本申請要求2015年3月6日提交的美國臨時(shí)專利申請第62/129334號的優(yōu)先權(quán)。

本主題涉及孔鋸鉆引導(dǎo)器和心軸組件。該組件能夠與動力鉆一起使用，以在管道和管狀物中創(chuàng)建尺寸和定位精確的孔。

背景技術(shù)：

例如當(dāng)安裝互連導(dǎo)管或液體流動管線并且特別是安裝到現(xiàn)有的管路時(shí)，存在需要在管壁中形成開口的許多應(yīng)用。通常附接到動力鉆的孔鋸在本領(lǐng)域中是已知的。然而，由于管道的圓周形狀以及在孔形成期間保持鉆和管道之間的期望取向的問題，很難使用孔鋸在管壁中精確地定位或創(chuàng)建開口。雖然過去已經(jīng)提出了各種夾具、安裝組件和工具，但仍然需要一種能夠以精確、可靠和易于使用的方式在管道中形成孔的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

與以前的方法相關(guān)的困難和缺點(diǎn)在本主題中解決如下。

一般地，本主題提供了一種包括導(dǎo)管基座組件和心軸組件的孔鋸鉆引導(dǎo)器。導(dǎo)管基座組件包括限定中空內(nèi)部的導(dǎo)管和沿導(dǎo)管的長度的至少一部分延伸的槽。心軸組件包括中心軸、外殼、用于在外殼內(nèi)可轉(zhuǎn)動地支撐中心軸的多個(gè)軸承以及與外殼接合的向外突出的導(dǎo)銷。心軸組件的尺寸被設(shè)置為可插入地容納在導(dǎo)管的中空內(nèi)部中，并且當(dāng)將心軸組件的導(dǎo)銷定位在由導(dǎo)管限定的槽內(nèi)時(shí)，心軸組件的中心軸可轉(zhuǎn)動地支撐在導(dǎo)管基座組件的導(dǎo)管內(nèi)。

如將認(rèn)識到的，本文描述的主題允許其他和不同的實(shí)施例，并且在都不脫離所要求保護(hù)的主題的情況下，其若干細(xì)節(jié)允許各個(gè)方面的修改。因此，附圖和說明書將被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)本主題的孔鋸鉆引導(dǎo)器的實(shí)施例的示意性組裝圖。

圖2是圖1的孔鋸鉆引導(dǎo)器的導(dǎo)管基座組件的示意性立體圖。

圖3是導(dǎo)管基座組件的示意性橫截面。

圖3a是導(dǎo)管基座組件的另一實(shí)施例的示意圖。

圖4是導(dǎo)管基座組件的部分的另一示意橫截面。

圖5是圖1的孔鋸鉆引導(dǎo)器的心軸組件的示意性立體圖。

圖6是心軸組件的示意性橫截面。

圖7是導(dǎo)管基座組件的分解示意圖。

圖8是心軸組件的分解示意圖。

具體實(shí)施方式

本主題提供了用于在工件上并且特別是在管道的圓周表面上形成孔、開孔或執(zhí)行其他操作的各種工具和裝置。這些工具在本文中通常稱為孔鋸鉆引導(dǎo)器，并且與轉(zhuǎn)動動力源、例如電動鉆一起使用?？卒忋@引導(dǎo)器包括導(dǎo)管組件和心軸組件。如本文所述，這些部件的尺寸和配置使得心軸組件能夠插入導(dǎo)管組件中并與其可滑動地耦接。通常，導(dǎo)管組件固定到諸如管道的工件上，并且固定到待形成孔或開口的位置處。包括孔鋸的心軸組件與鉆或其他動力源接合，并且然后插入固定的導(dǎo)管組件中。然后進(jìn)行心軸和孔鋸的動力轉(zhuǎn)動，同時(shí)通過導(dǎo)管基座組件保持心軸和孔鋸的取向。

圖1圖示根據(jù)本主題的孔鋸鉆引導(dǎo)器1?？卒忋@引導(dǎo)器1包括導(dǎo)管基座組件10和心軸組件110。導(dǎo)管基座組件10包括限定導(dǎo)管槽20的導(dǎo)管30、鏈條調(diào)節(jié)裝置40或其他調(diào)節(jié)裝置、安裝基座50和鏈條60。安裝基座50限定具有v形配置的底部70。心軸組件110包括防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷120、動力鉆連接件130、軸承座140、中心軸142和孔鋸160。如將理解的，孔鋸160包括多個(gè)齒162和導(dǎo)向或定心鉆164。這些部件和其他部件中的每一個(gè)、其功能和操作都在本文中更詳細(xì)地描述。

