CN104903051A - 具有旋转加工单元的工具 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种具有旋转加工单元(6、7、8)的工具(8)，优选为研磨或抛光工具，该加工单元(6、7、8)具有工具元件(14)，该工具(8)具有发动机(2)，该发动机(2)包括驱动加工单元的驱动轴(3)。驱动轴(3)可驱动地连接至与驱动轴(3)成直角设置的驱动盘(5)，且具有第一连接装置(28)，该第一连接装置(28)与相对应的第二连接装置(29)可拆卸地相互作用，该第二连接装置(29)连接至加工单元的底盘(10)。因此可通过第一连接装置(28)和第二连接装置(29)的接合来驱动加工单元(6、7、8)。工具元件(14)固定在底盘(10)上。根据本设计，用户不必更换单个工具元件(14)，就能够简单快捷地更换加工单元。

Description

具有旋转加工单元的工具

技术领域

本发明涉及一种具有旋转加工单元的工具，优选为研磨或抛光工具，该加工单元具有工具元件，并且该工具具有发动机，该发动机包括驱动加工单元的驱动轴，其中该驱动轴可驱动地连接至与驱动轴成直角设置的驱动盘。该工具优选为手持式工具。然而，本发明也可应用于固定工具。

背景技术

本发明属于工具领域，该工具用于研磨及抛光，并因此具有研磨元件式的工具元件。然而，本发明还可与其他加工单元，例如抛光轮，一起使用。

具有研磨元件的旋转研磨或抛光工具是已知的。这种工具广泛应用于木制品工业和金属加工业。类似地，这些工具可用于加工其他材料，例如玻璃纤维结构的行业。

对于各种材料的表面处理，例如砂纸打磨或抛光，已知可以使用安装在研磨/打磨头式的加工单元上的研磨抛光件。这种研磨头可以是盘形，其中研磨元件安装在该盘的侧面，或构建为盘形与圆柱形部件的组合。然而，通常这些研磨头具有一种燕尾槽，若干研磨件和/或刷件安装在该燕尾槽中。这些构件可包括研磨砂纸式的研磨元件；纤维刷、毛刷、钢刷或其他金属刷、以及上述这些材料的组合，例如为固定刷的形式，在使用期间用于支承研磨砂纸。研磨砂纸可例如是用于抛光木材、金属及类似材料的砂纸、用于抛光的布料和/或织物、或皮革。刷，不论是支撑刷和/或固定刷，可例如为钢刷、塑料刷或其他类型的刷。

在下文中，这些构件可以用通用术语“工具元件”来命名。

这种工具元件可由塑料制成，其中可通过使塑料组件包围研磨砂纸和刷进行铸型，从而将研磨砂纸和刷嵌入其中。或者，可通过将金属轨包围刷和/或研磨砂纸进行挤压，从而将刷和/或研磨砂纸固定在金属轨中，其中刷和/或砂纸制成讨论中的工具元件，或者还可以采用其他适用方式。

通常的研磨头上平均设置有8至50个工具元件，这些工具元件根据工业用途定期进行更换。这种更换通常表现为将工具元件从所安置的燕尾槽中拔出，并更换上新的工具元件。

不同类型的研磨头的缺点，就此而言也是在这些研磨头中使用的不同类型的工具元件的缺点，在于不同的工具元件不能与所有类型的研磨头配合。

因此，通常必须取得许多不同类型的研磨头和/或工具元件，以便执行不同的任务，显然地必需增加应用研磨头的工具或机械的更换时间，并且对研磨头的投资更高。

特别地，在木材工业中研磨已成型工件时，具有变速旋转加工头是非常重要的，该变速旋转加工头可与各种形式的加工头一起用于研磨、修整和抛光。

在工业性作业，优选为木材工业中，已知研磨工具具有可变化的速度，并且可以是其上安装有研磨头的气动工具的形式。还已知由变速电动机驱动的、具有研磨头的手持式工具。

尽管长久以来都需要一种手动式工具，该手动式工具还可由自主动手用户使用，该自主动手使用者需要快速简单地更换加工单元，以便使各种工具元件可用于不同的加工操作，但是这种具有易于更换的、计划用于研磨、修整和抛光的加工单元的手持式工具还未存在。

