TW201303183A - 減少工具旋轉系統振動之方法、裝置及系統 - Google Patents
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Abstract
一種在工具的旋轉系統中減少振動的方法,包含平衡所述旋轉系統,其特徵在於,提供包含腔室的旋轉元件,該腔室在所述旋轉元件的旋轉軸上具有支點,包含周邊平衡區域,且以一數量的觸變性平衡物質部分填充。一種相應的裝置以及系統。
Description
本文中所描述的本發明的具體實施例大致上有關於減少振動,且更特別的是有關於一種用於在工具的旋轉系統中減少振動的方法、裝置以及系統,例如動力工具或工具機。
工具是一種用於生產物件或完成工作、但在生產的過程中不被消耗的裝置。該工具可能以手動或藉由動力源運送能量來作為動力,例如以電能的形式,即電力。
工具可包含在外殼內,例如箱子或建築物,例如工廠。工具可包含在系統中,例如生產線,例如組裝線。
工具可包含驅動單元以及一個工具單元或多個工具單元;例如鑽孔機以及具有不同直徑的鑽頭。
該工具或工具單元,可以每分鐘數個轉數(rpm)或每秒數千個轉數來旋轉。該工具可以數瓦特(W)或千瓦(KW)至數百萬瓦特(MW)的範圍來消耗能量。
振動是工具中的主要因素。振動負面地影響耐久性(即為服務間隔與壽命)、安全性以及舒適度。關於安全性,振動對於穩定性具有直接的影響,且可導致材料的疲勞以及損害。關於舒適度,振動對於噪音具有直接的影響,且可增加噪音的程度。此外,振動所產生的噪音可被包含該工具的系統放大。此外,振動可負面地影響操作該工具的人的健康。
振動的主要來源是工具的旋轉系統,包含,例如,驅動單元以及工具單元。該旋轉系統可包含軸、軸承、轉子或其組合。振動可包含旋轉速度依賴的振動,其一般源自該旋轉系統。振動可損害滾動元件軸承或密封件,例如用以作為軸承的,例如,球軸承或滾軸軸承。
為了減少振動,可在生產旋轉系統的期間,藉由從該旋轉系統的旋轉元件來選擇性地移除材料而在一開始平衡該旋轉系統,使得其重心(CofG)移動至為支點的其旋轉中心(CofR)。移除材料可包含從該旋轉元件擦掉(例如磨掉)材料或在該旋轉元件中鑽洞,或其組合。然而,該移除步驟在生產中(特別在大量生產中是額外的步驟)需要時間,且增加成本。
此外,由於旋轉系統的磨損以及破裂,或在該旋轉系統上的顆粒(例如灰塵)堆積,工具中的振動通常隨時間增加。更詳細來說,由於旋轉元件(例如鑽頭以及砂輪)的磨損以及破裂,其CofG隨著時間而遠離CofR,導致造成振動的不平衡。
WO 2010/029112揭露了一種用於在物件處理機器(例如洗衣機)的旋轉系統中減少振動的方法。
為了這些以及其他原因,有如同下述具體實施例中所提出的本發明的需要。
工具可包含在外殼內,例如箱子或建築物,例如工廠。工具可包含在系統中,例如生產線,例如組裝線。
工具可包含驅動單元以及一個工具單元或多個工具單元;例如鑽孔機以及具有不同直徑的鑽頭。
該工具或工具單元,可以每分鐘數個轉數(rpm)或每秒數千個轉數來旋轉。該工具可以數瓦特(W)或千瓦(KW)至數百萬瓦特(MW)的範圍來消耗能量。
振動是工具中的主要因素。振動負面地影響耐久性(即為服務間隔與壽命)、安全性以及舒適度。關於安全性,振動對於穩定性具有直接的影響,且可導致材料的疲勞以及損害。關於舒適度,振動對於噪音具有直接的影響,且可增加噪音的程度。此外,振動所產生的噪音可被包含該工具的系統放大。此外,振動可負面地影響操作該工具的人的健康。
振動的主要來源是工具的旋轉系統,包含,例如,驅動單元以及工具單元。該旋轉系統可包含軸、軸承、轉子或其組合。振動可包含旋轉速度依賴的振動,其一般源自該旋轉系統。振動可損害滾動元件軸承或密封件,例如用以作為軸承的,例如,球軸承或滾軸軸承。
為了減少振動,可在生產旋轉系統的期間,藉由從該旋轉系統的旋轉元件來選擇性地移除材料而在一開始平衡該旋轉系統,使得其重心(CofG)移動至為支點的其旋轉中心(CofR)。移除材料可包含從該旋轉元件擦掉(例如磨掉)材料或在該旋轉元件中鑽洞,或其組合。然而,該移除步驟在生產中(特別在大量生產中是額外的步驟)需要時間,且增加成本。
此外,由於旋轉系統的磨損以及破裂,或在該旋轉系統上的顆粒(例如灰塵)堆積,工具中的振動通常隨時間增加。更詳細來說,由於旋轉元件(例如鑽頭以及砂輪)的磨損以及破裂,其CofG隨著時間而遠離CofR,導致造成振動的不平衡。
WO 2010/029112揭露了一種用於在物件處理機器(例如洗衣機)的旋轉系統中減少振動的方法。
為了這些以及其他原因,有如同下述具體實施例中所提出的本發明的需要。
本發明的目的是提供一種用於在工具的旋轉系統中減少振動的方法、裝置以及系統。
本發明的一方面是一種在工具100;300;400;500,例如動力工具或工具機,例如電動工具、水力工具或氣動工具的旋轉系統120、130、140、150中減少振動的方法,包含平衡所述旋轉系統120、130、140、150,其特徵在於提供旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,並部分填充了一數量的觸變性平衡物質230。
本發明的另一方面是一種方法,更包含繞著旋轉軸240旋轉所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200,使得所述觸變性平衡物質230液化並沿著周邊平衡區域220分散其本身,以及所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的不平衡被減少。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉軸240被水平地定向;或所述旋轉軸240被垂直地定向。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是所述旋轉系統120、130、140、150的原始元件、所述旋轉系統120、130、140、150的替代元件或所述旋轉系統120、130、140、150的補充元件;所述旋轉元件130、152是中空軸或管狀軸;所述旋轉元件130、152是活動關節軸,例如萬向軸;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中該補充元件是圓盤狀;或該補充元件是環狀。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是軸130、152;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是所述工具100;300;400;500的轉子124;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是齒輪;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是軸承135;145;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述腔室210是輪狀或環狀,或圓筒狀;所述腔室210具有長方形、正方形、半圓形、鐘形或圓形的橫截面;所述腔室210具有在0.005 m以及2 m之間、或在0.01 m以及1 m之間、或在0.02 m以及0.5 m之間、或在0.05 m以及0.2 m之間、或0.1 m的直徑;所述腔室210具有在0.01 m以及1 m之間、或在0.02 m以及0.5 m之間、或在0.05 m以及0.2 m之間、或0.1 m的長度;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述觸變性平衡物質230的所述數量是在0.001 kg以及1000 kg之間、或在0.002 kg以及500 kg之間、或在0.005 kg以及200 kg之間、或在0.01 kg以及100 kg之間、或在0.02 kg以及50 kg之間、或在0.05 kg以及20 kg之間、或在0.1 kg以及10 kg之間、或在0.2 kg以及5 kg之間,或在0.5 kg以及2 kg之間、或1 kg;所述腔室210以在1%以及90%之間、或在10%以及80%之間、或在25%以及75%之間、或50%的所述觸變性平衡物質230的量填充;或其組合。
本發明的另一方面是一種用於在工具100;300;400;500的旋轉系統120、130、140、150中減少振動的裝置,其特徵在於旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230來部分填充。
本發明的另一方面是一種工具100;300;400;500的旋轉系統120、130、140、150,用於在所述旋轉系統120、130、140、150中減少振動,其特徵在於旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230來部分填充。
本發明的一方面是一種在工具100;300;400;500,例如動力工具或工具機,例如電動工具、水力工具或氣動工具的旋轉系統120、130、140、150中減少振動的方法,包含平衡所述旋轉系統120、130、140、150,其特徵在於提供旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,並部分填充了一數量的觸變性平衡物質230。
本發明的另一方面是一種方法,更包含繞著旋轉軸240旋轉所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200,使得所述觸變性平衡物質230液化並沿著周邊平衡區域220分散其本身,以及所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的不平衡被減少。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉軸240被水平地定向;或所述旋轉軸240被垂直地定向。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是所述旋轉系統120、130、140、150的原始元件、所述旋轉系統120、130、140、150的替代元件或所述旋轉系統120、130、140、150的補充元件;所述旋轉元件130、152是中空軸或管狀軸;所述旋轉元件130、152是活動關節軸,例如萬向軸;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中該補充元件是圓盤狀;或該補充元件是環狀。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是軸130、152;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是所述工具100;300;400;500的轉子124;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是齒輪;所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200是軸承135;145;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述腔室210是輪狀或環狀,或圓筒狀;所述腔室210具有長方形、正方形、半圓形、鐘形或圓形的橫截面;所述腔室210具有在0.005 m以及2 m之間、或在0.01 m以及1 m之間、或在0.02 m以及0.5 m之間、或在0.05 m以及0.2 m之間、或0.1 m的直徑;所述腔室210具有在0.01 m以及1 m之間、或在0.02 m以及0.5 m之間、或在0.05 m以及0.2 m之間、或0.1 m的長度;或其組合。
本發明的另一方面是一種方法,其中所述觸變性平衡物質230的所述數量是在0.001 kg以及1000 kg之間、或在0.002 kg以及500 kg之間、或在0.005 kg以及200 kg之間、或在0.01 kg以及100 kg之間、或在0.02 kg以及50 kg之間、或在0.05 kg以及20 kg之間、或在0.1 kg以及10 kg之間、或在0.2 kg以及5 kg之間,或在0.5 kg以及2 kg之間、或1 kg;所述腔室210以在1%以及90%之間、或在10%以及80%之間、或在25%以及75%之間、或50%的所述觸變性平衡物質230的量填充;或其組合。
