TW202335606A - 刷具總成 - Google Patents

Abstract

本發明之目標係一刷具總成(3)，其包括可繞一軸(A)旋轉之一支座(4)及一環形刷具(5、6)，該環形刷具(5、6)基本上由一刷帶(5)及與其連接並自其徑向突出之刷毛(6)之一陣列(7)組成。根據本發明，該刷帶(5)及因此該刷毛陣列(7)安裝在該支座(4)上，而一縱向延伸部分(L)與該支座(4)之該軸(A)之一垂線成一銳角延伸(4)。

Description

刷具總成

本發明係關於一刷具總成，其包括可繞一軸旋轉之一支座及一環形刷具，該環形刷具基本上由一刷帶及與其連接並形成一刷毛環之徑向向外突出之刷毛之一陣列組成。本發明之目標亦係關於一設置有此一刷具總成之旋轉刷子工具及一種使用此刷具總成機械加工一工件之一表面之方法。

在根據EP 1,834,733 B1 [US 9,554,642] 之上述結構之一已知且通用之刷具總成之情況下，借助延伸到旋轉刷毛陣列中之一止擋使刷毛減速一定時間。在藉由通過止擋釋放刷毛之後，可使用藉由此動作儲存之動能，即藉由刷毛及/或保持刷毛之一刷帶儲存之動能。動能用於借助刷毛輔助而衝擊及機械加工工件之一表面。此達成與所謂之噴砂相當之效果。在噴砂方面，根據EP 1,834,733 B1之已知方法之優點在於，其無需磨料即可工作，從而顯著降低技術工作量。亦可避免磨料造成之環境污染。此外，觀察到一特別具有成本效益之結構及一有效之方式。此已證明其價値。

在根據WO 2012/038537 A1 [US 9,918,544] 之進一步通用現有技術中，接合在旋轉刷毛陣列中之止擋亦形成為用於刷毛之一磨料。根據環形刷具之一旋轉方向及/或止擋相對於刷毛陣列之一調節位置，可在兩種功能之間做一區分，即停止功能及硏磨功能。事實上，止擋相對於刷毛陣列係可調節的。止擋調節係徑向及/或切向進行。止擋之偏心調節亦係可能的。 此外，可藉由驅動刷毛來調節止擋。

現有技術已在原則上證明借助刷毛對工件表面之機械加工及由此達成之粗糙度。然而，在先前之方式中，工件表面並沒有均勻地設置有藉由刷毛引起之「杆疤」。雖然與噴砂情況下之粗糙度位準相當且亦可調節，但以此一方式達成，即工件相關表面之一後續塗層、一焊接程序等係成功的，而沒有任何問題。然而，現有技術中粗糙度輪廓具有波動性，因此其具有一定之各向異性。然而，對於許多應用，需要處理過之工件表面具有一各向同性及均勻之粗糙度。

在現有技術中觀察到之粗糙度輪廓之各向異性或不均勻性基本上可歸因於刷毛通常固定在刷帶中之事實。由於該等刷毛通常亦形成為U形刷毛，因此在其圓周方向上承載該等刷毛之該刷帶設置有刷毛列及其間之軸向空間，例如由該等刷毛之該U形創建。該個別刷毛列之間之此等空間現導致在工件表面之衝擊機械加工期間產生不均勻之該粗糙度輪廓。實際上，此藉由例如使用者在該表面上來回移動刷具總成或設置有其之一旋轉刷子工具來抵消。

除此一運動很費力且不一定能提供該所需之均勻性之事實外，在例如用一機器(例如，一機械臂)對該工件之該表面進行機械加工之情況下，此程序不能實施及直接實施。此外，該現有技術要求對該工件之該表面進行更有效之機械加工。在此，本發明整體上旨在補救該情況。

本發明之目標係以此一方式進一步開發此一刷具總成，使得在此處理之該工件之該表面上以此方式產生之該粗糙度輪廓相對於該先前之現有技術具有增加之均勻性。同時，如有必要，將開放增加粗糙度之可能性。

