CN107428023B - 具有在切割件链节上限定的表面硬度层的链锯链条 - Google Patents

Abstract

一种修改用于链锯的切割链条的切割件链节(240)的方法，可以包括：形成切割件链节(240)，使切割件链节包括基部(280)和远离基部(280)延伸的切割部分(270)。切割部分(270)可包括侧板(300)和顶板(310)。顶板(310)可包括顶表面(316)和底表面(314)。侧板(300)可包括外表面和内表面(304)。该方法还可以包括：确定预期在切割操作期间遇到的最大非均质材料硬度，选择硬度至少为最大非均匀材料硬度的1.3倍的涂层材料，以及涂覆顶板(310)和/或侧板(300)的处理的表面。

Description

具有在切割件链节上限定的表面硬度层的链锯链条

相关申请的交叉引证

本申请要求2015年3月4日提交的美国临时申请62/128,125号的优先权，其整个内容通过引证结合于此。

技术领域

示例性实施方式大体涉及手持式动力设备，并且更具体地，涉及用于链锯的切割链条改进。

背景技术

链锯通常既用于商业场合又用于私人场合，以切割木材或进行其它严峻的切割操作。因为链锯通常在户外环境中使用，并且它们被用于执行的工作时常固有地产生碎屑，所以链锯通常是相对稳健的手持式机器。它们可以由汽油引擎或电动马达(例如，经由电池或有线连接器)来驱动，以相对高的速度围绕导杆转动链条。链条包括切割齿，该切割齿接合木材或另一种介质，以便当该齿以高速通过介质的表面时切割介质。

鉴于链锯可用于切割各种尺寸和类型的介质，应当理解，链条本身的设计可能对切割操作的效用产生影响。具体地，链条的切割件刃可能随着时间而磨损。这种磨损是基于通过链条所切割的材料磨削或磨耗刃部而发生的。对于较软的材料，如木材，这种磨损过程可能相对较慢。然而，甚至木材在木材的各个不同部分可能具有硬度变化。例如，树皮可能暴露于其他材料(例如沙子、灰分、尘垢等)。因此，如果这些颗粒中的一些嵌入树皮中(例如通过风或其他自然力)，则当链条用于树皮切割时，可以加速磨损过程。

因此，可能希望探索可以单独使用或与其他设计变化一起使用的多种不同的链条设计改进，以改善整体链锯，以及切割链条和性能。具体地，可能希望提高切割链条的耐磨性。

发明内容

一些示例性实施方式可以为通过对切割件链节的修改而构造的链锯链条来提高切割效率。对链条的切割件链节进行的修改可以提高切割效率并最小化执行切割流程所需的能量。修改包括应用相对于在链条操作期间预期可能遇到的颗粒的至少最小或限定的硬度的涂层，这可以使链条的切割件链节的刃更耐磨损。因此，切割件链节可以具有更好的保持锋利的性能和更长的使用寿命。其他改进也是可能的，并且改进可以完全独立于彼此，或者以任何预期的配置彼此组合进行。因此，可以增强或以其他方式改进链锯的可操作性和实用性。

附图说明

因此，已经以一般的方式描述了一些示例性实施方式，现在将参考附图，这些附图不一定必须按照比例绘制，并且在附图中：

图1示出根据示例性实施方式的链锯的侧视图；

图2示出根据示例性实施方式的采用链条的链锯导杆的侧视图；

图3示出根据示例性实施方式的一个切割件链节的透视侧视图；以及

图4示出根据示例性实施方式的处理切割件链节的方法的框图。

具体实施方式

现将参考附图在下文中更全面地描述一些示例性实施方式，在附图中示出了一些示例性实施方式但不是示出了所有的示例性实施方式。实际上，在本文中描述的和图示的实例不应当解释为限制本公开内容的范围、适用性或构造。相反，提供这些示例性实施方式是为了使本公开内容满足能够适用的法律要求。相同的参考标号始终指代相同的元件。此外，如本文所用的，术语“或”将解释为只要它的运算对象中的一个或多个为真则结果为真的逻辑算符。如在本文中所使用的，可操作的耦接应当理解为涉及直接或间接的连接，无论是哪种情况，这些连接均使得可操作地连接至彼此的组件能够功能性地互连。

