专利名称：用于圆盘刀具的低成本的环形刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于圆盘刀具的低成本的环形刀片。
背景技术：
使用了旋转式环形刀片的刀具用于在肉类加工行业中除去脂肪和从骨头上剔去肉。典型的手持式圆盘刀具包括安装在刀片壳体内的圆形的环形刀片。该刀片可通过连接到手持式刀具上的挠性轴以齿轮传动的方式而被驱动旋转。在已公布的PCT专利申请WO01/24977 A2中描述了这样一种圆盘刀具，该申请通过引用结合于本文中。或者，刀片可由安装在刀柄上的气动或电动马达以齿轮传动的方式来驱动，并且分别通过柔性软管来提供空气或通过电源线来提供电力。
圆盘刀具的制造和维护成本很高。典型的刀片包括围绕中心轴线而形成的较薄的环形主体部分，其为截头圆锥形，并在一个轴向端处具有环形切削刃，在另一端处具有扩大的齿轮成形部分。刀片由单件钢材加工而成。对齿轮成形结构进行滚铣加工，以形成可与安装在刀具中的驱动小齿轮相啮合的轴向延伸的轮齿。刀片的成本部分地是由所需制造工艺的较高复杂性、生产刀片所要求的熟练工人的较高程度的技能以及刀片材料本身的成本所带来的。
发明概要本发明涉及一种用于圆盘刀具的环形刀片。该环形刀片包括第一刀片部件，其由围绕着中心轴线延伸的连续环件形成，并具有形成于一个轴向端部处并用于切入到与环形刀片相接触的材料中的切削刃；和第二部件，其固定在所述第一部件上以便围绕中心轴线可旋转地驱动第一部件，所述第二部件形成了至少一个驱动面，旋转驱动可通过该驱动面而传递到环形刀片上。
根据本发明的所示实施例，驱动部件在环形刀片的制造期间模制到刀片部件上。驱动部件可由结构上坚固的聚合物材料、金属粉末、陶瓷或其它合适的材料或材料组合制成。本发明的所示实施例采用了模制在刀片部件上的聚合物材料，其限定了大致与刀刃相反地从环形刀片中伸出来的刀片驱动轮齿。
在所示的一些实施例中，通过对片状金属环进行冷成型以形成所需的结构来制造刀片部件。然后将驱动部件模制到刀片部件上。然后通过适当的工艺如磨削来使突出的刀片端部变得锋利。
通过参考附图可以更好地理解本发明的这些和其它特征。
附图简介
图1是包括有用于支撑根据本发明构造的旋转式环形刀片的刀片壳体的圆盘刀具的分解透视图；图2是根据本发明构造的安装于刀片壳体中且由其支撑的图1所示环形刀片的剖视图；图3是显示了根据本发明构造的一部分环形刀片的局部透视图；图4是在环形刀片的制造期间置于模具中的另一备选环形刀片的剖视图，模具也以剖面的形式示出；图5是根据本发明构造的安装于刀片壳体中且由其支撑的另外一种备选环形刀片的剖视图；图6是在环形刀片的一个制造阶段期间置于模具中的图5所示环形刀片的剖视图，模具也以剖面的形式来显示；和图7是显示了图5所示的一部分环形刀片的局部透视图。
实施发明的示例性方式在图中显示了包含有根据本发明构造的环形刀片的圆盘刀具10。如图1所示，圆盘刀具10包括手柄组件12、由手柄组件12所支撑的大致圆形的带裂口的刀片壳体14，以及由刀片壳体14所支撑的可围绕中心轴线19旋转的环形刀片18。所示刀具通过伸入到刀具手柄组件12中的挠性驱动轴(未示出)而连接到遥控电动马达上，从而通过适当的齿轮传动装置来驱动环形刀片。马达和驱动轴可具有任何合适的或传统的构造，并且未在图中显示出。应当理解，可采用其它方式来驱动刀片18。例如，可在手柄组件12中安装气动马达并通过适当的软管将其连接到压缩空气源上，或者可在手柄组件12中安装电动马达并通过电源线将其连接到电源上。
手柄组件12和刀片壳体14如于2000年10月5日提交的PCT申请PCT/US00/27488所公开的那样来构造，该申请通过引用整体地结合于本文中。因此，手柄组件和刀片壳体在这里只作简要介绍。
