CN108698190A - 用于研磨机的刷式研磨头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于研磨机(2)的刷式研磨头(1)，该刷式研磨头包括支架(3)和研磨片(4)，所述支架特别是辊状的支架，其中，研磨片(4)在环周侧上布置在支架(3)上并且至少由刷(5)、特别是集束的刷和与刷相邻布置的研磨元件(6)、特别是条带状的研磨元件构成，其中，研磨元件(6)至少由一个磨料层(7)和一个无磨料的层(8)构成，所述无磨料的层在维持形状的情况下能压缩并且构造成能在无磨料的层中储存研磨流体(27)、特别是水。

Description

用于研磨机的刷式研磨头
技术领域
本发明涉及一种用于研磨机的刷式研磨头，所述刷式研磨头包括支架和研磨片，所述支架特别是辊状的支架，研磨片在环周侧上布置在支架上并且至少由刷、特别是集束的刷和与所述刷相邻布置的研磨元件、特别是条带状的研磨元件构成。本发明还涉及一种带有按本发明的刷式研磨头的研磨机。最后，本发明涉及按本发明的刷式研磨头的特殊的应用。
背景技术
按照权利要求1的前序部分所述的刷式研磨头已经由现有技术公知。在例如在CH687133A5中所说明的技术方案中使用研磨纸作为研磨元件。刷式研磨头在此用于加工木头、特别是嵌板。不过，这种刷式研磨头并不适用于复合材料制的构件的表面加工并且也不适用于在湿磨中使用。虽然在研磨木头时已知，在研磨之前用水润湿木头，从而使木头的纤维平直。不过，湿磨在连续不断地输送研磨流体的意义下并不是所希望的，因为例如可能出现木头腐烂。
发明内容
因此，本发明的技术任务是，说明一种用于研磨机的刷式研磨头，所述刷式研磨头克服了现有技术的前述缺点并且尤其可以用于加工复合材料的表面并在湿磨中使用。另一个任务是，说明一种带有这样的刷式研磨头的研磨机和这种刷式研磨头的应用。
这些任务通过独立权利要求1、11、13和14的特征解决。
因此本发明的一个方面在于，在刷式研磨头中，研磨元件至少由一个磨料层和一个无磨料的层构成，所述无磨料的层在维持形状的情况下能压缩并且被构造成，使得在该无磨料的层中能储存研磨流体、特别是水。
术语“在维持形状的情况下能压缩”指的是，无磨料的层在力的影响下能压缩并且该无磨料的层在不再被施加力时又回到其初始的形状。通过这种特性基本上达到了两个优点，即：所述层压力均衡地起作用并且在研磨过程中发挥减震作用。
无磨料的层被构造成能储存研磨流体、特别是水的特性具有这样的技术效果，即，在湿磨时，储存在无磨料的层中的研磨流体可以被连续地排出以及因此能有效地冲走磨屑。
与借助带有市面上常见的砂纸的偏心研磨器对复合材料制的工件表面进行传统的加工相比，用按本发明的刷式研磨头在改善表面质量的同时能明显缩短加工时间。
例如软质泡沫材料适合作为用于无磨料的层的材料。软质泡沫材料对技术人员而言是公知的。一个例子就是开孔的聚醚型聚氨酯泡沫。
按照一个实施例规定，研磨片的研磨元件和刷相应地布置在共同的槽中。这样做的优点是，大量研磨元件和刷可以被布置在支架上并且尽管如此仍保证了支架的必要的稳定性。因此可以达到良好的研磨结果，而不会出现支架受损。通过所述的措施还额外实现了支架的简化的制造。当例如将研磨片的各一个研磨元件和各一个刷布置在共同的槽中时，那么与研磨元件和刷分开布置相比，仅需要一半的槽，因而也实现了更为成本有利的制造连同更少的时间耗费。
按本发明的刷式研磨头的一个有利的扩展设计在于，磨料层具有用于磨料的、能透过研磨流体、特别是水的、柔性的、特别是纺织的支承层。由此达到了无磨料的层和磨料层在湿磨中的特别有利的配合作用，即，储存在无磨料的层中的研磨流体可以穿过磨料层并且可以有效地冲走研磨时在磨料层上形成的磨屑。
与对由复合材料制的工件的表面的加工相关联地，适合的是，磨料层包括从由金刚石和立方氮化硼构成的组中选出的磨料、优选粒度为1至270μm的磨料。
