孔锯钻引导器的制作方法

本申请要求2015年3月6日提交的美国临时专利申请第62/129334号的优先权。

本主题涉及孔锯钻引导器和心轴组件。该组件能够与动力钻一起使用，以在管道和管状物中创建尺寸和定位精确的孔。

背景技术：

例如当安装互连导管或液体流动管线并且特别是安装到现有的管路时，存在需要在管壁中形成开口的许多应用。通常附接到动力钻的孔锯在本领域中是已知的。然而，由于管道的圆周形状以及在孔形成期间保持钻和管道之间的期望取向的问题，很难使用孔锯在管壁中精确地定位或创建开口。虽然过去已经提出了各种夹具、安装组件和工具，但仍然需要一种能够以精确、可靠和易于使用的方式在管道中形成孔的装置。

技术实现要素：

与以前的方法相关的困难和缺点在本主题中解决如下。

一般地，本主题提供了一种包括导管基座组件和心轴组件的孔锯钻引导器。导管基座组件包括限定中空内部的导管和沿导管的长度的至少一部分延伸的槽。心轴组件包括中心轴、外壳、用于在外壳内可转动地支撑中心轴的多个轴承以及与外壳接合的向外突出的导销。心轴组件的尺寸被设置为可插入地容纳在导管的中空内部中，并且当将心轴组件的导销定位在由导管限定的槽内时，心轴组件的中心轴可转动地支撑在导管基座组件的导管内。

如将认识到的，本文描述的主题允许其他和不同的实施例，并且在都不脱离所要求保护的主题的情况下，其若干细节允许各个方面的修改。因此，附图和说明书将被认为是说明性的而不是限制性的。

附图说明

图1是图示根据本主题的孔锯钻引导器的实施例的示意性组装图。

图2是图1的孔锯钻引导器的导管基座组件的示意性立体图。

图3是导管基座组件的示意性横截面。

图3a是导管基座组件的另一实施例的示意图。

图4是导管基座组件的部分的另一示意横截面。

图5是图1的孔锯钻引导器的心轴组件的示意性立体图。

图6是心轴组件的示意性横截面。

图7是导管基座组件的分解示意图。

图8是心轴组件的分解示意图。

具体实施方式

本主题提供了用于在工件上并且特别是在管道的圆周表面上形成孔、开孔或执行其他操作的各种工具和装置。这些工具在本文中通常称为孔锯钻引导器，并且与转动动力源、例如电动钻一起使用。孔锯钻引导器包括导管组件和心轴组件。如本文所述，这些部件的尺寸和配置使得心轴组件能够插入导管组件中并与其可滑动地耦接。通常，导管组件固定到诸如管道的工件上，并且固定到待形成孔或开口的位置处。包括孔锯的心轴组件与钻或其他动力源接合，并且然后插入固定的导管组件中。然后进行心轴和孔锯的动力转动，同时通过导管基座组件保持心轴和孔锯的取向。

图1图示根据本主题的孔锯钻引导器1。孔锯钻引导器1包括导管基座组件10和心轴组件110。导管基座组件10包括限定导管槽20的导管30、链条调节装置40或其他调节装置、安装基座50和链条60。安装基座50限定具有v形配置的底部70。心轴组件110包括防转动导销120、动力钻连接件130、轴承座140、中心轴142和孔锯160。如将理解的，孔锯160包括多个齿162和导向或定心钻164。这些部件和其他部件中的每一个、其功能和操作都在本文中更详细地描述。

图2是图1所描绘的导管基座组件10的立体图。基座组件10包括前述具有v形配置的底部70的安装基座50。在使用孔锯钻引导器期间，安装基座50被定位于例如其中将形成孔或开孔的管道(未示出)上。通常，孔沿着垂直于管道的纵向轴线的轴线来创建。安装基座50的底部70与管道的圆周外表面接触。安装基座50在管道上定位(未示出)为使得v形配置的轴线a与管道的纵向轴线对齐。这确保管道外表面与安装基座50的底部70之间的至少两个线状接触区域。在许多实施例中，v形配置的尺寸设置为容纳直径为约1.5英寸至约6英寸的管道。然而，应当理解，本主题包括尺寸和/或配置为用于直径超出该范围的管道的安装基座。如本文更详细描述的，安装基座的底部70的v形配置促进了将孔锯钻引导器在管道上快速和方便的定中心。

