KR20070093362A - 브러쉬 유닛 및 브러쉬 유닛을 이용한 재료 표면의기계가공법 - Google Patents

브러쉬 유닛 및 브러쉬 유닛을 이용한 재료 표면의기계가공법 Download PDF

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KR20070093362A
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베르네르 몬타바우르
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몬티-베르크조이게 게엠베하
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Abstract

본 발명의 목적은 바깥쪽으로 돌출된 강모(bristles)(5)로 형성된 강모 림(8)이 마련된 원형 브러쉬(4, 5) 및 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더(10, 11)를 갖춘 브러쉬 유닛(3)을 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 회전식 강모 림(8)을 지나고 특정 시간 동안 강모(5)를 정지시키는 정지 수단(14)이 추가적으로 제공되어 강모가 정지 수단으로부터 떨어진 후에 전술한 정지 과정의 결과로 저장된 운동에너지를 이용하여 강모(5)로 재료의 표면을 타격하는 방식으로 추가적인 가공을 행한다.
원형 브러쉬, 강모, 브러쉬 홀더, 정지 수단

Description

브러쉬 유닛 및 브러쉬 유닛을 이용한 재료 표면의 기계가공법{BRUSH UNIT AND METHOD FOR MACHINING A SURFACE OF A MATERIAL BY MEANS OF THE BRUSH UNIT}
도 1은 회전식 브러쉬 장치에 의해 구동되는 브러쉬 유닛을 포함하는 회전식 브러쉬 장치의 사시도.
도 2 및 도 3은 작동중인 브러쉬 유닛의 상세도.
도 4는 그 구성요소 부품과 함께 브러쉬 유닛을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3 : 브러쉬 유닛
4, 5 : 원형 브러쉬
7 : 수용 보어
8 : 강모 림
10, 11 : 브러쉬 홀더
14 : 정지 수단
본 발명은 바깥쪽을 향해 돌출된 강모로 형성된 강모 림이 마련된 원형 브러 쉬 및 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더를 갖춘 브러쉬 유닛에 관한 것이다.
이러한 브러쉬 유닛은 DE 43 26 793 C1에서 제안되었다. 종래 기술의 브러쉬 유닛은 만족스럽다는 것이 증명되었다.
DE 10 2004 021 188 A1에서는 가공될 재료 표면 상에서 정점 대 저점 높이(peak-to-valley height)를 원하는 대로 일정하게 유지하도록 강모의 선단을 재연마하기 위해 연마 요소를 이용한 작업이 수행되는 브러쉬 유닛을 개시하고 있다. JP 2001334453 A에는 이와 유사한 내용을 개시되어 있다.
US 4 619 708과 같이, US 2 751 616은 바깥쪽 둘레에 접합된 강모를 구비한 원통형 세척 브러쉬를 개시하고 있다. 또한, 일종의 정지 장치가 사용될 수도 있다. 그러나, 바깥쪽으로 돌출된 강모로 형성된 강모 림이 마련되며 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더는, 이 홀더와 원형 브러쉬가 분리되어 있으며 의도적으로 전술한 특허에서 생략되어 있다.
종래 기술의 브러쉬 유닛은 대체로 입증된 바 있지만, 50 ㎛, 60 ㎛, 또는 심지어 70 ㎛ 이상의 정점 대 저점 깊이가 필요한 경우로 한정되는 경향이 있다. 전술한 정점 대 저점 깊이는 지금까지 샌드블래스트법(sandblasting)에 의해서만 가능한 것이었다. 예를 들어, 코팅 작업 이후에 코팅이 확실하게 부착된다는 것을 보장할 수 있도록 코팅 작업 이전에 대상 재료의 표면을 준비하기 위해, 실제로 이러한 정점 대 저점 깊이가 요구된다. 그러나, 전술한 샌드블래스트법은 환경적인 이유로 점차 각종 제한에 직면하고 있다. 샌드블라스트법에 의해 초기화된 작업 대상물에 대한 용례에 있어서, 필요한 모래와 함께 종종 막대한 처리 비용이 소요 되는 특별한 폐기물이 발생한다. 또한, 샌드블라스트법에서는 기계가공되지 않는 제품 표면을 보호하기 위해 추가적인 보호 조치가 필요하며, 막대한 기계 보관 비용이 요구된다. 샌드블라스트법은 시간과 비용면에서 모두 비싸다.
