专利名称：用于滑动复合斜切锯机的保护和控制设备的制作方法
本申请是布莱克和载克公司于1996年10月31日向中国专利局提出的名称为“用于滑动复合斜切锯机的保护和控制设备”的申请号为96199438.X的发明专利申请的分案申请。
本发明主要涉及动力切割型锯机，斜切锯机，复合斜切锯机或其它动力操作设备，或利用锯片或其它刀具的机械，以便对由木材、金属、塑料或其它材料构成的工件进行加工操作。特别是，本发明寻求在多方面改进动力操作设备的锯片保护机构，通常其具有可移动的下保护装置，当锯片在非切割和切割位置之间转动时，所述下保护装置在“封闭”和“开启”位置之间相对于固定的上保护装置转动。本发明的优选形式还改善了锯片或刀具的主轴罩，和与保护机构相连的锯片或刀具卡钳。还改进了锯片或刀具的压紧结构，以便当锯机处于锁定状态时，防止锯机运行。本发明的另一个优选的形式包括对操作者把手位置、方向和结构进行有利的改进，当进行多样化的切割操作时，优化了使用者对锯片或刀具的控制和舒适程度。
在工件上进行切割或其它加工操作的锯机和其它设备，当进行多样化切割操作时，通常包括设定锯片或刀具相对于工件所选定的角度的机构。例如，切割型复合斜切锯机，其适合于使用者在多个位置中的任一位置设置锯片或选择刀具的类型，以便进行方形切割、垂直斜切割、水平斜切割，以及在工件上进行垂直倾斜角和水平倾斜角的复合斜切割。此外，在某些操作中，例如榫槽切割，凹槽切割或成型加工，需要使用不同类型或尺寸的锯片或其它切具或加工设备，用以相互替代，以便在工件上进行需要的加工操作。在这些例子中，锯机或切割设备必须能够横向切割，即锯片或切割工具能够滑动，以代替切割方式的与工件啮合。
为了设定垂直倾斜和水平倾斜角，可以调整锯片、刀具或其它加工装置相对于水平机座和定位工件的垂直挡板的角度。进行垂直倾斜角度调整时，使锯片、刀具或其它加工装置相对于垂直挡板成角度定位，同时保持与水平机座的垂直度。进行水平倾斜角调整时，使锯片、刀具或其它加工装置相对于水平机座成角度定位，同时保持与垂直挡板的垂直度。通过同时调整锯片相对于水平机座和垂直挡板的角度，可以完成对垂直倾斜和水平倾斜角度的多种组合。
在任何这种切割操作中，为了使它们能够在切割型、横向切割型或复合型装置上完成切割操作，锯片保护机构必须能够暴露出足够的锯片部分，以便进行需要的切割操作。同时，在切割期间和锯片处于静止位置，应能恰当地保护操作者。这种保护机构最好还可以在切割操作过程中，锯片或刀具发生弯曲或偏转情况时，应避免损坏保护机构。还应防止锯片或刀具在操作期间，由于振动松开而脱离刀具主轴。在进行切割操作时，还应当最大限度地让使用者感到舒适和便于控制。最好，当设备处于储存或非操作状态时，应该防止锯机或其它类似的设备出现意外运行。
但是，已证实许多常规的设备在达到上述部分或全部目的时，存在着缺陷，或者需要设置多个沉重的零部件来满足要求。因此，发现许多常规的设备非常沉重，结构过于复杂，设计制造和维修困难，成本昂贵，并且还需要大的操作空间。在某些情况下，为了达到上述目的，结果造成不适当地限制了切割能力。
按照本发明，锯片或刀具的保护装置最好包括上保护装置，其相对于驱动组件固定，所述驱动组件用于驱动锯片或刀具的主轴。还包括下保护装置，其可以相对于固定的上保护装置转动。最好，保护组件的驱动杆系组件包括具有内端的第一连杆，所述内端以可转动的方式与支架组件相连接。驱动组件可转动地安装在支架组件上，以便移动锯片和驱动组件与工件接触。第一连杆的相对的中间端部与第二连杆的中间端部可转动地相互连接。第二连杆的相对的外端以可转动的方式与可移动的保护装置驱动地相连接。中间滚轮或滚轮组件以可转动的方式与相互连接的连杆的中间端部相连接，并且与设置在驱动组件上的固定位置上的凸轮表面相接合，因此相对于固定保护装置固定。当锯片或刀具在非切割和切割位置之间移动时，凸轮表面的形状和位置预先确定，以控制活动保护装置的运动速率。在此保护结构的优选形式中，活动保护装置可由人工移动，用以相对于工件独立地、不依赖于锯片和驱动组件的位置跨越转动。
