TWI393604B - 具有吸塵罩的工具機 - Google Patents

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Description

具有吸塵罩的工具機
本發明關於一種工具機，特別是木材加工機，具有一工具及一吸塵罩；該工具沿旋轉方向旋轉，用於作切屑加工，該吸塵罩將工具遮罩住且具有一個部分地開放的周圍壁，該周圍壁距工具一段徑距離A且有一「吸離接頭頸」以將切屑吸離。
在習知吸塵罩的類型，在罩中的氣流性質，在空轉及加工這二種狀態之間的差異很大。在加工時，罩開口(工具經此開口與工作物互相作用)主要利用工作物封閉。結果使空氣後流入罩中的量不足，且罩中的氣流散裂，如此造成失控的紊流。
一般，這些吸塵罩在切屑的入口區域有一直的罩壁，它沿工作周圍的切向延伸，因此沿旋轉方向距工具的距離先變小，然後再變大。如此在最窄的橫截面前造成滯積壓力，切屑需抗逆此滯積壓力運送。
特別是小質量的切屑及灰塵(其動能很少，因此須隨空氣流在罩內導進並運送)不能充分捕集到。一方面，它們最先甚至不能進入罩中或它們在罩中隨工具運轉並再跑出來。在切屑的出口開口後面的區域中的氣流狀態不定。因為在此處，吸離空氣的流動以及工具的自身通風多少有些升高。如果該切屑中灰塵形式的成份佔優勢或切屑的質 量很小時，這種問題特別是在將MDF、硬發泡體以及用石膏或水泥結合的材料加工時易出現。
在德專利DE 100 49 500 A1發表了一種工具機，特別是材料加工機，具有一個具至少一切刀的工具以作切屑加工，並有一吸塵罩(它將工具遮蓋住)，吸塵罩有一個部分地開放的周圍壁及一「吸離接頭」(將切屑吸離)，其中吸塵罩的周圍壁在工具的至少一切刀的旋轉面的切域中設計成呈錐形或球形彎曲，且該吸離接頭設在最大直徑的區域。
當切屑與灰塵質量很小時(其動態很小)有一種危險，即它們只能不充分地捕集甚至不進入罩中或在工具運轉後再從罩跑出。沿旋轉方向在切屑的出口開口後方的區域會有問題，因為此處工具切刀的運動方向逆著吸離方向延伸，且兩股氣流會有某種程度升高。在出口開口飄過去的粒子不再能吸離，且在加工開口處再從罩跑出。當切屑及灰塵質量很小時，即使設以內壁的錐形以作一沿向偏離的第二切屑運轉，也無助益，因為對於這種切屑運轉，粒子需有某種動能。
本發明係針對這種問題著手，其目的在將一工具機改良，使得連質很小的切屑與灰塵也可吸離。
要解決此問題，依本發明的工具機的特點為：當在切屑加工時，在吸塵罩中在吸離接頭頸的區域中 可產生空氣渦流，相對於工具的旋轉方向D朝反方向旋轉。
用此方式在罩中產生一種「阻擋空氣」，因此在此區域範圍幾乎不再會有切屑及灰塵粒子從吸塵罩跑出來。為了要能達成此阻擋作用，在吸離接頭頸的區域中，工具轉動方向與空氣渦流的方向向量須互成反向。用此方式產生沿相反方向旋轉的空氣渦流，它們將仍留在工具的切屑空間中的粒子由該空間吸鬆出來並將該粒子送到吸離接頭頸。「吸離接頭頸的區域」係指相對於工具的旋轉方向D直接位在吸離接頭頸後方的周圍壁的部分以及吸離接頭頸所在位置的周圍壁部分。重量的一點為：在此區域可產生和工具旋轉方向D反向的空氣渦流。
事實顯示，靜止的切屑(它們在吸離接頭頸後方的區域由外到周圍側開放的吸塵罩)逆著工具本身的通風被吸入吸塵罩。因此利用此空氣渦流(它在吸塵罩內部產生，與工具旋轉方向D成反向旋轉)造成一種噴注作用，它可使切屑逆著工具旋轉方向運送或者使空氣向外逆著工具旋轉方向吸入吸塵罩中，此空氣可呈一種阻擋空氣的方式將切屑從工具的切屑空間吸離並送到吸離管路。
