专利名称：柔性材料的切割装置的制作方法
一般说来，本发明是关于从一平幅材料中切割出一定宽度柔性材料的方法和装置，进一步说，是关于按一预定宽度对地毯材料进行切割的方法和设备，在切割中避免了绒头纤维从底布上脱出，从而大大地提高了其效率和生产率。
饭店、家庭、工厂、宾馆及办公室的地面覆盖物一直广泛地使用柔性平面材料，包括乙烯泡沫材料以及天然及合成材料制成的地毯。虽然各种花色的地毯一直很流行，但眼下越来越多的使用方法是将不同颜色地毯条或具有各种特色的条子相邻拼接成块，尤其用于走廊内或在大房间的四周围。除此之外，地毯材料正在取代木材作为护壁板和墙壁的覆盖材料。
铺盖表面的外观在很大程度上取决于铺设的方法和质量，然而目前采用的铺设技术是过去一百年来一直延用的技术，没有明显的变化，它们是十分繁重、缓慢、艰苦和费时的。
在工作现场，人们将大卷的地毯材料按照特定的方法切割成条带。装有一矩形的扁平双刃刀具的小型手持工具几乎都适合于切割地毯材料。刀子的一个角从工具中突出来，用作切刀。这样，每把刀子可以根据需要进行调换使用，即每把刀子可以提供四个切割区域。当被覆盖的表面被测量过之后，用于切割成条带的平幅材料被翻转过来，在其反面或底面标出合适的宽度。借助于一把直尺，切割刀沿着地毯材料的长度方向运动，将一层或多层织物衬里(绒)，例如泡沫材料，粘合剂或塑料等割穿。由于地毯材料被从背面切开，而在其下方通常聚集着许多垂直排列的被压着的露在外面的绒毛，许多独立的纤维束不可避免地被分割开。
当二块被切割下的地毯材料按切割边相邻的形式拼接在一起时，总是希望它们之间的间隙被隐蔽。然而，由于在切割过程中，在一定程度上地毯纤维被从其相互搭接的边缘部位去除掉，由于边缘部分的差异加大，就形成了一条难看的接缝。
铺设地毯的劳动强度很大，承包者们通常是按铺设码数付给报酬，而不是按工时付酬。因此，尽量减少铺设一定量的地毯的耗费的时间就显得十分重要。目前，切割工序一般包括测量被覆盖的面积，将地毯底朝上的翻转，在地毯上作标记，将直尺摆好，沿着直尺移动切刀。一般情况下，刀子的切割区域在切割8到12呎的范围内可以保持锋利。根据地毯材料组成和结构的不同而有些不同。此外，由于切割通常是在木头上、水泥地面上或砖地上进行的、刀子很容易弯曲、切断或产生缺口，其结果，有相当多的时间花费在翻转刀片，废弃刀片和更换刀片上。
本发明提供了一种将具有预定宽度的柔性材料的条带从其长幅材料上切割下来的方法和装置，它们可以大大提高工作质量和效率。本发明优先采用的一个实施例提供了一种装置，可以切割地毯材料的第一和第二衬层，而不会使绒毛分开，或者至少明显地减少这种趋势。就本发明的一个方面来说，这一点是这样实现的，即提供一个扁平的，一般为矩形的支架或托架，它有一个下表面，可以沿着地板滑动，还有一个上支撑面，或称作盖板，在切割过程中地毯材料覆盖在其上，被进行导向。一个刀架固定连接在盖板的后部，刀架中有一把薄薄的扁平的矩形形状的刀子，其竖直方向的前沿与地毯材料的平面相垂直。在刀架槽中有足够的间隙，以便在切割过程中，刀具可以以高频率低振幅的形式上下往复运动。这种刀子与地毯之间的相对运动仅仅限于在刀具的平面内进行，其结果产生一种锯割作用。所以，对于一块具有厚厚衬层的地毯材料来说，也是很容易进行切割的，这样就提高了生产效率。此外，由于切口附近的绒头原封不动地留在那里，所以相邻接的二块地毯片之间的接缝显得十分完美无缺。
图1是根据本发明作出的适合于切割柔性材料的装置的透视图;
图2是图1所示装置的局部放大平面图，表示了在操作过程中刀具相对于地毯之类的柔性材料的运动以及将它们切成条带的情形;
图3是沿着图2中3-3线剖开的放大剖面图;
图4是沿着图2中4-4线剖开的剖面图;
