Режущий инструмент
Изобретения относятся к режущему инструменту, предназначенному для разрезки или надреза материалов, и могут быть использованы при резании конструктивно сложных строительных плит, стекла, древесины, слоистой древесины, картона, люцита, черепицы, пластмассы, матов из стекловолокна в армированных стеклом гипсовых плитах или матов из стекловолокна в цементных плитах. Режущий инструмент содержит верхнюю часть и нижнюю часть, которые выполнены с возможностью разведения разделительными средствами. По меньшей мере одна из верхней и нижней частей содержит режущее устройство, а верхняя и нижняя части удерживаются вместе магнитным притяжением, обеспеченным магнитными средствами, содержащими первое и второе магнитные средства, расположенные в верхней и нижней частях. Металлическая полоса расположена сверху режущего инструмента и соединяет первое и второе магнитные средства в по меньшей мере одной из верхней и нижней частей. Предложен способ разрезания или надреза с помощью заявленного инструмента, при котором его продвигают на материал, подлежащий резанию, и выполняют по меньшей мере один разрез или надрез на поверхности материала. В результате улучшается управление режущим инструментом с получением чистого прямого реза. 3 н.з. и 21 з.п. ф-лы, 27 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к режущему инструменту. В частности, настоящее изобретение относится к режущему инструменту, выполненному с возможностью осуществления операции резания на разнообразных материалах, таких как, например, гипсокартон.
Уровень техники
Гипсокартон содержит сердцевину из аэрированной гипсовой штукатурки, расположенную между двумя листами плотной бумаги или картона. В Великобритании, где дома почти всегда строят из кирпича и строительного раствора, гипсокартон используют главным образом для облицовки внутренних стен или потолков и для сооружения перегородок. В Соединенных Штатах, где гипсокартон, который общеизвестен как сухая штукатурка или гипс-картон, часто используется для строительства целых домов, поскольку наружные стены обычно изготавливают из древесины.
Для резания гипсокартона обычно используют нож, такой как нож Стэнли (товарный знак), выполняя резание по предварительно намеченной карандашной линии. Однако такая техника является недостаточной из-за необходимости применения двухступенчатого процесса резания. При первом шаге резания нож делает отметку и прорезает слой из материала типа бумаги на первой стороне гипсокартона. Приложение давления вдоль линии надреза позволяет вскрыть гипсокартон. Однако затем необходимо выполнить второй шаг резания для того, чтобы прорезать слой из материала типа бумаги на обратной стороне гипсокартона, который остается нетронутым даже после вскрытия гипсокартона. Второй шаг резания может оказаться неудобным и требующим ненужных усилий, поскольку возникает необходимость попытаться прорезать слой из материала типа бумаги на обратной стороне с нижней стороны гипсокартона. Такой двухступенчатый процесс резания является также процессом недостаточной чистоты и ведет к образованию ненужных пыли и мусора. Возможно также получение неудовлетворительного разреза, поскольку трудно выполнить второй шаг резания в точности по той линии, по которой разрез выполнен во время первого шага резания. Для получения прямого надреза или гладкой кромки может потребоваться заключительный шаг выравнивания или использование наждачной бумаги.
Альтернативная техника резания может потребовать применения лобзика, пилы для гипсокартона или пилы общего назначения. Однако при такой технике трудно вырезать детали из листового материала типа гипсокартона. Такое оборудование, которое полностью прорезает гипсокартон, ведет также к образованию значительного количества пыли и мусора. Применение для резания гипсокартона электрифицированного оборудования, такого как лобзик, требует также наличия источника электроэнергии, что не всегда удается обеспечить.
Можно также использовать режущий инструмент, описанный в патенте США №5659961, включенном сюда в качестве ссылки. Однако режущий инструмент, описанный в патенте США №5659961, имеет ряд недостатков. Например, этим режущим инструментом трудно управлять, что ведет к увеличению трудности получения чистого прямого разреза. Трудно также получить вырезанную деталь сложной формы из-за недостаточной возможности управления режущим инструментом, описанным в патенте США №5659961.
Задачей по меньшей мере одного аспекта настоящего изобретения является устранение или смягчение по меньшей мере одной или больше из упомянутых выше проблем.
Еще одной задачей по меньшей мере одного аспекта настоящего изобретения является создание улучшенного режущего инструмента, предназначенного для выполнения операций резания.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен режущий инструмент, выполненный с возможностью осуществления операций резания или надреза, содержащий верхнюю и нижнюю части, выполненные с возможностью разведения разделительными средствами, причем по меньшей мере одна из верхней и нижней части содержит режущее устройство, при этом верхняя и нижняя части удерживаются вместе магнитным притяжением, обеспеченным магнитными средствами, содержащими первое и второе магнитные средства, расположенные в верхней и нижней частях, а металлическая полоса расположена сверху и соединяет первое и второе магнитные средства в по меньшей мере одной из верхней и нижней частей.
Обычно магнитное притяжение может быть создано по меньшей мере первым магнитным средством, расположенным по существу для того, чтобы в максимальной степени улучшить управление режущим инструментом. Магнитное средство может взаимодействовать с металлом и/или магнитным средством в других частях режущего инструмента.
Удобным может быть наличие второго магнитного средства. По меньшей мере первое и второе магнитные средства могут быть расположены в верхней и/или нижней частях для того, чтобы в максимальной степени улучшить управление режущим инструментом. Было обнаружено, что лучше всего образовать отделение порядка 5-20 см между по меньшей мере первым и вторым магнитными средствами для увеличения магнитного момента между магнитными средствами.
