壳400低摩擦旋转的同时,细长的滚动轴承带502还用来将刀片300相对于刀片外壳400固定,也就是说,轴承带502防止刀片300掉出刀片外壳400之外,而不论动力驱动旋转刀100的取向如何。
当滚动轴承带502和具体地多个滚珠轴承506被插入通路504中时,多个滚珠轴承506相对于刀片外壳400支撑刀片300。在一个示例性实施例中,多个滚珠轴承506尺寸设计成使得它们的半径小于弓形支承表面464、322的相应半径。在一个示例性实施例中,多个滚珠轴承506中每一个的半径为1mm或大约0.039英寸,而弓形支承表面464、322的半径略大,接近大约0.043英寸。然而,应当认识到,在其它备选实施例中,多个滚珠轴承506的半径可以等于或大于弓形支承面464、322的半径。也就是说,多个滚珠轴承506的半径可以在0.02英寸和0.07英寸之间的大致范围内,而弓形支承表面464、322的半径可以在0.03英寸和0.06英寸之间的大致范围内。如在图13中可最佳看到的,当滚动轴承带502被插入径向环状空隙G中时,多个滚珠轴承506和分离笼508的中部509a被接纳到限定在旋转刀片300和刀片外壳400的相对的支承表面319、459之间的环状通路504中。环状通路504包括在相对的旋转刀片主体302的外壁312和刀片外壳刀片支撑部段450的内壁452之间的环状空隙G的一部分。在一个示例性实施例中,环状空隙G在大约0.04-0.05英寸的范围内,并且设置在刀片外壳400的刀片支撑部段450的竖直内壁部分452a和刀片300的主体302的外壁312的面对的竖直外壁部分340之间,与相对的支承表面319、459的区域相邻或在该区域中。
如在图13中可见,环状通路504在横截面上为大体圆形的,并且接纳多个滚珠轴承506和细长的滚动轴承带502的分离笼508的中部509a。当定位在环状通路504中时,细长的滚动轴承带502和具体地滚动轴承带502的分离笼508在环状通路504内形成大致圆形或圆形的一部分,该圆以与旋转刀片旋转轴线R基本上一致的轴线为中心。由于滚动轴承带502的分离笼508在空隙G中竖直地定向,笼508包括从中部509a延伸的顶部和底部部分509b。如在图13中可见,分离笼508的顶部和底部部分509b在多个滚珠轴承506的略上方和略下方轴向地延伸。当定位在环状通路504中时,细长的滚动轴承带502在环状通路504内形成大致圆形或圆形的一部分,该圆以与旋转刀片旋转轴线R基本上一致的轴线为中心,而分离笼508在空隙G内形成以旋转刀片旋转轴线R为中心的大致圆柱体或圆柱体的一部分。
如在图13中可见,分离笼508在横截面上为矩形的并且在直立位置定向在空隙G内,分离笼508可看成为在空隙G内形成以旋转刀片旋转轴线R为中心的大致圆柱体或部分圆柱体。多个滚珠轴承506在环状通路504内骑行,环状通路504在横截面上为大致圆形的并且以刀片旋转轴线R为中心。
为了使摩擦最小化,不希望柔性分离笼508与旋转刀片300或与刀片外壳400接触或支承接合,因为这将不必要地产生滑动摩擦。期望的是旋转刀片300通过由滚动轴承带502的多个滚珠轴承506提供的滚动轴承支撑来相对于刀片外壳400被唯一地支撑,其中多个滚珠轴承506抵靠旋转刀片300和刀片外壳400的相对的弓形支承面322、464。因此,如在图13的剖视图中可最佳看到的,柔性分离笼508被构造成在环状通路504中和在环状空隙G中骑行,而基本上不接触刀片300或刀片外壳400或者刀片300和刀片外壳400的相对的支承表面319、459。在一个示例性实施例中,分离笼508的上部和下部509b的宽度接近0.03英寸,并且如前所述,环状空隙G接近0.04–0.05英寸。因此,当滚动轴承带502被插入环状通路504中时,在分离笼508和与相对的支承表面319、459相邻的刀片300的主体302的外壁312的面对的竖直外壁部分340之间存在大约0.005-0.010英寸的间隙。根据分离笼508的具体长度和空隙G的周长,分离笼508的端部510、512可略微间隔开(如在图14中所示),可接触,或者可略微重叠。
应当理解,当旋转刀片300由传动系604以具体的期望RPM旋转时,分离笼508也在圆中沿环状空隙G移动或平移,但分离笼508在空隙G内的旋转速度小于旋转刀片300的RPM。因此,当动力驱动旋转刀100处于操作中时,细长的滚动轴承带502横贯环状通路504,形成绕刀片旋转轴线R的圆。类似地,当动力驱动旋转刀100处于操作中时,由于其沿环状空隙G绕刀片旋转轴线R的移动或平移,分离笼508可被看作在空隙G内形成完整的圆柱体。另外,当旋转刀片300旋转时,多个滚珠轴承506既相对于分离笼506旋转,还随着分离笼508沿环状空隙G移动或平移而沿环状通路504绕刀片旋转轴线R移动或平移。在滚动轴承带502完全插入空隙G中之后,组装的刀片–刀片外壳组合550(图9和图10)接着准备好作为单元被固定到头部组件111的框架主体150。
具有合适构型的滚动轴承带由德国的KMF制造,并且可通过International Customized Bearings, 200 Forsyth Dr., Ste. E, Charlotte, NC 28237-5815在美国获得。
[将刀片300固定到刀片外壳400]
刀片-刀片外壳支承结构500用来将旋转刀片300固定到刀片外壳400和将刀片300可旋转地支撑在刀片外壳400内。为了将刀片-刀片外壳支承结构500的细长的滚动轴承带502插入形成于刀片轴承座圈320和刀片外壳轴承座圈460的径向对齐的相对的弓形支承面322、464之间的通路504中,将刀片外壳塞430从刀片外壳400的刀片外壳塞开口429移除。然后,将滚动轴承带502在刀片300和刀片外壳400之间导引到环状空隙G内且穿过通路504。接着,将刀片外壳塞430插入刀片外壳塞开口429中并将塞430固定到刀片外壳400。刀片-刀片外壳组合550于是准备好被固定到框架主体150的弓形安装基座152。
如在图18-21中和图58中阐述的流程图中可见,一种将旋转刀片300固定到刀片外壳400以相对于刀片外壳400绕刀片旋转轴线R旋转的方法在图58中的900处大体示出。方法900包括以下步骤。在步骤902处,将刀片外壳塞430从刀片外壳塞开口429移除。在步骤904处,将旋转刀片300定位在刀片外壳400中直立位置处,使得刀片300由刀片外壳400支撑。具体而言,将刀片300以直立取向定位在刀片外壳400中,使得刀片300的外壁312的水平延伸部分342和刀片的一组齿轮齿330的底部表面345设置在刀片外壳400的相应的第一凸棱470和第二凸棱472上。在该直立取向中,刀片外壳轴承座圈460和刀片轴承座圈320基本上径向对齐,使得环状通路504被限定在刀片外壳轴承座圈460和刀片轴承座圈320之间。
在步骤906处,如在图18中示意性地示出的,将滚动轴承带502的柔性分离笼508的第一端部510定位在刀片外壳塞开口429中,使得第一端部510与刀片300和刀片外壳400之间的空隙G切向对齐,并且滚动轴承带502的轴承506与刀片300和刀片外壳400的相对的弓形支承面322、464之间的环状通路504对齐。在步骤908处,相对于空隙G切向地推进柔性分离笼508,使得滚动轴承带502的轴承506沿通路504进入和移动。也就是说,如在图19中示意性地示出的,分离笼508被推进,使得分离笼508被有效地拧入穿过通路504和空隙G。分离笼508被定向在直立位置,使得该笼配合在刀片300和刀片外壳400之间的空隙G中。
在步骤910处,继续推进柔性分离笼508,直到分离笼508的第一端部510和第二端部512基本上相邻(图20),也就是说,分离笼508在通路504和空隙G内形成圆的至少一部分(类似在图2A中示意性地示出的由分离笼508形成的圆C)。细长带502的分离笼508沿带纵向轴线SLA的纵向范围是足够的,使得当带502被安装在通路504中时,带分离笼508的第一端部510和第二端部512(如果不接触)略微间隔开,如例如图2A和图14中所示。也就是说,当安装在通路504中时,直立的带笼508在通路504和空隙G内形成圆柱体的至少一部分。在步骤912处且如图21中示意性地示出的,将刀片外壳塞430插入刀片外壳开口429中并用紧固件432将刀片外壳塞固定到刀片外壳400。
当旋转刀片400由齿轮系604旋转时,细长的滚动轴承带502将在空隙G内的环形路线或行进路径中行进,也就是说,多个间隔开的滚珠轴承506将在圆中移动通过环状通路504。然而,由于当分离笼508在空隙G中的环形路线中移动时各个轴承也在分离笼508内旋转,分离笼508的旋转速度或角速度显著小于旋转刀片300相对于刀片外壳400的旋转速度或角速度。
应当理解,并非旋转刀支承组件552的所有配合或共同作用支承表面,包括如上所述的细长滚动轴承带502的多个滚珠轴承506、旋转刀片轴承座圈320、刀片外壳轴承座圈460和刀片外壳塞轴承座圈部分446的配合或共同作用支承表面,都在任何给定时间接触,因为在轴承带旋转刀片300、刀片外壳400和刀片外壳塞430之间不可避免地存在运转或操作间隙,以允许刀片300在刀片外壳400内相对自由地旋转。
这些运转或操作间隙造成旋转刀片300在一定程度上类似于刀片外壳400内的跷跷板一样工作,也就是说,当刀片300的一个区域在切割或修整操作期间在刀片外壳400内枢转或向上移动时,刀片在直径上相对的部分(相差180º)大体上在刀片外壳内枢转或向下移动。因此,在旋转刀片300、刀片外壳400或细长轴承带502的具体位置处接触的旋转刀片支承组件552的具体配合支承表面将变化,并且在任何给定时间将至少部分地取决于在动力驱动旋转刀100的使用期间施加到旋转刀片300的力。因此,对于旋转刀片支承组件552的支承表面的任何具体部分或区域来说,可能存在与配合支承表面不接触或间歇接触的时期。
从刀片外壳400移除旋转刀片300涉及以上讨论的程序的颠倒。即,将刀片外壳塞430从刀片外壳400移除。使旋转刀片300相对于刀片外壳400旋转,直到分离笼508的相邻端部510、512在刀片外壳塞开口429内可见。使用诸如小螺丝刀的小型器械来接触并导向或撬动分离笼508的一个端部,即,在切向上远离空隙G的分离笼508的第一端部510。继续旋转刀片300的旋转,直到足够长度的分离笼508切向延伸远离空隙G并穿过刀片外壳塞开口429,使得分离笼508的端部510可被操作者的手指抓握。然后从空隙G拉出分离笼508。一旦将笼508从旋转刀片300和刀片外壳400之间的空隙G完全移除,就上下颠倒刀片外壳400,而旋转刀片300将掉出刀片外壳400之外。
[刀片-刀片外壳组合550的切割轮廓]
如在图54和图55中示意性地示出的,当动力驱动旋转刀100被操作者操纵以移动穿过产品P时操作者所体验的摩擦或阻力主要取决于在组装后的组合550的切割区域CR中刀片-刀片外壳组合550的横截面形状或构型。如在图3中可最佳看到的,刀片-刀片外壳组合550的切割区域CR为组合的整个360º周边的大约240º。切割区域CR不包括由刀片外壳400的安装部段402占据的刀片-刀片外壳组合550的周边的大约120º。
如在图54和图55中可最佳看到的,刀片-刀片外壳组合550被构造和成轮廓为尽可能地平滑和连续。如在图54中可最佳看到的,通过在切割方向CD上移动动力驱动旋转刀100而从被加工的产品P上切割或修整出一层L1材料(例如,一层组织,例如从动物尸体修整的一层肉或脂肪),使得旋转刀片300和刀片外壳400沿着且穿过产品P移动以切割或修整该层L1材料。当动力驱动旋转刀100由操作者移动时,刀刃350切割该层L1,形成层L1的切割部分CL1。当动力驱动旋转刀100前进通过产品P时,切割部分CL1沿着切割或修整的材料的行进路径PT移动通过刀片-刀片外壳组合550的切割开口CO。
形成为层L1的新外表面层NS(图55)被切离产品P。层L1的切割部分CL1沿旋转刀片300的内壁360滑动,而新外表面层NS沿着刀片300的刀片部段350和刀片外壳400的刀片支撑部段404的相应外壁356、454滑动。
在刀片300的刀片部段外壁356和刀片外壳400的刀片支撑部段外壁454之间的平滑过渡由刀片外壳400的较短的径向延伸的从动齿轮帽部分466和旋转刀片主体302的下端部308的径向延伸的肩部308a提供。从动齿轮帽部分466的径向延伸端部467的紧密靠近性提供迷宫密封,以阻止异物进入刀片从动齿轮328的区域和刀片-刀片外壳支承结构500的区域中。最后,在切割区域CR中的刀片-刀片外壳组合550被成形为尽可能地减小在操纵动力驱动旋转刀以执行切割或修整操作时由操作者体验的阻力和摩擦力。
[齿轮系604]
动力驱动旋转刀100的驱动机构600包括动力驱动旋转刀100内部的某些部件和组件(包括齿轮系604和旋转刀片300的从动齿轮328)以及动力驱动旋转刀100外部的某些部件和组件(包括驱动马达800和柔性轴驱动组件700,其通过驱动轴闩锁组件275可释放地联接到刀100)。
在动力驱动旋转刀100内,驱动机构600包括齿轮箱602,齿轮箱602包括齿轮系604。在一个示例性实施例中,齿轮系604包括小齿轮610和驱动齿轮650。驱动齿轮650继而接合旋转刀片300的从动齿轮328以使刀片300旋转。如前所述,在一个示例性实施例中,齿轮箱驱动齿轮650为双齿轮,其包括上部竖直地或轴向地定向的锥齿轮652和下部水平地或径向地定向的正齿轮654。驱动齿轮上锥齿轮652接合小齿轮610并由小齿轮610可旋转地驱动。驱动齿轮下正齿轮654限定多个驱动齿轮齿656,其为与旋转刀片从动齿轮328的渐开线齿轮齿332啮合以使旋转刀片300旋转的配合的渐开线齿轮齿。在驱动齿轮650和旋转刀片300之间的这种传动装置组合限定正齿轮渐开线齿轮传动658(图8A)以使旋转刀片300旋转。
在渐开线齿轮传动中,旋转刀片300的旋转刀齿轮齿332和驱动齿轮650的正齿轮654的齿轮齿656的轮廓为圆的渐开线,并且在任何一对齿轮齿之间的接触发生在基本上单个瞬时点处。驱动齿轮650和刀片从动齿轮328的旋转造成接触点的位置移动跨过相应的齿表面。跨过相应齿轮齿面的运动为滚动式接触,基本上不涉及滑动。相比其中啮合齿轮齿以滑动运动接触的传动结构,旋转刀片齿轮齿332和正齿轮齿轮齿656的渐开线齿形导致相应的啮合齿轮齿332、656的极少磨损。由接触点描绘的路径被称为啮合线。渐开线齿形的特性在于,如果齿轮正确地啮合,则啮合线为直的并且穿过齿轮的节点。另外,渐开线齿轮传动658也为正齿轮传动,这意味着驱动齿轮650的旋转轴线DGR(在图8和图8A中示出)基本上平行于刀片300的旋转轴线R。具有平行的旋转轴线DGR、R的这样的正齿轮传动在传递驱动力方面是非常高效的。相比其它更复杂的传动布置,旋转刀片齿轮齿332和正齿轮传动齿656的正齿轮传动布置还有利地有助于减少啮合的齿轮332、656的磨损。
小齿轮610包括输入轴612和齿轮头614,齿轮头614从输入轴612径向向外延伸且限定一组锥齿轮齿616。输入轴612在向后方向RW上沿柄部组件纵向轴线LA延伸且包括在向前方向FW上从输入轴612的后端部629(图41)延伸至前端部628的中心开口618,中心开口618终止于齿轮头614处。输入轴612的内表面620限定十字形的阴承窝或配件622(图37和图40),其接纳轴驱动组件700的配合的阳驱动配件714(图53)以使小齿轮610绕旋转轴线PGR旋转,旋转轴线PGR与柄部组件纵向轴线LA基本上一致且与刀片旋转轴线R相交。
小齿轮610由轴承支撑组件630支撑以绕小齿轮旋转轴线PGR旋转(图8和图8A),在一个示例性实施例中,轴承支撑组件630包括较大套筒衬套632和较小套筒衬套640(图42)。如在图41中可最佳看到的,小齿轮610的齿轮头614的面向前的表面624包括中心凹部626,中心凹部626在横截面上为基本上圆形的并且以小齿轮的旋转轴线PGR为中心。小齿轮中心凹部626接纳较小套筒衬套640的圆柱形向后部分642。较小套筒衬套640充当止推轴承且包括扩大的环状头644,其为小齿轮的齿轮头614提供支承表面并限制小齿轮610在向前方向FW上的轴向行进,即,小齿轮610在向前方向FW上沿小齿轮旋转轴线PGR的行进。
套筒衬套640被支撑在框架主体150的凸块158b(图49和图50)上。具体而言,凸块158b从框架主体150的中心圆柱形区域154的前壁154a的内表面158a向后延伸。框架主体中心圆柱形区域154的凸块158b包括平坦部158c,其与形成于套筒衬套640的中心开口646中的平坦部648(图2C)互配,以便在小齿轮610绕其旋转轴线PGR旋转时防止套筒衬套640的旋转。
在一个示例性实施例中,小齿轮610的齿轮头614包括25个锥齿轮齿,并且在面向前的表面624处具有大约0.84英寸的外径(从齿轮齿的顶部跨齿轮测量)和大约0.72英寸的根部直径(跨齿的基部测量)。锥齿轮齿616从面向前表面624处的较大直径渐缩至远离面向前表面624的较小直径。
小齿轮轴承支撑组件630的较大套筒衬套632包括接纳且可旋转地支撑小齿轮输入轴612的中心开口634。较大套筒衬套632包括扩大的前头部636和圆柱形后主体637。较大套筒衬套632的圆柱形后主体637被支撑在齿轮箱外壳113的倒U形前部段118的适形腔体129(图39和图48)内,而套筒衬套632的扩大的前头部636配合在齿轮箱外壳113的U形前部段118的适形前腔体126内。
较大套筒衬套632的扩大的前头部636的平坦部638(图41)与齿轮箱外壳113的U形前部段118的平坦部128互配,以防止套筒衬套632在齿轮箱外壳113内旋转。限定中心开口634的较大套筒衬套632的圆柱形主体639为小齿轮610提供径向轴承支撑。套筒衬套632的扩大的头部636还为齿轮头614的后卡圈627提供止推轴承表面,以防止小齿轮610在向后方向RW上的轴向移动,即,小齿轮610在向后方向RW上沿小齿轮旋转轴线PGR的行进。备选地,代替一对套筒衬套632、640,用于小齿轮610的轴承支撑组件630可包括一个或多个滚柱或滚珠轴承组件或滚柱/滚珠轴承组件与套筒轴承的组合。
在一个示例性实施例中,驱动齿轮650为具有轴向对齐的齿轮的双齿轮,包括第一锥齿轮652和第二正齿轮654,两者均绕驱动齿轮旋转轴线DGR旋转(图8和图8A)。驱动齿轮旋转轴线DGR基本上垂直于小齿轮旋转轴线PGR且与其相交。此外,驱动齿轮旋转轴线DGR基本上平行于刀片旋转轴线R。第一齿轮652为锥齿轮并且包括与小齿轮610的齿轮头614的一组锥齿轮齿616啮合的一组锥齿轮齿653。当小齿轮610由轴驱动组件700旋转时,小齿轮610的锥齿轮齿616继而接合第一齿轮652的锥齿轮齿653以使驱动齿轮650旋转。
第二齿轮654包括正齿轮,该正齿轮包括一组渐开线齿轮齿656。正齿轮654接合并驱动刀片300的从动齿轮328,以使刀片绕其旋转轴线R旋转。由于齿轮箱602的正齿轮654和刀片300的从动齿轮328具有平行的旋转轴线DGR、R(即,正齿轮传动),并且由于齿轮654、328构成渐开线齿轮传动658,相比其中旋转轴线不平行和其中使用非渐开线齿轮传动的其它齿轮传动机构,存在相应齿轮齿656、332的减少磨损。在一个示例性实施例中,第一齿轮652包括28个锥齿轮齿且具有大约0.92英寸的外径和大约0.66英寸的内径,并且第二齿轮654包括58个正齿轮齿且具有大约1.25英寸的外径和大约1.16英寸的根部直径。
驱动齿轮650由轴承支撑组件660支撑以便旋转(图39-43)。在一个示例性实施例中,轴承支撑组件660包括滚珠轴承组件662,其支撑驱动齿轮650以绕驱动齿轮旋转轴线DGR旋转。驱动齿轮轴承支撑组件660固定到齿轮箱外壳113的倒U形前部段118的向下延伸突起142(图47和图48)。如在图39中可见,滚珠轴承组件662包括截留在内座圈664和外座圈668之间的多个滚珠轴承666。外座圈668固连到驱动齿轮650且接纳在驱动齿轮650的中心开口670中。内座圈664由紧固件672支撑。紧固件672的带螺纹端部被拧入带螺纹开口140(图41和图47)中,带螺纹开口140限定在齿轮箱外壳113的倒U形前部段118的向下延伸突起142的杆143中。紧固件672将滚珠轴承组件662固定到齿轮箱外壳113。备选地,代替滚珠轴承组件,轴承支撑组件660可包括一个或多个套筒轴承或衬套。
[齿轮箱外壳113]
如在图2C和图33-44中最佳看到的,齿轮箱组件112包括齿轮箱外壳113和齿轮箱602。如在图41-48中可最佳看到的,齿轮箱外壳113包括大体上圆柱形的后部段116(在远离刀片外壳400的向后方向RW上)、倒U形前部段118(在朝着刀片外壳400的向前方向FW上)、以及在轴向上设置在前部段118下方的大体上矩形的基部部段120。齿轮箱外壳113包括齿轮箱腔体或开口114,其限定从后端部122到前端部124延伸穿过齿轮箱外壳113的通孔115。通孔115大体上沿柄部组件纵向轴线LA延伸。倒U形前部段118和圆柱形后部段116结合以限定齿轮箱外壳113的上表面130。
齿轮箱外壳113还包括大体上矩形的基部120,其从倒U形前部段118向下(即,远离上表面130)延伸。矩形基部120包括前壁120a和后壁120b、以及底壁120c和上壁120d,它们都是大体上平面的。如在图47和图48中最佳看到的,第一弓形凹部120e和第二弓形凹部120f径向向内延伸进入矩形基部120的前壁120a中。第一弓形凹部120e为上凹部,也就是说,上凹部120e邻近倒U形前部段118的底部部分141,并且如在图43中最佳看到的,在矩形基部120的上壁120d下方略微偏移。第二弓形凹部120f为下凹部,并且延伸穿过矩形基部120的底壁120c。
倒U形前部段118的底部部分141包括向下延伸突起142(图47)。向下延伸突起142包括圆柱形杆部143且限定延伸穿过突起142的带螺纹开口140。穿过带螺纹开口140的中心轴线限定驱动齿轮650的旋转轴线DGR且与其重合。上弓形凹部120e和下弓形凹部120f以驱动齿轮旋转轴线DGR和螺纹开口140的中心轴线为中心。
齿轮箱外壳113的通孔115为小齿轮610及其相关联的轴承支撑组件630提供接收器,而上弓形凹部120e和下弓形凹部120f为驱动齿轮650及其相关联的轴承支撑组件660提供间隙。具体而言,对于轴承支撑组件630来说,较大套筒衬套632的圆柱形主体637配合在倒U形前部段118的圆柱形腔体129内。套筒衬套632的扩大的前头部636配合在前部段118的前腔体126内。倒U形前部段118的圆柱形腔体129和前腔体126均为通孔115的一部分。
对于上弓形凹部120e和下弓形凹部120f来说,当驱动齿轮650在第一锥齿轮652被小齿轮610驱动时绕其旋转轴线DGR旋转时,上凹部120e为驱动齿轮650的第一锥齿轮652提供间隙。当正齿轮654与从动齿轮328共同作用以使旋转刀片300绕其旋转轴线R旋转时,较宽的下凹部120f为驱动齿轮650的第二正齿轮654提供间隙。如在图39和图40中可最佳看到的,向下延伸的突起142和杆143为滚珠轴承组件662提供座置表面,其支撑驱动齿轮650以在齿轮箱外壳113的矩形基部120内旋转。清洁端口136(图47和图48)延伸穿过倒U形前部段118的底部部分141和齿轮箱外壳113的基部120的一部分,以允许从齿轮箱外壳113的近端122注入齿轮箱外壳113的通孔115中的清洁流体流流入上弓形凹部120e和下弓形凹部120f中,以便清洁驱动齿轮650。
如在图39和图40中可见,齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116的内表面145限定与齿轮箱外壳113的近端122相邻的带螺纹区域149。齿轮箱外壳113的带螺纹区域149接纳手件固持组件250的细长中心芯252的配合的带螺纹部分262(图2B),以将手件200固定到齿轮箱外壳113。
如在图38-44中可见,齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116的外表面146限定邻近近端122的第一部分148和设置在第一部分148的前方或向前方向FW上的第二较大直径部分147。齿轮箱外壳113的圆柱形后部116的外表面146的第一部分148包括多个轴向延伸的花键148a。多个花键148a接受形成于手件200的远端部分210的内表面201上的四个肋216(图2B)并与其互配。共同作用的齿轮箱外壳113的多个花键148a和手件200的四个肋216允许手件200相对于齿轮箱外壳113定向在任何期望的旋转位置。
齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116的外表面146的第二较大直径部分147被构造成接纳手件固持组件250的间隔环290(图2B)。如在图8A中可见,间隔环290邻接且抵靠限定在齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116和倒U形前部段118之间的台阶状肩部147a。也就是说,倒U形前部段118的上部134在齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116的对应上部132稍微径向上方。当手件200由手件固持组件250的细长中心芯252固定到齿轮箱外壳113时,间隔环290的后或近端表面292(图2B)充当手件200的远端部分210的轴向台阶状卡圈214的止挡件。
外表面146的第二较大直径部分147也包括多个花键(在图41和图46中可见)。第二部分147的多个花键结合可选的拇指支撑件(未示出)使用,该拇指支撑件可代替间隔环290使用。拇指支撑件为操作者的拇指提供成角度的向外延伸的支撑表面。第二部分149的多个花键结合可选的拇指支撑件使用,以允许操作者选择拇指支撑件相对于齿轮箱外壳113的期望的旋转取向,就像第一部分148的多个花键148a允许操作者选择手件200相对于齿轮箱外壳113的期望旋转取向那样。
[框架主体150]
另外,头部组件111的一部分是框架或框架主体150,如在图45和49-52中最佳看到的。框架主体150接纳且可移除地支撑齿轮箱组件112和刀片-刀片外壳组合550两者。这样,框架主体150将齿轮箱组件112可释放地且可操作地联接到刀片-刀片外壳组合550,使得齿轮箱组件112的齿轮系604可操作地接合旋转刀片300的从动齿轮328,以使刀片300相对于刀片外壳400绕旋转轴线R旋转。
框架主体150包括设置在框架150的前部151(图2C)处的弓形安装基座152、中心圆柱形区域154、以及设置在中心圆柱形区域154下方的矩形基部180(图48)。框架主体的弓形安装基座152限定座置区域152a(图22C和图51)以接纳刀片外壳400的安装部段402并将刀片-刀片外壳组合550固定到框架主体150。框架主体150的中心圆柱形区域154和矩形基部180限定腔体155(图45和图49),腔体155可滑动地接纳齿轮箱外壳113。框架主体腔体155由上承窝156(由中心圆柱形区域154限定)和下部水平延伸开口190(由中心矩形基部180限定且延伸穿过中心矩形基部180)构成。
框架主体150的中心矩形基部180包括底壁182和从底壁182向上延伸的一对侧壁184。如在图49和图50中最佳看到的,一对凸块186从一对侧壁184向内延伸。一对凸块186的面向后的表面187各自包括带螺纹开口188。由矩形基部180限定的下部水平延伸开口190包括两部分:从一对凸块表面187向后延伸的大体上矩形的部分190a;以及延伸穿过矩形基部180到框架主体150的座置区域152a的前部190b。
为了将齿轮箱组件112固定到框架主体150,齿轮箱组件112与框架主体150的近端157对齐并朝近端157移动。如在图45中可最佳看到的,由框架主体150的中心圆柱形区域154限定的承窝156被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳113的倒U形前部段,并且矩形基部180的水平延伸开口190的矩形部分190a被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳113的矩形基部120。齿轮箱外壳113的上表面130被可滑动地接纳在框架主体150的中心圆柱形区域154的内表面158内。