圖2是圖1所描繪的導(dǎo)管基座組件10的立體圖?；M件10包括前述具有v形配置的底部70的安裝基座50。在使用孔鋸鉆引導(dǎo)器期間，安裝基座50被定位于例如其中將形成孔或開孔的管道(未示出)上。通常，孔沿著垂直于管道的縱向軸線的軸線來創(chuàng)建。安裝基座50的底部70與管道的圓周外表面接觸。安裝基座50在管道上定位(未示出)為使得v形配置的軸線a與管道的縱向軸線對齊。這確保管道外表面與安裝基座50的底部70之間的至少兩個(gè)線狀接觸區(qū)域。在許多實(shí)施例中，v形配置的尺寸設(shè)置為容納直徑為約1.5英寸至約6英寸的管道。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本主題包括尺寸和/或配置為用于直徑超出該范圍的管道的安裝基座。如本文更詳細(xì)描述的，安裝基座的底部70的v形配置促進(jìn)了將孔鋸鉆引導(dǎo)器在管道上快速和方便的定中心。

安裝基座50具有大致中空的內(nèi)部，并且包括從基座50延伸并且通常沿著與基座50的底部70大致相對的方向延伸的導(dǎo)管30。導(dǎo)管30通常是圓柱形的并且包括限定中空內(nèi)部34的圓周內(nèi)表面32。雖然導(dǎo)管通常是圓柱形的，但是本主題包括對導(dǎo)管使用其他的形狀和配置。導(dǎo)管30還限定導(dǎo)管槽20，其從導(dǎo)管30的遠(yuǎn)側(cè)邊緣36朝向安裝基座50延伸。槽20通常是線狀的，并且平行于如圖2中軸線b所示的、導(dǎo)管30的縱向軸線。槽20在導(dǎo)管30的端壁22和遠(yuǎn)側(cè)邊緣36之間延伸。槽通常沿著導(dǎo)管的長度的至少一部分延伸。可以將一個(gè)或多個(gè)槽肩部24設(shè)置于遠(yuǎn)側(cè)邊緣36和槽20之間的過渡處，以便更容易地插入導(dǎo)銷120。通常，導(dǎo)管30固定到基座50并且相對其靜止。在許多實(shí)施例中，導(dǎo)管30的縱向軸線b垂直于由安裝基座50的底部70的v形配置所限定的軸線a。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本主題包括其中軸線b相對于軸線a不橫向定向的其他實(shí)施例。

安裝基座50還包括鏈條調(diào)節(jié)裝置40，其例如能夠是調(diào)節(jié)螺母42的形式。如本文更詳細(xì)地描述的，鏈條調(diào)節(jié)裝置的功能在于選擇性地調(diào)節(jié)附接到裝置40和/或底座50的鏈條60長度。如將理解的，調(diào)節(jié)螺母42的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致鏈條60的線性移位，即延長或縮短鏈條的有效長度。

圖3是導(dǎo)管基座組件10及其部件的橫截面圖。在所示的特定型式中，導(dǎo)管30與限定在基座50中的螺紋容納區(qū)域52螺紋接合。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本主題包括用于使導(dǎo)管30和安裝基座50接合的各種裝置。在某些實(shí)施例中，預(yù)期導(dǎo)管30和安裝基座50彼此一體地形成。還預(yù)期可以在導(dǎo)管30和安裝基座50之間利用過盈配合。

圖3更詳細(xì)地圖示鏈條調(diào)節(jié)裝置40。在孔鋸鉆引導(dǎo)器1的這種形式中，安裝基座50限定鏈條容納通道54，其尺寸設(shè)置為容納鏈條60和螺紋鏈條接合構(gòu)件62，螺紋鏈條接合構(gòu)件62附接到鏈條60，并且特別地附接到遠(yuǎn)側(cè)或最末端的鏈節(jié)或鏈條構(gòu)件。鏈條調(diào)節(jié)裝置40還包括可轉(zhuǎn)動地固定在基座50內(nèi)的可轉(zhuǎn)動螺母42。螺母42與鏈條接合構(gòu)件62的螺紋57螺紋接合，使得螺母42的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致構(gòu)件62的線性移位或移動。如將理解的，在將基座50定位到管道上時(shí)，鏈條60環(huán)繞或至少部分地環(huán)繞管道，并被拉動以去除過度的松弛。鏈條60的相對端(未示出)附接到基座50，并且鏈條調(diào)節(jié)裝置40被操作從而圍繞管道繃緊鏈條60，并進(jìn)而將基座50固定到管道。在許多實(shí)施例中，鏈條的端部能夠通過將鏈銷定位到設(shè)置在基座50中的支架55中而附接到基座50。