В верхней и/или нижней частях возможно наличие множества магнитных средств. Например, возможно наличие любого подходящего количества магнитных средств, таких как первое и второе магнитные средства как в верхней, так и в нижней частях.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере первое магнитное средство может быть расположено в любом месте, как в передней, так и в задней половине одной из верхней и нижней части. Предпочтительно второе магнитное средство может быть расположено в любом месте, как в передней, так и в задней половине одной из верхней и нижней части. Первое и второе магнитные средства могут быть образованы единым магнитным изделием, которому придана форма необходимых первого и второго магнитных средства, или же они могут быть образованы из двух отдельных магнитных изделий. Удобным может быть размещение первого магнитного средства в передней половине, предпочтительно на переднем конце, одной из верхней и нижней части, а второе магнитное средство может быть расположено в задней половине, предпочтительно на заднем конце, одной из верхней и нижней части.
Было обнаружено, что установка по меньшей мере первого и второго магнитного средства по существу в передней и задней половине по меньшей мере одной из верхней и нижней части соответственно обеспечивает улучшение управления режущим инструментом. Поэтому путем установки по меньшей мере первого и второго магнитных средств вдоль по меньшей мере одной из верхней и нижней части обеспечивается улучшение управления режущим инструментом, позволяя, например, получать прямые линии реза или круглые вырезы.
В конкретных вариантах осуществления первое и второе магнитные средства могут быть расположены по существу в передней и задней половине как верхней, так и нижней частей режущего инструмента. Предпочтительно первое и второе магнитные средства и в верхней, и в нижней частях могут быть установлены по существу на переднем и заднем концах режущего инструмента, или могут быть, по существу, в середине как передней, так и задней половин верхней и нижней части. С другой стороны, магнитное средство может располагаться по существу рядом с режущими устройствами. Первое и второе магнитные средства и в верхней, и в нижней частях могут быть по существу выровнены друг с другом.
В качестве альтернативы магнитное средство может быть расположено по существу рядом с режущими устройствами. Магнитное средство может, таким образом, быть по существу перед режущими устройствами и/или позади их или может располагаться на любой из обеих сторон режущих устройств. В вариантах осуществления с магнитными средствами, расположенными с обеих сторон режущих устройств, может быть в целом четыре магнита. Магнитное средство может предпочтительно образовать по существу симметричную компоновку с размещением через одинаковые промежутки вокруг режущих устройств, что может способствовать управлению режущим инструментом в процессе его использования.
Обычно режущие устройства могут располагаться и в верхней, и в нижней частях, а магнитные средства могут располагаться по существу перед обоими режущими устройствами и/или позади их, т.е. по существу перед режущими поверхностями режущих устройств и/или позади их. Между магнитными средствами и режущими поверхностями может быть промежуток порядка 0,5-10 см, обычно равный примерно 1-5 см. Предпочтительно магнитные средства и режущие устройства и верхней, и нижней частей могут быть по существу выровнены друг с другом.
Обычно первое и второе магнитные средства могут быть разделены промежутком порядка 1-20 см. Режущие устройства могут располагаться по существу между первым и вторым магнитными средствами и могут находиться на одинаковом расстоянии от первого и второго магнитных средств. С другой стороны, магнитные средства, расположенные позади устройства, могут находиться несколько ближе к режущему устройству. Первое и второе магнитные средства могут по существу прилегать или находиться в пределах от 1 до 10 см от передней и задней части режущего устройства.
Удобным является расположение магнитного средства в верхней части по существу над магнитным средством в нижней части. Это облегчает управление режущим инструментом и предотвращает выпадение нижней части во время использования.
В альтернативных вариантах осуществления по меньшей мере первое и второе магнитные средства могут быть расположены по существу на любой стороне режущего устройства, которое может быть, например, установлено по центру. В этом варианте осуществления магнитные средства пересекают обе стороны в направлении, параллельном сформированному разрезу, и не располагаются спереди или позади режущих кромок режущих устройств. Возможно наличие первого и второго магнитных средств по существу на обеих сторонах режущих устройств как на верхней, так и на нижней части. Для этих вариантов осуществления обнаружено удобство применения и максимизации расстояния между по меньшей мере первым и вторым магнитными средствами для того, чтобы практически увеличить до максимума магнитный момент и улучшить управление и рабочие характеристики режущего инструмента.
Обычно возможно применение любого вида магнитного средства, такого как постоянные магниты, электромагниты или намагниченный металл, такой как намагниченная сталь.
В качестве альтернативы в некоторых вариантах осуществления магнитное средство может быть расположено на одной, или верхней, или нижней части, а намагниченный металл, такой как намагниченная сталь, размещается на другой части.
В предпочтительных вариантах осуществления для уменьшения веса нижней части на нижней части может быть помещено магнитное средство меньших размеров. Это помогает перемещать нижнюю часть под материалом типа гипсокартона. Предпочтительно размеры магнитной части в нижней части могут составлять около двух третей от размера магнитного средства на верхней части.
Удобным является размещение более мощного магнитного средства в задней части режущего инструмента, что придает верхней и нижней частям по существу V-образную конфигурацию. Это может способствовать облегчению операции резания и предотвратить качание и вибрацию верхней и нижней частей относительно друг друга.