本發明的另一方面是一種用於在工具100;300;400;500的旋轉系統120、130、140、150中減少振動的裝置,其特徵在於旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230來部分填充。
本發明的另一方面是一種工具100;300;400;500的旋轉系統120、130、140、150,用於在所述旋轉系統120、130、140、150中減少振動,其特徵在於旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200包含在所述旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230來部分填充。
在具體實施例的詳細描述中,參照了伴隨的圖式,該圖式關於此點形成了一部分,並藉由描繪的方式示出了其中可實施本發明的特定具體實施例。為了最清楚地示出該具體實施例的結構,本文中所包括的圖式是具創造性物件的概略呈現。因此,所製造出結構的實際外觀可顯露出不同,但仍併入了具體實施例的必要結構。此外,該圖式只顯示了為了了解該具體實施例所需的結構。未包括本技術領域已知的額外結構,以維持該圖式的清楚。也要了解的是,為了簡化以及容易了解的目的,本文中所描繪的特徵及/或元件是以相對於彼此的特定尺寸描繪,且實際的尺寸可實質上不同於本文中所描繪的尺寸。在圖式中,在從頭到尾的數個視野中,相似的元件符號描述了實質上相似的元件。該具體實施例意欲以足夠的細節描繪本發明的數個方面,以能夠讓本領域的技術人員來實施本發明。可使用其他的具體實施例,且可做出其結構性的、邏輯上的或電力上的改變或其組合,而不悖離本發明的範圍。此外,要了解的是,本發明的各種具體實施例雖然不同,但不一定是互相排除的。例如,在一個具體實施例中所描述的特定元件、特色、結構、特徵、整體或步驟,或元件、特色、結構、特徵、整體或步驟的群組可被包括在其他的具體實施例內。此外,要了解的是,可使用不同的技術來實施本發明的具體實施例。同樣地,用語「示範性」僅意指作為範例,而非最佳的或最理想的。因此,詳細的描述不以限制的意義來採納。
在此說明書的從頭到尾,用字「包含(comprise)」或變化,例如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」,將被理解為用以暗示包括所指定的元件、整體或步驟,或元件、整體或步驟的群組,但不排除任何其他的元件、整體或步驟,或元件、整體或步驟的群組。
在描述以及申請專利範圍中,可使用用語「包括」、「具有(have)」、「具有(with)」或其其他的變化。要了解的是,這種用語意欲以類似於用語「包含」的方式而為包括在內的。
在描述以及申請專利範圍中,可使用用語「耦合」與「連接」以及衍生用語,例如「通訊耦合」。要了解的是,這些用語不意欲作為彼此的同意字。更確切而言,在特定的具體實施例中,「連接」可用以指出二或更多個元件彼此處於直接的物理或電接觸。然而,「耦合」也可意指二或更多個元件彼此不直接接觸,但仍彼此合作或交互作用。
在描述以及申請專利範圍中,例如「上」、「下」、「第一」、「第二」等等的用語可能只用於描述的目的,且不被理解作為限制。可在許多位置以及方位中製造、使用或運送本文中所描述的裝置或物件的具體實施例。
第1圖顯示了本發明可應用至的工具100的示意圖。該工具100可包含外殼110。該外殼110可為箱子或建築物,例如工廠。該工具100包含用於在軸130處提供旋轉能量的驅動單元120,該軸130在旋轉軸240上具有支點。如第1圖中所指出的,該驅動單元120可包含存放在靜子122中並耦合至該軸130的轉子124。該驅動單元120可典型地藉由從電源供應器(未示出)(例如電池,例如可再充電的電池,或主電源)運送的電能提供動力。然而,該驅動單元120可包含具有一、二、三個或更多個渦輪的渦輪機(未示出),該渦輪存放在渦輪機外殼中。該驅動單元120可由各種動力來源來提供動力,包含,例如,水力以及氣動力。該渦輪機可由氣體來提供動力,例如天然氣或沼氣,或蒸氣。該驅動單元120可包含內燃機,該內燃機由,例如氣體,例如天然氣或沼氣,油、汽油或柴油來提供動力。該工具100更包含耦合至該驅動單元120的用於接收旋轉能量的工具單元140,並直接或間接地支援將被處理的工具或物件。如第1圖中所指出,可將該工具單元140部分地或完全地存放在該外殼110中。該工具單元140可包含開槽夾頭,例如三爪夾頭,用於容納並夾住該工具或物件。該工具100可包含一、二、三個或更多個支撐元件180,該支撐元件180具有軸承135,且沿著該軸130被配置,用於支撐該軸130。該工具100的旋轉元件,例如轉子124、軸130、軸承135以及工具單元140形成該工具100的旋轉系統。該工具100的旋轉系統可隨選地包含配置在該驅動單元120以及該工具單元140之間用於耦合該驅動單元120以及該工具單元140的變速箱150。該變速箱150可為索引變速箱,即為換檔變速箱。該變速箱150可將該驅動單元120的轉速轉換成功率產生單元140的轉速。該變速箱150可增加或減少該轉速。該變速箱150可以或不可以改變旋轉的方向。該變速箱150可將旋轉能量重新導向另一個方向。該變速箱150可在一、二、三個或更多個驅動單元120以及一、二、三個或更多個功率產生單元140之間分散該旋轉能量。該工具100可更包含敲打單元或錘擊單元(未示出)。
可水平地、垂直地或以任何適合的角度來定向工具100。
工具100可產生旋轉功率。該工具100可產生範圍為數瓦特(W)至數百萬瓦特(MW)的旋轉功率,例如千瓦(KW)。該旋轉功率可直接被用於處理該物件或間接地用於操縱該工具或物件。處理可包含加工,例如切割,例如鋸開,鑽孔,例如挖洞,研磨、車工或釘板條、碾磨以及打刨。操縱可包含,例如,移動工具底座,例如開槽夾頭,例如三爪夾頭,門或蓋子以及安全裝置。
工具100可將初級能量(即輸入能量,例如電能)轉換成次級能量(即輸出能量,例如旋轉能量)。
工具100可為靜止的。
工具100可為工具機,該工具機包含例如在工作室中的圓形鋸臺、柱式鑽孔機或圓柱式鑽孔機,例如柱式鏜床或圓柱式鏜床,車床(turning machine)或車床(lathe),例如數值控制(NC)車床或電腦數值控制(CNC)車床,銑床,例如NC銑床或CNC銑床,以及刨床。此外,工具機可包含射出成形機器,用於生產例如包含塑膠的物件。
此外,工具100可為可攜式。
工具100可包含研磨機,例如動力研磨機或咖啡研磨機,混合器,例如手持混合器、立式混合器,動力絞碎機或碎肉機,即為絞肉機,攪拌機,例如手持攪拌機或浸沒式攪拌機,食物處理機、食物切片機以及果汁機,例如動力果汁機或果汁離心機。
此外,工具100可為手持的。
工具100可包含研磨機,例如角度研磨機、磨沙機、磨光器,鋸子,例如圓形手鋸,鑽孔機或鏜床,例如動力鑽頭,即為電鑽或無線鑽頭,敲打鑽孔機以及錘擊鑽孔機,例如氣動錘擊鑽孔機,動力螺絲起子,例如電動螺絲起子或無線螺絲起子、牆用螺絲起子以及動力刨床,例如電動刨床。
因此,其可於家裡、辦公室、商業、商店、工作室、建築物工地或建構工地中使用。
此外,可移動地使用工具100。
工具100可包含割草機,例如剪草機,以及農業機器或農場機器,例如收割機。
因此,在其他的事情之中,可使用工具100處理物件以及完成工作。
根據本發明的具體實施例,工具100的一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154包含一、二、三個或更多個在旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230部分填充。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可包含金屬,例如鋼鐵、鈦、銅或鋁,或複合材料,例如玻璃纖維強化的材料或碳纖維強化的材料,或合成材料,例如塑膠或樹脂玻璃。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可取代旋轉系統的原始旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可為該旋轉系統的補充元件。
可在旋轉元件,例如轉子124或齒輪中挖鑿出該腔室210。該腔室210可位在軸130中,例如中空軸、管狀軸或螺紋棒,並沿著該中空軸或管狀軸部分地或完全地延伸,例如實質上完全延伸。
周邊平衡區域220可包含奈米結構,用於改善觸變性平衡物質230的移動性以及流動,所述奈米結構由例如包含奈米顆粒的材料(例如亮光漆)形成,或壓印在所述周邊平衡區域220上。
觸變性平衡物質230在腔室210中作用。由於振動,觸變性平衡物質230沿著該周邊平衡區域220分散其本身,使得CofG 250朝向旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240(其為CofR)移動,例如軸130,且減少或最小化或消除該振動。
對於本發明的較佳具體實施例,第2圖顯示出了當觸變性平衡物質230部分填充腔室210時,在時間的起始點時圓筒狀腔室210的截面圖。如第2圖中所示,可將該觸變性平衡物質230沿著周邊平衡區域220均勻地分散。對於垂直的旋轉軸240,該觸變性平衡物質230可部分填充該腔室210至垂直於旋轉軸240的均勻程度。對於水平的旋轉軸240,可沿著該旋轉軸240而將該觸變性平衡物質230部分地填充該腔室210至均勻的程度。然而,可使用任何其他方式來將該觸變性平衡物質230部分地填充該腔室210。由於旋轉元件200或旋轉系統的不平衡,CofG 250從為CofR的旋轉軸240偏離。
對於本發明的較佳具體實施例,第3圖顯示出了當沿著腔室210的周邊平衡區域220分散觸變性平衡物質230,使得振動減少的時間點上,圓筒狀腔室210的截面圖。當旋轉元件200繞著旋轉軸240旋轉時,由於旋轉系統中的振動,該觸變性平衡物質230液化並將其本身沿著該腔室210的周邊平衡區域220分散,以減少該旋轉元件200的不平衡,並因此減少了振動。CofG 250朝向為CofR的該旋轉軸240移動。當振動減少時,該觸變性平衡物質230可固化並維持其在該周邊平衡區域220上的位置以及分佈。因此,在該旋轉系統的操作期間,其平衡被持續地調整。
觸變性平衡物質230的量可在接近0.001 kg以及接近1000 kg之間,或在接近0.002 kg以及接近500 kg之間,或在接近0.005 kg以及接近200 kg之間,或在接近0.01 kg以及接近100 kg之間,或在接近0.02 kg以及接近50 kg之間,或在接近0.05 kg以及接近20 kg之間,或在接近0.1 kg以及接近10 kg之間,或在接近0.2 kg以及接近5 kg之間,或在接近0.5 kg以及接近2 kg之間,或接近1 kg。可使用在接近1%以及接近90%之間,或在接近10%以及接近80%之間,或在接近25%以及接近75%之間,或接近50%的所述觸變性平衡物質230的數量來填充該腔室210。
第4圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的腔室210的截面圖。在該旋轉元件200、204,例如飛輪、齒輪或額外的元件,例如容器或器皿中挖出該腔室210。該腔室210是輪狀或環狀。該腔室210可具有長方形、正方形(未示出)、半圓形(未示出)、鐘形(未示出)、圓形(未示出)或諸如此類的橫截面。
第5圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的腔室210的截面圖。參照第4圖,該旋轉元件200、204包含中心孔260。該中心孔260可為圓形、正方形(未示出)、六角形(未示出)或諸如此類。該旋轉元件200、204的該中心孔260可容納用於將該旋轉元件200、204耦合至旋轉系統的軸。