본 발명은, 이전의 샌드블라스트 기계가공법을 이용하여서는 가능하지 않았던 정점 대 저점 높이를 재료 표면 상에서 얻기 위해, 전술한 구성의 브러쉬 유닛을 추가적으로 개발하는 것과 관련된 기술적인 문제에 관한 것이다.
상기 기술적인 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따라 회전식 강모 림을 지나는 정지 수단이 마련되는 일반적인 브러쉬 유닛으로서, 강모가 정지 수단으로부터 떨어진 후에 (정지 수단을 이용하여 정지시킴으로써) 강모에 저장된 운동에너지를 사용하여 강모로 재료 표면에 추가적인 타격식 기계가공을 수행할 수 있도록, 상기 정지 수단이 강모를 특정 시간 동안 정지시키는 것인 브러쉬 유닛이 제공된다.
본 발명에 따르면, 회전식 브러쉬 링을 지나는 정지 수단은 강모가 일시적으로 정지되도록, 즉 특정 시간 동안 정지되도록 보장한다. 이것은, 필요에 따라 정지 수단이 조정될 수 있으며 브러쉬 링을 지날 수 있고 이후에 브러쉬 링을 빠져나와 더 이상 강모에 걸리지 않도록 함으로써 행해질 수도 있다.
상기 정지 수단이 강모 림을 지나고 일시적으로 브러쉬를 정지시키는 과정 동안에 운동에너지는 일반적으로 브러쉬 및/또는 원형 브러쉬에 저장된다. 이는 상기 정지 수단이 전체적으로 회전하는 강모 또는 원형 브러쉬에 대해 고정된 구 성(그러나, 필요에 따라 반경방향 및/또는 축방향으로 조정가능함)을 갖는다는 점 때문일 수도 있다. 따라서, 일반적으로 (운동) 에너지가 전술한 방식으로 저장되도록, 즉 (탄성) 변형 에너지의 형태로 저장되도록, 정지 수단을 타격하는 강모는 변형되거나 원형 브러쉬에 대한 강모의 각도 위치(angular position)를 변경시킨다.
정지 수단에서 떨어지자마자, 상기 강모는 고정된 정지 수단에 대해 회전식으로 구동되는 브러쉬 홀더에 의해 더 이동되기 때문에, 상기 강모는 정지 수단으로부터 떨어지며, 대상 재료 표면을 추가적으로 타격에 의해 기계가공할 때 짧은 시간 동안 일반적으로 이미 강모 및/또는 원형 브러쉬에 저장된 운동에너지를 방출할 수 있다.
환언하면, 보통 강모 림에 대해 수직으로 배치되는 재료 표면은 강모를 이용하여 연마될 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 강모가 재료 표면을 타격하기 때문에 깍이게 된다. 대체로, 이것은 강모가 회전 중심 또는 회전축에 대해 반경방향 경로로부터 크게 비껴난다는 점 때문이다. 실제로, 정지 수단이 지나갈 때, 강모의 위치는 원형 브러쉬 표면에 대해 거의 수직인 위치라고 가정할 수 없으며 (더 이상 가정할 수 없음), 정지 수단에 의해 원형 브러쉬 표면에 대해 예각을 이루는 경로에 있을 수 밖에 없다. 정지 수단이 지나고 난 이후에, 강모는 탄성 유연성 때문에 원형 브러쉬 표면에 대해 거의 수직인 위치로 빠르게 회복된다.
또한, 분명히 상기 강모는 처음부터 원형 브러쉬 표면에 대해, 전술한 수직 경로로부터 편향되어 예각을 이루는 위치에 있도록 의도된다. 이후에, 정지 수단 이 지나감에 따라 예각을 이루는 위치로부터 편향된 다른 각도 위치에 강모가 위치하도록 하는 것은 정지 수단에 의해 보장된다. 물론 대체로 각도는 정지 수단의 오버런에 의해 가능한 범위까지 확대될 수 있고, 이는 본 발명의 범주에 해당하지만, 대부분의 경우에는 각도를 줄인다. 어떠한 경우에도, 정지 수단이 지나간 이후에 강모는 탄성 유연성을 이용하여 빠르게 그 원래 위치로 복귀할 수 있고 이 과정 동안에 재료 표면에 필요한 기계가공을 완료할 수 있도록 강모가 원형 브러쉬 표면에 대해 각도상 정렬 측면에서 변한다는 점은 정지 수단에 의해 보장된다.
