專利名稱：用于圓盤刀具的低成本的環(huán)形刀片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于圓盤刀具的低成本的環(huán)形刀片。
背景技術：
使用了旋轉式環(huán)形刀片的刀具用于在肉類加工行業(yè)中除去脂肪和從骨頭上剔去肉。典型的手持式圓盤刀具包括安裝在刀片殼體內的圓形的環(huán)形刀片。該刀片可通過連接到手持式刀具上的撓性軸以齒輪傳動的方式而被驅動旋轉。在已公布的PCT專利申請WO01/24977 A2中描述了這樣一種圓盤刀具，該申請通過引用結合于本文中?；蛘?，刀片可由安裝在刀柄上的氣動或電動馬達以齒輪傳動的方式來驅動，并且分別通過柔性軟管來提供空氣或通過電源線來提供電力。
圓盤刀具的制造和維護成本很高。典型的刀片包括圍繞中心軸線而形成的較薄的環(huán)形主體部分，其為截頭圓錐形，并在一個軸向端處具有環(huán)形切削刃，在另一端處具有擴大的齒輪成形部分。刀片由單件鋼材加工而成。對齒輪成形結構進行滾銑加工，以形成可與安裝在刀具中的驅動小齒輪相嚙合的軸向延伸的輪齒。刀片的成本部分地是由所需制造工藝的較高復雜性、生產刀片所要求的熟練工人的較高程度的技能以及刀片材料本身的成本所帶來的。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種用于圓盤刀具的環(huán)形刀片。該環(huán)形刀片包括第一刀片部件，其由圍繞著中心軸線延伸的連續(xù)環(huán)件形成，并具有形成于一個軸向端部處并用于切入到與環(huán)形刀片相接觸的材料中的切削刃；和第二部件，其固定在所述第一部件上以便圍繞中心軸線可旋轉地驅動第一部件，所述第二部件形成了至少一個驅動面，旋轉驅動可通過該驅動面而傳遞到環(huán)形刀片上。
根據本發(fā)明的所示實施例，驅動部件在環(huán)形刀片的制造期間模制到刀片部件上。驅動部件可由結構上堅固的聚合物材料、金屬粉末、陶瓷或其它合適的材料或材料組合制成。本發(fā)明的所示實施例采用了模制在刀片部件上的聚合物材料，其限定了大致與刀刃相反地從環(huán)形刀片中伸出來的刀片驅動輪齒。
在所示的一些實施例中，通過對片狀金屬環(huán)進行冷成型以形成所需的結構來制造刀片部件。然后將驅動部件模制到刀片部件上。然后通過適當的工藝如磨削來使突出的刀片端部變得鋒利。
通過參考附圖可以更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征。
附圖簡介

圖1是包括有用于支撐根據本發(fā)明構造的旋轉式環(huán)形刀片的刀片殼體的圓盤刀具的分解透視圖；圖2是根據本發(fā)明構造的安裝于刀片殼體中且由其支撐的圖1所示環(huán)形刀片的剖視圖；圖3是顯示了根據本發(fā)明構造的一部分環(huán)形刀片的局部透視圖；圖4是在環(huán)形刀片的制造期間置于模具中的另一備選環(huán)形刀片的剖視圖，模具也以剖面的形式示出；圖5是根據本發(fā)明構造的安裝于刀片殼體中且由其支撐的另外一種備選環(huán)形刀片的剖視圖；圖6是在環(huán)形刀片的一個制造階段期間置于模具中的圖5所示環(huán)形刀片的剖視圖，模具也以剖面的形式來顯示；和圖7是顯示了圖5所示的一部分環(huán)形刀片的局部透視圖。
實施發(fā)明的示例性方式在圖中顯示了包含有根據本發(fā)明構造的環(huán)形刀片的圓盤刀具10。如圖1所示，圓盤刀具10包括手柄組件12、由手柄組件12所支撐的大致圓形的帶裂口的刀片殼體14，以及由刀片殼體14所支撐的可圍繞中心軸線19旋轉的環(huán)形刀片18。所示刀具通過伸入到刀具手柄組件12中的撓性驅動軸(未示出)而連接到遙控電動馬達上，從而通過適當的齒輪傳動裝置來驅動環(huán)形刀片。馬達和驅動軸可具有任何合適的或傳統(tǒng)的構造，并且未在圖中顯示出。應當理解，可采用其它方式來驅動刀片18。例如，可在手柄組件12中安裝氣動馬達并通過適當的軟管將其連接到壓縮空氣源上，或者可在手柄組件12中安裝電動馬達并通過電源線將其連接到電源上。
