CN105592975A - 用于切割工具的涡轮机驱动的动力单元 - Google Patents

Abstract

用于动力工具的涡轮机动力单元具有带有内部空间的涡轮机壳体，所述内部空间被配置成在其中接纳流体驱动的涡轮机，所述流体驱动的涡轮机支撑在涡轮机壳体内的轴承上以进行旋转。维修开口穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间，所述维修开口被配置成使所述轴承能够安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除。可移除盖越过所述维修开口可释放地固定至所述涡轮机壳体，且可在打开状态和闭合状态之间转换，其中在打开状态下，可以通过所述维修开口，将所述轴承安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除，在闭合状态下，内部空间中的已安装的轴承被固定在所述涡轮机壳体内进行运转。

Description

用于切割工具的涡轮机驱动的动力单元

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为61/773,734、于2013年3月6号提交的美国临时专利申请，和申请号为61/820,074、于2013年5月6号提交的美国临时专利申请的权益；上述申请的全部内容并入本发明中。

技术领域

本发明涉及用于进行各种旋转式加工操作的旋转式切割工具。更具体地，涉及球轴承支撑的涡轮机驱动的切割工具。涡轮机驱动的切割工具能够整合超声波能力。

背景技术

在制造业中用于从工件中机械移除材料的机床，如车床、铣床或钻头，通常以相对低速度和高输出功率运转。在某些情况下，由这样的机床加工的工件可能需要（例如，适于利用小直径工具进行更精确的加工的）其它类型的工具进行额外加工。额外加工可能需要额外的设置以及加工时间。

主轴用于增加产量、提高加工设备的整体效率。然而，已知的主轴可能非常复杂，且常常由非常昂贵的部件构成，如先进的轴承组件和电机。因此，主轴往往是非常昂贵的，这使其使用仅限于非常高的生产数量和高切割质量。一种替代的解决方案是主轴调速器（也称为主轴增速器或倍速器）。这些设备可以组装在加工设备上，并且与加工设备的重要的主轴一起旋转。因此，该组件的总旋转速度可以是主轴调速器的旋转速度和加工设备的主轴的旋转速度的代数和。

例如，在相对较高的速度下运转的涡轮机驱动的转子机床可能适于进行上述的精确加工。这些工具通常具有主轴，主轴由精确而且通常昂贵的轴承支和可拆卸地固定至主轴的可更换的加工钻头支撑旋转。专利号为7,192,248的美国专利和公布号为WO2011/001421A1的国际专利公布描述了一种涡轮机驱动的旋转式切割工具，其具有用于将涡轮机切割工具附着至常规机床架的支撑件。该涡轮机切割工具具有由轴承支撑的主轴，并且所述主轴设有工具架，该工具架适于夹持切割钻头。

附图说明

结合以下附图，可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不必按比例绘制，重点在于清楚地说明本发明的原理。

此外，在附图中，相同的附图标记在各视图中表示相应的构件。

图1A为根据本发明的典型的动力单元的示意图。

图1B为图1A中的典型的动力单元的剖视图。

图1C为图1A中的典型的动力单元的等距视图。

图2A为根据本发明的典型的主轴系统及涡轮机系统的示意图。

图2B为图2A中的典型的主轴系统的等距视图。

图3A为根据本发明的包括涡轮机和轴承系统的典型的主轴的示意图。

图3B为图3A中的典型的主轴系统的等距视图。

图4A为根据本发明的典型的涡轮机壳体的示意图。

图4B为图4A中的典型的涡轮机壳体的剖视图。

图4C为图4A中的典型的涡轮机壳体的等距视图。

图4D为图4A中的典型的涡轮机壳体的另一角度的等距视图。

图5A为根据本发明的典型的涡轮机壳体的示意图。

图5B为图5A中的典型的涡轮机壳体的剖视图。

图5C为图5A中的典型的涡轮机壳体的等距视图。

图6A为根据本发明的典型的涡轮机壳体的示意图。

图6B为图6A的典型的系统的剖视图。

图6C为图6A的典型的系统的等距视图。

图7A为根据本发明的图1A中的典型的涡轮机壳体的盖的等距视图。

图7B为图7A中的盖的另一角度的等距视图。

图8A为根据本发明的包括主和轴承的典型的动力单元涡轮机壳体的示意图。

图8B为图8A中的典型的动力单元的剖视图。

图8C为图8A中的典型的动力单元的等距视图。

图8D为典型的动力单元的另一角度的等距视图。

图9A为根据本发明的典型的接合工具的示意图。

图9B为图9A中的典型的接合工具的剖视图。

图9C为图9A中的典型的接合工具的等距视图。

图10A为根据本发明的主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10B为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10C为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10D为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10E为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10F为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10G为根据本发明的主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10H为主轴与涡轮机的典型的接合的等距视图。

