JP4796540B2 - 表面機械加工用回転工具 - Google Patents

Description

この発明は、外部リムが互いからある距離に配列された機械加工歯を備えているデイスクを備える表面機械加工用回転工具に関する。有利には、デイスクはゴム弾性デイスクである。さらに、機械加工歯は半径方向に整合され得るか、或いは半径方向に対して傾斜している配列を有する。これはほぼ傾斜的に位置されるが、しかし半径方向に延びている機械加工歯を意味する。

そのような回転工具はドイツ実用新案第２０２０３００９号明細書（特許文献１）に記載されている。この明細書では、事件の真髄は研削される物質上のステッカーの接着剤或いは汚れた物質を取り除く改良した研削デイスクである。問題の研削デイスクは柔らかいゴムから形成され得て、例えば手工具により回転方法で駆動され得る。研削領域は傾斜した面を少なくとも形成する一つの側面を備えている。

傾斜的に配置されなかった機械加工歯をもつ同様な回転工具はドイツ特許第１９８４５１６６号明細書（特許文献２）の主題である。つまり、問題の研削デイスクは金属表面から残存接着剤とプラスチックホイルを取り除く消し取り具として記載されている。このために、リングデイスクの外面は処理される表面に押圧されるので、例えばプラスチックホイルの接着した装飾と宣伝のような残存接着剤とホイルは軟化され分離される。これは、例えば自動車により慣習である如く関係した金属表面やさらに好ましく塗装された表面が損傷されることなしに好都合に実施される。

これに加えて、回転研磨工具はドイツ特許第３９２０９７２号明細書（特許文献３）により知られていて、その腐食要素はプラスチックに埋め込まれた研磨剤により屈曲自在に硬いプラスチックのふさの形態で形成される。

表面機械加工の公知回転工具はそれ自体で原理的には有効と立証されていたけれども、注意深い機械加工が必要であるばかりではなく、むしろこれが迅速に且つ特に効率的に同時に生じるところではそれら限界に接触する。これはこの発明内に入る。
ドイツ実用新案第２０２０３００９号明細書 ドイツ特許第１９８４５１６６号明細書 ドイツ特許第３９２０９７２号明細書

この発明は、最初に記載された設計の回転工具をさらに開発させる技術問題に基づいているので、効率が増加される、即ち表面の変更されない注意深い処理により機械加工時間が先行実施態様と比較されて短縮される。

この技術問題を解決ために、この発明の範囲内の請求項の序文による回転工具は、それぞれの機械加工歯がヒンジを形成する少なくとも一つの不均質性を有することを特徴とする。

この発明の範囲内で機械加工歯用のヒンジを形成するこの不均質性は、基本的には、大きく立方形設計から機械加工歯の横断面形状の偏向に対応する不均質性であり得る。有利には、不均質性はこの目的のためにくぼみとして設計されている。原理的には、不均質性は機械加工歯に導入された（プラスチック）ウエブとして、外側に加えられたウエブとして、スロットなどとして形成され得る。これは、さらに、機械加工歯の横断面形状からの偏向を意味し、不均質性は選択的或いは付加的な材料条件の変形態様である。

任意の場合には、問題の不均質性は、不均質性の領域の長い延長部における機械加工歯が弱化を受けて、結果としてヒンジが形成される。これは不均質性としてのくぼみによりほとんど達成される。

このくぼみとこのヒンジをそれぞれに形成するアンダーカットとによって、機械加工歯は既に記載される如く、問題のヒンジの領域における材料厚さに関して長手方向延長部において慎重に且つ定義された形式に（僅かに）弱化される。材料厚さのこの減少は自然に全体として機械加工歯に生じる負荷を考慮され、機械加工歯の引き離しが心配される必要がないような寸法とされなければならない。反対に、形成されたヒンジが傾斜位置を越えて作動において機械加工歯の傾斜位置を支持し、それがいずれにしても現れて、負荷されていない状態に予め設置される。機械加工歯が半径方向に延びるならば、同等のことが適用される。形成するくぼみのために、ヒンジがいつも傾斜位置を支持し、材料圧縮に結合する。