图1示出根据示例性实施方式的链锯100的侧视图。如图1所示，链锯100可包括壳体110，其中容纳有动力单元或马达(未示出)。在一些实施方式中，动力单元可以是电动马达或者内燃机。此外，在一些实施方式中，动力单元可包括多于一个电动马达，其中一个这样的电动马达向链锯100的工作组件提供动力，并且动力单元的其他电动马达向润滑工作组件的泵提供动力，或提供动力用于在链锯100内移动其他工作流体。链锯100可以进一步包括引导杆120，该引导杆120沿着壳体110的一侧附接至壳体110。响应于动力单元的操作，链条(未示出)可以围绕导杆120被驱动，从而使得链锯100能够切割木材或其它材料。导杆120和链条可以形成链锯100的工作组件。因此，动力单元可以可操作地耦接至工作组件，以使链条围绕导杆120转动。

链锯100可以包括前手柄130和后手柄132。链式制动器和前护手板134可以位于前手柄130的前方，以在反冲(kickback)的情况下停止链条的移动。在示例性实施方式中，作为与链锯100的操作者的手臂的一部分(例如，手/手腕)的接触的响应，护手板134可以通过向前旋转来触发。在一些情况下，响应于指示反冲的惯性测量检测，护手板134也可以触发。

后手柄132可包括触发器136，以便当触发器136致动时促使动力单元运行。鉴于此，例如，当触发器136致动(例如，压下)时，由动力单元产生的旋转力可以直接地(例如用于电动马达)或间接地(例如，用于汽油引擎)耦接至链条。这里使用的术语“触发器”应理解为表示能够由用户的手或手指操作的任何致动器。因此，触发器136可以表示可由手或手的一部分致动的按钮、开关或其他这样的部件。

一些动力单元可以使用离合器来提供动力单元与转动链条的链轮的可操作耦接。在一些情况下(例如，对于汽油引擎)，如果释放触发器136，则引擎可能空转并且可以停止从动力单元施加的用于转动链条的动力。在其他情况下(例如，用于电动马达)，释放触发器136可以保证动力单元的操作。壳体110可以包括用于向动力单元提供燃料的燃料箱。壳体110还可以包括或至少部分限定储油罐，可以提供通向储油罐的通道，以允许操作者将油倒入储油罐中。储油罐中的油可以用于在链条转动时润滑链条。

正如从上面的描述可以理解的是，触发器136的致动可以启动链条围绕导杆120的移动。离合器盖150可以设置成将导杆120固定到壳体110并覆盖在离合器和相应的部件上，这些部件将动力单元耦接至链条(例如，链轮和离合器鼓)。如图1所示，离合器盖150可以经由螺母152附接到链锯100的主体(例如，壳体110)，该螺母可以附接到穿过导杆120的一部分的螺柱。导杆120还可以利用拧紧螺母152来固定，并且链条的紧固性可以基于导杆120的移动来调节，并且随后在实现所期望的链条紧密度时拧紧螺母152。然而，用于附接离合器盖150和/或导杆120的其它机构可以设置在其它实施方式中，包括(例如)可以组合来在夹持导杆120的同时紧固链条的一些紧固机构。

在一些实施方式中，导杆120可以由两个层叠的芯片形成，所述层叠芯片位于彼此相邻的平行平面中，以限定围绕导杆120的周边的通道。链条(或链条的至少一部分)可以在通道中穿行，所以链条的剩余部分沿着导杆120的周边穿行以接合待切割的介质。图2示出了布置在导杆120上的典型的链条200。链条200包括多个中央驱动链节210，每个中央驱动链节包括其在通道中穿行的部分。每个中央驱动链节210通过垂直于链节的纵向长度延伸的铆钉230附接到相邻的一对侧链节220上。铆钉230设置在每个中央驱动链节210的前部，以将中央驱动链节210附接到前述侧链节220的后部，以及另一铆钉230设置在每个中央驱动链节210的后部，以将中央驱动链节210附接到后续侧链节220的前部。因此，每对侧链节220连接到中央驱动链节210的相对侧，并且该连接以交替的方式重复以完成圆形或环形链条。