Оказалось также удобным использовать экранирующий эффект, такой как взаимно соединяющая металлическая полоса, расположенная сверху и соединяющая магнитные средства по меньшей мере в одной из верхней и нижней частей. Это имеет несколько преимуществ, таких как создание экранирующего эффекта и недопущение притягивания нежелательных металлических предметов к режущему инструменту. Кроме того, металлическая полоса может способствовать улучшению рабочих характеристик магнитного средства путем создания замкнутой магнитной цепи. Например, стержень из малоуглеродистой стали толщиной около 5 мм может быть использован для соединения верха магнитного средства как на верхней, так и на нижней частях.
Сила магнитного притяжения между верхней и нижней частями может быть приспособлена для различных операций резания. Подходящей может быть напряженность магнитного поля от около 0,1 до 20 Тесла, от около 0,2 до 10 Тесла, от около 1 до 5 Тесла или около 0,5 Тесла. Например, при резании гипсокартона требующееся магнитное притяжение может предпочтительно быть достаточным для того, чтобы резать или надрезать слой из материала типа бумаги на любой стороне гипсокартона. Было обнаружено, что для резания гипсокартона может оказаться достаточной напряженность магнитного поля порядка 0,5 Тесла. Для получения большей глубины резания или для выполнения операций резания на более твердом материале может потребоваться большая напряженность магнитного поля. Можно получить глубину резания от около 0,1 мм до 20 мм, от около 0,1 мм до 10 мм, от около 0,1 мм до 0,5 мм или около 1-2 мм. Поэтому слои из материала типа бумаги в гипсокартоне, которые могут иметь толщину около 0,3 мм, могут быть прорезаны или надрезаны с использованием режущего инструмента согласно настоящему изобретению.
Режущий инструмент согласно настоящему изобретению может быть использован в разнообразных операциях резания и для резания разнообразных материалов или конструктивно сложных строительных плит, содержащих армирующий слой. Режущее устройство прорезает насквозь или выполняет надрез на армирующем слое для образования ослабленного участка. Например, можно резать гипсокартон, стекло, древесину, слоистую древесину, картон, люцит (товарный знак), черепицу, пластмассу, маты из стекловолокна в армированных стеклом гипсовых плитах, маты из стекловолокна в цементных плитах и тому подобное.
Предпочтительно режущее устройство может быть свободно вращающимся круглым режущим устройством, таким как вращающаяся дисковая режущая пластина. Режущее устройство можно вращать вручную при его продвижении по подвергаемому резанию материалу, или же режущее устройство может иметь механический привод с использованием батареек или источника электроэнергии. Диаметр режущей пластины можно выбрать в зависимости от подвергаемого резанию материала и от требующей глубины реза и может составлять от около 0,5 см до 5 см и предпочтительно около 1-2 см. В предпочтительных вариантах осуществления возможно наличие вращающихся режущих пластин как на верхней, так и на нижней частях, которые могут быть установлены по существу одно над другим или по меньшей мере на одной линии относительно друг друга. Разрезы, формируемые верхней и нижней частями, могут поэтому быть по существу коллинеарными. Это может облегчить разделение разрезанного или надрезанного материала.
Режущее устройство может быть любым подходящим режущим средством, включая любой вид вращающегося или неподвижного лезвия, или режущим средством на основе применения лазера или нагрева или горения.
Использование вращающихся режущих пластин обладает в высшей степени важным техническим преимуществом продления срока службы режущего устройства по сравнению с одним ножом. Было обнаружено, что использование вращающейся режущей пластины позволяет прорезать 300 или даже 500 метров без значительного ухудшения качества разреза. При использовании простого ножа режущий конец может быть быстро изношен с ухудшением качества разреза после прохождения относительно короткого расстояния, такого как 20 м. Было обнаружено, что вращающаяся круглая режущая пластина может иметь срок службы, по меньшей мере в 20 раз превышающий срок службы простого ножа. Было также обнаружено, что вращающаяся круглая режущая пластина облегчает процесс резания за счет улучшения перемещения режущего инструмента по разрезаемому материалу, поскольку уменьшается трение. Однако в некоторых случаях может использоваться простой нож.
Удобным является применение вращающихся круглых режущих устройств, расположенных в картридже, позволяющем в случае необходимости легко заменять режущие пластины. Для облегчения отделения и замены картриджа может быть предусмотрена кнопка высвобождения. В качестве альтернативы при необходимости картридж можно просто вытянуть из режущего устройства. Применение режущих устройств в картриджах также обеспечивает возможность установки различной высоты резания за счет использования различных картриджей с различной высотой резания. Такая компоновка позволяет также устранить необходимость для рабочего регулировать глубину разреза, который он формирует, путем использования приспособления регулирования высоты резания, расположенного в режущем инструменте. Режущий инструмент может, таким образом, быть многоцелевым инструментом, пригодным для выполнения разнообразных операций резания. Однако в некоторых вариантах осуществления высота и глубина резания режущего устройства могут быть изменены и варьироваться пользователем в соответствии с различными требованиями к резанию.
Предпочтительно операция резания формирует разрез или надрез определенной глубины на разрезаемом материале. Предпочтительно разрез или надрез может быть сформирован на обеих сторонах такого материала, как гипсокартон. Сформированные разрезы или надрезы на обеих сторонах могут быть по существу коллинеарными друг другу. Предпочтительно разрез или надрез может быть достаточно глубоким для сквозного проникновения или по меньшей мере ослабления слоев из материала типа бумаги с обеих сторон гипсокартона, так что остающаяся тонкая скрепляющая часть может быть сломана при минимальном усилии, приложенном пользователем. В некоторых ситуациях разрезы могут полностью проникать сквозь материал. Поскольку большая часть прочности гипсокартона обеспечивается слоями материала типа бумаги, после разрезания или надреза этих слоев гипсокартон может быть легко разделен по линии сформированных разрезов. Было обнаружено, что можно получить чистые прямые разрезы. Кроме того, можно также легко получить криволинейные линии, такие как круглые вырезы.