手柄組件12和刀片殼體14如于2000年10月5日提交的PCT申請PCT/US00/27488所公開的那樣來構造，該申請通過引用整體地結合于本文中。因此，手柄組件和刀片殼體在這里只作簡要介紹。
所示手柄組件12沿著橫向于軸19的線而背離刀片18和刀片殼體14延伸，從而允許刀具操作者用一只手來掌握刀具。手柄組件12包括手柄支撐用管狀構件20，以及固定到該構件20上的頭部組件24?？扇∠碌木邆涔ばW優(yōu)點的手柄(未示出)圍繞著構件20，并為操作者提供了握持面。
構件20適于容納具有不同構造的各種具備工效學優(yōu)點的手柄，以允許操作者選擇對操作者的手來說感覺最舒適的手柄。構件20剛性地支撐了頭部組件24，同時提供了撓性驅動軸可從中延伸穿過以便與刀片驅動用齒輪傳動裝置形成驅動連接的通道。
所示頭部組件24包括頭部件40、將刀片殼體14和刀片18可拆卸地夾緊在頭部件40上的夾緊組件42、刀片驅動用小齒輪27和小齒輪支撐軸承27a。頭部組件24還包括傳統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)(未示出)，相對較粘的潤滑劑可通過其并經由適當通道而供應到小齒輪27、刀片18和刀片殼體14中。
頭部件40將刀片殼體14相對于手柄組件12來定位。所示頭部件40是大致月牙形的主體，其限定了半圓形的刀片殼體安放區(qū)域50、插座狀的夾緊組件容納腔52，以及圍繞著構件20并從頭部件主體中相對于腔52和安放區(qū)域50反向地伸出來的凸臺54。小齒輪支撐軸承27a是管狀件，其連接到頭部件40上并圍繞著小齒輪的軸桿。所示夾緊組件42包括包鋼機構70(steeling mechanism)，刀具操作者通過它來拉直刀片18。
夾緊組件42牢固地保持住安放在安放區(qū)域50中的刀片殼體14，從而剛性地定位刀片18同時覆蓋住小齒輪27，否則小齒輪27可能會直接暴露于肉、脂肪、骨頭碎片等之下。夾緊組件42包括夾緊主體60和夾緊螺釘62a，62b。
不必從頭部件40上取下刀片殼體14便可取下和更換環(huán)形刀片18。刀片殼體14具有第一部分80和第二部分82，它們從刀片殼體裂口84的相對側中周向地延伸出去，并且限定了一個可容納刀片18的徑向向內敞開的周向槽86。刀片殼體14帶有裂口，使得在松開夾緊組件42時能夠自身地彈性膨脹，從而可以取下和更換刀片18。
圖1-3顯示了根據本發(fā)明構造的環(huán)形刀片18，其包括第一刀片部件90和固定到第一部件90上以用于圍繞中心軸線19可旋轉地驅動第一部件的第二部件92。所示刀片部件90由連續(xù)的環(huán)件形成，其具有圍繞中心軸線19延伸的楔形主體部分94，并具有形成于一個軸向端部處以用于切入到與環(huán)形刀片相接觸的材料中的切削刃96。部件90是通過加工管狀的原材料并在磨削軸向刀片端部以形成切削刃96之前對該材料進行適當的硬化來形成的。形成刀片部件90的方式大致與現(xiàn)有技術中所知的相同，即它由可硬化的管狀高碳不銹鋼原材料加工而成，不同之處在于，在刀片部件上的與刃96相反的軸向端98處未進行與滾銑輪齒有關的操作。這導致了更簡單的和成本更低的刀片部件。
如圖所示，部件90包括了部件90，92通過其而固定在一起的結構。在圖1-3所示的本發(fā)明實施例中，遠離刀刃96的主體部分比較厚，并且具有形成于其中的從外周邊處徑向向內延伸的周向槽102，以及被滾花而形成了一系列圍繞刀片延伸的徑向脊部106的徑向延伸部分104。所示徑向延伸部分104由刀片部件的環(huán)形軸向端面形成。
驅動部件92限定了至少一個旋轉驅動可經其而傳遞到環(huán)形刀片18上的驅動面。在圖1-3所示的環(huán)形刀片中，部件92被模制并固定地安裝在刀片部件上。驅動部件92圍繞著部件90而形成，使得形成了驅動部件92的材料延伸到槽102中，并且與凸脊式徑向延伸部分104相配。驅動部件與脊部106的相配使部件90，92圍繞中心軸線19的相對旋轉被鎖定，同時槽102中的材料可防止部件90，92之間的相對軸向運動。這樣，部件90，92就形成了強制性的驅動式接合。盡管周向槽102和相互作用的滾花端面104已經被描述為用于將部件90，92固定在一起，然而也可采用其它適當的結構。
