CN108698186A - 倾斜角磨带磨具 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种用于锐化具有带有切割边缘(136、146、166)的刀片部分(134、144、164、202)的切割工具(130、140、160)的磨具(100、300、400)，所述切割工具例如为(但不限于)厨刀。在一些实施例中，所述磨具具有第一辊和第二辊(110、114、120)，其中所述第一辊可以围绕第一辊轴线(110A、120A)旋转，并且所述第二辊可以围绕平行于所述第一辊轴线的第二辊轴线(114A)旋转。环状磨带(112)沿着经过所述第一辊和第二辊的皮带路径而设置，以界定沿着从所述第一辊到所述第二辊的中性平面平放的平坦段(126、128)。与所述皮带的所述平坦段相邻的导引组合件(118)被配置成接触地接合所述切割工具的所述切割边缘，并且跨越所述皮带的宽度向所述切割工具的与所述切割边缘相邻的侧面施加非均匀的表面压力。
Description
背景技术
在多种应用中使用切割工具来从工件切割或以其它方式移除材料。多种切割工具在本领域中是众所周知的，包含(但不限于)刀具、剪刀、剪切机、刀片、凿子、砍刀、锯子、钻头等。
切割工具常常具有一个或多个横向延伸、笔直或曲线的切割边缘，沿着所述切割边缘施加压力以进行切割。常常沿着相对的表面(斜面)的交叉点来界定切割边缘，所述相对的表面沿着顺着切割边缘定位的线而相交。
在例如许多类型的常规厨刀等一些切割工具中，所述相对的表面是一般对称的；例如许多类型的剪刀和凿子等其它切割工具具有在基本上垂直方向上延伸的第一相对表面，和相对于所述第一表面歪斜的第二相对表面。
可以使用复杂的刀片几何形状，例如处于不同的相应角度的向切割边缘逐渐变细的多组斜面。例如在带锯齿刀具的情况下，还可以沿着切割边缘提供齿形孔或其它不连续特征。
切割工具在长期使用之后可能会变钝，并且因此可能需要使钝的切割工具经受锐化操作，以使切割边缘恢复到更大的锐利水平。在本领域中已知多种锐化技术，包含使用磨轮、磨刀石、砂布、磨带等。
发明内容
本公开的各种实施例一般针对于一种用于锐化切割工具的磨具，所述切割工具具有带有切割边缘的刀片部分，所述切割工具例如是(但不限于)厨刀。
在一些实施例中，所述磨具具有第一辊和第二辊，其中所述第一辊可以围绕第一辊轴线旋转，并且所述第二辊可以围绕平行于所述第一辊轴线的第二辊轴线旋转。环状磨带沿着经过所述第一辊和所述第二辊的皮带路径而设置，以界定沿着从所述第一辊到所述第二辊的中性平面平放的平坦段。与所述皮带的所述平坦段相邻的导引组合件被配置成接触地接合所述切割工具的所述切割边缘，并且跨越所述皮带的宽度向所述切割工具的与所述切割边缘相邻的侧面施加非均匀的表面压力。
在一些实施例中，通过引发切割边缘相对于皮带的倾斜而建立所述非均匀的表面压力。在其它实施例中，通过引发切割边缘相对于皮带的歪斜而建立所述非均匀的表面压力。在其它实施例中，通过使用在与将切割工具施加于皮带附近的位置支撑皮带的支撑部件来建立所述非均匀的表面压力，所述支撑部件引发皮带的局部歪斜。
通过结合附图检视以下详细描述，可以理解各种实施例的这些和其它特征和优点。
附图说明
图1提供根据本公开的各种实施例而构造和操作的倾斜角磨带磨具的功能框图。
图2A是图1的磨具的各方面的示意性描绘。
图2B更详细地示出来自图2A的皮带的一般的横截面表示。
图3说明根据一些实施例的对厨刀施加倾斜角锐化操作的图1的磨具的倾斜角机构。
图4说明根据一些实施例的由图3的倾斜角机构向厨刀赋予的坡口角度。
图5是图3至图4的厨刀和皮带的相对布置的等距描绘。
图6A和图6B分别说明由在图3中示出的倾斜皮带机构引发的邻近于皮带的后边缘和前边缘的不同的相对量的皮带偏转。
图7A至图7E示出根据其它实施例的替代性倾斜皮带机构的各方面。
图8A和图8B示出在使用与图7A至图7E形成对比的另一倾斜皮带机构的锐化操作期间的图7的刀具。
图9A和图9B说明可以在一些实施例中使用的另一倾斜皮带机构。
图10A至图10D示出根据其它实施例的类似于图9A和图9B中的机构的另一倾斜皮带机构。
图11A至图11C更详细地示出图10A至图10D的倾斜皮带机构的各方面。
图12A至图12D示出根据其它实施例的类似于图1的磨具的倾斜角磨带磨具的各种视图。
图13A至图13B示出根据其它实施例的类似于图12A至图12D的磨具的倾斜角磨带磨具的各种视图。
具体实施方式
一般来说，可以使用所谓的松弛带锐化技术使用电力驱动的环状磨带来锐化例如刀具的切割工具的切割边缘。在转让给本申请的受让人的美国专利号8,696,407中提供了松弛带电动磨具的一个非限制性实例。
如在‘407专利中更全面地论述，松弛带锐化大体上涉及使用磨带的未被支撑的宽阔区域以适当的呈现(斜面)角度接触地接合刀具或其它切割工具的切割边缘，以使皮带的一部分变形离开中性平面(例如，在一对皮带支持件(例如，辊)之间延伸的平坦皮带范围)。皮带的偏转一般引发与沿着刀具的长度的切割边缘的曲线变化相关的小扭转效果。