Поэтому отсутствует необходимость, чтобы разрезы или надрезы с любой стороны материала полностью проходили сквозь материал или армирующий слой в сложных строительных плитах. Все что требуется - это создание ослабленного участка, такого как надрез, который образует линию разлома, вдоль которой пользователь может легко выполнить разделение вдоль линии разреза или надреза.
В некоторых вариантах осуществления нижняя сторона верхней и нижней частей может содержать вращающиеся элементы, такие как роликовые или шариковые опоры, предназначенные для того, чтобы облегчить перемещение верхней и нижней частей по разрезаемому материалу. Однако особенное преимущество использования вращающихся режущих пластин заключается в том, что в некоторых ситуациях отсутствует необходимость предусматривать вращающиеся элементы, такие как ролики, и верхняя и нижняя части могут просто скользить по разрезаемому материалу. В этих вариантах осуществления желательно формировать нижнюю сторону и верхней, и нижней частей из материала с низким фрикционным сопротивлением. Например, подходят гладкие пластмассы или твердые гладкие металлы, такие как алюминий.
Обычно разделительным средством может служить любое подходящее средство, такое как выдвижное разделительное средство, которое может содержать два разделяющих рычага, расположенных по существу спереди и сзади режущего инструмента. С другой стороны, возможно наличие любого подходящего числа разделительных средств. Разделительное средство может быть выдвижным или телескопическим. Предпочтительно разделительное средство может быть прикреплено к верхней части. Разделительное средство может смещаться в по существу перпендикулярном направлении относительно нижней стороны верхней и нижней частей с использованием любого подходящего средства, такого как пружинное приспособление. Удобной может быть возможность принудительного перемещения разделительного средства в положение по существу плоского прилегания к нижней стороне верхней части во время операций резания. Предпочтительно нижняя сторона верхней части может содержать выемки для вмещения разделительных средства, что позволяет плоской поверхности с низким сопротивлением входить в контакт с разрезаемым материалом. Разделительное средство может иметь функцию, предотвращающую схождение вместе верхней и нижней частей под влиянием существующих магнитных сил.
Возможна разработка ряда различных режущих инструментов, которые имеют разделительные средства различной длины. Предпочтительно длина разделительного средства может быть несколько больше ширины материала, который предполагается резать. Например, для резания гипсокартона толщиной 12,5 мм выдвижное разделительное средство может иметь длину около 15 мм.
Длина разделительного средства может также быть регулируемой с использованием, например, телескопического средства или резьбового регулировочного приспособления, позволяющего пользователю изменять длину разделительного средства при различной толщине материала, который предполагается резать. Зазор между верхней и нижней частями может поэтому регулироваться и изменяться для соответствия различным условиям.
Режущий инструмент может также содержать средство для прикрепления измерительного устройства, такого как измерительная лента. Например, режущее устройство может содержать прорези для измерительной ленты, которые могут использоваться для прикрепления к нему стандартной измерительной ленты, позволяя таким образом пользователю отрезать или наметить заданную длину. Прорези для измерительной ленты могут располагаться в передней и/или в задней части устройств и/или по сторонам режущего устройства.
Режущее устройство может также содержать вспомогательные средства для резания в форме ряда криволинейных направляющих линий на верхней поверхности верхней части режущего устройства, которые помогают пользователю прорезать криволинейные линии.
Режущее устройство может также содержать по существу прозрачный участок в верхней части режущего устройства, который позволяет пользователю видеть формируемый разрез. Это помогает пользователю следовать по линии, намеченной на материале, подлежащем резанию.
Обычно верхняя часть имеет нужную форму и приспособлена для того, чтобы легче осуществить захват и приложение усилия пользователем.
Удобным является формовка верхней и нижней частей из любого подходящего пластика. Желательно, чтобы пластик был прочным и устойчивым к поломке. Например, подходящими являются полистирол или полимеры на основе смол.
Более того, передняя часть верхней и нижней частей может иметь форму и выполнена с возможностью размещения материала, подлежащего резанию. Например, передняя часть верхней и нижней частей может содержать закругленные края для облегчения ввода материала, который должен разрезаться режущим инструментом.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается способ осуществления операций резания с использованием режущего инструмента согласно первому аспекту, в котором режущий инструмент продвигают на материал, подлежащий резанию, и режущим инструментом выполняют по меньшей мере один разрез или надрез на поверхности материала.
Обычно во время операции резания разделительное средство, такое как выдвижное разделительное средство, перемещают из положения, по существу перпендикулярного нижней стороне верхней части режущего инструмента, во второе положение, по существу параллельное нижней стороне верхней части, и затем возвращают в первое положение после завершения резания.
Предпочтительно вращающаяся режущая пластина может использоваться как в верхней, так и в нижней частях режущего инструмента.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения режущий инструмент согласно первому аспекту применяют для осуществления операций резания.
