CN103889658B - 用于长线状物体的表面处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于长线状物体的表面处理装置和表面处理方法，该装置和方法构造成能够通过循环地重复对填充有粉末的弹性管件的加压以及释放而利用粉末有效地磨光长线状物体的表面。为此，该装置包括至少一个表面处理单元（20A至20C、120），并且该表面处理单元设置有：管件（22），管件（22）填充有粉末（21）以允许供给以及排出，并且在管件（22）中长线状物体（10）可移动地插入粉末中；增压装置（31、32），增压装置（31、32）对管件循环地增压以及减压；以及给送装置（19），给送装置（19）用于使插入粉末中的长线状物体移动。

Description

用于长线状物体的表面处理装置
技术领域
本发明涉及用于长线状物体的表面处理装置，并且具体地，涉及如下用于长线状物体的表面处理装置，如用于汽车轮胎的胎圈钢丝的长线状物体的表面借助于该用于长线状物体的表面处理装置通过使用粉末进行研磨以及加工。
背景技术
长线状物体例如用于汽车轮胎的胎圈钢丝在被拉拔成预定线径之后经受热处理和镀敷处理。在这种加工方法中，作为用于镀敷处理的在前步骤，需要去除在热处理过程中附着于长线状物体的表面的氧化膜的除氧化皮步骤。
作为用于长线状物体的表面处理方法，通常用于表面处理的主流方法是酸洗和去除方法，其以化学方法使用诸如盐酸的酸。最近，例如，如专利文献1中所描述的，已知一种环保方法，即，用于通过使长物体穿过填充有该粉末的弹性室并且由增压了的气体或增压了的液体给室增压来由具有研磨功能的粉末研磨长线状物体的表面的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP 2002-18717 A
发明内容
本发明需解决的问题
但是，专利文献1中所描述的方法构造成使得通过增压泵将增压了的气体或增压了的液体供给到填充有粉末4的弹性室6中，粉末4和长线状物体W的表面继续被加压通过室6，并且在此状态下，使长线状物体穿过该室从而通过粉末研磨长线状物体的表面。
因此，在专利文献1中所描述的方法中，产生了问题：由粉末产生的研磨作用的持久性不足，因为该室的持续增压导致阻碍从粉末通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体的表面削除的异物的流动性。
本发明已经考虑了现有技术中的前述问题，并且本发明的目的是提供如下用于长线状物体的表面处理装置和表面处理方法，其能够通过循环地重复对填充有粉末的弹性管件的加压以及释放而利用粉末有效地研磨长线状物体的表面。
问题的解决方法
根据技术方案1所述的本发明的特征在于用于长线状物体的表面处理装置，其用于在长线状物体上执行表面处理，该长线状物体可移动地穿过填充在管件中以供给至管件以及从管件排出的粉末，其中，表面处理装置具有至少一个表面处理单元，并且其中，表面处理单元包括填充有能够供给至管件以及从管件排出的粉末的管件，并且长线状物体可移动地穿过粉末；用于对管件循环加压以及释放的加压装置；以及用于使长线状物体以预定的速度移动从而穿过粉末的给送装置，所述加压装置包括：一对缸，所述一对缸布置成面向放置在所述一对缸之间的所述管件；加压构件，所述加压构件通过所述缸操作从而从两侧对所述管件加压；以及一对限制构件，所述一对限制构件在与所述加压构件的加压方向交叉的方向上布置从而限制所述管件的膨胀，根据所述长线状物体的移动速度确定所述加压构件和所述限制构件的在所述管件的延伸方向上的长度，使得在释放所述管件时，所述长线状物体的在所述管件中移动的已受压部不超出所述加压构件，所述至少一个表面处理单元包括沿管件的纵向方向布置的多个表面处理单元；并且表面处理单元中的相应的加压装置构造成以彼此不同的时序经受加压以及释放。
根据技术方案2所述的本发明的特征在于技术方案1中的用于长线状物体的表面处理装置，其中，多个表面处理单元中的相应的缸围绕管件以不同角度进行布置。
本发明的效果
根据技术方案1所述的本发明，提供了至少一个表面处理单元，并且表面处理单元包括：填充有能够供给至管件以及从管件排出的粉末的管件，并且长线状物体可移动地穿过粉末；用于对管件循环地加压以及释放的加压装置；以及用于使长线状物体以预定的速度移动穿过粉末的给送装置，所述加压装置包括：一对缸，所述一对缸布置成面向放置在所述一对缸之间的所述管件；加压构件，所述加压构件通过所述缸操作从而从两侧对所述管件加压；以及限制构件，所述限制构件在与所述加压构件的加压方向交叉的方向上布置从而限制所述管件的膨胀。因此，限制构件能够限制管件的在与加压方向垂直的方向上的膨胀操作，膨胀操作产生于由加压构件在管件上的加压，使得管件能够通过由一对缸操作的加压构件的加压在其整个周部上受加压。