以此方式，用户可以跨越移动的皮带抽拉切割边缘并且皮带将在其沿着刀具的刀片部分移除材料时自动地进行调整以遵循切割边缘的外形。通过向刀片的相对侧施加相应的锐化操作，可以有效地生产锐化的切割边缘。
虽然可行，但已经发现这些和其它形式的松弛皮带磨具的一个局限性是沿着刀片的长度的非均匀量的材料移除(例如，所谓的材料脱离或MTO速率)。特定类型的切割工具(例如，厨房(“厨师”)刀具)倾向于具有曲线地延伸的切割边缘，其中在刀具手柄附近具有相对小的曲率，并且在刀片的顶端附近具有越来越大的弯曲度。在此类刀具中，已经发现，皮带的未被支撑的段可以倾向于在手柄附近的刀片的基底处移除太少的材料，并且在顶端附近移除太多的材料。引发此变化的一个因素是在皮带中引发的偏转(扭转)的量；一般来说，偏转越大，局部表面压力越高并且对应的MTO速率越高。
之后，一些皮带锐化操作可能导致刀片的顶端的圆化，而不是保持顶端作为锋利的轮廓分明的点，并且导致直接邻近于手柄的切割边缘的不完全的锐化。虽然用户可以能够通过对刀片跨越皮带进行受控的呈现和收回来减轻这些和其它影响，但本公开的各种实施例呈现了可以促进更容易、更一致的磨带锐化的若干操作特征，所述磨带锐化在锐化操作期间会减少表面压力的此类变化和对应的MTO速率。
如下文阐释，此类特征包含使用在本文被统称为且/或被不同地称为“倾斜角磨带锐化”的技术。一般来说，倾斜角磨带锐化(还被称为“经过修改的松弛带锐化”)是指一种新颖的磨具配置和方法，其有目的地引发刀具或其它切割工具的切割边缘相对于磨带之间的选定的非正交的对准，以便更好地控制表面压力和跨越皮带宽度的对应的MTO速率。可以使用多种不同的方法来实现此倾斜锐化效果。
在一些实施例中，刀具或其它切割工具的呈现角度相对于一个或多个辊的轴线(沿着所述轴线驱动环状磨带)固定在选定的非正交角度。这可以通过以下操作实行：在“后向”方向上倾斜皮带路径，使得皮带路径的顶部在远离用户的方向上移动，并且使用一组基本上水平的边缘导引件来支撑工具的呈现。其中可以建立非正交角度的另一种方式是通过相对于皮带向内歪斜刀具的呈现角度。可以建立非正交角度的另一种方式是通过使用使用背衬支撑部件，在接触区域附近支撑皮带。这些相应的方法可以经过组合或者个别地使用。
在这些情况中的每一者中，对表面压力和对应的MTO速率进行控制以增强锐化过程。依据配置，可以向皮带的前边缘(例如，更接近用户或者邻近于工具的近端)供应较大的表面压力和较高的MTO速率，并且可以向皮带的后边缘(例如，离用户更远或者邻近于工具的远端)供应较低的表面压力和较低的MTO速率。
开始检视示出倾斜角磨带磨具100的功能框图的图1，可以理解本公开的各种实施例的这些和其它特征和优点。对磨具100的各种操作元件的初始概述将加强对由将在下文论述的磨具建立的各种锐化几何形状的理解。将了解，根据各种实施例而构造和操作的磨具可以采取各种形式，使得在图1中表示的特定元件仅仅用于说明的目的并且不具限制性。
示例性磨具100被配置成电动磨具，所述电动磨具被设计成搁置在下面的水平基底表面(例如，台面)上，并且将由例如住宅或商用交流(AC)电压、直流(DC)电池组等电力源供电。可以实施其它形式的倾斜角磨带磨具，包含采用本文公开的各种特征的手持式磨具、非电动磨具等。
磨具100包含刚性壳体102，所述壳体可以由合适的刚性材料形成，所述刚性材料例如为(但不限于)注射模制的塑料。用户开关和电源控制模块104包含一个或多个用户可操作开关(例如，电源、速度控制等)和用于将电力传递到电机106的电力转换电路。
电机106引发轴杆或连结到电力传递组合件(PTA)108的其它耦合部件的旋转，所述旋转又向一个或多个驱动辊110赋予旋转，所述电力传递组合件可以包含各种机械元件，例如齿轮、连杆等。虽然不一定需要，但预期驱动辊110将在磨具的电动操作期间以稳态旋转速度旋转。
环状磨带112围绕驱动辊110和至少一个额外的导辊114延伸。在一些情况下，磨具可以采用多个辊，例如三个或更多个辊，以界定分段的皮带路径。张紧装置116可以向导辊114赋予偏置力以向皮带供应选定量的张力。导引组合件118被配置成使得用户能够使例如刀具等切割工具呈现为沿着所要的呈现定向与相应的辊110、114之间的一段皮带112相抵，如下文论述。
在图2A中提供根据一些实施例的皮带路径的示意性表示。通过使用三个辊而建立皮带112的大体上三角形路径：左下拐角中的驱动辊110、在皮带路径的顶部处的导辊114，以及也可以是导辊的第三辊120。将了解，在需要时可以使用任何合适的对应数目和大小的辊来建立任何数目的皮带路径，使得在一些实施例中使用三角形路径，但在其它实施例中不使用三角形路径。将张紧装置116(图1)表示为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧可以在远离剩余的辊110、120的方向上对导辊114操作。可以使用其它张紧装置布置，包含(但不限于)向下部导辊120施加张力的张紧装置。