在保护装置的杆系组件中设有复位弹簧，用以对活动保护装置产生朝向通常封闭位置的弹性偏压。所述活动保护装置在封闭位置覆盖锯片或刀具的切割圆周的最大部分。该复位弹簧最好是扭转螺旋弹簧，其一个固定端部或支腿与固定保护装置或驱动组件相连接(在固定位置)。弹簧的另一相对的端部或另一支腿与活动保护装置相连接(也在固定位置)。最好还设有偏心的弹簧封闭装置，其沿径向相对于主轴偏离，用于限制扭转弹簧的径向膨胀，其偏离方向远离工件，在远离工件的主轴相对侧，以便使锯片或刀具的工件切割深度达到最大。
本发明的其他任选的但是最佳的特征是设有主轴罩，它可转动的与固定保护装置相连接，并可基本上防止或减小主轴螺母、螺钉或其它锯片固定件在工作期间从主轴上松开或脱落的可能性。借助可松脱的罩的保持固定件，可以使这种主轴罩转动离开，以便拆卸或更换锯片，所述固定件设置在可转动的罩的一端。当这种保持固定件紧固在可转动的罩上时，还可以选择固定件的构形使其沿着轴向在固定保护装置内延伸，作为沿着轴向与锯片或刀具的相对侧隔开的一对锯片的卡钳，因此，即使在锯片或刀具弯曲或偏转时，这种卡钳可以防止或极大地降低对固定保护装置的毁坏。
还包括压紧带条元件，其以可转动的方式与锯机的机座相连接，在可释放地与锯机的驱动组件相接合时，用以在储存位置和压紧位置之间移动。这是为了在向下的储存位置，将驱动组件可释放地固定到机座上。
还有，锯机的操作把手最好包括水平延伸的抓握部分，通常其位于锯片或刀具平面的侧边中间位置。这有助于改善使用者对工件的视线，操作者易于控制装备的锯片或其它刀具。
本专业的普通技术人员通过下面的描述、参照附图和权利要求书可以理解本发明的其它优点、目的和特征。
图1是按照本发明的滑动复合斜切锯机的前透视图；图2是图1所示滑动复合斜切锯机的前视图；图3是图1和2所示滑动复合斜切锯机的后视图；图4是图1～3所示滑动复合斜切锯机的右侧视图；图5是按照本发明的优选的锯片保护机构的局部分解透视图；图6是图5所示另一个锯片保护机构的局部分解的透视图，其进一步详细表示了这个优选结构；图7是图5和6所示保护机构的可移动部件的局部分解透视图，更加详细的表示了保护机构的开启杆系结构；
图8是图5～7所示保护机构的下保护装置的复位弹簧和弹簧封闭结构的局部详细剖视图；图9a～9c表示用于图5～8所示优选的保护机构，在不同的移动下保护位置上，优选的扭转下保护复位弹簧的弹性弯曲示意图；图10a～10d是杆系结构的操作示意图，表示图1～9所示锯机的锯片或刀具，在工件非接合和接合位置之间控制下保护装置的运动，其中拆除了部分部件；图11是优选的保护机构的局部左侧视图，其表示在操作位置中的锯片主轴罩；图12是图11所示主轴罩详细的局部分解图；图13a～13b是局部横剖视图，其表示安置在主轴罩结构中的锯片卡钳结构；图14a～14b是用于图1～13所示优选的滑动复合斜切锯机的压紧结构的局部透视图。
图1～14b描绘了本发明的滑动复合斜切锯机的实施例，其目的仅仅在于进行图解说明。本专业的普通技术人员从下面的说明中，结合附图和权利要求书很容易理解，可以将本发明的构思应用于未在附图中描绘的同类复合斜切锯机和/或切割锯机。同理，本专业的普通技术人员很容易理解，也可将本发明构思应用于其他工件的切割或成型设备。