另外，由于在管件上的循环加压使得能够在加压时最有效地研磨长线状物体的表面，故而能够由粉末更有效地执行长线状物体的表面处理。
根据所述长线状物体的移动速度确定所述加压构件和所述限制构件的长度，使得在释放所述管件时，所述长线状物体的在所述管件中移动的已受压部不超出所述加压构件，这使得长线状物体的在周向方向上的整个表面通过管件的加压操作由粉末进行至少一次研磨。另外，在释放管件时，以与上述的相同方式，从粉末通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体的表面削除的异物随长线状物体的移动向下流动。因此，长线状物体的表面能够由呈良好锋利程度的粉末进行研磨。
另外，至少一个表面处理单元包括沿管件的纵向方向布置的多个表面处理单元，并且表面处理单元中的相应的加压装置构造成以互相不同的时序经受加压和释放。因此，即使长线状物体的表面不能由一个表面处理单元进行充分地研磨，但是，长线状物体的表面能够通过其它表面处理单元的研磨操作在整个长度上进行彻底地研磨。
根据技术方案2所述的本发明，由于多个表面处理单元中的相应的缸围绕管件以预定的角度间隔进行布置，所以加压构件特别强力地加压的位置在周向方向上改变，使得能够在周向方向上均匀地研磨长线状物体。
附图说明
图1为示出了根据本发明的第一实施方式中的用于长线状物体的表面处理装置的全视图。
图2为示出了长线状物体穿过填充在弹性管件中的粉末的状态的示意图。
图3为沿图1中的线XA-XA截取的截面图。
图4为示出了加压构件的示例的示意图。
图5为示出了多个表面处理单元以不同时序重复地经受加压以及释放的模式的图表。
图6为示出了根据本发明的第二实施方式中的用于长线状物体的表面处理装置的视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述根据本发明的第一实施方式中的用于长线状物体的表面处理装置。
图1示出了表面处理装置100的全视图，表面处理装置100执行表面处理以去除附着于诸如胎圈钢丝之类的长线状物体10的表面的氧化膜。表面处理装置100具有安装在固定部处的基础框架11，并且在基础框架11上固定有水平延伸的上支承框架12和下支承框架13，其中，在上支承框架12与下支承框架13之间在竖直方向上具有空间。在上支承框架12与下支承框架13之间，具有下文所涉及的构造的三个表面处理单元20A、20B、20C(下文中，被称作第一处理单元20A、第二处理单元20B以及第三处理单元20C)布置成沿竖直方向串联对准。
如图2和图3中所示，包括乙烯软管的管件22竖直地穿过三个表面处理单元20A、20B、20C的中央部，其中，该管件22填充有具有研磨功能的粉末(研磨粉末)21。待经受表面处理的长线状物体10穿过管件22的中央部从而能够在竖直方向上穿行，其整个周部与粉末21接触。
用于供给粉末21的供给管道23在竖直轴线方向上固定至上支承框架12，而用于排出粉末21的排出管道24在与供给管道23相同的轴线上固定至下支承框架13。将供给管道23的上部扩大以呈漏斗形状23a使得粉末的供给变得容易，并且将粉末21从粉末箱(未示出)适当地供给到供给管道23中。例如，粉末21由氧化铝制成并且直径大约为0.2mm。根据待经受表面处理的长线状物体10的线径适当地确定粉末21的颗粒直径。
在供给管道23与排出管道24之间，管件22布置成竖直地穿透第一表面处理单元20A的中央部、第二表面处理单元20B的中央部以及第三表面处理单元20C的中央部。管件22的一端连接至供给管道23，并且管件22的另一端连接至排出管道24。
上支承框架12和下支承框架13分别固定有支承块17和18，支承块17和18可旋转地支承引导长线状物体10的滑轮15、16。长线状物体10穿过供给管道23、管件22以及排出管道24，其中，长线状物体10自身由滑轮15、16所引导，并且长线状物体10通过给送装置19在填充于管件22中的粉末21中以预定的速度连续地移动。
接下来，将关于第一表面处理单元20A、第二表面处理单元20B以及第三表面处理单元20C的构造进行描述。三个表面处理单元20A、20B、20C在构造上基本上相同，并且因此，下文中将描述第一表面处理单元20A。