旋轉元件200、204可包含工具的轉子(未示出),且該中心孔260覆蓋軸(未示出)。在一個較佳具體實施例中,該旋轉元件200、204可在一、二、三個或更多個部分中被射出成形,且可藉由密封元件來密封腔室210。該密封元件可為卡入或扣上的密封元件。在另一個較佳具體實施例中,該旋轉元件200、204可為工具100(例如該轉子124)、軸130或該工具單元140的旋轉元件的一部分,以及可藉由密封元件密封該腔室210。可例如使用摩擦力焊接、雷射焊接或超音波焊接來將該密封元件焊接至該旋轉元件。
第6圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在另一個旋轉元件200、206中的腔室210的截面圖。在該另一個旋轉元件200、206,例如飛輪、齒輪或額外的元件,例如容器或器皿中挖出該腔室210。該腔室210是圓筒狀。該腔室210可具有長方形、正方形(未示出)、半圓形(未示出)、鐘形(未示出)、圓形(未示出)或諸如此類的橫截面。
第7圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的另一個腔室210的截面圖。參照第4圖,該旋轉元件200、204包含開口270,其提供至該腔室210的入口。該開口270可圍繞四周。將該開口位在例如使平衡物質230包含並維持在該腔室210中的位置。
第8圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的另一個腔室210的截面圖。參照第5圖,該旋轉元件200、204包含如關於第7圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
旋轉元件200、204可包含如關於第5圖所描述的工具100的旋轉元件。
第9圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的再另一個腔室210的截面圖。參照第5圖,該旋轉元件200、204包含含如關於第7和8圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
旋轉元件200、204可包含如關於第5圖所描述的工具100的旋轉元件。
第10圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、206中的另一個腔室210的截面圖。參照第6圖,該旋轉元件200、206包含如關於第7圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
觸變性平衡物質230可為EP專利申請案編號0 281 252以及相應的US專利編號4,867,792中所揭露的觸變性輪胎平衡組成物,其全部內容併入於此以作為參考。該觸變性輪胎平衡組成物具有在1 Pa以及260 Pa之間的屈服應力值,當該輪胎的重點碰撞到路面時,藉由能在所誘導出的振動的影響下流動,而能夠平衡輪胎。
觸變性平衡物質230可為歐洲專利編號0 557 365以及相應的US專利編號5,431,726中所揭露的輪胎膠體平衡組成物,其全部內容併入於此以作為參考。該輪胎膠體平衡組成物具有在3000以及15000 Pa之間的儲存模數以及在-20以及+90°C之間的溫度範圍中小於1000 kg/m3的比重,較佳地,其儲存模數為約9000 Pa,藉由能在由輪組中的不平衡所造成的振動下流動,而能夠平衡輪胎。該組成物較佳包含下述的混合物:1)石蠟油、聚丁烯油、多元醇酯或多元醇醚;2)疏水性或親水性燻矽;3)聚甲基丙烯酸烷酯,苯乙烯-乙烯-丙烯塊狀共聚物或聚羥基羧酸衍生物;以及隨選的腐蝕抑制劑以及抗氧化劑。
觸變性平衡物質230可為歐洲專利編號1 196 299 B1以及相應的US公開案編號US 2005-0159534 A1以及US 2010-0252174 A1中所揭露的輪胎平衡組成物的其中之一,其全部內容併入於此以作為參考,該輪胎平衡組成物具有改善的平衡特性,並包含黏塑性膠體以及具有平均最小尺寸在0.5-5 mm範圍中的固態本體;平均最小尺寸較佳為1-4 mm,更佳為大約3 mm。當塗佈一層至汽車輪胎內時,該組成物藉由允許該固態本體移動穿過該膠體而作用,並濃縮在區域中以抵消不平衡。該固態本體較佳具有α<=2的在它們的最小以及它們的最大尺寸之間的平均α比,較佳為α <=1.5,尤其是大約1。該黏塑性膠體在22°C下較佳具有在1000 Pa以及25000 Pa之間的儲存模數(G')、小於該儲存模數的耗損模數(G”)以及在22°C時在3 Pa以上的臨界屈服應力。可將該本體塑形為扁長的或扁圓的橢圓球、圓筒、長方形的平行六面體或球體,或這種本體的混合物;它們可具有在500-3000 kg/m3的範圍中的明顯比重,較佳為600-2000 kg/m3,特別是700-1000 kg/m3,尤其是800-900 kg/m3;它們可由聚烯烴、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺、橡膠或玻璃來製成。該固態本體以及該膠體之間的重量比為從10:1至1:10,較佳為從5:1至1:5,特別是從2:1至3:1,例如從1:1至1:2。
觸變性平衡物質230可為國際專利申請案WO 2010/055097中所揭露的黏彈性輪胎平衡組成物的其中之一,其全部內容併入於此以作為參考,包含1)85至97%重量的乙二醇醚成分,該乙二醇醚包含下述通用分子式的一或更多種乙二醇/丙二醇共聚物醚:(I)或通用(II)或其混合物 ,其中R是氫或2-8個碳原子的烷基;R’是2-8個碳原子的亞烴基基元,其中兩個取代基不由相同的碳原子攜帶;m是該乙二醇/丙二醇共聚物基元中丙二醇的莫耳百分比;以及n是該乙二醇/丙二醇共聚物基元中乙二醇的莫耳百分比,其中比例n:m是在35:65至80:20的範圍中;每個乙二醇共聚物化合物具有範圍為2000-10000的平均分子量;以及2)3至15%重量的燻矽膠體發泡劑;所述平衡組成物為黏彈性,且在22°C下具有在1500 Pa以及5000 Pa之間的儲存模數(G')、小於高達至10-40 Hz的交換頻率的儲存模數的耗損模數(G”)以及超過2 Pa的臨界屈服應力。
觸變性平衡物質230可為國際專利申請案編號WO 2011/042549中所揭露的用於平衡旋轉系統的組成物,其全部內容併入於此以作為參考,該組成物包含一數量的觸變性平衡物質;其特徵在於分散於所述數量的所述觸變性平衡物質中一數量的疏水性顆粒或奈米顆粒。
觸變性平衡物質230可包含多個球。該球可包含金屬,例如鋼鐵、鈦、銅或鋁,複合材料,例如氧化鋁或陶瓷,或塑膠。可將該球拋光或塗層,例如聚四氟乙烯-(PTFE)塗層。該球可具有在接近1 mm以及接近50 mm之間的直徑,例如接近15 mm。
第11圖顯示了在測試下,根據本發明具體實施例為果汁離心機300的果汁機截面圖。該果汁離心機300包含垂直地存放在接近圓形的外殼110中的旋轉系統,該外殼110包含腳115。在測試中,包含馬達120、軸130、軸承135以及容器140的旋轉系統已根據本發明較佳具體實施例來修飾過,該馬達120包含靜子122以及轉子124,該容器140位在該馬達120上面且與該馬達120分開,且包含切割圓盤142以及鎖定裝置144。如第11圖中所示,該修飾過的果汁離心機300包含為轉接器的補充旋轉元件200,該補充旋轉元件200在該切割圓盤142上附接至該容器140。該補充旋轉元件200與第5圖中所示關閉的旋轉元件200、204相對應,且已由透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,聚2-甲基丙烯酸甲酯,丙烯玻璃,例如樹脂玻璃)製成。該補充旋轉元件200具有170 mm的外直徑、130 mm的內直徑、26.7 mm的高度以及133 g的重量。其腔室210已使用15 g的觸變性平衡物質230填充,按照上述國際專利申請案編號PCT/EP2009/065058以及PCT/EP2010/065125,該觸變性平衡物質230包含93%重量的聚醚二醇、4%重量的燻矽發泡劑以及3%重量的聚四氟乙烯(PTFE)奈米顆粒。如第11圖中所示,已由樣式Crossbow(www.xbow.com)、附接至接近該容器140的該外殼110一側的型號CAL10HF3三軸加速感應器模組190取得實驗數據,使得其y軸沿著垂直的軸130定向,其x軸以放射狀方向垂直於該軸130而水平地定向,以及其z軸是垂直於該軸130以及該x軸而水平定向的軸。此外,為了加入不平衡,具有6 g重量的鋼鐵栓(未示出)已被鬆鬆地放在該容器140中。
參照第11圖,第12圖以公釐(mm)顯示了原始果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始果汁機300沒有補充旋轉元件200以及觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約70 s的期間。在已開啟該原始果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約1.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約3.7 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約4.6 mm。偏轉的改變大約為1 mm。在t = 18 s已關閉該果汁機300之後,從t =18 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40至t = 70 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
參照第11圖,第13圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有補充旋轉元件200,且沒有觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約115 s的期間。在已開啟一開始沒有觸變性平衡物質230的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約1.2 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約2.8 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約2.7 mm。偏轉的改變小於1 mm。在t = 38 s已關閉該果汁機300之後,從t =38 s至t = 80 s,偏轉減少,且從t = 80至t = 115 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第12以及13圖的比較顯示了,補充旋轉元件200減少了振動。這可由容器140中該補充旋轉元件200的位置來解釋。在某些角度位置中,該補充旋轉元件200補償了一部分的振動。此外,該補充旋轉元件200增加了該容器140的重量。
參照第11圖,第14圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dz、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有補充旋轉元件200以及加入的不平衡,且沒有觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約120 s的期間。在已開啟沒有觸變性平衡物質230的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約10 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約16 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約14 mm。在已關閉該果汁機300之後,從t =25 s至t = 90s,偏轉減少,且從t = 90至t = 120 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第14圖與第12以及13圖的比較顯示出,偏轉分別增加了大約五倍以及大約六倍。