图10I为主轴与涡轮机的典型的接合的剖视图。

图10J为典型的接合过程的等距视图。

图11A为根据本发明，使底部封盖从壳体拆开的等距视图。

图11B为根据本发明，所述盖从壳体典型拆开的等距视图。

图12为根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

应该意识到，为了简化和清楚地说明，在适当情况下，在不同附图中重复出现的附图标记指示相应或类似的元件。此外，为了透彻地理解在此所述的实施例，阐述了大量的具体细节。然而，本领域的普通技术人员应该理解，在此所述的实施例可以在没有这些具体细节的情况下来实践。在其它情况下，没有详细描述方法、程序和部件，以便不模糊所涉及的相关特征。此外，描述不应被认为是限制在此所述的实施例的范围。附图不一定按比例绘制，并且某些构件的比例被放大，以更好地说明本发明的细节和特征。

在以下描述中，在此使用的术语如“上面”，“下面”，“纵向”，“横向”等应该是指与动力单元的底部或最远程度有关，即使该动力单元或其部分可以是倾斜的或水平的。相应地，横向、轴向、侧面、纵向、径向等等方位应该是指相对于动力单元的定向的方位。

现在将提出贯穿本发明的几个定义。术语“接合”定义为连接，无论是直接连接还是通过中间部件间接连接，并且不一定限于物理连接。该连接可以使得对象永久连接或可释放地连接。术语“外部”是指超出物理对象的最外界限的区域。术语“内部”表明一区域的至少一部分被部分地包含在由对象形成的边界内。术语“大致上”被定义为基本上符合特定尺寸、形状或其它大致上修改的词，使得该部件不必是精确的。例如，大致圆柱形意为对象类似圆柱体，但可以与真正的圆柱体有一个或多个偏差。

术语“径向地”是指大致上沿着对象的半径方向，或者在沿着对象的半径方向具有定向部件，即使对象不是正圆形或圆柱形。术语“轴向地”是指大致上沿着对象的轴的方向。如果没有特别指出，术语轴向是指对象的较长的轴。

本发明的动力单元包含涡轮机和至少一个可更换的轴承。在至少一个实施例中，涡轮机可以结合至由轴承支撑的轴。例如，轴的一部分可以在轴承内。在至少一个实施例中，轴承可以为基于球轴承的轴承或滚柱轴承。轴承可以具有内环和外环。内环可被配置成接触或几乎接触轴。在至少一个实施例中，所述轴可以为切割工具的柄。在一个实例中，所述切割工具可以为钻头、磨机、或设计用于切割、钻孔、或加工表面的其它设备。该轴可以具有纵向中心线，并且通过至少一个轴承可旋转地支撑在涡轮机壳体内。在至少一个实施例中，可以应用两个或更多个轴承。虽然在此呈现的大多数细节具有两个轴承的特征，也可以应用单个轴承或者两个以上的轴承。

涡轮机壳体可以是大致圆柱形的，并且具有纵向中心线。所述轴和涡轮机壳体的纵向中心线可以是大致对齐的。

所述动力单元组件可以包括轴、涡轮机、轴承以及涡轮机壳体。所述涡轮机壳体可以包括至少一个维修开口。此外，可以设置预紧弹簧。所述预紧弹簧可以提供偏置力，以使壳体内部的所含物件定位在适当的位置。

所述涡轮机壳体可以具有至少一个可释放地固定在所述维修开口上的可移除盖。在至少一个实例中，所述涡轮机壳体可以被配置成具有至少两个可释放地固定在两个分别的维修开口上的可移除盖，每个盖在涡轮机壳体的末端形成。该轴可以通过至少一个轴承可旋转地支撑在涡轮机壳体中。该轴可围绕纵轴在涡轮机壳体内旋转。该轴可以为旋转工具的柄。所述涡轮机可以紧密配合在旋转轴上，使得所述涡轮机能够在旋转轴上滑动。例如0.01英寸至0.001英寸的间隙是可能的。在其它实施例中，在度量标准下测量时，间隙可以为0.1mm至0.01mm。在其它实施例中，涡轮机和轴之间的配合可以使其需要压入配合。在其它实施例中，所述涡轮机可以通过热、胶粘物，或焊接复制至所述轴。所述涡轮机可结合至所述轴，使得所述轴和涡轮大体上一致地旋转。例如，当所述涡轮机转动时，所述轴与所述涡轮机一致地旋转。在至少一个实施例中，所述涡轮机和所述轴可以结合，使得其具有相同的转速。在其它实施例中，可以设置传动装置，使得所述轴和所述涡轮机以不同的转速旋转。

本发明可以用单个轴承或者两个或更多的轴承来实施。轴承的数量和间距可以被配置成减少磨损或为了简化设计。在设有两个轴承的实施例中，所述轴承可以设置在涡轮机的两侧（顶部和底部）上，并且间隙非常小以使轴承的组装和拆卸相对简单。例如，可以设置垫圈或垫片将涡轮机与轴承分离。