皮带112具有大体上在122处表示的外部研磨表面和大体上在124处表示的内部背衬层，所述内部背衬层支撑所述研磨表面。在图2B中更完全地示出这些层。这些相应的层的相对厚度可以变化。研磨表面122包含合适的研磨材料，所述研磨材料进行操作以在锐化操作期间从刀具移除材料。背衬层124为皮带提供机械支撑和其它特征，例如皮带刚度、整体厚度、皮带宽度等。背衬层124被配置成在皮带沿着皮带路径进行电动旋转期间接触地接合相应的辊110、114和120。
图2A的示例性布置建立了皮带112的两个相应的伸长的平坦段126、128，可以使刀具或其它切割工具呈现为与所述平坦段相抵，以实现在其交替侧上的锐化操作。段126基本上从辊114延伸到辊110，并且段128基本上从辊120延伸到辊114。段126、128中的每一者通常沿着与辊110、114和120的相应的旋转轴线110A、114A和120A正交的中性平面而安放。
每个段126、128未由对应的约束性背衬支撑部件与背衬层124相抵地支撑。这允许相应的段在无载状态下沿着相应的中性平面保持对准，并且在锐化操作期间通过与刀具接触而被旋转地偏转(“扭转”)离开中性平面。预期可以在段126、128的附近将一个或多个支撑部件(例如，呈片簧等的形式)应用于背衬层128，只要所述支撑部件仍然使得相应的段能够在经过修改的松弛皮带锐化操作期间旋转地偏转远离中性平面即可。将在下文论述向不超过皮带的整个宽度提供受控的支撑的特殊配置的支撑部件。
图3示出根据一些实施例的示例性磨具100的各方面。使呈厨房(或者厨师)刀具的形式的切割工具130呈现为与辊110、114之间的皮带112的段126相抵。刀具130包含用户手柄132和具有曲线地延伸的切割边缘136的刀片134。切割边缘136延伸到远端顶端137并且沿着刀片134的逐渐变细为一条线的相对的侧(未用数字表示)的交叉点形成。从刀片134的相应的侧移除、珩磨和/或对准材料用于产生沿着刀片的整个长度的锐化的切割边缘136。
磨带轴线由折线138表示，并且指示皮带112在操作期间的行进和对准方向。磨带轴线138标称地正交于辊110、114的相应的辊轴线110A、114A(在图式中被识别为辊轴线1和2)。
在140、142处表示一对边缘导引辊。所述边缘导引辊形成前述导引组合件118(参看图1)的一部分，并且可以由被设计成支撑切割边缘136的部分的任何合适的材料制成。可以使用其它形式的边缘导引件，包含如下文论述的固定边缘导引件。
一般来说，在用户经由手柄132跨越皮带112抽拉切割边缘时，边缘导引辊140、142为刀片134提供缩回路径144。
缩回路径144不正交于磨带轴线138。在线138和144之间的夹角在本文被称作倾斜角，并且在图3中表示为角度A。
在本文被称作坡口角度的第二角度在图4中表示为角度B。一般来说，坡口角度B表示磨带轴线138与刀片134的横向中心线(在146处表示)之间的夹角。可以将倾斜角视为“跨越”皮带的切割边缘136的相对角度(参看图3)，并且可以将坡口角度视为“沿着”皮带的刀片136的相对角度(参看图4)。
倾斜角A的量值可以变化。在一些实施例中，将在图3中界定的倾斜角A选择为小于90度，例如(但不限于)从约65度到约89度的范围。这与例如(但不限于)在上文提及的‘407专利中所公开的磨具等其它皮带磨具形成对比，所述磨具提供标称90度的呈现角度。此时请将注意，可以在需要时使用倾斜角的其它表述。举例来说，对图3的检视示出可以替代地将倾斜角界定为在呈现线144与相应的辊轴线110A、114A之间的非正交角度(例如，角A的互补角)。使用此替代性表述，倾斜角可以近似为约1度到约25度。
坡口角度B的量值也可以变化。在一些实施例中，将坡口角度B选择为在约5度到约15度的范围内。坡口角度一般确定邻近于切割边缘的刀片的侧面几何形状。出于清楚起见，将了解，皮带112的保形性质将倾向于向切割边缘的侧面赋予凸曲线形状，而不是平坦“斜面”形状。然而，术语“斜面”一般用于表示皮带范围126与刀片134之间的相对定向。
将非正交的倾斜角A选择为减小皮带的后边缘(例如，离手柄最远的皮带的那部分)的偏转并且增加皮带的前边缘(例如，最靠近手柄的皮带的那部分)的偏转。相对于例如在图3中例示的刀片使皮带倾斜会提供跨越从手柄132到顶端137的切割边缘136的长度的更一致的平均表面压力。
再次参看图3，将注意到，边缘导引辊140、142将呈现线144界定为标称水平(例如，沿着X-Y平面)，并且皮带向前倾斜，使得相应的辊轴线110A、114A相对于水平方向是歪斜的。这允许用户在跨越皮带抽拉刀具时以基本上水平的方式呈现刀具130。此布置仅仅是说明性的并且不是限制性的。在其它实施例中，可以使这些相应的元件旋转，使得皮带112是垂直的(例如，辊轴线110A和114A水平地安置并且皮带沿着X-Z平面延伸)，并且对边缘导引辊140、142进行调整，使得呈现线144以非水平的方式向上延伸。在后一种情况下，用户可以跨越皮带抽拉刀具，使得手柄132相对较低，并且顶端137相对高于磨具搁置在上面的水平基底表面。还可以使用其它布置。
图5是邻近于皮带112的另一刀具140的等距描绘。刀具140类似于上文论述的刀具130，并且包含手柄142、刀片144和切割边缘146。在锐化期间，在方向148上跨越皮带112抽拉切割边缘146。相对于此方向来表示皮带的相应的前边缘和后边缘。将回想到，皮带的前边缘是最靠近手柄142的皮带的宽度的那部分，并且后边缘是最远离手柄的皮带的宽度的那部分。