所示手柄组件12沿着横向于轴19的线而背离刀片18和刀片壳体14延伸，从而允许刀具操作者用一只手来掌握刀具。手柄组件12包括手柄支撑用管状构件20，以及固定到该构件20上的头部组件24。可取下的具备工效学优点的手柄(未示出)围绕着构件20，并为操作者提供了握持面。
构件20适于容纳具有不同构造的各种具备工效学优点的手柄，以允许操作者选择对操作者的手来说感觉最舒适的手柄。构件20刚性地支撑了头部组件24，同时提供了挠性驱动轴可从中延伸穿过以便与刀片驱动用齿轮传动装置形成驱动连接的通道。
所示头部组件24包括头部件40、将刀片壳体14和刀片18可拆卸地夹紧在头部件40上的夹紧组件42、刀片驱动用小齿轮27和小齿轮支撑轴承27a。头部组件24还包括传统的润滑系统(未示出)，相对较粘的润滑剂可通过其并经由适当通道而供应到小齿轮27、刀片18和刀片壳体14中。
头部件40将刀片壳体14相对于手柄组件12来定位。所示头部件40是大致月牙形的主体，其限定了半圆形的刀片壳体安放区域50、插座状的夹紧组件容纳腔52，以及围绕着构件20并从头部件主体中相对于腔52和安放区域50反向地伸出来的凸台54。小齿轮支撑轴承27a是管状件，其连接到头部件40上并围绕着小齿轮的轴杆。所示夹紧组件42包括包钢机构70(steeling mechanism)，刀具操作者通过它来拉直刀片18。
夹紧组件42牢固地保持住安放在安放区域50中的刀片壳体14，从而刚性地定位刀片18同时覆盖住小齿轮27，否则小齿轮27可能会直接暴露于肉、脂肪、骨头碎片等之下。夹紧组件42包括夹紧主体60和夹紧螺钉62a，62b。
不必从头部件40上取下刀片壳体14便可取下和更换环形刀片18。刀片壳体14具有第一部分80和第二部分82，它们从刀片壳体裂口84的相对侧中周向地延伸出去，并且限定了一个可容纳刀片18的径向向内敞开的周向槽86。刀片壳体14带有裂口，使得在松开夹紧组件42时能够自身地弹性膨胀，从而可以取下和更换刀片18。
图1-3显示了根据本发明构造的环形刀片18，其包括第一刀片部件90和固定到第一部件90上以用于围绕中心轴线19可旋转地驱动第一部件的第二部件92。所示刀片部件90由连续的环件形成，其具有围绕中心轴线19延伸的楔形主体部分94，并具有形成于一个轴向端部处以用于切入到与环形刀片相接触的材料中的切削刃96。部件90是通过加工管状的原材料并在磨削轴向刀片端部以形成切削刃96之前对该材料进行适当的硬化来形成的。形成刀片部件90的方式大致与现有技术中所知的相同，即它由可硬化的管状高碳不锈钢原材料加工而成，不同之处在于，在刀片部件上的与刃96相反的轴向端98处未进行与滚铣轮齿有关的操作。这导致了更简单的和成本更低的刀片部件。
如图所示，部件90包括了部件90，92通过其而固定在一起的结构。在图1-3所示的本发明实施例中，远离刀刃96的主体部分比较厚，并且具有形成于其中的从外周边处径向向内延伸的周向槽102，以及被滚花而形成了一系列围绕刀片延伸的径向脊部106的径向延伸部分104。所示径向延伸部分104由刀片部件的环形轴向端面形成。
驱动部件92限定了至少一个旋转驱动可经其而传递到环形刀片18上的驱动面。在图1-3所示的环形刀片中，部件92被模制并固定地安装在刀片部件上。驱动部件92围绕着部件90而形成，使得形成了驱动部件92的材料延伸到槽102中，并且与凸脊式径向延伸部分104相配。驱动部件与脊部106的相配使部件90，92围绕中心轴线19的相对旋转被锁定，同时槽102中的材料可防止部件90，92之间的相对轴向运动。这样，部件90，92就形成了强制性的驱动式接合。尽管周向槽102和相互作用的滚花端面104已经被描述为用于将部件90，92固定在一起，然而也可采用其它适当的结构。