為了產生空氣渦流，該吸塵罩的周圍壁的曲率半徑r宜小於工具的半徑R。用此方式可產生一股空氣渦流，它有充分的阻擋作用。罩壁的曲線可為圓形，且宜延伸過90°~270°的範圍，因此可確保能產生充分的空氣渦流。事實顯示，即曲線弧度<90°也足夠產生充分的空氣渦流，罩壁的曲線弧度可特別延伸到大於90°或大於180°的範圍。
為了使在切屑與灰塵以及「遮蓋罩」的周圍壁之間不會發生積滯壓力，故周圍壁到工具(沿工具旋轉方向D)的徑向距離A不小於到吸離接頭頸者。此徑向距離保持相等或加大，用此方式也可防止輕的切屑在罩的入口開口已會再跑出的情事，此工具可完全位在吸塵罩內或至少一部分從吸塵罩伸出來。
如果基於空間理由，這種造形不可能，則依該吸塵罩另一實施例，該罩壁在切屑的入口區域至少局部地對工具成等距延伸，然後，一直到出口開口為止，距工具的距離漸變大。
本發明的工具機同樣適用於逆向加工(GGL)(Gegenlauf)及順向加工(GLL)(Gleichlauf)，為了儘量使所有切屑及灰塵進入吸塵罩進去，該吸塵罩的壁在加工時宜將工具沿通過方向部分地圍住。
在此，如果吸塵罩的「通過開口」的形狀與工入輪廓相當，則特別有利。當沿逆向加工時，該未加工的工作物的輪廓在加工時沿順向，在加工後為完工輪廓。
為了經常有足夠空氣後流到吸塵罩中並將空氣渦流維持，即使在加工時工作口被工作物封閉亦然，故宜沿工具的旋轉方向D在吸塵罩的空氣渦流的區域設一透氣的護柵或一孔金屬板。
以下配合圖式說明本發明的實施例如下。
圖8顯示依先前技術之具一吸塵罩(1)的一工具機。從工具(3)到吸塵罩(1)的周圍壁(4)的徑向距離A或A’比起從工具(3)入口點P沿工具(3)的旋轉方向D者更小，因此對於在距離A’範圍中吸離的切屑或灰塵形成一股積滯壓力，它會阻止全部切屑被吸入吸塵罩並送離到「吸離接頭頸」(2)。
一部分切屑由於積滯壓力，再從吸塵罩(1)送出來。
圖9顯示依先前技術另一工具機，它具有一吸塵罩(1)，該吸塵罩(1)有一周圍壁(4)及一吸離接頭頸(2)，在吸塵罩(1)中有一工具(3)沿旋轉方向D轉動。利用工具(3)有一工作物(7)被工具(3)沿逆向GGL或沿順向GLL作切屑加工。由於工作物(7)使吸塵罩(1)的空氣入口區域變小許多，故在吸塵罩(1)內部的流動速度大大減少，因此在切屑入口區域的紊流大大提高，並使切屑(1)再從吸塵罩(1)跑出來，並因著在工作物(7)表面。
圖1顯示一木材加工用之工具機，由一吸塵罩(1)、一吸離接頭頸(2)、及一工具(3)構成。吸塵罩(1)有一個部分地開放的周圍壁(4)，環繞吸塵罩(4)。此轉動的工具(3)有一旋轉方向D及一半徑R。工作物(7)作切屑加工產生的切屑被吸離接頭頸(2)吸離，在吸塵罩(1)內部在吸離接頭頸(2)的區域產生反向〔相對於工具(3)的旋轉方向D〕轉動的空氣渦流(5)。此反向轉動的空氣渦流(5)產生一阻擋作用，防止(即使是小質量的)切屑及灰塵從吸塵罩跑出來，且幾乎所有切屑與灰塵都沿吸離接頭頸(2)方向導進並吸離。在 周圍壁(4)的終點在吸離接頭頸(2)的區域，在工具(3)上的空氣渦流的方向分量V1和空氣渦流(5)的方向分量V2係相反。周圍臂可在該空氣渦流(5)〔它與工具旋轉方向D呈反向轉動〕後方的區域中開放，或由一透氣有貫通孔的壁(例如孔金屬板)形成。從外跑到該周圍側開放的吸塵罩(1)進入吸離接頭頸(2)後方區域中的靜止的切屑在工具(3)與罩壁(4)之間逆著工具(3)的自身通風而被吸入吸塵罩(1)中。利用此空氣渦流〔它在吸塵罩(1)內部產生，與工具(3)之旋轉方向D成反向轉動〕造成一種噴注效應，它可使切屑逆著工具(3)的旋轉方向D運送，或將空氣由外吸取逆著工具(3)的旋轉方向D進入吸塵罩(1)中，周圍壁(4)在空氣渦流(5)的區域(3)中的曲度範圍<90°。