此外，所述轴和轴承之间的配合可以是紧密配合。例如，0.01英寸至0.001英寸的间隙是可能的。在其它实施例中，在度量标准下测量时，间隙可以为0.1mm至0.01mm之间。在至少一个实施例中，所述轴和所述轴承之间的配合不如所述涡轮机和所述轴之间的配合紧密。

涡轮机壳体可包括在侧壁外表面上的一个或多个射流通孔，用于向涡轮机注入驱动介质（例如，驱动流体、润滑剂、水、油、乳液、空气、或一种或多种这些物质的组合）。驱动介质可以是使涡轮机旋转的任何流体或气体。

此外，所述涡轮机壳体可以包括一个或多个排放孔，所述排放孔能够使驱动介质离开所述壳体。所述驱动流体可以基于正被切割的材料、动力单元的设计、或工具的期望速度。

可基于动力单元所使用的输入来源的类型选择用于驱动流体的入口的位置。此外，出口可基于流体的类型和将待切割的材料的类型。在一些材料的切割中，应当没有液体接触所述材料，因而出口定位成防止流体接触正在切割的材料。在其它实例中，需要流体接触材料，以冷却和/或清洗所述材料。

在至少一个实施例中，所述驱动流体的出口可以通过所述盖。如上所述，所述盖可以包括一个或多个通孔，用于在穿过涡轮机之后排出所述驱动流体并直接引向被切割的材料，从而提供额外的冷却。所述一个或多个通孔可以可替换地坐落在所述盖的侧壁上，使所述驱动介质排出侧壁外。当驱动流体不会影响被切割的材料时，所述驱动介质的侧面排放可能是有用的。在至少一个实施例中，当设有侧面出口时，所使用的驱动流体可以是空气。在其它实施例中，空气可以与油、乳液，和/或水混合。在至少一个实施例中，所述乳液可以是油和水的混合物。在另一个实施例中，所述乳液可以是空气和油的混合物。在又一个实施例中，所述乳液可以是油、水和空气的混合物。

所述动力单元可使用驱动流体进行润滑。在至少一个实施例中，所述驱动流体可以是乳液，其可以节省资金并消除机器内的机油的破坏性混合物。该乳液可在5-80巴之间的压力下使用。

所述动力单元可以可替换地为用乳液润滑的干燥空气。所述涡轮机和与其结合的工具的转度可以基于所述压力。例如，当所述驱动流体是空气时，转度遵循以下公式（假设涡轮直径为13mm）：

V[Krpm]=P[巴]*30+40.

对于乳液(13mm涡轮机):V[Krpm]=18Xln(P[巴]):

所述盖可以在侧壁上具有多个接合表面。所述涡轮机壳体可进一步在侧壁上包括多个接合表面。这些接合表面可以是大致平坦的。所述接合表面可以采取其它形式以便与维修工具刚性接合。所述盖的内径是至少部分带螺纹的。所述涡轮机壳体可以的外径是至少部分带螺纹的，并能够与所述盖的至少部分带螺纹的内径可释放地接合。所述涡轮机壳体还具有至少部分带螺纹的内径，其与至少部分带螺纹的外径的末端相对。附加盖的外径可以是至少部分带螺纹的，并能够与所述涡轮机壳体的至少部分带螺纹的内径可释放地接合。所述附加盖可被配置成在闭合状态时，与涡轮机壳体的第二端大致齐平。在闭合状态下，所述附加盖可从所述涡轮机壳体的第二末端稍微凹入。所述附加盖还可以包括在其中形成的多个凹部，所述凹部用于接收接合工具以拆卸和安装所述附加盖。所述接合工具可包括坐落在其上的、能够接合多个凹部的多个尖齿。

图1A、1B和1C展示了在闭合状态12下的动力单元10，其包括轴110、涡轮机壳体120、盖130以及附加盖140。在闭合状态12下，可以使用动力单元10。如所示，所述涡轮机壳体120具有内部空间112，内部空间112被配置成包含所述动力单元10的部件。如图1B所示，第一轴承150、涡轮机170以及第二轴承160坐落在内部空间112内。所述内部空间也可以容纳其它部件。

如所示，轴110可包括割嘴111。如所示，所述割嘴111为钻头。在其它实施例中，所述割嘴111可以采用其它形状和构造形式，以根据需要移除材料。在至少一个实施例中，所述割嘴111可以与所述轴110一体化形成，使得所述轴110可以被描述为切割工具的柄。在其它实施例中，所述割嘴111可以与所述轴110可释放地接合。所述轴110可以至少部分地包含在所述涡轮机壳体120内，并沿纵轴X由涡轮机壳体120可旋转地支撑。所述轴110可以结合至第一轴承150、涡轮机170，和第二轴承160。

所述盖130可以被配置成与涡轮机壳体120在第一端121可移除地接合。所述附加盖140可以被配置成与涡轮机壳体在第二端129可移除地接合。所述盖130还可包括预紧弹簧180。所述预紧弹簧180可以用于将所述轴承150，160偏压至适当位置。在其它实施例中，所述预紧弹簧180可以与所述盖130分离。所述涡轮机壳体120可包括坐落在侧壁上的一个或多个通孔125。一个或多个通孔125可以被配置成为驱动流体提供入口。