从美国专利申请US 2008171495中可了解到前文所述类型的装置。这种工具包括驱动盘，工具元件以可替换的方式安装在该驱动盘上。然而，这并未能够通过更换整个加工单元，来解决不同类型的工具元件之间的简单更换和变换的问题。

因此，对于专业用户以及自主动手用户使用的手动工具的需求仍未满足，对于这种手动工具，不是更换研磨工具，而是更换整个加工单元。

对于将加工工具制造成磨耗时可更换的一次性单元，需要一种结构，其价格比迄今所知的价格更为合理，其中加工单元的研磨工具夹持器通过在夹持器中铣削出槽来制成，该夹持器可例如是半圆头或鼓状。这对于自主动手客户的手持式工具特别重要。

发明目的

本发明的目的在于指出一种工具，其中在不同的加工单元上安装有不同类型的工具元件，并且该加工单元易于更换，以便实现不同加工单元之间的变换，以及由于磨耗单元更换。另外，本发明目的在于指出一种加工单元，其通过使用廉价的设计，以适用于一次性使用。

发明内容

根据本发明，其目的可通过前文所述类型的工具来实现，其特别之处在于，驱动盘设置有第一连接装置，该第一连接装置与对应的第二连接装置可拆卸地相互作用，该第二连接装置连接至加工单元的底盘，使得可通过第一连接装置和第二连接装置的接合来驱动加工单元，并且工具元件固定安装在底盘上。

对于在加工单元的底盘和驱动轴的驱动盘上构建相互作用的连接装置，可使用连接装置的适合选择，使得它们可快速脱开。适合选择通常为尼龙搭扣连接和卡销连接，这些连接可轻易地接合和脱接。由此，用户可轻易更换加工单元。

如果磨耗，加工单元可更换为相应的加工单元，或者在连续执行不同的任务时，可更换为另一类型的加工单元。驱动轴通常为刚性轴，但是工具的驱动轴也可能是挠性轴。

通过本发明的工具，用户由此能够在不同的加工单元中应用相同的发动机单元，该加工单元可无需使用工具简单地进行更换。发动机单元可以是变速气动马达或电动机。电动机也可以变速。

工具元件将固定安装在加工单元的底盘上。因此，并未计划如现有技术的工具一般，更换单个工具元件。因此，自主动手用户无需跟踪工具的各种工具元件的使用。当工具元件已经磨耗时，用户可简单地更换加工单元。换句话说，可以说本发明利用一次性加工单元进行操作。

通过使用本发明的具有快速安装和拆卸的加工单元的工具，能够在工具中使用多个加工单元，这些加工单元可根据要执行的工序相互替换。各种加工单元作为模块元件与工具配合。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，加工单元的底盘为通过铸造制成的顶板、底板和间隔外壳。与现有技术的加工单元的加工部件相反，这会实现廉价的结构。由此可将生产成本降至这样的水平，即使得加工单元适用于一次性使用。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，从尼龙搭扣连接和卡销连接中选用第一连接装置和第二连接装置。

所用的第一连接装置和第二连接装置具有这样的设计，即它们可传递使用工具所需的扭矩。如果使用卡销插座，卡销的接合可适应为，使得通过沿工具的圆周方向旋转，能够在卡销插座建立锁定接合。