驅動部件92構造成可滑動式地安裝在刀片殼體14內，并且驅動面顯示為包括了輪齒110，其在與刃96相反的方向上從刀片部件90上軸向地伸出來。這些輪齒與小齒輪嚙合以驅動刀片18。如圖2和3最佳地顯示，驅動部件92限定了沿其內周軸向地延伸的圓柱形壁112。輪齒110與壁112鄰接，并從其中徑向向外地伸出來。壁112用于加強和支撐輪齒。
盡管部件92上的驅動面顯示為由輪齒形成，然而應當理解，也可采用任何可將驅動傳遞到刀片18上的適當方式。
圖4顯示了采用了本發(fā)明的圓盤刀片118的制造工藝中的一個步驟。如圖所示，刀片部件120已經置于模具122的型腔中，用于形成驅動部件124的材料已經注入到模具型腔中。刀片部件120構造成與刀片部件90相似，不同之處在于，刀片主體部分126被加工使其比較薄，并且形成了通向切削刃128的徑向向內收斂的截頭錐形端部。刀片118的其余結構特征與上面針對刀片18所述的相同，因此采用類似的標號來表示。
如圖所示，刀片118設置在由可分開的模具部件130,132所形成的型腔中。模具部件130,132構造成可在模具部件閉合于刀片部件120上時形成環(huán)形的封閉型腔。當模具閉合時，將用于形成刀片驅動部件124的材料注入到型腔中，驅動部件在這里與刀片部件相匹配，并且硬化而使刀片和驅動部件固定在一起。當驅動部件的材料已經硬化時，模具部件130,132分開以釋放出刀片118。所示模具部件130徑向地剖開，因此在移開模具部件132之后，模具部件130的剖開部分就分開以釋放出刀片118。所示驅動部件構造成與圖1-3中所述的驅動部件相似，因此在這里不再進一步介紹。刀片驅動部件124的結構特征采用與刀片驅動部件92相同的標號來表示。
所示實施例中的驅動部件材料是工程性很高的樹脂材料，例如聚苯砜、聚酰亞胺或聚醚醚酮。盡管在所示實施例中驅動部件采用了樹脂材料，然而也可采用其它的材料。例如，驅動部件也可如下所述地構造，即將裝有粉末金屬的樹脂注射模制到刀片部件上，然后對該模制結構進行熱處理，從而使部件收縮至其最終尺寸，同時去掉樹脂。
圖1-3所示的刀片18類似于刀片118來制造。應當注意，如果需要的話，可在驅動部件模制好之后對硬化的刀片部件進行磨削，以形成切削刃。
圖5-7顯示了以其它方式構造的另一刀片218，其具有由冷成型金屬片所形成的刀片部件220，以及模制并固定于刀片部件上的驅動部件222。所示刀片部件可通過沖壓可硬化的高碳不銹鋼片材以形成環(huán)件，并對該環(huán)件進行深拉拔以產生大致圓柱形的刀片主體部分224來形成，該刀片主體部分224從徑向延伸的凸緣部分226中軸向地伸出來，并且在其與凸緣226相反的軸向端處具有徑向向內收斂的截頭錐體部分228。
刀片220包括用于將部件220,222固定在一起的結構。在所示刀片218中，凸緣226形成有用于容納驅動部件222的材料的孔232的環(huán)形陣列(見圖7)。
在成形后對所示刀片部件220進行熱處理，然后對部分228的軸向端面進行磨削，從而沿著其徑向內周形成環(huán)形的切削刃230。
參見圖6，在已形成了刀片部件220之后將其放入到模具240中，并且將用于形成驅動部件的材料注入到模具中。凸緣226被部件222的材料浸沒，并且驅動部件的材料填充了孔232，以保證刀片和驅動部件固定在一起。
驅動部件222構造成大致類似于圖1-4所示的驅動部件，在這里不作進一步介紹。同樣，模具240可如上所述地或以任何適當的方式來構造，因此在這里不作進一步介紹。與上述部件相對應的驅動部件222和模具240的部件由與圖6中的相同標號來表示。
盡管已經非常詳細地顯示和介紹了本發(fā)明的不同實施例，然而本發(fā)明并不被視為限于所公開的具體構造。本發(fā)明所屬領域的技術人員可以容易地想到本發(fā)明的各種適應性變化、修改和應用，并且本申請旨在覆蓋屬于所附權利要求的范圍或精神內的所有這些適應性變化、修改和應用。
權利要求
1.一種環(huán)形刀片，包括第一刀片部件，其由圍繞著中心軸線延伸的連續(xù)環(huán)件形成，并具有形成于一個軸向端部處并用于切入到與所述環(huán)形刀片相接觸的材料中的切削刃；和第二部件，其固定在所述第一部件上以用于圍繞所述中心軸線可旋轉地驅動所述第一部件，所述第二部件形成了至少一個驅動面，旋轉驅動可通過所述驅動面而傳遞到所述環(huán)形刀片上。