图6A是皮带所遭遇的后边缘偏转的横截面代表视图。图6B示出皮带所遭遇的前边缘偏转的对应的横截面代表视图。虚线150表示中性平面，在不存在刀具140或其它切割工具的情况下皮带112通常沿着所述中性平面平放。
从图6A和图6B可以看到，与后边缘相比，在皮带的前边缘处引发更大的偏转(扭转)。皮带的倾斜角和宽度将影响前方偏转和后方偏转之间的差异。可以针对特定皮带/磨料组合以及针对正被锐化的刀片的形状来优化此差异。一般来说，减小倾斜角A(参看图3)和/或增加皮带宽度将倾向于增加前方偏转量与后方偏转量之间的差异。这又将调整前边缘和后边缘处的相对的表面压力和MTO速率。
磨具100的特定配置(参看图1)可以被布置成实现所要的倾斜角和坡口角度。如上文所述，皮带和辊可以在壳体102的内部内“倾斜”，使得用户经由导引组合件118以基本上水平定向来呈现刀具(或者其它切割工具)，如在图3至图4中大体上描绘。在其它实施例中，皮带和辊可以在壳体102内标称地垂直对准，并且用户可以按提高的非水平定向将刀具呈现为与导引组合件118相抵。这些和其它考虑很好地在熟练技术人员依据给定应用的要求进行实施的能力之内。
图7A至图7E说明根据其它实施例的图1的磨具100的各方面。刀具160包含手柄162、刀片164和逐渐变细为一点167的切割边缘166。前述导引组合件118包含导引部件168，所述导引部件提供与皮带112成面向关系的导引表面，以促进刀片164与皮带相抵的对准。固定边缘支撑表面170允许用户在用户在方向172上跨越皮带112收回刀片时支撑切割边缘166的一部分。将注意到，可以如图7A中说明使用单个边缘导引表面170，或者可以如图7B中说明利用多个边缘导引表面170A、170B。
预期在导引件168与皮带112之间的相对倾斜角A从约65度扩展到约89度，如图7A中指示。只要倾斜角标称地不正交于与皮带路径相关联的轴线(例如，皮带轴线、辊轴线)，就可以使用其它角度。
如上文所述，界定非正交的倾斜角A的替代方式是规定缩回路径线144与支撑皮带的段(与所述段相抵地抽拉刀具)的相关联的辊轴线(例如，参看图3中的辊轴线110A、114A)不平行。使用此后一种表述，在线138、144之间的65度至89度的倾斜角范围将对应于在线144与辊轴线110A、114A之间的约1度到约25度的互补角范围(例如，参看图3)。
图7B示出在最高的辊114的相对侧上使用两个导引件168来实现双侧锐化操作。图7C示出导引件168中的一者的一部分的俯视平面图，并且图7D示出来自图7C的导引件的对应的视图。导引件168包含基本上垂直延伸的向外部分168A、基本上水平延伸的基底部分168B和基本上垂直延伸的向内部分168C。
前述边缘表面170沿着部分168B的顶部延伸。面向内的导引表面174沿着部分168A延伸，并且面向外的导引表面176沿着部分168C延伸。表面170、174和176形成大体上u形通道或导引狭缝，以容纳刀具160。边缘导引表面接触地支撑切割边缘166，并且相对的侧表面可以接触地支撑刀片164的相对的侧。相对于皮带112的中心轴138来选择表面170、174和176的相对高程和定向(参看图7A)，从而提供所要的倾斜角。将注意到，导引表面174、176沿着相关联的平面而安放，每个平面平行于辊轴线110A、114A和120A中的每一者。
图7E示出导引件168的替代性构造。相应的内部导引表面170、174和176逐渐变细以提供窄的基本上v形导引狭缝。导引元件168A-168C可以由合适的非研磨可切割或非可切割材料形成以支撑切割工具。
图8A和图8B示出图1的磨具100的另一实施例。通过来自图7A至图7E的相同的参考数字来识别类似的元件。图8A示出将要在导引部件168中与来自图7C和图7D的固定边缘导引表面170对准的刀具160。在此情况下，缩回路径线144标称地正交于皮带轴线138(例如，标称90度)，如由图8A示出。
然而，如进一步由图8B的俯视平面图示出，导引件168和边缘支撑表面170相对于顶部辊114的中心轴114A(参看图3)歪斜了斜交角度C。与其中倾斜角A大体上沿着X-Z平面的图7A至图7E中不同，图8A至图8B中的斜交角度C沿着X-Y平面。轴线114A与线144之间的斜交角度C近似为约3度到约4度。在需要时可以使用其它角度范围。
可以通过将图7A至图7B的布置与图8A至图8B的布置进行组合来供应其它非正交量；例如，可以将导引部件168对准成不与轴线114A平行(如在图8B中)以及不与皮带轴线138正交(如在图7A中)。换句话说，导引部件168可以同时赋予某一程度的倾斜角A和斜交角度C。与之前一样，导引件168可以使用单个边缘导引表面170(例如，参看图8B)或一对边缘导引表面(例如，参看图7B中的导引表面170A和170B)。