如果使用尼龙搭扣连接，通过现今的尼龙搭扣连接，能够传递由旋转手持式工具所施加的级别的扭矩。

在这种连接中，应注意，通常可期望该工具为具有发动机的手持式工具，该发动机的功率量级可高达大约3500瓦(W)。

如上所述，尼龙搭扣连接和卡销连接将相当简单，因为当在工具的驱动盘上安装和拆卸加工单元时，是不需要其他工具的。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，驱动盘和加工单元被外壳所包覆，该外壳相对于发动机固定，因为驱动盘和加工单元设置有让材料通过的开口，该外壳还设置有连接件，该连接件用于排出通过使用加工单元的工具元件移除的材料。

由于该工具通常用于研磨或修整任务，那么能够安全地移除研磨/修整所形成的切屑是非常重要的。因此优选地，加工单元被外壳所包覆，使得只露出工具元件。在加工单元的底盘中，开口设置在工具元件之间。这些开口与驱动盘的相对应开口相通。切屑由此可通过这些开口被吸入外壳中，并且通过排放连接件移出。

而且，周围的外壳将会构成保护，因为加工单元的旋转边缘并未露出。由此降低受伤的风险。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，加工单元的工具元件包括用于研磨、修整、抛光、或类似任务的装置。

如上所述，本发明的工具将主要应用于研磨和抛光任务。由此该工具元件将会是用于研磨、修整、抛光、或类似任务的装置。这种工具元件可选为具有这样的设计，其本身可从前述的具有可更换工具元件的工业机械中获知。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，加工单元的底盘为绕中轴旋转的圆盘，并具有表面，若干片研磨砂纸的边缘部分与该表面大致定向垂直地安装至该表面，该研磨砂纸朝着该表面被切成条状。该研磨砂纸片优选径向地设置。

作为与该表面大致成直角的定向的一个替代，工具元件可设置为相对于该表面成与直角偏离的角度。而且，能够将工具元件的定向设置为不完全径向，而是与径向定向成一角度。

通过倾斜安装工具元件，能够改变工具的加工性能。

通过这种结构，可确立研磨件，其中条状的研磨砂纸片的应用特别适用于研磨已加工的表面。圆盘表面上的条状的研磨砂纸片其本身可从以前的使用可更换工具元件的装置中获知。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，该工具还包括支撑刷，以支撑研磨砂纸片，因为研磨砂纸片和支撑刷固定于共同的脚座，该脚座安装在加工单元的底盘上。

支撑刷的应用实现了一种特别有效的研磨动作。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，研磨砂纸片和支撑刷安装在脚座上，该底盘包括底板和顶板，该顶板设置有供脚座使用的安装孔，该脚座的底部与安装孔相比尺寸过大，使得当连接底板与顶板时，脚座固定在安装孔中。安装孔成型为围绕脚座的开口。

通过使用脚座，其底部相对于顶板的安装孔尺寸过大，能够从顶板背面插入单个工具元件。在孔中插入工具元件之后，底板和顶板与位于两者之间的脚座的底部相连接。由此底板将脚座压至安装孔中形成固定接合。底板和顶板可以各种已知的方式，例如胶合、焊接或机械夹紧，来相互连接。

然后工具元件可从底盘的顶板上侧凸出。连接装置设置在底盘的底板朝向驱动轴的驱动盘的一侧。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，加工单元包括绕中轴旋转的圆盘或轮，并具有表面，在该表面上安装有盘形的研磨砂纸片。

加工单元可优选包括圆盘，或者可使用具有直边或其他形状的盘。所用的盘将绕中轴旋转。由此获得旋转对称工具。在圆盘上具有平面，在该平面上可固定有盘形的研磨砂纸片，或者抛光装置。

通过使用该工具，由此可利用平型的工具单元进行研磨。该工具元件可安装在柔软的、可弯曲的底座上，使其在研磨时适应各种表面轮廓。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，加工单元和驱动盘彼此对准，以绕同一中轴旋转。

