专利名称：打孔工具的制作方法
技术领域：
.本发明一般涉及打孔工具，更具体地说，涉及一种用于具有穿孔管嘴组件的消防车的打孔工具。
背景技术：
.消防型车辆，尤其是机场救援消防车，具有多种在实施灭火和救援过程中使用的设备和装置。例如，消防车具有液体分发装置，如具有位于臂机构外端上的穿孔管嘴组件的高空臂。一般来说，高空臂安装于消防车的顶侧大约位于消防车的中间部分。然后，高空臂连接或缩短至包括车辆前方的多个位置。
.液体分发装置可具有连接于穿孔管嘴组件的穿孔管嘴的打孔工具，因而，穿孔管嘴能刺穿含有火的结构体的壁，如飞机机身或建筑物。为了便于穿入结构体，打孔工具通常包括设置用于穿入结构体的尖端。通过例如驱动车辆或高空臂而向打孔工具施加作用力，因而，打孔工具和穿孔管嘴刺入结构体中。一旦穿孔管嘴已经进入结构体中，阻燃剂流体或材料会散发在该结构体内。
.带有尖端的打孔工具难以在某些角度上刺入结构体中。具体的说，如果在刺入前，打孔工具没有与结构体垂直对齐于有效的程度，则打孔工具会滑过或擦过结构体的表面，而不是刺入结构体。在刺入结构体之前，会需要数次垂直对齐打孔工具的尝试，又会延长将火扑灭之前的时间。
.因此，需要一种用于消防车的改进的打孔工具，该工具能从多个不同的角度刺入结构体，如飞机机身或建筑物，而不需要与结构体表面较高程度的垂直对齐。
发明内容
.根据本发明的典型实施方式，与穿孔管嘴组件一同使用的打孔工具包括具有第一端和第二端的部件。所述第一端包括由第一表面和第二表面相交形成的切削刃。所述第一表面为所述部件的锥形外表面，所述第二表面在所述部件内限定了空腔。所述第二端设置用于便于将所述打孔工具连接于穿孔管嘴组件。
.根据本发明的另一典型实施方式，车辆包括支撑装置；至少一个连接于所述支撑装置的从动轴轮组件；连接于所述轴轮组件用以驱动轴轮组件的动力源；连接于所述支撑装置的高空臂；以及连接于所述高空臂并包括打孔工具的穿孔管嘴组件。所述打孔工具包括切削刃，该切削刃由锥形部件的第一外表面与在所述部件内限定空腔的第二表面相交形成。
.根据本发明的另一典型实施方式，一种用于具有穿孔管嘴组件的车辆的打孔工具的制造方法包括制备具有第一端和第二端的部件，并将第一端设置为第一表面与第二表面相交形成切削刃。所述第一表面为所述部件的锥形外表面，所述第二表面在所述部件内限定了空腔。所述方法还包括将所述第二端设置为便于将所述打孔工具连接于所述穿孔管嘴组件。
.通过下面详细的描述以及附图，本发明的其他特征以及优点将显而易见。然而，应该明白的是，给出的详细描述以及具体实施例仅为示意说明，而不是限定。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以在本发明的范围内作许多修改和变动，而且本发明包括所有的这种修改。
.在下文中，将参考附图对典型的实施方式加以描述，在附图中，相同的数字表示相同的部件，而且 .图1A为根据典型实施方式的车辆的透视图； .图1B为根据典型实施方式图1A中图示的车辆的侧视图； .图2A为根据典型实施方式的打孔工具的透视图； .图2B为根据典型实施方式图2A中图示的打孔工具的侧视图； .图3A为表示图2A和图2B中所示的打孔工具的典型应用的示意图，其中，使用打孔工具以刺入结构体；和 .图3B为表示图2A和图2B中所示的打孔工具的另一典型应用的示意图，其中，使用打孔工具以刺入结构体。
具体实施例方式.在参考详细表示典型实施方式的附图之前，应该明白，本发明不限定于下面的说明或附图显示中所述的细节或方法。本发明适用于其他实施方式或以多种方式进行实践或实施。还应该明白的是，这里所采用的措词以及术语的目的仅为说明，而不应该视为限定。
.一般来说，这里公开的打孔工具可与具有穿孔管嘴组件的车辆结合在一起使用，以在进行灭火或援救中刺入结构体。图1和图2表示根据本发明典型实施方式的车辆100。车辆100可以为多种不同类型，并设置用以多种不同的用途。例如，车辆100可以为设置用于扑灭建筑物火灾等类似情况的消防车或救援车。车辆100还可以为设置用于扑灭飞机火灾、燃料火灾等类似情况的机场救援及消防车(ARFF)或失事飞机救援车。对于ARFF或失事飞机救援车来说，ARFF或失事飞机救援车的典型应用就是，如果在机场或机场附近发生飞机火灾或失事，则会招集ARFF或失事飞机救援车。
.车辆100包括支撑装置110，多个地面配合移动部件120，动力源130，车体140，高空臂150，以及具有打孔工具170的穿孔管嘴组件160。支撑装置110具有前端112和后端114。支撑装置110一般设置用于为车辆100的多种部件提供结构支撑底座。