也被证实有利的是，磨料层具有粘结剂、优选树脂粘结剂。树脂粘结剂在此可以从由酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂或聚氨酯树脂构成的组中选出。
刷优选由天然毛发、优选由仙人掌毛形成。天然毛发相比人造毛发的优势在于避免或减少了不期望的静电放电。这种放电会吸引颗粒，而颗粒则可能对表面的研磨结果带来不利的影响。
按照一种有利的实施方式，研磨片分别通过固定元件与支架连接，刷和研磨元件安装在该固定元件上。刷在此可以和研磨元件一起通过夹紧和/或粘接而固定在固定元件上。固定元件与支架的连接可以例如通过如下方式实现，即，固定元件的横截面具有楔形几何形状并且在支架、特别是辊状的支架中设有对应的槽，固定元件沿轴向被移入所述槽中。但也可以考虑借助任意其它形式的固定方式使固定元件能与支架连接，例如通过粘接、螺旋连接或夹紧。备选地也可以设想的是，研磨片不是通过固定元件而是直接与支架连接。
刷式研磨头有利地具有旋转轴线并且研磨片平行于或者倾斜于这条旋转轴线地布置在支架上。针对研磨片倾斜于刷式研磨头的旋转轴线地布置在支架上的情况，实现了研磨片的弯曲。在辊状的支架的情况下，研磨片则螺线形地布置在支架上。
还可以以如下方式有针对性地影响研磨结果，即，研磨片相对支架的表面倾斜。相对支架的表面倾斜意味着，研磨片不是法向于表面地布置，而是具有偏离了90°角度。在此可以考虑的是，研磨片无论是沿着有待加工的表面的方向还是沿着相反的方向均相对法线倾斜。
为了加工结构化的表面、亦即例如具有棱边或类似物的表面，适合的是，研磨元件被划分成多个区段。以这种方式可以使刷式研磨头理想地与有待加工的表面形状相匹配。
在带有按本发明的刷式研磨头的研磨机方面，一些有利的实施方式是，所述研磨机具有手动引导部、优选带有研磨流体输入部的手动引导部，和/或遮隔元件。在此，手动引导部可以被构造成，使得用于操作研磨机的人员站在有待加工的表面上并且从身前移动研磨机。遮隔元件用于，禁止研磨流体和/或磨屑不期望地散布到加工区域之外。理想地，遮隔元件被设计成透明的，以便让操作者能在视觉上控制研磨过程。
已经表明，按本发明的刷式研磨头可以特别良好地用于加工工件的表面、优选为了防止受到环境影响而用清漆涂层的表面，其中，工件的至少与有待加工的表面邻接的区域由碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成。若工件例如涉及风力发电设备的一部分，优选涉及转子，那么所述的清漆在安置在开放的海面上的风力涡轮(Windrad)中阻止了盐水和盐结晶带来的毁坏性的影响。清漆层在专业领域内也被称为“透明涂层”。
按照本发明，也要求保护一种前面说明的刷式研磨头用于加工制造工件用的阴模的优选用蜡涂层的表面的应用，所述工件至少部分由碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成。为了能将借助阴模制造的工件在生产过程之后又从模具取出，需要对模具的表面进行处理。为此通常将一种脱模剂、例如蜡施加到模具上。但这种脱模剂在生产时同样会时效硬化，因而在一定数量的生产循环之后必须对涂层再加工或者去除涂层。为此同样可以理想地使用按本发明的刷式研磨头。
所述的应用以特别有利的方式在输入研磨流体、优选水、特别优选掺入了肥皂的水的情况下进行。
附图说明
下文中借助参照附图的附图说明详细阐述本发明的其它的细节和优点。
附图中：
图1在透视图中示出了刷式研磨头；
图2是刷式研磨头的横截面连同研磨元件的放大的局部视图；
图3是研磨机的横截面；
图4a-c在侧视图中示出了研磨片的有利的实施方式；
图5a示出了刷式研磨头用于加工碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成的工件的用清漆涂层的表面的应用；以及
图5b示出了刷式研磨头用于加工用碳纤维复合材料或玻纤复合材料来制造工件的阴模的用蜡涂层的表面的应用。
具体实施方式
图1示出用于研磨机2的刷式研磨头1，该刷式研磨头包括辊状的支架3，其中，支架3在当前情况下被构造成旋转对称。