安装基座50具有大致中空的内部，并且包括从基座50延伸并且通常沿着与基座50的底部70大致相对的方向延伸的导管30。导管30通常是圆柱形的并且包括限定中空内部34的圆周内表面32。虽然导管通常是圆柱形的，但是本主题包括对导管使用其他的形状和配置。导管30还限定导管槽20，其从导管30的远侧边缘36朝向安装基座50延伸。槽20通常是线状的，并且平行于如图2中轴线b所示的、导管30的纵向轴线。槽20在导管30的端壁22和远侧边缘36之间延伸。槽通常沿着导管的长度的至少一部分延伸。可以将一个或多个槽肩部24设置于远侧边缘36和槽20之间的过渡处，以便更容易地插入导销120。通常，导管30固定到基座50并且相对其静止。在许多实施例中，导管30的纵向轴线b垂直于由安装基座50的底部70的v形配置所限定的轴线a。然而，应当理解，本主题包括其中轴线b相对于轴线a不横向定向的其他实施例。

安装基座50还包括链条调节装置40，其例如能够是调节螺母42的形式。如本文更详细地描述的，链条调节装置的功能在于选择性地调节附接到装置40和/或底座50的链条60长度。如将理解的，调节螺母42的转动导致链条60的线性移位，即延长或缩短链条的有效长度。

图3是导管基座组件10及其部件的横截面图。在所示的特定型式中，导管30与限定在基座50中的螺纹容纳区域52螺纹接合。然而，应当理解，本主题包括用于使导管30和安装基座50接合的各种装置。在某些实施例中，预期导管30和安装基座50彼此一体地形成。还预期可以在导管30和安装基座50之间利用过盈配合。

图3更详细地图示链条调节装置40。在孔锯钻引导器1的这种形式中，安装基座50限定链条容纳通道54，其尺寸设置为容纳链条60和螺纹链条接合构件62，螺纹链条接合构件62附接到链条60，并且特别地附接到远侧或最末端的链节或链条构件。链条调节装置40还包括可转动地固定在基座50内的可转动螺母42。螺母42与链条接合构件62的螺纹57螺纹接合，使得螺母42的转动导致构件62的线性移位或移动。如将理解的，在将基座50定位到管道上时，链条60环绕或至少部分地环绕管道，并被拉动以去除过度的松弛。链条60的相对端(未示出)附接到基座50，并且链条调节装置40被操作从而围绕管道绷紧链条60，并进而将基座50固定到管道。在许多实施例中，链条的端部能够通过将链销定位到设置在基座50中的支架55中而附接到基座50。

图3是根据本主题的导管组件10a的另一实施例的示意性图示。导管组件10a包括具有如图所示的s形槽20a的变体导管30a。s形槽20a能够部分地沿着导管30a的长度延伸，或者能够完全沿着比如从底座50的远端36a到螺纹容纳区域52所示的长度延伸。s形槽20a用于将心轴组件保持在导管组件的各种取向中，比如当导管组件以“上下颠倒”的取向固定到管道时。应当理解，本主题包括各种替代配置和部件变化。例如，如前所述，导管30、30a能够以除圆柱体形状之外的其他形状形成。例如，导管能够形成为具有方形、矩形、三角形或多边形的横截面，只要对心轴组件进行适当的修改即可。

图4是导管基座组件10及其部件的另一横截面图。设置有从基座50大致横向向外延伸的真空口56。真空口56限定中空通道58，其提供与安装基座50的大致中空的内部的流动连通。真空口56为真空软管或其他减压源提供便利的接附，以方便在管道或其他工件操作中形成孔期间或之后收集钻孔灰尘和碎屑(比如金属屑)。真空口能够一体地形成为安装基座50的一部分。然而，也可以预期，只要真空口放置为与基座50的中空内部流动连通，真空口56就能够是接附到基座的单独部件。在具体实施例中，基座的侧壁配置为减小或“封闭”与管道的间隙，以便改善孔锯周围的气流，以增加冷却和移除碎片或碎屑。