在图1～4中，采用代号10表示设有刀具或锯片保护机构的滑动复合斜切锯机以及本发明的其他特征。滑动复合斜切锯机10包括机座组件12，可以转动角度的转动工作台或工作台组件14，可以转动角度的支架组件16，锯片18，锯片保护机构或组件20，借助驱动组件36驱动连接锯片18的电机22，把手结构24和工作支撑挡板组件26。工作台组件14固定在机座组件12上，以使工作台组件14可以转动，这是为了进行调整，以便对工件13进行斜切割，(图14中的点划线表示工件13)。工作台组件14的转动改变锯片18相对于挡板组件26的角度，但是定位锯片18的平面垂直于工作台组件14。可以驱动锁定机构28，以便在需要的斜切割位置将工作台14锁定在机座组件12上。
支架组件16固定在工作台组件14上，以使支架组件16可相对于工作台组件14转动，从而可以调整对工件13的倾斜切割。支架组件16的倾斜转动改变锯片18相对于工作台组件14的角度，但是保持锯片18相对于挡板组件26的垂直度。可以驱动锁定机构30，以便在需要的倾斜切割位置将支架组件16锁定到工作台组件14上。本专业的普通技术人员可以理解，能够分别或同时调整垂直倾斜度和水平倾斜度，以便完成复合垂直斜切割和水平斜切割。
支架组件16还包括支撑架或组件32，其装有一对支撑臂34，用以使支撑架32相对于支架组件16的其他部分滑动。锯片18，锯片保护装置20，电机22和把手24都安装在驱动组件36上，以可转动的方式连接支撑臂34和支撑架32。驱动组件36朝着工作台组件14向下转动，带动锯片18进入与工件接触的位置，同时开启锯片保护装置20(在下文中将详细描述)，以便切割由工作台组件14和挡板组件26支撑的工件13。支撑臂34相对于支架组件16的滑动允许将驱动组件36和锯片18拉过或推过工件13。
参照图1～8，锯片保护组件20包括固定的上锯片保护装置40和可移动的下锯片保护装置42。连接的可移动的保护装置42能够围绕锯片主轴44的轴线45在“封闭”位置和“开启”位置之间转动。在封闭位置，可移动的保护装置42覆盖锯片18的切割圆周的最大部分。而在开启位置，覆盖锯片18的切割圆周的最小部分，这是为了使锯片18完成对工件13的切割操作，以及便于拆卸或更换锯片。
锯片保护组件20还包括杆系组件46，其功能是，当操作者使驱动组件38围绕转动销(如图5所示)转动，分别朝向或离开工件13时，使得可移动的保护装置42在其开启和封闭位置之间转动。可移动的保护装置42相对于固定的保护装置40的运动将在下面进一步描述，并且在图10a～10d中表示出，为了描绘清楚，拆除了复合斜切锯机的多个零部件。
杆系组件46包括内连杆48，其内端56在固定位置以可转动的方式连接支撑架32。杆系组件46还包括外连杆50，其外端58也在固定位置以可转动的方式连接可移动的保护装置42。内连杆48和外连杆50的相对的中间端部以可转动的方式相互连接，并且装有中间可转动的枢轴和滚轮组件52。滚轮组件52适于与设置在驱动罩组件36上的凸轮表面54相配合(因此相对于固定的上保护装置固定)，以便当驱动罩36和锯片18分别上升或下降，离开或进入与切割工件13接合时，可以控制可移动的保护装置42的封闭和开启运动。凸轮表面54的形状和位置需要仔细选择，这是为了确定和选择下保护装置42的开启量和速率。上升和下降位置分别在图10a和10c中表示。
因为中间滚轮组件52的内连杆48和外连杆50的中间端，沿着凸轮表面自由移动，中间滚轮组件52的位置，相对于固定的上保护装置40(上保护装置40相对于驱动组件36固定)或下保护装置42不固定或不受限制，因此，重要的是，为了便于改变、更换或维护锯片18，使用者能够手动地使可移动的下保护装置42围绕锯片主轴的轴线45，以跨越方式独立转动，而不依赖于驱动组件36和锯片18的转动位置。在图10b和10d中，描绘了可移动的下保护装置42独立跨越运动的两个实例。在图10b中，可移动的下保护装置42相对于驱动组件36向上转动到最大开启位置，即“静止”位置。在图10d中，下保护装置42独立地以跨越方式围绕锯片主轴的轴线45，相对于驱动组件36和锯片18向下转动到最大开启位置，即与工件13相接触的位置。在可移动的下保护装置42跨越和独立转动的两个位置，中间滚轮组件52与内连杆48和外连杆50的中间端一起向上转动，与凸轮表面54脱离接触。