Краткое описание чертежей
Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения исключительно в качестве примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид нижней стороны верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой дополнительный вид нижней стороны верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.2, со снятой круглой режущей пластиной;
Фиг.4 представляет собой вид в перспективе ролика на оси, применяемого в режущем инструменте, показанном на фиг.1-3;
Фиг.5 представляет собой вид в перспективе крышки, применяемой в режущем инструменте, показанном на фиг.1-3;
Фиг.6 представляет собой вид нижней стороны нижней части режущего инструмента, показанного на фиг.1;
Фиг.7 представляет собой вид нижней части режущего инструмента, показанного на фиг.6, со снятой вращающейся круглой режущей пластиной и роликами;
Фиг.8 представляет собой вид верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.1, со снятым кожухом для того, чтобы показать расположение магнита;
Фиг.9 представляет собой дополнительный вид верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.8, на котором сняты магниты, разделяющие рычаги, вращающаяся круглая режущая пластина и ролики;
Фиг.10 представляет собой вид нижней части режущего инструмента, показанного на фиг.1, со снятым кожухом для того, чтобы показать расположение магнита;
Фиг.11 представляет собой дополнительный вид верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.10, на котором сняты магниты, разделяющие рычаги, вращающаяся круглая режущая пластина и ролики;
Фиг.12 представляет собой вид в перспективе режущего инструмента согласно второму варианту реализации настоящего изобретения, который не содержит роликов;
Фиг.13 представляет собой вид нижней стороны верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.12;
Фиг.14 представляет собой вид нижней стороны нижней части режущего инструмента, показанного на фиг.12, и
Фиг.15а-15е представляет собой режущий инструмент, показанный на фиг.1-11, в процессе работы;
Фиг.16 представляет собой вид сбоку режущего инструмента согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.17 представляет собой вид в поперечном разрезе режущего инструмента, показанного на фиг.16;
Фиг.18 представляет собой вид с пространственным разделением деталей верхней части режущего инструмента, показанного на фиг.16 и 17;
Фиг.19 представляет собой вид в поперечном разрезе верхней части режущего инструмента, показанной на фиг.18;
Фиг.20 представляет собой вид разделяющего рычага, применяемого в режущем инструменте, показанном на фиг.16-19;
Фиг.21 представляет собой вид картриджа, содержащего круглую режущую пластину, применяемую в режущем инструменте, показанном на фиг.16-20;
Фиг.22 представляет собой вид с пространственным разделением деталей нижней части режущего инструмента, показанного на фиг.16-21; и
Фиг.23 представляет собой вид в поперечном разрезе нижней части режущего инструмента, показанной на фиг.22.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на фиг.1 приводится представление режущего инструмента согласно настоящему изобретению, обозначенного в целом позицией 100. Режущий инструмент 100 содержит две части основного корпуса, а именно: верхнюю часть 102 и нижнюю часть 104.
Верхняя часть 102 режущего инструмента содержит секцию 102а основного корпуса и наружный кожух 102b. Аналогичным образом нижняя часть 104 режущего инструмента 100 содержит секцию 104а основного корпуса и наружный кожух 104b.
Хотя это и не показано на фиг.1, верхняя часть 102 режущего инструмента 100 может иметь форму, совместимую с формой руки, что облегчает приложение давления и, следовательно, использование режущего инструмента 100.
Верхняя и нижняя части 102, 104 отливаются из пластмассы с использованием любого подходящего способа, известного в технике.
На фиг.2 показана нижняя сторона 106 верхней части 102 режущего инструмента 100. На нижней стороне 106 имеются два разъединительных рычага 108, 110. Разъединительные рычаги 108, 110 установлены на осях 112, 114 соответственно и смещаются пружиной (не показана) в положение, показанное на фиг.2. Разъединительные рычаги 108, 110 могут поворачиваться таким образом, что они оказываются расположенными параллельно нижней стороне 106. Углубления 109, 111 на нижней стороне 106 вмещают разъединительные рычаги 108, 110, допуская таким образом получение на нижней стороне 106 в процессе резания плоской поверхности с низким коэффициентом трения.
На нижней стороне 106 верхней части 102 имеется также установленная по существу в центре круглая режущая пластина 116. Круглая режущая пластина 116 может свободно вращаться и установлена сама по себе в картридже 118, который можно снять и заменить новым картриджем 118, содержащим новую круглую режущую пластину 116. Для регулирования высоты резания круглой пластины 116 могут использоваться различные картриджи 118 для получения различных глубин резания.
На фиг.2 показано также, что нижняя сторона 106 верхней части 102 режущего инструмента 100 содержит четыре ролика 120, 122, 124, 126, расположенные в каждом углу нижней стороны 106. Четыре ролика 120, 122, 124, 126 свободно вращаются и могут облегчить перемещение режущего инструмента 100 по материалу, подлежащему резанию.
На фиг.3 показан дополнительный вид верхней части 102 режущего инструмента 100, который представляет крышку 128 в открытом положении. Крышку 128 открывают для того, чтобы позволить снять картридж 118, содержащий круглую режущую пластину 116. Для продолжения операции резания можно вставить сменный картридж 118 и закрыть крышку 128.
На фиг.4 показан увеличенный вид ролика 120, показанного на фиг.2 и 3. Ролик 120 установлен на оси 121 и выполнен из любой подходящей пластмассы.
На фиг.5 показан увеличенный вид крышки 128. Крышка 128 содержит плоский участок 130 основного тела с удлиненным пазом 132, через который может выступать круглая режущая пластина 116. На одном конце крышки 128 имеется шарнир 134, вокруг которого может поворачиваться крышка 128. На другом конце крышки 128 имеется по существу U-образная защелка 136, которая содержит выступающее ребро 138, которое может входить с защелкиванием в соответствующий приемный элемент (не показан), выполненный в верхней части 102 режущего инструмента 100. При необходимости крышка 128 может быть открыта путем нажатия на участок 140 защелки 136 в направлении паза 132.