图5是孔锯钻引导器1的心轴组件110的立体图。心轴组件110包括动力钻连接构件130、轴承座140、中心轴142和大致沿着共同的纵向轴线延伸的孔锯160。心轴组件110包括从轴承座140向外突出并且大致横向向外并且垂直于轴线c延伸的防转动导销120。应当理解，孔锯160通常能够从中心轴142分离。根据待形成的孔或开孔的尺寸，使用者能够接附具有期望尺寸的孔锯160。如前所述，孔锯160沿着其边缘限定多个切割齿162。并且，孔锯160包括导向或定心钻164。在某些型式中，动力钻连接构件130是可移除的。该特征使得能够使用不同的连接构件130，比如具有不同横截面形状和/或长度的那些连接构件。例如，在某些应用中，可能期望使用具有六边形横截面形状的连接构件130。

图6是心轴组件110的横截面图。轴承座140包括中心轴构件142、外壳146和设置在它们之间的多个轴承。在许多实施例中，轴承包括近侧轴承组件144a和远侧轴承组件144b。如会理解的，中心轴构件142能够在外壳146静止时围绕轴线c自由地转动。中心轴构件142限定近端141和相对的远端143，在近端141处接合有动力钻连接构件130，在远端143处选择性地接附或接合有孔锯160。再次，如前所述，钻连接构件130能够是可移除的，使得心轴组件110能够利用各种不同的钻连接构件。

参照图2-6，导管基座组件10和心轴组件110之间的接合如下。轴承外壳146的外径使得心轴组件110能够可滑动地插入导管30的中空内部34内。具体地说，图6中以直径d0示出的轴承外壳146的外径小于并且在许多实施例中略小于内径d1，d1由导管30的内表面32限定，并且在图4中示出为d1。在将心轴组件110插入导管30内时，防转动导销120由限定在导管30内的槽20容纳并插入该槽内。另外，在将心轴组件110插入导管30内时，心轴组件110的纵向轴线c与导管30的纵向轴线b重合并对齐。因此，例如在连接构件130比如通过与动力钻接合来转动时，发生中心轴构件142和孔锯160的转动。外壳146通过设置在槽20内的导销120耦接到静止导管30。轴承使中心轴构件142转动地隔离于静止外壳146，但是提供与导管组件的纵向轴线b重合的纵向轴线c的稳定性和保持。在许多实施例中，导管和基座被配置为提供限制心轴组件在导管内的行程的“止动件”。该止动件或其他行程限制装置防止钻出穿过管道壁的相对侧的孔。

本主题包括用于将心轴组件可转动地固定在导管和/或导管基座组件内的各种各样的装置和器件。例如，防转动导销120能够用机械特征代替，导管30中的槽20能够用基座50中的槽或其他装置来代替，和/或导管30能够包括向外突出的销。

在许多实施例中，安装基座50和链条调节装置40被配置为使得当围绕管道或工件定位和绷紧链条时，链条在待产生的孔或开孔的位置的正下方延伸。其中包括孔锯160的心轴组件10的纵向轴线c与围绕管道外表面延伸的链条的一部分相交或与其相对接近的这种配置提高了孔锯钻引导器1在使用期间的稳定性。

图7是导管基座组件10及其部件的示意性分解图。链条60能够通过一个或更多个销64与链条接合构件62接合。能够使用轴承环或止推垫圈41将螺母42可转动地定位在安装基座50内。也就是说，螺母42可以通常抵靠轴承环42转动。在某些实施例中，安装基座50能够包括一个或更多个对齐位置53，其促进基座50定位到管道或管(未示出)上。对齐位置53还能够帮助将安装基座50相对于标记或用于在管道或其他工件上钻孔的位置来定位。虽然对齐位置53被示出为位于导管30的安装位置附近，但是它们能够位于安装基座50上的其他位置或孔锯钻引导器1的其他部件或区域上。安装基座50还限定上部进入区域51，其使得能够在下方观察管道或工件或从下方对管道或工件钻孔。因此，基座50的底部70的一个或更多个区域通常具有开口以使得能够观察和钻孔管道或工件。