参照图5～9c，杆系组件46最好还包括复位弹簧70，复位弹簧最好是附图中表示的扭转螺旋弹簧。复位弹簧70的作用，是对可移动的下保护装置42，朝向图1～4和10a所示的“封闭”位置产生弹性的和垂直的偏压作用。复位弹簧70以及图5中所示的驱动组件的复位弹簧37，分别对可移动的下保护装置42和整体驱动组件36，朝向图1～4和10a所示的“静止”位置产生弹性偏压作用。
由于优选的复位弹簧70是扭转螺旋弹簧，当可移动的下保护装置42，围绕下保护装置的轴线47，分别在可移动的下保护装置42的“封闭”和“开启”位置之间转动时，(如图8，9a～9c和10a～10d所示)，复位弹簧70相对于锯片主轴的轴线45产生径向膨胀或收缩。最好驱动组件36还装有复位弹簧的封闭装置72，如图6、8和9a～9c所示。复位弹簧的封闭装置72，相对于可移动的下保护装置42的转动轴线47沿径向向上偏离，远离锯机的机座组件12和工件13。偏离的复位弹簧封闭装置72安装或连接在驱动组件36的驱动组件轮毂部分74(如图6所示)，并且相对于固定的上保护装置40固定。复位弹簧70的端部包括固定的弹性支腿76(通过与弹簧封闭装置中的孔80相配合，相对固定在弹簧封闭装置72上)，还包括可移动的弹性支腿78，通过与可移动的下保护装置42中的孔82相配合，随着可移动的下保护装置42移动。复位弹性支腿76和78需要仔细安放和成形，以防止弹簧膨胀或收缩时，这些弹性支腿产生过度弯曲。
如图9a～9c所示，复位弹簧封闭装置72的径向偏离结构，使得复位弹簧70朝着远离机座组件12的方向有很大程度的径向膨胀量或收缩量，从而远离工件13而不是接近工件13。这一特征在切割操作期间，将干扰工件13的程度降低到最小，而且获得了最大限度的复合斜切锯机10的切割深度。最好，弹簧封闭装置72和复位弹簧70安装在锯片腔室的内侧而不是外侧，以便获得更大的变速箱空间。这进一步为复位弹簧70本身提供了更大的空间，大大延长了弹簧的使用寿命。
图9a表示可移动的下保护装置42处于“封闭”位置，复位弹簧70处于预加载的最大径向膨胀状态。图9b表示当驱动组件36下降到与工件接触或切割位置时，可移动的下保护装置42的位置和复位弹簧70的径向膨胀程度。图9c表示当可移动的下保护装置42由手工且以跨越方式打开到最大程度时，可移动的下保护装置42的位置和复位弹簧70的最小径向膨胀状态。
参照图11～13，最好复合斜切锯机10的驱动组件36还包括锯片主轴罩66，其一端通过转动固定件67，可转动地连接到固定的上保护装置40上。锯片主轴罩66的相对端，通过螺纹保持固定件69可释放地固定在固定的上保护装置40上，螺纹保持固定件69穿过锯片主轴罩66的槽孔68。这使得锯片主轴罩66可有选择地释放和围绕可转动的固定件67，相对于固定的上保护装置40向上转动到“开启”位置，于是使锯片主轴的固定件64完全暴露，以便于拆卸、更换和维修锯片18。当锯片主轴罩66转回其“封闭”位置时，如图11所示，最好锯片主轴罩66至少覆盖主轴44直径的二分之一，以防止锯片主轴固定件64由于振动而松开，且防止锯片主轴44自由落下。
参照图13a和13b，当保持固定件69通过螺纹紧固到固定的保护装置40上时，在锯片18的切割齿的内侧径向位置，主轴罩保护固定件69也可有选择地构形，使在固定的上保护装置40的内侧，沿轴向延伸到与锯片18轴向相隔开一定距离。这种构形使得保持固定件69，与连同锯片另一侧的锯片卡钳71一起形成锯片卡钳的作用。同时，固定件69执行其主轴罩的定位功能。在保持固定件/卡钳69的径向内侧的相同位置，锯片卡钳71固定在上保护装置40上，并沿着轴向与锯片18相对侧间隔开。锯片18弯曲或偏转时，这些卡钳对上保护装置40主要起防止损坏的作用，或者至少起最低限度损坏的作用。如图13b所示，保持固定件69可以松开，释放主轴罩66，使其转动到开启位置。