為在本發明之範疇內實現此目標，在一通用之刷具總成之情況下，本發明提出，該刷帶及其縱向延伸及因此亦有該刷毛陣列連接到以與軸成一角度延伸之支座，該角度偏離相對於該支座之該軸之一垂直方向。

在本文中，通常該刷帶之該縱向延伸與該支座之該軸形成約60°至小於90°之一銳角。較佳地，在本文中，觀察到大約70°至85°之銳角。在本文中特別較佳的是，大約85°之角度已證明係有利的。

歸因於該刷帶之此「傾斜」並因此該刷毛陣列亦相對於該可旋轉驅動之支座之該軸「成角度」，確保對一工件之該表面之一特別均勻程序。此係因為相對於該支座之該軸呈對角線延伸之該刷毛陣列最終確保該工件之該表面之一交錯旋轉衝擊。該交錯運動解釋為該刷毛陣列之該等刷毛相對於該支座之該軸沿對角線延伸。如果現考慮該刷毛陣列之一回轉，此在該支座之一側視圖中對應於這樣一個事實，即該等刷毛相對於該工件之該表面在該支座旋轉期間不遵循一單個徑向圓並因此加工該表面，平均而言，在一個點上，或實際上，沿著一多或少明顯之線。更確切地説，當該支座相對於其表面相對地固定就位之該工件旋轉時，該刷帶之傾斜位置及該刷毛陣列之該傾斜位置確保所討論之該等刷毛在該支座之一側視圖中軸向地經過該工件之該表面之一特定區域，即一所謂機械加工區。

一側視圖中該等刷毛之此前後運動在本申請之上下文中被解釋為一交錯運動。因為如果將該刷毛陣列想到成一相對於該支座之該軸對角嵌入之一碟，則所討論之該刷毛陣列之該碟在該支座之一側視圖或一前視圖中執行一交錯運動，因為屬於所討論之該碟之該旋轉軸執行該刷毛陣列之旋轉方向之一改變，如以下參考此實施例之更詳細地解釋。在任何情況下，該工件之該表面都存在一交錯旋轉衝擊，其確保該表面之一特別均勻之機械加工。特別而言，沒有明確觀察到現有技術中之任何不均勻性。

根據一進一步有利之實施例，將該刷帶引導圍繞該支座之該軸多於一圈且連接到該支座。此外，該刷帶將支座包圍為一螺旋線。此處，該刷帶通常以一恆定螺距圍繞該支座之該軸呈一螺旋形運行；因此，該刷帶所描述之該螺旋相對於該支座之該軸有規律地運行。原則上當然亦可想到一不規則之前進。

歸因於該刷帶之形狀相對於該支座之該軸之此額外之螺旋設計，有效地界定該刷毛陣列之複數個碟。其等圍繞其假想旋轉軸執行各自之交錯運動。結果，個別軸向工作區域或藉由該交錯運動形成並藉由該相應刷毛掃過之加工區彼此重疊。此相互重疊之總體結果是，以此方式機械加工之該工件在其表面上設置有尙未觀察到之均勻性之一粗糙度輪廓，即屬於該粗糙度輪廓之該個別杆疤均勻分布在表面上，彼此之間之深度及間距大多相同。

為具體且在個別情況下確保該刷帶相對於該支座之該軸之該螺旋形狀，詳細地，該支座在其容納該刷帶之外表面上具有一螺旋導槽。此通常以此一方式進行，即該刷帶基本上橫向接合而沒有游隙進入所討論之槽中。該槽由該相應槽壁界定。此等槽壁通常垂直於該支座之一外圓柱表面。事實上，如果包含槽及槽壁之該支座設計為一塑膠模製件並特別是塑膠注塑件，已證明係特別有利的。

為將該刷帶固定在該相應槽中，該刷帶至少點連接到該支座。通常以機械方式及/或粘合方式建立連接。通常，該刷帶形成為一織物帶，例如一聚醯胺織物帶。

所描述之刷具總成亦可有利地在該旋轉刷毛陣列中設置有一額外止擋。藉助於該止擋，可以一特別有利及積極之方式影響該粗糙度，如在申請人之EP 1,834,733 B1中詳細描述的那樣。原則上，當然亦可取消此一止擋。