圖3是根據(jù)本主題的導(dǎo)管組件10a的另一實(shí)施例的示意性圖示。導(dǎo)管組件10a包括具有如圖所示的s形槽20a的變體導(dǎo)管30a。s形槽20a能夠部分地沿著導(dǎo)管30a的長度延伸，或者能夠完全沿著比如從底座50的遠(yuǎn)端36a到螺紋容納區(qū)域52所示的長度延伸。s形槽20a用于將心軸組件保持在導(dǎo)管組件的各種取向中，比如當(dāng)導(dǎo)管組件以“上下顛倒”的取向固定到管道時(shí)。應(yīng)當(dāng)理解，本主題包括各種替代配置和部件變化。例如，如前所述，導(dǎo)管30、30a能夠以除圓柱體形狀之外的其他形狀形成。例如，導(dǎo)管能夠形成為具有方形、矩形、三角形或多邊形的橫截面，只要對心軸組件進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷募纯伞?/p>

圖4是導(dǎo)管基座組件10及其部件的另一橫截面圖。設(shè)置有從基座50大致橫向向外延伸的真空口56。真空口56限定中空通道58，其提供與安裝基座50的大致中空的內(nèi)部的流動連通。真空口56為真空軟管或其他減壓源提供便利的接附，以方便在管道或其他工件操作中形成孔期間或之后收集鉆孔灰塵和碎屑(比如金屬屑)。真空口能夠一體地形成為安裝基座50的一部分。然而，也可以預(yù)期，只要真空口放置為與基座50的中空內(nèi)部流動連通，真空口56就能夠是接附到基座的單獨(dú)部件。在具體實(shí)施例中，基座的側(cè)壁配置為減小或“封閉”與管道的間隙，以便改善孔鋸周圍的氣流，以增加冷卻和移除碎片或碎屑。

圖5是孔鋸鉆引導(dǎo)器1的心軸組件110的立體圖。心軸組件110包括動力鉆連接構(gòu)件130、軸承座140、中心軸142和大致沿著共同的縱向軸線延伸的孔鋸160。心軸組件110包括從軸承座140向外突出并且大致橫向向外并且垂直于軸線c延伸的防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷120。應(yīng)當(dāng)理解，孔鋸160通常能夠從中心軸142分離。根據(jù)待形成的孔或開孔的尺寸，使用者能夠接附具有期望尺寸的孔鋸160。如前所述，孔鋸160沿著其邊緣限定多個(gè)切割齒162。并且，孔鋸160包括導(dǎo)向或定心鉆164。在某些型式中，動力鉆連接構(gòu)件130是可移除的。該特征使得能夠使用不同的連接構(gòu)件130，比如具有不同橫截面形狀和/或長度的那些連接構(gòu)件。例如，在某些應(yīng)用中，可能期望使用具有六邊形橫截面形狀的連接構(gòu)件130。

圖6是心軸組件110的橫截面圖。軸承座140包括中心軸構(gòu)件142、外殼146和設(shè)置在它們之間的多個(gè)軸承。在許多實(shí)施例中，軸承包括近側(cè)軸承組件144a和遠(yuǎn)側(cè)軸承組件144b。如會理解的，中心軸構(gòu)件142能夠在外殼146靜止時(shí)圍繞軸線c自由地轉(zhuǎn)動。中心軸構(gòu)件142限定近端141和相對的遠(yuǎn)端143，在近端141處接合有動力鉆連接構(gòu)件130，在遠(yuǎn)端143處選擇性地接附或接合有孔鋸160。再次，如前所述，鉆連接構(gòu)件130能夠是可移除的，使得心軸組件110能夠利用各種不同的鉆連接構(gòu)件。