강모가 빠르게 복귀하는 과정에서, 그리고 특히 복귀 경로와 반대되는 경로로 강모가 원형 브러쉬 표면에 대해 예각을 이루며 정렬되는 과정에서, 해당 강모의 선단은 재료 표면과 수직으로 접촉하지 않으면서 거의 원호를 그리게 된다. 대신 전술한 원호는 예각을 형성하며, 이를 통해 강모의 타격을 통한 기계가공이 설명된다. 재료 표면에 대한 강모의 타격은 수직이 아니라 오히려 예각으로 이루어지기 때문에, 소위 해머링 기계가공(hammering machining)이 행해진다. 또한 이는, 물론 강모의 선단이 - 선택적으로 - 기울어져 있는가의 여부와 강모의 선단이 강화되는 방식, 혹은 적용 가능하다면 요구사항에 따라 해머링 효과를 약화시키는 방식에 따라 결정된다.
따라서, 강모의 선단의 입사각은 변할 수도 있으며, 강모가 재료 표면을 타격할 때 안정적으로 다시 튀어나올 수 있도록 보장한다. 이것은 연마 가공이 이어지지 않고 궁극적으로는 오직 재료 표면의 해머링 가공만을 행하기 때문에 필요하다. 또한, 이를 통해 필요에 따라 얻을 수 있는 정점 대 저점 높이를 줄일 수 있 다. 이러한 효과를 극대화하기 위해서는, 브러쉬 유닛의 속도 및/또는 입사각이 조정되어야만 한다. 또한 가공할 재료의 경도 역시 이 과정에서 무시할 수 없는 역할을 한다.
결과적으로, 본 발명은 이전에는 샌드블래스트법에 의해서 얻을 수 밖에 없었던 정점 대 저점 높이를 재료 표면 상에서 구현한다. 실제로, 50 ㎛ 이상의 정점 대 저점 깊이, 특히 60 ㎛ 이상의 깊이, 그리고 바람직하게는 70 또는 75 ㎛ 이상으로 100 ㎛ 이상까지 연장되는 깊이가 구현된다. 상기 정점 대 저점 깊이는 이른바 정점 대 저점 값을 의미한다[참고문헌(DIN 4764 및 DIN ISO 1302 참조)에서 프로파일 편차의 절대값의 산술 평균으로서 공식상의 기호는 Ra임].
정점 대 저점 깊이와 관련된 전술한 데이터는 재료가 비합금 강철인 경우의 표면에 대한 것이며, 특히 ST 37 타입의 경우에 대한 것이다.
정지 수단은 소정의 각도 위치로 강모 림을 지날 수도 있는 것이 유리하다. 이와 관련하여, 정지 수단이 재료 표면에 수직인 수선과 이루는 각도는 10°내지 70°, 바람직하게는 20°내지 60°, 보다 바람직하게는 25°내지 45°이다. 또한, 상기 정지 수단은 회전식 브러쉬 장치의 기계 하우징 및/또는 그 보호용 후드의 일부를 형성할 수도 있고, 또는 이 후드에 연결될 수도 있다.
그러나, 상기 정지 수단은 일반적으로 실제의 회전식 브러쉬 장치와는 독립적인 유닛으로 대부분의 경우 원통형 나사의 형태를 갖는다. 본 발명에 따른 정지 수단은, 정지 수단의 바깥쪽 표면과 강모 림의 바깥쪽 표면이 거의 겹치도록 반경 방향으로 강모 림 안쪽까지 지나가는 것이 바람직하다. 이를 통해 상기 보호용 후드는 강모 림의 바깥쪽 표면으로부터 소정 거리에 있도록 유지할 수 있으며, 특히 작업이 시작되자마자 정지 수단을 이용하여 조정할 필요가 없다. 환언하면, 본 발명에 따른 브러쉬 유닛은, 예를 들어 기존의 회전식 브러쉬 장치에 정지 수단을 부가적으로 마련하여 개장(改裝)하기에 특히 적합하다.