虽然图8A和图8B的倾斜皮带布置可以提供与例如图7A和图7B中所示的布置类似的益处，但本领域技术人员将注意，例如在图7A至图7B中描绘的布置可以在邻近于手柄的刀片的基底处实现更好的锐化，这是因为可以更容易地容纳接近在手柄与刀片之间的接合点的更大的特征(例如，拇指防护装置等)。应注意，图8A和图8B中的歪斜的导引件可以采取在图7C至图7E中示出的一般配置，不同之处在于相应的导引件是歪斜的。举例来说，相应的导引表面174、176将沿着与辊轴线110A、114A和120A相交(例如，非平行)的相应平面而安放。
图9A和图9B示出根据其它实施例的图1的倾斜磨带磨具100的另一配置。局部的支撑部件190被固定的刚性基底(在192处示意性地示出)支撑在皮带112后方。支撑部件190被布置成在皮带112在行进方向194上移动时接触地接合并且支撑背衬层124。出于说明清楚起见，将支撑部件190表示为圆柱形锥形销，但在需要时可以使用任何数目的不同配置。
可以将合适的低磨损材料用于例如190的固定支撑部件。可以使用任何数目的接触形状(例如，圆形、椭圆形、矩形等)。预期可以并入支撑部件190和基底192以作为用于支撑切割工具的导引组合件的一部分(例如，参看图7A至图8B中的导引件168)。
如进一步在图9B中说明，支撑部件190相对于皮带112的中心线196偏移，以便仅在所述中心线的单个侧上(例如，在最靠近工具的手柄的侧(例如，皮带的前边缘；参看图5)上)向背衬层124提供接触支撑。接触区198大体上表示将在锐化操作期间标称地接触工具的所述侧的皮带112的那部分。工具接触的位置与销190偏移(例如，在上方)。离工具的手柄最远的皮带的侧(例如，皮带的后边缘)保持不被支撑。
在皮带曲折行进经过销并且邻近于工具时，在更接近手柄处(皮带的前边缘或在图9B中的中心线196的右边)施加较大的表面压力和较高的MTO速率，并且在离手柄更远处(皮带的后边缘或在图9B中的中心线196的左边)施加较低的表面压力和较低的MTO速率。
工具的相对的呈现角度(例如，参看图3中的线144)可以是任何合适的角度，包含正交于或非正交于皮带中心线196。因此可以通过独立的方式使用支撑部件190，或者可以将所述支撑部件添加到上文利用的先前实施例中的任一者。
图10A至图10D示出类似于图9A和图9B的实施例的图1的倾斜角磨带磨具100的另一实施例，不同之处在于，图10A至图10D的实施例使用可旋转支撑部件200(“支撑辊”)，其所述可旋转支撑部件被布置成围绕可旋转辊轴线200A旋转以提供在皮带112的宽度上的可变的表面压力和MTO速率。
图10A和图10B示出处于无载条件的磨具。图10C和图10D示出处于加载条件(例如，在呈现刀具刀片202的情况下)的磨具的对应视图。
如图10A和图10B所示，使用两(2)个可旋转支撑辊200在类似于上文在图2A中论述的三角形皮带路径布置的三角形皮带路径布置中在相对的导引狭缝(未单独地示出)中提供双侧锐化配置。将可旋转支撑部件200中的每一者表征为圆柱形辊，但可以使用其它配置。
举例来说，在替代性实施例中，每个支撑部件200具有锥形(例如，截头圆锥形)形状，使得支撑在朝向皮带的后边缘的方向上变化。可以使用其它形状，例如拱形辊等。虽然支撑辊200跨越皮带112的整个宽度延伸，但这仅仅是示例性的并且不是限制性的。在其它实施例中，支撑辊200可以延伸跨越皮带的不足整个宽度。
支撑辊200的辊轴线200A从前边缘向内歪斜到皮带的后边缘，从而不与皮带辊110、114和120的辊轴线110A、114A和120A平行。支撑辊轴线200A的歪斜量可以变化，但可以相对于皮带辊轴线110A、114A和120A近似为约5度至15度。这诱发皮带112对每个辊200的朝向前边缘的表面压力的局部增加，如图11A中的力向量204所描绘。
图11A中的力向量204表示跨越皮带112的宽度施加的可变力，在前边缘邻近处施加最大的力，并且在远离前边缘和朝向后边缘的方向上施加逐渐变小的力。给定系统中的所施加的力的实际范围和变化率将取决于与皮带、张紧装置、支撑辊的半径和位置、支撑辊的斜交角度等相关的若干因素。出于清楚起见，将注意到，在图11A中提供的视图大体上是左侧支撑辊200的自顶向下视图(参看图10C)，并且皮带的横截面处于与支撑辊相抵的接触点处。
图11B更详细地示出图10C的加载(例如，锐化)条件。将支撑辊200放置成邻近于刀具刀片202的切割边缘与皮带112相抵的接触位置并且在所述接触位置下方会引起皮带的局部的大体上S形蜿蜒路径(大体上由路径206指示)。
更具体来说，此蜿蜒路径206是由于皮带112经过歪斜的支撑辊200所致，所述经过会引起皮带的少量扭转，并且具有邻近于皮带的前边缘的较少的皮带偏转和邻近于皮带的后边缘的较大的皮带偏转。皮带继续向上行进，直到皮带遇到刀具刀片202的内侧为止。皮带接触地接合此内侧，以对刀片的切割边缘执行锐化操作。刀片随后继续向上行进到上部辊114A(参看图10C)。
在皮带112接合刀具刀片202的所述侧时，皮带引起大体上由图11C中的力向量208表示的可变的表面压力。与之前一样，沿着皮带112的前边缘经历较大的表面压力和MTO速率，并且这些值在皮带的宽度上朝向后边缘减小。