.地面配合移动部件120连接于支撑装置110。为了本公开起见，术语“连接”的含义为两个部件直接或非直接地彼此结合。这种结合本质上可以为静止的或可移动的。这种结合可通过将两个部件或两个部件以及任何另外中间部件彼此整体地形成为单一的整体而实现，或通过将两个部件或两个部件以及任何另外中间部件彼此连接而实现。这种结合可以本质上为永久的或作为选择地为可拆装的或可松开的。作为实施例，地面配合移动部件120可通过悬挂系统连接于支撑装置110，因而，支撑装置110相对于每个地面配合移动部件而支撑。根据典型实施方式，所述悬挂系统为包括用于可操纵与非可操纵轮组件以及驱动与非驱动轴的卷簧悬挂的模块独立悬挂系统。
.地面配合移动部件120包括，例如，车轮(如铸造或机加工的并包括橡胶或复合结构轮胎等)，轴轮组件，或包括铰接履带组合件(如金属、橡胶、合成物等)的组件，以及用于保持支撑装置高于一平面并允许车辆100穿过该平面移动的类似组件。地面配合移动部件120的多种配置是可能的(如四、六以及八轮布置等)，与车辆100所承受的载重(type duty)相匹配。例如，在图示的实施方式中，地面配合移动部件120包括与支撑装置110连接的至少两个轴轮组件。前轴轮组件122连接于支撑装置110的前端112，后轴轮组件124连接于支撑装置110的后端114。可选的中间轴轮组件126图示为连接于支撑装置110的后端114，这样，车辆100具有六轮结构。
.动力源130安装于支撑装置110，并连接于至少一个地面配合移动部件120，这样，动力源130可驱动该至少一个地面配合移动部件120。在其他实施方式中，动力源130连接于多个地面配合部件，如在全轮驱动系统中。根据典型实施方式，动力源130为内燃机，如汽油机或柴油机。根据其他典型实施方式，动力源130可包括涡轮发动机、电动机、液电系统或类似物。
.车体140连接于支撑装置110，并包括前端142和后端144。包括操作站148的车辆驾驶室146一般设置于车体140的前端142。可以使用任何适宜的传统材料以形成车体140，如钢、铝或复合材料。车体140设置用以至少部分地遮盖动力源130。车体140还设置用以至少部分地容纳安装于支撑装置110的一个或多个流体或化学罐。典型的流体罐包括水罐、化学阻燃剂罐以及类似物。
.高空臂150包括通过装配装置154枢转地连接于车辆100的部件152。部件152连接于穿孔管嘴组件160，穿孔管嘴组件160设置用以连接于打孔工具170。根据各种实施方式，部件152可以在长度上固定或作为选择地在长度上可以调整。而且，部件152包括用以在长度上延伸和收缩的伸缩结构。此外，部件152可包括一个或多个用以枢转运动的接头。根据典型实施方式，高空臂150根据适当设置可以包括连接在一起和/或连接于其他物体的任何数目的部件。
.穿孔管嘴组件160连接于高空臂150的末端，一般包括移动组件162、连接于移动组件162的穿孔管嘴164以及连接于穿孔管嘴164的打孔工具170。移动组件162设置用以控制穿孔管嘴组件160在水平方向和垂直方向上的运动。根据车辆100应用的特定场合，移动组件162可以手动控制或由车辆100远程控制(如使用操作站148)。移动组件162一般包括电机、齿轮以及将控制的运动传递给穿孔管嘴组件162的杠杆。穿孔管嘴164一般连接于流体源，穿孔管嘴164为内部具有中空通道的截锥体，并包括多个开口，该开口设置用以分配来自流体源的压力液体或其他材料。打孔工具170一般设置用以刺入结构体，因此，穿孔管嘴组件160可将压力流体或其他材料分发至该结构体内。
.流体源可直接安装于车辆100，比如流体罐或化学罐。流体源还可以为独立的流体源，如单独的拖车结构、单独的罐车或固定的流体源，例如湖泊、河流、蓄水池、罐、公共或市政公用源(如连接于压力液体源的消防栓)等。独立流体源可连接于车辆100以用作泵。
.图2A和图2B表示根据典型实施方式的打孔工具270。打孔工具270包括具有端部274以及端部276的部件272。打孔工具270一般设置用以刺入结构体的壁，如建筑物或飞机机身，这样，在实施灭火和救援过程中，可以通过穿孔管嘴组件将阻燃剂流体或材料分发至该结构体内。更具体地说，打孔工具270设置用于从多个不同角度刺入如建筑物或飞机机身的结构体中，而不需要与结构体表面相当高程度的垂直对准。
.端部274包括由表面280与表面282相交形成的切削刃278，切削刃278设置用于便于从多个不同角度刺入结构体内，而不需要与结构体表面相当高程度的垂直对准。切削刃278根据表面280与表面282相交部分的形状可具有多种不同的结构。例如，在图示实施方式中，表面280与表面282的相交部分为圆形，该圆形构成环形切削刃278。根据其他实施方式，切削刃278设置为其他形状，如其他的椭圆形、卵形、多边形等。切削刃278根据表面280与表面282相交部分的方向还可具有多种不同的结构。例如，在图示实施方式中，表面280与表面282以角度θ相交于平面286，因而，平面286基本垂直于部件272的纵轴线288。根据其他典型实施方式，不同的角度和相交平面可用于限定切削刃278。