通过加工单元和驱动盘的同一中轴，可实现研磨工具的简单设计，并且不会出现由摇晃和振动，已知例如来自偏心磨床的摇晃和振动引起的负面影响。

根据另一实施例，本发明的工具的特别之处在于，该工具包括若干可相互替换的加工单元，以用于不同的加工操作。各个加工单元具有第二连接装置，该第二连接装置可拆卸地与第一连接装置相互作用。

现给出用于该工具中的专用工具元件的详细说明，该专用工具元件为条状的研磨砂纸片形式。

研磨元件薄片可通过沿研磨砂纸的纵向进行横切而形成，使得出现条状或薄片，其一端通过未损坏的研磨砂纸条相互连接，以固定成U型轮廓。自由端构成若干平行的研磨砂纸薄片，与该轮廓的纵向成大致成直角伸出。在与研磨砂纸薄片平行的平面内，支撑刷紧邻着薄片设置，使得它们通过打磨来支撑薄片。

由于薄片在该工具旋转期间扫过工件的动作，由此可获得研磨或抛光效果。支撑刷，如字面所示，具有支撑研磨薄片的功能。然而，支撑刷还可以由某种材料制成，使得有助于研磨或抛光效果。支撑刷置于研磨砂纸片后面，这样支撑刷支撑砂纸片，并由此将砂纸片的研磨部分固定朝向待研磨的表面。

进一步地，支撑刷使得研磨砂纸件不会在末端卷曲，并回退、覆盖在砂轮的表面。从砂轮表面直至待研磨的表面之间具有特定的距离，这是有利的，这样使得被研磨的材料可被移离，并降低砂轮表面与已研磨表面接触的风险。

根据需要被支撑的研磨砂纸片的数量多少，支撑刷的行数可以是不同的。这意味着，例如在每片单独的研磨砂纸片之后可具有三行支撑刷。

通过大致垂直于轮的表面安装研磨纸片，比起研磨砂纸片故意大量重叠布置的情况，这样能够更好地利用研磨砂纸片的研磨部分。由此，本发明的砂轮可具有比一般已知的平的或环形打磨砂轮更长的使用寿命。

在研磨砂纸片之间具有间隔进一步实现了更佳的研磨效果，因为该间隔有助于将被研磨掉的材料移离研磨纸片，由此研磨砂纸片的研磨部分具有更佳的研磨效果，因为这些研磨砂纸片的研磨部分不会充斥着被研磨掉的材料。而且，可轻易实现从间隔中排走被研磨掉的材料。

相对于安装研磨砂纸片以使得它们在表面半径较大的部分具有径向延伸部，可以向后弯曲的结构相对于旋转方向安装研磨砂纸片。

如上文说明所呈现的，本发明的工具可视为模块化工具，其中加工单元中所用的各个模块可与各种工具元件一起重复利用。这使得工具适于自主动手用户，该自主动手用户仅需要发动机单元，以便可具有若干个不同的可用加工单元。

各个加工单元之间的变换由于可拆卸连接装置而能够轻易地进行。例如，准备利用具有研磨薄片的加工单元来修整表面的用户将会遇到这样的区域，其具有大量难以用修整单元去除的不规则瑕疵或毛边。然后用户可轻易地用平面打磨单元来更换修整单元，并去除不规则瑕疵，然后再次将修整单元安装在该工具上。这减少了用户所需使用的工具的数量。

附图说明

在下文中，将会参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出了本发明的工具的爆炸图，该工具具有三个可相互替换的加工单元；