На фиг.6 показан вид нижней стороны 142 нижней части 104 режущего инструмента 100. Аналогично верхней части 102 имеются четыре ролика 144, 146, 148, 150 и установленная по центру круглая режущая пластина 152. На фиг.6 показано также, что нижняя сторона 142 содержит также два по существу дугообразных канала 154, 156. Эти каналы 154, 156 выполнены с возможностью взаимодействия с нижними частями разъединительных рычагов 108, 110.
На фиг.7 показан дополнительный вид нижней стороны 142 нижней части 104 режущего инструмента 100. Круглая режущая пластина 152 и четыре ролика 144, 146, 148, 150 не показаны. Не показан также наружный кожух 104b.
На фиг.8 показан вид верхней части 102 режущего инструмента 100, на котором удален наружный кожух 102b. На фиг.8 показано положение двух отдельных магнитов 158, 160, которые установлены по существу спереди и сзади вращающейся режущей пластины 116. Магниты 158, 160 по существу прилегают к передней и к задней частям вращающейся режущей пластины 116. Магниты 158, 160 находятся таким образом в передней и задней половине режущего инструмента 100. Магниты 158, 160 относятся ко многим подходящим типам и надежно закреплены в удерживающих элементах 162, 164 соответственно. Винты, хотя и не показаны, могут быть пропущены через отверстия 166, 168 для прикрепления секции основного корпуса 102а к наружному кожуху 102b.
На фиг.9 показан дополнительный вид секции основного корпуса 102а со снятыми магнитами 158, 160. Из углублений 170, 172, 174, 176 соответственно удалены также ролики 120, 122, 124, 126. Картридж 188, который содержит круглую режущую пластину 116, также удален, образуя таким образом проем 178. Разделительные рычаги 108, 110, образующие удлиненные пазы, также не показаны.
На фиг.10 показан вид нижней части 104 режущего инструмента 100, где удален наружный кожух 104b. На фиг.10 показано положение двух отдельных магнитов 185, 187, которые установлены по существу рядом с передней и с задней частями вращающегося режущего полотна 152. Магниты 185, 187 относятся ко многим подходящим типам и надежно закреплены в удерживающих элементах 184, 186 соответственно.
На фиг.11 показан дополнительный вид секции основного корпуса 104а нижней части 104. Магниты 185, 187 сняты. Ролики 144, 146, 148, 150 также были сняты для того, чтобы показать выемки под ролики 188, 190, 192, 194. Показаны также два отверстия 196, 198, в которые могут быть вставлены винты для крепления секции основного корпуса 104а к наружному кожуху 104b.
Сила магнитов 158, 160, 185, 187 в верхней и нижней частях 102, 104 может быть приспособлена и варьироваться в зависимости от различных условий. Создаваемая напряженность магнитного поля может составлять около 0,5 Тесла. Хотя могут быть предусмотрены различные виды магнитных свойств, важно то, что напряженность магнитного поля достаточно велика для того, чтобы нижняя часть 104 режущего инструмента 100 достаточно прочно удерживалась на разрезаемом материале, так что круглая режущая пластина 152 в нижней части 104 прорезает требующуюся толщину, такую как толщина слоя материала типа бумаги на гипсокартоне. Напряженность магнитного поля должна быть также достаточно велика для того, чтобы непрерывно удерживать нижнюю часть 104 режущего инструмента 100 в контакте с разрезаемым материалом, и должна быть достаточно велика для того, чтобы обеспечить выполнение эффективного процесса резания. Было также обнаружено, что для повышения напряженности магнитного поля можно использовать экранирующий эффект. Для получения экранирующего эффекта над двумя отдельными магнитами 158, 160, 185, 187 в верхней и нижней частях 102, 104 может быть помещена металлическая полоса. Металлическая полоса позволяет улучшить рабочие характеристики магнитов, поскольку позволяет сформировать полную магнитную цепь. Например, возможно использование стержня из малоуглеродистой стали толщиной около 5 мм.
В альтернативных вариантах осуществления в нижней части 104 могут использоваться магниты меньших размеров 185, 187, поскольку это позволяет уменьшить вес нижней части 104. Например, возможно использование магнитов размером, равным примерно двум третьим от размера магнитов в верхней части 102. В других вариантах осуществления возможно использование в нижней части 104 вместо магнитов намагниченного металла, такого как намагниченная сталь. Из-за высокой стоимости магнитов это обеспечивает значительное экономическое преимущество за счет уменьшения стоимости изготовления режущего инструмента 100. В других альтернативных вариантах осуществления более высокая напряженность магнитного поля может быть создана в задней части режущего инструмента 100, так что верхняя и нижняя части 102, 104 могут наклоняться относительно друг друга, принимая по существу V-образную конфигурацию. Это может облегчить процедуру резания.
Стандартная толщина гипсокартона, который можно резать, составляет около 12,5 мм. Было обнаружено, что при такой толщине требуется создать между верхней и нижней частями 102, 104 магнитное поле напряженностью около 0,5 Тесла.
На фиг.12-14 представлен режущий инструмент 200, который сходен с показанным на фиг.1-11, но не имеет роликов. Используются числовые позиции, начинающиеся с '2', которые относятся к аналогичным элементам, показанным на фиг.1-11.