.表面280为部件272的锥形外表面，该表面朝向端部274变细，因而，端部274在宽度或直径上窄于端部276。表面280可为多种不同的形状。例如，在图示实施方式中，表面280为具有圆形横截面的椭性截锥体。表面280的其他典型形状包括截锥体或其他具有卵形、蛋形或多边形横截面的锥形延伸体等。
.表面282在部件272内限定有空腔284。表面282和空腔284可为多种不同的形状。例如，在图示实施方式中，表面282为凹面，因而，空腔284为部分的球形。表面282与空腔284的其他典型结构包括截锥体、圆锥、圆柱体等。
.端部276设置用以便于将打孔工具270连接于穿孔管嘴组件160，如图1所示。任何常用的连接方法，如焊接、铜焊、联锁结构等，都可以用于将打孔工具270连接于穿孔管嘴组件160。例如，在图示实施方式中，端部276包括螺旋型配合螺纹290，用以将打孔工具270可拆除地连接于穿孔管嘴组件160，这样，例如如果打孔工具270损坏或变钝，可以更换打孔工具270。
.打孔工具270可由多种不同材料制成。根据典型实施方式，打孔工具270由耐用刚性材料制成。例如，打孔工具270可由金属、合金、钢、复合物等制成。另外，根据其他不同的实施方式，打孔工具270可选择地覆盖有或镀有如铬的材料，或者热处理有或镀有如碳化钨的硬化层。
.根据例如特定的刺穿应用场合、待刺穿的结构体的厚度和材料、与打孔工具270连接的部件的强度等，打孔工具270可具有变化的总的尺寸大小。例如，根据典型实施方式，打孔装置270设置用于刺入铝飞机机身，并具有大约4英寸的长度292，大约3/4英寸的端部274的宽度或直径294，大约1/4英寸的端部276的宽度或直径296，大约1/8英寸的空腔284的深度298。根据其他典型实施方式，这些尺寸随应用场合而变化。
.图3A和图3B表示打孔工具270的典型应用，其中，打孔工具270用于刺入结构体300。参考图3A，打孔工具270图示为连接于穿孔管嘴组件160，并与结构体300上的撞击点302对齐。更具体地，打孔工具270图示为沿经过撞击点302的轴线304与撞击点302纵向对齐。轴线304垂直于与撞击点302相切的轴线306。通过沿轴线304向打孔工具270施加力F，打孔工具270可以经过撞击点302向前刺入结构体300。力F通过例如使车辆或高空臂前进而作用于打孔工具270，这样，打孔工具270和穿孔管嘴组件270的管口部分刺入结构体中。由于打孔工具270沿轴线304的方向允许力F的作用方向垂直于轴线306并在撞击点302垂直于结构体300，全部的力F能使打孔工具270沿轴线304向前穿入结构体300，而不会沿轴线306滑动。
.参考图3B，打孔工具图示为连接于穿孔管嘴组件160，并与结构体300上的撞击点302对齐。具体的说，打孔工具270图示为沿经过撞击点302的轴线308与撞击点302纵向对齐。轴线308不与轴线304垂直，而是与轴线304偏离角度。由于这种设置，当力F沿轴线308作用于打孔工具270时，力F会具有沿轴线304且大小为(F)cos()的分力F1，以及沿轴线306且大小为(F)sin()的分力F2。根据如结构体300的材料以及力F的大小的因素，切削刃278与结构体300接触的部分防止分力F2使打孔工具在围绕轴线304的角度的给定范围内从撞击点302滑落。在该范围内，切削刃278会切入结构体300的表面(如通过在表面上形成毛口或凹口)，这样，分力F2充分抵消(offset)，打孔工具270可沿轴线308向前穿入结构体300而没有滑移。根据典型实施方式，打孔工具270设置用于在轴线304大约±20度的角度的范围内刺入铝飞机机身。
.对实施方式进行的上述描述的目的为图示和说明，对于公开的详细形式不是用于使之穷尽或进行限制，而且，根据上述教义，修改以及变化都是可能的，或通过本发明的实施而获得。对实施方式加以选择和描述的目的在于说明本发明的特征和实际的实施，以使本领域普通技术人员能使用本发明的各种实施方式，以及预料的适于特殊应用的各种修改。本发明的范围由这里附加的权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种与穿孔管嘴组件一起使用的打孔工具，该打孔工具包括具有第一端和第二端的部件；其中，所述第一端包括由第一表面和第二表面相交形成的切削刃；其中，所述第一表面为所述部件的锥形外表面，所述第二表面在所述部件内限定了空腔；以及其中，所述第二端构造为便于将所述打孔工具连接于穿孔管嘴组件。
2.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述部件的第一表面大致成形为椭性截锥体。
3.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述第一端包括环形切削刃。
