DE60107948T2

DE60107948T2 - Vorrichtung zur beseitigung von graten

Info

Publication number: DE60107948T2
Application number: DE60107948T
Authority: DE
Inventors: Michael Kapgan
Original assignee: Kapgan Michael Foster City
Current assignee: Kapgan Michael Foster City
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: US6846226B2; EP1294532A1; CA2413375A1; AU2001271663A1; CA2413375C; US20130309947A1; JP5001502B2; KR20030028491A; US20060084368A1; US20110244765A1; US20020013988A1; US20140308881A1; DE60107948D1; JP5380570B2; JP2004501782A; WO2002000391A9; US8512101B2; US7097543B2; WO2002000391A1; KR100913442B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Entfernen von Graten und ähnlich unerwünschten Teilen, die von Metallen und anderen relativ harten Materialien vorstehen.
Beschreibung des Standes der Technik
Aus der US-A-5,795,217 sind beispielsweise ein Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19 bekannt.
Das Entfernen von unerwünschten Vorsprüngen (worauf hier kollektiv als "Grate" Bezug genommen wird) von einer Oberfläche, beispielsweise Metall oder einem anderen relativ harten Material, ist in der Metalloberflächenveredelungsindustrie extrem wichtig. Das Vorhandensein eines nicht entfernten Grats an der Oberfläche eines Teils kann zahlreiche Probleme verursachen, beispielsweise eine Beeinträchtigung eines Flüssigkeitsstroms oder Schwierigkeiten bei der Positionierung von elektrische Ladung transportierenden Leitern.
Hersteller von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen und Flugzeugen sind besonders mit der Gratentfernung von den Innenflächen von Rohren, Zylindern und anderen Behältern und Gehäusen befasst. In manchen Fällen kann jedoch die Gratentfernung aufgrund der Position der Grate enthaltenden Oberfläche (auf die hier als "Grat aufweisende Oberfläche" Bezug genommen wird) sehr schwierig sein. Außerdem hat eine Grat aufweisende Oberfläche häufig eine unregelmäßige Form, die das Entfernen von Graten unter Verwendung vorhandener Entgratungsgeräte sehr mühsam und zeitraubend macht. Wenn beispielsweise zwei sich schneidende Bohrungen in ein Teil gebohrt werden, erzeugt der Durchbruch der zweiten Bohrung in die erste Bohrung eine Grat aufweisende Oberfläche, die nicht eben ist, sondern eine ellipsoide Form hat. Aufgrund der Position und Form dieser Grat aufweisenden Oberfläche können die daran befindlichen Grate mit einem herkömmlichen Entgratungsgerät nicht leicht abgeschliffen werden.
Ein weiteres wesentliches Problem ist das unbeabsichtigte Scheuern oder Stechen einer Oberfläche, das sich während der Vorwärtsbewegung eines Entgratungsgeräts zu einer Grat aufweisenden Oberfläche ergeben kann. Wenn beispielsweise ein Entgratungsgerät durch eine Bohrung vorwärts bewegt wird, um ein sich in einem Teil befindlichen Grat zu entfernen, kann die Schleiffläche des Geräts unabsichtlich mit der Wand der Bohrung in Berührung kommen, wenn das Gerät durch die Bohrung vorwärts bewegt wird, wodurch Material entfernt wird, das bevorzugt unbeschädigt bleiben soll. Ein Schaden kann sich auch ergeben, wenn die rotierende Schleiffläche an einem Grat oder einer anderen Unregelmäßigkeit der Oberfläche des Teils hängen bleibt und das Gerät zu einem seitlichen Springen oder zu einer Bewegung auf andere nicht kontrollierbare Weise veranlasst.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Gratentfernung entsteht, wenn es erforderlich ist, zwei oder mehr unterschiedliche Entgratungsgeräte in einem kleinen Raum in einem einzigen Behältnis oder Gehäuse zu verwenden. Dies tritt gewöhnlich auf, wenn auf ein grobes Gratentfernen ein Feinbearbeiten folgt, von denen jedes ein anderes Entgratungsmaterial oder eine andere Entgratungsgeräftorm erfordert. Diese Schwierigkeit besteht in gleicher Weise, wenn ein Behälter zwei oder mehrere unterschiedliche Materialien aufweist, jedes mit einer Grat aufweisenden Oberfläche, die einen eigenen Entgratungsmechanismus und zugeordnetes Material erfordert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein neues und verbessertes Entgratungsgerät bereit, das so ausgelegt ist, dass es Oberflächen an einem Werkstück abschleift, zu denen ein Zugang bisher sehr schwierig war. Die bevorzugten Ausführungsformen stellen auch eine Vorrichtung zum Schützen der Oberfläche eines Werkstücks gegenüber einem unabsichtlichen Scheuern oder Beschädigen bereit, wenn das Gerät in Position vorgeschoben wird und/oder seitlich aufgrund eines Haftens oder Rutschens springt.
Das Entgratungsgerät hat insgesamt eine Zugangseinrichtung (beispielsweise einen Arbeitsschaft), eine Schleiffläche und ein Nichtschleifelement. Die Schleiffläche hat ein Querschnittsprofil, das größer ist als die Zugangseinrichtung. Das Nichtschleifelement hat ein Querschnittsprofil, das größer ist als die Schleiffläche. Das Nichtschleifelement ist so ausgelegt, dass es das Werkstück gegenüber der Schleiffläche schützt, wenn das Gerät zu einem Grat hin vorwärts bewegt wird. Das Nichtschleifelement verhindert, dass die Schleiffläche das Werkstück unbeabsichtigt berührt und abschleift und ist deshalb besonders zweckmäßig, wenn das Gerät durch eine kleine Öffnung (beispielsweise eine Bohrung) vorwärts bewegt wird, oder in Situationen, in denen es schwierig ist, das Gerät in einer stationären Position zu halten. Ein signifikanter Vorteil des Entgratungsgeräts ist die Fähigkeit des Schleifmechanismus, Flächen selektiv zu schleifen, die in der Form unregelmäßig sind oder sich in schwierigen Bereichen eines Werkstücks befinden. Obwohl das Gerät in Bezug auf die Gratentfernung beschrieben wird, kann das Gerät auch zum Abschleifen einer breiten Vielfalt von anderen Flächen verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Entgratungsgerät bereitgestellt

– mit einer Zugangseinrichtung, die einen proximalen und einen distalen Endabschnitt hat, wobei die Zugangseinrichtung um eine Längsachse drehbar ist,
– mit wenigstens einem Schleifmechanismus, der längs des distalen Endabschnitts der Zugangseinrichtung angeordnet ist, wobei der Schleifmechanismus ein erstes Querschnittsprofil hat und mit einem Schleifmaterial zum Abschleifen eines ausgewählten Abschnitts eines Werkstücks versehen ist, und
– mit wenigstens einem Nichtschleifelement zum Schützen des Werkstücks gegen ein unerwünschtes Schleifen, wobei das Nichtschleifelement ein zweites Querschnittsprofil hat, das wesentlich größer als der Schleifmechanismus ist und so positioniert ist, dass das Werkstück geschützt wird, wenn der Schleifmechanismus längs des Werkstücks vorwärts bewegt wird, und wobei
– sich das Gerät dadurch auszeichnet, dass das erste Querschnittsprofil wesentlich größer als die Zugangseinrichtung ist und der Schleifmechanismus zur Bewirkung einer Gratentfernung von einer Ecke des Werkstücks geformt ist.

Bei einer Ausführungsform ist der Schleifmechanismus in etwa zylindersymmetrisch in der Form und hat eine freiliegende Schleiffläche (vorzugsweise mit einer Mohs-Härte von wenigstens etwa 5,5). Das Nichtschleifelement besteht aus einem relativ nichtabrasiven Material (vorzugsweise mit einer Mohs-Härte von weniger als 5,5), um die Oberfläche vor einem unerwünschten Abscheuern oder Einstechen zu schützen.