当齿轮箱组件112被完全插入框架主体150内时,齿轮箱外壳113的基部120的前壁120a邻接框架主体150的矩形基部180的一对凸块186的面向后的表面187。此外,齿轮箱外壳基部120的水平延伸开口121与框架主体矩形基部180的一对凸块186的水平延伸的带螺纹开口188对齐。一对带螺纹的紧固件192(图45)穿过齿轮箱外壳基部120的开口121并拧入框架主体矩形基部180的一对凸块186的带螺纹开口188中,以将齿轮箱组件112可释放地固定到框架主体150。齿轮箱外壳基部180的开口121被部分地拧入以防止在齿轮箱外壳113不联接到框架主体150时紧固件192掉出开口121之外。
齿轮箱外壳基部120的开口121包括沉头端部121a(图45)以接纳该对带螺纹紧固件192的扩大头部,使得紧固件192的扩大头部在拧紧到框架主体150内时与基部120的后壁120b齐平。带螺纹的紧固件192包括相对于扩大的头部和较大直径的带螺纹部分较狭窄的主体部分,使得当齿轮箱外壳113不联接到框架主体150时紧固件192保持被捕集在其相应的齿轮箱外壳开口121内。在齿轮箱组件112和框架主体150之间的相对移动受到齿轮箱外壳113到框架主体150通过带螺纹紧固件192的螺纹互连以及齿轮箱外壳113的矩形基部120和框架主体150的矩形基部180的邻接表面的约束。
另外,框架主体150可释放地接纳刀片-刀片外壳组合550,从而将刀片-刀片外壳组合550可操作地联接到齿轮箱组件112。如可在图51和图52中最佳看到的,框架主体150的一对弓形壁160、162限定弓形安装基座152。安装基座152继而限定座置区域152a,该座置区域152a可释放地接纳刀片外壳400的安装部段402。具体而言,弓形安装基座152包括内壁174、在向前方向FW上从内壁174的上端部径向延伸的上壁176、以及在向前方向FW上从内壁174的下端部径向延伸的下壁或凸棱178。
当刀片外壳安装部段402与框架主体弓形安装基座152正确对齐并移动为与安装基座152接合时:1)刀片外壳安装部段402的外壁406抵靠框架主体150的安装基座内壁174;2)刀片外壳安装部段402的第一上端部408抵靠框架主体150的安装基座上壁176;并且3)刀片外壳安装部段402的外壁406的径向向内台阶部分406a抵靠框架主体150的径向向外伸出的安装基座下壁或凸棱178的上面和前面。
框架主体150的相应的带螺纹紧固件170、172被拧入刀片外壳安装部段402的安装插件420、422的带螺纹开口420a、422a中,以将组合刀片–刀片外壳550固定到框架主体150。假设当刀片-刀片外壳组合550固定到框架主体150时齿轮箱组件112联接到框架主体150,齿轮箱组件112的驱动齿轮650的第二正齿轮654接合刀片-刀片外壳组合550的旋转刀片300的从动齿轮328并与其啮合。因此,当齿轮箱组件112和刀片-刀片外壳组合550固定到框架主体150时,齿轮箱组件112的齿轮系604与旋转刀片300的从动齿轮328可操作地接合,以在刀片外壳400内绕刀片旋转轴线R可旋转地驱动刀片300。类似于将齿轮箱外壳113固定到框架主体150的齿轮箱外壳113的带螺纹紧固件192,框架主体150的带螺纹紧固件170、172包括狭窄的主体和较大直径的带螺纹部分,使得紧固件保持被捕集在弓形臂160、162的部分带螺纹开口160a、162a中。
为了从框架主体150移除组合刀片–刀片外壳550,将框架主体150的该对带螺纹紧固件170、172从刀片外壳安装插件420、422的带螺纹开口420a、420b拧出。然后,刀片-刀片外壳组合550在向前方向FW上相对于框架主体150移动以从头部组件111脱开刀片-刀片外壳组合550。
框架主体150的中心圆柱形区域154的前壁154a包括支撑包钢组件199的突起198(图2C)。包钢组件199包括支撑体199a、弹簧偏置的促动器199b和推杆199c,其中包钢构件199d固连到推杆199c的底部。包钢组件支撑体199a固连到突起198。当促动器199b被操作者按下时,推杆199c向下移动,并且包钢构件199d接合刀片300的刀刃350以拉直刀刃350。
[手件200和手件固持组件250]
柄部组件110包括手件200和手件固持组件250。如在图2B中可见,手件200包括内表面201和外抓握表面204。手件200的内表面201限定轴向延伸的中心开口或通孔202。手件200的外抓握表面204在扩大的近端部分206和远端部分210之间延伸。手件200的前面或壁212包括轴向台阶状卡圈214,其向后间隔开且充当手件固持组件250的间隔环290的邻接表面。如前所述,手件200的内表面201限定四个肋216,其允许手件200相对于齿轮箱外壳113定向在任何期望的旋转位置。在手件200的前面212中的带狭槽的径向开口220接纳可选的促动杠杆(未示出)。在使用时,可选的促动杠杆允许操作者朝抓握表面204枢转杠杆,从而接合驱动机构600以可旋转地驱动旋转刀片300,通过这种方式来促动动力驱动旋转刀100。
在图2和图2B中最佳看到的手件固持组件250将手件200可释放地固定到齿轮箱外壳113。手件固持组件250包括细长中心芯252,其延伸穿过手件200的中心开口202。细长的芯252在齿轮箱外壳113的近端或后端部122处拧入带螺纹开口149(图48)中以将手件200固定到齿轮箱外壳113。
手件固持组件250还包括间隔环290(图2B)。当手件200固定到齿轮箱外壳113时,间隔环290定位在齿轮箱外壳113的圆柱形后部段116的外表面146的第二圆柱形部分147(图48)上。间隔环290被定位成邻接台阶状肩部147a,台阶状肩部147a限定在圆柱形后部116的外表面146的较大第二部分147和齿轮箱外壳113的倒U形前部段118之间。当手件200由细长中心芯252固定到齿轮箱外壳113时,间隔环290被夹在手件200和齿轮箱外壳113的台阶状肩部147a之间。
如在图2B和图8中可最佳看到的,手件固持组件250的细长中心芯252包括在远端或前部直径减小的端部264和扩大的近端或后端部260之间延伸的内表面254和外表面256。细长中心芯252的内表面254限定沿柄部组件110的纵向轴线LA延伸的通孔258。细长中心芯252还包括在前部直径减小的端部264处在外表面256上的带螺纹部分262。细长芯252的外表面256包括径向向外的台阶状肩部265。
当细长中心芯252被插入穿过中心通孔202并且芯252的带螺纹部分262被拧入齿轮箱外壳113的带螺纹开口149中时,手件200被固定到齿轮箱外壳113。具体而言,手件200被间隔环290阻止在向前轴向方向FW上沿柄部组件纵向轴线LA移动。间隔环290的后表面292充当手件200的远端部分210的轴向台阶状卡圈214的止挡件,以防止手件200在向前方向FW上移动。手件200被细长中心芯252的径向向外的台阶状肩部265阻止在向后轴向方向RW上沿柄部组件纵向轴线LA移动。
如在图8中可见,细长中心芯252的台阶状肩部265抵靠手件200的对应的向内台阶状肩部218以防止手件200在向后方向RW上移动。如前所述,间隔环290可替换成可选的操作者拇指支撑件。另外,可在间隔环290和齿轮箱外壳113之间设置条带附连托架(未示出)。在使用时,条带附连托架为可选的操作者腕带(未示出)提供附连点。
[驱动轴闩锁组件275]
手件固持组件250的细长中心芯252包括扩大的后部或近端部260。扩大的端部260支撑驱动轴闩锁组件275,其接合轴驱动组件700的外部护套704的第一联轴器710(图1和图53),以将轴驱动组件700的外部护套704固定到柄部组件110,从而确保内驱动轴702的第一阳配件714在小齿轮输入轴612的阴承窝622内的可操作接合。细长中心芯252的内表面254还包括向内的台阶状肩部266(图8),其为轴驱动组件700的第一联轴器710的远端部分711提供止挡件。
如在图2B中最佳看到的,手件固持组件250的细长中心芯252的扩大的后端部260限定大体上U形的狭槽268,该狭槽在垂直于柄部组件110的纵向轴线LA的方向上部分地延伸穿过端部260。后端部260还限定中心开口270(图8),中心开口270与细长中心芯252的通孔258对齐且是通孔258的一部分。中心开口270终止于向内的台阶状肩部266处。细长中心芯252的后端部260的端壁272包括周边切口274。周边切口274在图2、图2B和图6中最佳看到。
在细长中心芯252的U形狭槽268中设置驱动轴闩锁组件275(在图2B的示意性分解图中最佳看到),其将轴驱动组件700可释放地闩锁或联接到柄部组件110。驱动轴闩锁组件275包括平坦闩锁276和插入狭槽268中的一对偏置弹簧278。驱动轴闩锁组件275的平坦闩锁276包括中心开口280,中心开口280基本上等于细长中心芯252的扩大端部260的开口270的尺寸。
闩锁276可在垂直于柄部组件110的纵向轴线LA的方向上在以下两个位置之间移动:1)第一锁定位置,其中闩锁276的开口280从由细长中心芯252的扩大端部260限定的开口270偏移;以及2)第二释放位置,其中闩锁276的开口280与由细长中心芯252的扩大端部260限定的开口270对齐。偏置弹簧278被截留在闩锁276的底部部分282中的周边凹部281与细长中心芯252的扩大端部260之间,其将闩锁276偏置到第一锁定位置。
当闩锁276处于第一锁定位置时,邻近闩锁开口280的闩锁276的下部286延伸进入芯252的扩大端部260的开口270中。这可以例如在图6中示意性地看到。闩锁276相对于扩大端部260的移动被延伸穿过形成于闩锁276中的径向延伸通槽283的固定销284的接合限制。固定销284跨接扩大端部260的U形狭槽268且延伸穿过通槽283。通槽283约束和限制闩锁276相对于细长中心芯252的扩大端部260的径向移动的范围。
[驱动机构600]
如在图53的示意图中可最佳看到的,刀片300由驱动机构600在刀片外壳400中可旋转地驱动。在动力驱动旋转刀100内,驱动机构600包括由齿轮箱外壳113支撑的齿轮箱602。齿轮箱602继而由可操作地联接到齿轮箱602的柔性轴驱动组件700和驱动马达800驱动。柔性轴驱动组件700由驱动轴闩锁组件275联接到柄部组件110。柔性轴驱动组件700的一部分延伸穿过手件固持组件250的细长中心芯252并接合小齿轮610以使小齿轮绕其旋转轴线PGR旋转,从而使旋转刀片300绕其旋转轴线R旋转。
如在图1和图53中可最佳看到的,驱动机构600包括柔性轴驱动组件700和驱动马达800。轴驱动组件700包括内驱动轴702和外部护套704,内驱动轴702可相对于外部护套704旋转。第一联轴器710固连到外部护套704的一端706,其适于可释放地固定到手件固持组件250的细长中心芯252的放大后端部260。第二联轴器712固连到外部护套704的相对端708,其适于可释放地固定到驱动马达800的配合联轴器802。
当轴驱动组件700的第一联轴器710固连到手件200时,设置在内驱动轴702的一端716处的第一阳驱动配件714接合小齿轮输入轴612的阴承窝或配件622以使小齿轮610绕小齿轮的旋转轴线PGR旋转。小齿轮610的旋转使驱动齿轮650旋转,这继而使旋转刀片300绕其旋转轴线R旋转。当轴驱动组件700的第二联轴器712被驱动马达联轴器802接纳且固连到驱动马达联轴器802时,设置在内驱动轴702的相对端720处的第二驱动配件718接合驱动马达800的配合的承窝或配件804(以图53中的虚线示出)。内驱动轴702的第二驱动配件718与驱动马达配件804的接合有助于由驱动马达800旋转内驱动轴702。
在驱动轴闩锁组件275的闩锁276的第一锁定位置中,延伸进入细长中心芯252的扩大端部260的开口270中的闩锁276的下部286接合轴驱动组件700的第一联轴器710,以将轴驱动组件700固定到柄部组件110并确保驱动轴702的第一阳驱动联轴器714到小齿轮输入轴612的阴承窝或配件622的配合接合。在第二释放位置中,闩锁276径向移动,使得闩锁276的开口280与细长中心芯252的扩大端部260的开口270对齐且与开口270共延,从而允许从手件200移除轴驱动组件700的第一联轴器710。
驱动马达800通过驱动变速器提供原动力,以使刀片300相对于刀片外壳400绕旋转轴线R旋转,该驱动变速器包括驱动轴组件700的内驱动轴702和齿轮箱602的齿轮系604。驱动马达800可以是电动马达或气动马达。
备选地,如果使用不同的手件固持结构,轴驱动组件700可被取消,并且齿轮箱602的齿轮系604可由空气/气动马达或电动马达直接驱动,该马达设置在手件固持组件250的细长中心芯252的通孔258中或手件200的通孔202中。尺寸设计成配合在动力驱动旋转刀的手件内的合适的空气/气动马达公开于2011年3月28日提交的名称为“Power Operated Rotary Knife With Disposable Blade Support Assembly”(具有一次性刀片支撑组件的动力驱动旋转刀)的美国非临时专利申请No. 13/073,207中,该申请的发明人为Jeffrey Alan Whited、David Curtis Ross、Dennis R. Seguin, Jr.和Geoffrey D. Rapp(代理人案卷号BET-019432 US PRI)。非临时专利申请No. 13/073,207整体以引用方式并入本文中。
[将轴驱动组件700固定到柄部组件110]
为了将轴驱动组件700固定到手件200,操作者将驱动轴组件700的第一联轴器710在邻近由手件固持组件250的细长中心芯252的扩大端部260限定的开口270处沿着柄部组件110的纵向轴线LA轴向对齐。操作者将他或她的拇指定位在闩锁276的部分288上(该部分可通过扩大端部260的周边切口274触及)并且将闩锁276径向向内滑动至第二释放位置。当闩锁276处于释放位置时,操作者将第一联轴器710的前部711(图53)移入细长中心芯252的通孔258中。
在第一联轴器710的前部711被接纳在手件固持组件250的细长中心芯252中之后,操作者接着释放闩锁276并继续将第一联轴器710进一步移入中心芯252的通孔258中,直到闩锁276(其由偏置弹簧278径向向外偏置)搭扣配合到形成于轴驱动组件700的第一联轴器710的外表面中的径向固定凹槽722中。当闩锁276延伸进入第一联轴器710的固定凹槽722中时,第一联轴器710固定到柄部组件细长中心芯252,并且内驱动轴702的第一阳驱动配件714与小齿轮输入轴612的阴承窝或配件622可操作地接合。
为了从柄部组件细长中心芯252释放轴驱动组件700,操作者将他或她的拇指定位在闩锁276的部分288上(该部分可通过细长中心芯252的扩大端部260的周边切口274触及)并且将闩锁276径向向内滑动至第二释放位置。该动作使闩锁276从驱动轴组件700的第一联轴器710的固定凹槽722脱开。同时,操作者将第一联轴器710在轴向向后方向RW上移出细长中心芯252的通孔258并移离柄部组件110。这将导致驱动轴702的第一阳驱动配件714从小齿轮输入轴612的阴配件622脱开。
[旋转刀片样式]
如前所述,根据要执行的切割或修整任务,可在本公开的动力驱动旋转刀100中使用不同尺寸和类型的旋转刀片。另外,如前所述,通常提供各种直径的旋转刀片,其尺寸在从直径约1.2英寸到直径超过7英寸的范围内。刀片直径的选择将取决于所执行的一个或多个任务。另外,还提供不同样式或构型的旋转刀片。例如,图1-53中示意性地描绘和上文讨论的旋转刀片300的样式有时被称为“平刀片”式旋转刀片。术语“平”是指刀片部段304的轮廓且特别地指刀片部段304相对于平面CEP的切割角度CA(图24),平面CEP与刀片300的刀刃350重合。刀片部段304相对于刀刃平面CEP的角度CA是相对较大的。如在图24中可见,切割角度CA(即,在刀片部段304和平面CEP之间的角度,相对于刀片部段内壁354测量)为大于90º的钝角。该较大的钝角切割角度CA被称为“浅”刀片切割轮廓。如在图55中可见,内壁360为大体上平滑的截头圆锥形状。当产品P被平刀片300修整或切割时,切割材料层CL1易于沿平刀片300的内壁360移动。当动力驱动旋转刀100在清扫运动中在产品上方移动时,平刀片300尤其可用于修整来自产品的较厚材料层,例如,修整来自肉块的脂肪或肉组织的较厚层。这是真实的,因为切割或修整的材料的甚至更厚层将以最小的阻力或摩擦力在平刀片300的内壁360上方流过。
另一种刀片轮廓以“钩形刀片”式旋转刀片示出,该刀片在图56中以1000示意性地描绘。这里,相对于由刀刃1050限定的平面CEP的切割角度CA可与旋转刀片300的切割角度CA(参见图24)大约相同或略大或略小。然而,钩形刀片1000的内轮廓比平刀片300的内轮廓为更不平坦且更“V”形。也就是说,当从刀片部段1004移向主体部段1002时,刀片的内表面径向向内弯曲。相比平刀片300,钩形刀片1000的内表面的这种向内弯曲导致切割或修整的材料的较不平滑且更弯曲的行进路径。因此,当动力驱动旋转刀100在清扫运动中在产品上方移动时,钩形刀片1000尤其可用于修整来自产品的相对薄的材料层,例如,修整来自相对平坦的大块肉的脂肪或肉组织的薄层。为了修整来自产品的较厚材料层,钩形刀片1000将不会同样高效,因为切割或修整的材料层的弯曲行进路径将导致动力驱动旋转刀100在切割或修整期间经受更大阻力和拖拽力。因此,操作者将需要更多努力来移动和操纵动力驱动旋转刀100,以进行期望的切割或修整。
还可以看到,旋转刀片主体1002的形状也与平旋转刀片300的主体302不同。因此,当在动力驱动旋转刀100中使用时,刀片外壳1400的刀片支撑部段1450的形状也从刀片外壳400的刀片支撑部段450的形状相应地修改。也就是说,选择在动力驱动旋转刀100中使用的特定旋转刀片的形状有时将需要为动力驱动旋转刀100修改相关联的刀片外壳。然而,如上文所讨论的,刀片-刀片外壳支承结构500和齿轮系604用来支撑和驱动刀片1000。另外,如上文所讨论的,刀片1000的从动齿轮1030在轴承座圈1020下方轴向间隔开。
更激进的刀片轮廓以“直刀片”式旋转刀片示出,该刀片在图57中以1500示意性地描绘。切割角度CA小于旋转刀片300和1000的切割角度。实际上,刀片1500的切割角度CA是相对于由刀刃1550限定的平面CEP小于90º的锐角。直刀片1500的切割角度CA非常“陡峭”,并且比平刀片300或钩形刀片1000更激进。直刀片尤其可用于在产品中形成深或陡峭的切口,即,在肉类产品中形成深切口,以便移除骨头附近的结缔组织/软骨。
还可以看到,刀片主体1502的形状也与平旋转刀片300的主体302不同。因此,当在动力驱动旋转刀100中使用时,刀片外壳1900的刀片支撑部段1950的形状也从刀片外壳400的刀片支撑部段450的形状相应地修改。然而,如上文所讨论的,刀片-刀片外壳支承结构500和齿轮系604用来支撑和驱动刀片1000。另外,如上文所讨论的,刀片1500的从动齿轮1530在轴承座圈1520下方轴向间隔开。
其它旋转刀片样式、构型和尺寸存在并且也可用于动力驱动旋转刀100。本公开的刀片-刀片外壳结构500和动力驱动旋转刀100的上文讨论的其它特征、特性和属性可用于各种旋转刀片样式、构型和尺寸以及对应的刀片外壳。上文引述的示例是典型的刀片样式(平的、钩形的和直的),但是在本公开的动力驱动旋转刀100中可使用具有合适刀片外壳的许多其它刀片样式和刀片样式的组合,如本领域的技术人员将理解的那样。本申请的意图是涵盖所有这样的旋转刀片样式和尺寸,连同可在动力驱动旋转刀100中使用的对应的刀片外壳。
[第二示例性实施例 - 动力驱动旋转刀2100]
[概述]
本公开的动力驱动旋转刀的第二示例性实施例在图59和图60中以2100大体示出。动力驱动旋转刀2100包括柄部组件2110、可拆卸的头部组件2111和驱动机构2600。在图60-68中最佳看到的动力驱动旋转刀2100的头部组件2111包括齿轮箱组件2112、旋转刀片2300、刀片外壳2400和刀片-刀片外壳支撑或支承结构2500。
旋转刀片2300由刀片-刀片外壳支承结构2500支撑以相对于刀片外壳2400旋转,在一个示例性实施例中,刀片-刀片外壳支承结构2500包括设置在环状通路2504(图71)中的细长的滚动轴承带2502(图70和图71),环状通路2504形成于旋转刀片2300和刀片外壳2400各自相对的支承表面2319、2459之间。旋转刀片2300、刀片外壳2400和刀片-刀片外壳支承结构2500的组装后的组合将被称为刀片-刀片外壳组合2550(图67)。刀片-刀片外壳支承结构2500类似于动力驱动旋转刀100的刀片-刀片外壳支承结构500,也就是说,刀片-刀片外壳支承结构2500既将旋转刀片2300可释放地固定到刀片外壳2400,并且还提供支承结构,用于支撑旋转刀片2300以绕旋转轴线R’(图59和图67)旋转。
齿轮箱组件2112包括齿轮箱外壳2113和限定齿轮系2604的齿轮箱2602。类似于动力驱动旋转刀100的齿轮系604,动力驱动旋转刀2100的齿轮系2604包括小齿轮2610和驱动齿轮2650。小齿轮2610由柔性轴驱动组件(未示出)绕小齿轮旋转轴线PGR’(图67)可旋转地驱动。柔性轴驱动组件(未示出)类似于动力驱动旋转刀100的柔性轴驱动组件700。
小齿轮2610继而绕驱动齿轮旋转轴线DGR’(图67)可旋转地驱动驱动齿轮2650。与第一实施例的动力驱动旋转刀100的齿轮系604的情况一样,驱动齿轮2650为双齿轮,它包括第一上锥齿轮2652,其与小齿轮2610的齿轮头2614的一组锥齿轮齿2616啮合以使驱动齿轮2650旋转,而驱动齿轮2650的第二下正齿轮2654接合旋转刀片2300的驱动齿轮2328,从而形成渐开线齿轮传动2658(图67),以使刀片2300绕其旋转轴线R’旋转。
动力驱动旋转刀2100的驱动机构2600的其它部件包括动力驱动旋转刀2100的头部组件2111和柄部组件2110外部的部件。这些外部部件包括使小齿轮2610旋转的驱动马达(未示出)和柔性轴驱动组件(未示出)。动力驱动旋转刀2100的此类部件类似于结合动力驱动旋转刀100讨论的对应部件,例如,柔性轴驱动器700和驱动马达800。
如在图60中最佳看到的,柄部组件2110包括手件2200和手件固持组件2250。柄部组件2110沿纵向轴线LA’(图59和图67)延伸,该纵向轴线LA’基本上垂直于且相交于旋转刀片旋转轴线R’。手件固持组件2250包括细长中心芯2252和柄部间隔环2290。细长中心芯2252包括外表面2256,该外表面2256包括在芯2252的远端2264处的带螺纹部分2262。细长芯2252的带螺纹部分2262拧入形成于齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116的内表面2145上的螺纹2149(图89)中,以将手件2200固定到齿轮箱外壳2113。
动力驱动旋转刀2100尤其适合与具有较小刀片外径的环状旋转刀片一起使用,例如接近三又二分之一(3½)英寸或以下的刀片外径。当使用小直径旋转刀片时,希望减小头部组件的物理尺寸或“占有面积”和特别地框架主体的尺寸,使得相比结合较大直径的环状旋转刀片使用的动力驱动旋转刀,旋转刀片、刀片外壳和头部组件均在尺寸上成比例地更小。例如,对于较小直径的旋转刀片来说,旋转刀片的切割开口更小,并且将用动力驱动旋转刀进行的切割或修整趋于在尺寸上更小且更精确。虽然刀片外壳的尺寸通常在尺寸上与旋转刀片的尺寸成比例,但是大头部组件和具体而言大框架主体可趋于模糊操作者对切割区域和正进行的切割或修整操作的视野。
柄部组件的柄部或手件的尺寸和形状通常取决于人体工程学考量,例如,一般操作者的手部的尺寸、抓握舒适度等。因此,手件的尺寸通常对于较大和较小刀片直径的动力驱动旋转刀来说相同。
在动力驱动旋转刀2100中,头部组件2111的尺寸通过某些特征有效地减小,这些特征使头部组件2111有别于如上所述动力驱动旋转刀100的头部组件111。具体而言,动力驱动旋转刀2100的框架主体2150相比动力驱动旋转刀100的框架主体150在尺寸上减小。回想在动力驱动旋转刀100中,刀片-刀片外壳组合550在框架主体150的前部151处被固定到弓形安装基座152。
在动力驱动旋转刀2100中,框架主体2150不包括在框架主体的前部处的弓形安装基座。而是,动力驱动旋转刀2100的刀片-刀片外壳组合2550直接安装到齿轮箱外壳2113,具体而言安装到由齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的一对凸块2131限定的L形安装基座2132(图62)。除了在齿轮箱外壳2113的远端2124处的前安装部段2120之外,齿轮箱外壳2113包括倒U形中央部段2118和在外壳2113的近端2122处的圆柱形后部段2116。
在动力驱动旋转刀100中,包括齿轮箱外壳113的齿轮箱组件112被可滑动地接纳在由框架主体150限定的腔体155内,一定程度上类似于梳妆台抽屉滑入梳妆台内。齿轮箱外壳113在向前方向FW上沿着柄部组件纵向轴线LA相对于框架主体150移动,以可滑动地接纳在框架主体腔体155内。框架主体150围绕齿轮箱外壳113的顶部和底部两者。在动力驱动旋转刀2100中,框架主体2150较小且较不笨重。框架主体2150和薄的框架主体底盖2190固定在一起以覆盖、保护和支撑齿轮箱外壳2113。框架主体2150限定腔体2174(图90)且具有开放的底壁2160。该构型允许框架主体2150在垂直于柄部组件纵向轴线LA’的向下方向DW’(图68)上移动,以在齿轮箱外壳2113的前安装部段2120和倒U形中央部段2118上滑动。在组装时,框架主体2150的底壁2160与齿轮箱外壳2113的前安装部段2120和倒U形中央部段2118的对应的底部表面齐平。框架主体底盖2190接着固定到框架主体2150的底壁2160。框架主体底盖2190到框架主体2150的附连因此有效地密封齿轮箱外壳2113。
如上所述,动力驱动旋转刀100的手件200和动力驱动旋转刀2100的手件2200具有大约相同的尺寸。如在图60、图97和图98中可见,柄部组件2110的柄部间隔环2290包括主体部分2294,其从手件2200径向向内渐缩到框架主体2150。在动力驱动旋转刀100中,柄部间隔环290(图2)为圆柱形的,而不是渐缩的。这是动力驱动旋转刀2100的框架主体2150在尺寸上小于动力驱动旋转刀100的对应框架主体150的另一个指示。
如所讨论的,动力驱动旋转刀2100的头部组件2111相比动力驱动旋转刀100的头部组件111包括结构差异,这导致动力驱动旋转刀2100的头部组件2111的较小物理“占有面积”。然而,应当认识到,如果需要,动力驱动旋转刀2100可有效地用于大直径旋转刀片,就像动力驱动旋转刀100可(如果需要)有效地用于小直径旋转刀片一样。
为简明起见,下文将不详细描述与动力驱动旋转刀100的对应部件和组件基本上类似的动力驱动旋转刀2100的部件和组件,例如,柄部组件2110、刀片-刀片外壳结构2500、驱动机构2600、齿轮箱2602、齿轮系2604、柔性轴驱动组件、以及驱动马达等。本领域的普通技术人员应理解,上文阐述的动力驱动旋转刀100的部件和组件的结构和功能的讨论适用于且并入下文阐述的动力驱动旋转刀2100的讨论中。
[旋转刀片2300]