이는 브러쉬 유닛을 수용하는 회전식 브러쉬 장치의 기계 하우징에 정지 수단이 연결될 때 만족스러운 것으로 입증되었다. 이는 지브(jib)나 다른 부품을 이용하여 행해질 수 있다.
보통 원형 브러쉬는 브러쉬 스트립을 구비하며, 강모는 브러쉬 스트립에 연결되고 바깥쪽으로 돌출된다. 브러쉬 스트립은, 정지 수단이 지나갈 때 원형 브러쉬 표면이나 브러쉬 스트립 표면에 대해 거의 수직인 위치로부터 아무런 문제 없이 상기 표면에 대해 전술한 예각을 이루는 경로까지 상기 강모를 확실히 이동시키며, 이 경우 운동에너지가 주로 탄성 에너지로 브러쉬 스트립 내에 확실히 저장되도록 한다.
브러쉬 홀더는 2개의 단부 디스크를 서로 이격된 상태로 유지하는 스페이서 부싱(spacer bushing)을 구비한다. 이 스페이서 부싱은 브러쉬 스트립을 수용하는 기능을 한다. 그러나, 스페이서 부싱 없이도 또한 작동이 가능하다. 또한, 이 경우 브러쉬 스트립은 스페이서 부싱의 기능을 한다. 마지막으로, 강모에는 회전방향 앞쪽을 향해 기울어지도록 그 선단이 마련되는 것이 만족스럽다는 것이 입증되었다. 이것은 또한, 전술한 강모나 강모 선단의 타격 효과를 강화시키는데, 왜냐 하면 강모나 강모 선단이 거의 수직으로 재료 표면을 타격하며 이미 설명한 해머링 효과를 만들어내기 때문이다.
또한, 본 발명의 목적은 청구항 9에 기재된 바와 같은 회전식 브러쉬 장치를 제공하고, 청구항 10에 따른 재료 표면의 가공법을 제공하는 것이다. 마지막으로, 본 발명은 특히 원형 브러쉬에 대한 것이다.
결론적으로, 브러쉬 유닛, 회전식 브러쉬 장치, 그리고 재료 표면의 가공법을 제공하며, 이를 이용하여 이전에는 샌드블래스트법에 의해 얻을 수 밖에 없었던 재료 표면 상에서의 정점 대 저점 깊이를 얻을 수 있도록 한다. 이는, 대체로 본 발명에 따라 회전식 강모 림을 지나는 하나 이상의 정지 수단에 의해 달성된다. 상기 강모는 전술한 방식으로 특정 시간 동안 정지되며, 회전식 브러쉬 및/또는 원형 브러쉬는 전체적으로 탄성 변형되면서 운동에너지를 저장한다. 따라서, 상기 브러쉬는 회전 가능한 방식으로 뿐만 아니라, 정지 수단이 지나간 후에 (짧은 시간 동안) 방출되는 저장된 운동에너지를 이용하여 타격하는 방식으로도 재료 표면을 가공할 수 있다.
브러쉬는 특별한 가공 방법 때문에 그 강모의 선단을 재연마할 필요가 없으나, 원형 브러시의 유효 수명 동안에 거의 일정한 정점 대 저점 깊이를 얻을 수 있다는 것이 또 다른 장점이다. 이는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 다수의 서로 다른 브러쉬에 적용된다. 그러나, 정점 대 저점 깊이가 증가하는 경우에는 각 브러쉬를 재연마하는 것을 추천한다. 전술한 재연마의 결과로 정점 대 저점 깊이가 다시 한 번 적어도 20 % 이상 증가될 수 있음이 입증되었다. 본 발명에서는, 전술 한 재연마를 행하기 위해, 회전 숫돌 또는 이에 상응하는 연마 요소와 함께 작동시키는 것이 유리하다.
본 발명에서의 브러쉬는, 기계가공하기 위한 브러쉬 유닛의 회전방향과 연마를 위한 회전방향을 서로 다르게 하여 작동되도록 구성될 수도 있다. 한쪽 회전방향의 경우 정지 수단은 브러쉬 링에 삽입될 수도 있는 반면, 연마 요소의 반대 회전방향의 경우 브러쉬 선단이 선택적으로 또는 추가적으로 가공된다. 이와 관련하여, 또한 연마 요소의 위치 설정 및 계속된 이동을 (연마를 위한) 반대 회전 방향의 온/오프(on/off) 전환을 통해 결합시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 브러쉬는, 예를 들어 각각 브러쉬 스트립 내에 삽입되어 고정되는 U자형 브러쉬를 사용한다. 그러나, 본 발명의 범주 내에서, 또한 브러쉬의 제작을 위해 다른 재료, 예를 들어 플라스틱을 사용할 수도 있다. 또한, 재료를 조합하는 것도 물론 고려해 볼 수 있다.