所述涡轮机壳体120可进一步包括坐落在侧壁上的多个接合表面124。所述一个或多个接合表面124可以被配置成协助所述盖130和所述附加盖140在所述涡轮机壳体120上的拆卸和安装。在至少一个实施例中，所述一个或多个接合表面124可以是大致平坦的，以提供可以用工具轻易夹持的表面。此外，在至少一个实施例中，所述一个或多个接合表面124可以为多个接合表面。

所述一个或多个通孔125可以坐落在所述多个接合表面124上，或可以坐落在所述涡轮机壳体120侧壁上的其它位置。所述一个或多个通孔125可以接收驱动介质，如油、水、驱动流体，或其组合。所述一个或多个通孔125可以接收驱动介质并将其引导至涡轮机170中。在至少一个实施例中，所述一个或多个通孔125可以为多个通孔125。所述一个或多个通孔125的位置可以基于与动力单元10配合的机器。特别地，所述一个或多个通孔125可以与驱动介质的来源对齐。

图2A和图2B展示了轴110。如上所述的轴110可以为切割工具的柄。所述轴110可以具有安装在其上的涡轮机170。可以通过热收缩、胶粘剂或者压入配合一体化插入所述涡轮机170。在其它实施例中，所述涡轮机170可以在所述轴110上一体化形成。所述涡轮机170可以包括一个或多个叶片171。在至少一个实施例中，所述一个或多个叶片可以包括多个叶片。所述一个或多个叶片的构造可以基于壳体的一个或多个形状、期望的速度，以及所使用的驱动介质。

所述动力单元可进一步包括第一垫圈271和第二垫圈272。所述第一垫圈271和第二垫圈272可在所述涡轮机170和所述一个或多个轴承之间提供缓冲区。所述轴110可以具有两个末端、割嘴111，以及坐落在所述割嘴111对面的第二端273。

图3A和图3B展示了完整的轴组件。所述轴110可以具有第一轴承150、涡轮机170，以及安装在其上的第二轴承160。所述轴承150和轴承160可以坐落在所述涡轮机170的任意一侧上，并且间隙非常小以使所述轴承150,160的组装和拆卸相对容易。在至少一个实施例中，所述轴承150、轴承160和所述涡轮机170之间的间隙可以约为几微米。在其它实例中，所述轴承150和轴承160可以使得所述涡轮机170触及所述轴承150，160随所述涡轮机旋转的旋转部分。随着所述驱动介质引起所述涡轮机170的翅片171围绕所述轴旋转，引起所述涡轮机170旋转。虽然展示了两个轴承150和轴承160，本发明可以由单个轴承150实施。

图4A、图4B、图4C和图4D展示了涡轮机壳体120。所述涡轮机壳体120可以包括第一端121，所述第一端121的外径是至少部分带螺纹的123。所述第一端121的外部直径被配置成与所述盖可释放地接合。所述第一端121还可以包括用于在离开涡轮机之后排放驱动介质的专用通道126。所述涡轮机壳体120可进一步包括第二端129，所述第二端129的内径是至少部分带螺纹的122。至少部分带螺纹的第二端122的内径被配置成与所述附加盖可释放地接合。

在图4A、4B、4C和4D所示的打开状态下，所述壳体120在第一端121形成维修开口127。同样，所述壳体120在第二端129形成附加维修开口128。在至少一个实施例中，所述壳体120可以仅在第一端121或第二端129中的一个具有维修开口。如所示，用于驱动介质的通孔125在壳体120的外部可以为大致圆形，并且在壳体120的内部上为泪珠状。在其它实施例中，可以基于涡轮机的速度和用于驱动介质的注射端口的位置，确定所述通孔125的形状，以提供想要的流动特征。如所示，所述通孔125可以坐落在接合表面上，但在其它实施例中，所述通孔125可以坐落在其它位置。

图5A、5B和5C展示了涡轮机壳体120，其在安装状态下可释放地接合所述附加盖140。所述涡轮机壳体120可具有第二端129，所述第二端129的内径是至少部分带螺纹的122，该至少部分带螺纹的内径被配置成与所述附加盖140可移除地接合。所述附加盖140的外径是至少部分带螺纹的527。所述至少部分带螺纹的内径422被配置成与至少部分带螺纹的外径527可移除地接合。所述附加盖140被配置成在安装状态下与所述涡轮机壳体的第二端大致齐平。所述附加盖140还可包含在外表面形成的一个或多个凹部540，所述凹部用于接收接合工具以在所述涡轮机壳体120上安装和移除所述附加盖140。如图所示，设有多个凹部540。所述凹部540的数量可以使得其防止移除工具滑落且还提供所需作用力特征。所述附加盖140可进一步包括在所述附加盖140内部上形成的轴接纳部535。所述轴接纳部535可被配置成接收所述轴的第二端。在至少一个实施例中，当仅设有单个轴承时，所述轴接纳部535可被配置成充当轴承表面。