最后，锯机10可以有选择地设置压紧元件或带条90，如图14a和14b所示。压紧带条90可转动地与机座组件12相连接，最好连接到转动工作台组件14上。压紧带条90可以向上转动，如图14a所示，因此其钩状端部92可释放地与驱动组件36相配合，最好与主轴罩66的转动固定件67相配合，这样将驱动组件36固定在其向下转动的位置，并且防止驱动组件36(还有支撑臂34和锯片18)向内朝着挡板组件26滑动(如图1～4所示)。当不需要使用锯机10而要储存时，可以将压紧带条90转动到其储存位置，如图14b所示，在此位置，压紧带条90离开工件切割和成型加工时经过的路径。
采用任何公知的宽度可变化的可释放保持结构，可以将带条90放松地保持在其储存位置。但是，一种常用的可以考虑的结构是，带条90可以沿侧向弹性偏移。如图14a和14b所示，带条90朝向右侧方向弹性偏压离开使用者的正常位置。因此，当希望从图14a所示的使用位置将带条90移动到图14b所示的储存位置时，使用者只要向左偏移弹性带条90(克服带条90向右的偏压作用)，致使带条90可向下转动，离开转动工作台组件14上的定位片94。一旦带条90向下转过定位片94，于是由使用者将带条90放松，向右弹性偏移，可释放地保持在定位片94的下方，如图14b所示。如上所述，其它常用的可释放的定位装置也可以选择使用。
上述内容仅公开和描述了本发明的典型实施例，本专业的普通技术人员很容易通过阐述和附图以及权利要求书理解到，在不脱离下述权利要求书所限定的本发明构思和范围条件下，可作出多种变化、改型和改变。
权利要求
1.一种在工件上进行切割操作的切割设备，其包括用于安放工件的机座组件；与所述机座组件相互连接的支座；驱动组件，包括电机，可围绕轴线转动的主轴，和由所述电机驱动的围绕所述主轴转动的刀具，所述驱动组件以可转动方式与支座相互连接，以便使所述电机和刀具相对于所述支座组件在静止位置和操作位置之间有选择地转动，在所述静止位置，当工件位于机座上时，所述刀具与工件脱离接触，在操作位置，当工件位于机座上时，所述刀具切割接触工件；保护组件，包括部分包围刀具的切割圆周的固定保护装置，和活动保护装置，所述固定保护装置与所述驱动组件固定连接，所述活动保护装置以可转动的方式与驱动组件相连接，以便其围绕所述主轴在封闭位置和开启位置之间转动，在封闭位置，活动保护装置包围所述刀具的切割圆周的预定部分，在开启位置，活动保护装置覆盖的刀具切割圆周部分比封闭位置时的少，所述保护组件还包括杆系组件，当所述驱动组件分别在静止和操作位置之间移动时，杆系组件在封闭和开启位置之间驱动所述活动保护装置，所述保护组件包括复位弹簧，其使得活动保护装置朝着封闭位置产生弹性偏压作用，所述复位弹簧是包围所述主轴的扭转螺旋弹簧，所述扭转螺旋弹簧的一端与所述驱动组件在固定位置相连接，其另一端与所述活动保护装置在固定位置相连接，当所述驱动组件朝向操作位置移动时，所述扭转螺旋弹簧沿径向膨胀，当所述驱动组件离开所述操作位置时，扭转螺旋弹簧沿径向收缩。
2.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述扭转螺旋弹簧周边包含在所述驱动组件上的弹簧封闭装置内，所述弹簧封闭装置包围所述主轴，并且所述弹簧封闭装置相对于主轴有较大的径向偏离部分，当所述驱动组件移动进入操作位置时，偏离部分的偏离方向朝着远离工作的主轴的相对一侧，当所述驱动组件移动进入操作位置时，所述弹簧封闭装置相对于主轴有较小的径向偏离部分，其方向朝着工件，因此，当所述驱动组件移动进入操作位置时，所述弹簧封闭装置使得扭转螺旋弹簧在远离工件方向的径向膨胀量，比朝着工件方向的膨胀量大。