对于链条200的一些成对的侧链节220，侧链节的其中一个可以形成为切割件链节240。同时，不包括切割件链节240的侧链节对可以称为约束(tie)链节250。切割件链节240可以设置有包括深度计量部分260和切割部分270的两个部分。当链条200旋转时，切割部分270可以大体接合延伸超过深度计量部分260的深度的材料。同时，约束链节250可以不包括切割部分或深度计量部分，并且可以设置成简单地延伸链条200的长度，同时在链条200的部分之间(该部分会在切割操作期间产生摩擦)提供空间。如果每个侧链节210都是切割件链节240，链条200上的摩擦将非常高，并且将难以提供足够的动力来转动链条，并且链锯100的控制也可能变得困难。

如图3中所示，切割件链节240可以具有基座部分280，切割部分270和深度计量部分260均从该基座部分280延伸。铆钉可以穿过基座部分280中的孔。切割部分270可以在深度计量部分260远离基座部分280延伸的相同方向上延伸远离基座部分280。然而，深度计量部分260可以在切割件链节240的一个纵向端部处，并且切割部分270可以在另一个纵向端部处，通过间隙290彼此分开。值得注意的是，随着切割部分270由于使用而磨损或刮擦，间隙290可随着时间而尺寸变大。

切割部分270可以包括远离基座部分280向上延伸的侧板300。尽管侧板300大体上在与基座部分280所在的平面平行的方向上延伸，但侧板300也不一定必须位于相同的平面中。在一些情况下，侧板300可以具有弯曲的形状，从而稍微弯曲偏离出平面。此外，在一些实施方式中，当侧板远离基座部分280延伸时，侧板300可以弯曲偏离出平面，并且然后向该平面返回。无论如何，侧板300的远端部可以与顶板310接合。顶板310可以位于基本上垂直于基座部分280所在平面的平面中。

侧板300可以具有前缘302和内表面304。侧板还可以具有与内表面304相对的外表面和与前缘302相对的后缘。顶板310可以具有大致垂直于基座280的延伸方向(并且在一些情况下也是侧板300的前缘302的延伸方向)延伸的前缘312。顶板310还可以具有底表面314和顶表面316。顶表面316可以与底表面314相对，并且在一些情况下，顶表面316和底表面314可以是平行平面。然而，在一些情况下，顶表面316和底表面314可以随着它们远离侧板300延伸而相对于彼此稍微成角度。顶板310还可以具有与前缘312相对布置的后缘。

在示例性实施方式中，切割件链节240可以通过冲压、磨削及其组合形成，也可以采用或不采用其他技术。为了执行根据示例性实施方式的切割件链节240的修改，可以在切割件链节240最初形成之后进行处理，以在顶板310的顶表面316的部分和/或侧板300的外表面上应用涂层材料。然而，涂层可以具有至少限定的表面层硬度。鉴于此，例如，可以将涂层应用为具有为可能遇到的嵌入颗粒的预期硬度的至少1.3倍的硬度。在上述实例中，沙子、尘垢、灰分等可以具有大约1000Hv的硬度(因此目标为表层的1300Hv或更高的硬度)。在一些情况下，二氧化硅/夸脱颗粒是最常见的颗粒，其硬度可以为约800-1200Hv。因此，涂层可以选择为具有最大硬度(例如，1000Hv)的至少1.3倍，因此涂层可以选择为具有优选大于1500Hv(例如，1300Hv或更高)的硬度。

通过采用所应用的涂层的限定的表层硬度，相对于在切割过程中可能遇到的任何预期的非均匀材料可以维持硬度间隔。可以选择的一些示例性材料包括但不限于具有约3300Hv显微硬度(Hv 0.05)的TiAlN基涂层、具有约1750Hv显微硬度(Hv 0.05)的CrN基涂层，或具有约3200Hv显微硬度(Hv 0.05)的AlCrN基涂层。在一些情况下，可以应用诸如激光浸渍表面的其他处理。作为实例，可以利用激光将WC颗粒熔化到表面中，以形成具有WC颗粒(硬度约3200Hv)的钢基体，或者利用激光将TiC颗粒熔化到表面中以形成具有TiC颗粒(硬度约2200Hv)的钢基体。在应用相应的涂层/处理后，一些涂层/处理可以被硬化。