それ故に、機械加工歯はそれ自体に全機械加工先刃により且つ追加的に表面により機械加工される物質に使用するので、特に有効な研削効果が達成される。これに関連して、デイスクの回転方向と比較されたそれぞれの機械加工歯の前記機械加工先刃がこの回転方向と反対に傾斜している。つまり、機械加工後刃は回転方向に対する対応傾斜を有する。これは、整合を意味し、個々の機械加工歯の作用が特許文献３の範囲内に使用されるように屈曲自在に硬いプラスチックの単フイラメントと比較できる。しかしながら、これと比較して、機械加工される表面が保護され、さらに好ましい塗装面は例えば自動車により慣例であり、特許文献２の記載と同様に損傷されない。

ヒンジを形成するくぼみ或いはアンダーカットが単に機械加工歯の一つの側面に、即ちそれぞれの機械加工後刃に設けられるならば、有効であることが立証された。これに加えて、ヒンジを形成する問題のくぼみが機械加工歯の歯元端に形成されるならば、記載の効果が特に観察される。この方法では、機械加工歯の全長が所望方法で成形ヒンジによって旋回され、作用でどのように予め設置された傾斜位置に加えて、この方法で機械加工される表面により機械加工先刃のほとんど全面接触を保証する。

一般に、それぞれの機械加工歯の先刃と後刃は半径方向に対する異なる傾斜位置を備えている。結果として、ヒンジの領域における足りない材料厚さの補償は有効に行われる。この方法では、それぞれの機械加工歯が幅広いベースと狭いヘッドをもつ切頭円錐体の形態の横断面或いは台形状横断面を有する。

デイスク或いはリングデイスクは一般にゴム或いはゴム弾性プラスチックから製造され、研磨粒子が全体として或いは主に機械加工先刃に周辺機械加工歯に付加的に埋め込まれ得る。ここでは、例えば鋼玉の研磨粒子、或いは炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素或いはダイヤモンドの研磨粒子が有効であることが立証された。研磨粒子の粒子寸法が特別な微細さと非常な粗さの間に分類できる。

これは、機械加工される表面の条件に依存する。例えば特別微細粒子寸法或いは機械加工先刃の研削乳剤による湿潤は、例えば残存接着剤とホイルが塗装面或いは金属面から取り除かれるならば、使用され得る。これと対称的に、例えば塗料が塗装面或いは金属面或いは他の表面から取り除かれるべきであるか、或いは他の表面機械加工が望まれるならば、媒体微細或いは媒体粗い研磨粒子が得策である。例えば金属或いは鋼面の非腐食が企図されるならば、粗い研磨粒子や非常に粗い研磨粒子が使用される。いずれにしても、研磨粒子の選択や適用ができるならば、研削乳剤に依存して、各場合に必要とされた表面機械加工に対する適合が可能である。

デイスクの好ましいゴム弾性開発によっていつも、すべての三次元方向に観測される機械加工歯の大きな弾性は高重合構造により表される（１と５００Ｎ／ｍｍ² 間の弾性係数）。この方法では、発明による回転工具或いはホイル消しゴムが例えば毎分３０００回転の速度で駆動され、さらに波形表面を機械加工でき、作動中に機械加工歯旋回ヒンジ状に機械加工される表面との大きな領域接触によるかなりの程度の精度を有する。

この方法では、一方では低押圧力による作業が可能であるが、しかし他方では、特に高効率や金属或いは塗装面から残存接着剤とプラスチックホイルなどの有効な取り除きが実施される。さらに、デイスクの冷却や表面からそれぞれに分離される可能な研磨粒子や構成部品の放出に貢献する換気効果は、間隔を置いた機械加工歯であるから保証される。