Bei Variationen der vorliegenden Vorrichtung kann das Nichtschleifelement an dem Schleifmechanismus oder an dem Arbeitsschaft angebracht werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Nichtschleifelement distal an dem Schleifmechanismus angebracht und hat einen Außenumfang, der kreisförmig ist. Das Nichtschleifelement kann in Form eines Bundes vorgesehen werden, der sich außen um den Schleifmechanismus herum erstreckt.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Arbeitsschaft auslenkbar und kann gebogen oder verformt oder gekippt werden, wenn sich der Schaft dreht, um dazu beizutragen, den Schleifmechanismus einer Grat aufweisenden Fläche auszusetzen. Bei einer Ausgestaltung wird ein relativ unflexibler Arbeitsschaft an einem flexiblen Koppelungselement befestigt. Das flexible Koppelungselement ermöglicht es, dass sich der Arbeitsschaft biegt, wodurch ein Zugang zu Bereichen innerhalb eines Teils erleichtert wird, die schwierig oder unmöglich mit herkömmlichen Geräten zu erreichen sind. Das flexible Kopplungselement kann auch zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf den Schleifmechanismus verwendet werden, um einen glatten und konsistenten Kontakt mit einer Grat aufweisenden Oberfläche während der Entgratung zu verbessern und zu gewährleisten. Das flexible Kopplungselement kann aus einem flexiblen Material, wie Kautschuk hergestellt oder mechanisch sein, beispielsweise eine flexible Feder oder ein flexibler Halter. Bei einer anderen Ausgestaltung wird wenigstens ein Teil des Arbeitsschafts aus einem flexiblen Material ausgebildet, welches in dem distalen Abschnitt des Arbeitsschafts ein Biegen ermöglicht.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Vorrichtung hat das Entgratungsgerät zwei oder mehr unterschiedliche Schleifmechanismen an einem einzigen Arbeitsschaft. Dieser Aspekt ermöglicht das Entfernen von Graten und die Feinbearbeitung der Oberfläche ohne Geräteaustausch.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Vorrichtung ist das Entgratungsgerät in der Größe so bemessen, dass es klein und vielseitig genug ist, um einen schnellen Austausch eines Typs des Schleifmechanismus durch einen anderen in einem kleinen Raum oder einer kleinen Bohrung zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Querschnittsform des Schleifmechanismus so gestaltet, dass ein unerwünschtes Entfernen von angrenzendem Material von der Oberfläche eines Werkstücks minimiert wird. Zu den verschiedenen Querschnitten des Schleifmechanismus können ein eiförmiger, ein vierseitiger, ein trapezförmiger oder ein polygonaler gehören.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Vorrichtung ist ein Schaftbegrenzungshalter vorgesehen, um seitliche Auslenkungen des sich drehenden Arbeitsschafts zu steuern oder zu verhindern. Dieser Aspekt hält den Schleifmechanismus von einem Springen oder Flattern ab und schützt somit das Werkstück gegen ein unbeabsichtigtes Entfernen von Material und gewährleistet eine weiche Bewegung des Schleifmechanismus.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schaft mit einer zusätzlichen drehbaren Masse (beispielsweise Schwungrad) versehen, welches die Winkelgeschwindigkeit des Schafts bei Vorhandensein von Reibungskräften aufrechterhält, auch nachdem ein Drehantriebsmechanismus für den Schaft abgeschaltet oder abgetrennt worden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Vorrichtung sind zwei oder mehr in etwa zylindersymmetrische Schleifmechanismen nur durch einen Raum oder durch einen Nichtschleifbund getrennt und an einem drehbaren Schaft festgelegt. Fakultativ hat jeder der Schleifmechanismen ein anderes Schleifmaterial oder eine andere Rauhigkeit oder Qualität des gleichen Materials. Deshalb kann das gleiche Entgratungsgerät bei unterschiedlichen Flächen oder Materialien ohne Entfernen des Entgratungsgeräts zur Verwendung gelangen, um den Schleifmechanismus zu ändern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Vorrichtung hat der Schleifmechanismus eine Bürste mit einem oder mehreren Vorsprüngen oder Borsten, die an dem Arbeitsschaft befestigt sind und sich von ihm aus radial erstrecken. Die Vorsprünge können aus einem Schleifmaterial hergestellt sein oder alternativ kann jeder der Vorsprünge mit einer Schleifkugel an dem Ende versehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Vorrichtung stellen die bevorzugten Ausgestaltungen auch ein Entgratungsgerät bereit, das sicher, zuverlässig und zweckmäßig zu verwenden und billig herzustellen ist.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen eines Grats von einer Kante eines Werkstücks bereitgestellt, bei welchem

– eine langgestreckte Zugangseinrichtung mit einem distalen Endabschnitt vorgesehen wird,
– ein Schleifmechanismus längs des distalen Endabschnitts der Zugangseinrichtung vorgesehen wird, wobei der Schleifmechanismus ein Schleifmaterial aufweist, welches den Rand des Werkstücks abschleifen kann,
– ein Nichtschleifelement längs des distalen Endabschnitts der Zugangseinrichtung vorgesehen wird, der das Werkstück nicht wesentlich abschleift, wobei das Nichtschleifelement einen Durchmesser hat, der größer als der Schleifmechanismus ist, und
– die Zugangseinrichtung bezüglich des Werkstücks gedreht wird,

Bei einer Variation des Verfahrens kann das Werkstück, auf dem sich die Grat aufweisende Oberfläche befindet, dadurch entgratet werden, dass das Werkstück anstatt oder unabhängig von der Zugangseinrichtung gedreht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des Entgratungsgeräts der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine Seitenansicht des Entgratungsgeräts von 1A, wobei der Arbeitsschaft bezüglich der Antriebswelle abgebogen ist.
2A ist eine Seitenansicht des distalen Endabschnitts des Entgratungsgeräts von 1, wobei der Schleifmechanismus in ein Werkstück vorgeschoben wird.
2B ist eine Seitenansicht des distalen Endabschnitts des Entgratungsgeräts von 1A, wobei der Schleifmechanismus in Kontakt mit der Ecke eines Werkstücks steht.
3A und 3B zeigen schematisch ein Entgratungsverfahren unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Werkstück bezogen auf den Schleifmechanismus gedreht wird.
4A und 4B zeigen schematisch ein Entgratungsverfahren unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Schleifmechanismus bezüglich des Werkstücks bewegt wird.
5A und 5B zeigen schematisch ein Entgratungsverfahren unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Werkstück bezüglich des Schleifmechanismus seitlich bewegt wird.
6A und 6B sind Seitenansichten des Entgratungsgeräts mit einem Kautschukkoppelungselement während des Einsatzes an einem Werkstück.
7A und 7B sind Seitenansichten des Entgratungsgeräts mit einem Schraubenfeder-Koppelungselement, das zwischen dem Arbeitsschaft und dem Schleifmechanismus angeordnet ist.
8A und 8B sind Seitenansichten des Entgratungsgeräts mit einem Schraubenfeder-Koppelungselement, das sich am proximalen Ende des Arbeitsschafts befindet.
9A und 9B sind Seitenansichten des Entgratungsgeräts mit einem flexiblen Arbeitsschaft.
10 ist eine weitere Ausführungsform eines Schleifmechanismus mit einem kugelig geformten Schleifmechanismus, an dem ein schützender Bund angebracht ist.
11A und 11B sind Seitenansichten des Schleifmechanismus von 10 während des Einsatzes an einem Werkstück.
12 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus mit zwei am distalen Ende des Arbeitsschafts angebrachten Schleifmechanismen.
13 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus mit einer Vielzahl von Vorsprüngen mit Schleifendstücken.
14 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus mit einem zusätzlichen Schleifnivellierabschnitt, der sich am distalen Ende des Arbeitsschafts befindet.
15A bis 15C sind Seitenansichten des Schleifmechanismus von 14, während des Einsatzes an einem Werkstück.
16A und 16B sind Seitenansichten einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus mit einem zusätzlichen Schleifring während des Einsatzes an einem Werkstück.
17A und 17B sind Seitenansichten einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus, der um den Arbeitsschaft schwenkbar ist.
17C ist eine Draufsicht auf den Schleifmechanismus von 17A und 17B und zeigt die Koppelung zwischen dem Schleifmechanismus und dem Arbeitsschaft.
18A ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus, der um einen kugeligen Ball verschwenkbar ist, die am distalen Ende des Arbeitsschafts befestigt ist.
18B zeigt in einer Schnittansicht die Verbindung zwischen dem Ball und dem Schleifmechanismus.
19 ist eine Schnittansicht eines flexiblen Schafts, der zum Steuern eines Schleifmechanismus verwendet wird.
20 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Schaftbegrenzungshalters nach der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt in einer Seitenansicht eine bevorzugte Form eines Schleifmechanismus.
22A zeigt in einer Schnittansicht eine Drehbasis, die zahlreiche Geräte zur Gratentfernung und zur Kantenfeinbearbeitung aufnehmen kann.
22B zeigt in einer Schnittansicht eine weitere Drehbasis, die zahlreiche Geräte aufnehmen kann, wobei ein Schaftantriebsmechanismus nicht vorgesehen ist.
23 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Entgratungsgeräts mit einem Schwungrad, das mit den in 22A gezeigten Drehbasen einsetzbar ist.
24A bis 24D sind Schnittansichten, die aufeinanderfolgend die Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Entfernen von Graten an einer Stelle zeigen, an der sich zwei Bohrungen in einem Werkstück schneiden.
25A ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Schleifmechanismus in Form einer zylindrischen Bürste, die in ein Werkstück eingeführt wird.
25B ist eine Seitenansicht der in 25A gezeigten Ausführungsform, wobei Schleifkugeln an der Bürste in Kontakt mit dem Werkstück stehen.
Ins Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung
1A und 1B zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Entgratungsgeräts 10 nach der vorliegenden Erfindung. Das Gerät 10 hat eine Antriebswelle 12, ein flexibles Koppelungselement 14, einen Arbeitsschaft 16, einen in etwa zylindersymmetrischen Schleifmechanismus 18, der konzentrisch an dem distalen Ende des Arbeitsschaftes 16 befestigt ist, und ein Nichtschleifelement in Form eines Bundes 20. Das gesamte Gerät 10 wird beispielsweise durch Verwendung eines Wellenantriebs-(Rotator-) Mechanismus 21, beispielsweise einem Motor, in Drehung versetzt, der mit dem proximalen Ende der Antriebswelle 12 gekoppelt ist.
Der Bund 20 ist an dem distalen Ende des Schleifmechanismus 18 angebracht und aus einem nichtabrasiven Material hergestellt, das die Oberfläche des Werkstücks nicht merklich abschleift. Der Zweck des Bundes 20 besteht darin, die Oberfläche des Werkstücks gegenüber einem unabsichtlichen Abscheuern oder Einstechen zu schützen, wenn das Entgratungsgerät 10 längs des Werkstücks oder durch es hindurch zu einer Grat aufweisenden Oberfläche vorwärts bewegt wird. Der Bund 20 kann mit dem Schleifmechanismus 18 durch geeignete Einrichtungen verbunden werden, beispielsweise durch Hartlöten, Schweißen oder mechanisch verbunden werden, beispielsweise Einrasten.