在一个示例性实施例中且如图71-74中最佳看到的,动力驱动旋转刀2100的旋转刀片2300为一体式连续环状结构,其被支撑以绕旋转轴线R’旋转。旋转刀片2300包括主体部段2302和从主体2302轴向延伸的刀片部段2304。旋转刀片2300的主体2302包括上端部2306和与上端部2306轴向间隔开的下端部2308。刀片主体2302还包括内壁2310和与内壁2310径向间隔开的外壁2312。旋转刀片2300的刀片部段2304包括限定在刀片部段2304的远端部分2352处的刀刃2350。刀片部段2304还包括内壁2354和轴向间隔开的外壁2356。短的成角度部分2358跨接内壁2354和外壁2356。如在图74中可最佳看到的,刀刃2350形成于短的成角度部分2358和刀片部段内壁2354的相交处。旋转刀片2300限定内壁2360,该内壁2360由主体2302的内壁2310和刀片部段2304的内壁2354形成。在一个示例性实施例中,旋转刀片2300包括在内壁2360的主体区域中的拐点或不连续点2360a,但应当理解,根据旋转刀片2300的具体构型,刀片可形成为使得在内壁2360中不存在不连续点。
旋转刀片2300在构型上不同于此前讨论的旋转刀片300。如先前所说明的,旋转刀片300通常被称为“平刀片”式旋转刀片,而旋转刀片2300通常被称为“钩形刀片”式旋转刀片(图56)。与动力驱动旋转刀100的情况一样,动力驱动旋转刀2100可用于各种旋转刀片样式和尺寸,前提条件是提供了适当地构造的配合的刀片外壳。如在图74中可最佳看到的,在钩式刀片中,刀片部段2304的内壁2354和外壁2356均相对于旋转轴线R’大体上向下且径向向内延伸。
每当旋转刀片2300被锐化时,材料将从远端部分2352被移除,并且刀刃2350将沿着刀片部段2304大体上在向上方向UP’(图74)上移动。换句话说,刀片部段2304的内壁2354和外壁2356两者的轴向范围将随着刀片2300的反复锐化而减小。当旋转刀片2300的反复锐化造成远端部分2352碰到限定主体2302的下端部2308的刀片主体2312的拐点2308a上时,旋转刀片2300将达到或接近其使用寿命的终点。
主体外壁2312的径向向内台阶2314(图74)在刀片主体2302的径向较窄的上部齿轮和轴承区域2316与主体2302的径向较宽的下部支撑区域2318之间限定分界线。如在图74中可见,上部齿轮和轴承区域2316在横截面上较窄,从由刀片主体外壁2312限定的下部支撑区域2318的最外径向范围2318a向内凹进。在一个示例性实施例中,上部齿轮和轴承区域2316在横截面上为大体矩形,并且包括上部段2316a、大体上竖直或轴向延伸的中部段2316b、以及大体上竖直延伸的下部段2316c。可以看出,上部齿轮和轴承区域2316的下部段2316c相对于外壁2312的最外径向范围2318a径向凹进。上部齿轮和轴承区域2316的中部段2316b相对于下部段2316c径向凹进。并且,上部齿轮和轴承区域2316的上部段2316a相对于中部段2316b径向凹进。
旋转刀片2300包括支承表面2319。在动力驱动旋转刀2100的一个示例性实施例中且如在图71和图74中可最佳看到的,旋转刀片支承表面2319包括轴承座圈2320,其由在上部齿轮和轴承区域2316的中部段2316b中的外壁2312限定且径向向内延伸进入该外壁2312中。在一个示例性实施例中,刀轴承座圈2320限定在轴承座圈2320的中部2324中的大体上弓形的支承面2322。可以看出,上部齿轮和轴承区域2316的中部段2316b包括分别在轴承座圈2320上方和下方轴向延伸的竖直部分2326a、2326b。
在旋转刀片主体2302的上部齿轮和轴承区域2316的下部段2316c中的主体外壁2312限定从动齿轮2328,其包括形成为在外壁的台阶部分2331中径向向外延伸的一组齿轮齿2330。从动齿轮2328在轴向上在轴承座圈2320下方,即,更靠近刀片主体2302的第二下端部2308。在一个示例性实施例中,从动齿轮2328限定多个竖直或轴向定向的正齿轮齿2332。
有利地,如在图74中可见,旋转刀片从动齿轮2328的一组齿轮齿2330通过上部齿轮和轴承区域2316的凹进的上部段2316a与旋转刀片主体2302的上端部2306轴向间隔开,并且还通过轴承座圈2320下方的上部齿轮和轴承区域2316的中部段2316b的下部竖直部分2326b与主体2302的弓形轴承座圈2320轴向间隔开。旋转刀片驱动齿轮2328的一组齿轮齿2330还通过刀片主体2302的下部支撑部分2318与刀片主体2302的下端部2308有利地轴向间隔开。有利地,旋转刀片2300的轴承座圈2320也与刀片主体2302的上端部2306和下端部2308轴向间隔开。
旋转刀片2300的从动齿轮2328的一组齿轮齿2330与刀片主体2302的上端部2306轴向间隔开。这有利地保护一组齿轮齿2330不受损坏,如常规旋转刀片的情况那样,当一组齿轮齿2330定位在旋转刀片2300的刀片主体2302的上端部2306处时,它们将会暴露于这种损坏。另外,在切割/修整操作期间,由动力驱动旋转刀2100产生碎屑。所产生的碎屑包括从由动力驱动旋转刀2100切割或修整的产品去除或脱落的骨、软骨、肉和/或脂肪的碎块或碎片。碎屑还可包括在被切割或修整的产品的切割区域上或附近的异物,例如污垢、灰尘等。有利地,将一组齿轮齿2330与刀片主体2302的两个轴向端部2306、2308间隔开阻止或减轻了此类碎屑向刀片从动齿轮2328的区域内的迁移。在刀片从动齿轮2328的区域中的碎屑可造成或促成许多问题,包括刀片振动、从动齿轮2328或齿轮系2604的配合驱动齿轮2650的过早磨损、以及碎屑的“烧熟”。
存在与将刀片轴承座圈2320从刀片主体2302的上端部2306和下端部2308轴向间隔开有关的类似优点。如下文将说明的,旋转刀片主体2302和刀片外壳2400被构造成提供径向延伸的突起或帽,该突起或帽提供一类迷宫密封以阻止碎屑进入刀片从动齿轮2328和刀片-刀片外壳支承结构2500的区域。这些迷宫密封结构通过将刀片驱动齿轮2328和刀片轴承座圈2320与旋转刀片2300的刀片主体2302的上端部2306和下端部2308轴向间隔开而变得有利。
如在图60和图67中可最佳看到的,齿轮系2604的驱动齿轮2650的下正齿轮2654与刀片从动齿轮2328的正齿轮齿2332啮合,以使旋转刀片2300相对于刀片旋转轴线R’旋转。这种传动装置组合限定了在齿轮箱2602和刀片2300之间的渐开线正齿轮传动(如此前结合动力驱动旋转刀100的驱动机构600的齿轮系604所述),以使刀片2300相对于刀片外壳2400旋转。
如在图71中可最佳看到的,为了阻止在切割/修整操作期间产生的肉、骨和/或软骨的碎片或碎块、和/或其它碎屑进入旋转刀片2300的从动齿轮2328中,在刀主体2318的下部支撑部分中的外壁2312包括径向向外延伸的突起或帽2318b。向外延伸的帽2318b包括旋转刀片主体2302的下部支撑部分2318的最外径向范围2818a。如在图74中可最佳看到的,帽2318b与一组齿轮齿2330的至少一部分轴向对齐,并且当在向上方向UP’上从刀片主体2302的下端部2308观察时上覆该至少一部分。
当在三个维度中观察时,一组齿轮齿2330的径向外表面2330a限定第一假想圆柱体2346(在图74中的虚线中示意性地示出)。也就是说,第一假想圆柱体2346由一组齿轮齿2330中的每一个齿轮齿的齿轮顶端2330a限定。当在三个维度中观察时,一组齿轮齿2330的径向内表面2330b限定第二较小直径的假想圆柱体2347(也在图74中的虚线中示意性地示出)。也就是说,第二假想圆柱体2347由一组齿轮齿2330中的每一个齿轮齿的齿根部2330b限定。在向上方向UP’上从刀片主体2302的下端部2308观察,帽2318b与限定在第一假想圆柱体2346和第二较小直径圆柱体2347之间的环带2349的至少一部分对齐且上覆该至少一部分。由于环带2349与由一组齿轮齿2330占据的体积重合,帽2318b与一组齿轮齿2330的至少一部分对齐且上覆该至少一部分。此外,帽2318b径向向外延伸超出由一组齿轮齿2330的径向外表面2330a限定的假想圆柱体2346。
如可在图71中示意性地看到的,向外延伸的帽2318b与刀片外壳2400的刀片支撑部段2450的底壁或端部2458的至少一部分轴向对齐且上覆该至少一部分,以形成一类迷宫密封并最小化碎屑到从动齿轮2328的进入。旋转刀片主体2302的重叠帽2318a和刀片外壳2400的刀片支撑部段2450的底壁2458抑制碎屑进入旋转刀片2300的刀片主体2302的外壁2312和刀片外壳2400之间并逐渐进入刀片从动齿轮2328的区域中。如在图71中示意性地最佳看到的,出于间隙目的,在帽2318b的上表面2318c和刀片外壳刀片支撑部段2450的底壁2458之间存在小的轴向空隙。帽2318c的上表面2318c是在刀片主体2302的上部齿轮和轴承部分2316与刀片主体2302的下部支撑部分2318之间限定分界线的径向向内台阶2314的一部分。
刀片内壁2360的上部限定动力驱动旋转刀2100的切割开口CO’(图61、图63和图69)。也就是说,通过移动动力驱动旋转刀2100使得旋转刀片2300和刀片外壳2400移动通过动物尸体而从被加工产品切割或修整材料层,例如,从动物尸体修整的肉或脂肪的层。当旋转刀片2300和刀片外壳2400移动通过尸体时,切割或修整的材料层相对于动力驱动旋转刀2100移动通过由旋转刀片2300限定的切割开口CO’。
[刀片外壳2400]
在一个示例性实施例中且如在图70和75-79中最佳看到的,动力驱动旋转刀2100的刀片外壳2400包括一体式连续环状结构,该结构包括安装部段2402和刀片支撑部段2450。刀片外壳绕其周边为连续的,也就是说,与现有的裂口环式环状刀片外壳不同,本公开的刀片外壳2400没有用于允许刀片外壳直径扩大的沿外壳直径的裂口。刀片-刀片外壳支承结构2500将旋转刀片2300固定到刀片外壳2400。因此,刀片2300从刀片外壳2400的移除通过从动力驱动旋转刀2100移除刀片-刀片外壳支承结构2500的细长滚动轴承带2502来实现。刀片-刀片外壳支承结构2500允许使用连续的刀片外壳2400,因为不需要扩大刀片外壳直径来从刀片外壳2400移除刀片2300。
在上文中已结合刀片外壳400讨论了包括示例性刀片外壳400和2400的本公开的连续环状刀片外壳的多个优点,这里将不再重复。对于刀片外壳2400来说,安装部段2402从刀片支撑部段2450径向向外延伸且对着大约120º的角度,或者换句话说,绕刀片外壳2400的圆周延伸大约1/3的路径。安装部段2402在轴向上厚于且在径向上宽于刀片支撑部段2450。
安装部段2402包括内壁2404和径向间隔开的外壁2406以及第一上端部2408和轴向间隔开的第二下端部2410。在安装部段2402的前端部2412、2414处,存在在安装部段2402的上端部2408、下端部2410和外壁2406与刀片支撑部段2450的对应的上端部2456、下端部2458和外壁2454之间过渡的渐缩区域2416、2418(图75)。安装部段2402限定在内壁2404和外壁2406之间径向延伸的开口2420(图70和图75)。径向延伸开口2420由直立支撑件或基座2422和跨接基座2422的基部2428的上表面2428a界定并在它们之间延伸。基座2422从基部2428的上表面2428a轴向向上延伸。
如在图82-84中可最佳看到的,基部2428和基部2428上方的基座2422一起在安装部段2402的上端部2408和下端部2410之间限定两个轴向延伸的孔口2430。基部孔口2430接纳一对带螺纹的紧固件或螺钉2434。带螺纹紧固件2434穿过基部孔口2430并拧入由齿轮箱外壳2113的前安装部分2120限定的L形安装基座2132(图88)的水平平坦座置表面2133的相应带螺纹开口2130中,以将刀片-刀片外壳组合2550可释放地固定到头部组件2111的齿轮箱外壳2113。当刀片-刀片外壳组合2550使用带螺纹紧固件固定到齿轮箱外壳2113时,刀片外壳2400的安装部段2402的上端部2408座置在齿轮箱外壳2113的前安装部分2120的L形安装基座2132的水平平坦座置表面2133上。刀片外壳2400的安装部段2402的外壁2406座置在齿轮箱外壳2113的前安装部分2120的L形安装基座2132的竖直平坦座置表面2134上。
刀片外壳安装部段2402的径向延伸开口2420包括较窄的上部2420a和较宽的下部2420b。开口2420的相对宽度由基座2422的面向后的表面2438限定,该表面包括刀片外壳安装部2402的外壁2406的一部分。开口2420尺寸设计成接纳可移除的刀片外壳塞2440(图80-82)。刀片外壳塞2440可移除地接纳在安装部段开口2420中。当刀片外壳塞2440从开口2420被移除时,向刀片-刀片外壳支承结构2500的细长滚动轴承带2502提供了通路。细长滚动轴承带2502必须被插入以将旋转刀片2300固定到刀片外壳2500,并且必须被移除以允许从刀片外壳2400移除旋转刀片2300。
刀片外壳塞2440被定位在开口2420中且通过一对定位螺钉2446(图70)可释放地附连到刀片外壳2400,定位螺钉2446在紧固时抵靠安装部段基部2428的上表面2428a。形成于刀片外壳塞2440的相对两侧2440e、2440f中的台阶状肩部2441抵靠一对基座2422的配合的台阶状肩部2424,以将刀片外壳塞2440相对于刀片外壳安装部段开口2420固定。当安装在刀片外壳安装部段开口2420中时,刀片外壳塞2440抑制在切割/修整操作期间产生的碎屑(例如,脂肪、软骨、骨等的碎块或碎片)和其它异物迁移到和积聚在刀片-刀片外壳支承结构2500的细长滚动轴承带2502或旋转刀片2300的从动齿轮2328上面或附近。
如在图71和图79中可最佳看到的,刀片支撑部段2450包括内壁2452和径向间隔开的外壁2454以及第一上端部2456和轴向间隔开的第二下端部2458。刀片支撑部段2450绕刀片外壳2400的整个360º圆周延伸。在安装部段2402的区域中的刀片支撑部段2450与安装部段2402的内壁2404的一部分为连续的且形成该部分。刀片支撑部段内壁2452限定支承表面2459。在动力驱动旋转刀2100的一个示例性实施例中且如图71和图79中最佳看到的,刀片外壳2400的支承表面2459包括径向向内延伸进入内壁2452的轴承座圈2460。在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈2460的中部2462限定大体上弓形的支承面2464。
如在图71中可最佳看到的,刀片支撑部段上端部2456限定径向向内延伸的突起或帽2456a,突起或帽2456a上覆旋转刀片主体2302的外壁2312的径向向内台阶部分2348的一部分,该部分在齿轮和轴承部分2316的凹进上部段2316a与轴承座圈2320上方的齿轮和轴承部分2316的中部段2316b的上部竖直部分2326a之间。刀片外壳2400的突起或帽2456a与旋转刀片主体2402的向内台阶状部分2348的重叠保护刀片-刀片外壳支承结构2550。在组装后的刀片-刀片外壳组合2550中,帽2456a与旋转刀片支承结构2320和刀片从动齿轮2328的一组齿轮齿2330的至少一部分轴向对齐并上覆该至少一部分。
具体而言,刀片外壳2400的帽2456a与旋转刀片主体2402的向内台阶状部分2348的重叠形成一类迷宫密封。该迷宫密封抑制由切割和修整操作产生的碎屑和其它异物进入环状通路2504,该环状通路2504在旋转刀片2300和刀片外壳2400的面对的支承表面2319、2459之间,并且刀片-刀片外壳支承结构2500的滚动轴承带2502穿过该环状通路2504。如在图71中最佳示意性地看到的,出于间隙目的,在刀片外壳2400的支承区域帽2456a的末端2456b和旋转刀片主体2402的齿轮和轴承部分2316的凹进上部段2316a之间存在小径向空隙。
如在图79中可最佳看到的,有利地,刀片外壳轴承座圈2460与刀片支撑部段2450的上端部2456和下端部2458两者轴向间隔开。具体而言,存在在刀片外壳轴承座圈2460和帽2456a之间轴向延伸的刀片支撑部段2450的内壁2452的部分2466,并且存在在轴承座圈2460和刀片支撑部段下端部2458之间轴向延伸的内壁2452的两个轴向延伸部分2468、2470。内壁2452的第一部分2468在轴承座圈2460的正下方。内壁2452的第二部分2470从第一部分2468径向向外偏移并且邻近刀片外壳2400的下端部2458。如在图71中可见,第二部分2470为旋转刀片2300的从动齿轮2328提供间隙。
刀片支撑部段2450被构造成在径向横截面上相对较薄,使得刀片2300和刀片外壳2400的组合限定小横截面积。最小化在切割和修整操作期间刀片2300和刀片外壳2400的组合的阻力减少了当旋转刀片2300和刀片外壳2400移动穿过正被切割或修整的产品时移动和操纵动力驱动旋转刀2100所需的操作者努力。
如在图77中最佳看到的,刀片外壳安装部段2402的右侧渐缩区域2416(从动力驱动旋转刀2100的前方观察)包括清洁端口2480,用于注射用来在清洁过程期间清洁刀片外壳2400和刀片2300的清洁流体。清洁端口2480包括在安装部段2402的外壁2406中的入口开口2481,并且延伸穿过到安装部段2402的内壁2404中的出口开口2482。安装部段内壁中的出口开口2482的一部分与刀片外壳2400的轴承座圈2460的区域一致并且开向该区域中。清洁端口2480有助于将清洁流体注入刀片2300和刀片外壳2400各自的轴承座圈区域2320、2460以及刀片2300的从动齿轮2328中。
[刀片外壳塞2440]
如在图70和图80-82中可最佳看到的,刀片外壳塞2440包括上端部2440a、轴向间隔开的下端部2440b、内壁2440c和径向间隔开的外壁2440d。刀片外壳塞2440还包括形成于刀片外壳塞2440的相对两侧2440e中的一对台阶状肩部2441。内壁2440c限定弓形轴承座圈2442(图80-82),其延续刀片外壳刀片部段内壁2452的轴承座圈2460。当刀片外壳塞2440安装在刀片外壳安装部段2402的刀片外壳塞开口2420中时,刀片外壳塞2440的径向内壁2440c限定刀片外壳轴承座圈2460的一部分,使得刀片外壳轴承座圈2460围绕刀片支撑部段2450的基本上整个360º圆周为连续的。
如在图81中可最佳看到的,刀片外壳塞2440包括大体上矩形的开口2445,其从外壁2440d到内壁2440c延伸穿过刀片外壳塞2440。刀片外壳塞2440的上端部2440a还限定第一轴向延伸的弓形凹部2443(图80)。当刀片外壳塞2440安装在刀片外壳塞开口2420中时,刀片外壳塞2440的开口2445接纳传动系2604的驱动齿轮2650的下正齿轮2654,使得正齿轮2654与旋转刀片2300的从动齿轮2328啮合并可旋转地驱动从动齿轮2328,并且刀片外壳塞2440的弓形凹部2443为驱动齿轮2650的上锥齿轮2652提供间隙。
刀片外壳塞2440的上端部2440a的一部分包括径向向内延伸的支承区域帽2444(图82),其延续刀片外壳2400的刀片支撑部段2450的径向向内延伸的支承区域帽2456a。当安装在刀片外壳开口2420中时,刀片外壳塞2440的上端部2440a与刀片外壳2400的安装部段2402的上端部2408齐平且充当其一部分,以便将刀片外壳2400安装到齿轮箱外壳2113的前安装部分2120的L形安装基座2132的水平平坦座置表面2133。类似地,当安装在刀片外壳开口2420中时,刀片外壳塞2440的外壁2440d与刀片外壳2400的安装部段2402的外壁2406齐平且充当其一部分,以便将刀片外壳2400安装到齿轮箱外壳2113的前安装部分2120的L形安装基座2132的竖直平坦座置表面2134。
刀片外壳塞2440由两个定位螺钉2446(图70)可移除地固定到刀片外壳2400。定位螺钉2446穿过一对带螺纹开口2447,其从上端部2440a通过塞的下端部2440b延伸穿过刀片外壳塞2440。当刀片外壳塞2440安装在刀片外壳开口2420中并且定位螺钉2446被拧紧时,定位螺钉2446a的下端部抵靠刀片外壳安装部段2402的基部2428的上表面2428a,以将刀片外壳塞2440固定到刀片外壳安装部段2402。
[刀片-刀片外壳支承结构2500]
动力驱动旋转刀2100包括刀片-刀片外壳支承结构2500(在图60、图67和图66-71中最佳看到),该支承结构2500:a)将刀片2300固定到刀片外壳2400;b)支撑刀片2300以便相对于刀片外壳2400绕旋转轴线R’旋转;并且c)限定刀片2300的旋转平面RP’(图67)。刀片-刀片外壳支承结构2500在结构和功能上类似于动力驱动旋转刀100的刀片-刀片外壳支承结构500,并且因此将参照上文关于刀片-刀片外壳结构500的讨论简要地描述。
刀片-刀片外壳支承结构2500包括细长的滚动轴承带2502(图60、图70和图71),其绕刀片2300的旋转轴线R’周向地导引。刀片-刀片外壳支承结构2500还包括刀片外壳轴承座圈2460和刀片轴承座圈2320以及限定在它们之间的环状通路2504(图71)。
滚动轴承带2502在刀片2300和刀片外壳2400之间导引通过通路2504,形成绕刀片旋转轴线R’的圆或圆的一部分。在一个示例性实施例中,细长的滚动轴承带2502包括被支撑以在柔性分离笼2508中旋转的多个间隔开的滚动轴承,例如多个滚珠轴承2506。在一个示例性实施例中,柔性分离笼2508包括细长聚合物带,类似于此前讨论的细长聚合物带520。多个滚珠轴承2506以间隔开的关系保持在柔性分离笼2508中,如此前结合柔性分离笼508讨论的那样。
细长滚动轴承带2502的多个滚珠轴承2506与刀片轴承座圈2320和刀片外壳轴承座圈2460滚动接触并在刀片轴承座圈2320和刀片外壳轴承座圈2460之间提供轴承支撑。同时,在支撑刀片2300以相对于刀片外壳2400低摩擦旋转的同时,细长滚动轴承带2502还用来将刀片2300相对于刀片外壳2400固定,也就是说,轴承带2502防止刀片2300掉出刀片外壳2400之外,而不论动力驱动旋转刀2100的取向如何。
当滚动轴承带2502被插入通路2504中时,多个滚珠轴承2506相对于刀片外壳2400支撑刀片2300。多个滚珠轴承2506尺寸设计成使得它们的半径小于弓形支承表面2464、2322的相应半径。在一个示例性实施例中,多个滚珠轴承2506中每一个的半径为大约1mm或0.039英寸。然而,应当理解,多个滚珠轴承2506的半径可以在一定程度上大于或小于1mm,并且可小于或等于弓形支承表面2464、2322的半径。
[齿轮箱2603和齿轮系2604]
动力驱动旋转刀2600的驱动机构2600(在图60中示意性地示出)包括齿轮箱2602,其用于提供原动力以使旋转刀片2300绕其旋转轴线R’旋转。齿轮箱2602包括齿轮系2604和两个轴承支撑组件,即,支撑小齿轮2610以绕小齿轮旋转轴线PGR’旋转的轴承支撑组件2630和支撑驱动齿轮2650以绕驱动齿轮旋转轴线DGR’旋转的轴承支撑组件2660。动力驱动旋转刀2100的齿轮系2604包括小齿轮2610和驱动齿轮2650。驱动齿轮2650包括轴向间隔开且关于驱动齿轮旋转轴线DGR’同心地对齐的下正齿轮2654和上锥齿轮2652。小齿轮2610的齿轮头2614与驱动齿轮2650的上锥齿轮2652啮合以可旋转地驱动驱动齿轮2650。小齿轮2610继而由柔性轴驱动组件(未示出)驱动并绕小齿轮2610的旋转轴线PGR’(图67)旋转。小齿轮2610包括从齿轮头2614向后延伸的输入轴2612。输入轴2612从近端2629(图60)延伸至邻近齿轮头2614的远端2628。小齿轮输入轴2612包括中心开口2618(图66)。输入轴2612的内表面2620限定十字形的阴承窝或配件2622,其接纳柔性轴驱动组件(未示出)的配合的阳驱动配件,其提供用于小齿轮2610的旋转。
小齿轮的旋转轴线PGR’基本上平行于柄部组件纵向轴线LA’且与其共延或对齐。同时,驱动齿轮2650绕驱动齿轮旋转轴线DGR’(图67)旋转,驱动齿轮旋转轴线DGR’基本上平行于旋转刀片旋转轴线R’且基本上垂直于和相交于小齿轮旋转轴线PGR’和柄部组件纵向轴线LA’。
在一个示例性实施例中,小齿轮轴承支撑组件2630包括较大套筒衬套2632和较小套筒衬套2640。如在图67中可最佳看到的,类似于动力驱动旋转刀100的套筒衬套632,较大套筒衬套2632包括环状前头部2636和圆柱形主体2637。套筒衬套2632的圆柱形主体2637限定中心开口2634,中心开口2634接纳小齿轮2610的输入轴2612,以便将小齿轮2610可旋转地支撑在齿轮箱外壳2113中。较大套筒衬套2632的圆柱形主体2637被支撑在齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的适形腔体2129(图67和图89)内,而套筒衬套2632的扩大前头部2636配合在齿轮箱外壳2113的U形中央部段2118的适形前腔体2126内。
较大套筒衬套2632的扩大前头部2636的平坦部2638(图60)与形成于齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的前腔体2126中的平坦部2128(图87)互配,以防止套筒衬套2632在齿轮箱外壳2113内旋转。限定中心开口2634的较大套筒衬套2632的圆柱形主体2639为小齿轮2610提供径向轴承支撑。套筒衬套2632的扩大头部2636还为齿轮头2614的后卡圈2627(图67)提供止推轴承表面,以防止小齿轮2610在向后方向RW’上的轴向移动,即,小齿轮2610在向后方向RW’上沿小齿轮旋转轴线PGR’的行进。
小齿轮2610的轴承支撑组件2630还包括较小套筒衬套2640。如在图60中可最佳看到的,较小套筒衬套2640类似于动力驱动旋转刀100的较小套筒衬套640,有一些轻微的差别。如在图99和图100中最佳看到的,较小套筒衬套2640包括环状前头部2644和圆柱形后部2642。小齿轮2610的齿轮头2614的面向前表面2624包括中心凹部2626,其在横截面上为基本上圆形的并且以小齿轮的旋转轴线PGR’为中心。小齿轮中心凹部2626接纳较小套筒衬套2640的圆柱形后部2642。较小套筒衬套2640充当止推轴承。较小套筒衬套2640的环状头2644为小齿轮2610的齿轮头2614提供支承表面,并且限制小齿轮2610在向前方向FW’上的轴向行进,即,小齿轮2610在向前方向FW’上沿小齿轮旋转轴线PGR’的行进。
如在图62和图99中可最佳看到的,较小套筒衬套2640的环状头2644包括两个平行的周边平坦部2648以防止套筒衬套2640随小齿轮2610的旋转而旋转。套筒衬套2640的平行平坦部2648配合在两个间隔开的平行肩部2179(图93)内且抵靠平行肩部2179,平行肩部2179由框架主体2150的前壁2156的内表面2176的U形凹部2178限定。较小套筒衬套2640的平行平坦部2648与框架主体2150的肩部2179的邻接防止套筒衬套2640在小齿轮2610绕其旋转轴线PGR’旋转时旋转。
在一个示例性实施例中,驱动齿轮轴承支撑组件2660包括滚珠轴承组件2662,其支撑驱动齿轮2650以绕驱动齿轮旋转轴线DGR’旋转。驱动齿轮轴承支撑组件2660由紧固件2672固定到齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的向下延伸突起2142(图47和图48)。齿轮箱2602的滚珠轴承组件2662类似于动力驱动旋转刀100的驱动齿轮滚珠轴承组件662。
[齿轮箱外壳2113]
如在图68和图83-89中可最佳看到的,齿轮箱外壳2113是齿轮箱组件2112的一部分且限定支撑齿轮箱2602的齿轮系2604的齿轮箱腔体或开口2114。齿轮箱外壳2113包括大体上圆柱形的后部段2116(在远离刀片外壳2400的向后方向RW’上)、倒U形中央部段2118和前安装部段2120。齿轮箱外壳2113在由圆柱形后部段2116限定的近端2122和由前安装部段2120限定的远端2144之间延伸。齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118包括后部向下延伸部2119(图84)和前部2125。