图5是切割元件的局部平面放大图，表示刀子放置在刀槽中的情形;
图6是图1所示装置的底部平面图;
图7是根据本发明所作出的另一个实施例的局部平面图;
图8是沿图7中8-8线剖开的剖面图;以及图9是沿图7中9-9线剖开的剖面图。
参照图1、3和6，切割机100一般包括一个支架10，支架包括底部12和上盖13，地毯材料或其他柔性材料覆盖在其上被引导进行切割。
在一个优先选用的实施例中，支架10一般是矩形的，正如从图中所看到的一样，并且可以从其前棱14向上倾斜，以便为平幅材料提供一个进入的斜面。如果需要，盖板13可以向上倾斜，覆盖自前横梁或前棱14至后横梁或后棱15的全部距离范围。在其一边，盖板13具有一个垂直的纵向(即前-后)延伸的引导表面16，以便在切割过程中，平幅材料的边缘11在通过机器100时可以与之相接合。在引导表面16的外部并与该表面16所在平面相平行的位置设有一个纵向延伸或前-后延伸的手柄元件17。
在支架10的后部有一个横向延伸的导轨26，它与支架的后部相连接，按照本发明的一个优先选用的实施例，它包括一个向上开口的槽形元件27，它贯穿支架10的整个横向范围。一个手柄机构28可以与导轨26相咬合，并且带动切刀29以便将与之作相对运动的材料11切开，这一点将在后面作详细描述。
手柄机构28包括一个平板元件30和一个向后部延伸的手柄31。平板元件30包括一个横向延伸的垂直元件32(与手柄31相垂直)，垂直元件32与平板元件27滑动连接。垂直元件32适当地放置在槽形元件27内，以便使平板元件30与底部元件12保持平行。
平板元件30和垂直元件22上带有一个前-后延伸的槽33，以便卡住切刀29(见图5)。刀具29适当地装配在槽33中，其前沿部分62对着支架10的前棱14。槽33通常是垂直方向的，其上部开口在平板30处终止，下部开口在导轨27处终止。这样，当刀具29装入槽33中时，刀子落在导轨元件27的平坦的横向延伸的底部。并且向上突出，高出平板元件30，如同图3所示。这一点在后面将作更充分地说明。槽33的横向尺寸最好超过刀子29的厚度约0.001到0.125吋，最好约为0.002到0.005吋。槽33的前-后尺寸最好超过刀子29的宽度约0.001到0.050吋，最好约为0.015到0.020吋。
前面讨论过的目前在手持切割工具中使用的传统式切割刀可以很便利地用在本发明的优先选用的实施例中，典型的刀子，一般相当于刀具29，其尺寸最好是大约为2.25吋高(前沿)，0.750吋宽(槽的前-后方向)，0.015吋厚。这样，槽33的前-后尺寸约为0.750到0.800吋(最好是0.750到0.765吋)，横向尺寸约为0.015到0.065吋(最好为0.017到0.020吋)。
刀具29是双刃的，这样，一旦有效的刀刃被磨损了，可以将之转动180°，提供一个新的刀刃。由于在切割过程中刀子29的小半部分高出平板元件30，只要将刀子反转过来就可以产生另一个新的切割刃。
由于刀子29的刀刃非常锋利，必须适当考虑如何防止意外的切伤事故，为了减少这种事故的倾向，一个枢轴覆盖元件37可以延伸下来盖住刀子29的上部尖端。如同图3所示，覆盖元件37保持在被切割的材料11的上方，并且不与刀子接触，所以它并不影响切割工作。覆盖元件37安装在滑架38上，滑架本身可滑动地装在后夹板22上(后面将继续讨论)。如果需要的话，覆盖元件37上可以为刀子29开一个小口，它可以绕着横向节点39转动，到达图3中的虚线位置。也可以采用另一种方法，护刀装置可以沿着夹板22的整个长度伸展，并且由一个半圆形的元件组成，可以采用合成聚合物例如胶质玻璃来制造。