圖2顯示圖1之工具機的側視圖。工具機的吸塵罩(1)有一周圍壁(4)及一吸離接頭頸(2)。位在吸塵罩內部的工具(3)把在吸塵罩(1)上通過去的工作物(7)加工。在工作物(7)作切屑加工時產生的切屑在吸塵罩(1)內沿周圍壁(4)導向吸離支持頸(2)。在此，該與工作物(3)之旋轉方向成反向轉動的空氣渦流(5)用於使切屑或灰塵不再從吸塵罩(1)跑出來。吸塵罩(1)的周圍壁(4)的輪廓配合工作物(7)的輪廓。
圖3顯示一木材加工用之工具機，由一吸塵罩(1)、一吸離接頭頸(2)及一工具(3)構成。吸塵罩(1)有一環繞它的部分地開放的周圍壁(4)，距工具(3)一段徑向距離A。工具(3)在入口點P進入吸塵罩(1)並在出口點P’再從吸塵罩(1)出來。旋轉的工具(3)有一旋轉方向D及一半徑R。利用吸 離接頭頸(2)將一工作物作切屑加工產生的切屑吸離。在吸塵罩(1)內部在吸離接頭頸(2)後方的區域中，在工具(3)的出口點(P’)產生反向〔相對於工具(3)的旋轉方向D〕旋轉的空氣渦流。在點P’中，空氣渦流在工具(3)上的方向向量V1以及空氣渦流(5)的方向向量係相反者。利用該二空氣渦流的相反朝向達成一種阻擋效應，它防止(即是小質量的)切屑與灰塵從吸塵罩跑出來，且近乎所有切屑及灰塵可沿吸離接頭頸(2)方向導進並吸離。就連位於吸塵罩(1)外在出口點P’區域的切屑也被吸入吸離層中，因為利用該與工具(3)旋轉方向D相反的空氣渦流造成一種噴吹效應，因此空氣和切屑由外逆著工具(3)的本身通風而被吸取。
圖4顯示圖3的工具機，其不同在於：相對於工具(3)的旋轉方向D，在吸離接頭頸(2)後方的區域中設一種貫穿的構造(6)，在此中為一孔金屬板。利用此孔金屬板可確保，在工作物加工時，吸塵罩(1)中也有足夠的空氣通過量，且空氣渦流(5)不會沈下。在此，工具從吸塵罩(2)出來的出口點P’係移入該入口點的平面中。
圖5顯示依圖4的另一種工具機，具有一工具(3)及一吸塵罩(1)，吸塵罩(1)有一周圍壁(4)及一吸離接頭頸(2)。周圍壁(4)與工具(3)之間的徑向距離A，從工具(3)進入吸塵罩(1)的進入點P起係為恆定者，而沿工具(3)的旋轉方向D一直到吸離接頭頸(2)為止一直變大，由於工具(3)與周圍壁(4)之間的徑向距離A不變小，因此可確保在周圍壁(4)與吸塵罩(1)內部中的工具(3)之間不會造成積滯壓力〔否 則它會使吸塵罩(1)內部空氣流分裂並使切屑或灰塵沿吸離接頭頸(2)的方向運送的作用變差〕。特別在第一區域(I)中從周圍壁(4)到壁(3)的距離A係為等距者。在區域(II)中，此距離A沿著工具(3)旋轉方向D加大，使切屑與灰塵運動作用最佳化，周圍壁(4)在吸離接頭頸後方的區域的曲度B為180°。
圖6中顯示一工具機，具有一吸塵罩(1)及一工具(3)利用工具(3)將一工作物(7)沿逆向GGL或沿順向GLL作切屑加工。在工作物(7)加工時，吸塵罩(1)的空氣入口區域不會大大減小使得吸塵罩(1)內部空氣流會分裂，其中留有一空氣入口空氣可使空氣後流到吸塵罩(1)中，吸塵罩(1)的周圍壁(4)只部分地圍住工具(3)。