齿轮箱腔体或开口2114部分地由通孔2115限定,通孔2115大体上沿柄部组件纵向轴线LA’从近端2122到倒U形中央部段2118的前部2125延伸穿过齿轮箱外壳2113。如在图62中可最佳看到的,齿轮箱2602被支撑在齿轮箱腔体2114中且从其延伸。具体而言,小齿轮2610的齿轮头2614在向前方向上延伸超出齿轮箱外壳2113的前部2125,并且驱动齿轮2650的部分在向前方向上延伸超出齿轮箱外壳2113的U形中央部段2118的后部向下延伸部2119。倒U形中央部段2118和圆柱形后部段2116结合以限定齿轮箱外壳2113的上表面2130。
齿轮箱外壳2113的前安装部段2120包括L形刀片外壳安装基座2132,其充当座置区域以可释放地接纳刀片-刀片外壳组合2550。L形刀片外壳安装基座2132包括一对间隔开的凸块2131,其从倒U形中央部段2118的前部2125向下且向前延伸。如在图83-88中可最佳看到的,一对凸块2131各自包括上部水平部分2131a和下部竖直部分2131b。上部水平部分2131a的面向下表面限定L形刀片外壳安装基座2132的第一水平平坦座置表面2133,而下部竖直部分2131b的面向前表面限定L形刀片外壳安装基座2132的第二竖直平坦座置表面2134。
竖直平坦座置表面2134基本上垂直于第一水平平坦座置表面2133且平行于旋转刀片2300的旋转轴线R’。水平平坦座置表面2133基本上平行于柄部组件2110的纵向轴线LA’和旋转刀片2300的旋转平面RP’。每一个凸块2131的上部水平部分2131a包括接纳带螺纹紧固件2191的带螺纹开口2135。每一个带螺纹紧固件2191穿过刀片外壳安装部段2402的相应开口2430并拧入凸块2131的相应带螺纹开口2135中,以将刀片-刀片外壳组合2550固定到齿轮箱外壳2313。
倒U形中央部段2118的前部2125的底部部分2141(图62、图83和图84)包括向下延伸突起2142(图83)。向下延伸突起2142包括圆柱形杆部2143且限定延伸穿过突起2142的带螺纹开口2140。穿过带螺纹开口2140的中心轴线限定驱动齿轮2650的旋转轴线DGR’且与其重合。齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119限定上弓形凹部2119a和下弓形凹部2119b,其分别为驱动齿轮2650的锥齿轮2652和正齿轮2654提供间隙。上弓形凹部2119a和较宽的下弓形凹部2119b以驱动齿轮旋转轴线DGR’和带螺纹开口2140的中心轴线为中心。一对凸块2131的内表面也包括上凹部2131c和下凹部2131d(在图83中最佳看到),其分别为驱动齿轮2650的锥齿轮2652和正齿轮2654提供间隙。
齿轮箱外壳2113的通孔2115为小齿轮2610及其相关联的轴承支撑组件2630提供接收器,而上弓形凹部2119a和下弓形凹部2119b为驱动齿轮2650及其相关联的轴承支撑组件2660提供间隙。具体而言,对于小齿轮轴承支撑组件2630来说,较大套筒衬套2632的圆柱形主体2637配合在倒U形中央部段2118的圆柱形腔体2129(图89)内。较大套筒衬套2632的扩大前头部2636配合在前部2125的前腔体2126(图83和图89)内。倒U形中央部段2118的圆柱形腔体2129和前腔体2126均为通孔2115的一部分。
对于上弓形凹部2119a和下弓形凹部2119b来说,当驱动齿轮2650在第一锥齿轮2652被小齿轮2610驱动时绕其旋转轴线DGR’旋转时,上凹部2119a为驱动齿轮2650的第一锥齿轮2652提供间隙。当正齿轮2654与旋转刀片从动齿轮2328共同作用以使旋转刀片2300绕其旋转轴线R’旋转时,较宽的下凹部2119b为驱动齿轮2650的第二正齿轮2654提供间隙。如在图67和图83中可最佳看到的,向下延伸的突起2142和杆2143为滚珠轴承组件2662提供座置表面,滚珠轴承组件2662支撑驱动齿轮2650以在齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119内旋转。
清洁端口2136(图83和图86)延伸穿过前部2125的底部部分2141且穿过齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119。清洁端口2136允许从齿轮箱外壳2113的近端2122注入齿轮箱外壳2113的通孔2115中的清洁流体流流入上弓形凹部2119a和下弓形凹部2119b中,以便清洁驱动齿轮2650。
如在图89中可见,齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116的内表面2145限定与齿轮箱外壳2113的近端2122相邻的带螺纹区域2149。齿轮箱外壳2113的带螺纹区域2149接纳手件固持组件2250的细长中心芯2252的配合的带螺纹部分2262(图60),以将手件2200固定到齿轮箱外壳2113。如在图83-86和图88中可见,齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116的外表面2146限定邻近近端2122的第一部分2148和设置在第一部分2148的前方或向前方向FW’上的第二较大直径部分2147。齿轮箱外壳2113的圆柱形后部2116的外表面2146的第一部分2148包括多个轴向延伸的花键2148a。与动力驱动旋转刀100的齿轮箱外壳113和手件200的情况一样,共同作用的齿轮箱外壳2113的多个花键2148a和手件2200的肋部允许手件2200相对于齿轮箱外壳2113定向在任何期望的旋转位置处。
齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116的外表面2146的第二较大直径部分2147被构造成接纳手件固持组件2250的间隔环2290(图60和图97-88)。间隔环2290邻接且抵靠限定在齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116和倒U形中央部段2118之间的台阶状肩部2147a。当手件2200由手件固持组件2250的细长中心芯2252固定到齿轮箱外壳2113时,间隔环2290的后或近端表面2292(图97和图98)充当手件2200的远端部分2210的轴向台阶状卡圈2214(图60)的止挡件。
如在图97和图98中可见,柄部间隔环2290的主体部分2294从较大直径近端2296渐缩至较小直径远端2298。柄部间隔环主体部分2294为渐缩的,因为如在图60中可见,手件2200的外径超出由框架主体2150的近端2158和与台阶状肩部2147a相邻的齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119的组合形成的外径。由框架主体近端2158和与台阶状肩部2147a相邻的齿轮箱外壳后部向下延伸部2119的组合的外径在图63和图64中最佳看到。
齿轮箱外壳2113的圆柱形后部段2116的外表面2146的第二较大直径部分2147也包括多个花键(在图83-84和图86中可见)。第二较大直径部分2147的多个花键与可选的拇指支撑件(未示出)结合使用,该拇指支撑件可代替间隔环2290使用,如此前结合动力驱动旋转刀100所描述的那样。
[框架主体2150和框架主体底盖2190]
如在图62中可最佳看到的,当齿轮箱2602被支撑在齿轮箱外壳2113内时,小齿轮2610和驱动齿轮2650的部分被暴露,即,从齿轮箱外壳2113向外延伸。框架主体2150和框架底盖2190在固定在一起时形成围绕齿轮箱外壳2113的封罩,该封罩有利地用来阻止碎屑进入齿轮箱外壳2113、小齿轮2610和驱动齿轮2650的部分中。另外,框架主体2150包括邻近且延伸由齿轮箱外壳2113的一对凸块2131限定的L形刀片外壳安装基座2132的第一水平平坦座置表面2133和第二竖直平坦座置表面2134的部分。这有利地扩大了齿轮箱外壳2113的有效座置区域,以用于将刀片-刀片外壳组合2550更牢固地附连到齿轮箱外壳2113。
如在图68和图90-93中可最佳看到的,框架主体2150包括中心圆柱形区域2154和一对从中心圆柱形区域2154向外延伸的臂2152。框架主体2150包括在框架主体2150的近端或前端部处的前壁2156。前壁2156的中部2156a由中心圆柱形区域2154限定,而前壁2156的向前延伸部分2156b由向外延伸臂2152限定。如在图91中最佳看到的,在向后方向RW’上从框架主体2150的前壁2156朝近端2158前进,存在两个渐缩的区域2159,其中向外延伸臂2152向内弯曲且融入中心圆柱形区域2154中。
框架主体2150包括外表面2170和内表面2172。内表面2172限定腔体2174(图90),腔体2174可滑动地接纳包括前安装部段2120和倒U形中央部段2118的齿轮箱外壳2113的部分。如在图68中可最佳看到的,框架主体2150包括底壁2160,底壁2160包括第一下部平坦底壁部分2162和第二上部平坦底壁部分2164。可以看出,上部平坦底壁部分2164在向上方向UP’上从下部平坦底壁部分2162偏移。底壁2160开向腔体2174中,这允许框架主体2150在相对于齿轮箱外壳2113相对向下的方向DW’上滑过齿轮箱外壳2113的上表面2130。具体而言,腔体2174的中央穹窿形部分2180被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118,而在中央穹窿形部分2180两侧的腔体2174的一对正方形部分2182(图92)被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的一对凸块2131中相应的一个。
当框架主体2150完全滑到齿轮箱外壳2113上时,框架主体2150的底壁2160的下部平坦部分2162与齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119的底部表面2137(图83、图84和图86)且与一对凸块2131的下部竖直部分2131b的底部表面2137齐平。另外,底壁2160的上部平坦部分2164与L形刀片外壳安装基座2132的第一水平座置表面2133齐平。
框架主体2150的底壁2160的上部平坦部分2164延续且延伸齿轮箱外壳2113的L形刀片外壳安装基座2132的第一水平座置表面2133的有效座置区域,以将刀片-刀片外壳组合2550更牢固地附连到齿轮箱外壳2113。类似地,如在图62、图90和图92中可最佳看到的,在框架主体2160的底壁2160的上部平坦部分2164和下部平坦部分2162之间的狭窄竖直壁2188与齿轮箱外壳2113的L形刀片外壳安装基座2132的第二竖直座置表面2134齐平。狭窄竖直壁2188延续且延伸齿轮箱外壳2113的L形刀片外壳安装基座2132的第二竖直座置表面2134的有效座置区域,以便将刀片-刀片外壳组合2550更牢固地附连到齿轮箱外壳2113。
如在图92中可最佳看到的,底壁2160的下部平坦部分2162包括一对带螺纹开口2166。带螺纹开口2166接纳相应的带螺纹紧固件2192以将框架主体底盖2190固定到框架主体2150。框架主体2150的前壁2156的内表面2176包括限定一对间隔开肩部2179的U形凹部2178(图93)。如此前结合小齿轮轴承支撑组件2130的较小套筒衬套2642所说明的,肩部2179为较小套筒衬套2642的一对平坦部2648提供邻接或支承表面,以防止套筒衬套2642随小齿轮2610的旋转而旋转。如在图90和图92中可最佳看到的,框架主体2150的内表面2172包括与底壁2160的下部2162相邻的一对弓形凹部2184。一对弓形凹部2184为驱动齿轮2650的正齿轮2154提供间隙,并且延续由齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119的下弓形凹部2119b限定的间隙表面。
如在图90和图94-96中可最佳看到的,框架主体底盖2190为薄的平坦件,其包括面向齿轮箱外壳2113的上表面2191以及下表面2192。框架主体盖2190包括在上表面2191和下表面2192之间延伸的一对开口2194。框架主体底盖2190由一对带螺纹紧固件2199可移除地固定到框架主体2150,该对带螺纹紧固件2199延伸穿过一对开口2113中相应的一个且拧入框架主体2150的底壁2160的下部平坦部分2162中的相应带螺纹开口2166中。一对开口2194包括沉头头部2194a,其形成于框架主体底盖2190的下表面2192中,使得当框架主体底盖2190固定到框架主体2150时,带螺纹紧固件2199的扩大头部与下表面2192齐平。
框架主体底盖2190还包括直前壁2195和成轮廓的后壁2196。当框架主体底盖2190固定到框架主体2150时,前壁2195与齿轮箱外壳2113的L形刀片外壳安装基座2132的第二竖直座置表面2134的有效座置区域齐平、延续且延伸该有效座置区域,以将刀片-刀片外壳组合2550更牢固地附连到齿轮箱外壳2113。框架主体底盖2190的后壁2196的轮廓被构造成使得当框架主体底盖2190固定到框架主体2150时,邻近后壁2196的下表面2192的周边部分接合并座靠框架主体2150的底壁2160的下部平坦部分2162和齿轮箱外壳2113的倒U形中央部段2118的后部向下延伸部2119的底部表面2137。由于后壁2196的成轮廓构型,框架主体底盖2190的下表面2192由此密封齿轮箱外壳2113和框架主体2150两者,以保护齿轮箱2602和具体地驱动齿轮2650及驱动齿轮滚珠轴承组件2662,以免碎屑进入驱动齿轮区域中。
框架主体底盖2190的上表面2191包括为紧固件2672的头部提供间隙的凹部2198,紧固件2672将驱动齿轮滚珠轴承组件2662固定到齿轮箱外壳2113的杆2143。
[将刀片–刀片外壳组合固定到头部组件2111]
为了将刀片-刀片外壳组合2550可移除地附连到齿轮箱外壳2113,刀片外壳2400的安装部段2402的上端部2408与齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的L形刀片外壳安装基座2132的水平平坦座置表面2133附近对齐,并且刀片外壳安装部段2402的外壁2406与L形刀片外壳安装基座2132的竖直平坦座置表面2134附近对齐。具体而言,刀片外壳2400的安装部段2402与齿轮箱外壳2113的前安装部段2120对齐,使得延伸穿过安装部段基部2428和安装部段基部2428的一对直立基座2422的两个竖直孔口2430与穿过齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的一对凸块2131的竖直延伸带螺纹开口2135对齐。
当刀片外壳2400与齿轮箱外壳2113的前安装部段2120正确对齐时,刀片外壳安装部段2402的基部2428的上表面2428a和固连到刀片外壳2400的刀片外壳塞2440的上端部2440a与L形刀片外壳安装基座2132的水平平坦座置表面2133接触。另外,刀片外壳安装部段2402的基部2428的后表面2428c和刀片外壳塞2440的外壁2440d与L形刀片外壳安装基座2132的竖直平坦座置表面2134接触。
为了将组装后的刀片-刀片外壳组合2550固连到齿轮箱外壳2113,将紧固件2434插入刀片外壳安装部段2402的两个竖直孔口2430中并拧入穿过齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的一对凸块2131的上部水平部分2131a的竖直延伸的带螺纹开口2135中相应的一个中。当刀片外壳2400被组装到齿轮箱外壳2113时,驱动齿轮2650的多个正齿轮传动齿2656与旋转刀片2300的从动齿轮齿2330啮合接合,使得驱动齿轮2650绕其旋转轴线DGR’的旋转引起旋转刀片2300绕其旋转轴线R’的旋转。
为了从齿轮箱外壳2113移除刀片-刀片外壳组合2550,将一对螺钉2434从齿轮箱外壳2113的前安装部段2120的一对凸块2131的上部水平部分2131a的带螺纹开口2135拧松。在螺钉2434从开口2135完全拧下之后,刀片-刀片外壳组合2550将在向下方向DW’上远离齿轮箱组件2112下落。刀片-刀片外壳组合2550可从齿轮箱外壳2113被移除,而不移除框架主体2150或框架主体底盖2190。
[第三示例性实施例 - 动力驱动旋转刀3100]
[概述]
本公开的动力驱动旋转刀的第三示例性实施例大体上在图101-113以3100示出。动力驱动旋转刀3100包括柄部组件3110、可拆卸的头部组件3111和驱动机构3600。如在图102中最佳看到的,动力驱动旋转刀3100的头部组件3111包括齿轮箱组件3112、旋转刀片3300、刀片外壳3400和刀片-刀片外壳支撑或支承结构3500。齿轮箱组件3112包括齿轮箱外壳3113,其支撑驱动机构3600的齿轮箱3602。柄部组件3110包括手件3200和将手件3200固定到齿轮箱外壳3113的手件固持组件3250。
类似于上文所述的动力驱动旋转刀2100,动力驱动旋转刀3100尤其适合与小外径旋转刀片一起使用。在动力驱动旋转刀3100和动力驱动旋转刀2100之间存在以下差异:1)齿轮箱3602包括简化的齿轮系3604,即,齿轮系3604包括单个齿轮,即,小齿轮3610。在动力驱动旋转刀3100中,小齿轮3610直接接合并驱动旋转刀片3300的从动齿轮3328。动力驱动旋转刀3100的旋转刀片3300的从动齿轮3328包括一组齿轮齿3330。动力驱动旋转刀2100的齿轮系2604的驱动齿轮2650被去除。2)由于小齿轮3610直接驱动旋转刀片3300,小齿轮3610的齿轮头3614的一组齿轮齿3616接合从动齿轮3328的一组齿轮齿3330。因此,动力驱动旋转刀3100的旋转刀片3300的一组齿轮齿3330设置在形成于刀片3300的主体部段3302的外壁3312中的支承表面3319上方。3)类似于动力驱动旋转刀2100,刀片外壳3400固定到齿轮箱外壳3113的前安装部分3118的L形安装基座3124。然而,在动力驱动旋转刀3100中,框架主体被去除。也就是说,不存在上覆且接纳齿轮箱外壳的框架主体,就像例如接纳齿轮箱外壳2113的动力驱动旋转刀2100的框架主体2150那样。而是,在动力驱动旋转刀3100中,小齿轮盖3190固定到由齿轮箱外壳3113的前壁3140限定的小齿轮盖安装表面3132。小齿轮盖3190上覆从齿轮箱外壳前安装部段3118的中央圆柱形部分3120延伸的小齿轮3610的齿轮头3614,以保护齿轮头3614并抵靠齿轮箱外壳3113密封,以抑制碎屑进入小齿轮3610的齿轮头3614的区域中。
旋转刀片3300由刀片-刀片外壳支承结构3500支撑以相对于刀片外壳3400旋转,类似于动力驱动旋转刀100、2100的刀片-刀片外壳支承结构500、2500。在一个示例性实施例中,刀片-刀片外壳支承结构3500包括设置在环状通路3504(图116)中的细长的滚动轴承带3502(图102、图115和图116),环状通路3504形成于旋转刀片3300和刀片外壳3400各自相对的面对的支承表面3319、3459之间。滚动轴承带包括以间隔开的关系设置在柔性分离笼3508(图116)中的多个滚动轴承3506,例如滚珠轴承。备选地,刀片-刀片外壳支承结构3500可使用在环状通路3504中的多个细长滚动轴承带。旋转刀片3300、刀片外壳3400和刀片-刀片外壳支承结构3500的组装后的组合将被称为刀片-刀片外壳组合3550(图113-115),并且由刀片-刀片外壳支承结构3500限定的配合的支承表面、刀片支承表面3319、刀片外壳支承表面3459、以及支撑刀片3300以在刀片外壳3400中旋转的刀片外壳塞轴承座圈3442将被称为旋转刀支承组件3552(图108-109和图113)。刀片-刀片外壳支承结构3500既将旋转刀片3300可释放地固定到刀片外壳3400,并且还提供支承结构,用于支撑旋转刀片3300以绕旋转轴线R”旋转(图105和图108)。刀片-刀片外壳支承结构3500还限定刀片3300的旋转平面RP”(图108),该平面基本上垂直于刀片旋转轴线R”。
齿轮箱组件3112包括齿轮箱外壳3113和齿轮箱3602。齿轮箱3602包括齿轮系3604,在一个示例性实施例中,齿轮系3604包括单个齿轮(即小齿轮3610)和支撑小齿轮3610以在齿轮箱外壳3113的腔体3114内旋转的轴承支撑组件3628。小齿轮2610由柔性轴驱动组件(未示出)绕小齿轮旋转轴线PGR”(图108和图108A)可旋转地驱动。柔性轴驱动组件(未示出)是驱动机构3600的一部分,其类似于动力驱动旋转刀100的柔性轴驱动组件700。
动力驱动旋转刀3100的驱动机构3600的其它部件包括动力驱动旋转刀3100的头部组件3111和柄部组件3110外部的部件。这些外部部件包括驱动马达(未示出)和使小齿轮3610旋转的柔性轴驱动组件。动力驱动旋转刀3100的此类部件类似于结合动力驱动旋转刀100讨论的对应部件,例如,柔性轴驱动组件700和驱动马达800。为简明起见,下文将不详细描述基本上与动力驱动旋转刀100和2100中任一个的对应部件和组件类似的动力驱动旋转刀3100的部件和组件。本领域的普通技术人员应理解,上文阐述的动力驱动旋转刀100和2100的部件和组件的结构和功能的讨论适用于且并入下文阐述的动力驱动旋转刀3100的讨论中。
[旋转刀片3300]
在一个示例性实施例中且如在图102和图117-119中可见,动力驱动旋转刀3100的旋转刀片3300为一体式连续环状结构,并且具体地为“直刀片”式旋转刀片。然而,应当认识到,可在动力驱动旋转刀3100中使用其它旋转刀片样式。旋转刀片3300包括主体部段3302和从主体3302轴向延伸的刀片部段3304。主体3302包括上端部3306和与上端部3306轴向间隔开的下端部3308。主体3302还包括内壁3310和与内壁3310径向间隔开的外壁3312。刀片部段3304包括限定在刀片部段3304的远端部分3352处的刀刃3350。刀片部段3304包括内壁3354和轴向间隔开的外壁3356。短的成角度部分3358跨接内壁3354和外壁3356。如在图117和图119中可最佳看到的,刀刃3350形成于短的成角的部分3358和内壁3354的相交处。旋转刀片3300的内壁3360由主体3302的内壁3310和刀片部段3304的内壁3354形成。在一个示例性实施例中,存在内壁3360的拐点或不连续点3360a,但应当理解,根据旋转刀片3300的具体构型,刀片3300可形成为使得在内壁3360中不存在不连续点。
主体外壁3312的部分3340限定径向向内延伸进入外壁3312中的凹进区域3318。在一个示例性实施例中,凹进区域3318在横截面上为大体上矩形的且包括大体上水平或径向延伸的上部段3318a、大体上竖直或轴向延伸的中部段3318b和大体上水平或径向延伸的下部段3318c。旋转刀片3300包括支承表面3319。在动力驱动旋转刀3100的一个示例性实施例中,旋转刀片支承表面3319包括刀片轴承座圈3320,其径向向内延伸进入外壁3312的凹进区域3318的中部段3318b中。在一个示例性实施例中,刀轴承座圈3320在座圈3320的中部3324中限定大体上弓形的支承面3322。
每当旋转刀片3300被锐化时,材料将从远端部分3352被移除,并且刀刃3350将在向上方向UP”上移动。换句话说,刀片部段3304的内壁3354和外壁3356两者的轴向范围将随着刀片3300的反复锐化而减小。在旋转刀片3300的锐化将碰到限定轴承座圈3320的凹进区域3318上的时候,可以说刀片将达到或接近其使用寿命的终点。因此,凹进区域3318的底部部分3318c可被看作主体部段的下端部3308和在旋转刀片3300的主体部段3302和刀片部段3304之间的边界。
旋转刀片主体3302的主体外壁3312还限定包括一组齿轮齿3330的从动齿轮3328。一组齿轮齿3330形成为在外壁的台阶部分3331中径向向外延伸。台阶部分3331在轴承座圈3320轴向上方,即,更靠近主体3302的第一上端部3306。在一个示例性实施例中,从动齿轮3328限定多个竖直或轴向地定向的齿轮齿3332,其与小齿轮3610的一组正齿轮齿3616啮合,构成齿轮传动3640。
有利地,刀片从动齿轮3328的一组齿轮齿3330与主体3302的上端部3306轴向间隔开且与主体3302的弓形轴承座圈3320轴向间隔开。如在图117中可见,邻近主体上端部3306的旋转刀片主体3302的外壁3312的一部分3312a在刀片主体3302的上端部3306和从动齿轮3328的一组齿轮齿3330之间限定轴向延伸的空间。旋转刀片主体3302的外壁3312的另一部分3312b在从动齿轮3328的一组齿轮齿3330和轴承座圈3320之间限定轴向延伸的空间。
在正齿轮传动3640中,小齿轮3610的一组正齿轮齿3616在轴向上位于旋转刀片3300的从动齿轮3328的一组正齿轮齿3330上方。因此,旋转刀片3300不可能包括在轴向上在齿轮齿3616上方的从动齿轮突起或帽。而是,由于在一组齿轮齿3330和刀片主体3302的上端部3306之间轴向延伸的偏移,为刀片外壳3400的刀片支撑部段3450的上端部3456的径向向内延伸的突起或帽3456a提供了空间。刀片外壳3400的帽3456a和旋转刀片3300的轴向偏移的一组齿轮齿3300提供了一类迷宫密封,其阻止肉、骨、软骨的碎块进入刀片3300的从动齿轮3328中。除了在与刀片主体2302的上端部3306相邻的外壁3312的部分3312a和刀片外壳帽3456a的末端3456b的面对表面之间的小间隙空隙之外,刀片外壳从动齿轮帽2456a上覆一组齿轮齿3330的基本上整体,但不包括其中小齿轮3610和旋转刀片3300的从动齿轮3328的啮合需要间隙的区域。
概念性地,当刀片3300旋转时,一组齿轮齿3330的相应的轴向上表面3330a可看作形成假想环带3336(为清楚起见,假想环带3336在图118中以虚线示意性地示出为在齿轮齿3330上方轴向间隔开)。刀片外壳帽3456a上覆由一组齿轮齿3330限定的基本上整个假想环带3336,但不包括区域3420c(图114),其中小齿轮3610和旋转刀片3300的从动齿轮3328的啮合需要间隙。如在图117中可见,刀片从动齿轮3328的一组齿轮齿3330从与旋转刀片主体3302的上端部3306相邻的外壁3312的部分3312a径向向外设置或成台阶状。
在刀片主体3302的下端部3318处,轴承座圈凹进区域3318的水平部分3318a限定径向向外延伸的突起或帽3370。旋转刀片帽3370与一组齿轮齿3300轴向对齐且至少部分地上覆一组齿轮齿3300(当从旋转刀片3300的远端3353观察时)。另外,旋转刀片帽3370紧邻且在轴向上略微重叠刀片外壳3400的刀片支撑部段3450的下端部3458,形成一类迷宫密封,其阻止肉、骨、软骨的碎块和其它碎屑进入旋转刀支承组件3552中。
[刀片外壳3400]
如在图115-116和图120-121中可最佳看到的,动力驱动旋转刀3100的刀片外壳3400包括整体或一体式连续环状结构,该结构包括安装部段3402和刀片支撑部段3450。在一个示例性实施例中,刀片外壳绕其周边为连续的,也就是说,与现有的裂口环式环状刀片外壳不同,本公开的刀片外壳3400没有用于允许刀片外壳直径扩大的沿外壳直径的裂口。刀片-刀片外壳支承结构3500将旋转刀片3300固定到刀片外壳3400,并且支撑刀片3300以在刀片外壳3400内旋转。因此,刀片3300从刀片外壳3400的移除通过从动力驱动旋转刀3100移除刀片-刀片外壳支承结构3500的一部分来实现。