现在参照图1、2和3，一个矩形的夹持元件18与支架10成枢轴连接，例如通过一个相关的折页19来实现，以便有助于对穿过切割装置的平幅材料的控制。在普通落下位置，夹持元件18延伸穿过盖板13的表面，从折页19开始直到与其相对置的支架10的纵向边缘为止。夹持元件18可以被抬起或向上折起，相对于盖板13呈开口位置，如同图1中箭头20所表示的那样，以便在切割之前将平幅材料11放在盖板13上面。
夹持元件18最好成一种网格结构，它包括一双相互平行的横向延伸的板条元件21和22，在它们远离折页19的末端通过一个交叉连接元件23将它们连接在一起，位于前面的板条元件21与盖板13的前棱14往后错开一定距离，如同图1所表示的那样。板条元件21最好带有一个透明的塑料交叉连接元件25，该元件一直延伸到后板条元件22的下方，与导引表面16相邻近，交叉连接元件25的下表面应与导引表面16相垂直，以便防止材料11相对于导引平面产生皱折和/或卷曲。就其网格结构而言，可以使夹持元件18对从其下方通过的平幅材料11所产生的压力相当小。交叉连接元件25使这样一件事情成为可能的，即可以对正通过机器100进行切割的材料11进行观察和/或监视，尤其是材料与导引表面16之间的配合情况。最好在板条元件22的后边缘设置一把直线刻度尺24，以便在横跨盖板13的方向上相对导引表面16进行长度测量。
后置的板条元件22的外缘在竖直方向上应与盖板13的后棱15相重合。这样，由刀子29的前沿62所限定的一条假想直线(即图8中所示的L-L)在切割过程中可以始终与紧靠切割部位的由平幅材料11所限定的假想平面(如图2中所示的P)保持垂直。这样就使由平幅材料11所造成的切割阻力尽量减小到这样一个程度，即使与平幅材料11相接触的刀口部分仅仅限制在平幅材料的厚度部位。进而言之，由于刀口62相对于平幅材料的平面成垂直排布，这样就减小了切割过程中平幅材料在刀口62与平板30之间收缩折皱的可能性，如同当刀口62相对于平幅材料11的未切割部分成锐角时所发生的情况那样。或者刀子29可以相对于平幅材料11的未切割部分成钝角排布，如同图3中虚线所示的那样。
平板元件30适当地装有一个悬垂突棱34，它与元件32向后错开一定间隔，该间隔至少相当于构成导槽元件27的后壁的突边缘60的厚度。一对螺丝35，他们都带有一个可供手拧的顶端36，它们分别装在手柄31的二侧，并被拧入突棱34中。螺丝35可以用手旋入，顶住邻近的导槽27的凸缘，以便使手柄机构28固定在盖板13上。
当切割机不用的时候，手柄机构28一般可以从基础元件12上拆下，以便于存放和运输，在机器使用时，手柄机构28被重新装到支架10上。
当手柄机构28被重新装配到支架10上时，手柄机构28上的垂直元件32即进入槽形元件27。然后，手柄机构28可以进行滑动操作，使刀槽33对准直尺24上合适的尺寸，以便使切下的平幅材料11的宽度与从导引表面16所量得的尺寸相符。在刀槽33相对直尺24适当地对正之后，将螺丝35拧紧到槽形元件27的壁上，以便使手柄机构28的位置固定。
或者可以将手柄机构28永久性地固定在盖板13上，导引表面16可以在盖板13上自由延伸。例如可以借助于滚柱或轴承的作用(图中未表示出来)来实现之。在这种情况下，可以将一把类似直尺24的尺子放在一个位于导引表面16和支架10之间的滑动元件上，以便使刀子29与导引表面16之间的距离合乎预定的尺寸。一个在功能上与带有顶端36的螺丝35相类似的机械元件可以装入导引表面16，以便使其在相对于刀子29一定距离的位置上被固定住。
当用机器100切割一定宽度的材料时，材料11的一端被放在盖板13上，位于夹持元件18的下方，材料的一边紧贴导引表面16。切刀29被装入槽33之中，覆盖元件滑架38可以在后夹板22上自由滑动进入预定位置，这样，覆盖元件37可以被枢轴地装入刀子上方的保护位置。