На фиг.15а-15е показан режущий инструмент 100 в процессе использования. На фиг.15а показан режущий инструмент 100, выровненный относительно листа гипсокартона 10, подлежащего резанию. Гипсокартон содержит центральную гипсовую часть с двумя слоями материала типа бумаги 12, 14 с каждой стороны. Слои 12, 14 из материала типа бумаги имеют толщину около 0,3 мм.
В первую очередь режущий инструмент 100 продвигают на гипсокартон 10, на котором первый разъединительный рычаг 108 принудительно устанавливается параллельно нижней стороне 106 верхней части 102.
Затем режущий инструмент 100 скользит с помощью роликов 120, 122, 144, 146 по гипсокартону 10 до тех пор, пока круглые режущие пластины 116, 152 не войдут в контакт с гипсокартонном 10 и не начнут резать насквозь слои материала типа бумаги 12, 14. Это показано на фиг.15b. Вращающиеся режущие полотна 116, 152 установлены таким образом, что они режут насквозь слои материала типа бумаги 12, 14.
Как показано на фиг.15с, при продолжении продвижения режущего инструмента 100 вдоль гипсокартона 10 второй разъединительный рычаг 110 также принудительно устанавливается параллельно нижней стороне 106 верхней части 102. Ролики 124, 126, 148, 150 дополнительно облегчают перемещение режущего инструмента 100 по гипсокартону 10.
Как показано на фиг.15d, когда режущий инструмент 100 приближается к концу гипсокартона 10, первый разъединительный рычаг 108 возвращается в свое исходное положение.
В заключение, как показано на фиг.15е, второй разъединительный рычаг 110 возвращается в свое исходное положение.
Разъединительные рычаги 108, 110 предназначены, следовательно, для того, чтобы не допустить схождения верхней и нижней частей 102, 104 вместе. Если бы верхняя и нижняя части 102, 104 сходились вместе, было бы необходимо использовать тиски для разделения верхней и нижней частей 102, 104 из-за наличия магнитных сил.
На фиг.16 показан вид сбоку другого режущего инструмента 300 согласно настоящему изобретению. Режущий инструмент 300 содержит верхнюю часть 302 и нижнюю часть 304. Показан также несжимаемый зажим 307, который может использоваться при хранении режущего инструмента 300. Кроме того, как показано на фиг.16, имеются разъединительные рычаги 308, 310, которые могут поворачиваться так, как описано выше.
На фиг.17 показан вид в поперечном разрезе режущего инструмента 300. В верхней части 302 имеется круглая режущая пластина 316 и магниты 358, 360. Как показано на фиг.17, магнит 360 располагается ближе к круглой режущей пластине 316, чем магнит 358. Было обнаружено, что при размещении магнитов 358, 360 таким образом обеспечивается улучшенное управление режущим инструментом 300 и облегчается резание за счет исключения вибрации. Нижняя часть 304 режущего инструмента 300 также содержит режущую пластину 352 и магниты 385, 387. Как показано на фигуре 17, магниты 385, 387 располагаются непосредственно под магнитами 358, 360 соответственно.
На фиг.18 показан вид с пространственным разделением деталей верхней части 302 режущего инструмента 300. Как показано на фиг.18, верхняя часть 302 режущего инструмента 300 содержит секцию 302а основного корпуса. На фиг.18 показаны два разъединяющих рычага 308, 310, готовые к установке в секции 302а основного корпуса. Винты 310, 313 используются для надежного прикрепления секции 302а основного корпуса к наружному кожуху 302b. На фиг.18 показано наличие удерживающих пластин 319. На фиг.18 показано также, что магниты 358, 360 прикреплены к перемычке 317. Было обнаружено, что перемычка 317 способствует повышению магнитного эффекта, повышая таким образом эффективность режущего инструмента 300. Здесь показаны также кнопка 329 высвобождения пластины, которая может использоваться для замены режущих пластин в случае необходимости, и верхняя форма 327, которая предназначена для того, чтобы улучшить и облегчить ее захват пользователем.
На фиг.19 показан вид в поперечном разрезе, который более ясно демонстрирует верхнюю часть 302 режущего инструмента 300. Кнопка 329 высвобождения пластины готова к введению через пружину 359.
На фиг.20 показан вид разъединительного рычага 308 и оси 321, на которой он поворачивается. Здесь показана также пружина 323, которая используется для смещения разъединительного рычага 308 в по существу перпендикулярное относительно верхней части 302 режущего инструмента 300 положение.
На фиг.21 показан вид картриджа 388, содержащего круглую режущую пластину 316. Как показано на фиг.21, картридж 388 содержит две половины 388а, 388b, которые могут быть защелкнуты друг на друге с помощью выступающего элемента 388с. При защелкивании двух половин 388а, 388с круглая режущая пластина 316 закрепляется между ними и может свободно вращаться. После определенного периода использования картридж 388 может быть снят с использованием кнопки 329 высвобождения пластины и вставлен новый, содержащий новую режущую пластину. Картридж 388 может быть закреплен внутри режущего инструмента 300 с помощью любого подходящего средства.
На фиг.22 показан вид с пространственным разделением деталей нижней части режущего инструмента 300. Как показано на фиг.22, нижняя часть 304 содержит секцию 304а основного корпуса и наружный кожух 304b. Картридж 388 может быть высвобожден с использованием кнопки 391 высвобождения пластины, которая может быть присоединена через пружину 395. На фиг.22 показано также магнитное средство 385, 387, прикрепленное с использованием перемычки 393, выполненной из низкоуглеродистой стали. Винты 397 могут использоваться для прикрепления секции 304а основного корпуса к наружному кожуху 304b.