如在图115和图120-121中最佳看到的,刀片外壳3400的安装部段3402从刀片支撑部段3450径向向外延伸且对着大约120º的角度,或者换句话说,绕刀片外壳3400的圆周延伸大约1/3的路径。安装部段3402在轴向上厚于且在径向上宽于刀片支撑部段3450。安装部段3402包括内壁3404和径向间隔开的外壁3406以及第一上端部3408和轴向间隔开的第二下端部3410。在安装部段3402的前端部3412、3414处,存在在安装部段3402的上端部3408、下端部3410和外壁3406与刀片支撑部段3450的对应的上端部3456、下端部3458和外壁3454之间过渡的渐缩区域3416、3418(图115和图120)。
安装部段3402限定在内壁3404和外壁3405之间径向延伸的开口3420(图115和图120-121)。径向延伸的开口3420由直立支撑件或基座3422、3424和跨接基座3422、3424的基部3428的上表面3428a界定,并在直立支撑件或基座3422、3424和上表面3428a之间延伸。基座3422、3424从基部3428轴向向上延伸。基部3428限定两个轴向延伸的孔口3430,并且基座3422、3424限定轴向延伸的U形凹部3432。U形凹部3432彼此面对且与孔口3430轴向对齐。基部孔口3430接纳一对带螺纹紧固件3434。紧固件3434穿过基部孔口3430和U形基座凹部3432并且拧入限定在齿轮箱外壳3113的L形刀片外壳安装基座3124中的相应带螺纹开口3130中,以将刀片外壳3400可释放地固定到齿轮箱组件3112。带螺纹紧固件3434被C形固持夹子3436阻止掉出它们相应的带螺纹开口3130外。
刀片外壳安装部段3402的径向延伸开口3420包括较窄的上部3420a和较宽的下部3420b。开口3420的相对宽度由基座3422、3424的面向后表面3438限定,该表面包括刀片外壳3400的安装部分3402的外壁3406的一部分。开口3420尺寸设计成接纳可移除的刀片外壳塞3440(图115和图122)。刀片外壳塞2440可移除地接纳在开口3420中。当刀片外壳塞3440从开口3420被移除时,向刀片-刀片外壳支承结构3500的细长滚动轴承带3502提供了通路。当刀片外壳塞3440被定位在开口3420中且经由一对定位螺钉3446(图122)附连到刀片外壳3400时,刀片外壳塞3440抑制在切割/修整操作期间产生的碎屑(例如,脂肪、软骨、骨等的碎块)和其它异物迁移到并积聚在刀片-刀片外壳支承结构3500的细长滚动轴承带3502或旋转刀片3300的从动齿轮3328之上或附近。
如在图120中可最佳看到的,刀片支撑部段3450包括内壁3452和径向间隔开的外壁3454以及第一上端部3456和轴向间隔开的第二下端部3458。刀片支撑部段3450绕刀片外壳3400的整个360º圆周延伸。在安装部段3402的区域中的刀片支撑部段3450与安装部段3402的内壁3404的一部分为连续的且形成该部分。刀片外壳3400的刀片支撑部段内壁3452包括支承表面。在动力驱动旋转刀3100的一个示例性实施例中,刀片外壳支承表面3459包括径向向内延伸进入内壁3452的轴承座圈3460。在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈3460的中部3462限定大体上弓形的支承面3464。
刀片支撑部段上端部3456限定从动齿轮帽3456a,其上覆旋转刀片3300的从动齿轮3328的一组齿轮齿3330。如在图117中可最佳看到的,刀片外壳轴承座圈3460与刀片支撑部段3450的上端部3456和下端部3458轴向间隔开。具体而言,存在在刀片外壳轴承座圈3460和帽3456a之间轴向延伸的刀片支撑部段3450的内壁3452的部分3466,并且存在在刀片支撑部段下端部3458和轴承座圈3460之间轴向延伸的内壁3452的部分3468。
如在图105和图121中最佳看到的,刀片外壳安装部段3402的右侧渐缩区域3416(从动力驱动旋转刀3100的前方观察)包括端口3480,用于注射用来在清洁过程期间清洁刀片外壳3400和旋转刀片3300的清洁流体。清洁端口2480从在安装部段右侧渐缩区域3416的外壁3406中的入口开口3481延伸至在安装部段3402的内壁3404中的出口开口3482。由端口3480限定的出口开口3482(图121)与刀片外壳轴承座圈3460和轴承座圈3460上方的刀片支撑部段3450的内壁部分3466流体连通。
[刀片外壳塞3440]
如在图115和图122中可最佳看到的,刀片外壳塞3440包括上端部3440a、轴向间隔开的下端部3440b、内壁3440c和径向间隔开的外壁3440d。刀片外壳塞3440还包括形成于刀片外壳塞3440的相对两侧3440e中的一对台阶状肩部3441。当定位螺钉3446穿过刀片外壳塞3440中相应的开口3447并且抵靠刀片外壳基部上表面3428a拧紧时,台阶状肩部3441抵靠安装部段3402的基座3422、3424,以将刀片外壳塞3440固定到刀片外壳3400。内壁3440c限定弓形轴承座圈3442,其延续刀片外壳刀片部段内壁3452的轴承座圈3460。刀片外壳塞3440的径向内壁3440c限定刀片外壳轴承座圈3460的一部分,使得刀片外壳轴承座圈3460围绕刀片支撑部段3450的基本上整个360º圆周为连续的。
刀片外壳塞3440的上端部3440a限定邻近内壁3452的第一弓形凹部3443(图122),其为小齿轮3610的齿轮头3614提供间隙。在弓形凹部3443的一侧上的上端部3440a的一部分包括径向向内延伸的从动齿轮帽3444,其延续刀片支撑部段3450的从动齿轮帽3456a。然而,由于正齿轮传动3640需要小齿轮3610在轴向上位于旋转刀片2300的从动齿轮3328的一组正齿轮齿3330上方,必须提供安装部段开口3420的间隙区域3420c(图114)以用于小齿轮的一组齿轮齿3616与旋转刀片3300的从动齿轮3328的啮合接合。因此,如在图114中可最佳看到的,从动齿轮帽3444仅延伸在刀片外壳塞3440的右侧3440e和左侧3440f之间横跨刀片外壳塞3440的上端部3440a的路径的一部分,使得间隙区域3420c提供用于小齿轮3610和旋转刀片从动齿轮3330的啮合接合。间隙区域3420c对应于图114中的弓形区域,其中旋转刀片3300的从动齿轮3328可见。
刀片外壳塞3440的上端部3440a还包括第二较大弓形凹部3445,当刀片外壳3400固连到齿轮箱外壳3113时,弓形凹部3445充当座置表面以与齿轮箱外壳3113的前安装部段3118的径向座置表面3120c(图124-126)接合。当刀片外壳塞3440安装在安装部段3402的开口3420中时,刀片外壳塞3440的外壁3440d与刀片外壳安装部段3402的外壁3406齐平,并且形成竖直平坦座置表面外壁3406的一部分,当刀片外壳3400固定到齿轮箱外壳3113时,该部分接合齿轮箱外壳3113的L形刀片外壳安装基座3124的竖直平坦座置表面3128(图126)。类似地,当刀片外壳塞3440安装在安装部段3402的开口3420中时,刀片外壳塞3440的上端部3440a与刀片外壳安装部段3402的上端部3408齐平,并且形成水平平坦座置表面的一部分,当刀片外壳3400固定到齿轮箱外壳3113时,该部分接合齿轮箱外壳3113的L形刀片外壳安装基座3124的水平平坦座置表面3126(图124)。
[齿轮箱组件3112]
如在图102、图108和图123-126中最佳看到的,动力驱动旋转刀3100的齿轮箱组件3112包括齿轮箱外壳3113和由齿轮箱外壳3113支撑的齿轮箱3602。齿轮箱3602包括齿轮系3604(即,小齿轮3610)和轴承支撑组件3628。如在图108A中可最佳看到的,在一个示例性实施例中,小齿轮轴承支撑组件3638包括支撑在齿轮箱外壳3113的通孔3115内的第一和第二间隔开的滚珠轴承组件3630、3632。第一滚珠轴承组件3630和第二滚珠轴承组件3632支撑小齿轮3610以绕其旋转轴线PGR”旋转,该旋转轴线与柄部组件3110的纵向轴线LA”基本上重合。
如在图128和图129中最佳看到的,小齿轮3610包括齿轮头3614和从齿轮头3614向后延伸的输入轴3612。径向向外延伸的卡圈3627(图108A)将齿轮头3614和输入轴3612分离。支撑小齿轮3610以在齿轮箱外壳3113中旋转的是第一滚珠轴承组件3630和第二滚珠轴承组件3632,第一滚珠轴承组件3630围绕邻近卡圈3628的小齿轮输入轴3612的端部3624设置,第二滚珠轴承组件3632围绕小齿轮输入轴3612的相对端部3626设置。
小齿轮的齿轮头3614限定一组正齿轮齿3616。输入轴3612包括中心开口3618(图108A和图129)。输入轴中心开口3618的内表面3620限定阴承窝或配件3622。阴配件3622由柔性轴驱动组件(未示出)的配合的阳驱动配件接合以使小齿轮3610旋转,小齿轮3610继而通过正齿轮传动3640使旋转刀片3300旋转。
[齿轮箱外壳3113]
齿轮箱外壳3113包括大体上圆柱形的后部段3116(在远离刀片外壳3400的向后方向RW”上)和扩大的前安装部段3118(在朝着刀片外壳3400的向前方向FW”上)。齿轮箱外壳3113包括齿轮箱腔体或开口3114(图126),其限定从齿轮箱3113的前端部3140到后端部3142延伸穿过齿轮箱外壳3113的通孔3115。通孔3115大体上沿柄部组件纵向轴线LA”延伸,并且提供用于接纳小齿轮3610及其相关联的支撑轴承组件3638的腔体。
如在图126中可最佳看到的,当沿纵向轴线LA’观察时,限定通孔3115的齿轮箱外壳3113的内表面3150包括大体上圆柱形的中央区域3180。圆柱形中央区域3180包括相对于小齿轮的旋转轴线PGR”轴向间隔开的凹进区域3184、3186。凹进区域3184、3186接纳第一滚珠轴承组件3630和第二滚珠轴承组件3632的相应的外座圈并将相应的滚珠轴承组件保持到位。
齿轮箱外壳3113的内表面3150还包括与齿轮箱外壳3113的后端部3142相邻的带螺纹区域3156。内部带螺纹区域3156是齿轮箱外壳3113的圆柱形后部段3116的一部分,其接纳手件固持组件3250(下文所述)的框架螺钉3250的配合的外螺纹3258,以将手件3200固定到齿轮箱外壳3113。
如在图102和图124-126中可最佳看到的,齿轮箱外壳3113的前安装部段3118包括中部3120,中部3120实际上延续齿轮箱外壳3113的圆柱形后部段3116的减小直径部分3116a并且限定齿轮箱腔体3114和通孔3115的一部分。中央圆柱形部分3120包括与齿轮箱外壳3113的前端部3140共延的上部段3120a和从前端部3140凹进的下部段3120b。前安装部段3118另外包括向外且向下延伸的凸缘3122,其提供座置或安装表面以用于:1)刀片-刀片外壳组合3550;和2)小齿轮盖3190。延伸的凸缘3122限定L形刀片外壳安装基座3124。L形刀片外壳安装基座3124包括第一水平平坦座置或安装表面3126和第二竖直平坦座置或安装表面3128。水平平坦座置表面3126基本上平行于旋转刀片3300的旋转轴线R”且包括一对带螺纹开口3130(图125)。
为了将刀片-刀片外壳组合3550可移除地附连到齿轮箱外壳3113,刀片外壳3400的安装部段3402的上端部3408与L形刀片外壳安装基座3124的水平平坦座置表面3126附近对齐,并且刀片外壳安装部段3402的外壁3406与竖直平坦座置表面3128附近对齐。具体而言,刀片外壳安装部段3402的上端部3408和刀片外壳塞3440的上端部3440a与L形刀片外壳安装基座3124的水平平坦座置表面3126接触。另外,刀片外壳安装部段3402的基部3428的后表面3428b和刀片外壳塞3440的外壁3440d与L形刀片外壳安装基座3124的竖直平坦座置表面3128接触。
一对紧固件3434被定位成穿过刀片外壳安装部段3402的基部3428的相应开口3430,并且拧入水平座置表面3126的带螺纹开口3130中相应的一个中且拧紧直到紧贴。当刀片外壳3400被组装到齿轮箱外壳3113时,小齿轮3610的一组正齿轮齿3616与旋转刀片3300的从动正齿轮齿3330啮合接合,使得小齿轮3610绕其旋转轴线PGR”的旋转引起旋转刀片3300绕其旋转轴线R”的旋转。此外,如在图105中可最佳看到的,当组装好时,竖直平坦座置表面3128的下部3128a在在向下方向DW”上延伸到一对紧固件3434的相应头部下方。
如在图123和图124中可最佳看到的,齿轮箱组件3113的前端部3140限定大体上平坦的小齿轮安装或座置表面3132。小齿轮安装表面3132大体上竖直且基本上平行于L形刀片外壳安装基座3124的第二竖直平坦座置表面3128,其适于可释放地接纳小齿轮盖3190,小齿轮盖3190上覆小齿轮3610的齿轮头3614的一部分。
平坦的小齿轮安装表面3132包括中央弓形区域3134和从中央弓形区域3134向外延伸的一对径向延伸的翼部区域3136(图124)。延伸的翼部区域3136中的每一个包括带螺纹开口3138。带螺纹开口3138中的每一个接纳相应的带螺纹紧固件3170,带螺纹紧固件3170将小齿轮盖3190固定到小齿轮安装表面3132。
[小齿轮盖3190]
如在图124和图127中可最佳看到的,小齿轮盖3190包括向前表面或前表面3190a和向后表面或后表面3190b,并且还包括中心区域3194和一对延伸的翼部区域3198。延伸的翼部区域3198中的每一个包括开口3192。带螺纹紧固件3170穿过小齿轮盖3190的相应开口3192并拧入小齿轮安装表面3132中的带螺纹开口3138中,以将小齿轮盖3190固定到齿轮箱外壳3113。
如在图127中可见,中心区域3194中的小齿轮盖3190的前表面3190a凹进或为凹形(向内弯曲),使得中心区域2194大体上适形于旋转刀片3300的内壁3360的曲率半径。延伸的翼部区域3198中的小齿轮盖3190的前表面3190a为大体上平坦的。小齿轮盖3190的上穹窿区域3196(图124)上覆且适形于齿轮箱外壳3113的小齿轮盖安装表面3132的中央弓形表面3134,而小齿轮盖3190的延伸翼部区域3198上覆且适形于小齿轮盖安装表面3132的径向向外延伸区域3136。
当旋转刀3100处于组装状态时,小齿轮盖3190(图105)的底部表面3190c紧邻或接触刀片外壳安装部段3402的上端部3408并且紧邻旋转刀片主体3302的上端部3306。因此,小齿轮盖3190抑制碎屑进入小齿轮3610的齿轮头3614和旋转刀片3300的从动齿轮3328的区域。另外,小齿轮盖3190的底部表面3190c充当定位在刀片外壳3400的开口3420的间隙区域3420c(图114)的一部分上方的帽,以进一步抑制碎屑进入间隙区域3420c中的刀片从动齿轮2328内。
[柄部组件3110]
如在图102中最佳看到的,动力驱动旋转刀3100的柄部组件3110包括手件3200和手件固持组件3250。柄部组件3110沿纵向轴线LA”(图101和108)延伸,纵向轴线LA”基本上垂直于旋转刀片旋转轴线R”且与其相交。如在图102和图108中最佳看到的,手件3200包括外抓握表面3202和内表面3204。内表面3204限定通孔3206,通孔3206沿纵向轴线LA”在手件3200的前壁3214和扩大近端3210之间延伸。手件3200的内表面3204限定邻近前壁3214的多个花键3212和在多个花键3212后方或近端的台阶状肩部3408。
如在图108中可见,手件3200的扩大近端3210包括驱动轴闩锁组件3275,其在结构上类似于动力驱动旋转刀100和2100各自的驱动轴闩锁组件275和2275,用于将柔性轴驱动组件(类似于轴驱动组件700)可释放地固定到柄部组件3110。动力驱动旋转刀3100的驱动轴闩锁组件3275与动力驱动旋转刀100、2100的驱动轴闩锁组件275、2275之间的主要差异在于,驱动轴闩锁组件3275设置在手件3200的扩大近端3210中,而不是像动力驱动旋转刀100的情况那样设置在手件固持组件250的细长中心芯252的扩大近端部分260中。
动力驱动旋转刀3100的手件固持组件3250包括框架螺钉3252和在向后方向RW”上从框架螺钉3252延伸的卷簧3270。框架螺钉3252包括在框架螺钉3252的远端3256处的带螺纹外表面3258。如在图108中最佳看到的,框架螺钉3252的带螺纹外表面3258拧入齿轮箱外壳3113的圆柱形后部段3116的带螺纹内部区域3156中以将手件3200可释放地固定到齿轮箱外壳3113。当框架螺钉3252被拧入齿轮箱外壳3113的带螺纹内部区域3156中时,框架螺钉3252的向外延伸的中央卡圈3254抵靠手件3200的内表面3204的台阶状肩部3208,以防止手件3200在向后方向RW”上移动。同时,手件3200的前壁3214抵靠齿轮箱外壳3113的圆柱形后部段3116的肩部3164,以防止手件3200在向前方向FW”上移动。手件3200的内表面3204的多个花键3212与形成于齿轮箱外壳3113的外表面3160上的多个花键3162互配,以允许手件3200相对于齿轮箱外壳3113定位成绕柄部组件纵向轴线LA”的任何期望旋转取向。
[第四示例性实施例–动力驱动旋转刀4100]
[概述]
本公开的动力驱动旋转刀的第四示例性实施例大体上在图130-139中以4100处示出。动力驱动旋转刀4100包括柄部组件4110、可拆卸的头部组件4111和驱动机构4600。如在图131中最佳看到的,动力驱动旋转刀4100的头部组件4111包括齿轮箱组件4112、旋转刀片4300、刀片外壳4400和刀片-刀片外壳支撑或支承结构4500。刀片4300绕旋转轴线R”’在刀片外壳4400内旋转。
旋转刀片4300由刀片-刀片外壳支承结构4500支撑以相对于刀片外壳4400旋转,类似于动力驱动旋转刀100、2100、3100的刀片-刀片外壳支承结构500、2500、3500。在一个示例性实施例中,刀片-刀片外壳支承结构4500包括设置在环状通路4504(图142)中的细长滚动轴承带4502(图131-132和图141-142),环状通路4504形成于旋转刀片4300和刀片外壳4400各自的相对的支承表面4319、4459之间。滚动轴承带4502包括以间隔开的关系设置在柔性分离笼4508(图132)中的多个滚动轴承4506,例如滚珠轴承。备选地,刀片-刀片外壳支承结构4500可使用在环状通路4504中以首尾相接或间隔开关系设置的多个细长的滚动轴承带。
旋转刀片4300、刀片外壳4400和刀片-刀片外壳支承结构4500的组装后的组合将被称为刀片-刀片外壳组合4550(图140和图141),并且由刀片-刀片外壳支承结构4500限定的配合的支承表面、刀片支承表面4319、刀片外壳支承表面4459、以及支撑刀片4300以在刀片外壳4400中旋转的刀片外壳塞轴承座圈4446将被称为旋转刀支承组件4552(图139A和图142)。刀片-刀片外壳支承结构4500既将旋转刀片4300可释放地固定到刀片外壳4400,并且还提供支承结构,用于支撑旋转刀片4300以绕旋转轴线R”’旋转(图105和图108)。刀片-刀片外壳支承结构4500还限定刀片4300的旋转平面RP”’(图139),该平面基本上垂直于刀片旋转轴线R”’。
齿轮箱组件4112包括齿轮箱外壳4113,其支撑驱动机构4600的齿轮箱4602。齿轮箱组件4112还包括接纳齿轮箱外壳4113的框架主体4150和固连到框架主体4150以将齿轮箱外壳4113密封在框架主体4150内的框架主体底盖4190。柄部组件4110沿基本上垂直于且相交于刀片旋转轴线R”’的纵向轴线LA”’延伸,其包括手件4200和将手件4200固定到齿轮箱外壳4113的手件固持组件4250。柄部组件4110还包括设置在手件4200的扩大近端4210中的驱动轴闩锁组件4275。柄部组件4110、手件固持组件4250和驱动轴闩锁组件4275类似于动力驱动旋转刀3100的柄部组件3110、手件固持组件3250和驱动轴闩锁组件3275。
动力驱动旋转刀4100的齿轮箱4602包括齿轮系4204,类似于动力驱动旋转刀100、2100的齿轮系604、2604,齿轮系4204包括小齿轮4610和驱动齿轮4650。驱动齿轮4650为双齿轮,其包括由小齿轮4610驱动的第一锥齿轮4652。驱动齿轮4650还包括第二正齿轮4654,其接合旋转刀片4300的驱动齿轮4328,以通过正齿轮传动使旋转刀片3300绕刀片旋转轴线R”’旋转。
类似于上文所述的动力驱动旋转刀100,动力驱动旋转刀4100尤其适合与大外径旋转刀片一起使用。在动力驱动旋转刀4100和动力驱动旋转刀100之间存在以下差异:1)在动力驱动旋转刀4100中,环状旋转刀片4300的从动齿轮4328的一组齿轮齿4330设置在形成于刀片4300的主体部段4302的外壁4312中的支承表面4319上方。2)类似于动力驱动旋转刀100,动力驱动旋转刀4100的刀片外壳4400固定到框架主体4150的安装基座4152。然而,在动力驱动旋转刀100中,当齿轮箱外壳113在向前方向FW上沿纵向轴线LA相对于框架主体150移动时,框架主体150将齿轮箱外壳113接纳在框架主体150的腔体155中,一定程度上类似于梳妆台抽屉滑入梳妆台内。框架主体150围绕齿轮箱外壳113的顶部和底部两者。
相比之下,在动力驱动旋转刀4100中,框架主体4150和齿轮箱外壳4113之间的结构关系大体上类似于动力驱动旋转刀2100的框架主体2150和齿轮箱外壳2113之间的结构关系。具体而言,在动力驱动旋转刀4100中,框架主体4150限定承窝4156(图150)且具有开放的底壁4182。该构型允许框架主体4150在垂直于柄部组件纵向轴线LA”’的向下方向DW”’上(图148)移动以滑过齿轮箱外壳4113。薄的框架主体底盖4190固定到框架主体4150以覆盖、保护和支撑齿轮箱外壳2113。
动力驱动旋转刀4100的驱动机构4600的其它部件包括动力驱动旋转刀4100的头部组件4111和柄部组件4110外部的部件。这些外部部件包括驱动马达(未示出)和使小齿轮4610旋转的柔性轴驱动组件。动力驱动旋转刀4100的此类部件类似于结合动力驱动旋转刀100讨论的对应部件,例如,柔性轴驱动组件700和驱动马达800。为简明起见,下文将不详细描述基本上与动力驱动旋转刀100、3100和2100中任一个的对应部件和组件类似的动力驱动旋转刀4100的部件和组件。本领域的普通技术人员应理解,上文阐述的动力驱动旋转刀100、2100和3100的部件和组件的结构和功能的讨论适用于且并入下文讨论的动力驱动旋转刀4100的讨论中。
[旋转刀片4300]
如在图143和图144中最佳看到的,动力驱动旋转刀4100的旋转刀片4300为连续环状的,并且包括整体或一体式环状结构。旋转刀片4300为“平式”旋转刀片,但应当理解,动力驱动旋转刀4300可用于各种旋转刀片样式和尺寸,取决于具体的切割或修整应用。旋转刀片4300包括主体4302和从主体4302轴向延伸的刀片部段4304。刀片主体4302包括上端部4306和与上端部4306轴向间隔开的下端部4308。主体4302还包括内壁4310和与内壁4310径向间隔开的外壁4312。主体外壁4312限定刀片支承表面。在动力驱动旋转刀4100的一个示例性实施例中,刀片支承表面4319包括径向向内延伸进入外壁4312的刀片轴承座圈4320(在图144中最佳看到)。在一个示例性实施例中,刀轴承座圈4320在座圈4320的中部4324中限定大体上弓形的支承面4322。
旋转刀片主体4302的主体外壁4312还限定从动齿轮4328,其包括形成为在外壁的台阶部分4331中径向向外延伸的一组齿轮齿4330。台阶部分4331在轴向上位于轴承座圈4320上方,即,更靠近主体4302的第一上端部4306。在一个示例性实施例中,从动齿轮4328限定多个渐开线正齿轮齿4332。
有利地,刀片从动齿轮4328的一组齿轮齿4330与主体4302的上端部4306轴向间隔开且与主体4302的弓形轴承座圈4320轴向间隔开。为了最小化肉、骨和其它碎屑进入刀片4300的从动齿轮4328,设有径向向外延伸的突起或帽4334。如在图144中可最佳看到的,帽4334在横截面上为大体上矩形的,并且与从动齿轮4328轴向对齐且在从刀片主体4302的上端部4306观察时上覆从动齿轮4328。从动齿轮帽4334的上表面限定刀片主体4302的上端部4306,并且帽4334的成角度表面4335限定主体4302的外壁4312的一部分。概念性地,当刀片4300旋转时,一组齿轮齿4330的相应径向外表面4330a可被看作形成假想圆柱体4336(图144中示意性地示出)。从动齿轮帽4334从由一组齿轮齿4330限定的假想圆柱体4336略微径向向外延伸。另外,如在图144中也可看到的,刀片从动齿轮4328的一组齿轮齿4330从限定刀片轴承座圈4320的外壁4312的部分4340径向向外设置或成台阶状。
在旋转刀片4300中,刀片主体4302的第二端部4308在主体4302和刀片部段4304之间径向向内过渡。主体4302的第二端部4308由径向向内延伸的台阶或肩部4308a限定。刀片部段4304从主体4302的第二端部4308延伸并且包括在刀片部段4304的内端部4352处的刀片刀刃4350。可以看出,刀片部段4304包括内壁4354、径向间隔开的外壁4356以及在内壁4354和外壁4356之间的跨接部分4358。
旋转刀片主体内壁4310和刀片部段内壁4354一起形成从主体上端部4306延伸至刀刃4350的连续刀片内壁4360。刀片内壁4360在形状上为大体截头圆锥形,其在向下方向(在图144中标有DW”’)上会聚。刀片内壁4360限定动力驱动旋转刀4100的切割开口CO”’(图143)。
[刀片外壳4400]
在一个示例性实施例中且如在图140-141和图145-147中最佳看到的,动力驱动旋转刀4100的刀片外壳4400为连续环状的并且包括整体或一体式环状结构。刀片外壳4400包括安装部段4402和刀片支撑部段4450。
刀片外壳安装部段4402包括内壁4404和径向间隔开的外壁4406以及第一上端部4408和轴向间隔开的第二下端部4410。在安装部段4402的前端部4412、4414处,存在在安装部段的上端部4408、下端部4410和外壁4406与刀片支撑部段4450的对应的上端部、下端部和外壁之间过渡的渐缩区域4416、4418。刀片外壳安装部段4402包括两个安装插件4420(图132),其在安装部段4402的上端部4408和下端部4410之间延伸。安装插件4420限定带螺纹开口4422。当安装插件带螺纹开口4420由延伸穿过框架主体4150的弓形臂4160、4162的带螺纹开口4172的相应带螺纹紧固件4170接合时,刀片外壳4400被可释放地固定到齿轮箱组件4112。安装部段4402还包括在内壁4404和外壁4406之间径向延伸的开口4424。如在图146和图147中可最佳看到的,开口4424包括较窄的上部4426和较宽的下部4428。
开口4424的较窄上部4426尺寸设计成接纳齿轮系4604的驱动齿轮4650的正齿轮4654。正齿轮4654的齿轮齿4656与刀片从动齿轮4328的一组齿轮齿4330啮合以使刀片4300相对于刀片外壳4400旋转。开口4424的较宽下部4428尺寸设计成接纳刀片外壳塞4430(图131-132、图140和图145)。刀片外壳塞4430由两个螺钉4432(图132)可移除地固定到刀片外壳4400。螺钉4432穿过一对沉头开口4434,其从安装部段4402的上端部4408延伸至开口4424的下部4428并且接合刀片外壳塞4430的一对对齐的带螺纹开口4438。
刀片外壳4400还包括在外壁4406中的半圆形凹部4440(图140)。半圆形凹部4440径向向内几乎延伸至内壁4404并且为驱动齿轮4650的轴向定向的锥齿轮4652提供间隙。刀片外壳塞4430包括在塞4430的上表面4443中的凹部4442,以便为驱动齿轮4650的正齿轮4654提供间隙。在刀片外壳塞4430的径向外壁4445中的切口4444为可旋转地支撑驱动齿轮4650的齿轮箱4602的滚珠轴承支撑组件4660的紧固件4672提供间隙。