当材料11被适当地装入切割机100，切刀29进入合适位置。机器就可以进行切割了。切割工作可以由操作者在地板上来完成，只要使切割机100沿图2中所示箭头A和B的方向相对平幅材料11进行运动即可。切割时，可以用一只手握着手柄31，另一只手握着基础元件的手柄17，推动机器运动。当平幅材料被对切作二条时，手柄在其正中间运动。一般情况下，切割机的切割速度可以达到操作者移动机器的最高速度。为了增加机器的运动速度，基础元件12的底部可以装配前-后延伸的滑板40，如图4和6所示。滑板上最好涂有低磨擦系数的组成物，例如聚四氟乙烯。
如果需要的话，也可以拉动平幅材料使之通过切割机来实现对材料的切割。此时操作者在一个固定的位置上控制并监视切割机100，一个助手拉动二条分割开来的平幅材料11，使之相对切割机移动即可。
如果平幅材料11是地毯材料或类似的柔性材料时，可以看到在切割过程中，刀子29相对平幅材料作上下往复运动，刀子的这种运动是由平幅材料穿过设备时的相对运动引起的。虽然对造成这种现象的确切原理尚不十分明确，但希望能保持刀槽33的刀寸，如同上面所讨论的那样，使刀子29具有振动所必须的间隙，刀子29装在刀槽33中被支撑在槽形元件27上，并非以其他形式固定在切割机100上。
一般希望手柄机构20与支架10的后部保持刚性结合，使其之间不存在相对运动，以确保在使用过程中刀子29相对于平幅材料保持确定不变的方向。
在切割之后对刀子29进行检查发现，刀子的前沿部分的一个区域在切割中被磨损了，这个区域的范围要大于平幅材料的厚度，这样我们就可以假定，在切割过程中或者是刀子或者材料或者它们二者共同发生了上下跳动现象，当刀子29被夹紧时，比如用手指施加一个压力，这时切割阻力增大了。这可以假定为刀子和材料之间的相对运动受到了阻碍。从而，刀子29在凹槽33中上下振动是合乎需要的，所以只要切刀和材料之间的有限的相对运动是允许的，其结果就将是令人满意的。这种锯割作用有点类似于锯条的运动，很明显它是锋利的刀刃和柔性平幅材料比较不受约束的幅面之间的相互作用的结果。
本发明的一个重要优点是只有很少的绒毛纤维在机器100中被切刀29割断;切刀在凹槽33内所允许的间隙范围内，选择一条阻力最小的通路通过被切割材料。鉴于相对比较少的绒头纤维被切断以及切割机100切割的高度精确性，当将二片切割过的地毯材料的边缘对接在一起时，接缝通常看不出来，或者是只有当接缝处的纤维被轻轻刷过后才能模糊地分辨出来。
地毯安装者借助上述的切割机，可以比普通手持工具快许多倍地去切割地毯，而后者要与一条平直的边缘相结合才能进行切割。由于切刀29不与木头、水泥或其他坚硬表面相接触而容易变钝，所以每把切刀在必须更换之前可以切割数百呎的材料。当切刀29需要在切割机100中反转、倒转或替换时，磨钝的刀片很容易取出并将一把新刀放入凹槽33，与小型手持工具拆装所耗费的时间大不一样。这样，切割机100操作中所占用的非生产性损失时间被降到最小程度。
现在来看一下图7-9的实施例，在切割机41中相同的代号表示的零部件与切割机100中所代表的零部件相类似，切割机41的支架42的后终端为-导轨43，它有一个横向伸展的突棱44，以便与一个可拆卸的手柄机构45相接合。棱44与盖板13间隔一定距离，一般延伸至基础元件42的整个横向尺寸。
手柄机构45包括一个平板元件46，在其后部安装手柄31。在其前部，平板元件46带有一个竖直向下的横向延伸的开口槽形元件47。槽形元件47中插入突棱44并且与之相啮合。槽形元件47与突棱44适当地接合，使平板元件46的上表面对应于支架42的盖板13的高度。通常在手柄31的轴所在的垂直平面上，在槽形元件47的后部，平板元件46上开有一个前后延伸的槽48，以便容纳切刀29。如图8所示，槽48的底部是闭合的，以便切刀29被手柄机构45全部包住。
