切割刀具套筒的旋转限制系统 本发明涉及挖凿刀具，更具体点说，涉及用来减少挖凿刀具套筒在支承块内旋转的旋转限制系统。
用于连续采矿、挖凿、或路面开槽这类用途的切割刀具组合件通常具有切割刀具(有时称为切割头)可旋转地装在支承块上。支承块通常用焊接又被装在滚筒或其他机体上，滚筒或机体又被合适的驱动机构驱动。当数个载有切割刀具的支承块被装在滚筒上而滚筒又被驱动时，切割刀具将咬入所要开采或去除的原材料并将它破碎。这种采矿、挖凿、或路面开槽机械的一般操作是行业中熟知的。
但因支承块暴露在外，它会受到磨损和不合理的使用，当不再能用时必须从滚筒上割掉或烧掉并更换。为了延长支承块的使用寿命，有时采用切割刀具套筒(有时被称为刀头套筒、刀具夹持器、或刀头夹持器)。切割刀具装在刀具套筒内，而套筒又装在支承块内。刀具套筒一般具有外部的耐磨表面，在使用时有助于保护支承块使它不受误用和磨损的影响，这样便可缩小由于支承块更换和滚筒修理而需停工的时间。采用这种刀具滚筒是行业中所熟悉的。
例如，授予D’Angelo的美国专利5,067,775号，在这里被全部引用供参考。该专利曾披露刀具套筒的使用。更具体点说，如同授予D’Angelo的专利中的图1、2和3所示，刀具套筒有一直径较大的前部和一直径较小的后部，两者之间被一倾斜区域连结。当将套筒插入到支承块的孔内时，直径较小的后部伸出到支承块背部之外，并且套筒后部有一槽，其内装有保持件。刀具套筒的倾斜区域配合在支承块的倾斜区域内使套筒被夹持在块内只有微小的轴向运动自由度。套筒还可较自由地在支承块内旋转。该套筒当然包括一个刀具孔，在该孔内切削刀具可旋转地或不旋转地安装着。由于套筒地直径较大的前部从支承块内向外突出，因此原本将被支承块承受的、误用磨损时的冲击力就被套筒前部承受。
许多典型的刀具套筒保持系统如同上述D’Angelo专利中的系统，都允许刀具套筒在支承块内旋转。在通常的采矿式路面开槽，特别是那些含有摩擦材料的用途中，灰尘、污垢或其他废弃物会跑到支承块孔内或刀具套筒与支承块之间，使刀具套筒和支承块都受到剧烈的磨损。
过去曾建议或使用过各种方法来限止或防止刀具套筒在支承块内的旋转。
例如图1中示出的现有技术的钢夹10的等角透视图，该钢夹具有内顶点12和外顶点14构成的波状外形，由Pennsylvania州、Latrobe的Kennametal公司制造。如图2所示，钢夹10用在具有钢夹槽18的刀具套筒16上，使用时先将钢夹放置在钢夹槽18内如图2所示，然后将刀具套筒16插入到支承块孔内。钢夹槽18位在刀具套筒16的纵向长度上，使当刀具套筒16完全插入时，钢夹槽将位在支承块孔内。这样钢夹10就将在支承块孔内被压缩，致使内顶点12和外顶点14将与刀具套筒18的钢夹槽16和支承块孔18摩擦接合，从而减少刀具套筒对支承块的旋转。但这种现有技术的钢夹10由于磨损和疲劳，特别是在内顶点12或外顶点14上，在使用时有时会失效，致使钢夹10不能完成减少刀具套筒16在支承块孔内旋转的功能。
本发明的目的是要提供一种改进的旋转限制系统以便用来减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。
实现上述目的和其他一些目的和特点而提供的改进的刀具套筒旋转限制系统的刀具套筒具有一个前部和一个后部，而刀具旋转限制系统具有一个位在刀具套筒的后部和支承块孔之间的旋转限制件，当刀具套筒被插入到支承块孔内时，该旋转限制件沿着刀具套筒的后部在轴向上移动而咬住支承块孔和刀具套筒的后部，从而减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。