參照第11圖,第15圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有包含一數量的觸變性平衡物質230以及加入的不平衡的補充旋轉元件200。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約117 s的期間。在已開啟具有包含一數量的觸變性平衡物質230以及加入的不平衡的補充旋轉元件200的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約4.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約13.5 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約11 mm。偏轉的改變隨時間減少。在t =27 s,該觸變性平衡物質230已沿著周邊平衡區域210分散其本身,使得該振動被最小化,且該偏轉的改變接近零。在已關閉該果汁機300之後,從t =28 s至t = 90s,偏轉減少,且從t = 90 至t = 117 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第14以及15圖的比較顯示出,一般而言,偏轉包含較少的改變,且在y軸中的偏轉dy減少了大約2.5 mm,在z軸中的偏轉dz減少了大約1 mm,以及在x軸中的偏轉dx減少了大約2 mm。因此,根據本發明具體實施例包含一數量的該觸變性平衡物質230的該補充旋轉元件200減少了該果汁離心機300的旋轉系統中的振動至實質的程度。
第16圖顯示了根據本發明具體實施例的角度研磨機400在測試下的截面圖。該角度研磨機400包含存放在多部分外殼110中的旋轉系統,該多部分外殼110包含處理部分、馬達部分、變速箱部分以及保護檔板116,該處理部分包含具有4 m長度的電源線182以及開關184。在測試中,已根據本發明的較佳具體實施例修飾了包含馬達120(該馬達120包含靜子122以及轉子124)、軸130、軸承135、垂直地偏斜該軸130的變速箱150、具有230 mm直徑且部分覆蓋在該保護檔板116中的研磨盤或砂輪146,以及具有M14螺紋的鎖定裝置144的旋轉系統。該角度研磨機400是樣式KRESS-elektrik GmbH & Co. KG、型號2600 WSB/1 230角度研磨機,該角度研磨機具有接近6.5 Kg的重量,並包含作為附件的原始設備製造商(OEM)平衡單元。該OEM平衡單元包含旋轉元件,該旋轉元件包含五個具有10 mm直徑的鋼球以及油。如第16圖中所示,修飾過的角度研磨機400包含為轉接器的補充旋轉元件200,附接至在該保護檔板116以及該研磨盤146之間的該軸130。該補充旋轉元件200與第5圖中所示關閉的旋轉元件200、204相對應,且由鋼鐵製成。該補充旋轉元件200具有62 mm的外直徑、15.07 mm至16.07 mm的圓錐形內直徑、19.2 mm的高度以及238 g的重量。按照上述國際專利申請案編號PCT/EP2009/065058以及PCT/EP2010/065125,已使用10 g的觸變性平衡物質230填充其腔室210,該觸變性平衡物質230包含93%重量的聚醚二醇、4%重量的燻矽發泡劑以及3%重量的聚四氟乙烯(PTFE)奈米顆粒。對於該測試,該角度研磨機400已位在緩衝墊(未示出)上,並使用張力帶(未示出)固定至地面。如第16圖中所示,已由樣式Crossbow(www.xbow.com)、附接至該該馬達部分一側的型號CAL10HF3三軸加速感應器模組190取得實驗數據,使得其z軸沿著驅動該研磨盤146的軸130而垂直地定向,其y軸沿著該外殼110定向,以及其x軸是垂直於該軸130以及該y軸定向的軸。
參照第16圖,第17圖以公釐(mm)顯示了原始角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400沒有OEM平衡單元或補充旋轉元件200以及觸變性平衡物質230,且沒有研磨盤146。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約43 s的期間。在已開啟該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約5.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約11 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約40 mm。在y軸周圍的x軸中的偏轉dx是由來自角動量的旋轉移動所造成。之後,y軸中的偏轉dy減少至大約0.5 mm,z軸中的偏轉dz減少至大約2 mm,以及x軸中的偏轉dx減少至大約3 mm。在t = 30 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =30 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40 s至t = 43 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該原始角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
參照第16圖,第18圖以公釐(mm)顯示了原始角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400具有OEM平衡單元,且具有研磨盤146。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約46 s的期間。在已開啟具有該OEM平衡單元的該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約7.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約8.5 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約44 mm。該偏轉的改變大約為4 mm。在t = 30 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =30 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40 至t = 46 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該原始角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
第17以及18圖的比較顯示,一般而言,偏轉增加了,且包含更多的改變。這可由研磨盤146的存在來解釋。
參照第16圖,第19圖以公釐(mm)顯示了修飾過的角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400具有補充旋轉元件200,且具有研磨盤146,該補充旋轉元件200包含一數量的觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約43 s的期間。在已開啟具有包含一數量的觸變性平衡物質230的該補充旋轉元件200的該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約6 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約45 mm。該偏轉的改變大約為4 mm。在y軸周圍的x軸中的偏轉dx是由來自角動量的旋轉移動所造成。之後,y軸中的偏轉dy減少至大約4 mm,z軸中的偏轉dz減少至大約4 mm,以及x軸中的偏轉 dx減少至大約2 mm。在t = 28 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =28 s至t = 31 s,偏轉短暫地增加,從t =31 s至t = 38 s,偏轉減少,且從t = 38 s至t = 43 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
第17以及18圖的比較顯示,一般而言,由於研磨盤146的存在,偏轉dy以及偏轉dz增加,且包含更多的改變。然而,僅管有該研磨盤146的存在,偏轉dx是相似的,如果不是,甚至減少至某個程度。
第18以及19圖的比較顯示,由於觸變性平衡物質230的存在,偏轉dy、偏轉dz以及偏轉dx大大地減少了,且包含較少的改變。更詳細來說,平均偏轉dy從大約5 mm 減少至大約4 mm,且相應的改變從大約2 mm減少至少於1 mm,平均偏轉dz從大約7.5 mm減少至大約4 mm,且相應的改變從大約3 mm減少至大約2 mm,以及平均偏轉dx從大約6 mm減少至大約2 mm,且相應的改變從大約3 mm減少至大約1 mm。因此,根據本發明具體實施例的包含一數量的觸變性平衡物質230的補充旋轉元件200減少了角度研磨機300的旋轉系統中的振動至實質的程度。
第20圖顯示了根據本發明具體實施例的射出成形機器500的截面圖。該射出成形機器500包含馬達120、在機器基座或機器床520上的第一端支柱530以及與該第一端支柱間隔並作為固定工作支持附件540的第二端支柱540。該射出成形機器500更包含工具單元140,該工具單元140使用軸承148(例如襯套軸承、平軸承或滑動軸承)而可在該第一端支柱530以及該第二端支柱540之間,在一、二、三、四個或更多個桿子550上滑動,並作為自由工作支持附件。因此,部分的射出模(未示出)可附接至該固定工作支持附件540以及該自由工作支持附件140。該自由工作支持附件140可朝向該固定工作支持附件540移動,用於在關閉位置中在該射出模中射出成形一物件,之後,該自由工作支持附件140可從該固定工作支持附件540移開,用於從在打開位置中的射出模中釋放該射出成形物件。該射出成形機器500更包含用於驅動該自由工作支持附件140的旋轉系統,可如第20圖中所指出的來水平地配置該旋轉系統。該旋轉系統包含馬達120以及軸130,該馬達120包含靜子122以及轉子124。該軸130可連接至該自由工作支持附件140。該轉子124可包含具有內螺紋的第一齒輪152,以及該軸130可包含具有與該內螺紋嚙合的外螺紋的第二齒輪154,使得以第一方向轉動該轉子124以驅動該自由工作支持附件140朝向該固定工作支持附件540,以及以相反於第一方向的第二方向轉動該轉子124以驅動該自由工作支持附件140遠離該固定工作支持附件540。該旋轉系統可更包含軸承138,該軸承138可位於該第一端支柱530中。根據本發明的較佳具體實施例,該轉子124更包含當驅動該自由工作支持附件140時用於減少振動的補充旋轉元件200。
在另一個射出成形機器500中,軸130為可旋轉的。因此,該軸130可經由軸承(未示出)耦合至自由工作支持附件140,以及轉子124可連接至該軸130,並包含具有外螺紋的第一齒輪(未示出),以及靜子122可包含具有與該內螺紋嚙合的內螺紋的第二齒輪(未示出),使得以第一方向轉動該轉子124以及軸130以驅動該自由工作支持附件140朝向固定工作支持附件540,以及以相反於該第一方向的第二方向轉動該轉子124以及軸130以驅動該自由工作支持附件140遠離該固定工作支持附件540。在該射出成形機器500中,其中旋轉該軸130,該軸130可包含當驅動該自由工作支持附件140時用於減少振動的補充旋轉元件200。該補充旋轉元件200可,例如,與第5、8或9圖中所示的關閉旋轉元件200、204相對應。在該射出成形機器500中,其中旋轉該軸130,該軸130可替代地或額外地包含第4-10圖中所示用於減少振動的該旋轉元件200、204、206。
在射出成形機器500中,其中用於傳送射出成形材料的幫浦包含旋轉系統,該旋轉系統可包含用於減少振動的旋轉元件200、204、206。