所述刷式研磨头1还包括研磨片4，研磨片在环周侧上布置在支架3上。刷式研磨头1具有旋转轴线14。研磨片4平行于这条旋转轴线14地布置在支架3上。备选也可以考虑研磨片4倾斜于旋转轴线14取向这样的布置方式。在这种情况下，研磨片4本身围绕支架3的半径弯曲并且整体上看螺线形地布置在支架3上。
支架3具有突起29，突起布置在支架3的两个端侧上并且用这些突起可以将刷式研磨头1装入到研磨机2中。
也可以通过突起29实现对刷式研磨头1的驱动。对此有利的是，突起29的几何形状被调整成，使得能以简单的方式传递扭矩，例如通过设置至少一个槽并且驱动器件的一部分形锁合地嵌接在该槽中来传递扭矩。
最后，突起29作为其它技术功能可以用于固定研磨片4，例如防止研磨片平行于旋转轴线14移动。
在突起29中也可以设置至少一个用于将刷式研磨头1在研磨机2中定心的定心装置，例如形式为中央钻孔。
突起29可以与支架3一体式构造，或者构造成一个或多个单独的构件的形式并且与支架3例如通过螺钉连接。
在图1中仅示意性地整体示出了研磨片4。由图2可知准确的结构，其中，在此涉及例如沿着图1中用虚点线画出的横截平面28的横截面图。在此要指出的是，在该横截面图中为了清晰性仅示出八个研磨片。研磨片4按照图2所示的实施方式由刷5和与刷相邻布置的条带状的研磨元件6构成，其中，这两个组成部分、亦即刷5和研磨元件6通过粘接连接布置在固定元件13上。由刷5、研磨元件6和形式为板条的固定元件13构成的整体然后在固定元件13的区域中被轴向移入到在环周侧上设置在支架3上的对应的槽32中并且通过固定元件13或所述槽32的几何成形而被防转动地保持。研磨片4彼此相间隔地布置在支架3上。在图2中，两个相邻的研磨片4的间距用附图标记30标注。
由图2还可知，研磨片4略微相对支架3的表面15倾斜，也就是说，不法向于支架3的表面15地取向，而是略微相对法线倾斜。假定研磨方向31，如其在图5a中示出的那样，那么研磨片4以所示的形式略微逆着该研磨方向31从法线倾斜出来。但作为对此的备选，也可以规定沿着研磨方向31的倾斜，倘若这在具体的应用情况中达到有利的研磨结果的话。
图2也包含了研磨元件6的一个放大的局部视图。由此图可知，研磨元件6在所示的情况下由磨料层7和无磨料的层8构成，其中，无磨料的层8在维持形状的情况下能被压缩，并且被构造成，能在它们内部储存研磨流体27、特别是水。磨料层7在此具有用于磨料10的能透过研磨流体27的柔性的纺织支承层9。磨料层7因此通过能透过研磨流体27的柔性的纺织支承层9接触无磨料的层8。在该支承层9的对置的一侧上布置着磨料10连同粘结剂12。磨料10优选涉及优选有1-270μm的粒度11的金刚石或立方氮化硼。借助箭头表明，储存在无磨料的层8中的研磨流体27在湿磨时可以如何支持研磨过程，即，研磨流体27经由支承层9被输送给磨料层7的作用侧并且在那里运走磨屑。
图3示出了按本发明的研磨机2的一个有利的实施例的横截面图，该研磨机包括刷式研磨头1，如其在图2所示的那样，其中，该研磨机2还具有手动引导部17，操作者可以用该手动引导部将研磨机2运动到有待加工的表面上。在此，用于研磨流体27的研磨流体输入部18集成在该手动引导部中。刷式研磨头1的一部分还被遮隔元件19遮盖。
图4a至4c示出了研磨片4的三个有利的实施方式，其中，相比图2和3的横截面视图，在这些情况下涉及侧视图。在全部三种情况下，分别在形式为板条的固定元件13上布置着刷5和条带状的研磨元件6，其中，在图4a的情况下，研磨元件6被一体式构造并且刷5不具有特别的排序。
与此对应，在图4b的情况下，研磨元件6被划分成了能相对彼此运动的各单个的区段16。
在图4c中，刷5被集束。
也可以考虑研磨片4的所述特征的一种备选的组合，亦即例如刷5的集束和研磨元件6的分段。
在按图4a至4c的全部三个实施例中，刷5构造得略短于研磨元件6。但该情况不是强制性的。刷5的刷毛具有和研磨元件6一样长的长度或更大的长度也同样可以。