Natürlich können auch andere Arten von Nichtschleifelementen anstelle des Bundes verwendet werden, während der gewünschte Zweck des Schützens des Werkstücks auch erreicht wird. Es genügt irgendeine Bauweise eines Nichtschleifelements, bei der das Nichtschleifelement einen Durchmesser hat, der größer ist als der Durchmesser des Schleifmechanismus. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das Nichtschleifelement an dem Schaft statt an dem Schleifmechanismus angebracht werden. Bei anderen alternativen Ausgestaltungen kann das Nichtschleifelement mit dem Gerät über einen Lagermechanismus so ge koppelt werden, dass sich das Nichtschleifelement nicht zusammen mit dem Schleifmechanismus dreht.
Gemäß 1A und 1B hat der Schleifmechanismus 18 eine Schleifoberfläche, die für das Entfernen von Graten und anderem unerwünschten Material von der Oberfläche eines Werkstücks ausgelegt ist. Bei der dargestellten Ausgestaltung ist der Schleifmechanismus 18 so gezeigt, dass er eine Halbkugelform hat, die besonders gut für das Entfernen von Graten geeignet ist, die sich an der Kreuzung von zwei kreisförmigen Bohrungen in einem Werkstück befinden. Natürlich können auch andere Arten und Formen von Schleifmechanismen mit dem vorliegenden Gerät verwendet werden.
Das flexible Koppelungselement 14 kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, beispielsweise aus Kautschuk. Der Zweck des flexiblen Koppelungselements 14 besteht darin, das Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf den Arbeitsschaft 16 zu übertragen und dem Arbeitsschaft 16 die Fähigkeit zu geben, sich bezüglich der Antriebswelle 12, wie in 1B gezeigt ist, abzubiegen. Die Ausgestaltung des flexiblen Koppelungselements 14, das in 1A veranschaulicht ist, ist mit einem hohlen Kern 22 (d.h. einem Lumen) ausgebildet, das sich in Längsrichtung durch es hindurch erstreckt. In dem distalen Ende des Kerns 22 befindet sich eine erste Büchse 24 für die Aufnahme des proximalen Endes des Arbeitsschaftes 16. Zum Halten des Arbeitsschaftes 16 in der ersten Büchse 24 ist eine erste Madenschraube 26 vorgesehen. In dem proximalen Ende des Kerns 22 befindet sich eine zweite Büchse 28 für die Aufnahme des distalen Endes der Antriebswelle 12. Zum Halten der Antriebswelle 12 in der zweiten Büchse 28 ist eine zweite Madenschraube 30 vorgesehen. Die Madenschrauben 26, 30 können zum Entfernen von Schaft und Welle, eine oder beide, aus den Büchsen 24, 28 gelöst werden, um Teile auszutauschen, wenn dies für einen speziellen Gratentfernungseinsatz gewünscht wird.
Die 2A und 2B zeigen eine bevorzugte Verwendung der Ausführungsform des gerade beschriebenen Geräts zum Entfernen von Graten in einem relativ unzugänglichen Raum. 2A zeigt den Arbeitsschaft 16 während seiner Vorwärtsbewegung in eine Position durch eine Bohrung oder Öffnung zum Entgraten einer Kante 30B der Bohrung an einer Stelle, wo sich zwei Bohrungen in einem Werkstück 30 kreuzen. Wie in 2A gezeigt ist, verhindert der Nichtschleifbund 20, dass der drehende Schleifmechanismus 18 scheuert oder einsticht oder auf andere Weise Materialien von der Wand 30A der Bohrung während der Vorwärtsbewegung entfernt. Der Arbeitsschaft 16 wird bezüglich der Wand 30A aufgrund einer seitlichen Kraft abgebogen, die auf dem Bund 20 durch Kontakt mit der Wand 30A der Bohrung aufgebracht wird.
Wenn der Schleifmechanismus 18 zu der gewünschten Stelle vorwärts bewegt worden ist, wie es in 2B gezeigt ist, berührt der drehende Schleifmechanismus 18 die Kante der Bohrung 30B, der Grate enthält. Der Schleifmechanismus 18 läuft längs der Kante 30B bis alle daran befindlichen Grate entfernt sind. In 2A und 2B wird dieser Vorgang ausgeführt, während das Werkstück um eine zentrale Achse der Bohrung gedreht wird (wie durch die unteren Pfeile gezeigt ist). Das Werkstück wird so gedreht, dass der Schleifmechanismus die ganze Kante der Bohrung berührt. Bei der dargestellten Ausgestaltung hat die gekrümmte Außenfläche des Schleifmechanismus 18 eine Querschnittsform, die so ausgebildet ist, dass gewährleistet wird, dass die sich an der Kante 30B befindlichen Grate vollständig abgeschliffen werden, wenn das Werkstück gedreht wird.
Bei alternativen Ausgestaltungen braucht der Schleifmechanismus nicht in etwa zylindersymmetrisch zu sein und/oder der Arbeitsschaft braucht nicht in etwa konzentrisch an dem Schleifmechanismus befestigt zu sein. Bei jeder dieser modifizierten Ausgestaltungen berührt, wenn der Arbeitsschaft gedreht wird, ein Teil des Schleifmechanismus, jedoch nicht der ganze Schleifmechanismus, die abzutragende Oberfläche. Der Arbeitsschaft braucht auch nicht ein langgestrecktes zylindrisches Element zu sein. Es soll jede Vorrichtung innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, die in der Lage ist, ein Drehmoment auf den Schleifmechanismus zu übertragen.
3A und 3B zeigen verschiedene beispielsweise Verfahren zum Entfernen von Graten von der Kante eines Austrittslochs 34 in einem Werkstück 32 bei Verwendung der Ausführungsform des vorliegenden unter Bezug auf die 1A und 1B veranschaulichten Geräts. Jedes dieser Verfahren erreicht das gewünschte Ergebnis des Schleifens der gesamten inneren Kante des kreisförmigen Austrittslochs 34.
3A und 3B veranschaulichen ein erstes Verfahren, bei welchem sich der Schleifmechanismus 18 an einer festgelegten Stelle um eine stationäre Achse dreht. Während sich der Schleifmechanismus 18 dreht, dreht sich das Werkstück 32 ebenfalls, vorzugsweise in die entgegengesetzte Richtung, um eine Achse, die zur Drehachse des Schleifmechanismus 18 außermittig ist. 3A zeigt den Schleifmechanismus 18 in einer ersten Position bezüglich des Werkstücks 32. 3B zeigt das Werkstück 32 nach einer Drehung um etwa 45°. Wenn sich das Werkstück 32 in dieser neuen Position befindet, befindet sich der Schleifmechanismus 18 an einer anderen Relativstelle bezogen auf das Austrittsloch 34. Bei diesem Verfahren kann eine Drehbank verwendet werden, um das Greifen und Drehen des Werkstücks 32 oder des Geräts oder von beiden zu erleichtern.
Die 4A und 4B zeigen ein zweites Verfahren zum Entgraten der Kante eines Austrittslochs 34 in einem Werkstück 32. Bei Verwendung dieses Verfahrens wird das Werkstück 32 stationär gehalten, während die Drehachse des Schleifmechanismus 18 um das Austrittsloch 34 herum bewegt wird. 4A zeigt den Schleifmechanismus in einer ersten Position bezüglich des Austrittslochs 34. 4B zeigt den Schleifmechanismus, nachdem der Schleifmechanismus 18 zu einer anderen Stelle so bewegt worden ist, dass er in Kontakt mit einem anderen Bereich der Kante des Austrittslochs 34 kommt.
Die 5A und 5B zeigen ein weiteres Verfahren zum Entgraten der Kante eines Austrittslochs 34 in einem Werkstück 32. Bei Verwendung dieses Verfahrens ist die Drehachse des Schleifmechanismus 18 stationär, das Werkstück wird jedoch seitlich in einer X-Y-Ebene bewegt, wobei beispielsweise eine Fräsmaschine verwendet wird. 5A zeigt den Schleifmechanismus 18 in einer ersten Position bezogen auf das Austrittsloch 34. 5B zeigt das Werkstück 34, nachdem es in der X-Y-Ebene an eine neue Stelle so bewegt worden ist, dass der Schleifmechanismus 18 einen anderen Bereich der Kante des Austrittslochs 34 kontaktiert.
6A und 6B zeigen schematisch in einer weiteren Einzelheit den distalen Endabschnitt des Entgratungsgeräts, das vorstehend unter Bezug auf 1A und 1B beschrieben wurde. Der Arbeitsschaft 16 ist relativ starr und erstreckt sich vom distalen Ende eines flexiblen Koppelungselements 14 aus Kautschuk (oder einem anderen verformbaren Material) aus. An dem distalen Ende des Schafts 16 ist ein Schleifmechanismus 18 mit einem daran angebrachten Bund 20 festgelegt. Das flexible Koppelungselement 14 ermöglicht es, dass der Arbeitsschaft 16 abgelenkt wird, wenn die Wand 30A des Werkstücks 30 eine seitliche Kraft auf den Bund 20 ausübt, wie es in 6A gezeigt ist. Die Ablenkung des Arbeitsschafts 16 ermöglicht das Aufbringen einer zusätzlichen Kraft zur Unterstützung des Schleifmechanismus 18 für seinen Kontakt mit dem Abschnitt 30B des Werkstücks 30, der entgratet werden soll. Das flexible Koppelungselement 14 übt eine Reaktionskraft aus, die den Oberflächenkontakt erhöht, wenn der Schleifmechanismus 18 längs der Kante 30B des Werkstücks 30 läuft, wie es in 6B dargestellt ist.