本發明之目標亦係關於如技術方案13中詳細描述之一旋轉刷子工具及根據技術方案14及技術方案15之用於機械加工所討論之該工件之該表面之一方法。

下面參照僅展示一個實施例之一附圖更詳細地描述本發明。其中：

圖1以點劃線展示一旋轉刷子工具，其設置有一機械殻1及用於容納在其中之一刷具總成3之一驅動機2。刷具總成3具有可繞一軸A旋轉之一支座4。支座4在圖2中詳細展示。

此外，一環形刷具5、6基本上由一刷帶5及連接到刷帶5並從其徑向向外突出之刷毛6之一陣列7組成。特別是在根據圖3之示意性側視圖中，可看出個別刷毛6是如何固定在刷帶5中的。個別刷毛6可為U形且插入刷帶5中之相應之成對安裝孔5a。此僅在圖3中展示。

根據本發明，以此一方式進行總成，使得圖2及圖3中所示之刷帶5之一縱向延伸L及因此刷毛陣列7也與其軸A成一角度地在支座4上延伸，傾斜於支座4之軸A之一垂線。實際上，在本實施例中且如圖2和3所示，一方面刷帶5之縱向延伸L與另一方面支座4之中心旋轉軸A之間形成一銳角α。根據此實施例，所討論之銳角α在大約70°至85°之一範圍內並在任何情況下都小於90°。在大多數情況下，此處使用大約85°之範圍內之一角度α，其當然僅係一實例。

歸因於刷帶5之此傾斜及因此刷毛陣列7或自刷帶5向外突出之刷毛6相對於支座4之軸A之傾斜，圖3中所示之一工件之表面9以一交錯之方式旋轉衝擊。此可在圖3中最好地看出。

如果此時假定B假想的B是刷帶5及與其連接之刷毛6及因此刷毛陣列7作為一個整體描述一碟，然後，所討論之碟在支座4繞其軸A之一旋轉中圍繞其自身之旋轉軸R移動，如圖3所示。歸因於支座4之旋轉及碟之傾斜位置，相關的及假想的旋轉軸R現經歷圖3所示方向之一變化。最後，觀察到假定碟之一進動或交錯運動，其根據假定碟之旋轉軸R之不同方向表現出來。

環形刷具5、6對工件之表面9之此交錯運動及相關之交錯旋轉衝擊現具有結果，即各刷毛6在其旋轉期間不僅以一特定點之方式衝擊工件之相關表面9， 而且越過工件之表面9上之一軸向延伸之機械加工區域B，如圖3所示。

由於刷毛6通常是U形的且因此彼此之間有一微小間隔，此導致所討論之工件之表面9不再像現有技術B那樣特別地沿一直線藉由個別之刷毛6衝擊B，而是刷毛6之個別機械加工區域B彼此重疊，及因此總體上在表面處理之工件之表面9上提供一特別均勻之粗糙度輪廓。尙未觀察到此類型之結果及粗糙度輪廓。

現不僅將刷帶5圍繞支座4引導一圈，而且圍繞其所連接之支座4之軸A不止一圈。實際上，刷帶5形成圍繞支座4之一螺旋線。總的來説，設計為使得以支座4之軸A為中心之螺旋刷帶5具有一恆定螺距，即圖2中指示之刷帶5之縱向延伸L與支座4之軸A之間之角度沿其全長相同。因此其係一均勻之螺旋線，其中將刷帶4圍繞相關軸A引導。

此外，以此一方式進行設計，即刷帶4基本上無間隙地橫向接合在支座外表面中形成之一槽10中，如圖2所示。槽10由自一圓柱形外支座表面突出之壁11界定。總的來説，支座4連同槽10及界定槽10之槽壁11係一塑膠件並較佳地係一塑膠注塑件。槽10及槽壁11亦可經由3D列印來列印。亦可想到機械加工槽10及槽壁11，例如藉由銑削一圓柱形塑膠件。

刷帶5至少在至少一點處連接到支座4。點連接可機械方式及/或粘合方式建立。此外，設計通常以此一方式做成，即刷帶4係特別地由聚醯胺織物製成之一織物帶。此外，一止擋12位於旋轉刷毛陣列7中(僅在圖1中示出)且安裝在此處所示之旋轉刷子工具之一壁13或其機械殻1上。