따라서, 예를 들면 강모의 선단에 금속구 또는 이에 상응하는 타격 수단(석기 포함)을 구비하는 플라스틱 브러쉬를 이용하여 작업하는 것도 가능하다. 이와 관련하여, 폴리에틸렌, 폴리테트라플로로에틸렌과 같은 플라스틱도 가능하지만, 특히 폴리프로필렌이 유리한 것으로 입증되었다.
정지 수단에 의한 소위 브러쉬의 진자 운동 때문에, 이와 관련된 브러쉬의 기울어진 위치 및 브러쉬의 신속한 복귀, 브러쉬 스트립 내에서의 관련된 후퇴의 폭이 넓어지며, 이는 재료 표면 상에서 강모 선단의 전술한 타격 효과를 크게 만든다. 예를 들어, 본 발명에서는 중공의 정지 수단을 구성하여 관련된 회전식 브러 쉬 장치에 대한 냉매로서 배출 공기나 냉각 공기를 사용할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 또한, 정지 수단의 냉각을 위해 동물의 털 요소를 유리하게 설치하여 열전기적 효과도 이용할 수 있음은 물론이다.
본 발명에서는 구동부로서, 예를 들어 공기식으로 작동하는 모터 등 임의의 적절한 구동 모터를 사용할 것을 추천하지만, 전기 모터나 내연 기관 등도 사용할 수 있다. 또한, 정지 수단이 없는 경우의 정점 대 저점 깊이에 비해 가능한 정점 대 저점 깊이가 30 % 이상 증가될 수 있다는 것이 입증되었다. 물론 50 % 이상의 값도 가능하다. 강모 선단을 (정기적으로) 연마하는 경우에 전술한 바와 상응하는 정점 대 저점 깊이의 증가율을 얻을 수 있다. 따라서, 이미 확인한 바와 같이 샌드블래스트법을 이용하여 재료의 표면을 거칠게 만들 수 있는 브러쉬 유닛이나 회전식 브러쉬 장치도 일반적으로 가능하다. 또한, 단위 면적당 브러쉬의 개수는 공지된 원형 브러쉬에 비해 줄일 수 있다는 것도 입증되었다. 또한, 본 발명에 따른 브러쉬는 전술한 정점 대 저점 깊이의 증가율을 변화시키기 않고도 정지 수단 상에서의 마찰을 줄일 수 있다. 이는, 구동부가 정지 수단에 의해 과도하게 부하를 받지 않으며 마찰이 증가함에 따라 정지 수단 상에서의 과열과 관련된 가열 문제가 발생하지 않도록 한다. 실제로, 이 점에서 브러쉬가 차지하는 각 영역당 최대 16 개/cm2 로 설정하는 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 또한, 원형 브러쉬의 둘레를 따라서 각각 브러쉬가 차지하고 있는 영역 사이에 모두 4개의 중단부를 마련하여 작업을 수행하는 것이 유리할 수 있다. 분명히 더 많은 수의 중단부를 마련할 수도 있으며, 이는 본 발명의 범주에 속하는 것이다. 대체로, 3개나 2개의 중단부를 마련하거나 중단부를 전혀 사용하지 않는 것도 고려할 수 있다. 여기서 본 발명의 핵심적인 장점을 알 수 있다.
본 발명은 단지 하나의 실시예를 도시하는 도면을 참고로 하여 이후에 보다 상세하게 기술될 것이다.
도 1은, 브러쉬 유닛(3)을 위한 기계 하우징(1)과 이 하우징의 내부에 수용된 구동 유닛(2)을 구비한 회전식 브러쉬 장치를 도시하고 있다. 브러쉬 유닛(3)은, 비한정적인 실시예에서 브러쉬 스트립(4)과 이 브러쉬 스트립에 연결되고 브러쉬 스트립으로부터 바깥쪽으로 돌출되는 강모(bristles)(5)를 포함하는 원형 브러쉬(4, 5)를 구비한다.