參照圖2-6，導(dǎo)管基座組件10和心軸組件110之間的接合如下。軸承外殼146的外徑使得心軸組件110能夠可滑動地插入導(dǎo)管30的中空內(nèi)部34內(nèi)。具體地說，圖6中以直徑d0示出的軸承外殼146的外徑小于并且在許多實(shí)施例中略小于內(nèi)徑d1，d1由導(dǎo)管30的內(nèi)表面32限定，并且在圖4中示出為d1。在將心軸組件110插入導(dǎo)管30內(nèi)時(shí)，防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷120由限定在導(dǎo)管30內(nèi)的槽20容納并插入該槽內(nèi)。另外，在將心軸組件110插入導(dǎo)管30內(nèi)時(shí)，心軸組件110的縱向軸線c與導(dǎo)管30的縱向軸線b重合并對齊。因此，例如在連接構(gòu)件130比如通過與動力鉆接合來轉(zhuǎn)動時(shí)，發(fā)生中心軸構(gòu)件142和孔鋸160的轉(zhuǎn)動。外殼146通過設(shè)置在槽20內(nèi)的導(dǎo)銷120耦接到靜止導(dǎo)管30。軸承使中心軸構(gòu)件142轉(zhuǎn)動地隔離于靜止外殼146，但是提供與導(dǎo)管組件的縱向軸線b重合的縱向軸線c的穩(wěn)定性和保持。在許多實(shí)施例中，導(dǎo)管和基座被配置為提供限制心軸組件在導(dǎo)管內(nèi)的行程的“止動件”。該止動件或其他行程限制裝置防止鉆出穿過管道壁的相對側(cè)的孔。

本主題包括用于將心軸組件可轉(zhuǎn)動地固定在導(dǎo)管和/或?qū)Ч芑M件內(nèi)的各種各樣的裝置和器件。例如，防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷120能夠用機(jī)械特征代替，導(dǎo)管30中的槽20能夠用基座50中的槽或其他裝置來代替，和/或?qū)Ч?0能夠包括向外突出的銷。

在許多實(shí)施例中，安裝基座50和鏈條調(diào)節(jié)裝置40被配置為使得當(dāng)圍繞管道或工件定位和繃緊鏈條時(shí)，鏈條在待產(chǎn)生的孔或開孔的位置的正下方延伸。其中包括孔鋸160的心軸組件10的縱向軸線c與圍繞管道外表面延伸的鏈條的一部分相交或與其相對接近的這種配置提高了孔鋸鉆引導(dǎo)器1在使用期間的穩(wěn)定性。

圖7是導(dǎo)管基座組件10及其部件的示意性分解圖。鏈條60能夠通過一個(gè)或更多個(gè)銷64與鏈條接合構(gòu)件62接合。能夠使用軸承環(huán)或止推墊圈41將螺母42可轉(zhuǎn)動地定位在安裝基座50內(nèi)。也就是說，螺母42可以通常抵靠軸承環(huán)42轉(zhuǎn)動。在某些實(shí)施例中，安裝基座50能夠包括一個(gè)或更多個(gè)對齊位置53，其促進(jìn)基座50定位到管道或管(未示出)上。對齊位置53還能夠幫助將安裝基座50相對于標(biāo)記或用于在管道或其他工件上鉆孔的位置來定位。雖然對齊位置53被示出為位于導(dǎo)管30的安裝位置附近，但是它們能夠位于安裝基座50上的其他位置或孔鋸鉆引導(dǎo)器1的其他部件或區(qū)域上。安裝基座50還限定上部進(jìn)入?yún)^(qū)域51，其使得能夠在下方觀察管道或工件或從下方對管道或工件鉆孔。因此，基座50的底部70的一個(gè)或更多個(gè)區(qū)域通常具有開口以使得能夠觀察和鉆孔管道或工件。

圖8是心軸組件110的示意性分解圖。心軸組件110包括前述的中心軸構(gòu)件142，其通過軸承組件144a和144b可轉(zhuǎn)動地支撐在軸承外殼146內(nèi)。防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷120安裝在軸承外殼146中或以其他方式與軸承外殼146接合。能夠使用固定螺釘143a以便于更換和使用不同的孔鋸160。