虽然示出图11B中的蜿蜒路径206在图11B中大体上向上行进，但将了解，如果例如为了施加于在图10C中的系统图的右侧上的第二支撑辊200的锐化操作而颠倒皮带行进的方向，那么将经历图11A和图11C中表示的相同的一般力。
图12A至图12D示出根据一些实施例的另一倾斜角磨带磨具300。磨具300类似于上文论述的磨具100。图12A是磨具300的等距视图。图12B提供俯视平面图，图12C是前方(用户)侧视图，并且图12D是后方侧视图。
磨具300是电动组合磨具，其被配置成在操作期间搁置在水平基底表面301上。如下文阐释，磨具300包含环状磨带，所述环状磨带以如上文在图2中所论述的方式沿着三个辊被驱动以提供三角形皮带路径。辊轴线是平行的，并且每条辊轴线以与在图3和图4中示出的方式类似的方式向前倾斜，使得皮带以选定的非正交角度A向前倾斜近似约15度(例如，参看图3)。
内部电机使皮带沿着皮带路径旋转。可以按相同的倾斜角安装电机，使得电机的输出驱动轴平行于辊轴线并且不平行于水平方向。替代地，可以使用内部连杆系统以将水平安置的电机驱动轴连结到非水平的辊轴线。磨具进一步利用具有以水平方式布置的边缘导引表面的固定导引狭缝，如大体上在图7中描绘。
现在特定参看图12A至图12D，磨具300具有由合适的材料(例如，注射模制的塑料)形成的刚性壳体302，并且围有所关注的各种元件，例如电机、传递组合件、辊、控制电子器件等。壳体302包含多个间隔开的基底支撑接触特征(例如，衬垫)303，所述基底支撑接触特征被配置成在下面的水平基底表面301上提供对壳体的稳定支撑。在304处示出用户启动的通电/断电开关。
壳体302部分封围环状磨带306。在对应的导引狭缝312、314的邻近处暴露皮带的线性范围308、310(在图12B中最佳观看)。导引狭缝312、314以与上文在图7E中示出的方式类似的方式是基本上v形，并且包含在导引狭缝312、314中的每一者中的水平对准的底部边缘表面316、318。皮带306相对于水平基底表面301向前倾斜大约15度；换句话说，安置在壳体302内并且皮带306绕其经过的辊的辊轴线与由支撑接触特征303建立的水平面歪斜(不平行)约15度。
为了锐化例如厨刀等切割工具，用户使用开关304启动磨具300。在面向磨具的前侧时(例如，图12C)，用户抓握刀具的手柄，将刀片放置到选定的导引狭缝(例如，狭缝312)中，使得切割边缘搁置在底部边缘表面(例如，边缘表面316)上，并且刀片的侧面接触最接近手柄的皮带306(例如，皮带范围308)。导引狭缝的配置将确保所要的倾斜角度和坡口角度得以维持。用户在跨越皮带收回刀具的同时维持与边缘表面接触。在刀具具有曲线切割边缘的方面，用户可以在此后向行程期间升高手柄以维持切割边缘与边缘导引表面316之间的接触。
可以将前述过程重复合适的次数，例如3次至5次。这向刀具的一侧施加初级锐化操作。用户随后将刀具放置于另一狭缝(例如，狭缝314)中并且重复。这完成对刀具的另一侧的初级锐化操作，从而产生锐化的切割边缘。磨具的倾斜角配置将提供增强的表面压力和MTO控制，并且将避免顶端圆化。
继续图12A至图12D，大体上在320处表示壳体302的支脚部分。此支脚部分320从壳体的主体延伸以支撑辅助研磨部件322。辅助研磨部件322包括固定的陶瓷研磨棒，但可以使用其它形式的研磨部件。研磨棒322是锥形的，并且相对于水平面以选定角度(在此情况下约30度)安置。导引表面324、326安置在棒322的每个端处。锥形形状允许在需要时个别地锐化大的锯齿或小的锯齿。
在一些情况下，用户可以选择使用研磨棒对刀具执行辅助锐化操作。这通过以下操作执行：将刀片的侧面放置成与导引表面中的选定一者(例如，表面324)相抵，以建立刀片相对于棒322的所要的定向角度。一旦经过定向，用户使刀片沿着棒前进，同时跨越所述棒缩回切割边缘，从而维持由导引表面建立的角定向。这可以重复若干次，例如3次至5次，之后可以使用另一导引表面(例如，表面326)重复所述过程。这施加辅助珩磨操作以进一步锐化刀具。以此方式，与棒322相抵地施加的锐化类似于使用钢类磨具施加的锐化。
在一些情况下，由皮带306施加于刀片的初级锐化角度可以是第一值，例如标称20度，并且由棒322施加于刀片的辅助锐化角度可以是第二值，例如标称25度。这允许将刀片配置成具有微斜面几何形状以提高锐度和耐用性。在需要时可以仅使用陶瓷棒322来施加改进锐化。可以由皮带施加锐化而不使用陶瓷棒。
图13A和图13B示出根据一些实施例的另一倾斜角磨带磨具400。磨具400类似于上文论述的磨具300。图13A是从一个有利位置看到的磨具400的等距视图，并且图13B是从另一有利位置看到的磨具400的等距视图，并且被部分切除以示出选定的内部所关注组件。
与磨具300一样，磨具400是电动磨具，其被配置成在操作期间搁置在水平基底表面401上。一般来说，沿着彼此平行的三个在内部安置的辊上的三角形皮带路径来驱动环状磨带，并且每个辊相对于水平方向以选定的非正交角度向前倾斜。内部电机使皮带沿着皮带路径旋转，并且包含平行于辊轴线并且不平行于水平方向的输出驱动轴。导引狭缝被布置成具有固定的水平边缘导引表面以提供相对于皮带辊轴线的非正交角度。