图5a示出了刷式研磨头用于加工工件22的为了防止受到环境影响而用清漆20涂层的表面21的应用，其中，工件22的至少与有待加工的表面邻接的区域23由碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成。在所示的应用中，刷式研磨头1这样旋转，使得研磨片4先是用研磨元件6并且紧接着用刷5接触有待加工的表面21。
在图5b中示出了刷式研磨头1用于加工用来制造工件22的阴模26的用蜡24涂层的表面25的应用，该表面至少部分由碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成。
在图5a的情况下直接被加工或者在图5b的情况下借助阴模26制造的所述工件22，例如涉及风力发电设备的一个部件，优选是转子。

Claims (13)

1.一种用于研磨机(2)的刷式研磨头(1)，该刷式研磨头包括支架(3)和研磨片(4)，所述支架特别是辊状的支架，研磨片(4)在环周侧上布置在支架(3)上并且至少由刷(5)、特别是集束的刷和与所述刷相邻布置的研磨元件(6)、特别是条带状的研磨元件构成，其特征在于，研磨元件(6)至少由一个磨料层(7)和一个无磨料的层(8)构成，所述无磨料的层在维持形状的情况下能压缩并且构造成能在该无磨料的层中储存研磨流体(27)、特别是水。
2.按照权利要求1所述的刷式研磨头(1)，其中，所述研磨片(4)的研磨元件(6)和刷(5)相应地布置在共同的槽(32)中。
3.按照权利要求1或2所述的刷式研磨头(1)，其中，所述磨料层(7)具有用于磨料(10)的、能透过研磨流体(27)、特别是水的、柔性的支承层(9)、特别是纺织的支承层。
4.按照权利要求1至3任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述磨料层(7)包括从由金刚石和立方氮化硼构成的组中选出的磨料(10)、优选粒度(11)为1至270μm的磨料。
5.按照权利要求1至4任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述磨料层(7)具有粘结剂(12)、优选树脂粘结剂。
6.按照权利要求1至5任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述刷(5)由天然毛发、优选由仙人掌毛形成。
7.按照权利要求1至6任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述研磨片(4)分别通过固定元件(13)与所述支架(3)连接，所述刷(5)和所述研磨元件(6)安装在该固定元件上。
8.按照权利要求1至7任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述刷式研磨头(1)具有旋转轴线(14)且所述研磨片(4)平行于或者倾斜于旋转轴线(14)地布置在所述支架(3)上。
9.按照权利要求1至8任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述研磨片(4)相对所述支架(3)的表面(15)倾斜。
10.按照权利要求1至9任一项所述的刷式研磨头(1)，其中，所述研磨元件(6)被划分成多个区段(16)。
11.带有按照权利要求1至10任一项所述的刷式研磨头(1)的研磨机(2)。
12.按照权利要求11所述的研磨机(2)，其中，所述研磨机(2)具有手动引导部(17)、优选带有研磨流体输入部(18)的手动引导部，和/或遮隔元件(19)。
13.按照权利要求1至10任一项所述的刷式研磨头(1)用于加工工件(22)的、优选为了防止受到环境影响而用清漆(20)涂层的表面(21)的应用，其中，工件(22)的至少一个与有待加工的表面(21)邻接的区域(23)由碳纤维复合材料或玻纤复合材料制成。
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