孔鋸鉆引導(dǎo)器1用于在比如管道的工件中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)(并且特別是穿過管壁的)孔、開孔或開口。在識別在目標(biāo)管道中要形成孔的位置之后，導(dǎo)管基座組件、即參考圖中的組件10被定位于該位置上方。由于安裝基座的底部的v形配置，在與管道接觸時(shí)，導(dǎo)管基座組件將首先與期望位置對齊，因此使用者在需要時(shí)僅沿著管道的長度滑動導(dǎo)管基座組件，以將導(dǎo)管基座組件與用于在管道上形成孔的期望位置完全對齊。能夠使用比如前述位置53的對齊位置來幫助定位和/或?qū)R管道上的導(dǎo)管基座。

一旦適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诠艿郎希瑢?dǎo)管組件就被固定到管道。能夠通過將一端接附到基座的鏈條至少部分地圍繞管道來包裹或定位，然后拉動以去除松弛并將鏈條端部接附到基座來進(jìn)行固定。這能夠通過將鏈銷(未示出)放置到設(shè)置在基座50中的支架55中來進(jìn)行。然后使用鏈條調(diào)節(jié)裝置來拉緊圍繞管道的鏈條，并從而將導(dǎo)管基座組件固定到管道。

然后將具有與其接合的孔鋸的心軸組件插入導(dǎo)管基座組件的導(dǎo)管中。孔鋸的中心、即與轉(zhuǎn)動軸線重合的中心，也應(yīng)與管道上形成孔的期望位置重合。在插入期間，導(dǎo)銷、即如參考圖所示的導(dǎo)銷120被容納在導(dǎo)管中的槽內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)管提供對心軸組件和孔鋸的支撐，并保持心軸組件和孔鋸相對于導(dǎo)管組件和管道對齊。

在心軸組件的中心軸和由此的孔鋸進(jìn)行動力轉(zhuǎn)動時(shí)，由于導(dǎo)銷和槽之間的接合，會發(fā)生轉(zhuǎn)動軸和孔鋸的線性移位。因此，當(dāng)孔鋸?fù)ㄟ^管壁線性移位時(shí)，心軸組件仍然被橫向支撐并保持其對齊。

雖然本主題，并且特別是導(dǎo)管基座組件已經(jīng)被描述為包括鏈條和鏈條調(diào)節(jié)裝置，但是應(yīng)當(dāng)理解，本主題包括使用除了用于將導(dǎo)管基座組件固定到管道或其他工件(例如帶)的鏈條和/或鏈條之外的一些固定裝置的設(shè)備。

已經(jīng)結(jié)合在管道或管中創(chuàng)建孔或開孔來描述本主題的各個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本主題的裝置能夠與其他工件一起使用，并且不限于管道。

本主題提供了許多優(yōu)點(diǎn)和益處。具有不同直徑的大量的孔鋸能夠與單個(gè)心軸/導(dǎo)向組件一起使用。使用孔鋸鉆引導(dǎo)器提供準(zhǔn)確和精確的定位和心軸組件的引導(dǎo)。這使得能夠垂直于管道或管的縱向軸線形成孔。防轉(zhuǎn)動導(dǎo)銷與導(dǎo)管中的槽接合，以允許心軸軸承座的線性運(yùn)動，同時(shí)防止軸承座的外殼轉(zhuǎn)動。導(dǎo)管和鏈條安裝基座能夠與孔的軸線對齊以提高裝置的穩(wěn)定性。真空連接使得能夠方便地移除鉆屑。導(dǎo)管基部上的對齊標(biāo)記便于將導(dǎo)管基座組件定位到管道或管上的孔定位標(biāo)記。而且，各種可交換的連接允許使用各種不同的鉆頭。

許多其他的益處無疑將從這種技術(shù)的未來應(yīng)用和發(fā)展中變得明顯。

本文所述的所有專利、申請、標(biāo)準(zhǔn)和文章通過引用整體地并入本文。

本主題包括本文描述的特征和方面的所有可操作的組合。因此，例如，如果與實(shí)施例相關(guān)聯(lián)地描述了一個(gè)特征，并且與另一個(gè)實(shí)施例相關(guān)聯(lián)地描述了另一特征，則將理解，本主題包括具有這些特征的組合的實(shí)施例。

如上文所述，本主題解決了與以前的策略、系統(tǒng)和/或裝置相關(guān)聯(lián)的許多問題。然而，應(yīng)當(dāng)理解，為了解釋本主題的性質(zhì)已經(jīng)在本文中描述和圖示的部件的細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離如所附權(quán)利要求中所表達(dá)的要求保護(hù)的主題的原理和范圍的情況下做出材料和布置的各種變化。