如在图142和图145-147中可最佳看到的,刀片支撑部段4450包括内壁4452和径向间隔开的外壁4454以及第一上端部4456和轴向间隔开的第二下端部4458。刀片支撑部段4450绕刀片外壳4400的整个360º圆周延伸。在安装部段4402的区域中的刀片支撑部段4450与安装部段4402的内壁4404的一部分(即,在图147中在标有IWBS”’的线之间的部分)为连续的且形成该部分。刀片支撑部段内壁4452限定支承表面。在动力驱动旋转刀4100的一个示例性实施例中,刀片外壳支承表面4459包括径向向内延伸进入内壁4452的轴承座圈4460。在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈4460的中部4462限定大体上弓形的支承面4464。刀片外壳塞4430的径向内壁4447的一部分(图145)限定刀片外壳轴承座圈4446,刀片外壳轴承座圈4446与刀片外壳轴承座圈4460对齐且延续刀片外壳轴承座圈4460,使得刀片外壳轴承座圈4460围绕刀片支撑部段4450的整个360º圆周为基本上连续的。
如在图142中最佳看到的,刀片外壳4400的刀片支撑部段内壁4452包括在轴向上位于刀片外壳轴承座圈4460上方的第一径向向外延伸凸棱4470。刀片支撑部段内壁4452还包括在第一径向向外延伸凸棱4470上方轴向地间隔开的第二径向向外延伸的成角度凸棱4472。第一凸棱4470和第二凸棱4472分别为一组齿轮齿4330的底部表面4362和从动齿轮帽4334的成角度表面4335提供座置区域,以便在将刀片4300从轴向上方定位在刀片外壳4400中并且刀片-刀片外壳支承结构4500的滚动轴承带4502尚未插入旋转刀片4300与刀片外壳4400之间的通路4504(图142)时支撑刀片4300。当然,应当理解,在滚动轴承带4502不插入旋转刀片4300和刀片外壳4400的相对的弓形支承面4322、4464之间的通路4504中的情况下,如果动力驱动旋转刀4100被上下颠倒,也就是说,从例如图130中所示的动力驱动旋转刀4100的取向上下颠倒,旋转刀片4300将掉出刀片外壳4400之外。
当刀片-刀片外壳支承结构4500的滚动轴承带4502被插入通路4504中时,如在图142中示意性地描绘的,在刀片外壳刀片支撑部段4450的内壁4452的成角度凸棱4472和旋转刀片主体4302的外壁4312的成角度表面4335之间存在小操作间隙。旋转刀片成角度表面4335和刀片外壳成角度凸棱4472的接近和形状形成一类迷宫密封,以抑制碎屑进入刀片4300的从动齿轮4328的区域中。如在图145-147中最佳看到的,刀片外壳安装部段4402的渐缩区域4416包括端口4480,用于注射用来在清洁过程期间清洁刀片外壳4400和刀片4300的清洁流体。端口4480从安装部段外壁4406中的入口开口4481延伸到安装部段内壁4404中的出口开口4482。出口开口4482与刀片外壳轴承座圈4460流体连通。
[齿轮箱组件4112]
齿轮箱组件4112是动力驱动旋转刀4100的头部组件4111的一部分且包括齿轮箱4602、齿轮箱外壳4113、框架主体4150和框架主体底盖4190。齿轮箱4602被支撑在齿轮箱外壳4113中,而齿轮箱外壳4113被接纳和支撑在框架主体4150和框架主体底盖4190的组合中。刀片-刀片外壳组合4550被可释放地固定到框架主体4150的弓形安装基座4152中以完成动力驱动旋转刀4100的头部组件4111。
齿轮箱4602包括齿轮系4604和用于可旋转地支撑齿轮系4604的齿轮的相关联的轴承支撑组件。动力驱动旋转刀4100的齿轮系4604类似于动力驱动旋转刀100、2100的齿轮系604、2604,因为齿轮系4604包括小齿轮4610和驱动齿轮4650。在一个示例性实施例中,支撑小齿轮4610以绕其旋转轴线PGR”’(图139A)旋转的动力驱动旋转刀4100的小齿轮轴承支撑组件4628不同于动力驱动旋转刀100、2100的小齿轮轴承支撑组件628和2628。相比之下,在一个示例性实施例中,支撑驱动齿轮4650以绕其旋转轴线DGR”’旋转的动力驱动旋转刀4100的驱动齿轮轴承支撑组件4660类似于动力驱动旋转刀100、2100的驱动齿轮轴承支撑组件660、2660。
小齿轮4610包括具有一组锥齿轮齿4616的齿轮头4614和从齿轮头4614向后延伸的输入轴4612。小齿轮4610的齿轮头4614接合驱动齿轮4650以驱动环状旋转刀片4300。齿轮箱驱动齿轮4650为双齿轮,其包括上部竖直或轴向地定向的锥齿轮4652和下部水平或径向地定向的正齿轮4654。驱动齿轮上锥齿轮4652接合小齿轮4610的齿轮头4614的一组锥齿轮齿4616并由该组锥齿轮齿4616可旋转地驱动。驱动齿轮下正齿轮4654限定多个驱动齿轮齿4656,其为与旋转刀片从动齿轮4328的渐开线齿轮齿4332啮合以使旋转刀片4300旋转的配合的渐开线齿轮齿。在驱动齿轮4650和旋转刀片4300之间的这种传动装置组合限定正齿轮渐开线齿轮传动4658(图139A)以使刀片4300旋转。
在一个示例性实施例中,小齿轮轴承支撑组件4628包括相对于纵向轴线LA”’轴向间隔开的第一和第二滚动或滚珠轴承组件4630、4632。这对轴向间隔开的滚动或滚珠轴承组件4630、4632嵌入齿轮箱外壳通孔4115中。如在图139A中最佳看到的,第一滚珠轴承组件4630设置在与齿轮头4614的台阶状肩部4617相邻的小齿轮输入轴的端部4634周围,并且第二滚珠轴承组件4632设置在小齿轮输入轴4612的相对端部4636周围。
类似于动力驱动旋转刀100的驱动齿轮650,驱动齿轮4650为具有轴向对齐的第一齿轮4652和一体的第二齿轮4654的双齿轮,驱动齿轮4650绕驱动齿轮旋转轴线DGR”’旋转(图139A)。驱动齿轮旋转轴线DGR”’基本上平行于旋转刀片旋转轴线R”’并且基本上垂直于且相交于小齿轮旋转轴线PGR”’和柄部组件纵向轴线LA”’。驱动齿轮4650的第一齿轮4652为锥齿轮并且包括与小齿轮4610的齿轮头4614的一组锥齿轮齿4616啮合的一组锥齿轮齿4653。第二齿轮4654包括正齿轮,该正齿轮包括一组渐开线齿轮齿4656。驱动齿轮4650的正齿轮4654和刀片4300的从动齿轮4328构成渐开线正齿轮传动,其具有基本上平行的相应的旋转轴线DGR”’、R”’。
驱动齿轮4650由轴承支撑组件4660(图133和图139A)支撑以便旋转,在一个示例性实施例中,轴承支撑组件4660包括滚珠轴承组件4662,类似于动力驱动旋转刀100、2100的滚珠轴承组件662、2662。滚珠轴承组件4662包括截留在内座圈4664和外座圈4664之间的多个滚珠4666。驱动齿轮4650的中心开口4670(图133)接纳滚珠轴承组件4662的外座圈4664。滚珠轴承组件4662由带螺纹紧固件4672固定到齿轮箱外壳4113,带螺纹紧固件4672拧入从齿轮箱外壳4113的倒U形前部段4118的底部部分4141延伸的向下延伸突起4142中的开口4140(图153)中。
[齿轮箱外壳4113]
在一个示例性实施例中,齿轮箱外壳4113(图133、图149和图153-154)包括圆柱形后部段4116(在远离刀片外壳4400的向后方向RW”’上)、倒U形前部段4118(在朝着刀片外壳4400的向前方向FW上)和在轴向上设置在倒U形前部段4118下方的大体上矩形的基部部段4120。齿轮箱外壳4113包括齿轮箱腔体或开口4114,其限定穿过齿轮箱外壳4113从齿轮箱外壳4113的后端部4122延伸到前端部4124的通孔4115。通孔4115大体上沿柄部组件纵向轴线LA”’延伸并且为小齿轮输入轴4612提供腔体。通孔4115包括轴向间隔开的凹部4126、4128,凹部4126、4128接纳用于支撑小齿轮4610以绕其旋转轴线PGR”’旋转的小齿轮滚珠轴承组件4630、4632。倒U形前部段4118和圆柱形后部段4116结合以限定齿轮箱外壳4113的上表面4130。
齿轮箱外壳4113的大体上矩形的基部4120从倒U形前部段4118向下(即,远离齿轮箱外壳上表面4130)延伸。如在图153和图154中可见,矩形基部4120包括前壁4120a、后壁4120b、上壁4120c、底壁4120d、外壁4120e和内壁4120f。前壁4120a、上壁4120c、底壁4120d和外壁4120e为大体上平面的。如在图153中最佳看到的,第一凹部4120g和第二凹部4120h径向向内延伸进入矩形基部4120的前壁4120a和齿轮箱外壳4113的倒U形前部段的底部部分4141。第一弓形凹部4120g为上凹部,即,上凹部120g邻近倒U形前部段4118的底部部分4141。第二弓形凹部4120h为下凹部并且延伸穿过矩形基部120的底壁120c。第一上凹部4120g为驱动齿轮4650的锥齿轮4652提供间隙,而比上凹部4120g宽的第二下凹部4120h为驱动齿轮4650的正齿轮4654提供间隙。
倒U形前部段4118的下部4141还包括在通孔4115和第一上凹部4120g之间提供通路的端口或开口4136。开口4136为锥齿轮4652的上部提供间隙并且提供用于从齿轮箱外壳4113的近端4122注射到通孔4115中的清洁流体的流通的通路,以进入第一凹部4120g和第二凹部4120h的区域用于清洁驱动齿轮4650。
倒U形前部段4118的底部部分4141包括向下延伸突起4142。向下延伸突起4142包括圆柱形杆部4143,其限定延伸穿过向下延伸突起4142的带螺纹开口4140。穿过带螺纹开口4140的中心轴线限定驱动齿轮4650的旋转轴线DGR”’且与其重合。带螺纹开口4140接纳紧固件4672以将驱动齿轮滚珠轴承组件4662固定到向下延伸突起4142。具体而言,驱动齿轮滚珠轴承组件4662的内座圈4664固定到圆柱形杆部4143。上弓形凹部4120g和下弓形凹部4120h以带螺纹开口4140的驱动齿轮旋转轴线DGR”’和中心轴线为中心。
如在图154中可见,齿轮箱外壳4113的圆柱形后部段4116的内表面4145限定与齿轮箱外壳4113的近端4122相邻的带螺纹区域4149。齿轮箱外壳4113的带螺纹区域4149接纳手件固持组件4250的框架螺钉4252的配合的带螺纹部分4258以将手件4200固定到齿轮箱外壳4113。齿轮箱外壳4113的圆柱形后部段4116的外表面4146限定多个轴向延伸的花键4148。
[框架主体4150]
框架主体4150(图148、图150和图151)包括从中心圆柱形区域4154向外延伸的一对弓形壁4160、4162。弓形壁4160、4162包括接纳一对带螺纹紧固件4170的相应的带螺纹开口4172。框架主体4150的前部或向前部分限定弓形安装基座4152。弓形安装基座4152提供座置区域4152a(图148)以接纳刀片外壳4400的安装部段4402。具体而言,安装基座4152包括内壁4174、在向前方向FW”’上从内壁4174的上端部径向延伸的上壁4176、以及在向前方向FW”’上从内壁4174的下端部径向延伸的下壁或凸棱4178。
框架主体4150在齿轮箱外壳4113的上表面4130上向下滑动。框架主体4150的中心圆柱形区域4154限定内承窝4156。限定承窝4156的框架主体4150的内表面4158被构造和成轮廓为紧贴地配合在齿轮箱外壳4113的上表面4130上且接合上表面4130,即,框架主体承窝4156被构造成使得内表面4158接合圆柱形后部段4116、倒U形前部段4118和齿轮箱外壳4113的矩形基部4120。当齿轮箱外壳4113被接纳在框架主体4150中时,框架主体承窝5156上覆齿轮箱外壳基部4120的外壁4120e,并且框架主体4150的底壁4182的凹进部分4180(图150和图151)与齿轮箱外壳基部4120的底壁4120(图153)齐平。
框架主体4150的内表面4158的颈缩或较小直径区域4158a(图151)紧贴地配合在齿轮箱外壳4113的圆柱形后部段4116的上部4132(图149和图154)上。框架主体4150的内表面4158的较大直径区域4158b紧密地配合在齿轮箱外壳4113的倒U形前部段4118的上部4134上。如在图139A中最佳看到的,用于小齿轮4610的齿轮头4614的间隙由在由框架主体4150的内表面158限定的前壁4158c(图150)和齿轮箱外壳4113的倒U形前部段4118的前壁4138之间的空间或空隙提供。倒U形前部段41118的前壁4138限定齿轮箱外壳4113的远端4124。
当框架主体4150滑到齿轮箱外壳4113上时,框架主体4150的内表面4158的一对平行的水平凸棱4186搁置在齿轮箱外壳4113的基底部段4120的上壁4120c上,以防止齿轮箱外壳4113相对于框架主体4150在向上方向UP”’上的相对移动。形成于圆柱形后部段4116和倒U形前部段4118之间的台阶状肩部4147(图154)邻接形成于框架主体4150的内表面4158的小直径部分4158a和大直径部分4158b之间的台阶状肩部,以防止齿轮箱外壳4113相对于框架主体4150在向后方向RW”’上的移动。
[框架主体底盖4190]
在使框架主体4150滑过齿轮箱外壳4113之后,框架主体4150由框架主体底盖4190相对于齿轮箱外壳4113固定到位(图148和图152)。框架主体底盖4190配合框架主体4150的底部表面4182的凹进部分4180。一对带螺纹紧固件4192穿过框架主体底盖4190中相应的开口4194并拧入框架主体4150的凹进部分4180中对齐的一对带螺纹开口4184。当紧固件4192拧入框架主体4150的开口4184中时,底盖4190的上表面4196抵靠齿轮箱外壳4113的基部部段4120的底壁4120d并抵靠框架主体4150的底部表面4182的凹进部分4180,以将齿轮箱外壳4113固定到框架主体4150。
如在图138中可最佳看到的,当安装框架主体底盖4190时,底盖4190的下表面4195(图148)与框架主体4150的底部表面4182大体上齐平。在框架主体底盖4190的上表面4196中的凹部4196a(图152)为紧固件4672提供间隙,紧固件4672支撑齿轮箱602的驱动齿轮滚珠轴承支撑组件4662。
[将刀片–刀片外壳组合固定到齿轮箱外壳]
框架主体4150将刀片-刀片外壳组合4550可释放地固定到齿轮箱外壳4113。当刀片-刀片外壳组合4550被组装好并且刀片外壳4400的安装部段4402被正确对齐并移入至与框架主体4150的弓形安装基座4152接合时:1)刀片外壳安装部段4402的外壁4406抵靠弓形安装基座4152的内壁4174和齿轮箱外壳4113的基部部段4120的面向前的壁4120a(图153);2)刀片外壳安装部段4402的第一上端部4408抵靠弓形安装基座4152的上壁4176;并且3)刀片外壳安装部段402的外壁406的径向向内台阶部分406a抵靠框架主体4150的弓形安装基座4152的径向向外伸出的安装基座下壁或凸棱4178(图133、图148和图151)的上面和前面。
框架主体底盖4190包括形成于底盖4190的前壁4197a中的径向向外伸出的台阶部分4197(图152),其延续弓形安装基座4152的下壁或凸棱4178并且也横跨在框架主体4150的底部表面4182上的间隔开的轴向凹进部分4180延续框架主体4150的弓形安装基座4152的内壁4174的一部分。
框架主体4150的弓形壁4160、4162的一对紧固件4170被拧入刀片外壳安装部段4402的安装插件4420的相应的带螺纹开口4422中,以将刀片-刀片外壳组合4550固定到框架主体4150,从而将刀片-刀片外壳组合4550联接到齿轮箱外壳4113。
框架主体4150的中心圆柱形区域4154的前壁4154a(图133、图148和图151)包括支撑包钢组件4199的突起4198。图130和图131中示意性地示出的动力驱动旋转刀4100的包钢组件在结构和功能上类似于动力驱动旋转刀100的包钢组件199。
[柄部组件4110]
如在图131中最佳看到的,动力驱动旋转刀4100的柄部组件4110包括手件4200和手件固持组件4250。柄部组件4110沿纵向轴线LA”’延伸。如在图131和图139中最佳看到的,柄部组件4110的手件4200包括外抓握表面4202和内表面4204。内表面4204限定通孔4206,通孔4206沿纵向轴线LA”’在手件4200的前壁4214和扩大近端4210之间延伸。手件4200的内表面4204限定邻近前壁4214的多个花键4212和在多个花键4212后方或近端的台阶状肩部4408。
如在图131中可见,手件4200的扩大近端4210包括驱动轴闩锁组件4275,其在结构上类似于动力驱动旋转刀3200的驱动轴闩锁组件4275,用于将柔性轴驱动组件(类似于动力驱动旋转刀100的轴驱动组件700)可释放地固定到柄部组件4110。
动力驱动旋转刀4100的手件固持组件4250类似于动力驱动旋转刀3100的手件固持组件3250。具体而言,柄部组件4100的手件固持组件4250包括框架螺钉4252和在向后方向RW”’上从框架螺钉4252延伸的卷簧4270。框架螺钉4252包括在框架螺钉4252的远端4256处的带螺纹外表面4258。如在图139中最佳看到的,框架螺钉4252的带螺纹外表面4258拧入限定在齿轮箱外壳4113的圆柱形后部段4116的圆柱形后部段的内表面4145上的带螺纹区域4149中,以将手件4200可释放地固定到齿轮箱外壳4113。
当框架螺钉4252被拧入齿轮箱外壳4113的带螺纹内部区域4149中时,框架螺钉4252的向外延伸的中央卡圈4254抵靠手件4200的内表面4204的台阶状肩部4208,以防止手件4200在向后方向RW”’上移动。同时,手件4200的前壁4214抵靠齿轮箱外壳4113的圆柱形后部段4116的肩部4144(图154)并抵靠框架主体4150的后壁4159(图150),以防止手件4200在向前方向FW”’上移动。
齿轮箱外壳4113的多个花键4148接受形成于手件4200的内表面4204上的多个花键4212并与其互配。共同作用的齿轮箱外壳4113的多个花键4148和手件4200的多个花键4212允许手件4200相对于齿轮箱外壳4113定向在绕柄部组件纵向轴线LA”’的任何期望旋转位置处。
[第五示例性实施例-动力驱动旋转刀5100]
[概述]
本公开的动力驱动旋转刀的第五示例性实施例在图155和图156中以5100大体示出。动力驱动旋转刀5100包括柄部组件5110、可拆卸的头部组件5111和驱动机构5600。在图157-165中最佳看到的动力驱动旋转刀5100的头部组件5111包括齿轮箱组件5112、旋转刀片5300、刀片外壳5400和刀片-刀片外壳支撑或支承结构5500。动力驱动旋转刀5100在构型和功能上类似于第二实施例的动力驱动旋转刀2100,如动力驱动旋转刀2110那样尤其适合与小直径旋转刀片一起使用。
旋转刀片5300由刀片-刀片外壳支承结构5500支撑以相对于刀片外壳5400旋转,这类似于动力驱动旋转刀2100的刀片-刀片外壳支承结构2500。在一个示例性实施例中,刀片-刀片外壳支承结构5500包括设置在环状通路5504(图175)中的细长滚动轴承带(图174和图175),环状通路5504形成于旋转刀片5300和刀片外壳5400各自的相对的支承表面5319、5459之间。如于动力驱动旋转刀2100的细长滚动轴承带2502那样,细长滚动轴承带5502包括多个滚动轴承5506,其以间隔开的关系可旋转地支撑在设置于柔性分离笼5508中的柔性分离笼5508中。
旋转刀片2300、刀片外壳2400和刀片-刀片外壳支承结构2500的组装后的组合将被称为刀片-刀片外壳组合5550(图166-173)。刀片-刀片外壳支承结构5500将旋转刀片5300可释放地固定到刀片外壳5400并且提供支承结构,用于支撑旋转刀片5300以绕旋转轴线R””旋转(图155和图164)。
齿轮箱组件5112包括齿轮箱外壳5113和限定齿轮系5604的齿轮箱5602。类似于动力驱动旋转刀2100的齿轮系2604,动力驱动旋转刀5100的齿轮系5604包括小齿轮5610和驱动齿轮5650。小齿轮5610由柔性轴驱动组件(未示出)绕小齿轮旋转轴线PGR””(图164)可旋转地驱动。柔性轴驱动组件(未示出)类似于动力驱动旋转刀100的柔性轴驱动组件700。
小齿轮5610的齿轮头5614继而绕驱动齿轮旋转轴线DGR””(图164)可旋转地驱动驱动齿轮5650。与动力驱动旋转刀2100的齿轮系2604的情况一样,驱动齿轮5650为双齿轮,其包括第一上锥齿轮5652,第一上锥齿轮5652与小齿轮5610的齿轮头5614的一组锥齿轮齿5616啮合以使驱动齿轮5650旋转,而驱动齿轮5650的第二下正齿轮5654接合旋转刀片5300的驱动齿轮5328,从而形成渐开线齿轮传动5658(图164)以使刀片5300绕其旋转轴线R””旋转。驱动齿轮5650的上锥齿轮5632和下正齿轮5654与驱动齿轮旋转轴线DGR””同心且相对于旋转轴线DGR””轴向间隔开。
动力驱动旋转刀2100的驱动机构5600的其它部件包括动力驱动旋转刀5100的头部组件5111和柄部组件5110外部的部件。这些外部部件包括驱动马达(未示出)和使小齿轮5610旋转的柔性轴驱动组件(未示出)。动力驱动旋转刀5100的此类部件类似于结合动力驱动旋转刀100讨论的对应部件,例如,柔性轴驱动组件700和驱动马达800。
如在图156中最佳看到的,动力驱动旋转刀5100的柄部组件5110包括手件5200和手件固持组件5250,类似于动力驱动旋转刀2100的手件2200和手件固持组件2250。柄部组件5110沿纵向轴线LA””(图155和图164)延伸,纵向轴线LA””基本上垂直于且相交于旋转刀片旋转轴线R””。手件固持组件5250包括细长中心芯2252和柄部间隔环5290。细长中心芯5252包括外表面5256,外表面5256包括在芯5252的远端5264处的带螺纹部分5262。细长芯5252的带螺纹部分5262拧入形成于齿轮箱外壳5113的圆柱形后部段5116的内表面5145上的螺纹5149(图204)中,以将手件5200固定到齿轮箱外壳5113。
手件固持组件5250的细长芯5252包括驱动轴闩锁机构5275(图155和图156),类似于动力驱动旋转刀100、2100的驱动轴闩锁机构275、2275。驱动轴闩锁机构5275包括可滑动闩锁5276,其用来将轴驱动组件固定到动力驱动旋转刀5100的柄部组件5110。
在动力驱动旋转刀5100和此前讨论的动力驱动旋转刀2100之间的主要差异之一涉及轴承座圈和相应的旋转刀片2300、5300的一组正齿轮齿的相对定位或位置。具体而言,如在图71中可最佳看到的,在动力驱动旋转刀2100的旋转刀片2300中,支承表面2319在轴向上位于从动齿轮2328上方,即,支承表面2319比从动齿轮2328定位为更靠近刀片主体2302的上端部2306处。相比之下,如在图175中可最佳看到的,在动力驱动旋转刀5300的旋转刀片5300中,支承表面5319在轴向上位于刀片5300的从动齿轮5328下方,即,从动齿轮5328比支承表面5319更靠近刀片5300的主体5302的上端部5306。然而,应注意,从动齿轮5328在轴向上仍与刀片主体5302的上端部5306间隔开。
在动力驱动旋转刀5100中,旋转刀片5300的从动齿轮5328比动力旋转刀2100的旋转刀片2300的从动齿轮2328的情况定位成更靠近刀片主体5302的上端部5306。这导致齿轮箱组件5112的多个修改形式,其包括齿轮箱外壳5113、框架主体5150和框架主体底盖5190的构型。相比刀片外壳2400和齿轮箱外壳2113在动力驱动旋转刀2100中的相对位置,刀片外壳5400相对于齿轮箱外壳5113的位置较低(即,在图161中在向下方向DW””上)。刀片外壳5400相对于齿轮箱外壳5113的较低位置有助于旋转刀片5300的从动齿轮5328与驱动齿轮5650的下正齿轮5654的正确啮合(如在图164的示意性剖视图中可看到的)。
为了最小化动力驱动旋转刀5100的刀片外壳5400必须相对于齿轮箱外壳5113降低的量并且仍具有旋转刀片5300的从动齿轮5328与驱动齿轮5650的下正齿轮5654的正确对齐,动力驱动旋转刀5100的传动系5604的小齿轮5610和驱动齿轮5650定位成在齿轮箱外壳5113中比动力驱动旋转刀2100的传动系2604的小齿轮2610和驱动齿轮2650的情况略高(即,在图161中的向上位置UP””)。也就是说,相比动力驱动旋转刀2100的齿轮箱外壳2113的通孔2115,接纳小齿轮5610的齿轮箱外壳5113的通孔5115在齿轮箱外壳5113内略微向上升高。
在动力驱动旋转刀5100中,相比动力驱动旋转刀2100的小齿轮轴承支撑组件5630的较大套筒衬套2632,将小齿轮5610和驱动齿轮5650相对于齿轮箱外壳5113升高通过改变小齿轮轴承支撑组件5630的较大套筒衬套5632来实现。较大套筒衬套5632包括圆柱形主体5637和环状前头部5636。套筒衬套5632的中心开口5634接纳小齿轮5610的输入轴5612。环状前头部5636包括平坦部5638,以防止套筒衬套5632随小齿轮5610的旋转而旋转。
在对动力驱动旋转刀2100的对应套筒衬套2632的构型的修改中,在动力驱动旋转刀5100的套筒衬套5632中,纵向凹部5639形成于圆柱形主体5637的上表面5639a中。如在图212中可最佳看到的,纵向凹部5639基本上延续环状前头部5636的平坦部5638的上表面。这允许通孔5114和套筒衬套5632均在齿轮箱外壳5113中定位得比没有纵向凹部5639时的情况略高。由于通孔5115和套筒衬套5632在齿轮箱外壳5113内的位置决定了小齿轮5610的位置,相比小齿轮2610和齿轮箱外壳2113在动力驱动旋转刀2100中的相对位置,小齿轮5610在齿轮箱外壳5113内定位得较高。
由于小齿轮5610和驱动齿轮5650与动力驱动旋转刀2100的小齿轮2610和驱动齿轮2650基本上相同,小齿轮5610在齿轮箱外壳5113内的较高位置也允许驱动齿轮5650的位置相对于齿轮箱外壳5113对应地升高。回想驱动齿轮5650的上锥齿轮5652与小齿轮5610的齿轮头5614啮合。升高驱动齿轮5650相对于齿轮箱外壳5113的位置和降低刀片外壳5400相对于齿轮箱外壳51113的位置允许驱动齿轮5650的下正齿轮5654与旋转刀片5300的从动齿轮5328正确啮合,如在图164中可见。
动力驱动旋转刀5100的头部组件5111类似于动力驱动旋转刀2100的头部组件2111,因为两者均具有比例如动力驱动旋转刀100的头部组件111更小的物理“占有面积”。然而,应当认识到,如果需要,动力驱动旋转刀5100可以有效地用于大直径旋转刀片,就像动力驱动旋转刀100可(如果需要)有效地用于小直径旋转刀片一样。
为简明起见,下文将不详细描述与动力驱动旋转刀2100和/或动力驱动旋转刀100的对应部件和组件基本上类似的动力驱动旋转刀5100的部件和组件,例如,柄部组件5110、刀片-刀片外壳结构5500、驱动机构5600、齿轮系5604、柔性轴驱动组件、以及驱动马达等。本领域的普通技术人员应理解,上文阐述的动力驱动旋转刀100、2100、3100和4100的部件和组件的结构和功能的讨论适用于且并入下文阐述的动力驱动旋转刀5100的讨论中。
[旋转刀片5300]
在一个示例性实施例中且如图176-179中最佳看到的,动力驱动旋转刀5100的旋转刀片5300为一体式连续环状结构,其被支撑以用于绕旋转轴线R””旋转。旋转刀片5300包括主体部段5302和从主体5302轴向延伸的刀片部段5304。旋转刀片5300的主体5302包括上端部5306和与上端部5306轴向间隔开的下端部5308。刀片主体5302还包括内壁5310和与内壁5310径向间隔开的外壁5312。旋转刀片5300的刀片部段5304包括限定在刀片部段5304的远端部分5352处的刀刃5350。刀片部段5304还包括内壁5354和轴向间隔开的外壁5356。短的成角度部分5358跨接内壁5354和外壁5356。如在图179中可最佳看到的,刀刃5350形成于短的成角度部分5358和刀片部段内壁5354的相交处。旋转刀片5300限定内壁5360,内壁5360由主体5302的内壁5310和刀片部段5304的内壁5354形成。在一个示例性实施例中,旋转刀片5300包括在内壁5360的主体区域中的拐点或不连续点5360a,但应当理解,根据旋转刀片5300的具体构型,刀片可形成为使得在内壁5360中不存在不连续点。