在包含用於保護的門或蓋子的工具機(例如射出成形機器500)中包含了旋轉系統,該旋轉系統可包含用於減少振動的旋轉元件200、204、206。
本發明的具體實施例包含可執行該方法的相應裝置。
本發明的具體實施例包含可執行該方法的相應系統,可能橫跨一些裝置。
雖然在本文中已說明並描述了特定的具體實施例,本領域具一般技藝的技術人員將領略到,對於所示出的特定具體實施例,可取代預計用以實現相同目的的任何配置。要了解的是,上述描述意欲為說明性的,且不為限制性的。此申請案意欲涵蓋任何本發明的改變或變化。在閱讀並了解上述描述之後,上述具體實施例以及許多其他具體實施例的組合對於本領域的技術人員而言將為顯而易見的。本發明的範圍包括任何其他其中可使用上述結構與方法的具體實施例以及應用。因此,本發明的範圍只被附帶申請專利範圍與這種申請專利範圍所享有的均等物的全部範圍所定義。
在此說明書的從頭到尾,用字「包含(comprise)」或變化,例如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」,將被理解為用以暗示包括所指定的元件、整體或步驟,或元件、整體或步驟的群組,但不排除任何其他的元件、整體或步驟,或元件、整體或步驟的群組。
在描述以及申請專利範圍中,可使用用語「包括」、「具有(have)」、「具有(with)」或其其他的變化。要了解的是,這種用語意欲以類似於用語「包含」的方式而為包括在內的。
在描述以及申請專利範圍中,可使用用語「耦合」與「連接」以及衍生用語,例如「通訊耦合」。要了解的是,這些用語不意欲作為彼此的同意字。更確切而言,在特定的具體實施例中,「連接」可用以指出二或更多個元件彼此處於直接的物理或電接觸。然而,「耦合」也可意指二或更多個元件彼此不直接接觸,但仍彼此合作或交互作用。
在描述以及申請專利範圍中,例如「上」、「下」、「第一」、「第二」等等的用語可能只用於描述的目的,且不被理解作為限制。可在許多位置以及方位中製造、使用或運送本文中所描述的裝置或物件的具體實施例。
第1圖顯示了本發明可應用至的工具100的示意圖。該工具100可包含外殼110。該外殼110可為箱子或建築物,例如工廠。該工具100包含用於在軸130處提供旋轉能量的驅動單元120,該軸130在旋轉軸240上具有支點。如第1圖中所指出的,該驅動單元120可包含存放在靜子122中並耦合至該軸130的轉子124。該驅動單元120可典型地藉由從電源供應器(未示出)(例如電池,例如可再充電的電池,或主電源)運送的電能提供動力。然而,該驅動單元120可包含具有一、二、三個或更多個渦輪的渦輪機(未示出),該渦輪存放在渦輪機外殼中。該驅動單元120可由各種動力來源來提供動力,包含,例如,水力以及氣動力。該渦輪機可由氣體來提供動力,例如天然氣或沼氣,或蒸氣。該驅動單元120可包含內燃機,該內燃機由,例如氣體,例如天然氣或沼氣,油、汽油或柴油來提供動力。該工具100更包含耦合至該驅動單元120的用於接收旋轉能量的工具單元140,並直接或間接地支援將被處理的工具或物件。如第1圖中所指出,可將該工具單元140部分地或完全地存放在該外殼110中。該工具單元140可包含開槽夾頭,例如三爪夾頭,用於容納並夾住該工具或物件。該工具100可包含一、二、三個或更多個支撐元件180,該支撐元件180具有軸承135,且沿著該軸130被配置,用於支撐該軸130。該工具100的旋轉元件,例如轉子124、軸130、軸承135以及工具單元140形成該工具100的旋轉系統。該工具100的旋轉系統可隨選地包含配置在該驅動單元120以及該工具單元140之間用於耦合該驅動單元120以及該工具單元140的變速箱150。該變速箱150可為索引變速箱,即為換檔變速箱。該變速箱150可將該驅動單元120的轉速轉換成功率產生單元140的轉速。該變速箱150可增加或減少該轉速。該變速箱150可以或不可以改變旋轉的方向。該變速箱150可將旋轉能量重新導向另一個方向。該變速箱150可在一、二、三個或更多個驅動單元120以及一、二、三個或更多個功率產生單元140之間分散該旋轉能量。該工具100可更包含敲打單元或錘擊單元(未示出)。
可水平地、垂直地或以任何適合的角度來定向工具100。
工具100可產生旋轉功率。該工具100可產生範圍為數瓦特(W)至數百萬瓦特(MW)的旋轉功率,例如千瓦(KW)。該旋轉功率可直接被用於處理該物件或間接地用於操縱該工具或物件。處理可包含加工,例如切割,例如鋸開,鑽孔,例如挖洞,研磨、車工或釘板條、碾磨以及打刨。操縱可包含,例如,移動工具底座,例如開槽夾頭,例如三爪夾頭,門或蓋子以及安全裝置。
工具100可將初級能量(即輸入能量,例如電能)轉換成次級能量(即輸出能量,例如旋轉能量)。
工具100可為靜止的。
工具100可為工具機,該工具機包含例如在工作室中的圓形鋸臺、柱式鑽孔機或圓柱式鑽孔機,例如柱式鏜床或圓柱式鏜床,車床(turning machine)或車床(lathe),例如數值控制(NC)車床或電腦數值控制(CNC)車床,銑床,例如NC銑床或CNC銑床,以及刨床。此外,工具機可包含射出成形機器,用於生產例如包含塑膠的物件。
此外,工具100可為可攜式。
工具100可包含研磨機,例如動力研磨機或咖啡研磨機,混合器,例如手持混合器、立式混合器,動力絞碎機或碎肉機,即為絞肉機,攪拌機,例如手持攪拌機或浸沒式攪拌機,食物處理機、食物切片機以及果汁機,例如動力果汁機或果汁離心機。
此外,工具100可為手持的。
工具100可包含研磨機,例如角度研磨機、磨沙機、磨光器,鋸子,例如圓形手鋸,鑽孔機或鏜床,例如動力鑽頭,即為電鑽或無線鑽頭,敲打鑽孔機以及錘擊鑽孔機,例如氣動錘擊鑽孔機,動力螺絲起子,例如電動螺絲起子或無線螺絲起子、牆用螺絲起子以及動力刨床,例如電動刨床。
因此,其可於家裡、辦公室、商業、商店、工作室、建築物工地或建構工地中使用。
此外,可移動地使用工具100。
工具100可包含割草機,例如剪草機,以及農業機器或農場機器,例如收割機。
因此,在其他的事情之中,可使用工具100處理物件以及完成工作。
根據本發明的具體實施例,工具100的一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154包含一、二、三個或更多個在旋轉軸240上具有支點的腔室210,包含周邊平衡區域220,且以一數量的觸變性平衡物質230部分填充。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可包含金屬,例如鋼鐵、鈦、銅或鋁,或複合材料,例如玻璃纖維強化的材料或碳纖維強化的材料,或合成材料,例如塑膠或樹脂玻璃。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可取代旋轉系統的原始旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154。包含一、二、三個或更多個腔室210的該一、二、三個或更多個旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154可為該旋轉系統的補充元件。
可在旋轉元件,例如轉子124或齒輪中挖鑿出該腔室210。該腔室210可位在軸130中,例如中空軸、管狀軸或螺紋棒,並沿著該中空軸或管狀軸部分地或完全地延伸,例如實質上完全延伸。
周邊平衡區域220可包含奈米結構,用於改善觸變性平衡物質230的移動性以及流動,所述奈米結構由例如包含奈米顆粒的材料(例如亮光漆)形成,或壓印在所述周邊平衡區域220上。
觸變性平衡物質230在腔室210中作用。由於振動,觸變性平衡物質230沿著該周邊平衡區域220分散其本身,使得CofG 250朝向旋轉元件120、124、130、135、140、142、144、145、150、152、154;200的旋轉軸240(其為CofR)移動,例如軸130,且減少或最小化或消除該振動。
對於本發明的較佳具體實施例,第2圖顯示出了當觸變性平衡物質230部分填充腔室210時,在時間的起始點時圓筒狀腔室210的截面圖。如第2圖中所示,可將該觸變性平衡物質230沿著周邊平衡區域220均勻地分散。對於垂直的旋轉軸240,該觸變性平衡物質230可部分填充該腔室210至垂直於旋轉軸240的均勻程度。對於水平的旋轉軸240,可沿著該旋轉軸240而將該觸變性平衡物質230部分地填充該腔室210至均勻的程度。然而,可使用任何其他方式來將該觸變性平衡物質230部分地填充該腔室210。由於旋轉元件200或旋轉系統的不平衡,CofG 250從為CofR的旋轉軸240偏離。
對於本發明的較佳具體實施例,第3圖顯示出了當沿著腔室210的周邊平衡區域220分散觸變性平衡物質230,使得振動減少的時間點上,圓筒狀腔室210的截面圖。當旋轉元件200繞著旋轉軸240旋轉時,由於旋轉系統中的振動,該觸變性平衡物質230液化並將其本身沿著該腔室210的周邊平衡區域220分散,以減少該旋轉元件200的不平衡,並因此減少了振動。CofG 250朝向為CofR的該旋轉軸240移動。當振動減少時,該觸變性平衡物質230可固化並維持其在該周邊平衡區域220上的位置以及分佈。因此,在該旋轉系統的操作期間,其平衡被持續地調整。
觸變性平衡物質230的量可在接近0.001 kg以及接近1000 kg之間,或在接近0.002 kg以及接近500 kg之間,或在接近0.005 kg以及接近200 kg之間,或在接近0.01 kg以及接近100 kg之間,或在接近0.02 kg以及接近50 kg之間,或在接近0.05 kg以及接近20 kg之間,或在接近0.1 kg以及接近10 kg之間,或在接近0.2 kg以及接近5 kg之間,或在接近0.5 kg以及接近2 kg之間,或接近1 kg。可使用在接近1%以及接近90%之間,或在接近10%以及接近80%之間,或在接近25%以及接近75%之間,或接近50%的所述觸變性平衡物質230的數量來填充該腔室210。
第4圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的腔室210的截面圖。在該旋轉元件200、204,例如飛輪、齒輪或額外的元件,例如容器或器皿中挖出該腔室210。該腔室210是輪狀或環狀。該腔室210可具有長方形、正方形(未示出)、半圓形(未示出)、鐘形(未示出)、圓形(未示出)或諸如此類的橫截面。
第5圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的腔室210的截面圖。參照第4圖,該旋轉元件200、204包含中心孔260。該中心孔260可為圓形、正方形(未示出)、六角形(未示出)或諸如此類。該旋轉元件200、204的該中心孔260可容納用於將該旋轉元件200、204耦合至旋轉系統的軸。
旋轉元件200、204可包含工具的轉子(未示出),且該中心孔260覆蓋軸(未示出)。在一個較佳具體實施例中,該旋轉元件200、204可在一、二、三個或更多個部分中被射出成形,且可藉由密封元件來密封腔室210。該密封元件可為卡入或扣上的密封元件。在另一個較佳具體實施例中,該旋轉元件200、204可為工具100(例如該轉子124)、軸130或該工具單元140的旋轉元件的一部分,以及可藉由密封元件密封該腔室210。可例如使用摩擦力焊接、雷射焊接或超音波焊接來將該密封元件焊接至該旋轉元件。
第6圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在另一個旋轉元件200、206中的腔室210的截面圖。在該另一個旋轉元件200、206,例如飛輪、齒輪或額外的元件,例如容器或器皿中挖出該腔室210。該腔室210是圓筒狀。該腔室210可具有長方形、正方形(未示出)、半圓形(未示出)、鐘形(未示出)、圓形(未示出)或諸如此類的橫截面。
第7圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的另一個腔室210的截面圖。參照第4圖,該旋轉元件200、204包含開口270,其提供至該腔室210的入口。該開口270可圍繞四周。將該開口位在例如使平衡物質230包含並維持在該腔室210中的位置。