3.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述活动保护装置可以围绕所述主轴跨越转动，其不依赖于所述驱动组件相对于支座组件的转动位置。
4.按照权利要求3所述的切割设备，其中，通过可释放的主轴固定件将刀具可拆卸的固定到主轴上，所述主轴固定件与主轴的轴端部螺纹配合，所述保护组件还包括以可转动的方式与固定保护装置相连接的主轴罩，以便在第一位置和第二位置之间转动，在第一位置至少局部覆盖主轴固定件，在第二位置则完全不覆盖主轴固定件，以便从所述主轴上取下刀具，所述主轴罩可选择的并且可释放的固定在第一位置。
5.按照权利要求4所述的切割设备，其中，借助外螺纹主轴罩的固定件与所述固定保护装置螺纹配合，将所述主轴罩可释放的固定在所述第一位置，并且使螺纹配件在固定保护装置内沿轴向延伸到一个位置，在此位置主轴罩固定件的轴向内端与刀具的第一侧面分隔开预定的轴向距离，从而在所述固定保护装置内形成第一刀具卡钳元件，在所述固定保护装置内还设有第二刀具卡钳元件，其在固定保护装置内在所述刀具的相对侧沿轴向延伸，所述第二卡钳元件的轴向内端与刀具相对侧隔开预定的轴向距离，所述第一和第二卡钳元件处于所述刀具切割圆周的径向内侧位置，当第一和第二卡钳元件处于预定的轴向位置时，基本上可防止由于刀具切割圆周的意外轴向移动对所述固定保护装置的损坏。
6.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述固定保护装置包括一对卡钳元件，其在刀具的相对侧沿轴向延伸至预定的轴向位置，并轴向隔开，所述卡钳元件处于所述刀具切割圆周的径向内侧位置，当所述卡钳元件处于预定的轴向位置时，基本上可以防止由于刀具切割圆周的意外轴向移动对所述固定保护装置的损坏。
7.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述机座组件包括长形压紧元件，其以可转动的方式与机座组件相连接，以便可选择地在储存位置和压紧位置之间转动，所述储存位置在机座上工作表面的下方，在压紧位置所述压紧元件的自由端从工作表面向上朝驱动组件延伸，压紧元件的自由端与所述驱动组件可释放的相互连接，以便在操作位置可释放的固定驱动组件。
8.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述切割设备是斜切锯机。
9.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述切割设备是复合斜切锯机。
10.按照权利要求1所述的切割设备，其中，所述切割设备是滑动的复合斜切锯机，其中所述驱动组件可以相对于支座组件沿着垂直于主轴轴线的方向滑动。
全文摘要
一种用于锯机(10)或其它切割设备的保护组件(20)，其包括借助杆系组件(46)相对转动的活动的保护装置(42)，杆系组件中有两个连杆，它们与凸轮的滚轮(52)同轴连接，凸轮的滚轮与凸轮表面(54)接触配合，以便控制保护装置的相对运动。其它最佳的特征包括扭转螺旋保护复位弹簧(70)和弹簧封闭装置(72)，其对工件切割路径的干扰最小，主轴罩(66)的保持固定件(69)与另一个卡钳元件(71)一起构成锯片的卡钳，从而当锯片或刀具发生弯曲或偏移情况时，可以避免损坏保护装置。还有用于储存的驱动组件压紧装置(90)，以及相对锯片和刀具(18)沿水平方向对中的水平方向延伸的把手(24)。
文档编号B26D1/18GK1403250SQ0111919
公开日2003年3月19日 申请日期2001年5月22日 优先权日2001年5月22日
发明者达里尔·S·梅雷迪思, 斯科特·普赖斯, 威廉·R·斯图普夫 申请人:布莱克和戴克公司