手柄机构45与直尺24相接合，并且可以相对直尺24进行调节，调节完毕，可将它固定在所希望的位置上，其方法与前述的手柄机构28的连接方法相类似。为了便于固定，手柄机构45带有相应的侧向突出部分49，它们从导轨元件47的后壁延伸出来。螺丝35拧入突出部分49，并且可以手工调节使之与突棱44接合，以使手柄机构45固定在支架42上。
切割机41的操作基本与切割机100的操作相似，并且具有上述的全部优点。
本技术领域中有经验的人们都懂得，适合于本切割机用的平幅材料的柔性度可以有很大变化。因此，尽管优先选用的实施例中借助于地毯材料进行了叙述，但是上述的优点在切割如同壁纸、屋顶材料、墙面板、天花板砖片，织物、皮革、泡沫制品、被制品、柏油纸、硬纸板、纤维板、塑料、泡沫板、纸、粗糙木板以及乙烯底板之类的材料时，仍然得到保持。
应当说明，前面所述的仅是本发明的优选实施例。本发明并不局限于这些被描绘出的特殊形式。例如，导轨16在进行非直线形切割时可以改换形式或者取消。比如，如果想切割一种特殊的花型，操作者可以引导机器沿一条花型线运动，使切刀对齐花型线。进而言之，矩形、曲线或其他任何外形的锋利切刀都可以使用，只要能允许切刀和平幅材料之间在有限的程度上的相对运动得到保证即可。只要不脱离本发明的基本思想，这种基本思想在权利要求书中进行了阐述，可以对发明的设计和零部件的排布作出种种的改进。
权利要求
1.一种切割柔性平幅材料的装置，它包括一个用于支撑被切割的柔性平幅材料的支架；一个带有前沿的切割元件，可以对所说的平幅材料进行切割；一个凹槽装置，它刚性紧固在所说的支架上，在切割过程中它可以支撑所说的切刀；所说的凹槽，切割元件以及支架装配在一起，应当能够允许一种往复相对运动存在，这种相对运动由平幅材料在所说的支架上移动而引起，其方向与切刀的前沿所限定的并且在切刀前沿和平幅材料之间的那条直线相一致。
2.如权利要求1所述的装置，其中所说的支架包括一个大致为矩形的基础元件和一个与该基础元件连在一起的大致为矩形的盖板，所说的盖板相对于基础元件成一定的角度倾斜放置。
3.如权利要求2所述的装置，其中在所说的基础元件下面装有前-后方向延伸的滑板。
4.如权利要求3所述的装置，其中所说的滑板涂有低摩擦性的组合物。
5.权利要求1所述的装置，它还包括一个夹持元件，它枢轴连接在所说的支架中前-后延伸的轴上，所说的夹持元件在落下位置时将所说的平幅材料夹在它与盖板之间，此时夹持元件与盖板保持平行。
6.如权利要求5所述的装置，其中所说的夹持元件包括一网格结构，在切割过程中，当平幅材料放在盖板上时，该网格结构对材料施加的承受压力非常小。
7.如权利要求6所述的装置，它还包括一个垂直方向的导引元件，它与盖板相配合，以便对所说材料的一个边缘进行导向，该导引元件沿盖板之前-后方向延伸。
8.如权利要求7所述的装置，其中所说的夹持元件还包括一个限定装置，它与导引装置邻接，当平幅材料被放置在盖板上时，它可以防止材料的边缘产生卷曲。
9.如权利要求1所述的装置，其中所说的切割元件，包括一把切刀，所说的凹槽元件包括一个窄槽，该槽的横向尺寸应比切刀厚度大约大出0.001到0.125吋。
10.如权利要求9所述的装置，其中所说的槽其前-后方向的尺寸比切刀前-后方向尺寸大约大出0.001到0.050吋。
11.如权利要求1所述的装置，其中切刀前沿至少有一半的长度保留在凹槽元件中。
12.如权利要求1所述的装置，其中切割元件包括一把切刀，凹槽元件包括一个窄槽，该窄槽的前-后方向尺寸比切刀的宽度下约大0.015到0.020吋，该窄槽的横向尺寸比切刀的厚度大约大0.002到0.005吋。