旋转刀片5300为“直刀片”式旋转刀片。然而,应当认识到,可在动力驱动旋转刀5100中使用其它旋转刀片样式。主体外壁5312的径向向内台阶5314(图179)在刀片主体5302的径向较窄的上部齿轮和轴承区域5316与主体5302的径向较宽的下部支撑区域5318之间限定分界线。如在图179中可见,上部齿轮和轴承区域5316在横截面上较窄,从由刀片主体外壁5312限定的下部支撑区域5318的最外径向范围5318a向内凹进。在一个示例性实施例中,上部齿轮和轴承区域5316在横截面上为大体矩形,并且包括径向较薄的上部段5316a、大体上竖直或轴向延伸的中部段5316b、以及大体上竖直延伸的下部段5316c。可以看出,上部齿轮和轴承区域5316的中部段5316b相对于外壁5312的最外径向范围5318a径向凹进。上部齿轮和轴承区域5316的下部段5316c和上部段5316a均相对于中部段5316b径向凹进。
旋转刀片5300包括支承表面5319。在动力驱动旋转刀5100的一个示例性实施例中且如在图175和图179中可最佳看到的,旋转刀片支承表面5319包括轴承座圈5320,其由在上部齿轮和轴承区域5316的下部段5316b中的外壁5312限定且径向向内延伸进入外壁5312中。在一个示例性实施例中,刀轴承座圈5320在轴承座圈5320的中部5324中限定大体上弓形的支承面5322。可以看出,上部齿轮和轴承区域5316的下部段5316c包括分别在轴承座圈5320上方和下方轴向延伸的竖直部分5326a、5326b。
在旋转刀片主体5302的上部齿轮和轴承区域5316的中部段5316b中的主体外壁5312限定从动齿轮5328,其包括形成为在外壁的台阶部分5331中径向向外延伸的一组齿轮齿5330。从动齿轮5328在轴向上在轴承座圈5320上方,即,更靠近刀片主体5302的第一上端部5306。在一个示例性实施例中,从动齿轮5328限定多个竖直或轴向定向的正齿轮齿5332。
有利地,如在图179中可见,旋转刀片从动齿轮5328的一组齿轮齿5330和刀片轴承座圈5320均由上部齿轮和轴承区域5316的凹进上部段5316a与旋转刀片主体5302的上端部5306轴向间隔开。从动齿轮5328还由上部齿轮和轴承区域5316的中部段5316b的竖直部分5317和上部齿轮和轴承区域5316的轴承座圈5320上方的下部段5316c的上部竖直部分5326a与主体5302的弓形轴承座圈5320轴向间隔开。刀片轴承座圈5320还由刀片主体5302的下部支撑部分5318和轴承座圈5320下方的下部段5316c的下部竖直部分5326b有利地与刀片主体5302的下端部5308轴向间隔开。
旋转刀片5300的从动齿轮5328的一组齿轮齿5330与刀片主体5302的上端部5306轴向间隔开。这有利地保护一组齿轮齿5330不受损坏,如常规旋转刀片的情况那样,当一组齿轮齿5330定位在旋转刀片5300的刀片主体5302的上端部5306处时,它们将会暴露于这种损坏。另外,将一组齿轮齿5330与刀片主体5302的轴向端部5306、5308间隔开阻止或减轻了在切割过程期间产生的碎屑迁移到刀片从动齿轮5328的区域中。在刀片从动齿轮5328的区域中的碎屑可造成或促成许多问题,包括刀片振动、从动齿轮5328或齿轮系5604的配合的驱动齿轮5650的过早磨损、以及碎屑的“烧熟”。
存在与将刀片轴承座圈5320从刀片主体5302的上端部5306和下端部5308轴向间隔开有关的类似优点。如下文将说明的,旋转刀片主体5302和刀片外壳5400被构造成提供径向延伸的突起或帽,该突起或帽提供一类迷宫密封以阻止碎屑进入刀片从动齿轮5328和刀片-刀片外壳支承结构5500的区域中。这些迷宫密封结构通过将刀片驱动齿轮5328和刀片轴承座圈5320与旋转刀片5300的刀片主体5302的上端部5306和下端部5308轴向间隔开而变得有利。
如在图164中可最佳看到的,齿轮系5604的驱动齿轮5650的下正齿轮5654与刀片从动齿轮5328的正齿轮齿5332啮合,以使旋转刀片5300相对于刀片旋转轴线R””旋转。这种传动装置组合限定渐开线正齿轮传动,如此前结合动力驱动旋转刀2100的驱动机构2600的齿轮系2604所描述的。
如在图179中可最佳看到的,为了阻止在切割/修整操作期间产生的肉、骨和/或软骨的碎片或碎块、和/或其它碎屑进入旋转刀片5300的从动齿轮5328和轴承座圈5320中,在刀片主体5318的下部支撑部分中的外壁5312包括径向向外延伸的突起或帽5318b。向外延伸的帽5318b包括旋转刀片主体5302的下部支撑部分5318的最外径向范围5818a。如在图179中可最佳看到的,帽5318b与一组齿轮齿5330的至少一部分轴向对齐,并且当在向上方向UP””上从刀片主体5302的下端部5308观察时上覆该至少一部分。当在三个维度中观察时,一组齿轮齿5330的径向外表面5330a限定第一假想圆柱体5346(在图179中的虚线中示意性地示出)。当在三个维度中观察时,一组齿轮齿5330的径向内表面5330b限定第二较小直径的假想圆柱体5347(也在图179中的虚线中示意性地示出)。
在向上方向UP””上从刀片主体5302的下端部5308观察,帽5318b与限定在第一假想圆柱体5346和第二较小直径圆柱体5347之间的环带5349的至少一部分对齐且上覆该至少一部分。由于环带5349与由一组齿轮齿5330占据的体积重合,帽5318b与一组齿轮齿5330的至少一部分对齐且上覆该至少一部分。此外,帽5318b径向向外延伸超出由一组齿轮齿5330的径向外表面5330a限定的假想圆柱体5346。
如在图175中可最佳示意性地看到的,向外延伸的帽5318b与刀片外壳5400的刀片支撑部段5450的底壁或端部5458的至少一部分轴向对齐且上覆该至少一部分,以形成一类迷宫密封并最小化碎屑进入从动齿轮5328和限定在刀片支承表面5319与刀片外壳支承表面5459之间的环状通路5504的区域中。旋转刀片主体5302的重叠帽5318a和刀片外壳5400的刀片支撑部段5450的底壁5458抑制碎屑进入旋转刀片5300的刀片主体5302的外壁5312和刀片外壳5400之间并逐渐进入刀片从动齿轮5328和环状通路5504的区域中。如在图175中示意性地最佳看到的,出于间隙目的,在帽5318b的上表面5318c和刀片外壳刀片支撑部段5450的底壁5458之间存在小轴向空隙。帽5318c的上表面5318c是在刀片主体5302的上部齿轮和轴承部分5316与刀片主体5302的下部支撑部分5318之间限定分界线的径向向内台阶5314的一部分。刀片内壁5360的上部限定动力驱动旋转刀5100的切割开口CO””(图157、图159和图160)。
[刀片外壳5400]
在一个示例性实施例中且如在图181-185中最佳看到的,动力驱动旋转刀5100的刀片外壳5400包括一体式连续环状结构,该结构包括安装部段5402和刀片支撑部段5450。在一个示例性实施例中,刀片外壳5400围绕其周边为连续的。刀片-刀片外壳支承结构5500将旋转刀片5300固定到刀片外壳5400。因此,刀片5300从刀片外壳5400的移除通过从动力驱动旋转刀5100移除刀片-刀片外壳支承结构5500的细长滚动轴承带5502来实现。刀片-刀片外壳支承结构5500允许使用连续的刀片外壳5400,因为不需要扩大刀片外壳直径来从刀片外壳5400移除刀片5300。
刀片外壳5400的安装部段5402从刀片支撑部段5450径向向外延伸且对着大约120º的角度。换句话说,安装部段5402绕刀片外壳5400的圆周延伸路径的大约1/3。安装部段5402在轴向上厚于且在径向上宽于刀片支撑部段5450。
刀片外壳安装部段2402包括内壁5404和径向间隔开的外壁5406以及第一上端部5408和轴向间隔开的第二下端部5410。在安装部段5402的前端部5412、5414处,存在在安装部段5402的上端部5408、下端部5410和外壁5406与刀片支撑部段5450的对应的上端部5456、下端部5458和外壁5454之间过渡的渐缩区域5416、5418(图181)。安装部段5402限定在内壁5404和外壁5406之间径向延伸的开口5420(图180和图183)。径向延伸的开口5420由直立支撑件或基座5422和跨接基座5422的基部5428的上表面5428a界定并在它们之间延伸。基座5422从基部5428的上表面5428a轴向向上延伸。
如在图180和图181中可最佳看到的,基部5428和基部5428上方的基座5422一起在安装部段5402的上端部5408和下端部5410之间限定两个轴向延伸的孔口5430。基部孔口5430接纳一对带螺纹的紧固件或螺钉5434。带螺纹的紧固件5434穿过基部孔口5430并拧入由齿轮箱外壳5113的前安装部分5120限定的L形安装基座5132(图158和图203)的水平平坦座置表面5133的相应的带螺纹开口5130中,以将刀片-刀片外壳组合5550可释放地固定到头部组件5111的齿轮箱外壳5113。当刀片-刀片外壳组合5550使用带螺纹紧固件固定到齿轮箱外壳5113时,刀片外壳5400的安装部段5402的上端部5408座置在齿轮箱外壳5113的前安装部分5120的L形安装基座5132的水平平坦座置表面5133上。刀片外壳5400的安装部段5402的外壁5406座置在齿轮箱外壳5113的前安装部分5120的L形安装基座5132的竖直平坦座置表面5134上。
刀片外壳安装部段5402的径向延伸开口5420包括较窄的上部5420a和较宽的下部5420b。开口5420的相对宽度由基座5422的面向后的表面5438限定,该表面包括刀片外壳安装部分5402的外壁5406的一部分。开口5420尺寸设计成接纳可移除的刀片外壳塞5440(图186-189)。刀片外壳塞5440被可移除地接纳在安装部段开口5420中。当刀片外壳塞5440从开口5420被移除时,向刀片-刀片外壳支承结构5500的细长滚动轴承带5502提供了通路。
刀片外壳塞5440定位在开口5420中且通过一对定位螺钉5446(图165)可释放地附连到刀片外壳5400,定位螺钉5446在拧紧时抵靠安装部段基部5428的上表面5428a。形成于刀片外壳塞5440的相对两侧5440e、5440f中的台阶状肩部5441抵靠一对基座5422的配合的台阶状肩部5424,以将刀片外壳塞5440相对于刀片外壳安装部段开口5420固定。当安装在刀片外壳安装部段开口5420中时,刀片外壳塞5440抑制在切割/修整操作期间产生的碎屑(例如,脂肪、软骨、骨等的碎块或碎片)和其它异物迁移到和积聚在刀片-刀片外壳支承结构5500的细长滚动轴承带5502或旋转刀片5300的从动齿轮5328上面或附近。
如在图185中可最佳看到的,刀片支撑部段5450包括内壁5452和径向间隔开的外壁5454以及第一上端部5456和轴向间隔开的第二下端部5458。刀片支撑部段5450绕刀片外壳5400的整个360º圆周延伸。在安装部段5402的区域中的刀片支撑部段5450与安装部段5402的内壁5404的一部分连续且形成该部分。刀片支撑部段内壁5452限定支承表面5459。在动力驱动旋转刀5100的一个示例性实施例中且如图185中最佳看到的,刀片外壳5400的支承表面5459包括径向向内延伸进入内壁5452的轴承座圈5460。在一个示例性实施例中,刀片外壳轴承座圈5460的中部5462限定大体弓形的支承面5464。
如在图175和图185中可最佳看到的,刀片支撑部段上端部5456限定径向向内延伸的突起或帽5456a,其轴向地上覆旋转刀片5300的从动齿轮5328和轴承座圈5320的至少部分。刀片外壳5400的突起或帽5456a与旋转刀片5300的从动齿轮5328和轴承座圈5320的重叠保护刀片-刀片外壳支承结构2550、刀片5300和刀片外壳5400各自的轴承座圈5320、5460、以及刀片5300的从动齿轮5328。
具体而言,刀片外壳2400的帽2456a和旋转刀片主体2402的向内台阶部分2348的重叠形成一类迷宫密封,其中向内台阶部分2348在齿轮和轴承部分5316的凹进上部段5316a和从动齿轮5328的一组齿轮齿5330的上表面5330c之间延伸。该迷宫密封抑制由切割和修整操作产生的碎屑和其它异物进入环状通路5504,该环状通路5504在旋转刀片5300和刀片外壳5400的面对的支承表面5319、5459之间,并且刀片-刀片外壳支承结构5500的滚动轴承带5502穿过该环状通路5504。如在图175中最佳示意性地看到的,为间隙目的,在刀片外壳5400的支承区域帽5456a的末端5456b和旋转刀片主体5302的齿轮和轴承部分5316的凹进上部段5316a之间存在小径向空隙。
如在图185中可最佳看到的,有利地,刀片外壳轴承座圈5460与刀片支撑部段5450的上端部5456和下端部5458两者轴向间隔开。具体而言,存在在刀片外壳轴承座圈5460和帽5456a之间轴向延伸的刀片支撑部段5450的内壁5452的部分5466,并且存在在轴承座圈5460和刀片支撑部段下端部5458之间轴向延伸的内壁5452的轴向延伸部分5468。
如在图184中最佳看到的,刀片外壳安装部段5402的右侧渐缩区域5416和左侧渐缩区域5418均包括清洁端口5480,用于注射用来在清洁过程期间清洁刀片外壳5400和刀片5300的清洁流体。每一个清洁端口5480包括在安装部段5402的外壁5406中的入口开口5481并且延伸穿过到安装部段5402的内壁5404中的出口开口5482。安装部段内壁中的相应出口开口5482的下部与刀片外壳5400的轴承座圈5460的区域流体连通且开向该区域中。清洁端口5480有助于将清洁流体注入刀片5300和刀片外壳5400各自的轴承座圈区域5320、5460、以及刀片5300的从动齿轮5328中。
[刀片外壳塞5440]
如在图174和图186-189中可最佳看到的,刀片外壳塞5440包括上端部5440a、轴向间隔开的下端部5440b、内壁5440c和径向间隔开的外壁5440d。刀片外壳塞5440还包括形成于刀片外壳塞5440的相对两侧5440e中的一对台阶状肩部5441。内壁5440c限定弓形轴承座圈5442(图186和图189),其延续刀片外壳刀片部段内壁5452的轴承座圈5460。当刀片外壳塞5440安装在刀片外壳安装部段5402的刀片外壳塞开口5420中时,刀片外壳塞5440的径向内壁5440c限定刀片外壳轴承座圈5460的一部分,使得刀片外壳轴承座圈5460围绕刀片支撑部段5450的基本上整个360º圆周为连续的。
如在图187中可最佳看到的,刀片外壳塞5440包括大体上矩形的开口5445,其从外壁5440d到内壁5440c延伸穿过刀片外壳塞5440。刀片外壳塞5440的上端部5440a还限定第一轴向延伸的弓形凹部5443(图186)。当刀片外壳塞2440安装在刀片外壳塞开口5420中时,刀片外壳塞5440的开口5445接纳传动系5604的驱动齿轮5650的下正齿轮5654,使得正齿轮5654与旋转刀片5300的从动齿轮5328啮合并可旋转地驱动从动齿轮5328,并且刀片外壳塞5440的弓形凹部5443为驱动齿轮5650的上锥齿轮5652提供间隙。
刀片外壳塞5440的上端部5440a的一部分包括径向向内延伸的支承区域帽5444(图189),其延续刀片外壳5400的刀片支撑部段5450的径向向内延伸的支承区域帽5456a。当安装在刀片外壳开口5420中时,刀片外壳塞5440的上端部5440a与刀片外壳5400的安装部段5402的上端部5408齐平且充当其一部分,以便将刀片外壳5400安装到齿轮箱外壳5113的前安装部分5120的L形安装基座5132的水平平坦座置表面5133。类似地,当安装在刀片外壳开口5420中时,刀片外壳塞5440的外壁5440d与刀片外壳5400的安装部段5402的外壁5406齐平且充当其一部分,以便将刀片外壳5400安装到齿轮箱外壳5113的前安装部分5120的L形安装基座5132的竖直平坦座置表面5134。
[刀片-刀片外壳支承结构5500]
动力驱动旋转刀5100包括刀片-刀片外壳支承结构5500(在图156和图174中最佳看到),该支承结构5500:a)将刀片5300固定到刀片外壳5400;b)支撑刀片5300以相对于刀片外壳5400绕旋转轴线R””旋转;并且c)限定刀片5300的旋转平面RP””(图164)。刀片-刀片外壳支承结构5500在结构和功能上类似于动力驱动旋转刀2100的刀片-刀片外壳支承结构2500,因此参照此前的讨论。
[齿轮箱5603和齿轮系5604]
在图156中示意性地示出驱动机构5600的一部分,该驱动机构5600包括齿轮箱组件5112,用于提供原动力以使旋转刀片5300绕其旋转轴线R””旋转。齿轮箱组件5112包括齿轮系5604和两个轴承支撑组件,即,支撑小齿轮5610以绕小齿轮旋转轴线PGR””旋转的轴承支撑组件5630和支撑驱动齿轮5650以绕驱动齿轮旋转轴线DGR””旋转的轴承支撑组件5660。动力驱动旋转刀5100的齿轮系5604包括小齿轮5610和驱动齿轮5650。驱动齿轮5650包括轴向间隔开且关于驱动齿轮旋转轴线DGR””同心地对齐的下正齿轮5654和上锥齿轮5652。小齿轮5610的齿轮头5614与驱动齿轮5650的上锥齿轮5652啮合以可旋转地驱动驱动齿轮5650。小齿轮5610继而由柔性轴驱动组件(未示出)驱动并绕小齿轮5610的旋转轴线PGR””(图164)旋转。小齿轮5610包括从齿轮头5614向后延伸的输入轴5612。输入轴5612从近端5629(图156)延伸至邻近齿轮头5614的远端5628。小齿轮输入轴5612包括中心开口5618(图163)。输入轴5612的内表面5620限定十字形的阴承窝或配件5622,其接纳柔性轴驱动组件(未示出)的配合的阳驱动配件,该阳驱动配件提供用于小齿轮5610的旋转。
小齿轮的旋转轴线PGR””基本上平行于柄部组件纵向轴线LA””且与其共延或对齐。同时,驱动齿轮5650绕驱动齿轮旋转轴线DGR””(图164)旋转,该驱动齿轮旋转轴线DGR””基本上平行于旋转刀片旋转轴线R””,并且基本上垂直于和相交于小齿轮旋转轴线PGR””和柄部组件纵向轴线LA””。
在一个示例性实施例中,小齿轮轴承支撑组件5630包括较大套筒衬套5632和较小套筒衬套5640。如在图156、图164和图212-214中可最佳看到的,如动力驱动旋转刀2100的套筒衬套2632那样,较大套筒衬套2632包括环状前头部5636和圆柱形主体5637。套筒衬套5632的圆柱形主体5637限定中心开口5634,中心开口5634接纳小齿轮5610的输入轴5612,以便将小齿轮5610可旋转地支撑在齿轮箱外壳5113中。较大套筒衬套5632的圆柱形主体5637被支撑在齿轮箱外壳5113的倒U形前部段5118的适形腔体5129(图164、图196和图197)内,而套筒衬套5632的扩大前头部5636配合在齿轮箱外壳5113的U形前部段5118的适形前腔体5126内。
较大套筒衬套5632的扩大前头部5636的平坦部5638(图212)与齿轮箱外壳5113的倒U形前部段5118的平坦部5128(图198)互配,以防止套筒衬套5632在齿轮箱外壳5113内旋转。如在图212中可最佳看到的,套筒衬套5632包括形成于圆柱形主体5637的上表面5639a中的纵向凹部5639。纵向凹部5639在环状前头部5636的平坦部5638的上表面的略下方。当套筒衬套5632被插入齿轮箱外壳5113的倒U形前部段5118的适形腔体5129(图164、图196和图197)内时,套筒衬套5632在齿轮箱外壳5113中定位得比没有纵向凹部5639时的情况略高。这导致小齿轮5610和驱动齿轮5650两者也都相比例如动力驱动旋转刀2100中的小齿轮2610和齿轮箱外壳2113在齿轮箱外壳5113内定位得更高。
由于小齿轮5610和驱动齿轮5650与动力驱动旋转刀2100的小齿轮2610和驱动齿轮2650基本上相同,小齿轮5610在齿轮箱外壳5113内的较高位置有效地升高驱动齿轮5650相对于齿轮箱外壳5113的位置。升高驱动齿轮5650相对于齿轮箱外壳5113的位置允许驱动齿轮5650的下正齿轮5654与旋转刀片5300的从动齿轮5328正确啮合,如在图164中可见。下正齿轮5654的这种较高位置是所需的,因为在旋转刀片5300中,从动齿轮5328的位置在轴向上高于(在UP””方向上)动力驱动旋转刀2100的旋转刀片2300的情况。比较例如在图74和图179中描绘的旋转刀片2300和5300的示意图,可以容易地看到与从动齿轮2328相对于旋转刀片2300的主体2302的上端部2306相比从动齿轮5328相对于旋转刀片5300的主体5302的上端部5306的相对较高位置。
限定中心开口5634的较大套筒衬套5632的圆柱形主体5639为小齿轮5610提供径向轴承支撑。套筒衬套5632的扩大头部5636还为齿轮头5614的后卡圈5627(图197)提供止推轴承表面,以防止小齿轮5610在向后方向RW””上的轴向移动,即,小齿轮5610在向后方向RW””上沿小齿轮的旋转轴线PGR””的行进。
小齿轮5610的轴承支撑组件5630还包括较小套筒衬套5640。如在图156中可最佳看到的,动力驱动旋转刀5100的较小套筒衬套5640类似于动力驱动旋转刀2100的较小套筒衬套2640。如在图190和图196中最佳看到的,较小套筒衬套5640包括环状前头部5644和圆柱形后部5642。小齿轮5610的齿轮头5614的面向前的表面5624包括中心凹部5626,其在横截面上为基本上圆形并且以小齿轮的旋转轴线PGR””为中心。小齿轮中心凹部5626接纳较小套筒衬套5640的圆柱形后部5642。较小套筒衬套5640充当止推轴承。较小套筒衬套5640的环状头5644为小齿轮5610的齿轮头5614提供支承表面,并且限制小齿轮5610在向前方向FW””上的轴向行进,即,小齿轮5610在向前方向FW””上沿小齿轮旋转轴线PGR””的行进。
如在图190和图191中可最佳看到的,较小套筒衬套5640的环状头5644包括两个平行的周边平坦部5648以防止套筒衬套5640随小齿轮5610的旋转而旋转。套筒衬套5640的平行的平坦部5648配合在两个间隔开的平行肩部5179(图208)内且抵靠平行肩部5179,平行肩部5179由框架主体5150的前壁5156的内表面5176的U形凹部5178限定。较小套筒衬套5640的平行的平坦部5648与框架主体5150的肩部5179的邻接防止了套筒衬套5640在小齿轮5610绕其旋转轴线PGR””旋转时旋转。
在一个示例性实施例中,驱动齿轮轴承支撑组件5660包括滚珠轴承组件5662,滚珠轴承组件5662支撑驱动齿轮5650以绕驱动齿轮旋转轴线DGR’旋转。驱动齿轮轴承支撑组件5660由紧固件5672固定到齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的向下延伸突起5142(图197-198和图201)。齿轮箱组件5112的滚珠轴承组件5662类似于动力驱动旋转刀2100的驱动齿轮滚珠轴承组件2662。
[齿轮箱外壳5113]
如在图190-204中可最佳看到的,齿轮箱外壳5113是齿轮箱组件5112的一部分且限定支撑齿轮系5602和轴承支撑组件5630、5660的齿轮箱腔体或开口5114。齿轮箱外壳5113包括大体上圆柱形的后部段5116(在远离刀片外壳5400的向后方向RW””上)、倒U形中央部段5118和前安装部段5120。齿轮箱外壳5113在由后部段5116限定的近端5122和由前安装部段5120限定的远端5144之间延伸。齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118包括后部向下延伸部5119(图84)和前部5125。
齿轮箱腔体或开口5114部分地由通孔5115限定,通孔5115大体上沿柄部组件纵向轴线LA””从近端5122到倒U形中央部段5118的前部5125延伸穿过齿轮箱外壳5113。如在图190-196中可最佳看到的,齿轮系5604被支撑在齿轮箱腔体5114中且从齿轮箱腔体5114延伸。具体而言,小齿轮5610的齿轮头5614在向前方向FW””上延伸超出齿轮箱外壳5113的前部5125,并且驱动齿轮5650的部分在向前方向上延伸超出齿轮箱外壳5113的U形中央部段5118的后部向下延伸部5119。倒U形中央部段5118和圆柱形后部段5116结合以限定齿轮箱外壳5113的上表面5130。
齿轮箱外壳5113的前安装部段5120包括L形刀片外壳安装基座5132,其充当座置区域以可释放地接纳刀片-刀片外壳组合5550。L形刀片外壳安装基座5132包括一对间隔开的凸块5131,其从倒U形中央部段5118的前部5125向下且向前延伸。如在图198-204中可最佳看到的,一对凸块5131各自包括上部水平部分5131a和下部竖直部分5131b。上部水平部分5131a的面向下的表面限定L形刀片外壳安装基座5132的第一水平平坦座置表面5133,而下部竖直部分5131b的面向前的表面限定L形刀片外壳安装基座5132的第二竖直平坦座置表面5134。
竖直平坦座置表面5134基本上垂直于第一水平平坦座置表面5133且平行于旋转刀片5300的旋转轴线R””。水平平坦座置表面5133基本上平行于柄部组件5110的纵向轴线LA””和旋转刀片5300的旋转平面RP””。每一个凸块5131的上部水平部分5131a包括接纳带螺纹紧固件5191的带螺纹开口5135。每一个带螺纹紧固件5191穿过刀片外壳安装部段5402的相应开口5430并拧入凸块5131的相应带螺纹开口5135,以将刀片-刀片外壳组合5550固定到齿轮箱外壳5313。
倒U形中央部段5118的前部5125的底部部分5141(图198和图201)包括向下延伸突起5142(图198)。向下延伸突起5142包括圆柱形杆部5143且限定延伸穿过突起5142的带螺纹开口5140。穿过带螺纹开口5140的中心轴线限定驱动齿轮5650的旋转轴线DGR””且与其重合。齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的后部向下延伸部5119限定上弓形凹部5119a和下弓形凹部5119b,上弓形凹部5119a和下弓形凹部5119b分别为驱动齿轮5650的锥齿轮5652和正齿轮5654提供间隙。上弓形凹部5119a和较宽的下弓形凹部5119b以驱动齿轮旋转轴线DGR””和带螺纹开口5140的中心轴线为中心。一对凸块5131的内表面还包括上凹部5131c和下凹部5131d(在图198和图199中最佳看到),上凹部5131c和下凹部5131d分别为驱动齿轮5650的锥齿轮5652和正齿轮5654提供间隙。
齿轮箱外壳5113的通孔5115为小齿轮5610及其相关联的轴承支撑组件5630提供接收器,而上弓形凹部5119a和下弓形凹部5119b为驱动齿轮5650及其相关联的轴承支撑组件5660提供间隙。具体而言,对于小齿轮轴承支撑组件5630来说,较大套筒衬套5632的圆柱形主体5637配合在倒U形中央部段5118的圆柱形腔体5129(图204)内。较大套筒衬套5632的扩大前头部5636配合在前部5125的前腔体5126(图198和图204)内。齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的圆柱形腔体5129和前腔体5126均为通孔5115的一部分。当较大套筒衬套5632被定位在齿轮箱外壳通孔5115中时,环状前头部5636的平坦部5638抵靠形成于齿轮箱外壳5113的U形中央部段5118的前腔体5126中的平坦部5128,以防止套筒衬套5632在齿轮箱外壳5113内旋转。如此前所讨论的,较大套筒衬套5632的圆柱形主体5637包括纵向延伸凹部5639。纵向凹部5639允许圆柱形主体5637离开齿轮箱外壳5113的前腔体5126的平坦部5128。因此,相比在动力驱动旋转刀2100的齿轮箱外壳2113中的通孔2115和齿轮系5602,较大套筒衬套5632的纵向凹部5639允许通孔5115和齿轮系5604在齿轮箱外壳5113中定位得略高。