강모(5)는 중심축 또는 회전축(6)에 대해 반경방향으로 연장되며, 브러쉬 스트립(4)의 표면이나 원형 브러쉬(4, 5)의 표면에 실질적으로 수직임을 알 수 있다. 강모(5)는, 브러쉬 스트립(4) 내에 있으며 도 4에만 도시된 수용 보어(7)에 삽입되는 U자형 강철 강모이며, 수용 보어를 통해 압박된다. 강모(5)는 중단부(9)와 함께 강모 림(8)을 형성한다. 원형 브러쉬(4, 5)는 구동 유닛(2)에 의해 구동되는 브러쉬 홀더(10, 11)에 의해 지지된다. 실제로, 브러쉬 홀더(10, 11)는 스페이서 부싱(11)에 의해 서로 이격되어 유지되는 2개의 단부 디스크(10)를 포함한다. 또한, 전술한 스페이서 부싱(11)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 원형 브러쉬(4, 5)의 브러쉬 스트립(4)이 스페이서 부싱(11)의 기능을 수행한다.
도 4에서, 2개의 단부 디스크(10) 모두는 중단부(9) 영역에서 원형 브러쉬(4, 5) 또는 브러쉬 스트립(4)을 덮고 있는 축방향 웨브(12)를 구비한다. 회전식 브러쉬 장치의 구동 유닛(2)의 구동핀(13) 상에 원형 브러쉬(4, 5)가 확실하게 유지될 수 있도록, 2개의 단부 디스크(10)는 그 사이에 있는 스페이서 부싱(11)을 이용하거나 브러쉬 스트립에 연결된 강모(5)를 포함하는 브러쉬 스트립(4)을 이용하여 서로 고정된다. 비한정적인 실시예에서는, 브러쉬 스트립(4)의 둘레 주위에 고르게 분포된 3개의 중단부가 마련된다. 그러나, 4개의 중단부가 마련되면 각 중단부는 대응하는 축방향 웨브(12)에 의해 덮혀 있게 된다. 또한, 강모(5)의 밀도는, 한정하는 것은 아니지만, 각 중단부(9) 사이에서 차지하는 표면 상에서 최대 16 개/cm2 이다. 또한, 14 개/cm2도 가능하다.
회전식 브러쉬 링(8)을 지나는 정지 수단(14)은 본 발명에 있어서 필수적인 것이다. 정지 수단(14)은, 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 원통형 핀(14)이며, 회전식 브러쉬 장치의 기계 하우징(1)에 지브(15)에 의해 연결된다. 정지 수단(14) 또는 핀(14)은 구동 유닛(2)의 구동핀(13)이나 지브(15) 상의 회전축(6)에 평행으로 배치되며, 예를 들어 나사 결합을 통해 지브에 연결된다. 본 명세서에서는 정지 수단(14)의 길이가 브러쉬 스트립(4)의 폭과 실질적으로 동일하게 되도록 선택한다. 결과적으로, 정지 수단(14)은 원형 브러쉬(4, 5)에 비해 축방향으로 돌출되지 않는다.
정지 수단(14)은 회전식 원형 브러쉬(4, 5)에 대해 고정되도록 배치되지만, 예를 들어 반경방향인 화살표 방향으로 조정될 수도 있고, 이에 따라 강모(5) 또는 강모 림(8)을 지날 수도 있으며, 이후에 이들로부터 나올 수도 있다. 또한, 물론 정지 수단(14)은 축방향으로 조정될 수도 있으나 이것은 도시하지 않는다. 또한, 정지 수단(14)은 선택적으로 냉각 시스템 또는 냉각 장치를 구비할 수도 있지만 이것 역시 도시하지 않는다.
정지 수단(14)은, 정지 수단(14)의 바깥쪽 표면(16)이 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17)과 거의 겹칠 정도까지 반경방향으로 강모 림(8)을 지날 수 있음을 알 수 있다. 이에 따라, 도면에 표시만 된 보호용 후드(18)는, 정지 수단(14)이 장착되든 그렇지 아니하든 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17)까지의 거리가 변하지 않도록 기계 하우징(1)에 접합될 수도 있다. 정지 수단(14)은 하나의 재료 표면(19) 및 이에 수직인 수선(N)과 함께 정렬되며, 실시예에서의 각도(α)는 30°내지 40°이다. 또한, 정지 수단(14)은 분명히 각각 기계 하우징(1) 및 회전식 브러쉬 장치의 보호용 후드(18)의 일부를 형성할 수도 있다.