图6A、6B和6C展示了附加盖140、轴110、涡轮机170以及轴承150,160，上述部件在打开状态14下安装在涡轮机壳体120内，使得一个或多个所述部件可在所述壳体120上安装或移除。所述轴110可具有被轴接纳部535接收的第二端273。第二轴承160可以安装在所述轴110上，恰好在已安装的附加盖140的上面。在至少一个实施例中，所述第二轴承160的一部分可接触已安装的附加盖140。所述轴110可使得所述涡轮机170安装在所述第二轴承160上面，且使所述第一轴承150安装在涡轮机170上面。所述轴110可以设置成使得所述第一轴承150至少部分在涡轮机壳体120的第一端上面延伸。虽然展示了附加盖140，本发明可由固定的底部代替实施，使得上述部件仅仅插入所述壳体的第一端的维修开口中。

图7A和图7B展示了动力单元的盖130。所述盖130的内径可以是至少部分带螺纹的131，所述至少部分带螺纹的内径131被配置成与所述涡轮机壳体的第一端的至少部分带螺纹的外径可释放地接合。所述盖130还可具有在其表面上形成的一个或多个通孔136。当所述盖130在闭合状态时，所述一个或多个通孔136能够使所述驱动介质从所述涡轮机壳体离开。所述驱动介质可以进入坐落在所述壳体侧壁上的多个通孔，穿过所述涡轮机和专用通道，并通过设置在所述盖上的一个或多个通孔136离开。所述驱动介质可通过所述一个或多个通孔136排出，并引向用于额外冷却的工作平面。如图所示，所述一个或多个通孔136包括多个通孔136。所述多个通孔136围绕所述盖136的顶面的内圆周均匀地隔开。所述多个通孔136的位置可以被配置成提供所需的冷却和移除功能。在前述的其它实施例中，所述通孔136可以坐落在所述盖130或所述壳体120上的不同位置。

所述盖130可进一步包括轴孔135，当所述盖在安装状态时，所述轴孔135被配置成供所述轴贯穿。所述盖可进一步包括一个或多个接合表面132。所述一个或多个接合表面132可以协助在涡轮机壳体上移除和安装所述盖。所述一个或多个接合表面132可以是大致平坦的，并且被配置成与接合工具接合。所述接合表面的其它构造在本发明的范围内。如图所示，所述一个或多个接合表面132包括多个接合表面。

图8A、8B、8C和8D展示了在打开状态下的涡轮机壳体120，以及轴110,、第一轴承150、涡轮机170和第二轴承160。图8A展示了第一轴承150可以至少部分在所述壳体120的至少部分带螺纹的第一端上延伸。图8B显示所述多个通孔125可以设置成将所述驱动介质引向所述涡轮机170，并且接着在排出坐落在所述盖上的多个通孔之前，传动介质通过专用通道126离开所述涡轮机。如图所示，所述盖和所述附加盖均没有结合至所述壳体120。在此状态下，该部件可以通过所述维修开口与附加维修开口插入所述壳体中。在其它实施例中，可以通过维修开口安装该部件的一部分，并且通过附加维修开口安装另外的部分。当设有两个维修开口时，在不移除无需更换的部件的情况下能够而更换最靠近维修开口的部件。

图9A、9B和9C展示了典型的轴组件设备，或者接合工具。接合工具910可以具有接收元件911，所述接收元件被配置成与所述盖和涡轮机壳体上的一个或多个接合表面结合。所述接收元件911可以帮助在涡轮机壳体上移除和安装所述盖和附加盖。所述接合工具910也可包括多个尖齿914，所述尖齿914被配置成接收于所述附加盖上形成的多个凹部。所述多个尖齿914可以与多个凹部可移除地接合，并且可以帮助移除和安装所述附加盖。所述接合工具还可具有单一孔径的通孔912，该孔径可以略大于所述轴的直径，但小于涡轮机的直径，贯穿所述接合工具910的深度。所述接合工具910的深度可相当于所述轴在所述涡轮机和第二端之间的最大长度。所述接合工具910可具有第二通孔913，所述第二通孔913可以具有至少两个不同的直径。第一直径可相当于涡轮机的直径，且第二直径可相当于所述轴的直径。所述第二直径的孔的长度可以是所述涡轮机和所述第二端之间的可接受的最小长度。

图10A、10B、10C、10D和10E展示了涡轮机170在轴110上的安装，其中在涡轮机之后的所述轴的长度相当于最大的可接受长度。如图所示，所述涡轮机170包含多个叶片171。