图2示出了图1的第一加工单元的不同视图，该第一加工单元为具有研磨条的研磨头形式，其中该研磨条与加工单元的底盘成直角、且径向定向地安装；

图3示出了图2所示的底盘的顶板的不同视图；

图4示出了图2所示的底盘的底板的不同视图；

图5示出了图1中第二加工单元的不同视图，该第二加工单元为具有研磨条的研磨头形式，其中该研磨条与加工单元的底盘倾斜、且非径向定向地安装；

图6示出了图5所示的底盘的顶板的不同视图；

图7示出了图5所示的底盘的底板的不同视图；

图8示出了图1中第三加工单元的各个视图，该第三加工单元为砂轮形式，其中该砂轮具有安装有盘形砂纸的表面；

图9示出了图1所示工具的外壳的各个视图；

图10示出了图1所示工具的驱动盘的各个视图；

图11示出了图1所示工具的连接装置，该连接装置为尼龙搭扣公扣部件的形式；

图12示出了图1所示工具的连接装置，该连接装置为尼龙搭扣母扣部件的形式；以及

图13示出了与图5所示的加工单元一起示出的连接装置的各个视图，该连接装置为卡销连接的形式。

具体实施方式

在附图的不同图中，相同或相应元件将标以相同的序号，因此不会对每幅图都进行具体的说明。

图1中示出了工具1，其包括具有驱动轴3的发动机2、外壳4、驱动盘5和三个不同的加工单元6、7、8。发动机2为气动马达，其具有三个把手9和用于在其中一个把手中连通空气的连接件9’。

图2示出了第一加工单元6的细节。第一加工单元6包括由顶板11和与之相互作用的底板12所构成的底盘10。有8个径向定向的安装孔13，用于容置8个研磨元件14式的工具元件，以及8个设置在安装孔13之间的排出孔15。每个研磨元件14包括塑料的带式脚座16，其中嵌有条状的研磨砂纸片17和支撑刷18。在底板12上形成与排出口15对齐的排出口24。

脚座16设计为具有渐增的厚度，使得它们的底部19比顶部20更宽。由此，可将它们从顶板11的背面21安装至安装孔13，使得研磨砂纸片17从顶板11的正面22凸起，且与正面22大致成直角设置，这是因为脚座16焊接成与安装孔13上的卷边部分23垂直。底板12粘合至顶板11上，使得形成具有固定的研磨元件14的组合底盘10。

图3示出了顶板11的若干视图，以及图4示出了底板12的若干视图。

加工单元6设置有胶合的尼龙搭扣母扣部件25，在其边沿26具有指状的切口27，这有利于与对应的尼龙搭扣公扣部件28(参见图11)分隔开，该尼龙搭扣公扣部件28粘合在驱动盘5上。尼龙搭扣母扣部件25和尼龙搭扣公扣部件28分别具有对齐的排出口29和30。

图5示出了第二加工单元7，其与图2所示的不同之处在于，研磨元件14安装在顶板11’的安装孔13’中，该安装孔13’并非径向定向，并且具有用于容置研磨元件14的倾斜的卷边部分23’，其相对于正面22成60°的角度。在底板12’中，在每个研磨元件14的对面，具有一系列向外弯曲的延伸部31，以支撑脚座16的底部20，以便确保其倾斜的定向。

图6示出了顶板11’的若干视图，图7示出了底板12’的若干视图。

图8示出了第二加工单元8。该加工单元为表面研磨器，并包括圆柱形间隔外壳32，其上粘合有尼龙搭扣母扣部件(图8未示出)，该尼龙搭扣母扣部件用于与粘合至驱动盘(图8未示出)上的尼龙搭扣公扣部件28相互作用。在间隔外壳32上形成有排出口36。在间隔外壳32上安装有弹性中间片33，该弹性中间片33具有指状切口34和排出口35。在中间片33上粘有尼龙搭扣母扣部件25，其与尼龙搭扣公扣部件(图8未示出)相互作用，该尼龙搭扣公扣部件粘合至具有排出口35的圆盘形研磨砂纸片46上。所有排出口相互对准。

图9示出了包围驱动盘5和加工单元6、7或8的外壳4。该外壳包括具有排出连接件38的底部37，该排出连接件38用于与排放系统(未示出)相连接。外壳4进一步包括安装环39，其在将该外壳紧固在发动机2上时使用。该外壳包括圆柱形环40，其构成外壳上的圆柱形封套。刷环41固定在该圆柱形环上。刷环41可制造成具有不同的高度，例如5毫米、10毫米和15毫米，使得其有助于限定底座上的外壳4中的研磨元件所施加的压力。