7A und 7B zeigen eine erste Modifizierung eines Arbeitsschafts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat einen relativ starren drehbaren Arbeitsschaftabschnitt 38, einen Schleifmechanismus 18 und einen flexiblen Schaftabschnitt 36, der zwischen dem starren Arbeitsschaftabschnitt 38 und dem Schleifmechanismus 18 angeordnet und mit ihnen verbunden ist. Vorzugsweise ist der flexible Schaftabschnitt 38 eine flexible Verbindung oder Feder, die es ermöglicht, dass sich der Schleifmechanismus bezüglich des starren Schafts 36 abbiegt, wie es in 7A gezeigt ist. Über den Schleifmechanismus 18 erstreckt sich seitlich ein Bund 20 aus nichtabrasivem Material hinaus, um zu verhindern, dass die Seitenwand 30A abgescheuert oder gestochen wird, wenn der Schleifmechanismus 18 an Ort und Stelle bewegt oder von einem Bereich in der Nähe des Werkstücks 30 entfernt wird. Wenn der Schleifmechanismus 18 die Kante 30B des Werkstücks 30 berührt, übt die Feder 36 eine Kraft aus, die den Schleifmechanismus 18 hinsichtlich seines Kontakts und seines Laufs längs der Kante 30B unterstützt, wie es in 7B gezeigt ist.
8A und 8B zeigen eine zweite Modifizierung eines Arbeitsschafts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Modifizierung kann ein drehbarer starrer Schaftabschnitt 40 zwischen einem flexiblen Schaftabschnitt 42 und einem mit einem Bund 20 versehenen Schleifmechanismus 18 angeordnet werden. 8A zeigt die Vorrichtung, wenn der Schleifmechanismus 18 längs einer Seitenwand 30A in einer Bohrung eines Werkstücks 30 vorwärts bewegt wird. 8B zeigt die Vorrichtung, wenn der Schleifmechanismus 18 um die Kante 30B des Werkstücks 30 vorgeschoben wird.
Bei einer der in den 7A, 7B, 8A, 8B gezeigten Ausgestaltungen kann der Schaft einen hohlen Kern haben, der die Feder teilweise oder vollständig umschließt. Ein Schaftkern kann eine oder mehr als eine Feder aufweisen. Ein Schaftkern kann einen flexiblen Schaftabschnitt und einen im wesentlichen starren Schaftabschnitt haben. Bei jeder der hier offenbarten Ausgestaltungen kann das Nichtschleifelement eine im wesentlichen ringförmige Scheibe (d.h. ein Bund) oder eine im wesentlichen massive Scheibe (d.h. eine Patte) sein.
9A und 9B zeigen eine dritte Modifizierung eines Arbeitsschafts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Modifizierung ist wenigstens ein Abschnitt des Arbeitsschafts 44 relativ flexibel. Entsprechend dieser bevorzugten Ausgestaltung kann der Schaft aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, wozu beispielsweise ein Stahlkabel, eine Schraubenfeder und ein harter Kautschuk gehören.
Die in 9A und 9B gezeigte Ausgestaltung veranschaulicht ein weiteres Verfahren zum Entfernen von Graten aus einer Bohrung in einem Werkstück 30. 9A zeigt ein Werkstück 30 mit einer Bohrung, die eine Seitenwand 30A hat. Das Werkstück 30 dreht sich um die Mittellinie der Bohrung mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit ω1. Der drehbare Schaft 44 mit dem Schleifmechanismus 18 und dem Bund 20 wird längs der Mittellinie der Bohrung in dem Werkstück 30 vorwärtsbewegt. Der Arbeitsschaft 44 dreht sich mit einer zweiten Winkelgeschwindigkeit ω2. Vorzugsweise drehen sich das Werkstück 30 und der Schleifmechanismus 18 in entgegengesetzten Umfangsrichtungen (beispielsweise im Uhrzeiger- bzw. Gegenuhrzeigersinn) mit Winkelgeschwindigkeiten, die für den besonderen Einsatz speziell gewählt werden. Alternativ können sich sowohl das Werkstück 30 als auch der Schleifmechanismus 18 in der gleichen Richtung mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten (ω1, ω2) drehen. In jedem Fall erzeugt, wenn sich der flexible Arbeitsschaft 14 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω2 dreht, die Drehung der wesentlichen Masse des Schleifmechanismus 18 am distalen Ende des Arbeitsschafts 44 unvermeidbar eine bestimmte Asymmetrie in der Drehposition des Schleifmechanismus 18. Diese Asymmetrie führt dazu, dass sich das distale Ende des Arbeitsschafts 14 in der Richtung und/oder seiner seitlichen Position bezüglich des proximalen Endes des Schafts unterscheidet. Als Folge "flattert" der Schleifmechanismus 18, wenn er sich dreht und kommt schließlich in Kontakt mit einer Seitenwand 30A des Werkstücks 30. Der Arbeitsschaft 44 wird dann weiter durch die Bohrung so vorwärtsbewegt, dass der Schleifmechanismus 18 um die Öffnung in der Bohrung herum "schwabbelt", um die Grate längs der Kante 30B zu entfernen.
Gerätevariationen
Kugelig geformter Schleifmechanismus
10 zeigt den distalen Endabschnitt 100 eines Entgratungsgeräts nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. An einem ersten in etwa zylindersymmetrischen Schleifmechanismus 118A ist ein vorzugsweise starrer Arbeitsschaft 116 befestigt, während der Schaft und/oder der erste Schleifmechanismus an einem zweiten in etwa zylindersymmetrischen Mechanismus 118B befestigt oder damit verbunden ist. Der erste Schleifmechanismus 118A und der zweite Schleifmechanismus 118B sind durch eine Nut 114 oder gewünschtenfalls durch einen Hohlraum beabstandet. Zwischen dem ersten Schleifmechanismus 118A und dem zweiten Schleifmechanismus 118B und angrenzend daran ist ein Nichtschleifbund oder -schnappring 120 angeordnet. Der erste Schleifmechanismus 118A und der zweite Schleifmechanismus 118B können mit dem gleichen Schleifmaterial oder falls erwünscht mit unterschiedlichen Schleifmaterialien ausgebildet sein.
Wenn die Schleifmaterialien für die beiden Mechanismen unterschiedlich sind, können der erste Schleifmechanismus 118A und der zweite Schleifmechanismus 118B für unterschiedliche Zwecke an dem gleichen Werkstück verwendet werden. Beispielsweise kann der zweite Schleifmechanismus 118B für ein Entfernen von grobem Grat einer Oberfläche verwendet werden, während der erste Schleifmechanismus 118B für ein Glätten und Endbe arbeiten der gleichen oder einer anderen Oberfläche eingesetzt werden kann. Zusätzlich dient der zweite Schleifmechanismus 118B einem anderen Zweck. Wenn das Gerät 100 in Position in einer Bohrung oder Öffnung bewegt wird, kann der Durchgang des Geräts durch die Bohrung durch einen oder mehrere Grate blockiert werden, die sich seitlich von einer Seitenwand oder Oberfläche aus erstrecken, welche die Bohrung teilweise bildet. Wenn eine solche Sperre vorliegt, kann der zweite Schleifmechanismus 118B gedreht und vorwärts bewegt werden, um die Größe der Vorsprünge zu entfernen oder zu verringern, so dass das Gerät zu der gewünschten Stelle in der Bohrung bewegt werden kann. Der erste Schleifmechanismus 118A kann für einen ähnlichen Zweck verwendet werden, wenn das Gerät sich in die entgegengesetzte Richtung durch ein Werkstück bewegt.
Wie unter Bezug auf die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen beschrieben wurde, schützt der Bund 120 zwischen dem ersten und zweiten Schleifmechanismus 118A bzw. 118B eine Fläche gegenüber einem unbeabsichtigten Abscheuern und Einstechen. Bei dieser Ausgestaltung gewährleistet der Bund 120 auch, dass eine Oberfläche gegenüber einer der beiden Schleifmechanismen 118A oder 118B zu jeder Zeit am stärksten exponiert ist.
Ein bevorzugter Einsatz dieser Ausgestaltung 100 ist in 11A und 11B gezeigt. Der distale Endabschnitt 100 des Entgratungsgeräts ist in eine Bohrung oder ein Loch so eingeführt, dass der Bund 120 längs der Wand 130A eines Werkstücks 130 läuft, wie es in 11B durch den Pfeil gezeigt ist. Wenn der Bund 120 über die Kante 130B vorgeschoben ist, kommt der erste Schleifmechanismus 118A in Kontakt mit der Kante 130B für das Entfernen von daran befindlichen Graten.
Gemäß einer Eigenschaft, die nur für dieses Gerät gilt, kann dann der distale Endabschnitt 100 weiter in die Bohrung vorwärts bewegt werden, bis sich der Bund 120 distal zur Kante 130C des Werkstücks 130 befindet. Das Gerät wird dann so zurückgezogen, dass der Bund 120 längs der Wand 130D des Werkstücks 130 läuft, wie es in 11B veranschaulicht und durch den Pfeil gezeigt ist. Wenn der Bund 120 proximal bezüglich der Kante 130C zurückgezogen ist, kommt der zweite Schleifmechanismus 118B in Kontakt mit der Kante 130C zum Entfernen von daran befindlichen Graten. Man sieht, dass das Entfernen von Graten an der Kante 130C ohne den zweiten Schleifmechanismus 118B nicht möglich wäre, es sei denn, dass das Gerät von der gegenüberliegenden Richtung aus eingeführt wird. Deshalb ermöglicht diese Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise das Entfernen von Graten in einem Werkstück durch Einführen in die Bohrung von jeder Richtung aus.