如图10A所示，所述涡轮机170可以放置安装块1101上，并且所述涡轮机的第一端触及所述安装块1101的表面。接合，所述轴110可以插入所述涡轮机170，并且切割端首先进入所述涡轮机，如图10B和图10C所示。然后，如图10D可见，所述接合工具910可以放置在所述组件上，并且所述轴110插入单一孔径的通孔中。图10D展示了所述轴110可以随后被压入涡轮机170中，直至所述轴的第二端与所述接合工具910的表面齐平。接着，所述接合工具910可以从该组件移除，露出轴在所述涡轮机和第二端之间的最大可接受长度。

图10F、10G、10H、10I和10J展示了涡轮机170在轴110上的安装，其中在涡轮机之后的所述轴的长度相当于最大可接受长度。该轴组件可以通过含有两个不同孔径的通孔插入所述接合工具910中。所述轴的第二端可以首先插入更大孔径的通孔中。接着，所述涡轮机170可以凹入第一孔径内侧，在接合工具的对侧上露出所述轴的一部分。所述涡轮机170的第一端以安装块1101为界，且在第二端以接合工具910为界。所述涡轮机的第二端可以位于具有两个孔径的通孔的第一孔径的末端。图10J展示了所述轴110可以随后被压入涡轮机170中直至所述轴的第二端与所述接合工具910的表面齐平。随后，可以从组件移除所述接合工具910，露出所述轴在所述涡轮机和第二末端之间的最小可接受长度。

虽然图10A-10J展示了涡轮机170在轴上的安装，本发明预想可以利用其它方法将所述涡轮机170固定在所述轴110上。此外，所述涡轮机170可以焊接或以其它方式附在所述轴110上。

图11A和11B展示了利用接合工具安装和移除盖和附加盖。图11A展示了接合工具可以利用多个尖齿914帮助移除所述附加盖140。所述多个尖齿914可以与在附加盖140上形成的多个凹部540可移除地接合。一旦接合，所述接合工具可以通过相对于纵轴的旋转运动帮助移除所述附加盖140，释放所述涡轮机壳体的至少部分带螺纹的内径和所述附加盖140的至少部分带螺纹的外径。所述接合工具还可通过将多个尖齿914与在所述附加盖140上形成的多个凹部可移除地接合，且施加相对于纵轴的反向旋转运动，帮助安装所述附加盖140。图11B展示了所述接合工具可以利用坐落在所述盖上的多个接合表面和坐落在所述涡轮机壳体上的多个接合表面，帮助移除所述盖。当向所述盖施加相对于纵轴的旋转运动时，所述涡轮机壳体的抵制旋转可以移除所述盖和所述涡轮机壳体的可释放接合。当向所述盖施加相对于纵轴的反向旋转运动时，所述涡轮机壳体的抵制旋转可以安装所述盖和涡轮机壳体的可释放接合。

本发明还包括图12所示的方法1200。所述提供的方法为用于维修在此提供的动力单元的方法。虽然所述方法包含拆卸和重新组状，可以意识到，所述动力单元的组装可以如上文所述。在一个实施例中，所述动力单元以已组装状态或闭合状态运输，使得在其到达时就可使用。在其它实施例中，所述动力单元可以以各种不同组部件来运输。如上文所述，所述动力单元可以被配置成使得其可以由动力单元的操作员，比如机械师，进行拆卸和重新组装。由于所述动力单元可修复，机械师或指定的现场维修协调员维修所述动力单元的能力节约了时间和成本。例如，上述的动力单元可以具有一个或多个轴承。使用后，所述一个或多个轴承可能不能或者阻止该工具维持所需的切割特性。当所述动力单元超出期望的公差，操作员或适当的人员可以拆卸动力单元以对其进行修复。

所示的方法包括一个或多个可选部分，以及所有未展示的部分。

如上所述，所述方法可以包括移除所述盖（块1202）。在此提供的一个或多个实施例中，所述动力单元可包括一个或多个盖。当设有一个以上盖时，如果轴承失效，可以移除与所述轴承最近的盖。当设有单个盖时，移除所述单个盖从而能够进入所述涡轮机壳体的内侧。例如，当盖是带螺纹的时，可以通过将所述盖从所述壳体拧开以移除所述盖。

所述方法可进一步包括从壳体上移除轴承（块1204）。在一个或多个实施例中，所述轴承被限制移动。在其它实施例中，一旦移除所述盖，就可以移除所述轴承。在其它实施例中，垫片或偏置元件可以坐落在所述轴承和所述盖之间。

在至少一个实施例中，所述方法可包括移除所述涡轮机（块1206）。在至少一个实施例中，一旦与所述涡轮机结合的轴从壳体上移除，就可以移除所述涡轮机。例如，所述涡轮机可以固定至所述轴，并且需要附加工具或器材以从所述轴移除所述涡轮机。在其它实施例中，即使所述轴仍坐落在所述壳体内，也可从所述轴移除所述涡轮机。

所述方法可进一步包括从壳体移除附加部件。所述方法可进一步包括从所述壳体内移除其它部件。在动力单元上设有两个盖的其它实施例中，在移除各自盖之后，可从一个或两个开口移除所述部件。