图10示出了驱动盘5。驱动盘5由板42和尼龙搭扣公扣部件28构成。这两个部件粘合在一起。通过锁定螺母43，驱动盘5被拧紧在轮毂44上，该轮毂44安装在发动机的驱动轴3上。板42设置有排出口45，该排出口45与尼龙搭扣公扣部件28的排出口29对准。

图11和图12分别示出了尼龙搭扣公扣部件28和尼龙搭扣母扣部件25。

图13示出了卡销连接式的第一连接装置47和第二连接装置48，其包括沿环形壁49的圆周相互间隔开的卷边凸缘47，该环形壁49沿盘形板50的圆周与盘形板50成直角地凸起，使得形成碗形的驱动盘5’。驱动盘5设置有排出口45。

卡销链接47、48进一步包括凸起凸缘48，该凸起凸缘48沿圆形底盘11”的圆周边缘52分布，在凸缘48之间沿圆周边缘分布有凹槽53，使得当凹槽53对准卷边凸缘47时，底盘11”可置于碗形驱动盘5’内。然后可旋转底盘11，使得凸起凸缘48在卷边凸缘47的下方接合。

可看出卡销连接位于与图5所示一致的加工单元上，其具有研磨元件14的安装孔13”，并具有排出口15。然而，另外两种类型的加工单元可设置相对应的卡销连接，使得能够在不同的加工单元之间进行快速的更换和变换。

Claims (11)

1.一种具有旋转加工单元的工具，优选为研磨或抛光工具，所述加工单元具有工具元件，并且所述工具具有发动机，所述发动机包括驱动加工单元的驱动轴，其中所述驱动轴可驱动地连接至与驱动轴成直角设置的驱动盘，其特征在于，所述驱动盘设置有第一连接装置，所述第一连接装置与相对应的第二连接装置可拆卸地相互作用，所述第二连接装置连接至加工单元的底盘，使得可通过第一连接装置和第二连接装置的接合来驱动加工单元，并且工具元件固定安装在底盘上。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，第一连接装置和第二连接装置选自尼龙搭扣连接和卡销连接。

3.根据权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述驱动盘和所述加工单元被外壳所包覆，所述外壳相对于发动机固定，因为所述驱动盘和所述加工单元设置有让材料通过的开口，所述外壳设置有连接件，用于排出通过使用加工单元的工具元件移除的材料。

4.根据前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，所述加工单元的工具元件包括用于研磨、修整、抛光、或类似任务的装置。

5.根据前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，加工单元的底盘为绕中轴旋转的圆盘，并具有表面，若干片研磨砂纸的边缘部分与所述表面上大致垂直定向地安装至所述表面，所述研磨砂纸朝着所述表面被切成条状。

6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述工具还包括支撑刷，以支撑研磨砂纸片，因为研磨砂纸片和支撑刷固定于共同的脚座，所述脚座安装在加工单元的底盘上。

7.根据权利要求5或6所述的工具，其特征在于，所述砂纸片和所述支撑刷安装在脚座上，所述底盘包括底板和顶板，所述顶板设置有供脚座使用的安装孔，所述脚座的底部与安装孔相比尺寸过大，使得当连接底板与顶板时，脚座固定在安装孔上。

8.根据权利要求1至4任一项所述的工具，其特征在于，所述加工单元包括绕中轴旋转的圆盘，所述圆盘具有表面，在所述表面上安装有盘形的砂纸片。

9.根据前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，所述加工单元和所述驱动盘彼此对准，绕同一中轴旋转。

10.根据前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，所述工具包括若干可相互替换的加工单元，以用于不同的加工操作。

11.根据前述任一项权利要求所述的工具，其特征在于，所述加工单元的底盘通过铸造制成。