在另一实施例中，刀具套筒旋转限制系统具有一个套筒体，其上有一套筒凹槽，旋转限制件位在刀具套筒的凹槽和支承块孔之间，当刀具套筒被插入到支承块孔内时，旋转限制件在套筒凹槽内沿着轴向移动而咬住在支承块孔内的刀具套筒的凹槽，从而减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。
更具体点说，套筒凹槽为一环形凹槽，而且套筒体可具有一个前部和一个后部，环形凹槽可位在后部上。另外，环形凹槽可具有一个倾斜表面部，使当刀具套筒被插入到支承块孔内时，旋转限制件将在环形凹槽内沿着倾斜表面部而在轴向上移动，并在支承块孔和刀具套筒的后部之间被压缩，从而减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。倾斜表面部可为截圆锥形部。
在另一个较为具体的实施例中，环形凹槽可具有一个圆筒形部和一个截圆锥形部，圆筒形部比截圆锥形部更接近前部，而截圆锥形部的大直径尺寸更接近前部，这样当刀具套筒被插入到支承块孔内时，旋转限制件将在环形凹槽内沿着截圆锥形部而在轴向上移动并在环形凹槽和支承块孔之间被压缩，从而减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。
在所有这些实施例中，旋转限制件可由弹性材料制成并可具有O形件的外形。另外，旋转限制件可突起到环形凹槽外，使当刀具套筒被插入到支承块孔内时能咬住支承块孔。
本发明另一个实施例所提供的刀具套筒具有一个刀具套筒体，其上有一前部和一后部，后部上有一环形凹槽，槽内有一倾斜表面部，有一旋转限制件位在环形凹槽内并从凹槽内向外突起，当刀具套筒被插入到支承块孔内时，旋转限制件沿着倾斜表面部在轴向上移动，并在环形凹槽和支承块孔之间被压缩而咬住支承块孔，从而减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。
更具体点说，倾斜表面部为一截圆锥形部，而环形凹槽可包括一个圆筒形部，该圆筒形部可比截圆锥形部更接近刀具套筒的前部，而截圆锥形部可有一大直径尺寸较接近前部。另外，环形凹槽可具有倒圆的侧壁。
本发明具有众多优点。首先，本发明使切割刀具套筒能够安装在支承块的孔内而可减少刀具套筒在支承块孔内的旋转。这样在刀具套筒和支承块之间由于存在着摩擦材料如灰尘、污垢或其他废弃物而可能发生的磨损便可大大减少。
另外，如果旋转限制件是弹性体，它将不易发生磨损或疲劳失效。再者，如果旋转限制件为弹性体，它通常具有一个较高的摩擦系数使刀具套筒在支承块孔内的旋转可减少到一个较大的程度。
而且，因为旋转限制件可在刀具套筒和支承块孔之间被压缩，摩擦力将被增加，刀具套筒在支承块孔内的旋转将被进一步减少。
另外一个优点是刀具套筒通常可转变成一个可相对于支承块而正常可旋转的外形，只要不使用旋转限制件即可。
在阅读下面结合附图对本发明的各实施例所作的详细说明后当可对本发明另外一些目的和优点有清楚的了解。
在本发明的各实施例被图示并说明的情况下，这些示出的实施例不应被解释为对权利要求有所限制。可以预见在不离开本发明范围的条件下能对这些实施例作出各种改变和修改。
下面简要说明附图：
图1为现有技术的钢夹的等角透视图；
图2为采用图1中的现有技术钢夹的现有技术的支承套筒的等角透视图；
图3为按照本发明的一个实施例示出切割刀具、支承套筒、旋转限制件、支承块和保持环的分解的侧立视图；
图4为示出装配的图3中构件的、部分为剖面的侧立视图；
图5为图3所示支承套筒和旋转限制件的一个较详细的视图；
图6为图3中的旋转限制件的等角视图；
图7为与图5所示类似的另一个支承套筒和旋转限制件的较详细的视图。
图3和4中示出的刀具套筒旋转限制系统100包括一个支承块112、一个刀具套筒114、一个套筒旋转限制件116和一个切割刀具118。在所示实施例中，切割刀具118可被装在刀具套筒114内，而刀具套筒114又可被装在支承块112内。