驱动部件92构造成可滑动式地安装在刀片壳体14内，并且驱动面显示为包括了轮齿110，其在与刃96相反的方向上从刀片部件90上轴向地伸出来。这些轮齿与小齿轮啮合以驱动刀片18。如图2和3最佳地显示，驱动部件92限定了沿其内周轴向地延伸的圆柱形壁112。轮齿110与壁112邻接，并从其中径向向外地伸出来。壁112用于加强和支撑轮齿。
尽管部件92上的驱动面显示为由轮齿形成，然而应当理解，也可采用任何可将驱动传递到刀片18上的适当方式。
图4显示了采用了本发明的圆盘刀片118的制造工艺中的一个步骤。如图所示，刀片部件120已经置于模具122的型腔中，用于形成驱动部件124的材料已经注入到模具型腔中。刀片部件120构造成与刀片部件90相似，不同之处在于，刀片主体部分126被加工使其比较薄，并且形成了通向切削刃128的径向向内收敛的截头锥形端部。刀片118的其余结构特征与上面针对刀片18所述的相同，因此采用类似的标号来表示。
如图所示，刀片118设置在由可分开的模具部件130,132所形成的型腔中。模具部件130,132构造成可在模具部件闭合于刀片部件120上时形成环形的封闭型腔。当模具闭合时，将用于形成刀片驱动部件124的材料注入到型腔中，驱动部件在这里与刀片部件相匹配，并且硬化而使刀片和驱动部件固定在一起。当驱动部件的材料已经硬化时，模具部件130,132分开以释放出刀片118。所示模具部件130径向地剖开，因此在移开模具部件132之后，模具部件130的剖开部分就分开以释放出刀片118。所示驱动部件构造成与图1-3中所述的驱动部件相似，因此在这里不再进一步介绍。刀片驱动部件124的结构特征采用与刀片驱动部件92相同的标号来表示。
所示实施例中的驱动部件材料是工程性很高的树脂材料，例如聚苯砜、聚酰亚胺或聚醚醚酮。尽管在所示实施例中驱动部件采用了树脂材料，然而也可采用其它的材料。例如，驱动部件也可如下所述地构造，即将装有粉末金属的树脂注射模制到刀片部件上，然后对该模制结构进行热处理，从而使部件收缩至其最终尺寸，同时去掉树脂。
图1-3所示的刀片18类似于刀片118来制造。应当注意，如果需要的话，可在驱动部件模制好之后对硬化的刀片部件进行磨削，以形成切削刃。
图5-7显示了以其它方式构造的另一刀片218，其具有由冷成型金属片所形成的刀片部件220，以及模制并固定于刀片部件上的驱动部件222。所示刀片部件可通过冲压可硬化的高碳不锈钢片材以形成环件，并对该环件进行深拉拔以产生大致圆柱形的刀片主体部分224来形成，该刀片主体部分224从径向延伸的凸缘部分226中轴向地伸出来，并且在其与凸缘226相反的轴向端处具有径向向内收敛的截头锥体部分228。
刀片220包括用于将部件220,222固定在一起的结构。在所示刀片218中，凸缘226形成有用于容纳驱动部件222的材料的孔232的环形阵列(见图7)。
在成形后对所示刀片部件220进行热处理，然后对部分228的轴向端面进行磨削，从而沿着其径向内周形成环形的切削刃230。
参见图6，在已形成了刀片部件220之后将其放入到模具240中，并且将用于形成驱动部件的材料注入到模具中。凸缘226被部件222的材料浸没，并且驱动部件的材料填充了孔232，以保证刀片和驱动部件固定在一起。
驱动部件222构造成大致类似于图1-4所示的驱动部件，在这里不作进一步介绍。同样，模具240可如上所述地或以任何适当的方式来构造，因此在这里不作进一步介绍。与上述部件相对应的驱动部件222和模具240的部件由与图6中的相同标号来表示。
尽管已经非常详细地显示和介绍了本发明的不同实施例，然而本发明并不被视为限于所公开的具体构造。本发明所属领域的技术人员可以容易地想到本发明的各种适应性变化、修改和应用，并且本申请旨在覆盖属于所附权利要求的范围或精神内的所有这些适应性变化、修改和应用。