现在参考图13A和图13B，刚性壳体402围有所关注的各种元件，例如电机、传递组合件、辊、控制电子器件等。基底支撑接触特征(例如，衬垫)403从壳体402延伸并且沿着水平面对准，以搁置在基底表面401上。
环状磨带406沿着多个辊(包含辊408、410)而布设。相对的导引狭缝412、414像之前一样操作，以使得用户能够在皮带的相对的远端范围上执行经过修改的松弛皮带锐化。内部电机驱动轴416经由驱动皮带418将旋转动力传递到驱动辊410。
现在将了解，本文呈现的各种实施例可以提供优于现有技术的若干益处。通过提供非正交的对准角度(例如(但不限于)在图3至图10D中示出的非正交的对准角度)，可以相对于正被锐化的刀片跨越皮带的宽度引发差分偏转。这提供与沿着刀片的长度的刀片的侧面相抵的更一致的表面压力和MTO速率，并且倾向于在沿着切割边缘的经历相对大的曲率变化的点(例如，邻近于刀片的顶端的点)处减小表面压力的增加。如上文所述，可以通过制定倾斜角B(例如，参看图4和图7A至图7B)、斜交角度C(例如，参看图8A至图8B)和/或偏移/歪斜的支撑部件(例如，参看图9A至图9B；图10A至图10D；以及图11A至图11C)中的一者或多者来执行此非正交的“倾斜角”皮带锐化。
在一些实施例中，可以连续地向工具施加具有不同研磨水平和线性刚度水平的不同皮带以提供更复杂的锐化过程。举例来说且并非进行限制，在一个实施例中，可以安装第一相对较硬的较高的磨带以向从其移除相对更多的材料的刀具提供相对粗糙的锐化水平，然后安装具有更精细的研磨水平的第二相对较不硬的皮带以提供珩磨操作。刚度的差异可以向最终的刀片几何形状提供不同水平的外形。
将理解，虽然已经在前述描述中陈述了本公开的各种实施例的众多特性和优势，以及各种实施例的结构和功能的细节，但此详细描述仅是说明性的，并且可以在细节方面作出改变，尤其是与本公开的原理内的部分的结构和布置到其中表达所附权利要求书的术语的广泛一般含义所指示的整个范围相关的细节方面。
Claims (15)
1.一种用于锐化切割工具的磨具，所述切割工具具有固定到用户手柄的带有切割边缘的刀片部分，所述磨具包括：
第一辊和第二辊，所述第一辊可以围绕第一辊轴线旋转，所述第二辊可以围绕平行于所述第一辊轴线的第二辊轴线旋转；
环状磨带，所述环状磨带沿着经过所述第一辊和所述第二辊的皮带路径而设置，以界定沿着从所述第一辊到所述第二辊的中性平面平放的平坦段；以及
导引组合件，所述导引组合件与所述皮带的所述平坦段相邻，所述导引组合件被配置成接触地接合所述切割工具的所述切割边缘，并且跨越所述皮带的宽度向所述切割工具的与所述切割边缘相邻的侧面施加非均匀的表面压力，使得通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的近端相邻的所述皮带的一部分施加较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的远端相邻的所述皮带的一部分施加较小的表面压力。
2.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述导引组合件通过将与所述皮带的前边缘相邻的第一边缘导引表面配置成接触地支撑所述切割边缘的第一部分并且将与所述皮带的相对的后边缘相邻的第二边缘导引表面配置成同时接触地支撑所述切割边缘的第二部分，而通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较小的表面压力，其中所述第一边缘导引表面和第二边缘导引表面中的每一者与水平面相距相同的选定距离，并且其中，所述第一辊轴线和所述第二辊轴线与所述水平面不平行。
3.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述导引组合件通过将侧面导引表面配置成沿着相对于所述中性平面向外歪斜的平面来支撑所述切割工具的所述刀片部分的侧面以使得所述刀片部分的所述远端比所述刀片部分的所述近端更远离所述第一辊轴线，而通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较小的表面压力。
4.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述导引组合件通过接触地啮合位于所述第一辊和所述第二辊之间在所述切割工具下方的与所述研磨表面相对的所述磨带的背衬层的支撑部件，而通过与所述切割工具的所述用户手柄相邻的所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较小的表面压力。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述支撑部件表征为沿着不平行于所述第一辊轴线和第二辊轴线的支撑辊轴线延伸的可旋转辊，所述背衬层支撑部件将与所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的前边缘偏转远离所述中性平面第一距离，并且将与所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的后边缘偏转远离所述中性平面较小的第二距离。