第8圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的另一個腔室210的截面圖。參照第5圖,該旋轉元件200、204包含如關於第7圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
旋轉元件200、204可包含如關於第5圖所描述的工具100的旋轉元件。
第9圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、204中的再另一個腔室210的截面圖。參照第5圖,該旋轉元件200、204包含含如關於第7和8圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
旋轉元件200、204可包含如關於第5圖所描述的工具100的旋轉元件。
第10圖顯示了根據本發明的再另一個具體實施例在旋轉元件200、206中的另一個腔室210的截面圖。參照第6圖,該旋轉元件200、206包含如關於第7圖所討論的開口270,其提供至該腔室210的入口。
觸變性平衡物質230可為EP專利申請案編號0 281 252以及相應的US專利編號4,867,792中所揭露的觸變性輪胎平衡組成物,其全部內容併入於此以作為參考。該觸變性輪胎平衡組成物具有在1 Pa以及260 Pa之間的屈服應力值,當該輪胎的重點碰撞到路面時,藉由能在所誘導出的振動的影響下流動,而能夠平衡輪胎。
觸變性平衡物質230可為歐洲專利編號0 557 365以及相應的US專利編號5,431,726中所揭露的輪胎膠體平衡組成物,其全部內容併入於此以作為參考。該輪胎膠體平衡組成物具有在3000以及15000 Pa之間的儲存模數以及在-20以及+90°C之間的溫度範圍中小於1000 kg/m3的比重,較佳地,其儲存模數為約9000 Pa,藉由能在由輪組中的不平衡所造成的振動下流動,而能夠平衡輪胎。該組成物較佳包含下述的混合物:1)石蠟油、聚丁烯油、多元醇酯或多元醇醚;2)疏水性或親水性燻矽;3)聚甲基丙烯酸烷酯,苯乙烯-乙烯-丙烯塊狀共聚物或聚羥基羧酸衍生物;以及隨選的腐蝕抑制劑以及抗氧化劑。
觸變性平衡物質230可為歐洲專利編號1 196 299 B1以及相應的US公開案編號US 2005-0159534 A1以及US 2010-0252174 A1中所揭露的輪胎平衡組成物的其中之一,其全部內容併入於此以作為參考,該輪胎平衡組成物具有改善的平衡特性,並包含黏塑性膠體以及具有平均最小尺寸在0.5-5 mm範圍中的固態本體;平均最小尺寸較佳為1-4 mm,更佳為大約3 mm。當塗佈一層至汽車輪胎內時,該組成物藉由允許該固態本體移動穿過該膠體而作用,並濃縮在區域中以抵消不平衡。該固態本體較佳具有α<=2的在它們的最小以及它們的最大尺寸之間的平均α比,較佳為α <=1.5,尤其是大約1。該黏塑性膠體在22°C下較佳具有在1000 Pa以及25000 Pa之間的儲存模數(G')、小於該儲存模數的耗損模數(G”)以及在22°C時在3 Pa以上的臨界屈服應力。可將該本體塑形為扁長的或扁圓的橢圓球、圓筒、長方形的平行六面體或球體,或這種本體的混合物;它們可具有在500-3000 kg/m3的範圍中的明顯比重,較佳為600-2000 kg/m3,特別是700-1000 kg/m3,尤其是800-900 kg/m3;它們可由聚烯烴、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺、橡膠或玻璃來製成。該固態本體以及該膠體之間的重量比為從10:1至1:10,較佳為從5:1至1:5,特別是從2:1至3:1,例如從1:1至1:2。
觸變性平衡物質230可為國際專利申請案WO 2010/055097中所揭露的黏彈性輪胎平衡組成物的其中之一,其全部內容併入於此以作為參考,包含1)85至97%重量的乙二醇醚成分,該乙二醇醚包含下述通用分子式的一或更多種乙二醇/丙二醇共聚物醚:(I)或通用(II)或其混合物
觸變性平衡物質230可為國際專利申請案編號WO 2011/042549中所揭露的用於平衡旋轉系統的組成物,其全部內容併入於此以作為參考,該組成物包含一數量的觸變性平衡物質;其特徵在於分散於所述數量的所述觸變性平衡物質中一數量的疏水性顆粒或奈米顆粒。
觸變性平衡物質230可包含多個球。該球可包含金屬,例如鋼鐵、鈦、銅或鋁,複合材料,例如氧化鋁或陶瓷,或塑膠。可將該球拋光或塗層,例如聚四氟乙烯-(PTFE)塗層。該球可具有在接近1 mm以及接近50 mm之間的直徑,例如接近15 mm。
第11圖顯示了在測試下,根據本發明具體實施例為果汁離心機300的果汁機截面圖。該果汁離心機300包含垂直地存放在接近圓形的外殼110中的旋轉系統,該外殼110包含腳115。在測試中,包含馬達120、軸130、軸承135以及容器140的旋轉系統已根據本發明較佳具體實施例來修飾過,該馬達120包含靜子122以及轉子124,該容器140位在該馬達120上面且與該馬達120分開,且包含切割圓盤142以及鎖定裝置144。如第11圖中所示,該修飾過的果汁離心機300包含為轉接器的補充旋轉元件200,該補充旋轉元件200在該切割圓盤142上附接至該容器140。該補充旋轉元件200與第5圖中所示關閉的旋轉元件200、204相對應,且已由透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,聚2-甲基丙烯酸甲酯,丙烯玻璃,例如樹脂玻璃)製成。該補充旋轉元件200具有170 mm的外直徑、130 mm的內直徑、26.7 mm的高度以及133 g的重量。其腔室210已使用15 g的觸變性平衡物質230填充,按照上述國際專利申請案編號PCT/EP2009/065058以及PCT/EP2010/065125,該觸變性平衡物質230包含93%重量的聚醚二醇、4%重量的燻矽發泡劑以及3%重量的聚四氟乙烯(PTFE)奈米顆粒。如第11圖中所示,已由樣式Crossbow(www.xbow.com)、附接至接近該容器140的該外殼110一側的型號CAL10HF3三軸加速感應器模組190取得實驗數據,使得其y軸沿著垂直的軸130定向,其x軸以放射狀方向垂直於該軸130而水平地定向,以及其z軸是垂直於該軸130以及該x軸而水平定向的軸。此外,為了加入不平衡,具有6 g重量的鋼鐵栓(未示出)已被鬆鬆地放在該容器140中。
參照第11圖,第12圖以公釐(mm)顯示了原始果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始果汁機300沒有補充旋轉元件200以及觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約70 s的期間。在已開啟該原始果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約1.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約3.7 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約4.6 mm。偏轉的改變大約為1 mm。在t = 18 s已關閉該果汁機300之後,從t =18 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40至t = 70 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
參照第11圖,第13圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有補充旋轉元件200,且沒有觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約115 s的期間。在已開啟一開始沒有觸變性平衡物質230的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約1.2 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約2.8 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約2.7 mm。偏轉的改變小於1 mm。在t = 38 s已關閉該果汁機300之後,從t =38 s至t = 80 s,偏轉減少,且從t = 80至t = 115 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第12以及13圖的比較顯示了,補充旋轉元件200減少了振動。這可由容器140中該補充旋轉元件200的位置來解釋。在某些角度位置中,該補充旋轉元件200補償了一部分的振動。此外,該補充旋轉元件200增加了該容器140的重量。
參照第11圖,第14圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dz、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有補充旋轉元件200以及加入的不平衡,且沒有觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約120 s的期間。在已開啟沒有觸變性平衡物質230的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約10 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約16 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約14 mm。在已關閉該果汁機300之後,從t =25 s至t = 90s,偏轉減少,且從t = 90至t = 120 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第14圖與第12以及13圖的比較顯示出,偏轉分別增加了大約五倍以及大約六倍。
參照第11圖,第15圖以公釐(mm)顯示了修飾過的果汁機300隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該修飾過的果汁機300具有包含一數量的觸變性平衡物質230以及加入的不平衡的補充旋轉元件200。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約117 s的期間。在已開啟具有包含一數量的觸變性平衡物質230以及加入的不平衡的補充旋轉元件200的修飾過的果汁機300之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約4.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約13.5 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約11 mm。偏轉的改變隨時間減少。在t =27 s,該觸變性平衡物質230已沿著周邊平衡區域210分散其本身,使得該振動被最小化,且該偏轉的改變接近零。在已關閉該果汁機300之後,從t =28 s至t = 90s,偏轉減少,且從t = 90 至t = 117 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該果汁機300在減速期間的共振所造成。
第14以及15圖的比較顯示出,一般而言,偏轉包含較少的改變,且在y軸中的偏轉dy減少了大約2.5 mm,在z軸中的偏轉dz減少了大約1 mm,以及在x軸中的偏轉dx減少了大約2 mm。因此,根據本發明具體實施例包含一數量的該觸變性平衡物質230的該補充旋轉元件200減少了該果汁離心機300的旋轉系統中的振動至實質的程度。