这种支承块112通常有一外部块表面120，其中一部分为块基部122。这种支承块112通常还具有一个支承块孔124，在外部支承块表面120上被一承受肩部区126包围着。这种支承块是行业中所熟知的并可具有无数种的外形和尺寸。
在使用时，这些支承块112可按任何一种所需的模式分布在一个滚筒的圆周式长度上或其他物体(未示出)上，而支承块基部122可被焊接或用其他方法连接在其上。虽然所示支承块基部122具有一个弯曲的表面以便用焊接或其他方法将支承块112连接到滚筒表面或类似物上，但应知道支承块可被制成各种形状以便安装到任何所需的物体上如链节或任何其他合适的支承式驱动装置。滚筒或其他物体可被任何一种传统的或合适的驱动机构驱动以资使切割刀具118与所要切割的原材料咬合并将它们破碎。这种应用为行业内熟知。
刀具套筒114坐落在支承块孔124内。刀具套筒114有一纵长轴线为“A”的套筒体127，套筒体127有一形状一般可为所示圆锥形的大头的前部128，其最前部具有一个套筒坐落区130。刀具套筒114还具有一个直径较小的后部132，它在肩部134被连结到大的前部128上。本实施例中的后部132如图所示有一保持槽136。
另外，刀具套筒114通常有一套筒孔138，该孔如图3和4所示可在其内形成一条孔槽140。这种刀具套筒为行业内所熟知，并可具有无数种的外形和尺寸。
如图4所示，当将刀具套筒114的后部132插入到支承块孔124内时，保持槽136就露出而套筒肩部可对接式紧靠在支承块112的承受肩部区126上，这时可将一个保持环142放置在保持槽136内，借以防止刀具套筒114使用时在该支承块孔124内被挪动。这种保持环的使用是行业内一般都知道的。或者，可用其他方法将刀具套筒装在支承块112的孔124内。例如在授予D’Angelo的美国专利5,067,775号中所披露的另一种采用多个颈圈件和一个按压环来安装的方法。
切割刀具118通常有一瘦长的刀具体150。切割刀具118的切割端152通常有一可由烧结碳化钨或其他合适材料制成的硬质切割镶嵌刀片，该刀片一般被装在具有锥度的外部区156的端头上，在那里切割镶嵌刀片可被铜焊或用其他方法合适地固紧在位。切割刀具118还包括一个刀柄158，它与外部区156在一向外扩张形成刀具肩部160的环形刀具槽159上连结。该槽的作用是当要更换切割刀具118时可用来接纳一个工具以便将切割刀具118从刀具套筒114内取出。
刀柄158有一环形保持槽162，其内安置着一个保持件。该保持件在本例中为一具有突起166分布在其周面上的裂开的环形带164。保持槽162和裂开环形带164的突起166都位在刀柄158上，当切割刀具被插入到套筒孔138内如图4所示时，突起166将被按压到孔槽140内，这样切割刀具118就被装配在刀具套筒114内。形式为裂开环形带的保持件可在套筒孔138内向内退让，使切割刀具118能被推入到套筒孔138内，然后当切割刀具118完全坐落在套筒孔138内时，突起166可被向外按压到孔槽140内。裂开环形带164可将切割刀具118保持在刀具套筒114内，并使切割刀具118可在刀具套筒孔138内作小量的轴向运动，这样切割刀具118的肩部160就不会锁紧在套筒的承受区130上，切割刀具118便可在套筒孔138内旋转。由于这种切割刀具在行业内一般都知道，所以这里不再进一步详说。另外应该知道的是，本发明包括具有任何一种外形的任何一种合适切割刀具的使用。