강모(5)는 도 2 및 도 3에 화살표로 나타낸 회전방향(R)으로, 물론 필수적인 것은 아니지만 강모의 선단(5')이 전방으로 기울어지도록 하여 마련된다. 일반적으로 전술한 배치를 통해 확실히 강모(5)는 재료의 표면(19)를 연삭할 뿐만 아니라 타격함으로써 기계가공할 수 있게 된다. 세부적으로, 이것은 후술하는 발명에 의해 이루어진다. 정지 수단(14)이 강모 림(8)을 지나가기 때문에, 강모는 특정 시간 동안, 즉 정지 수단이 전체적으로 탄성 유연성이 있는 강모 및/또는 원형 브러쉬(4, 5)를 변형시키거나 변형시킬 수 있는 동안 정지된다.
실제로, 비한정적인 실시예에서는, 브러쉬 스트립(4)의 표면에 대해 예각을 이루는 위치에서 일반적으로 브러쉬 스트립(4)에 수직인 강모(5)에 힘이 가해지기 때문에, 정지 수단(14)에 의해 변경되는 것은 주로 브러쉬 스트립(4)이다. 강모 선단(5') 또는 강모(5)는 전반적으로 회전하는 방식으로 이동함에 있어서 정지 수단(14)에 의해 방해를 받는 반면, 수용 보어(7)와 브러쉬 스트립(4)은 변함없이 회전가능하게 계속 움직인다. 정지 수단(14)이 통과할 때 전술한 강모(5)가 예각을 이루는 위치가 도시되어 있으며, 특히 도 2와 도 3을 비교함으로써 알 수 있다.
강모의 선단(5')이 정지부(14)에 의해 더 이상 유지되지 않는 위치에 해당하는, 브러쉬 스트립의 표면에 대해 예각을 이루는 위치에 강모(5)가 도달하면, 강모(5)는 후방으로 스냅 이동한다. 이 과정 동안, 강모 선단(5')은, 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17) 및 연관된 호로부터 각각 편향된 원호(20)를 그리며 이동한다. 전술한 편향의 정도는 접촉점 또는 접촉면(21)에서의 수선(N)에 대한 각도(β)로 표현되며, 이때 강모(5) 또는 강모 선단(5')은 재료의 표면(19)과 접촉하거나 연마에서와 같은 방식으로 재료의 표면을 따라 미끄러진다. 재료의 표면(19)이 보통 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17)에 대해 접선방향으로 유지되거나 상기 바깥쪽 표면에 정렬되기 때문에, 접촉점(21)에 정지 수단(14)이 없으면 실제로 강모(5)는 재료의 표면(19)과 거의 직각을 이룬다.
강모(5)가 그리며 나아가는 원호(20)는 정지 수단(14)의 오버런(overrun) 때문에 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17)으로부터 편향되기 때문에, 원호(20)와 수선(N) 사이에 형성된 각도(β)는 더 이상 직각이 아니며 예각이다. 결과적으로 브러쉬 선단(5')은 접촉점(21) 영역 및 관련된 접촉면에서 거의 수직으로 재료의 표면(19)을 타격하며, 또한 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 재료의 표면(19)에 수직인 속도 성분을 갖는다. 따라서, 강모(5) 또는 강모 선단(5')은 접촉면(21)의 작업 영역에서 재료의 표면(19) 상에 이른바 타격 또는 해머링 방식으로 작용하고, 이후에 통상적인 연마 기계가공 공정으로 이동한다.
따라서, 정지 수단(14)은 강모가 특정 시간 동안 확실히 정지되도록 한다. 강모가 정지 수단에서 떨어진 이후에, 전술한 정지 과정에 의해 원형 브러쉬(4, 5)에 저장된 운동 에너지는 또한 매우 짧은 시공간 내에서 방출되며, 강모(5)를 이용하여 재료의 표면(19)을 추가적으로 타격함으로써 기계가공하는 데 사용된다. 실제로, 상기 운동 에너지는 주로 브러쉬 스트립(4)에 저장되는데, 이는 특히 전술한 편향의 정도가 도면 부호 22로 표시된 도 3에 도시되는 원통형 경로로부터 편향될 것이라고 가정하기 때문이다.