对于上弓形凹部5119a和下弓形凹部5119b来说,当驱动齿轮5650绕其旋转轴线DGR””旋转时,上凹部5119a为驱动齿轮5650的第一锥齿轮5652提供间隙。当正齿轮5654与旋转刀片从动齿轮5328共同作用以使旋转刀片5300绕其旋转轴线R””旋转时,较宽的下凹部5119b为驱动齿轮5650的第二正齿轮5654提供间隙。如在图164和图198中可最佳看到的,向下延伸的突起5142和杆5143为滚珠轴承组件5662提供座置表面,滚珠轴承组件5662支撑驱动齿轮5650以在齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的后部向下延伸部5119内旋转。
清洁端口5136(图198和图201)延伸穿过前部5125的底部部段5141且穿过齿轮箱外壳5113的倒U形中部段5118的后部向下延伸部5119。清洁端口5136允许从齿轮箱外壳5113的近端5122注入齿轮箱外壳5113的通孔5115中的清洁流体流流入上弓形凹部5119a和下弓形凹部5119b中,以便清洁驱动齿轮5650。
如在图204中可见,齿轮箱外壳5113的圆柱形后部段5116的内表面5145限定与齿轮箱外壳5113的近端5122相邻的带螺纹区域5149。齿轮箱外壳5113的带螺纹区域5149接纳手件固持组件5250的细长中心芯5252的配合的带螺纹部分5262(图156),以将手件5200固定到齿轮箱外壳5113。如在图198-201和图203-204中可见,齿轮箱外壳5113的圆柱形后部段5116的外表面5146限定邻近近端5122的第一部分5148和设置在第一部分5148的前方或向前方向FW””上的第二较大直径部分5147。齿轮箱外壳5113的圆柱形后部5116的外表面5146的第一部分5148包括多个轴向延伸的花键5148a。与动力驱动旋转刀2100的齿轮箱外壳2113和手件2200的情况一样,共同作用的齿轮箱外壳5113的多个花键5148a和手件5200的肋部允许手件5200相对于齿轮箱外壳5113定向在任何期望的旋转位置处。
齿轮箱外壳5113的圆柱形后部段2116的外表面5146的第二较大直径部分5147被构造成接纳手件固持组件5250的间隔环5290(图156)。类似于动力驱动旋转刀2100的间隔环2290,间隔环5290邻接且抵靠限定在圆柱形后部段5116和齿轮箱外壳5113的倒U形中部段5118之间的台阶状肩部5147a。当手件5200由手件固持组件5250的细长中心芯5252固定到齿轮箱外壳5113时,间隔环5290的后或近端表面5292充当手件5200的远端部分5210的轴向台阶状卡圈5214的止挡件。
齿轮箱外壳5113的圆柱形后部段5116的外表面2146的第二较大直径部分2147也包括多个花键(在图198-199和图201中可见)。第二较大直径部分5147的多个花键结合可选的拇指支撑件(未示出)使用,该拇指支撑件可代替间隔环5290使用。
[框架主体5150和框架主体底盖5190]
如在图158中可最佳看到的,当齿轮系5604被支撑在齿轮箱外壳5113内时,小齿轮5610和驱动齿轮5650的部分被暴露,即,从齿轮箱外壳5113向外延伸。框架主体5150和框架底盖5190在固定在一起时形成围绕齿轮箱外壳5113的封罩,该封罩有利地用来阻止碎屑进入齿轮箱外壳5113、小齿轮5610和驱动齿轮5650的部分中。另外,框架主体5150包括邻近且延伸由齿轮箱外壳5113的一对凸块5131限定的L形刀片外壳安装基座5132的第一水平平坦座置表面5133和第二竖直平坦座置表面5134的部分。这有利地扩大了齿轮箱外壳5113的有效座置区域,以用于将刀片-刀片外壳组合5550更牢固地附连到齿轮箱外壳5113。
如在图165和图205-205中可最佳看到的,框架主体5150包括中心圆柱形区域5154和一对从中心圆柱形区域5154向外延伸的臂5152。框架主体5150包括在框架主体5150的近端或前端部处的前壁5156。前壁5156的中部5156a由中心圆柱形区域5154限定,而前壁5156的向前延伸部分5156b由向外延伸的臂5152限定。比较图162和图67,可以看到当与动力驱动旋转刀2100的框架主体2150相比时动力驱动刀5100的框架主体5150的延伸的竖直高度。相比动力驱动旋转刀2100的框架主体2150的竖直高度,框架主体5150的增加的竖直高度是在动力驱动旋转刀5100中刀片外壳5200相对于齿轮箱外壳5113的较低位置所必需的,如上文所解释的。
如在图206中最佳看到的,在向后方向RW””上从前壁5156朝框架主体5150的近端5158前进,存在两个渐缩的区域5159,其中向外延伸的臂5152向内弯曲且融入中心圆柱形区域5154中。
框架主体5150包括外表面5170和内表面5172。内表面5172限定腔体5174(图205),腔体5174可滑动地接纳包括前安装部段5120和倒U形中央部段5118的齿轮箱外壳5113的部分。如在图165中可最佳看到的,框架主体5150包括底壁5160,底壁5160包括第一下部平坦底壁部分5162和第二上部平坦底壁部分5164。可以看出,上部平坦底壁部分5164在向上方向UP””上从下部平坦底壁部分5162偏移。底壁5160开向腔体5174中,这允许框架主体5150在相对于齿轮箱外壳5113相对向下的方向DW””上滑过齿轮箱外壳5113的上表面5130。具体而言,腔体5174的中央穹窿形部分5180被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118,而在中央穹窿形部分5180两侧的腔体5174的一对正方形部分5182(图207)被构造成可滑动地接纳齿轮箱外壳5113的前安装部段5120的一对凸块5131中相应的一个。
当框架主体5150完全滑到齿轮箱外壳5113上时,框架主体5150的底壁5160的下部平坦部分5162与齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的后部向下延伸部5119的底部表面5137(图198、图199和图201)且与一对凸块5131的下部竖直部分5131b的底部表面5137齐平。另外,底壁5160的上部平坦部分5164与L形刀片外壳安装基座5132的第一水平座置表面5133齐平。
框架主体5150的底壁5160的上部平坦部分5164延续且延伸齿轮箱外壳5113的L形刀片外壳安装基座5132的第一水平座置表面5133的有效座置区域,以将刀片-刀片外壳组合5550更牢固地附连到齿轮箱外壳5113。类似地,如在图158、图205和图207中可最佳看到的,在框架主体5160的底壁5160的上部平坦部分5164和下部平坦部分5162之间的狭窄竖直壁5188与齿轮箱外壳5113的L形刀片外壳安装基座5132的第二竖直座置表面5134齐平。狭窄竖直壁5188延续且延伸齿轮箱外壳5113的L形刀片外壳安装基座5132的第二竖直座置表面5134的有效座置区域,以将刀片-刀片外壳组合5550更牢固地附连到齿轮箱外壳5113。
如在图207中可最佳看到的,底壁5160的下部平坦部分5162包括一对带螺纹开口5166。带螺纹开口5166接纳相应的带螺纹紧固件5192以将框架主体底盖5190固定到框架主体5150。框架主体5150的前壁5156的内表面5176包括限定一对间隔开的肩部5179的U形凹部5178(图208)。如此前结合小齿轮轴承支撑组件5130的较小套筒衬套5642所说明的,肩部5179为较小套筒衬套5642的一对平坦部5648(图190和图191)提供邻接或支承表面,以防止套筒衬套5642随小齿轮5610的旋转而旋转。如在图205和图207中可最佳看到的,框架主体5150的内表面5172包括与底壁5160的下部5162相邻的一对弓形凹部5184。一对弓形凹部5184为驱动齿轮5650的正齿轮5154提供间隙并且延续由齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的后部向下延伸部5119的下弓形凹部5119b限定的间隙表面。
如在图205和图209-211中可最佳看到的,框架主体底盖5190为薄的平坦件,其包括面向齿轮箱外壳5113的上表面5191以及下表面5192。框架主体盖5190包括在上表面5191和下表面5192之间延伸的一对开口5194。框架主体底盖2190由一对带螺纹紧固件5199可移除地固定到框架主体5150,这对带螺纹紧固件5199延伸穿过一对开口5113中相应的一个且拧入框架主体5150的底壁5160的下部平坦部分5162中相应的带螺纹开口5166中。一对开口5194包括沉头头部5194a,其形成于框架主体底盖5190的下表面5192中,使得当框架主体底盖5190固定到框架主体5150时,带螺纹紧固件5199的扩大头部与下表面5192齐平。
框架主体底盖5190还包括直的前壁5195和成轮廓的后壁5196。当框架主体底盖5190固定到框架主体5150时,前壁5195与齿轮箱外壳5113的L形刀片外壳安装基座5132的第二竖直座置表面5134的有效座置区域齐平、延续且延伸该有效座置区域,以将刀片-刀片外壳组合5550更牢固地附连到齿轮箱外壳5113。框架主体底盖5190的后壁5196的轮廓被构造成使得当框架主体底盖5190固定到框架主体5150时,邻近后壁5196的下表面5192的周边部分接合并座靠框架主体5150的底壁5160的下部平坦部分5162和齿轮箱外壳5113的倒U形中央部段5118的后部向下延伸部5119的底部表面5137。由于后壁5196的成轮廓构型,框架主体底盖5190的下表面5192由此密封齿轮箱外壳5113和框架主体5150两者,以保护齿轮箱5602和具体地驱动齿轮5650及驱动齿轮滚珠轴承组件5662,以免碎屑进入驱动齿轮区域中。
比较图67和图164,可以看出,动力驱动旋转刀5100的框架主体底盖5190的高度(或厚度)大于动力驱动旋转刀2100的框架主体底盖2190的对应高度。这是因为框架主体5150必然具有比框架主体2150更大的高度以应对以下事实:相比刀片外壳2400相对于动力驱动旋转刀2100的齿轮箱外壳2113的位置,动力驱动旋转刀5100的刀片外壳5400被定位成相对于齿轮箱外壳5113相对较低。
[将刀片–刀片外壳组合固定到头部组件5111]
为了将刀片-刀片外壳组合5550可移除地附连到齿轮箱外壳5113,刀片外壳5400的安装部段5402的上端部5408与齿轮箱外壳5113的前安装部段5120的L形刀片外壳安装基座5132的水平平坦座置表面5133附近对齐,并且刀片外壳安装部段5402的外壁5406与L形刀片外壳安装基座5132的竖直平坦座置表面5134附近对齐。具体而言,刀片外壳5400的安装部段5402与齿轮箱外壳5113的前安装部段5120对齐,使得延伸穿过安装部段基部5428和安装部段基部5428的一对直立基座5422的两个竖直孔口5430通过齿轮箱外壳5113的前安装部段5120的一对凸块5131与竖直延伸的带螺纹开口5135对齐。
当刀片外壳5400与齿轮箱外壳5113的前安装部段5120正确对齐时,刀片外壳安装部段5402的基部5428的上表面5428a和固连到刀片外壳5400的刀片外壳塞5440的上端部5440a与L形刀片外壳安装基座5132的水平平坦座置表面5133接触。另外,刀片外壳安装部段5402的基部5428的后表面5428c和刀片外壳塞5440的外壁5440d与L形刀片外壳安装基座5132的竖直平坦座置表面5134接触。
为了将组装后的刀片-刀片外壳组合5550固连到齿轮箱外壳5113,将紧固件5434插入刀片外壳安装部段5402的两个竖直孔口5430中并拧入穿过齿轮箱外壳5113的前安装部段5120的一对凸块5131的上部水平部分5131a的竖直延伸的带螺纹开口5135中相应的一个中。当刀片外壳5400被组装到齿轮箱外壳5113时,驱动齿轮5650的多个正齿轮传动齿5656与旋转刀片5300的从动齿轮齿5330啮合接合,使得驱动齿轮5650绕其旋转轴线DGR””的旋转引起旋转刀片5300绕其旋转轴线R””的旋转。
为了从齿轮箱外壳5113移除刀片-刀片外壳组合5550,将一对螺钉5434从齿轮箱外壳5113的前安装部段5120的一对凸块5131的上部水平部分5131a的带螺纹开口5135拧松。在螺钉5434从开口5135完全拧下之后,刀片-刀片外壳组合5550将在向下方向DW””上远离齿轮箱组件5112下落。刀片-刀片外壳组合5550可从齿轮箱外壳5113被移除,而不移除框架主体5150或框架主体底盖5190。
如本文所用,诸如前、后、向前、向后、远端的、近端的、远端地、近端地、上部、下部、向内的、向外的、向内地、向外地、水平的、水平地、垂直的、垂直地、轴向的、径向的、纵向的、轴向地、径向地、纵向地等的取向和/或方向的术语为便利目的而提供,并且通常与附图中示出和/或具体实施方式中讨论的取向有关。这样的取向/方向术语并非意图限制本公开、本申请和/或本发明或本文所述发明、和/或本文所附权利要求中的任一项的范围。此外,如本文所用,术语包括用来规定所述特征、元素、整数、步骤或部件的存在,而不排除一个或多个其它特征、元素、整数、步骤或部件的存在或添加。
上文所描述的是本公开/发明的示例。当然,不可能为了描述本公开/发明而描述部件、组件或方法的每一种可设想到的组合,但本领域的普通技术人员将认识到,本公开/发明的许多另外的组合和排列是可能的。因此,本公开/发明旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变型。

Claims (47)

1. 一种动力驱动旋转刀,包括:
环状旋转刀片,其包括限定刀片支承表面的壁;
刀片外壳,其包括限定刀片外壳支承表面的壁;以及
刀片-刀片外壳支承结构,其设置在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间,所述刀片-刀片外壳支承结构支撑所述刀片以相对于所述刀片外壳绕刀片中心轴线旋转,所述刀片-刀片外壳支承结构包括细长的滚动轴承带,所述细长的滚动轴承带围绕所述刀片中心轴线在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间沿周向延伸。
2. 根据权利要求1所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述细长的滚动轴承带包括以间隔开的关系设置的多个滚动轴承、以及用于定位所述多个间隔开的滚动轴承的柔性分离笼。
3. 根据权利要求1所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述刀片-刀片外壳支承结构将所述刀片可释放地固定到所述刀片外壳,所述刀片能够通过从所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间移除所述细长的滚动轴承带而从所述刀片外壳拆卸。
4. 根据权利要求1所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述刀片和所述刀片外壳均包括连续的一体式环状结构。
5. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述多个滚动轴承中的每一个为滚珠轴承。
6. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼包括支撑所述多个滚珠轴承中每一个的细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定所述刀片相对于所述刀片外壳的旋转平面,所述旋转平面垂直于所述刀片的所述中心轴线。
7. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼包括细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定用于支撑所述多个滚动轴承的多个间隔开的轴承兜孔,所述多个轴承兜孔中的每一个支撑所述多个滚动轴承中相应的一个。
8. 根据权利要求7所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述细长的聚合物带当在横截面中观察时为大体矩形的,其限定所述带的第一内表面和第二外表面以及所述带的第三上表面和第四下表面,所述多个轴承兜孔中的每一个各自限定在所述第一内表面和所述第二外表面之间延伸的开口。
9. 根据权利要求8所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述多个轴承兜孔中的每一个包括一对间隔开的支撑臂,所述一对间隔开的支撑臂延伸进入所述开口以接触和旋转地支撑所述多个滚珠轴承中相应的滚珠轴承。
10. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面限定环状通路,并且所述分离笼至少沿着所述环状通路内的圆的一部分延伸。
11. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼与所述旋转刀片和所述刀片外壳间隔开。
12. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼与所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面径向间隔开。
13. 根据权利要求1所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,限定所述刀片支承表面的所述壁是所述刀片的外壁,并且所述刀片支承表面是径向延伸进入所述刀片的外壁的轴承座圈。
14. 根据权利要求13所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼与所述刀片的所述外壁径向间隔开。
15. 根据权利要求1所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,限定所述刀外壳支承表面的所述壁是所述刀片外壳的内壁,并且所述刀片外壳支承表面是径向延伸进入所述刀片外壳的所述内壁的轴承座圈。
16. 根据权利要求15所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述分离笼与所述刀片外壳的所述内壁径向间隔开。
17. 根据权利要求5所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面在所述相应的支承表面的中部为凹形和弓形的,所述支承表面中的每一个具有超出所述多个滚珠轴承中每一个的曲率半径的曲率半径。
18. 根据权利要求2所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,当所述刀片相对于所述刀片外壳旋转时,所述分离笼穿过限定在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间的环状通路。
19. 根据权利要求18所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,当所述分离笼穿过限定在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间的所述环状通路时,所述分离笼形成在所述环状通路内的圆的至少一部分。
20. 根据权利要求8所述的动力驱动旋转刀,其特征在于,所述细长的聚合物带的所述第一内表面基本上平行于所述刀片中心轴线且基本上垂直于所述刀片的旋转平面。
21. 一种用于与动力驱动旋转刀一起使用的支撑结构,所述动力驱动旋转刀包括绕中心轴线旋转的环状旋转刀片以及环状刀片外壳,所述支撑结构设置在刀片支承表面和刀片外壳支承表面之间,以将所述刀片相对于所述刀片外壳固定和可旋转地支撑,所述支撑结构包括:
细长的滚动轴承带,其具有以间隔开的关系设置的多个滚动轴承、以及用于定位所述多个间隔开的滚动轴承的柔性分离笼,所述滚动轴承带在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间沿周向延伸,所述分离笼形成圆的至少一部分,并且所述多个滚动轴承中的每一个从所述分离笼径向延伸且适于接触所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面。
22. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述多个滚动轴承中的每一个从所述分离笼径向向内延伸以接触所述刀片支承表面,并且从所述分离笼径向向外延伸以接触所述刀片外壳支承表面。
23. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述多个滚动轴承中的每一个为滚珠轴承。
24. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼包括支撑所述多个滚珠轴承中每一个的细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定刀片相对于刀片外壳的旋转平面,所述旋转平面垂直于刀片的中心轴线。
25. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼包括细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定用于支撑所述多个滚动轴承的多个间隔开的轴承兜孔,所述多个轴承兜孔中的每一个支撑所述多个滚动轴承中相应的一个。
26. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述细长的聚合物带当在横截面中观察时为大体矩形的,其限定所述带的第一内表面和第二外表面以及所述带的第三上表面和第四下表面,所述多个轴承兜孔中的每一个各自限定在所述第一内表面和所述第二外表面之间延伸的开口。
27. 根据权利要求26所述的支撑结构,其特征在于,所述多个轴承兜孔中的每一个包括一对间隔开的支撑臂,所述一对间隔开的支撑臂延伸进入所述开口以接触和旋转地支撑所述多个滚珠轴承中相应的滚珠轴承。
28. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼绕所述中心轴线在圆中移动。
29. 根据权利要求28所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼在限定于所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间的环状通路内移动。
30. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼与所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面间隔开。
31. 根据权利要求21所述的支撑结构,其特征在于,所述分离笼与所述刀片和所述刀片外壳径向间隔开。
32. 一种支撑环状刀片以在动力驱动旋转刀的刀片外壳中绕中心轴线旋转的方法,所述方法包括:
将刀片和刀片外壳对齐,使得所述刀片的支承表面与所述刀片外壳的支承表面径向对齐,所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面限定环状通路;以及
将滚动轴承带沿着所述环状通路放置,使得所述带围绕刀片中心轴线在所述刀片支承表面和所述刀片外壳支承表面之间沿周向延伸,形成绕所述中心轴线的圆的至少一部分。
33. 根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述刀片由所述滚动轴承带固定到所述刀片外壳。
34. 根据权利要求33所述的方法,其特征在于,还包括从所述通路移除所述滚动轴承带,以将所述刀片从所述刀片外壳移除。
35. 根据权利要求32所述的方法,其特征在于,所述滚动轴承带包括以间隔开的关系设置的多个滚动轴承、以及用于定位所述多个间隔开的滚动轴承的柔性分离笼。
36. 根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述多个滚动轴承中的每一个为滚珠轴承。
37. 根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述分离笼包括细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定沿所述带的大体范围延伸穿过所述多个滚动轴承中每一个的中心的纵向轴线,所述纵向轴线限定所述刀片相对于所述刀片外壳的旋转平面,所述旋转平面垂直于所述刀片的中心轴线。
38. 根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述分离笼包括细长的聚合物带,所述细长的聚合物带限定用于支撑所述多个滚动轴承的多个间隔开的轴承兜孔,所述多个轴承兜孔中的每一个支撑所述多个滚动轴承中相应的一个。
39. 根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述细长的聚合物带当在横截面中观察时为大体上矩形的,其限定垂直于所述带纵向轴线的第一轴线以及垂直于所述带纵向轴线和所述第一轴线的第二轴线,所述第一轴线平行于所述带的第一内表面和第二外表面,并且所述第二轴线平行于所述带的第三上表面和第四下表面,所述多个轴承兜孔中的每一个各自限定在所述第一内表面和所述第二外表面之间延伸的开口。
40. 根据权利要求39所述的方法,其特征在于,所述多个轴承兜孔中的每一个各自包括一对间隔开的支撑臂,所述一对间隔开的支撑臂延伸进入所述开口以接触和旋转地支撑所述多个滚珠轴承中相应的滚珠轴承。
41. 根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述分离笼轴向地定向在所述通路内,从而在所述环状通路内限定圆柱体的至少一部分。
42. 根据权利要求32所述的方法,其特征在于,当所述刀片相对于所述刀片外壳旋转时,所述细长的滚动轴承带穿过所述环状通路。
43. 根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述分离笼与所述刀片和所述刀片外壳间隔开。
44. 根据权利要求36所述的方法,其特征在于,刀片支承表面包括延伸进入所述刀片的壁的轴承座圈,并且所述刀片外壳支承表面包括延伸进入所述刀片外壳的壁的轴承座圈,所述刀片轴承座圈和所述刀片外壳轴承座圈均为弓形的,并且所述轴承座圈中的每一个具有超出所述多个滚珠轴承中每一个的曲率半径的曲率半径。
45. 根据权利要求44所述的方法,其特征在于,限定所述刀片外壳轴承座圈的所述刀片外壳的所述壁为内壁,并且所述刀片外壳轴承座圈径向向内延伸进入所述内壁。
46. 根据权利要求44所述的方法,其特征在于,限定所述刀片轴承座圈的所述刀片的所述壁为外壁,并且所述刀片轴承座圈径向向内延伸进入所述外壁。
47. 根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述细长的聚合物带的所述第一轴线基本上平行于所述刀片中心轴线并且基本上垂直于所述刀片的旋转平面。
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