第16圖顯示了根據本發明具體實施例的角度研磨機400在測試下的截面圖。該角度研磨機400包含存放在多部分外殼110中的旋轉系統,該多部分外殼110包含處理部分、馬達部分、變速箱部分以及保護檔板116,該處理部分包含具有4 m長度的電源線182以及開關184。在測試中,已根據本發明的較佳具體實施例修飾了包含馬達120(該馬達120包含靜子122以及轉子124)、軸130、軸承135、垂直地偏斜該軸130的變速箱150、具有230 mm直徑且部分覆蓋在該保護檔板116中的研磨盤或砂輪146,以及具有M14螺紋的鎖定裝置144的旋轉系統。該角度研磨機400是樣式KRESS-elektrik GmbH & Co. KG、型號2600 WSB/1 230角度研磨機,該角度研磨機具有接近6.5 Kg的重量,並包含作為附件的原始設備製造商(OEM)平衡單元。該OEM平衡單元包含旋轉元件,該旋轉元件包含五個具有10 mm直徑的鋼球以及油。如第16圖中所示,修飾過的角度研磨機400包含為轉接器的補充旋轉元件200,附接至在該保護檔板116以及該研磨盤146之間的該軸130。該補充旋轉元件200與第5圖中所示關閉的旋轉元件200、204相對應,且由鋼鐵製成。該補充旋轉元件200具有62 mm的外直徑、15.07 mm至16.07 mm的圓錐形內直徑、19.2 mm的高度以及238 g的重量。按照上述國際專利申請案編號PCT/EP2009/065058以及PCT/EP2010/065125,已使用10 g的觸變性平衡物質230填充其腔室210,該觸變性平衡物質230包含93%重量的聚醚二醇、4%重量的燻矽發泡劑以及3%重量的聚四氟乙烯(PTFE)奈米顆粒。對於該測試,該角度研磨機400已位在緩衝墊(未示出)上,並使用張力帶(未示出)固定至地面。如第16圖中所示,已由樣式Crossbow(www.xbow.com)、附接至該該馬達部分一側的型號CAL10HF3三軸加速感應器模組190取得實驗數據,使得其z軸沿著驅動該研磨盤146的軸130而垂直地定向,其y軸沿著該外殼110定向,以及其x軸是垂直於該軸130以及該y軸定向的軸。
參照第16圖,第17圖以公釐(mm)顯示了原始角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400沒有OEM平衡單元或補充旋轉元件200以及觸變性平衡物質230,且沒有研磨盤146。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約43 s的期間。在已開啟該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約5.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約11 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約40 mm。在y軸周圍的x軸中的偏轉dx是由來自角動量的旋轉移動所造成。之後,y軸中的偏轉dy減少至大約0.5 mm,z軸中的偏轉dz減少至大約2 mm,以及x軸中的偏轉dx減少至大約3 mm。在t = 30 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =30 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40 s至t = 43 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該原始角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
參照第16圖,第18圖以公釐(mm)顯示了原始角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400具有OEM平衡單元,且具有研磨盤146。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約46 s的期間。在已開啟具有該OEM平衡單元的該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約7.5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約8.5 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約44 mm。該偏轉的改變大約為4 mm。在t = 30 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =30 s至t = 40 s,偏轉減少,且從t = 40 至t = 46 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該原始角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
第17以及18圖的比較顯示,一般而言,偏轉增加了,且包含更多的改變。這可由研磨盤146的存在來解釋。
參照第16圖,第19圖以公釐(mm)顯示了修飾過的角度研磨機400隨時間(t)的秒數(s)分別在x軸、y軸以及z軸中偏轉(dx、dy以及dz)的示範性圖式,該原始角度研磨機400具有補充旋轉元件200,且具有研磨盤146,該補充旋轉元件200包含一數量的觸變性平衡物質230。該圖式源自以大約2 1/s的速率取得的實驗數據,並涵蓋了大約43 s的期間。在已開啟具有包含一數量的觸變性平衡物質230的該補充旋轉元件200的該原始角度研磨機400之後,在y軸中的偏轉dy增加至大約5 mm,在z軸中的偏轉dz增加至大約6 mm,以及在x軸中的偏轉dx增加至大約45 mm。該偏轉的改變大約為4 mm。在y軸周圍的x軸中的偏轉dx是由來自角動量的旋轉移動所造成。之後,y軸中的偏轉dy減少至大約4 mm,z軸中的偏轉dz減少至大約4 mm,以及x軸中的偏轉 dx減少至大約2 mm。在t = 28 s時已關閉該角度研磨機400之後,從t =28 s至t = 31 s,偏轉短暫地增加,從t =31 s至t = 38 s,偏轉減少,且從t = 38 s至t = 43 s,偏轉縮小。在關閉之後短暫增加的偏轉是由該角度研磨機400在減速期間的共振所造成。
第17以及18圖的比較顯示,一般而言,由於研磨盤146的存在,偏轉dy以及偏轉dz增加,且包含更多的改變。然而,僅管有該研磨盤146的存在,偏轉dx是相似的,如果不是,甚至減少至某個程度。
第18以及19圖的比較顯示,由於觸變性平衡物質230的存在,偏轉dy、偏轉dz以及偏轉dx大大地減少了,且包含較少的改變。更詳細來說,平均偏轉dy從大約5 mm 減少至大約4 mm,且相應的改變從大約2 mm減少至少於1 mm,平均偏轉dz從大約7.5 mm減少至大約4 mm,且相應的改變從大約3 mm減少至大約2 mm,以及平均偏轉dx從大約6 mm減少至大約2 mm,且相應的改變從大約3 mm減少至大約1 mm。因此,根據本發明具體實施例的包含一數量的觸變性平衡物質230的補充旋轉元件200減少了角度研磨機300的旋轉系統中的振動至實質的程度。
第20圖顯示了根據本發明具體實施例的射出成形機器500的截面圖。該射出成形機器500包含馬達120、在機器基座或機器床520上的第一端支柱530以及與該第一端支柱間隔並作為固定工作支持附件540的第二端支柱540。該射出成形機器500更包含工具單元140,該工具單元140使用軸承148(例如襯套軸承、平軸承或滑動軸承)而可在該第一端支柱530以及該第二端支柱540之間,在一、二、三、四個或更多個桿子550上滑動,並作為自由工作支持附件。因此,部分的射出模(未示出)可附接至該固定工作支持附件540以及該自由工作支持附件140。該自由工作支持附件140可朝向該固定工作支持附件540移動,用於在關閉位置中在該射出模中射出成形一物件,之後,該自由工作支持附件140可從該固定工作支持附件540移開,用於從在打開位置中的射出模中釋放該射出成形物件。該射出成形機器500更包含用於驅動該自由工作支持附件140的旋轉系統,可如第20圖中所指出的來水平地配置該旋轉系統。該旋轉系統包含馬達120以及軸130,該馬達120包含靜子122以及轉子124。該軸130可連接至該自由工作支持附件140。該轉子124可包含具有內螺紋的第一齒輪152,以及該軸130可包含具有與該內螺紋嚙合的外螺紋的第二齒輪154,使得以第一方向轉動該轉子124以驅動該自由工作支持附件140朝向該固定工作支持附件540,以及以相反於第一方向的第二方向轉動該轉子124以驅動該自由工作支持附件140遠離該固定工作支持附件540。該旋轉系統可更包含軸承138,該軸承138可位於該第一端支柱530中。根據本發明的較佳具體實施例,該轉子124更包含當驅動該自由工作支持附件140時用於減少振動的補充旋轉元件200。
在另一個射出成形機器500中,軸130為可旋轉的。因此,該軸130可經由軸承(未示出)耦合至自由工作支持附件140,以及轉子124可連接至該軸130,並包含具有外螺紋的第一齒輪(未示出),以及靜子122可包含具有與該內螺紋嚙合的內螺紋的第二齒輪(未示出),使得以第一方向轉動該轉子124以及軸130以驅動該自由工作支持附件140朝向固定工作支持附件540,以及以相反於該第一方向的第二方向轉動該轉子124以及軸130以驅動該自由工作支持附件140遠離該固定工作支持附件540。在該射出成形機器500中,其中旋轉該軸130,該軸130可包含當驅動該自由工作支持附件140時用於減少振動的補充旋轉元件200。該補充旋轉元件200可,例如,與第5、8或9圖中所示的關閉旋轉元件200、204相對應。在該射出成形機器500中,其中旋轉該軸130,該軸130可替代地或額外地包含第4-10圖中所示用於減少振動的該旋轉元件200、204、206。
在射出成形機器500中,其中用於傳送射出成形材料的幫浦包含旋轉系統,該旋轉系統可包含用於減少振動的旋轉元件200、204、206。
在包含用於保護的門或蓋子的工具機(例如射出成形機器500)中包含了旋轉系統,該旋轉系統可包含用於減少振動的旋轉元件200、204、206。
本發明的具體實施例包含可執行該方法的相應裝置。
本發明的具體實施例包含可執行該方法的相應系統,可能橫跨一些裝置。
雖然在本文中已說明並描述了特定的具體實施例,本領域具一般技藝的技術人員將領略到,對於所示出的特定具體實施例,可取代預計用以實現相同目的的任何配置。要了解的是,上述描述意欲為說明性的,且不為限制性的。此申請案意欲涵蓋任何本發明的改變或變化。在閱讀並了解上述描述之後,上述具體實施例以及許多其他具體實施例的組合對於本領域的技術人員而言將為顯而易見的。本發明的範圍包括任何其他其中可使用上述結構與方法的具體實施例以及應用。因此,本發明的範圍只被附帶申請專利範圍與這種申請專利範圍所享有的均等物的全部範圍所定義。
dx...在x軸中的偏轉
dy...在y軸中的偏轉
dz...在z軸中的偏轉
mm...公釐
t...時間
s...秒數
100...工具
110...外殼
115...腳
116...保護檔板
120...馬達
122...靜子
124...轉子
130...軸
135/138/148...軸承
140...容器
142...切割圓盤
144...鎖定裝置
146...研磨盤
150...變速箱
152/154...齒輪
180...支撐元件
182...電源線
184...開關
190...三軸加速感應器模組
200...補充旋轉元件
204/206...旋轉元件
210...腔室
220...周邊平衡區域
230...觸變性平衡物質
240...旋轉軸
250...CofG(重心)
260...中心孔
270...開口
300...果汁離心機
400...角度研磨機
500...射出成形機器
520...機器基座或機器床
530/540...支柱
550...桿子
雖然本說明書以特別指出且清楚地宣稱這被視為本發明的申請專利範圍做出結論,將參照其特定的具體實施例提供本發明更特定的描述,該具體實施例被描繪在附帶的圖式中,以說明獲得本發明具體實施例的方式。了解到該圖式只描繪了本發明的典型具體實施例,該圖式不一定按比例繪製,且因此將不被視為限制其範圍,將經由使用伴隨的圖式而以額外的明確性以及細節來描述以及解釋具體實施例,其中:
第1圖顯示了本發明可應用至的工具的示意圖;
第2圖顯示了,用於本發明的較佳具體實施例,在時間起始點的圓筒狀腔室的截面圖;
第3圖顯示了,用於本發明的較佳具體實施例,在當觸變性平衡物質沿著腔室的周邊平衡區域被分散時的時間點的圓筒狀腔室的截面圖;
第4圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中腔室的截面圖;
第5圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中腔室的截面圖;
第6圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的另一個旋轉元件中腔室的截面圖;
第7圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第8圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第9圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中再另一個腔室的截面圖;
第10圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的另一個旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第11圖顯示了根據本發明具體實施例的果汁機在測試下的截面圖;
第12圖顯示了原始果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第13圖顯示了具有補充旋轉元件的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第14圖顯示了具有補充旋轉元件以及加入不平衡的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第15圖顯示了具有補充旋轉元件以及加入不平衡的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式,該補充旋轉元件包含一數量的平衡物質;
第16圖顯示了根據本發明具體實施例在測試下的角度研磨機的截面圖;
第17圖顯示了不具補充系統的原始角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式;
第18圖顯示了具有原始補充系統的原始角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式;
第19圖顯示了具有補充旋轉元件的修飾過的角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式,該補充旋轉元件包含一數量的平衡物質;以及
第20圖顯示了根據本發明具體實施例的射出成形機器的截面圖。
第1圖顯示了本發明可應用至的工具的示意圖;
第2圖顯示了,用於本發明的較佳具體實施例,在時間起始點的圓筒狀腔室的截面圖;
第3圖顯示了,用於本發明的較佳具體實施例,在當觸變性平衡物質沿著腔室的周邊平衡區域被分散時的時間點的圓筒狀腔室的截面圖;
第4圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中腔室的截面圖;
第5圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中腔室的截面圖;
第6圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的另一個旋轉元件中腔室的截面圖;
第7圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第8圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第9圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的旋轉元件中再另一個腔室的截面圖;
第10圖顯示了根據本發明再另一個具體實施例的另一個旋轉元件中另一個腔室的截面圖;
第11圖顯示了根據本發明具體實施例的果汁機在測試下的截面圖;
第12圖顯示了原始果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第13圖顯示了具有補充旋轉元件的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第14圖顯示了具有補充旋轉元件以及加入不平衡的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式;
第15圖顯示了具有補充旋轉元件以及加入不平衡的修飾過的果汁機隨時間偏轉的示範性圖式,該補充旋轉元件包含一數量的平衡物質;
第16圖顯示了根據本發明具體實施例在測試下的角度研磨機的截面圖;
第17圖顯示了不具補充系統的原始角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式;
第18圖顯示了具有原始補充系統的原始角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式;
第19圖顯示了具有補充旋轉元件的修飾過的角度研磨機隨時間偏轉的示範性圖式,該補充旋轉元件包含一數量的平衡物質;以及
第20圖顯示了根據本發明具體實施例的射出成形機器的截面圖。
110...外殼
115...腳
120...馬達
122...靜子
124...轉子
130...軸
135...軸承
140...容器
142...切割圓盤
144...鎖定裝置
180...支撐元件
190...三軸加速感應器模組
200...補充旋轉元件
210...腔室
220...周邊平衡區域
230...觸變性平衡物質
240...旋轉軸
300...果汁離心機
Claims (16)
- 一種在一工具的一旋轉系統中減少振動的方法,包含:
-平衡所述旋轉系統,
其特徵在於,
-提供包含一腔室的一旋轉元件,該腔室在所述旋轉元件的一旋轉軸上具有一支點,包含一周邊平衡區域,並以一數量的一觸變性平衡物質部分填充。 - 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該工具是一手持工具。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的方法,其中該工具是一工具機、一研磨機、一混合器、一立式混合器、為絞肉機的動力絞碎機或碎肉機、攪拌機,例如一手持攪拌機或浸沒式攪拌機、食物處理機、食物切片機、一果汁機、一動力果汁機或果汁離心機、一研磨機、一角度研磨機、磨砂機、磨光器、鋸子、一圓形手鋸、鑽孔機或鏜床、為一電鑽或一無線鑽頭的一動力鑽頭、敲打鑽孔機、一錘擊鑽孔機、一氣動錘擊鑽孔機、動力螺絲起子、一電動螺絲起子或一無線螺絲起子、牆用螺絲起子、一動力刨床、一電動刨床、一割草機、一剪草機、一農業機器或農場機器、一收割機、一射出成形機器或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述的方法,更包含:
-繞著該旋轉軸旋轉所述旋轉元件,使得所述觸變性平衡物質液化並沿著該周邊平衡區域分散其本身,並減少所述旋轉元件的一不平衡。 - 如申請專利範圍第1-4項中任一項所述的方法,其中:
-所述旋轉軸被水平地定向;或
-所述旋轉軸被垂直地定向。 - 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述的方法,其中:
-所述旋轉元件是所述旋轉系統的一原始元件、所述旋轉系統的一替代元件或所述旋轉系統的一補充元件;
-所述旋轉元件是一中空軸或管狀軸;
-所述旋轉元件是一活動關節軸,例如一萬向軸;或
-其組合。 - 如申請專利範圍第6項中所述的方法,其中:
-該補充元件是圓盤狀;或
-該補充元件是環狀。 - 如申請專利範圍第1-7項中任一項所述的方法,其中:
-所述旋轉元件是一軸;
-所述旋轉元件是所述工具的一轉子;
-所述旋轉元件是一齒輪;
-所述旋轉元件是一軸承;或
-其組合。 - 如申請專利範圍第1-8項中任一項所述的方法,其中:
-所述腔室是輪狀、環狀或圓筒狀;
-所述腔室具有長方形、正方形、半圓形、鐘形或圓形的一橫截面;
-所述腔室具有在0.005 m以及2 m之間,或在0.01 m以及1 m之間,或在0.02 m以及0.5 m之間,或在0.05 m以及0.2 m之間,或為0.1 m的一直徑;
-所述腔室具有在0.01 m以及1 m之間,或在0.02 m以及0.5 m之間,或在0.05 m以及0.2 m之間,或為0.1 m的一長度;或
-其組合。 - 如申請專利範圍第1-9項中任一項所述的方法,其中:
-所述觸變性平衡物質的所述數量在0.001 kg以及1000 kg之間,或在0.002 kg以及500 kg之間,或在0.005 kg以及200 kg之間,或在0.01 kg以及100 kg之間,或在0.02 kg以及50 kg之間,或在0.05 kg以及20 kg之間,或在0.1 kg以及10 kg之間,或在0.2 kg以及5 kg之間,或在0.5 kg以及2 kg之間,或為1 kg;
-以該數量的所述觸變性平衡物質填充所述腔室至1%以及90%之間,或10%以及80%之間,或25%以及75%之間,或至50%;或
-其組合。 - 一種在一工具的一旋轉系統中用於減少振動的裝置,其特徵在於:
-包含一腔室的一旋轉元件,該腔室在所述旋轉元件的一旋轉軸上具有一支點,包含一周邊平衡區域,並以一數量的一觸變性平衡物質部分填充。 - 如申請專利範圍第11項所述的裝置,其中該工具是一手持工具。
- 如申請專利範圍第11或12項所述的裝置,其中該工具是一工具機、一研磨機、一混合器、一立式混合器、為絞肉機的動力絞碎機或碎肉機、攪拌機,例如一手持攪拌機或浸沒式攪拌機、食物處理機、食物切片機、一果汁機、一動力果汁機或果汁離心機、一研磨機、一角度研磨機、磨砂機、磨光器、鋸子、一圓形手鋸、鑽孔機或鏜床、為一電鑽或一無線鑽頭的一動力鑽頭、敲打鑽孔機、一錘擊鑽孔機、一氣動錘擊鑽孔機、動力螺絲起子、一電動螺絲起子或一無線螺絲起子、牆用螺絲起子、一動力刨床、一電動刨床、一割草機、一剪草機、一農業機器或農場機器、一收割機、一射出成形機器或其組合。
- 一種一工具的旋轉系統,用於在所述旋轉系統中減少振動,其特徵在於:
-包含一腔室的一旋轉元件,該腔室在所述旋轉元件的一旋轉軸上具有一支點,包含一周邊平衡區域,並以一數量的一觸變性平衡物質部分填充。 - 如申請專利範圍第14項所述的旋轉系統,其中該工具是一手持工具。
- 如申請專利範圍第14或15項所述的旋轉系統,其中該工具是一工具機、一研磨機、一混合器、一立式混合器、為絞肉機的動力絞碎機或碎肉機、攪拌機,例如一手持攪拌機或浸沒式攪拌機、食物處理機、食物切片機、一果汁機、一動力果汁機或果汁離心機、一研磨機、一角度研磨機、磨砂機、磨光器、鋸子、一圓形手鋸、鑽孔機或鏜床、為一電鑽或一無線鑽頭的一動力鑽頭、敲打鑽孔機、一錘擊鑽孔機、一氣動錘擊鑽孔機、動力螺絲起子、一電動螺絲起子或一無線螺絲起子、牆用螺絲起子、一動力刨床、一電動刨床、一割草機、一剪草機、一農業機器或農場機器、一收割機、一射出成形機器或其組合。
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TWI729276B (zh) * | 2017-03-31 | 2021-06-01 | 日商Tmt機械股份有限公司 | 制振裝置、緩衝系統、筒管支架系統、及旋轉體系統 |
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TWI729276B (zh) * | 2017-03-31 | 2021-06-01 | 日商Tmt機械股份有限公司 | 制振裝置、緩衝系統、筒管支架系統、及旋轉體系統 |
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