본 발명은, 회전식 강모 림을 지나고 특정 시간 동안 강모를 정지시키는 정지 수단을 추가적으로 제공하여 강모가 정지 수단으로부터 떨어진 후에 이 강모에 저장된 운동에너지를 이용하여 강모로 재료의 표면을 타격하는 방식으로 재료의 표면을 추가적으로 가공할 수 있으며, 이전의 샌드블라스트 기계가공법을 이용해서는 가능하지 않았던 정점 대 저점 높이를 재료 표면 상에 구현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 바깥쪽으로 돌출되는 강모로 형성된 강모 림(8)이 마련된 원형 브러쉬(4, 5) 및 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더(10, 11)를 갖춘 브러쉬 유닛(3)으로서,
    회전식 강모 림(8)을 지나고 특정 시간 동안 강모(5)를 정지시키는 정지 수단(14)이 제공되어, 강모가 정지 수단으로부터 떨어진 후에 전술한 정지 과정의 결과로 저장된 운동에너지를 이용하여 강모(5)로 재료의 표면을 타격하는 방식으로 추가적으로 가공하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정지 수단(14)은 고정되게, 그리고 필요에 따라 조정가능하게 연결되며, 회전축(6)에 대한 소정 각도 위치로 강모 림(8)을 지나는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정지 수단(14)은 정지 수단(14)의 바깥쪽 표면(16)과 강모 림(8)의 바깥쪽 표면(17)이 거의 겹칠 정도까지 반경방향으로 강모 림(8)을 지나는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정지 수단(14)은 기계 하우징(1) 및/또는 브러쉬 유닛(3)을 수용하는 회전식 브러쉬 장치의 보호용 후드(18)에, 또는 이 후드의 구성요소에 연결되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정지 수단(14)이 재료의 표면(19)에 수직인 수선(N)과 이루는 각도(α)가 10°내지 70°, 특히 20°내지 60°, 바람직하게는 25°내지 45°인 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 원형 브러쉬(4, 5)는 브러쉬 스트립(4)에 연결되며 바깥쪽으로 돌출되는 강모를 구비하는 브러쉬 스트립(4)이 마련되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 브러쉬 홀더(10, 11)는 스페이스 부싱(11)에 의해 서로 이격된 2개의 단부 디스크(10)을 구비하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 강모(5)는 회전방향(R) 앞쪽으로 기울어진 선단(5')을 갖는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛.
  9. 바깥쪽으로 돌출된 강모(5)로 형성된 강모 림(8)이 마련된 원형 브러쉬(4, 5) 및 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더(10, 11)를 갖춘 브러쉬 유닛(3)을 위한 구동 유닛(2)과 기계 하우징(1)을 구비하는 회전식 브러쉬 장치에 있어서,
    회전식 강모 림(8)을 지나고 특정 시간 동안 강모(5)를 정지시키는 정지 수 단(14)이 제공되어, 강모가 정지 수단으로부터 떨어진 후에 전술한 정지 과정의 결과로 저장된 운동에너지를 이용하여 강모(5)로 재료의 표면을 타격하는 방식으로 추가적으로 가공하는 것을 특징으로 하는 회전식 브러쉬 장치.
  10. 바깥쪽으로 돌출되는 강모(5)를 구비한 원형 브러쉬(4, 5) 및 회전식으로 구동 가능한 브러쉬 홀더(10, 11)가 마련된 브러쉬 유닛(3)을 이용하여 재료의 표면(19)을 가공하는 방법에 있어서,
    상기 회전식 강모(4) 및/또는 원형 브러쉬(4, 5)는 정지 수단(14)을 이용하여 탄성적으로 변형되어 운동에너지를 저장하여, 강모(5)가 회전하는 방식으로 뿐만 아니라 동시에 정지 수단(14)이 지나간 후에 방출되는 저장된 운동 에너지를 이용하여 타격하는 방식으로도 재료의 표면(19)을 가공하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 유닛을 이용하여 재료의 표면을 가공하는 방법.
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