图8是心轴组件110的示意性分解图。心轴组件110包括前述的中心轴构件142，其通过轴承组件144a和144b可转动地支撑在轴承外壳146内。防转动导销120安装在轴承外壳146中或以其他方式与轴承外壳146接合。能够使用固定螺钉143a以便于更换和使用不同的孔锯160。

孔锯钻引导器1用于在比如管道的工件中创建一个或多个(并且特别是穿过管壁的)孔、开孔或开口。在识别在目标管道中要形成孔的位置之后，导管基座组件、即参考图中的组件10被定位于该位置上方。由于安装基座的底部的v形配置，在与管道接触时，导管基座组件将首先与期望位置对齐，因此使用者在需要时仅沿着管道的长度滑动导管基座组件，以将导管基座组件与用于在管道上形成孔的期望位置完全对齐。能够使用比如前述位置53的对齐位置来帮助定位和/或对齐管道上的导管基座。

一旦适当地定位在管道上，导管组件就被固定到管道。能够通过将一端接附到基座的链条至少部分地围绕管道来包裹或定位，然后拉动以去除松弛并将链条端部接附到基座来进行固定。这能够通过将链销(未示出)放置到设置在基座50中的支架55中来进行。然后使用链条调节装置来拉紧围绕管道的链条，并从而将导管基座组件固定到管道。

然后将具有与其接合的孔锯的心轴组件插入导管基座组件的导管中。孔锯的中心、即与转动轴线重合的中心，也应与管道上形成孔的期望位置重合。在插入期间，导销、即如参考图所示的导销120被容纳在导管中的槽内。应当理解，导管提供对心轴组件和孔锯的支撑，并保持心轴组件和孔锯相对于导管组件和管道对齐。

在心轴组件的中心轴和由此的孔锯进行动力转动时，由于导销和槽之间的接合，会发生转动轴和孔锯的线性移位。因此，当孔锯通过管壁线性移位时，心轴组件仍然被横向支撑并保持其对齐。

虽然本主题，并且特别是导管基座组件已经被描述为包括链条和链条调节装置，但是应当理解，本主题包括使用除了用于将导管基座组件固定到管道或其他工件(例如带)的链条和/或链条之外的一些固定装置的设备。

已经结合在管道或管中创建孔或开孔来描述本主题的各个实施例。然而，应当理解，本主题的装置能够与其他工件一起使用，并且不限于管道。

本主题提供了许多优点和益处。具有不同直径的大量的孔锯能够与单个心轴/导向组件一起使用。使用孔锯钻引导器提供准确和精确的定位和心轴组件的引导。这使得能够垂直于管道或管的纵向轴线形成孔。防转动导销与导管中的槽接合，以允许心轴轴承座的线性运动，同时防止轴承座的外壳转动。导管和链条安装基座能够与孔的轴线对齐以提高装置的稳定性。真空连接使得能够方便地移除钻屑。导管基部上的对齐标记便于将导管基座组件定位到管道或管上的孔定位标记。而且，各种可交换的连接允许使用各种不同的钻头。

许多其他的益处无疑将从这种技术的未来应用和发展中变得明显。

本文所述的所有专利、申请、标准和文章通过引用整体地并入本文。

本主题包括本文描述的特征和方面的所有可操作的组合。因此，例如，如果与实施例相关联地描述了一个特征，并且与另一个实施例相关联地描述了另一特征，则将理解，本主题包括具有这些特征的组合的实施例。

如上文所述，本主题解决了与以前的策略、系统和/或装置相关联的许多问题。然而，应当理解，为了解释本主题的性质已经在本文中描述和图示的部件的细节，本领域技术人员可以在不脱离如所附权利要求中所表达的要求保护的主题的原理和范围的情况下做出材料和布置的各种变化。