2.根據權利要求1所述的環(huán)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與切削刃之間延伸的截頭錐體部分。
3.根據權利要求1所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述第一刀片部件由薄片狀部件形成。
4.根據權利要求1所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述第二部件由模制材料形成。
5.根據權利要求4所述的環(huán)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過其而機械式鎖定在一起的結構。
6.根據權利要求4所述的環(huán)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.根據權利要求3所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述第一刀片部件是被冷成型為環(huán)形形狀的連續(xù)片狀金屬件。
8.根據權利要求3所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述刀片部件限定了與所述切削刃間隔開的徑向延伸部分，所述徑向延伸部分與所述第二部件互鎖在一起。
9.根據權利要求8所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述徑向延伸部分限定了多個孔，所述第二部件的一些部分可伸入到所述孔中以鎖定所述部件。
10.根據權利要求8所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述徑向延伸部分由具有形成于其中的多個脊部的環(huán)形軸向端面來限定。
11.根據權利要求1所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述第二部件限定了所述環(huán)形刀片可通過其而被驅動的一系列輪齒。
12.根據權利要求1所述的環(huán)形刀片，其特征在于，所述第二部件由塑料材料形成。
13.根據權利要求1所述的環(huán)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，所述第一部件由連續(xù)的薄片金屬環(huán)形成。
14.一種制造環(huán)形刀片的方法，包括a)形成具有中心軸線和相對的軸向端部的連續(xù)環(huán)形刀片部件；b)在所述刀片部件的一個軸向端部上形成切削刃；c)將所述刀片部件放入到模具型腔中；d)通過將材料主體模制在所述刀片部件上以使所述材料主體和所述刀片部件相互間固定在一起，從而形成刀片驅動部件。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，形成所述刀片部件包括拉拔環(huán)形的金屬材料片，以便在所述切削刃與相對的軸向刀片端部之間形成截頭錐體部分。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括形成位于所述刀片部件上的徑向凸緣和所述凸緣中的多個孔。
全文摘要
一種用于圓盤刀具(10)的環(huán)形刀片(18)，包括第一部件，其形成了具有用于切入到與其接觸的材料中的環(huán)形切削刃(96)的環(huán)形刀片部件(90)。第二部件(92)固定在環(huán)形刀片部件上，以提供環(huán)形刀片可通過其而轉動的驅動面。在一個實施例中對刀片部件進行機加工。在另一實施例中，刀片部件通過對薄片狀的可硬化鋼材進行冷成型而形成。
文檔編號A22C17/00GK1681629SQ03821178
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月22日 優(yōu)先權日2002年9月6日
發(fā)明者G·D·雷帕 申請人:貝特徹工業(yè)公司