第一表面处理单元20A具有单元主体30以及作为加压装置的一对气缸31、32，单元主体30包括箱体，箱体具有穿过箱体的管件22，一对气缸31、32布置在水平XA方向上的两侧，其中，管件22放置在一对气缸31、32之间，并且该一对气缸31、32布置在单元主体30上。
如图3中所示，在气缸31、32的相应的活塞杆31a、32a上，相应地附接有用于从两侧对管件22加压的加压构件33、34。用于限制管件22的膨胀的一对限制构件35、36在与加压构件33、34垂直的方向上布置并且固定至支架30a，支架30a固定至单元主体30。
气缸31、32的相应的活塞杆31a、32a以彼此同步的关系循环地前进或后退。活塞杆31a、32a在前进时通过一对加压构件33、34从两侧加压并且压缩管件22，并且在后退时释放管件22。在此情形中，当通过一对加压构件33、34在XA方向上进行加压时，在XA方向上压缩管件22并且将管件22迫压变形从而在与XA方向垂直的水平方向上水平地膨胀。但是，由于一对限制构件35、36布置在与一对加压构件33、34垂直的方向上，所以限制了管件22膨胀。
通过加压构件33、34在管件22上的加压操作和通过限制构件35、36对管件22的膨胀限制操作使管件22在整个周部上受到加压。因此，由于对填充在管件22中的粉末21和长线状物体10的表面等同地加压，所以，在粉末21中以预定的速度移动的长线状物体10的表面通过相对于粉末21的移动由粉末21削除(研磨掉)。
在此情形中，如图4中所示，加压构件33、34的加压表面可以不形成为简单的平面而是形成为交叠的不平坦的形状33a、34a。因此，当对管件22加压时，管件22中的粉末21能够进行有效地增压从而与长线状物体10的表面压力接触，使得粉末21能够有效地研磨长线状物体10的表面。
与之类似，在压缩填充有粉末21的管件22时，穿过管件22的长线状物体10的表面由粉末21研磨。另外，由于循环地重复管件22的加压以及释放，管件22的释放使得提高从粉末21通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体10的表面削除的异物的流动性。因此，长线状物体10的表面通过总是呈良好锋利程度的粉末21以高效率以及精度研磨。
即，当对管件22加压时，粉末21能够最有效地研磨长线状物体10的表面。因此，与管件22持续受简单地加压的情形相比，管件22的加压以及释放的循环重复可以有效地处理长线状物体10的表面，并且同时，使得提高了破碎的细粉末和异物的流动性。
尽管采用与上述的第一表面处理单元20A的构造相同的构造，但是在以下方面，第二表面处理单元20B和第三表面处理单元20C有所不同。
即，在第二表面处理单元20B中，通过一对气缸31、32对管件22的加压方向(气缸31、32的布置方向)是沿一定的角度方向(XB方向)，该角度方向与第一表面处理单元20A中的角度方向在如图3中所示的角度相位上顺时针相距120度。另外，在第三表面处理单元20C中，通过一对气缸31、32对管件22的加压方向是沿一定的角度方向(XC方向)，该角度方向与第二表面处理单元20B中的角度方向在如图3中所示的角度相位上顺时针相距120度。
尽管在图1中，示出了第一处理单元至第三处理单元20A至20C的相应的气缸31、32如同都布置在相同平面中，但是，如上所述，相应的表面处理单元20A至20C中的加压方向(XA方向、XB方向、XC方向)彼此呈120度间隔而相异。
与之类似，通过三个表面处理单元20A至20C以依次彼此相异的角度加压管件22，使得长线状物体10的表面由粉末21在周向方向上均匀地进行研磨。即，即使通过限制构件35、36抵抗管件22的膨胀限制操作使管件22在整个周部上受加压，管件22也特别地在加压构件33、34施加加压的方向上受强力地加压。因此，由于加压方向在角度上变化，所以长线状物体10的表面在周向方向上均匀地受加压并且因此在周向方向上均匀地受研磨。
以相应的时序通过三个表面处理单元20A至20C执行通过气缸31、32对管件22的加压和释放操作，该相应的时序以时间间隔Δt进行变化。即，以不同时序通过三个表面处理单元20A至20C加压管件22从而既不同时加压也不同时释放。
例如，如图5中所示，当第一表面处理单元20A处于释放状态时，通过第二处理单元20B和第三处理单元20C在沿竖直方向的两个位置处对管件22加压。然后，当第二表面处理单元20B变为释放时，通过第一表面处理单元20A和第三表面处理单元20C对管件22加压。另外，当第三表面处理单元20C变为释放时，通过第一表面处理单元20A和第二表面处理单元20B对管件22加压。