图4示出了修改链锯的切割链的切割件链节的方法的框图。该方法可以包括：在操作400中，形成切割件链节，使该切割件链节包括基部和远离基部延伸的切割部分。切割部分可包括侧板和顶板。顶板可包括顶表面和底表面。侧板可包括外表面和内表面。该方法还可以包括：在操作410中，确定预期在切割操作期间遇到的最大非均质材料硬度，在操作420中，选择硬度为最大非均质材料硬度的至少1.3倍的涂层材料，以及在操作430中，涂覆顶板和/或侧板的处理表面。然而，在一些实施方式中，可以在预期磨损的其他表面上进一步使用该涂层。例如，具有增强硬度的涂层材料也可以应用于链条的与其他链条部件或导杆接触的表面，链条的与鼻式链轮或驱动链轮接触的部分等。

本领域的技术人员将会想到本文提出的该发明的许多修改和其它实施方式，这些发明具有前述描述和相关附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解的是，本发明不局限于所公开的特定实施方式，并且旨在将修改和其它实施方式包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施方式，但是应当理解的是，元件和/或功能的不同组合可以通过替代的实施方式来提供，而不脱离所附权利要求的范围。在这方面，例如，除了上述明确描述的元件和/或功能之外，元件和/或功能的不同组合也被设想为可以在一些所附的权利要求中提出。在本文描述问题的优点、益处或解决方案的情况下，应当理解的是，这些优点、益处和/或解决方案可以应用于一些示例性实施方式，但不一定适用于所有示例性实施方式。因此，本文描述的任何优点、益处或解决方案不应被认为是所有实施方式或本文所要求保护的关键的、必需的或必要的。尽管本文采用了具体的术语，但它们仅在通用和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (16)

1.一种用于切割木材的链锯(100)的切割链条(200)，所述切割链条(200)包括：

多个驱动链节(210)；以及

多个切割件链节(240)，能操作地耦接至相应的所述驱动链节(210)，

其中，所述切割件链节(240)的至少一个包括：

基部(280)；以及

切割部分(270)，远离所述基部(280)地延伸，所述切割部分(270)包括侧板(300)和顶板(310)，所述顶板(310)包括顶表面(316)和底表面(314)，所述侧板(300)包括外表面和内表面(304)，

其中，所述侧板(300)和/或所述顶板(310)涂覆有硬度为预期在切割操作期间遇到的最大非均质材料硬度的至少1.3倍的涂层材料。

2.根据权利要求1所述的切割链条(200)，其中，所述涂层材料具有至少1300Hv的硬度。

3.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所述涂层材料具有至少1500Hv的硬度。

4.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所涂覆的表面包括所述侧板(300)的外表面。

5.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所涂覆的表面包括所述顶板(310)的顶表面(316)。

6.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所涂覆的表面包括所述侧板(300)的外表面和所述顶板(310)的顶表面(316)。

7.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所述涂层材料进一步应用于所述基部(280)的与所述切割链条(200)的另一部分接触的部分。

8.根据权利要求2所述的切割链条(200)，其中，所述涂层材料进一步应用于所述基部(280)的与所述链锯(100)的导杆(120)接触的部分。

9.一种修改用于切割木材的链锯(100)的切割链条(200)的切割件链节(240)的方法，所述方法包括：

形成所述切割件链节(240)，使所述切割件链节包括基部(280)和远离所述基部(280)延伸的切割部分(270)，所述切割部分(270)包括侧板(300)和顶板(310)，所述顶板(310)包括顶表面(316)和底表面(314)，所述侧板(300)包括外表面和内表面(304)；

确定预期在切割操作期间遇到的最大非均质材料硬度；

选择硬度至少为所述最大非均质材料硬度的1.3倍的涂层材料；以及

涂覆所述顶板(310)和/或所述侧板(300)的处理表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，选择所述涂层材料的步骤包括选择硬度为至少1300Hv的所述涂层材料。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述涂层材料具有至少1500Hv的硬度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述处理表面包括所述侧板(300)的外表面。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述处理表面包括所述顶板(310)的顶表面(316)。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述处理表面包括所述侧板(300)的外表面和所述顶板(310)的顶表面(316)。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述涂层材料进一步应用于所述基部(280)的与所述切割链条(200)的另一部分接触的部分。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述涂层材料进一步应用于所述基部(280)的与所述链锯(100)的导杆(120)接触的部分。

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