当需要更换所述涡轮机时，所述涡轮机可以安装在所述轴上（块1208）。上文已经结合图10A-10J详细描述了在所述轴上安装涡轮机。

当需要更换一个或多个轴承时，所述轴承可以安装在所述壳体内（块1210）。可以通过在最靠近所更换的轴承的位置的壳体中的开口安装所述轴承。在至少一个实施例中，所述轴承可以安装在所述轴上。

在更换该部件后，所述一个或多个盖可以安装在所述壳体上（块1212）。一旦安装了所述一个或多个盖，所述动力单元再次运转。

可以结合上文所述的一个或多个特征以形成实施例。特别地，上文所述的特征可以组合在一起以创造涡轮机动力单元的不同实施例。用于切割工具的涡轮机动力单元可包含一个或多个以下特征：涡轮机壳体具有内部空间，其被配置成在其中接收流体驱动的涡轮机，所述涡轮机被支撑在涡轮机壳体内轴承上旋转；穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间的维修开口，所述维修开口被配置成使轴承能够安装至所述涡轮机壳体的内部空间和从从所述涡轮机壳体的内部空间移除；以及可移除盖，所述盖可释放地固定至所述涡轮机壳体在维修开口上，且可在打开状态和闭合状态之间转换，其中，在打开状态下，可以通过维修开口将所述轴承安装至涡轮机壳体的内部空间和从涡轮机壳体的内部空间移除，在闭合状态下内部空间中的已安装的轴承被固定在涡轮机壳体中进行运转。

在动力单元进一步包括工具柄的至少一个实施例中，其中所述涡轮机结合至工具柄并且所述轴承支撑所述工具柄。

在至少一个实施例中，所述涡轮机支撑在轴承及在涡轮机壳体内的附加轴承上，所述轴承中的至少一个接近维修开口并且在可移除盖在打开状态时暴露在维修开口中。

在涡轮机单元进一步包括穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间的附加维修开口的至少一个实施例中，每个维修开口被配置成使轴承能够安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除。

在所述涡轮机单元进一步包括可移除的附加盖的至少一个实施例中，每个盖可释放地固定至所述涡轮机壳体在各自的维修开口上。

在所述涡轮机单元进一步包括附加轴承的至少一个实施例中，每个轴承接近所述维修开口之一，且在各自的可移除盖在打开状态下时，每个轴承暴露在各自的维修开口中。

在至少一个实施例中，每个轴承接近所述维修开口之一，且在闭合状态下，通过可移除盖紧密接合。

在所述涡轮机单元进一步包括保留在所述轴承中的轴的至少一个实施例中，所述轴具有轴延伸部，该轴延伸部通过在可移动的盖中的轴孔延伸。

在至少一个实施例中，所述涡轮机包含多个叶片。

在至少一个实施例中，所述涡轮机壳体形成用于接收经过其中的流体或气体的一个或多个孔。

在至少一个实施例中，所述一个或多个孔通向与所述涡轮机相邻的涡轮机壳体的内侧，藉此所述流体或气体驱动所述涡轮机。

在至少一个实施例中，所述可移除盖的表面形成多个通孔，当所述可移除盖在闭合状态时，所述多个通孔使流体或空气能够从所述涡轮机壳体离开。

在至少一个实施例中，所述可移除盖的侧壁形成多个通孔，当所述可移除盖在闭合状态时，所述多个通孔使流体或空气能够从所述涡轮机壳体离开。

在至少一个实施例中，所述可移除盖的侧壁上形成多个接合表面。

在至少一个实施例中，所述多个接合表面是大致平坦的。

此外，在一个实施例中，所述涡轮机单元包括附加盖，所述附加盖被配置成在安装状态下与涡轮机壳体的一端大致齐平。

此外，在一个实施例中，所述涡轮机单元进一步包括附加盖，所述附加盖中形成多个凹部，用于接收接合工具以在所述涡轮机壳体上安装和移除所述附加盖。

在至少一个实施例中，所述附加盖具有在所述附加盖的内部形成的轴接纳部，所述轴接纳部被配置成接收所述轴的一部分。

在至少一个实施例中，所述涡轮机被配置成由乳液、气雾、外部冷却剂或外部气雾中的一种驱动，其中气雾是油和空气的混合物。

本发明还提出用于组装、拆卸和/或维修动力单元的涡轮机壳体的方法。在一个实施例中，维修涡轮机壳体的方法包括移除结合至壳体的盖，所述壳体具有内部空间和维修开口，所述内部空间被配置成在其中接收流体驱动的涡轮机，所述流体驱动的涡轮机支撑在涡轮机壳体内的轴承上进行旋转，该维修开口穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间，，所述维修开口被配置成使所述轴承能够安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除；移除所述轴承；在涡轮机壳体内安装替换轴承；以及安装所述可移除盖。