ヒンジを形成する各くぼみが歯元側に機械加工歯を連結する連結ウエブの領域に形成されているならば、有効であることが立証された。現実には、ヒンジを形成するくぼみ或いはアンダーカットと連結ウエブはユニットを形成し、一緒に横断面の円弧形状に形成されている。結果として、ヒンジを形成するくぼみと連結ウエブの両方がデイスクの機械加工工程において定義され得て、例えば機械加工歯を備えたデイスクはヒンジを形成するくぼみと連結ウエブの領域における歯元端で各場合に加工される。

詳細には、機械加工歯は半径方向と比較された５−２０°の傾斜位置を有する。さらに好ましくは５−１５°の傾斜位置の値や優先には約１０°と１２°の間の傾斜位置の値は特に好ましいことが立証された。

これに加えて、デイスクは一般に回転工作機械に連結するデイスクホルダー用の少なくとも一つの取付け部をもつ内部リムを備えている。原理的には、デイスクは手動で駆動され得る。しかしながら、前記数の回転数を実施するために、必要な速度と対応駆動動力に有効である回転機工具が得策である。

最終的に、機械加工歯が各場合に傾斜位置やヒンジ可動性により機械加工される表面と機械加工歯との全領域接触によって支持される傾斜面を有するならば好ましいことが立証された。現実には、それぞれの機械加工歯の機械加工先刃と後刃のような表面が回転工具の回転方向に対して主として傾斜されている。数度の角度、例えば３−８°の角度はこの点では有効であることが立証された。機械加工歯のそれぞれの表面の傾斜位置によって、外部リムに於けるデイスクは研削能力を維持する鋸歯状周辺形状を有する。結果として、回転工具は有効に形成され、そのゴム弾性デイスクは優先的に特に設計され且つ整合された機械加工歯を備えている。作動中にこれら機械加工歯はほとんど全機械加工先刃（とその表面）により機械加工される物質の表面と接触し、そこでそれらは表面を損傷することなしに全表面から残存接着剤とホイル、広告などの有効な取り除きを保証する。

次に、この発明は、単に一例示的態様を表す図面に詳細に説明される。唯一の図面がこの発明の回転工具を断面で示す。

図には、デイスク１、リングデイスクやホイル消し取り具としてそれぞれに実施態様における表面機械加工用の回転工具が示されている。問題のデイスク１はゴム弾性プラスチックから成り、この場合にポリウレタン（ＰＵＲ）から成る。しかしながら、外部リム２のみがゴム弾性プラスチックから形成され、内部リム３が熱可塑性ゴムから成ることが可能である。

機械加工するために、デイスク１は外部リム２と内部リム３を有し、そのデイスクが回転式に駆動され且つ単に示されるデイスクホルダー４に連結させるように取付けられている。デイスク１の外部リム２はその周辺上に分布され且つその周辺から離れて立つ屈曲自在に弾性的な機械加工歯５を有し、そられ歯は互いに等間隔に設けて外部リム２上に配列されている。

それぞれの機械加工歯５は機械加工先刃６と機械加工後刃７とを有する。機械加工先刃６と機械加工後刃７がそれぞれの角度α、βによって予め設置された半径方向に対する傾斜位置を有することが明らかである。

現実には、機械加工先刃６（角度α）と機械加工後刃７（角度β）は例示的態様では角度αが約１１°であり、βが約８°の値と仮定し、半径方向Ｒに対する異なる傾斜位置を備えている。結果として、それぞれの機械加工歯５は、幅広い歯元と比較的狭い頭部とをもつ横断面の切頭円錐状形状を有する。機械加工用先刃６と後刃７のそれぞれの傾斜位置は、全体としての機械加工歯５が前記半径方向Ｒと比較されて斜めに位置され、特に回転方向Ｄに対して傾斜している。