На фиг.23 показан вид в поперечном разрезе нижней части 304а режущего инструмента 300. Как показано на фиг.23, магнит 387 располагается ближе к режущей пластине 352.
В то время как выше были описаны конкретные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что в пределы объема изобретения могут входить отклонения от описанных вариантов осуществления. Например, возможно использование любого подходящего вида режущих пластин. Например, возможно использование любого неподвижного ножа или вращающейся режущей пластины. В определенных вариантах осуществления длину разъединительных рычагов можно регулировать с использованием любого подходящего средства. Кроме того, различные режущие инструменты могут иметь разъединительные рычаги различной длины, позволяющие резать материалы различной толщины. Напряженность магнитного поля верхней и нижней частей также может быть отрегулирована для получения различной глубины резания и для резания различных материалов, таких как конструктивно сложная строительная плита, содержащая армирующий слой. Например, можно резать любые материалы, такие как гипсокартон, стекло, древесину, слоистую древесину, картон, люцит, черепицу и любой тип пластмассы. Кроме того, возможно использование любого подходящего вида магнитных средств.
1. Режущий инструмент, выполненный с возможностью осуществления операций резания или надреза, содержащий верхнюю и нижнюю части, выполненные с возможностью разведения разделительными средствами, причем по меньшей мере одна из верхней и нижней частей содержит режущее устройство, при этом верхняя и нижняя части удерживаются вместе магнитным притяжением, обеспеченным магнитными средствами, содержащими первое и второе магнитные средства, расположенные в верхней и нижней частях, причем металлическая полоса расположена сверху и соединяет первое и второе магнитные средства в по меньшей мере одной из верхней и нижней частей.
2. Инструмент по п.1, в котором верхняя и нижняя части содержат режущее устройство.
3. Инструмент по п.1, в котором первое и второе магнитные средства расположены в передней и задней половине соответственно верхней и нижней частей режущего инструмента.
4. Инструмент по п.2, в котором первое и второе магнитные средства соответственно расположены по существу спереди и по существу сзади режущего инструмента.
5. Инструмент по п.1, в котором металлическая полоса увеличивает магнитное притяжение.
6. Инструмент по любому из пп.1-5, в котором первое и второе магнитные средства выбраны из постоянных магнитов, электромагнитов или намагниченного металла.
7. Инструмент по п.1, в котором магнитное притяжение составляет от около 0,1 до 20 Тл.
8. Инструмент по п.1, в котором при резке гипсокартона магнитное притяжение обеспечивает прорезание насквозь или надрезание бумажного слоя с любой стороны.
9. Инструмент по п.1, в котором режущее устройство представляет собой свободно вращающуюся по существу круглую режущую пластину.
10. Инструмент по п.9, в котором круглая режущая пластина расположена в верхней и нижней частях, при этом первое и второе магнитные средства расположены по существу спереди и сзади круглых режущих пластин.
11. Инструмент по п.1, в котором режущее устройство выбрано из неподвижного лезвия, лазера или устройства нагрева или горения.
12. Инструмент по п.1, в котором режущее устройство расположено в картридже, выполненном с возможностью замены при необходимости.
13. Инструмент по п.1, в котором глубину разреза или надреза, выполненного режущим устройством, можно регулировать для обеспечения различной глубины разрезания или надрезания.
14. Инструмент по п.1, в котором нижняя сторона верхней и нижней частей содержит вращающиеся элементы для облегчения перемещения верхней и нижней частей по разрезаемому материалу.
15. Инструмент по п.1, в котором разделительные средства являются выдвижными.
16. Инструмент по п.1, в котором разделительные средства расположены спереди и сзади режущего инструмента.
17. Инструмент по п.1, в котором разделительные средства прикреплены к верхней части и смещены в по существу перпендикулярном направлении.
18. Инструмент по п.1, в котором разделительные средства выполнены с возможностью принудительного перемещения в положение по существу плоского прилегания к нижней стороне верхней части во время операций резания.
19. Инструмент по п.1, в котором зазор, образованный разделительными средствами между верхней и нижней частями, можно регулировать.
20. Инструмент по п.1, в котором предусмотрена кнопка высвобождения, обеспечивающая высвобождение режущего устройства, когда оно готово к замене.
21. Способ осуществления операций резания или надрезания с использованием режущего инструмента по любому из пп.1-20, при котором режущий инструмент продвигают на материал, подлежащий резанию, и режущим инструментом выполняют по меньшей мере один разрез или надрез на поверхности материала.
22. Способ по п.21, в котором режущим инструментом выполняют разрез или надрез как на передней, так и на задней поверхности материала, подлежащего резанию.
23. Способ по п.21 или 22, в котором выдвижные разделительные средства перемещают из первого положения, по существу перпендикулярного нижней стороне верхней и нижней части режущего инструмента, во второе положение, по существу параллельное нижней стороне верхней и нижней части, а затем возвращают в первое положение после завершения резания.
24. Применение режущего инструмента по любому из пп.1-20 при осуществлении операций резания конструктивно сложных строительных плит, стекла, гипсокартона, древесины, слоистой древесины, картона, люцита, черепицы, пластмассы, матов из стекловолокна в армированных стеклом гипсовых плитах или матов из стекловолокна в цементных плитах.