在其它实施例中，所述方法可进一步包括上文所述的维修、组装，或拆卸所述动力单元的步骤。

上述图示和描述的实施例仅为举例。本领域中通常会发现很多细节，比如涡轮驱动轴的其它特征。因此，很多此类细节既没有图示也没有描述。尽管上文的描述中已经阐述了本技术的许多特征和优点，以及本发明的结构和功能的细节，其公开内容仅是说明性的，并且可以在细节上进行改进，特别是在权利要求中使用的术语的广泛含义所表示的整个范围的本发明的原则内，可以改进构件的形状、尺寸和设置。因此，应该意识到，上述实施例可以在权利要求的范围内进行修改。

Claims (20)

1.一种用于切割工具的涡轮机动力单元，所述动力单元包括：

涡轮机壳体，所述涡轮机壳体的具有内部空间，该内部空间被配置成在其中容纳流体驱动的涡轮机，该流体驱动的涡轮机被支撑在涡轮机壳体内的轴承上以进行旋转；

维修开口，该维修开口穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间，所述维修开口被配置成允许所述轴承安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除；以及

可移除盖，所述可移除盖越过所述维修开口可释放地固定至所述涡轮机壳体，且可在打开状态和闭合状态之间转换，其中，在打开状态下，可以通过所述维修开口将所述轴承安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除，在闭合状态下，内部空间中的已安装的轴承被紧固以在涡轮机壳体中进行操作。

2.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，进一步包括工具柄，其中所述涡轮机与工具柄结合并且所述轴承支撑所述工具柄。

3.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述涡轮机支撑在涡轮机壳体内的所述轴承和附加轴承上，这些轴承中的至少一个接近所述维修开口，并且当可移除盖在打开状态时，通过所述维修开口而暴露在外。

4.根据权利要求3所述的动力单元，其特征在于，进一步包括附加的维修开口，所述附加的维修开口穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间，每个维修开口被配置成使所述轴承能够安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除。

5.根据权利要求4所述的动力单元，其特征在于，进一步包括可移除的附加盖，每个盖越过相应的维修开口而可释放地固定至所述涡轮机壳体。

6.根据权利要求5所述的动力单元，其特征在于，进一步包含附加轴承，每个轴承位于接近所述维修开口中的一个的位置处，并且当各自的可移除盖在打开状态时通过各自的维修开口暴露在外。

7.根据权利要求5所述的动力单元，其特征在于，每个轴承位于接近所述维修开口中的一个的位置处，并且在闭合状态下由可移除盖紧靠地接合。

8.根据权利要求3所述的动力单元，其特征在于，进一步包括保持在所述轴承中的轴，所述轴具有轴延伸部，所述轴延伸部穿过可移除盖中的轴孔延伸。

9.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述涡轮机包含多个叶片。

10.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述涡轮机壳体形成一个或多个孔，用于接纳经过其中的流体或气体。

11.根据权利要求10所述的动力单元，其特征在于，所述一个或多个孔通向与涡轮机相邻的涡轮机壳体的内侧，藉此所述流体或气体驱动所述涡轮机。

12.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述可移除盖具有一表面，该表面形成有多个通孔，所述多个通孔在所述可移除盖在闭合状态时、使流体或空气能够从所述涡轮机壳体中排出。

13.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述可移除盖具有一侧壁，该侧壁形成有多个通孔，所述多个通孔在所述可移除盖在闭合状态时、使流体或空气能够从所述涡轮机壳体中排出。

14.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述可移除盖包括侧壁，该侧壁具有形成在其上的多个接合表面。

15.根据权利要求15所述的动力单元，其特征在于，所述多个接合表面是大致平坦的。

16.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，进一步包括附加盖，所述附加盖被配置成在安装状态下与所述涡轮机壳体的一端大致齐平。

17.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，进一步包括附加盖，所述附加盖具有形成在其中的多个凹部，所述凹部用于接纳接合工具，以在所述涡轮机壳体上安装和移除所述附加盖。

18.根据权利要求17所述的动力单元，其特征在于，所述附加盖具有轴接纳部，所述轴接纳部形成在所述附加盖的内部上，所述轴接纳部被配置成接纳所述轴的一部分。

19.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述涡轮机被配置成由乳液、气雾、外部冷却剂或外部气雾中的一种驱动，其中所述气雾是油和空气的混合物。

20.一种维修涡轮机壳体的方法，其包括：

移除接合至壳体的盖，所述壳体具有内部空间和维修开口，所述内部空间被配置成在其中接纳流体驱动的涡轮机，所述流体驱动的涡轮机支撑在涡轮机壳体内的轴承上以进行旋转，所述维修开口穿过所述涡轮机壳体进入其内部空间，所述维修开口被配置成允许所述轴承安装至所述涡轮机壳体的内部空间中和从所述涡轮机壳体的内部空间中移除；

移除所述轴承；

在涡轮机壳体内安装替换轴承；以及

安装可移除盖。