权利要求
1.一种环形刀片，包括第一刀片部件，其由围绕着中心轴线延伸的连续环件形成，并具有形成于一个轴向端部处并用于切入到与所述环形刀片相接触的材料中的切削刃；和第二部件，其固定在所述第一部件上以用于围绕所述中心轴线可旋转地驱动所述第一部件，所述第二部件形成了至少一个驱动面，旋转驱动可通过所述驱动面而传递到所述环形刀片上。
2.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第一刀片部件由薄片材料形成，其具有在所述第二部件与切削刃之间延伸的截头锥体部分。
3.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第一刀片部件由薄片状部件形成。
4.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第二部件由模制材料形成。
5.根据权利要求4所述的环形刀片，其特征在于，所述第一部件限定了所述第一和第二部件可通过其而机械式锁定在一起的结构。
6.根据权利要求4所述的环形刀片，其特征在于，所述第二部件被模制在所述第一部件上。
7.根据权利要求3所述的环形刀片，其特征在于，所述第一刀片部件是被冷成型为环形形状的连续片状金属件。
8.根据权利要求3所述的环形刀片，其特征在于，所述刀片部件限定了与所述切削刃间隔开的径向延伸部分，所述径向延伸部分与所述第二部件互锁在一起。
9.根据权利要求8所述的环形刀片，其特征在于，所述径向延伸部分限定了多个孔，所述第二部件的一些部分可伸入到所述孔中以锁定所述部件。
10.根据权利要求8所述的环形刀片，其特征在于，所述径向延伸部分由具有形成于其中的多个脊部的环形轴向端面来限定。
11.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第二部件限定了所述环形刀片可通过其而被驱动的一系列轮齿。
12.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第二部件由塑料材料形成。
13.根据权利要求1所述的环形刀片，其特征在于，所述第二部件被模制在所述第一部件上，所述第一部件由连续的薄片金属环形成。
14.一种制造环形刀片的方法，包括a)形成具有中心轴线和相对的轴向端部的连续环形刀片部件；b)在所述刀片部件的一个轴向端部上形成切削刃；c)将所述刀片部件放入到模具型腔中；d)通过将材料主体模制在所述刀片部件上以使所述材料主体和所述刀片部件相互间固定在一起，从而形成刀片驱动部件。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，形成所述刀片部件包括拉拔环形的金属材料片，以便在所述切削刃与相对的轴向刀片端部之间形成截头锥体部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括形成位于所述刀片部件上的径向凸缘和所述凸缘中的多个孔。
全文摘要
一种用于圆盘刀具(10)的环形刀片(18)，包括第一部件，其形成了具有用于切入到与其接触的材料中的环形切削刃(96)的环形刀片部件(90)。第二部件(92)固定在环形刀片部件上，以提供环形刀片可通过其而转动的驱动面。在一个实施例中对刀片部件进行机加工。在另一实施例中，刀片部件通过对薄片状的可硬化钢材进行冷成型而形成。
文档编号A22C17/00GK1681629SQ03821178
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月22日 优先权日2002年9月6日
发明者G·D·雷帕 申请人:貝特彻工业公司