Mehrfach-Schleifmechanismus an einem Arbeitsschaft
12 zeigt den distalen Endabschnitt 200 eines Entgratungsgeräts gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät hat einen ersten Schaft 202 und einen zweiten Schaft 204, wobei der eine Schaft oder beide Schäfte vorzugsweise starr sind und vorzugsweise in etwa konzentrisch sind. Bei einer Abänderung sind der erste und der zweite Schaft 202 und 204 Teile eines einzigen einheitlichen Schafts. Der eine oder beide Schäfte 202 und 204 sind an einem ersten Schleifmechanismus 218A befestigt oder damit verbunden, der einen ersten Nichtschleifbund 220A hat. Der zweite Schaft 204 ist an einem zweiten Schleifmechanismus 218B befestigt oder damit verbunden, der sich in der Nähe oder im Abstand von dem ersten Schleifmechanismus 218A befindet und der einen zweiten Nichtschleifbund 220B hat. Der erste und der zweite Schleifmechanismus 220A und 220B können die gleichen Schleifmaterialien oder unterschiedliche Schleifmaterialien aufweisen.
Die Ausführungsform kann dazu verwendet werden, zwei unterschiedliche Schleifmaterialien an einem einzigen Gerät bereitzustellen. Wenn man zwei Arten von Schleifmaterialien an einem einzigen Gerät hat, können zwei unterschiedliche Schleifarten ausgeführt werden, beispielsweise eine Gratentfernung und ein Polieren ohne Änderung des Geräts. Diese Ausführungsform kann auch dazu verwendet werden, zwei unterschiedliche Arten von Oberflächen an einem Werkstück zu schleifen, von denen jede ein anderes Schleifmaterial erfordert.
Schleifbürstenmechanismus
13 zeigt den distalen Endabschnitt 300 eines Entgratungsgeräts nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der eine Schleifbürste für die Gratentfernung verwendet wird. Bei dieser Ausgestaltung ist ein drehbarer Schaft 302 mit einer Vielzahl von seitlich gerichteten Stangen oder Vorsprüngen 304-1, 304-2 und 304-3 versehen, die in dem Schaft verankert sind und sich horizontal oder diagonal von ihm nach außen erstrecken. Jeder der Vorsprünge 304-12, 304-2 und 304-3 hat eine an seinem Ende oder in der Nähe seines Endes angebrachte Schleifkugel 306-1, 306-2 bzw. 306-3. Wenn sich der Schaft 302 dreht, werden eine oder mehrere der Schleifkugeln 306-1, 306-2 und 306-3 dazu gebracht, sich durch die Zentrifugalkraft nach außen zu bewegen, die Grat aufweisende Oberfläche zu kontaktieren und dadurch einen oder mehrere Grate von der Grat aufweisenden Oberfläche zu entfernen. Der Kontakt kann eintreten, weil die auf die Kugeln durch die Schaftdrehung ausgeübte Zentrifugalkraft einen oder mehrere der Vorsprünge 304-1, 304-2 und 304-3 dazu bringt, sich zu biegen. Wenn die Zentrifugalkraft zunimmt, nä hert sich jeder Vorsprung einem Schwenkwinkel zur Welle 302 von 90 Grad und die entsprechenden Kugeln 306-1, 306-2 und 306-3 bewegen sich so weit wie möglich vom Schaft 302 aus weg.
An dem distalen Ende des Arbeitsschafts 302 ist ein schützender Bund 308 vorgesehen, der verhindert, dass die Schleifkugeln 306-1, 306-2 und 306-3 mit der Oberfläche des Werkstücks in Kontakt kommen, wenn der distale Endabschnitt 300 längs des Werkstücks oder durch das Werkstück vorwärts bewegt wird. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Schleifkugeln 306-1, 306-2 und 306-3 so angeordnet, dass sie das Werkstück nur dann berühren, nachdem der Bund 308 über eine Kante eines Werkstücks vorwärts bewegt worden ist, so dass sie sich seitlich in einen Kontakt mit dem Werkstück bewegen können.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Geräts hat die Schleifbürste Vorsprünge, die an seinen Endstücken keine Schleifkugeln aufweisen. Bei dieser Ausführungsform sind die Vorsprünge selbst die Schleifmechanismen und sind aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Nylon.
25A und 25B zeigen eine weitere alternative Ausgestaltung des Geräts, bei dem eine zylindrisch geformte Schleifbürste 2500 am distalen Ende eines Arbeitsschafts 2502 vorgesehen ist. Auf diese Art von Bürste wird gewöhnlich als "Breitflächenbürste" oder "Zylinderbürste" Bezug genommen. Die Bürste 2500 hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 2504, die sich radial von dem Arbeitsschaft 2502 nach außen erstrecken. Jeder der Vorsprünge 2504 ist vorzugsweise an den Enden mit Schleifkugeln 2506 versehen. An dem distalen Ende des Arbeitsschafts 2502 ist ein schützender Bund 2508 mit einem Außendurchmesser vorgesehen, der größer ist als der Außendurchmesser der Bürste 2500. Da der Durchmesser des schützenden Bundes 2508 größer ist als der Durchmesser der Vorsprünge 2504, berühren die Schleifkugeln 2506 die Wand 2530A des Arbeitsstücks 2530 nicht, während die Bürste 2500 durch eine Bohrung, wie in 25A gezeigt, vorwärts geschoben wird. Wenn jedoch, wie in 25B gezeigt ist, der schützende Bund 2508 über eine Ecke 2530B des Werkstücks 2530 hinaus vorwärts bewegt ist, kommen die Schleifkugeln 2506 in Kontakt mit dem Werkstück 2530. Wie gezeigt, können sich einige der Schleifkugeln über die Ecke 2530B hinaus erstrecken und eine Wand 2530C berühren, wodurch alle Grate, die sich im Bereich der Ecke 2530B befinden, entfernt werden. Alternativ kann die in den 25A und 25B dargestellte Bürste 2500 ohne Schleifkugeln ausgebildet werden, wobei dann die Vorsprünge selbst die Schleifmechanismen sind.
Bei einer weiteren Alternative des Geräts kann ein zweiter Bund (nicht gezeigt) proximal zu den Vorsprüngen der vorher in 13, 25A und 25B veranschaulichten Bürste vorgesehen werden. Der zweite Bund kann im Durchmesser kleiner als der äußerste Durchmesser der Schleifkugeln sein, um den an einem Werkstück ausgeführten Abrieb zu begrenzen.
Schleif-Nivelliermechanismus
14 zeigt den distalen Endabschnitt 400 eines Entgratungsgeräts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat einen Schleifmechanismus 418 und weiterhin einen Nivelliermechanismus 422. Der Nivelliermechanismus 422 befindet sich vorzugsweise distal zum Schleifmechanismus 414 am distalen Ende des Arbeitsschaftes 402. Der Nivelliermechanismus 422 hat vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der Schleifmechanismus 418 und bildet ein Mittel zum Abtragen großer Grate vor dem Einsatz des Schleifmechanismus 418 (auf die Art und Weise, wie sie insgesamt vorstehend beschrieben ist). Bei der in 14 gezeigten Ausführungsform befindet sich der Nivelliermechanismus 422 zwischen einem ersten schützenden Bund 420 und einem zweiten schützenden Bund 424. Da der Nivelliermechanismus 422 dazu verwendet wird, große Grate zu entfernen, ist das Schleifmaterial an dem Nivellierabschnitt 422 vorzugsweise grober als an dem Schleifmechanismus 418.
15A bis 15C veranschaulichen den Einsatz der gerade unter Bezug auf 14 beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 15A gezeigt ist, berührt der Nivellierabschnitt 422 die Seitenwand 430A des Werkstücks 430 während der Vorwärtsbewegung nicht, da der Durchmesser des zweiten schützenden Rings 424 etwas größer ist als der Durchmesser des Nivellierabschnitts 422. Vorzugsweise hat der Durchmesser des ersten schützenden Rings 420 etwa die gleiche Größe wie oder ist etwas größer als der Durchmesser des Nivellierabschnitts 422. Deshalb bildet, wie in 15B gezeigt ist, der Nivellierabschnitt 422 ein Mittel zum Entfernen unerwünschter Vorsprünge von der Seitenwand 430A in dem Bereich nahe der Ecke 430B, wenn der zweite schützende Ring 424 über die Ecke 430B hinaus vorwärts bewegt wird. Nachdem der Nivellierabschnitt 422 verwendet worden ist, um große Grate oder andere Vorsprünge zu entfernen, kann dann der Schleifmechanismus 418 zum Einsatz kommen, um die Ecke 430B abzurunden oder zu polieren, wie es in 15C gezeigt ist.
Schleifringmechanismus
16A und 16B veranschaulichen den distalen Endabschnitt 500 eines Entgratungsgeräts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform hat ein drehbarer Schaft 502 an seinem einen Ende einen ersten Schleifmechanismus 418, den Bund 420 und einen zweiten Schleifmechanismus 522, der sich seitlich als Platte mit endlicher Dicke oder als Ansammlung von Schleifvorsprüngen erstreckt. Der distale Endabschnitt 500 des Entgratungsgeräts wird durch das Werkstück 530, wie in 16A gezeigt, so vorwärts geschoben, dass der Bund 520 längs der Wand 530A läuft. Wenn der erste Schleifmechanismus 518 die Grate von der Ecke 530B des Werkstücks 530 entfernt hat, wird das Gerät in eine zweite Position, wie sie in 16B gezeigt ist, vorwärts bewegt. In dieser Position sorgt der zweite Schleifmechanismus 422 für eine Schleifwirkung längs der Seitenwand 530A und der Ecke 530B des Werkstücks 530. Der Schleifring kann auch so positioniert werden, dass er sich auf die Oberfläche 530C, falls erwünscht, erstreckt. Der erste und der zweite Schleifmechanismus 518 und 522 haben vorzugsweise unterschiedliche Schleifmaterialien (beispielsweise für die Grobentgratung bzw. die Kantenfeinbearbeitung). Deshalb können wenigstens zwei unterschiedliche Entgratungsaufgaben ausgeführt werden, ohne den Schleifmechanismus auszutauschen oder den distalen Endabschnitt 500 des Entgratungsgeräts von dem Werkstück 530 zu entfernen.