如此，获得了如下构造：第一表面处理单元至第三表面处理单元20A至20C中的任一者总是保持释放，同时总是由表面处理单元中的两者依次对管件22加压。优选地，用于释放的周期(Δt)例如是大约0.2秒至2秒。
由此，通过由表面处理单元20A至20C对管件22的加压和释放操作，以预定的速度经过管件22中的粉末21的长线状物体10由填充在管件22中的强力的粉末21在其表面处进行研磨。
特别地，由于管件22由表面处理单元20A至20C进行循环加压，所以当加压所产生的力开始施加在管件22上时，能够对长线状物体10的表面进行最有效地研磨。另外，由于循环释放管件22，所以提高了填充在管件22中的粉末21的流动性，使得从粉末21通过研磨所破碎的细粉末以及从长线状物体10的表面削除的异物随长线状物体10的移动向下流动。因此，由总是呈良好锐利程度的新粉末21对长线状物体10的表面进行研磨，使得能够提高研磨效率。
接下来，将描述前述实施方式中的操作。
长线状物体10由给送装置19在填充有粉末21的管件22中在图1中的箭头方向上以预定的速度移动。在第一表面处理单元20A中，一对气缸31、32循环地往复移动，并且在气缸31、32向前移动时，管件22由加压构件33、34进行加压，并且同时，由限制构件35、36限制管件22在与加压方向垂直的方向上膨胀。因此，由于管件22几乎在整个周部上受加压，所以填充在管件22中的粉末21和长线状物体10的表面均匀地受加压，使得长线状物体10的表面由粉末21进行研磨。
另外，在第一表面处理单元20A中的气缸31、32退回时，解除管件22的加压操作，并且这使从粉末21通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体10的表面削除的异物随长线状物体10的移动向下流动。因此，长线状物体10的表面由呈良好锋利程度的粉末21进行研磨，从而能够提高研磨效率。
随长线状物体10的移动向下流动的包括细粉末和异物的粉末21通过管件22从排出管道24排出。另一方面，粉末21从粉末箱向供给管道23进行适当补充，并且将管件22保持在下述状态：粉末21总是贯穿管件22的整个长度进行填充。
将已经经过第一表面处理单元20A的长线状物体10依次给送到位于第二表面处理单元20B和第三表面处理单元20C内的管件22中，并且通过第二表面处理单元20B和第三表面处理单元20C中的相应的气缸31、32的循环前进和退回移动，以与前述的相同的方式在长线状物体10的表面处进行研磨。同时，由于第二表面处理单元20B和第三表面处理单元20C中的相应的气缸31、32布置成相对于第一表面处理单元20A中的气缸31、32以预定角度(120度)间隔进行变化，由加压构件33、34对管件22特别强力地加压的位置沿周向方向改变，使得长线状物体10能够在周向方向上进行均匀地研磨。
另外，第一表面处理单元20A至第三表面处理单元20C中的相应的气缸31、32的前进和退回移动以如图5中所示的不同的时序进行循环重复，并且因此，变得能够即使在第一表面处理单元20A中未进行充分地研磨，长线状物体10也能够通过在第二表面处理单元20B和第三表面处理单元20C中研磨操作而在其整个长度上进行彻底研磨。
因此，即使长线状物体10由给送装置19以相对快的给送速度例如100m/min或更高的速度进行给送，长线状物体10也能够进行精确地研磨，同时不使氧化膜残存在长线状物体10的表面上。
根据前述第一实施方式，通过设置循环地加压以及释放填充有粉末21的弹性管件22的多个表面处理单元20A至20C，能够通过管件22的循环释放操作提高从粉末21通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体10的表面削除的异物的流动性。因此，能够由总是呈良好锋利程度的粉末有效地研磨长线状物体10的表面。
另外，管件22的循环加压使得能够在加压时最有效地研磨长线状物体10的表面。因此，变得能够更有效地由粉末21在长线状物体10上执行表面处理。
另外，多个表面处理单元20A至20C中的相应的缸31、32构造成以彼此变化了的时序进行加压以及释放。因此，即使在一个表面处理单元中未进行充分地研磨，也变得能够通过在其它表面处理单元中的研磨操作在整个长度上彻底地研磨长线状物体10。
另外，由于多个表面处理单元20A至20C的相应的缸31、32布置成绕管件22以不同角度变化，故而缸31、32的加压构件33、34对管件22加压的位置沿周向方向依次改变。因此，能够在周向方向上均匀地研磨长线状物体10。