13.如权利要求1所述的装置，它还包括一个位于支架后部的横向延伸的槽形元件，该槽形元件包括一个U形的凹槽。
14.如权利要求13所述的装置，它还包括一个手柄机构，该机构包括一个沿着盖板前-后方向，从该机构向后延伸的手柄;一个垂直元件，用于容纳所说的槽形元件;以及一个平板元件，它刚性地连接在垂直元件和手柄上，其中所说的凹槽元件被放入平板元件和垂直元件内并且与它们组为一体。
15.如权利要求14所述的装置，当切割元件被装入凹槽元件时，切割元件放置在导轨上，并非用其它方式刚性固定在其中。
16.如权利要求15所述的装置，它还包括一个安装在靠近盖板后部的直尺，以使测量自导引元件量起的距离。
17.如权利要求16所述的装置，其中所说的手柄机构是可拆卸地安装在导轨上，这样，便使切割元件和导引元件之间的距离可根据预定的尺寸进行调节并固定住。
18.如权利要求1所述的装置，它还包括一个安装在盖板一侧边缘上的前-后延伸的手柄。
19.如权利要求1所述的装置，它还包括一个覆盖在切割元件有效部位之上的枢轴安装的保护元件。
20.如权利要求19所述的装置，其中所说的保护元件基本上在盖板的横向长度延伸。
21.一种用于切割柔性平幅材料的装置，它包括一个支架，在切割过程中，当平幅材料从支架的前端向其后端作相对运动时，支架对切割材料起到支撑作用;一把薄薄的扁平的切刀，它具有一个切割平幅材料的前沿;用于放置切刀的容纳装置，使切刀在切割部位附近与平幅材料保持垂直方向;在与切刀相接触的切割过程中，由于平幅材料相对支架装置作前后方向的相对运动，切刀以锯割运动的形式穿过平幅材料。
22.一种用于切割柔性平幅材料的装置，它包括用于支撑被切割材料的支架装置;一把薄的扁平的切刀，刀子带有一个前沿，以便在切割位置将平幅材料切开;以及一个凹槽装置，它刚性地连接在所说的支架上，将切刀固定住，其中切刀至少有一部分前沿跨越了一定范围，这个范围是指位于切割部位附近的平幅材料所限定的第一平面的上部和下部;由切刀的前沿所限定的假想直线与所说的第一平面相垂直。
23.一种用于切割柔性平幅材料的装置，它包括一个具有前-后端部的支架装置，用于支撑被切割的平幅材料;一把带有一个前沿的扁平的薄刀，用于在切割部位将平幅材料切开;一个用于将所说的切刀固定住的槽;其中有一个由位于切割部位附近的平幅材料所限定的第一平面和一个由所说的切刀所限定的第二平面，这二个平面相互垂直;而且其中有一条由切刀的前沿所限定的假想直线，这条直线与第一和第二平面相交的假想直线的夹角至少为90°，这条假想的相交直线是从切割部位向材料的未切割部位延伸。
24.一种用于切割柔性平幅材料的方法，它包括下列步骤将一平幅材料按一定方向放置在一个盖板上，一个刀架固定在所说的盖板上;将一把扁平的薄刀放入所说的刀架中去，刀架的横向尺寸比刀子的厚度大约大0.001到0.125吋;使刀子相对切割材料能进行运动，这样，切刀就呈现一种上下运动的状态，从而将所说的平幅材料锯切开来。
全文摘要
一种可以大大提高工作质量和效率的切割柔性平幅材料的方法和装置，其装置包括一个用于支撑被切割的柔性平幅材料的支架；一个带有前沿的切割元件，可以对所说的平幅材料进行切割；一个凹槽装置，它刚性紧固在所说的支架上，在切割过程中它可以支撑所说的切刀；所说的凹槽，切割元件以及支架装配在一起，应当能够允许一种往复相对运动存在，这种相对运动由平幅材料在所说的支架上移动而引起，其方向与切刀的前沿所限定的并且在切刀前沿和平幅材料之间的那条直线相一致。
文档编号E04F21/20GK1041983SQ8910787
公开日1990年5月9日 申请日期1989年9月13日 优先权日1988年9月13日
发明者小戈登·F·朱尔森 申请人:小戈登·F·朱尔森