當支座4繞其軸A旋轉時，其與已提到之相關工件之表面9交錯旋轉衝擊。此外，工件表面9上之刷帶4之各個別刷毛6或各個螺旋加工已提到之軸向延伸之機械加工區B，如圖3所示。此導致個別機械加工區B之一重疊及表面9設置有特別均勻之粗糙度輪廓之事實。 根據此實施例，個別之刷毛6由鋼製成。原則上，當然，其他材料，諸如塑膠或組合亦係可想到的。

1:機械殻 2:驅動機 3:刷具總成 4:支座 5:刷帶 5a:安裝孔 6:刷毛 7:刷毛陣列 9:工件之表面 10:槽 11:槽壁 12:止擋 13:壁 A:軸 B:機械加工區域 L:縱向延伸部分 R:旋轉軸 α:銳角

圖1係根據本發明之刷具總成與一旋轉刷子工具一起之一透視圖，

圖2係根據本發明之支座之一詳細視圖，及

圖3係根據本發明提供之一工件之一表面加工過程中之支座及相關表面之交錯旋轉衝擊之一側視圖。

1:機械殻

2:驅動機

3:刷具總成

4:支座

5:刷帶

6:刷毛

7:刷毛陣列

12:止擋

13:壁

A:軸

Claims (15)

1. 一種刷具總成(3)，其包括可繞一軸(A)旋轉之一支座(4)及一環形刷具(5、6)，該環形刷具(5、6)基本上由一刷帶(5)及與其連接並自其徑向突出之刷毛(6)之一陣列(7)組成，其特徵為： 該刷帶(5)及因此該刷毛陣列(7)在該支座(4)上傾斜地延伸到該支座(4)之該軸 (A)之一垂線。
2. 如請求項1之刷具總成(3)，其中該刷帶(5)之縱向延伸(l)與該支座(4)之該軸(A)形成約60°至小於90E之一銳角(α)，較佳地70E至85E，及特別較佳地約85E。
3. 如請求項1或2之刷具總成(3)，其中該刷帶(5)繞該支座(4)之該軸(A)纏繞一圈以上及固定於該支座(4)。
4. 如請求項1至3中任一項之刷具總成(3)，其中該刷帶(5)螺旋地纏繞在該支座(4)周圍。
5. 如請求項4之刷具總成(3)，其中刷帶繞組繞支座(5)之該軸(A)以一均勻角度螺旋纏繞。
6. 如請求項1至5中任一項之刷具總成(3)，其中該支座(4)形成有一徑向向外開口之槽(2)，其中該刷帶(5)容納在該槽(2)中。
7. 如請求項6之刷具總成(3)，其中該刷帶(5)無間隙地緊密配合在該槽(10)中。
8. 如請求項6或7之刷具總成(3)，其中該槽(10)具有自該支座(4)之一圓柱形外表面延伸之壁(11)。
9. 如請求項1至8中任一項之刷具總成(3)，其中該刷帶(5)至少在數個點處固定到該支座(4)。
10. 如請求項9之刷具總成(3)，其中該連接係機械的及/或粘合的。
11. 如請求項1至10中任一項之刷具總成(3)，其中該刷帶(4)係形成在該支座(4)上之一塑膠紡織帶。
12. 如請求項1至11中任一項之刷具總成(3)，其中一止擋(12)設置為接合到該旋轉刷毛陣列(7)中。
13. 一種具有一殻(1)、一驅動機(2)及一刷具總成之旋轉刷子工具， 其特徵在於： 該刷具總成如請求項1至13中任一項所定義。
14. 一種用如請求項1至12中任一項之一刷具總成(3)加工一工件之一表面(9)之方法，其中該環形刷具(5、6)之該刷毛陣列(7)自該支座(4)突出傾斜到軸(A)在相繼偏移位置衝擊該表面(9)。
15. 如請求項14之方法，其中該刷帶(5)之各圈之個別衝擊區(B)在邊緣重疊。