图6示出了根据本发明的第二实施方式，并且与前述第一实施方式的不同之处在于，一个表面处理单元120操作以去除附着于长线状物体10的表面的氧化膜。与第一实施方式中的部件相同的部件由相同附图标记表示并且将省去描述。
与前述的类似，表面处理单元120设置有单元主体130以及气缸131、132，填充有粉末21的管件22(参照图2和图3)穿过该单元主体130，气缸131、132用于从两侧对管件22加压。缸131、132以彼此同步的关系循环地前进以及后退。气缸131、132的活塞杆具有与第一实施方式中类似的附接于其上的加压构件(33、34)，并且用于限制管件22的膨胀的限制构件(35、36)在与加压构件(33、34)垂直的方向上进行布置。
加压构件(33、34)和限制构件(35、36)拉长成在管件22的延伸方向上是长的，使得管件22在比第一实施方式中的区域的沿轴向方向更宽的区域上受加压。根据长线状物体10的移动速度确定加压构件(33、34)和限制构件(35、36)的长度，使得在释放管件22时，长线状物体10的在管件22中移动的已受压部不超出加压构件33、34。
这使得长线状物体10的在周向方向上的整个表面通过管件22的加压操作由粉末21进行至少一次研磨。另外，在释放管件22时，以与上述的相同方式，从粉末21通过研磨所破碎的细粉末和从长线状物体10的表面削除的异物随长线状物体10的移动向下流动。因此，长线状物体10的表面能够由呈良好锋利程度的粉末21进行研磨。
根据第二实施方式，由于采用了长线状物体10经受由单个表面处理单元120进行表面处理的构造，所以不仅能够获得与第一实施方式中描述的效果相同的效果，而且能够使表面处理装置100缩小尺寸并减轻重量从而由此减小制造成本。
在前述实施方式中，尽管已经根据下述示例进行描述：通过缸31、32使对填充有粉末21的管件22加压以及释放的加压构件33、34进行循环地前进以及后退，但是能够通过偏心凸轮使加压构件33、34循环地前进以及后退。在此情形中，能够凭借马达通过沿偏心凸轮的一个方向的持续旋转对加压构件加压以及释放。
另外，尽管在前述实施方式中，通过由缸31、32所操作的加压构件33、34从两侧对管件22加压，但是也可以采用下述构造：围绕管件22设置加压室，并且利用加压室对增压流体交替地重复进行供给以及排出从而从其周围对管件22加压。
如上所述，已经基于实施方式描述了本发明。但是，本发明不限于这些实施方式中所描述的构造，并且可以在不脱离本发明的权利要求中所描述的主旨的情况下采用多种形式。
工业实用性
根据本发明的用于长线状物体的表面处理装置和表面处理方法适合用于去除通过热处理附着于长线状物体的表面的氧化膜。
附图标记说明
10…长线状物体，19…给送装置，20、20A、20B、20C…表面处理单元，21…粉末，22…管件，31、32…加压装置(缸)，33、34…加压构件，35、36…限制构件。

Claims (2)

1.一种用于长线状物体的表面处理装置，所述表面处理装置用于在所述长线状物体上执行表面处理，所述长线状物体可移动地穿过填充在弹性管件中以供给至所述管件以及从所述管件排出的粉末，所述表面处理装置的特征在于，其具有：
至少一个表面处理单元，其中，所述表面处理单元包括：
所述管件，所述管件填充有所述粉末，所述粉末能够供给至所述管件以及从所述管件排出，并且所述长线状物体可移动地穿过所述粉末；
加压装置，所述加压装置用于对所述管件循环地加压以及释放；以及
给送装置，所述给送装置用于使所述长线状物体以预定的速度移动穿过所述粉末，
所述加压装置包括：
一对缸，所述一对缸布置成面向放置在所述一对缸之间的所述管件；
加压构件，所述加压构件通过所述缸操作从而从两侧对所述管件加压；以及
一对限制构件，所述一对限制构件在与所述加压构件的加压方向交叉的方向上布置从而限制所述管件的膨胀，
根据所述长线状物体的移动速度确定所述加压构件和所述限制构件的在所述管件的延伸方向上的长度，使得在释放所述管件时，所述长线状物体的在所述管件中移动的已受压部不超出所述加压构件，
所述至少一个表面处理单元包括在所述管件的纵向方向上布置的多个表面处理单元；并且其中，所述表面处理单元中的相应的加压装置构造成以彼此不同的时序经受加压以及释放。
2.根据权利要求1所述的用于长线状物体的表面处理装置，其中，所述多个表面处理单元中的相应的缸围绕所述管件以不同角度进行布置。
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