6.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述导引组合件以不平行于所述相应的第一辊轴线和所述第二辊轴线的角度来对准所述切割边缘。
7.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述切割边缘与所述第一辊轴线之间的夹角小于90度。
8.根据权利要求1所述的磨具，其中，所述导引组合件包括：与所述皮带相邻的边缘导引表面，用户在所述切割边缘与所述皮带相抵之后在锐化操作期间与所述边缘导引表面相抵地接触地接合所述切割边缘的一部分；以及与所述皮带呈相向关系的侧面支撑表面，用户在所述锐化操作期间与所述侧面支撑表面相抵地同时接触地接合所述切割工具的侧表面。
9.根据权利要求8所述的磨具，其中，所述边缘导引表面是与所述皮带的前边缘相邻的第一边缘导引表面，并且所述导引组合件进一步包括第二边缘导引表面，所述第二边缘导引表面与所述皮带的后边缘相邻，使得所述皮带在所述相应的第一边缘导引表面和第二边缘导引表面之间延伸，所述第一边缘导引表面和第二边缘导引表面沿着不与所述第一辊轴线和第二辊轴线平行的呈现线而对准。
10.根据权利要求1所述的磨具，进一步包括壳体，所述壳体被配置成使用沿着水平面对准的多个基底支撑接触特征通过水平基底表面来进行支撑，其中所述第一辊和所述第二辊和所述环状磨带至少部分被所述壳体封围，所述第一辊轴线和第二辊轴线相对于所述水平面歪斜，并且所述导引组合件包括与所述水平面标称平行的边缘导引表面。
11.一种用于锐化切割工具的方法，所述切割工具具有带有切割边缘的刀片部分，所述刀片部分固定到用户手柄，所述方法包括：
使环状磨带在第一辊和所述第二辊上前进，所述第一辊可以围绕第一辊轴线旋转并且所述第二辊可以围绕平行于所述第一辊轴线的第二辊轴线旋转，使得所述环状磨带沿着皮带路径行进，所述环状磨带包含沿着从所述第一辊到所述第二辊的中性平面平放的平坦段；以及
使用与所述皮带的所述平坦段相邻的导引组合件导引组合件使所述切割工具呈现为与所述环状磨带的所述平坦段相抵，以锐化所述切割工具的所述切割边缘，所述导引组合件被配置成接触地接合所述切割工具的所述切割边缘，并且跨越所述皮带的宽度向所述切割工具的与所述切割边缘相邻的侧面施加非均匀的表面压力，使得通过与邻近于所述切割工具的用户手柄的所述刀片部分的近端相邻的所述皮带的一部分施加较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的远端相邻的所述皮带的一部分施加较小的表面压力。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述导引组合件通过将与所述皮带的前边缘相邻的第一边缘导引表面配置成接触地支撑所述切割边缘的第一部分并且将与所述皮带的相对的后边缘相邻的第二边缘导引表面配置成同时接触地支撑所述切割边缘的第二部分，而通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的所述部分来提供较小的表面压力，其中所述第一边缘导引表面和第二边缘导引表面中的每一者与水平面相距相同的选定距离，并且其中，所述第一辊轴线和所述第二辊轴线与所述水平面不平行。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述导引组合件通过将侧面导引表面配置成沿着相对于所述中性平面向外歪斜的平面来支撑所述切割工具的所述刀片部分的侧面以使得所述刀片部分的所述远端比所述刀片部分的所述近端更远离所述第一辊轴线，而通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较小的表面压力。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述导引组合件通过接触地啮合位于所述第一辊和所述第二辊之间在所述切割工具下方的与所述研磨表面相对的所述磨带的背衬层的支撑部件，而通过与邻近于所述切割工具的所述用户手柄的所述刀片部分的近端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较大的表面压力，并且通过与和所述用户手柄相对的所述刀片部分的远端相邻的所述皮带的所述部分来提供所述较小的表面压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述支撑部件表征为沿着不平行于所述第一辊轴线和第二辊轴线的支撑辊轴线延伸的可旋转辊，所述背衬层支撑部件将与所述刀片部分的所述近端相邻的所述皮带的前边缘从所述中性平面偏转第一距离，并且将与所述刀片部分的所述远端相邻的所述皮带的后边缘从所述中性平面偏转较小的第二距离。
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