为了本发明的目的即在使用时减少刀具套筒114在支承块孔124内的旋转，将旋转限制件116放置在刀具套筒114的后部和支承块孔124之间，使旋转限制件116与这两者咬合。在本例中，支承块的咬合表面是在刀具套筒114与支承块112装配后，支承块孔124与旋转限制件116接触的那部分表面，而套筒的咬合表面为刀具套筒114的后部132上的一个凹槽170。虽然套筒凹槽170可具有任何合适的形状，但本例中的凹槽170最好为一环形凹槽而具有一个圆筒形部172和一个倾斜表面部(在本例中为一截圆锥形部174，其大直径尺寸“E”朝向前部128)。与圆筒形部172邻接的套筒凹槽170的侧壁被倒圆。同样，与截圆锥形部174邻接的侧壁178也被倒圆。
虽然其他形状也可应用，但本例的旋转限制件116最好为如图3和6所示的O形环，具有圆形的形状和圆形的截面，并且最好由非金属的弹性型材料如尼龙、塑料、聚合物、尿烷或腈类橡胶制成，所以如此是为了将它放置在刀具套筒114的后部132上时使它可被引入到套筒凹槽170内如图5和图3中的虚线所示。还有另外的优点是，这种弹性材料不仅能抗疲劳、抗磨损，而且能不被腐蚀。而在采矿和挖凿作业中固有的水分常含有腐蚀性的酸类，因此这个优点是特别有利的。
如从图5可最好地看到，旋转限制件116的外直径最好还被这样确定，使部分“B”能突起到刀具套筒114的环形凹槽170之外。
使用这个实施例时，如图5所示，在将旋转限制件116放置在套筒凹槽170内后，就可将刀具套筒114的后部132插入到支承块孔124内，这样旋转限制件116就会咬住支承块孔124并趋于沿着刀具套筒114的轴向在方向“C”上移动或“骑行”；更具体点说，沿轴向移动时首先是沿着倾斜表面部即截圆锥形部174，然后沿着套筒凹槽170的圆筒形部172移向前部。结果如图4所示，旋转限制件116将在套筒凹槽170和支承块孔124之间被压缩，起到类似凸轮的作用，从而可减少或阻止刀具套筒114的旋转。更具体点说，在本例中刀具套筒114的旋转是由于旋转限制件116与刀具套筒114和支承块孔124的摩擦咬合而减少的。旋转限制件116的被压缩能进一步增加摩擦咬合并减少刀具套筒114在支承块孔124内的旋转。在使用时这种旋转的减少甚至可使旋转完全停止。
当刀具套筒114从支承块孔124内取出时，旋转限制件116将反过来趋于沿着刀具套筒114的轴向在与方向“C”相反的方向上移动。结果，当刀具套筒114完全从支承块孔内取出时，旋转限制件116将趋向于移到套筒凹槽170的倾斜表面部即截圆锥形部的底部，如图5所示位置。
当支承块112具有直径约为2.00″的孔时，刀具套筒114可合适地采用下表列出的大致尺寸(尺寸标记见图5)。
D 1.97″
E 1.87″
F 0.38″
G 0.25″
H 0.72″
当采用具有上列尺寸的刀具套筒114时，最好截圆锥形部174具有一个约为7″的倾斜角I，侧壁176的倒圆半径约为0.12″，侧壁178的倒圆半径约为0.12″。在这种情况下，旋转限制件116最好也是O形环，并且如果是由腈类橡胶制成，自由直径最好约为1.42″(尺寸号：-221)，但自由直径在1.36″到1.73″(尺寸号：-220到-224)的范围内也可适用，而横截面直径约为0.139″。
图7示出本发明的刀具套筒的另一个实施例。在本例中，刀具套筒114′与图5所示的刀具套筒114相同，只是在刀具套筒114′上有一个另外的套筒咬合表面，即在刀具套筒114′的后部132′上的套筒凹槽300，在其内可使用另一种旋转限制件如图2所示的钢夹10，以资进一步或替代地减少或阻止旋转。
虽然本发明的具体实施例已予图示并说明，但对本行业的行家来说，显然可以作无数种的改变和修改而不离开本发明的范围。例如，并且是没有限制的，弹性的旋转限制件可具有任何合适的形状。而且套筒凹槽不一定是环形凹槽，而可具有任何一种合适的形状。另外，旋转限制件可由任何一种合适的材料制成。因此我们希望下列的权利要求应覆盖所有这些在本发明的创意范围内的修改和等同物。