それぞれの機械加工歯５はこの場合にヒンジを形成するくぼみ８或いはアンダーカットとして設計される少なくとも一つのヒンジを形成する少なくとも一つの不均質性を有するという事実がこの発明にとって特に重要である。この場合にヒンジを形成するくぼみ８が機械加工後刃７の領域に、特に対応する機械加工歯５の歯元端に位置されることが明らかである。その他に関して、ヒンジを形成するくぼみ８は機械加工歯５の間隔を予め設置する連結ウエブ９と直接に合併する。現実には、ヒンジを形成するくぼみ８と対応する連結ウエブとは一緒に同じ半径をもつ横断面の円弧形状に設計されている。この方法では、問題の連結ウエブ９とヒンジを形成するくぼみ８とは一つの製造工程で形成されている。

さらに、それぞれの機械加工歯５が傾斜した表面１０を有することが明らかである。傾斜位置のそれぞれの角度γはおよそ５°の範囲にあり、一緒に３°と８°の間の寸法にされ得る。機械加工先刃６と機械加工後刃７として、それぞれの機械加工歯５の傾斜した表面１０が回転方向Ｄ或いは回転工具の作業方向に対して傾斜されている。この方法では、ヒンジを形成するくぼみ８の結果として工作物と接触する状態の機械加工歯５が追加的勾配を受けるので、実際に機械加工するために、全機械加工先刃６と傾斜表面１０が問題の表面と接触して、工作物を機械加工されることが達成される。

この理由のために、少なくとも研磨粒子１１はそれぞれの機械加工歯５の機械加工先刃６及び傾斜表面１０又はそれらのいずれか一方に埋め込まれ得る。これら研磨粒子は微細粒子寸法をもつ鋼玉である。

デイスクホルダー４を内部リム３に据え付けるために、この内部リムはデイスクホルダーのウエブに係合され得るスロット型据付具１２を備えている。デイスクホルダー４自体は回転式に作業する工作機械により回転方向Ｄに駆動される。

この発明の回転工具を断面で示す。

符号の説明

１．．．．デイスク
２．．．．外部リム
３．．．．内部リム
４．．．．デイスクホルダー
５．．．．機械加工歯
６．．．．機械加工先刃
７．．．．機械加工後刃
８．．．．くぼみ
９．．．．連結ウエブ
１０．．．傾斜表面
１１．．．研磨粒子
１２．．．スロット型据付具
Ｄ．．．．回転方向
α、β．．．角度
Ｒ．．．．半径

Claims (11)

1. ゴム或いはゴム弾性プラクチス製デイスク（１）を備え、そのデイスクの外部リム（２）には互いから間隔を置いた機械加工歯（５）を備えている表面機械加工用回転工具において、それぞれの機械加工歯（５）がゴム或いはゴム弾性プラクチスに研磨粒子を埋め込んだものであり、機械加工歯の歯元端の回転方向後方の面にはくぼみ（８）が形成され、機械加工歯が半径方向に対し回転方向後方に傾斜していることを特徴とする回転工具。
2. くぼみ（８）が歯元端で機械加工歯（５）を接続する接続部分（９）の領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
3. くぼみ（８）を形成するのと一緒に形成された接続部分（９）が横断面の形状で円弧に形成されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の回転工具。
4. それぞれの機械加工歯（５）は傾斜した表面（１０）を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転工具。
5. 表面（１０）が回転方向（Ｄ）に対して傾斜されていることを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
6. 半径方向（Ｒ）に対するそれぞれの機械加工歯（５）は５−２０°の斜め位置（α）を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転工具。
7. 半径方向（Ｒ）に対するそれぞれの機械加工歯（５）は５−１５°の斜め位置（α）、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転工具。
8. 半径方向（Ｒ）に対するそれぞれの機械加工歯（５）は、約１０−１２°の斜め位置（α）を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転工具。
9. デイスク（１）はデイスクホルダー（５）用の取付具（１２）をもつ内部リム（３）を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回転工具。
10. それぞれの機械加工歯（５）は横断面を切頭円錐状に形成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転工具。
11. それぞれの機械加工歯（５）は半径方向（Ｒ）に対して異なる斜め位置（α、β）を備える機械加工先刃（６）と機械加工後刃（７）を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回転工具。

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