4.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述第二表面为凹面。
5.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述第一表面与第二表面在大致垂直于所述部件的纵轴线的平面处相交。
6.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述第二端包括用于将所述打孔工具连接于所述穿孔管嘴组件的螺纹装置。
7.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述穿孔管嘴组件设置为与消防车一同使用。
8.根据权利要求1所述的打孔工具，其中，所述穿孔管嘴组件设置为与机场救援消防车一同使用。
9.一种车辆，包括支撑装置；连接于所述支撑装置的至少一个从动轴轮组件；连接于所述轴轮组件用以驱动轴轮组件的动力源；连接于所述支撑装置的高空臂；以及连接于所述高空臂并包括打孔工具的穿孔管嘴组件，其中，所述打孔工具包括切削刃，该切削刃由锥形部件的第一外表面与在所述部件内限定空腔的第二表面相交形成。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述第一表面大致成形为椭性截锥体。
11.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述切削刃为环形。
12.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述第二表面为凹面。
13.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述第一表面与第二表面在大致垂直于所述打孔工具的纵轴线的平面处相交。
14.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述打孔工具还包括用于将所述打孔工具连接于所述穿孔管嘴组件的螺纹装置。
15.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述车辆设置为消防车。
16.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述车辆设置为机场救援消防车。
17.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述动力源为内燃机。
18.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述动力源为电动机。
19.根据权利要求9所述的车辆，还包括连接于所述穿孔管嘴组件的流体源。
20.一种用于具有穿孔管嘴组件的车辆的打孔工具的制造方法，该方法包括提供具有第一端和第二端的部件；将所述第一端设置为第一表面与第二表面相交形成切削刃，其中，所述第一表面为所述部件的锥形外表面，所述第二表面在所述部件内限定空腔；以及将所述第二端构造为便于将所述打孔工具连接于所述穿孔管嘴组件。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述第一表面设置成大致成形为椭性截锥体。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述第一端设置为环形切削刃。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述第二表面设置为凹面。
24.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述第一表面和第二表面设置为在大致垂直于所述部件的纵轴线的平面处相交。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述第二端设置为具有用于将所述打孔工具连接于所述穿孔管嘴组件的螺纹装置。
26.根据权利要求20所述的方法，还包括提供设置为消防车的车辆。
27.根据权利要求20所述的方法，还包括提供设置为机场救援消防车的车辆。
全文摘要
公开了一种与穿孔管嘴组件一起使用的打孔工具。该打孔工具包括具有第一端和第二端的部件。所述第一端包括由第一表面和第二表面相交形成的切削刃。所述第一表面为所述部件的锥形外表面，所述第二表面在所述部件内限定了空腔。所述第二端设置用于便于将所述打孔工具连接于穿孔管嘴组件。
文档编号A62C31/00GK101072606SQ200580031313
公开日2007年11月14日 申请日期2005年7月29日 优先权日2004年7月29日
发明者戴维·W.·阿彻, 瑞安·F.·罗, 加里·施米德尔, 特里·G.·西伯恩 申请人:奥什科什卡车公司