圖7顯示圖3的工具機之一側視圖。工具機的吸塵罩(1)有一周圍壁(4)及一吸離接頭頸(2)。位在吸塵罩(1)內部的工具(3)將該在吸塵罩(1)通過去的工作物(7)加工，在工作物(7)切屑加工時產生的切屑在吸塵罩(1)內沿周圍壁(4)導至吸離接頭頸(2)。在此，該與工具(3)旋轉方向成反向轉動的空氣渦流用於使切屑與灰塵不再在點P’從吸塵罩跑出來。吸塵罩(1)的周圍壁(4)的輪廓配合工入輪廓。
(1)‧‧‧吸塵罩
(2)‧‧‧吸離接頭頸
(3)‧‧‧工具
(4)‧‧‧周圍壁
(5)‧‧‧空氣渦流
(6)‧‧‧貫穿構造(鏤空構造)
(7)‧‧‧工作物
(A)‧‧‧距離
(A’)‧‧‧距離
(P)‧‧‧入口點
(P’)‧‧‧出口點
(R)‧‧‧半徑
(r)‧‧‧曲率半徑
(D)‧‧‧旋轉方向
(B)‧‧‧曲部
(I)‧‧‧第一區域
(II)‧‧‧第二區域
(V1)‧‧‧方向向量
(V2)‧‧‧方向向量
圖1係一第一工具機的示意圖，它具有一工具及一吸塵罩，圖2係一吸塵罩及一工作物的示意圖， 圖3係具有一工具及一吸塵罩的另一工具機的一示意圖，圖4係具有一工具及一吸塵罩的又一工具機的一示意圖，圖5係具有一工具及一吸塵罩的再一工具機的一示意圖，圖6係具有一工具及一吸塵罩的另一工具機的一示意圖，圖7係為一工具及一吸塵罩及一工作物的示意圖，圖8係依先前技術的一工具機的示意圖，圖9係依先前技術的另一工具機的示意圖。
(1)‧‧‧吸塵罩
(2)‧‧‧吸離接頭頸
(3)‧‧‧工具
(4)‧‧‧周圍壁
(5)‧‧‧空氣渦流
(7)‧‧‧工作物

Claims (9)

  1. 一種工具機，特別是木材加工機，具有一工具(3)及一吸塵罩(1)；該工具(3)沿旋轉方向旋轉，用於作切屑加工，該吸塵罩(1)將工具(3)遮罩住且具有一個部分地開放的周圍壁(4)，該周圍壁(4)距工具(3)一段徑距離A且有一「吸離接頭頸」(2)以將切屑吸離，其特徵在：當在切屑加工時，在吸塵罩(1)中在吸離接頭頸(2)的區域中在工具(3)上的空氣渦流(5)的方向向量(V1)和空氣渦流(5)的方向向量(V2)係呈相反朝向。
  2. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中：該空氣渦流(5)係可相對於工具(3)的旋轉方向D在吸離接頭頸(2)後方的區域產生。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之工具機，其中：該吸塵罩(1)的周圍壁(4)至少有一曲部，該曲部具有一小於工具(3)半徑R的曲率半徑r，以在吸離接頭頸(2)或其後方的區域產生空氣渦流(5)。
  4. 如申請專利範圍第3項之工具機，其中：該曲部為圓弧形。
  5. 如申請專利範圍第3項之工具機，其中：該周圍壁(4)的曲部延伸90°~270°的範圍。
  6. 如申請專利範圍第3項之工具機，其中：該周圍壁(4)的曲部延伸一小於90°的角度。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項之工具機，其中：該周圍壁(4)距工具(3)的徑向距離A沿工具(3)之旋轉 方向D朝向吸離接頭頸(2)至少保持恆定或變大。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項之工具機，其中：該周圍壁(4)局部地具有貫穿的構造(6)，特別是格子構造或孔構造。
  9. 如申請專利範圍第8項之工具機，其中：該貫穿的構造(6)相對於工具(3)的旋轉方向D設在吸離接頭頸(2)後方的區域。
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