Schwenkbar angebrachte Schleifmechanismen
17A und 17B zeigen den distalen Endabschnitt 600 eines Entgratungsgeräts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform kann der Schleifmechanismus 618, der sich seitlich von einem drehbaren Arbeitsschaft 602 erstreckt, in einem beliebigen Winkel bezüglich des Schafts 602 geschwenkt werden. Diese Eigenschaft ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass der Schleifmechanismus 618 bezüglich des Arbeitsschaftes 602, wie in 17B gezeigt ist, gekippt wird, während der Arbeitsschaft 602 und der Schleifmechanismus 618 gedreht werden.
Die Querschnittsform des Schleifmechanismus 618 ist vorzugsweise konkav und hat wenigstens ein lineares Segment (oder ist polygonal) mit geometrischen Parametern, die es dem Schleifmechanismus 618 ermöglichen, Grate an scharfwinkligen polygonalen Ecken 630B (beispielsweise eine rechteckige Ecke) zu entfernen, wie es in 17B gezeigt ist. Die Oberfläche des Schleifmechanismus 618 kann relativ hart abrasiv für ein grobes Entgraten oder relativ weich abrasiv für eine Oberflächenendbearbeitung sein. Vorzugsweise hat das Gerät einen, zwei oder mehrere Nichtschleifbunde 620A und 620B, um die Seitenwand 630A zu schützen, wenn der Schleifmechanismus 618 in Position bewegt oder aus dem Werkstück 630 entfernt wird, wie es in 17A dargestellt ist.
17C ist eine Draufsicht auf den Schleifmechanismus 618 und zeigt eine Ausführungsform, bei der der Arbeitsschaft 602 mit dem Schleifmechanismus 618 so gekoppelt ist, dass der Schleifmechanismus 618 bezüglich des Arbeitsschafts 602 schwenken kann. Der Arbeitsschaft 602 hat einen X-förmigen Querschnitt, der durch ein ähnlich geformtes Loch 604 passt, dass sich durch den Schleifmechanismus 618 erstreckt. Das Loch 604 ist größer als der Arbeitsschaft 602 und deshalb kann der Schleifmechanismus 618 innerhalb eines begrenzten Bereichs um den Schaft 602 schwenken.
Gemäß 17A und 17B ist an dem distalen Ende des Arbeitsschafts 602 eine Bodenplatte 606 befestigt, die verhindert, dass der Schleifmechanismus 618 vom Arbeitsschaft 602 abrutscht. Über dem Schaft ist eine Schraubenfeder 608 aufgepasst. Das obere Ende der Feder 608 wird an dem Schaft 602 durch eine obere Platte 610 gehalten. Das untere Ende der Feder 608 greift an der Oberseite des Schleifmechanismus 618 an und drückt dadurch den Schleifmechanismus 618 gegen die Bogenplatte 606. Wenn sich der Schaft 602 um seine zentrale Achse dreht, dreht sich auch der Schleifmechanismus 618 zum Abschleifen einer Oberfläche. Wie in 17B gezeigt ist, ist der Schleifmechanismus 618 aufgrund des Koppelungsmechanismus in der Lage, so zu kippen, dass er jederzeit einen konstanten Eingriff mit der Ecke 630B des Werkstücks 630 aufrechterhalten kann.
18A und 18B zeigen den distalen Endabschnitt 700 eines Entgratungsgeräts gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein kugelig geformter Ball 704 an dem distalen Ende des Arbeitsschafts 702 befestigt, während ein Schleifmechanismus 718 beweglich mit dem Ball 704 gekoppelt ist. Bei der gezeigten Ausgestaltung ist der Schleifmechanismus 718 mit einem scheibenförmigen Element versehen, das sich zwischen einem ersten schützenden Bund 720A und einem zweiten schützenden Bund 720B befindet. Durch den Schleifmechanismus 718 und die Bunde 720A, 720B erstreckt sich ein Loch 710. Das Loch 710 hat eine Form, die der Oberfläche des Balls 704 angepasst ist. Die Mitte des Balls 704 (wo der Durchmesser am größten ist) ist in der Mitte des Schleifmechanismus 718 angeordnet, wodurch der Ball 704 in dem Schleifmechanismus 718 arretiert ist. Der Schleifmechanismus 718 kann jedoch frei bezüglich des Balls 704 so schwenken oder kippen, dass die zentrale Achse des Schleifmechanismus 718 eine andere ist als die Achse des Arbeitsschafts 702, was in 18A gezeigt ist.
Um zu gewährleisten, dass der Schleifmechanismus 718 sich mit dem Arbeitsschaft 702 dreht, ist das Äußere des Balls mit einem Keil 712 versehen, der in einen Schlitz 714 passt, der längs des Lochs 710 in dem Schleifmechanismus 718 ausgebildet ist, was in 18B veranschaulicht ist. Wenn sich der Keil 712 in dem Schlitz 714 befindet, dreht sich der Schleifmechanismus 718 mit dem Arbeitsschaft 702 und gleichzeitig kann sich der Rand des Schleifmechanismus 718 frei nach oben und unten neigen. Deshalb ist der Rand des Schleifmechanismus in der Lage, einen konstanten Kontakt mit der Ecke 730B des Werkstücks 730 aufrechtzuerhalten, wenn der Arbeitsschaft 702 gedreht wird, was in 8A veranschaulicht ist. Bei der gezeigten Ausgestaltung ist die Querschnittsform des Schleifmechanismus 718 gekrümmt und konkav, um leichter eine abgerundete Ecke 730B an einem Werkstück 730 schleifen zu können.
Führungshülse
19 zeigt eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der der Arbeitsschaft 802 so gesteuert werden kann, dass er das Navigieren eines Schleifmechanismus 818 in einen schwierigen Bereich in einem Werkstück unterstützt. Bei dieser Ausgestaltung hat der Arbeitsschaft 802 einen superelastischen Kern 804, der sich leicht zu einem Bogen biegt. Der Schaft 802 hat ferner eine teilweise flexible Schaftführungshülse 806, die den größten Teil des Schaftkerns 804 abdeckt und sich mit ihm dreht, was jedoch nicht sein muss, und eine starre Führungshülse 808, die einen Teil der Schaftführungshülse 806 abdeckt und sich nicht dreht.
Schwingungsschutzmechanismus (Schaftbegrenzungshalter)
20 zeigt einen Schwingungsschutzmechanismus 900, der in vorteilhafter Weise bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Schwingungsschutzmechanismus 900 hat eine Einrichtung zum Verbessern der Oberflächenveredelung eines Werkstücks, indem eine unerwünschte Schwingung verringert und eine Bewegung des Arbeitsschafts 916 beschränkt wird. Der Schaftbeschränkungshalter 900 ist so ausgelegt, dass er eine unerwünschte seitliche Bewegung des Arbeitsschafts 916 beschränkt, wenn der Schaft 916 dreht und der Schleifmechanismus 918 auf einen mechanischen Widerstand trifft. Die Antriebswelle 912 erstreckt sich durch eine erste Öffnung 904 an einer Rückwand 930 des Bügels 910. Vorzugsweise ist die Rückwand 930 mit einem Schaftantriebsmechanismus 940 (beispielsweise einem Motor) oder mit irgendeiner anderen relativ starren Vorrichtung durch eine zweite Platte oder Verankerung 934 verbunden oder starr daran befestigt. Diese Verbindung gewährleistet, dass die Rückwand 930 sich nicht bezüglich des Schaftantriebsmechanismus 940 bewegt, wenn sich die Antriebswelle 912 dreht. Vorzugsweise ist der Durchmesser der ersten Öffnung 904 et was größer als der Durchmesser der Antriebswelle 912 und kann eine Büchse aufweisen, um jede Reibungskraft zu minimieren, die durch Drehen der Antriebswelle 912 erzeugt wird.
Die Vorderwand 932 des Bügels 910 hat eine Öffnung 906, welche die Bewegung des Schaftes 916 in einer seitlichen Richtung (x) erlaubt, jedoch eine Bewegung des Schafts in eine zweite seitliche Richtung (y) verhindert. Diese Ausgestaltung eines Schaftbegrenzungshalters ist besonders zweckmäßig, wenn sich der Schleifmechanismus 918 und der Schaft 916 in eine seitliche Richtung bewegen müssen, um den Konturen des zu entgratenden Werkstücks zu folgen. Das flexible Koppelungselement 914 ermöglicht eine Ablenkung der Antriebswelle 912 bezüglich des Arbeitsschafts 916.
Bei allen alternativen Ausführungsformen des Schaftbegrenzungshalters kann die Öffnung in der Vorderwand ein kreisförmiges Loch sein, das jegliche seitliche Bewegung des Arbeitsschafts 916 beschränkt. Das Vorhandensein der beiden ausgerichteten Öffnungen an beabstandeten Stellen gewährleistet, dass die Antriebswelle 912 und der Arbeitsschaft 916 ausgerichtet sind und sich über eine äußerst minimale seitliche Distanz, wenn sie drehen, bewegen. Obwohl nur eine Ausgestaltung eines Schaftbegrenzungshalters dargestellt ist, soll jeder andere Schaftbegrenzungshalter innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, der in der Lage ist, das gleiche Ergebnis zu erreichen.
Bevorzugte Formen des Schleifmechanismus
Die bevorzugte Form des Schleifmechanismus hängt im weiten Umfang von der Form der zu entgratenden Oberfläche ab. Zu den verschiedenen wünschbaren Querschnitten können ein eiförmiger, ein vierseitiger, ein trapezförmiger oder ein polygonaler gehören. 21 zeigt den distalen Endabschnitt 1000 eines Entgratungsgeräts mit einem Schleifmechanismus 1018 mit einer bevorzugten Form. Die gezeigte Form ist besonders gut zum Entfernen von Graten und anderem unerwünschten Material von einer Eckstelle in einem Werkstück geeignet. Die Winkeldifferenz zwischen der Seite 1018A und der Oberseite 1018B des Schleifmechanismus 1018 gibt dem Benutzer eine ausgezeichnete Kontrolle über die Seiten- und Längsbewegung des Geräts, wenn es sich um die Ecke eines Werkstücks herum bewegt. Wie in 21 zu sehen ist, ist die Oberseite 1018B des Schleifmechanismus 1018 nahezu senkrecht zum Arbeitsschaft 1016. Diese Eigenschaft ermöglicht es dem Gerät, sich tief um eine Ecke zu erstrecken und zu gewährleisten, dass die Gratentternung vollständig ist. Die Länge L des Schleifmechanismus 1018 kann entsprechend dem gewünschten Einsatz und der Größe des Raums variiert werden, in dem das Gerät benutzt wird.
Wie oben erörtert ist eine signifikante Eigenschaft der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein eines schützenden Bundes 1020 mit einem Durchmesser D₂, der größer ist als der Durchmesser D₁ des Schleifmechanismus 1018. Dieses Merkmal gewährleistet, dass der Schleifmechanismus 1018 das Teil nicht unabsichtlich beschädigt, wenn das Gerät zu der zu entgratenden Stelle vorgeschoben wird. Natürlich beeinflusst die Differenz der Durchmesser zwischen D₁ und D₂ die Materialmenge, mit der der Schleifmechanismus 1018 in Berührung kommt, wenn das Gerät zum Entgraten einer Kante an der Kreuzung von zwei Durchgangsbohrungen verwendet wird.
Mehrfachgeräte auf eine Drehbasis
22A und 22B sind Ansichten, die eine Anordnung zeigen, die einige der Eigenschaften der Erfindung beispielsweise an einer Fräsmaschine oder Drehbank als Nachrüstanordnung aufweist. 22A zeigt eine Drehbasis 1102 mit einer zentralen Längsachse 1103 und einer oder mehreren Öffnungen 1104-j, die in der Drehbasis 1102 ausgebildet sind. Eine oder mehrere der Öffnungen haben einen Hilfsdrehmechanismus 1105-j, der in ihnen angeordnet ist und eine unabhängige Drehung des Arbeitsschafts 1106-j vorsieht, der ein Arbeitsende (beispielsweise einen Schleifmechanismus) hat. Der Hilfsdrehmechanismus 1105-j kann als ein Schaftantriebsmechanismus für ein Entgratungssystem dienen (ähnlich dem Schaftantriebsmechanismus 21 in 1A und 1B). Beispielsweise kann sich die Drehbasis 1102 um ihre Achse 1103 im Uhrzeigersinn drehen und der Hilfsdrehmechanismus 1105-j kann den Schaft 1106-j unabhängig im Uhrzeigersinn oder gegen dem Uhrzeigersinn drehen, wie es durch die Pfeile in 22A veranschaulicht ist. Diese Eigenschaft ergibt einen "Revolver"-Mechanismus, der einen gleichzeitigen Zusammenschluss einer breiten Vielfalt von Entgratungs- und Kantenfeinbearbeitungsgeräten in einem einzigen Mechanismus ermöglicht. Eine Drehung des Revolvertisches erlaubt es dem Benutzer, schnell und leicht Geräte auszuwählen und auszutauschen.
Alternativ kann jede der Öffnungen, wie in 22B gezeigt, ohne einen Schaftantriebsmechanismus vorgesehen werden. Bei dieser Ausgestaltung kann eine Drehung des Schafts 1106-j durch eine externe Quelle vorgesehen werden, beispielsweise durch eine Druckluftpumpe oder einen Elektromotor, der an jeden der Arbeitsschäfte Leistungen liefert.
23 zeigt in einer Seitenansicht einen Hilfsdrehmechanismus 1105, der in einer Öffnung in der in 22A gezeigten Drehbasis 1102 angeordnet werden kann. Der Hilfsdrehmechanismus 1105 ist mit einem Schleifmechanismus 1107 und einem zugeordneten Bund 1108 über einen drehbaren Arbeitsschaft 1106 verbunden. Vorzugsweise ist der Schaft 1106 in der Lage, sich in Längsrichtung zu bewegen, um den Schleifmechanismus 1107 bezüglich eines Werkstücks (nicht gezeigt) zu positionieren. Bei der in 23 gezeigten Ausführungsform hat der Schaft 1106 weiterhin ein Schwungrad 1110 (oder eine andere ähnliche drehbare Masse), die einen Beharrungsmoment-Speichermechanismus bildet. Der Hilfsdrehmechanismus 1105 wird aktiviert, um die Drehzahl des Schaftes 1106 zu erhöhen. Wenn der Schaft 1106 eine geeignete Winkelgeschwindigkeit erreicht hat, wird der Schaft in Längsrichtung längs der Achse des Schafts 1106 bewegt, bis der Schleifmechanismus 1106 an einem Teil der zu entgratenden Bearbeitungsfläche angreift. Der Hilfsdrehmechanismus 1105 kann in seinem aktivierten Zustand den Schaft 1106 und den Schleifmechanismus 1107 weiterhin drehen.
Alternativ kann der Hilfsdrehmechanismus 1105 deaktiviert oder abgeschaltet werden. Bei dieser Ausführungsform drehen sich der Schaft 1106, der Schleifmechanismus 1107 und der zugeordnete Bund 1108 weiter mit einer Winkelgeschwindigkeit, die aufgrund der inneren Reibung und aufgrund der Reibung langsam abnimmt, die der Schleifmechanismus 1107 erfährt, wenn ein oder mehrere Grate entfernt werden. Der Einschluss der drehbaren Masse 1110 an dem Schaft 1106 ergibt ein zusätzliches Beharrungsmoment (I-ω², wobei I das Trägheitsmoment allein der drehbaren Masse ist), das dazu beiträgt, die Winkelgeschwindigkeit bei Vorhandensein von Reibung aufrecht zu erhalten. Die drehbare Masse 1110 ermöglicht es, dass das Entgratungsgerät für einen wesentlichen Zeitraum bei Fehlen einer Leistungsquelle eingesetzt wird.
Bevorzugte Materialien
Zu dem bei einem Schleifmechanismus verwendeten Schleifmaterial gehören ein oder mehrere Materialien, beispielsweise Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, Metall imprägniert mit Aluminiumoxid-, Bohrnitrid-, Bohrcarbid-, oder Diamantteilchen, Titan, Wolfram, Drahtborsten, Kunststoffborsten imprägniert mit einem abrasiven Material, Polierstein oder irgendein anderes Gratentfernungsmaterial mit einer Mohs-Härte, die wesentlich größer ist, als die der meisten Metalle (d.h. wenigstens gleich etwa 5,5). Für die Verwendung zum Abtragen von Metall besteht der Schleifmechanismus vorzugsweise aus Wolframcarbid.
Das für die schützende Hülle verwendete Nichtschleifmaterial kann ein Kunststoff oder ein anderes Opfermaterial oder ein Material mit einem Mohs-Härtewert sein, der unter dem oder in der Nähe des Werts des Metalls liegt, von dem Grate zu entfernen sind. Viele Metalle haben Mohs-Härtewerte um 5,5, so dass ein Nichtschleifmaterial mit einem Mohs-Härtewert im Bereich von 3 bis 5 geeignet sein kann. Zu den Nichtschleifmaterialien, die für den schützenden Bund einsetzbar sind, gehören Holz, Kunststoff, Kautschuk, poliertes Metall oder irgendein anderes Material mit einer Mohs-Härte von weniger als 5,5.
Arbeitsweise
24A bis 24D sind Schnittansichten des Inneren eines Werkstücks aus Metall, die einen beispielsweisen Einsatz der Erfindung zum Entfernen von Graten an einer Stelle zeigen, wo sich zwei Bohrungen unter Bildung eines "T-förmigen" Lochs schneiden. Der Durchbruch des Bohrlochs für die zweite Bohrung 2 in die erste Bohrung 4 erzeugt eine ellipsoidförmige Kante, die Metallgrate 6 aufweisen kann. Die Grate 6, die sich längs dieses Ellipsoids befinden, sind aufgrund ihrer Position innerhalb des Werkstücks gewöhnlich sehr schwierig zu entfernen. Außerdem sind herkömmliche Entgratungsgeräte nicht besonders für diesen Zweck geeignet, da die ellipsoide Kante aufgrund der Geometrie der sich schneidenden Löcher nicht planar ist. Das Entgratungsgerät der vorliegenden Erfindung ist jedoch zum Entfernen von Graten aus einem solchen Werkstück besonders geeignet. Es wird nun die Arbeitsweise des Entgratungsgeräts unter Bezug auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in 1A und 1B gezeigt ist.
Gemäß 24A wird das drehende Gerät 10 in Längsrichtung durch eine Bohrung in einem Werkstück vorwärts bewegt, während das Werkstück 8 um die zentrale Achse A-A der Bohrung gedreht wird. Das Gerät 10 wird längs einer Bahn vorwärtsbewegt, die parallel zur Drehachse des Werkstücks 8 ist. Während der anfänglichen Vorwärtsbewegung in das Werkstück 8 bewegt sich das Gerät 10 durch die Bohrung 4, ohne die Wand der Bohrung zu berühren.
Wie in 24B gezeigt ist, wird das Gerät 10, wenn es sich einmal in der Nähe der Kante 6 befindet, seitlich bezüglich der Bohrung so bewegt, dass der Bund 20 in Kontakt mit der Wand der Bohrung kommt. Der Bund 20 schützt die Wand der Bohrung, indem der Schleifmechanismus 18 von der Oberfläche weg gehalten wird. Aufgrund dieses Weghaltens wird der Arbeitsschaft 16, mit dem der Schleifmechanismus 18 und der Bund 20 verbunden sind, in einem Winkel von nicht Null bezogen auf eine benachbarte Fläche des Werkstücks 8 positioniert. Dieser Nicht-Null-Winkel wird durch Aufbringen einer seitlichen Kraft F_L erreicht, die eine Längsachse des Schafts 16 biegt oder auf andere Weise neu ausrichtet, der von einem Antriebsmechanismus und einem Schafthalter gehalten wird (wie es unter Bezug auf 20 beschrieben ist).
Wie in 24C gezeigt ist, wird dann das Gerät weiterhin durch die Bohrung längs einer Bahn vorwärts bewegt, die zur Drehachse des Werkstücks exzentrisch ist. Wenn sich der Bund 20 über eine Ecke C des Werkstücks hinaus vorwärts bewegt, fällt der Bund 20 nach unten und der Winkel zwischen dem Arbeitsschaft und der angrenzenden Fläche des Werkstücks wird verringert. Dieser Winkel schwankt jedoch, wenn das Werkstück 8 gedreht wird, da der Bund 20 mit der Seitenwand der zweiten Bohrung 2 in Kontakt kommt und diesen Kontakt verliert. 24C zeigt das Werkstück 8 mit der zweiten Bohrung 2 in einer Position, die senkrecht zu der gezeigten Ansicht ist. In dieser Position berührt der Bund 20 die Seitenwand der Bohrung.
Im Gegensatz dazu zeigt 24D das Werkstück mit der zweiten Bohrung 2 um weitere 90 Grad weitergedreht. In dieser Position kommt der Schleifmechanismus in Kontakt mit der Ecke C, wo die erste Bohrung 4 die zweite Bohrung 2 trifft. Wie durch diese Aufeinanderfolge von Figuren zu sehen ist, hat die Dicke des Bundes einen direkten Einfluss auf die Länge der Zeit, während der der Schleifmechanismus 18 die Ecke C der Bohrung während eines Drehzyklus kontaktiert. Deshalb kann die von dem Werkstück entfernte Materialmenge dadurch gesteuert werden, dass der Durchmesser des Bundes bezüglich des Durchmessers des Schleifmechanismus eingestellt wird.
Jede Ausführungsform hat ein oder mehrere der folgenden Charakteristika: (1) Bereitstellen eines Nichtschleifbundes kombiniert mit einem angrenzenden Schleifmechanismus zum Schützen einer Oberfläche gegenüber einem unbeabsichtigten Abrieb, wenn das System zum Entfernen von einem oder mehreren Graten in Position bewegt wird. (2) Bereitstellen eines Schleifmechanismus mit einer Querschnittsform, die der lokalen Form der Oberfläche entspricht, von der ein oder mehrere Grate zu entfernen sind. (3) Bereitstellen eines Schafts, der mechanisch belastet oder abgelenkt werden kann, um einen Schleifmechanismus mit einer gerichteten Kraft gegen eine Oberfläche zu schaffen, von der ein oder mehrere Grate zu entfernen sind. (4) Bereitstellen eines Schaftbegrenzungshalters, der die Schaftbewegung in eine oder mehrere seitliche Richtungen beschränkt, wenn sich der Schleifmechanismus dreht. (5) Verwendung eines Beharrungsmomentspeichers zur Aufrechterhaltung der Rotation des Schafts (der Schäfte), des Schleifmechanismus (der Schleifmechanismen) und des Bundes (der Bunde) nachdem der Schaftantriebsmechanismus abgeschaltet ist und die Winkelgeschwindigkeit langsam aufgrund von Reibungskräften abnimmt.
Trotz der Ausgestaltungen und Anwendungen der Erfindung, wie sie hier gezeigt und beschrieben sind, ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifizierungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es ist deshalb selbstverständlich, dass diese Erfindung innerhalb des Rahmens der beiliegenden Ansprüche anders als speziell beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

Entgratungsgerät – mit einer Zugangseinrichtung (16) mit einem proximalen und einem distalen Endabschnitt, wobei die Zugangseinrichtung um eine Längsachse drehbar ist, – mit mindestens einem Schleifmechanismus (18), der entlang dem distalen Endabschnitt der Zugangseinrichtung angeordnet ist, wobei der Schleifmechanismus ein erstes Querschnittsprofil aufweist und der Schleifmechanismus mit einem Schleifmaterial zum Schleifen eines ausgewählten Abschnitts eines Werkstücks ausgebildet ist, und – mit mindestens einem Nichtschleifelement (20) zum Schützen des Werkstücks gegen unerwünschtes Abschleifen, wobei das Nichtschleifelement ein zweites Querschnittsprofil hat, das wesentlich größer als der Schleifmechanismus ist, und das Nichtschleifelement zum Schützen des Werkstücks positioniert wird, wenn der Schleifmechanismus entlang dem Werkstück vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das erste Querschnittsprofil wesentlich größer als die Zugangseinrichtung ist und der Schleifmechanismus zum Entfernen eines Grats von einer Ecke des Werkstücks geformt ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Nichtschleifelement an dem Schleifmechanismus angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Nichtschleifelement an der Zugangseinrichtung angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Nichtschleifelement von dem Schleifmechanismus entfernt angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Nichtschleifelement einen Querschnitt mit Kreisform hat.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Schleifmechanismus in bezug auf einen Umfang einer zu entgratenden Oberfläche relativ klein ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Nichtschleifelement ein Bund ist.
Gerät nach Anspruch 7, bei welchem der Bund sich um einen Außenabschnitt des Schleifmechanismus erstreckt.
Gerät nach Anspruch 7, bei welchem der Schleifmechanismus mit einer im wesentlichen halbkugelartigen Form ausgebildet ist und der Bund sich um einen Außenabschnitt des Schleifmechanismus erstreckt.
Gerät nach Anspruch 7, bei welchem der Schleifmechanismus mit einer im wesentlichen kugelartigen Form ausgebildet ist und der Bund sich um einen mittigen Außenabschnitt des Schleifmechanismus erstreckt.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die Zugangseinrichtung in einer ausgewählten Richtung als Reaktion auf eine Kraft abgelenkt oder gebogen werden kann, die auf den Schaft in der ausgewählten Richtung ausgeübt wird.
Gerät nach Anspruch 11, welches ferner eine Schraubenfeder zum Koppeln des distalen Endes der Zugangseinrichtung an den Schleifmechanismus aufweist, wobei die Schraubenfeder so ausgelegt ist, dass der Schleifmechanismus in bezug auf die Zugangseinrichtung abbiegbar ist.
Gerät nach Anspruch 1, welches ferner einen Schleifring aufweist, der mit der Zugangseinrichtung an einer Stelle nahe an dem Schleifmechanismus verbunden ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Schleifmechanismus schwenkbar mit dem distalen Endabschnitt der Zugangseinrichtung gekoppelt ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die Zugangseinrichtung ein langgestreckter Arbeitsschaft mit einer nichtschleifenden Oberfläche ist.
Entgratungsgerät von Anspruch 15, das weiterhin – eine im wesentlichen starre Antriebswelle mit einem proximalen und distalen Endabschnitt, und – ein flexibles Kopplungselement aufweist, das zwischen dem distalen Endabschnitt der Antriebswelle und dem proximalen Ende des Arbeitsschafts so angeordnet ist, dass der Arbeitsschaft in bezug auf die Antriebswelle abbiegbar ist.
Entgratungsgerät nach Anspruch 1, bei welchem der Schleifmechanismus zum Schleifen einer Ecke eines Werkstücks geformt ist.
Entgratungsgerät nach Anspruch 1, bei welchem der Nichtschleifmechanismus für einen Eingriff mit einer Wand des Werkstücks während des Vorrückens längs des Werkstücks ausgelegt ist.
Verfahren zum Entfernen eines Grats von einer Kante eines Werkstücks, bei welchem – eine langgestreckte Zugangseinrichtung mit einem distalen Endabschnitt, – ein Schleifmechanismus längs des distalen Endabschnitts der Zugangseinrichtung, wobei der Schleifmechanismus ein Schleifmaterial aufweist, das die Kante des Werkstücks abschleifen kann, und – ein Nichtschleifelement längs des distalen Endabschnitts der Zugangseinrichtung vorgesehen wird, das das Werkstück im wesentlichen nicht schleifen wird, wobei das Nichtschleifelement einen größeren Durchmesser als der Schleifmechanismus aufweist, und – die Zugangseinrichtung in bezug auf das Werkstück gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, – dass der Schleifmechanismus einen größeren Durchmesser als die Zugangseinrichtung hat, – wobei das Entgratungsgerät entlang einer Wand des Werkstücks vorgerückt wird und – wobei das Nichtschleifelement an der Wand angreift, bis das Nichtschleifelement distal von der Kante des Werkstücks so vorgerückt wird, dass der Schleifmechanismus die Kante berührt, und – dass mindestens ein Grat durch Schleifen der Kante infolge des Kontakts mit dem Schleifmechanismus entfernt wird.