專利名稱：擺動式研磨機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠產(chǎn)生球面擺動的擺動式研磨機，其包括由主體圍繞的驅(qū)動馬達以及傳動軸，該傳動軸與所述驅(qū)動馬達協(xié)作并且具有作為用于柔性研磨制品的支撐件的研磨頭，所述研磨頭安裝在軸承中，以便圍繞所述傳動軸自由轉(zhuǎn)動。所述研磨機主要用于使用具有小尺寸的磨盤或者類似的研磨制品研磨涂料或者漆料中的小瑕疵，但是本發(fā)明還可用于研磨帶有凹蓋或者凸蓋形式的表面的制品。
背景技術(shù)：
通常已知在涉及涂料或者漆料損傷的修復(fù)工作中使用不同類型的擺動工具來進行研磨。因為這種修復(fù)工作經(jīng)常涉及具有小面積表面的加工，優(yōu)選采用容易運用的手動操作研磨機進行工作。為了進行工作，研磨制品(例如磨盤)被緊固到緊固板的上表面上，所述緊固板包括于工具中并且例如通過工具中運行的偏心輪進行擺動。在已知的機床中，該上表面的延伸部分大致是兩維的。
研磨機設(shè)有用于磨盤的圓形緊固板，包括用于使緊固板擺動的緊固套筒。這種緊固套筒優(yōu)選安裝在研磨機軸的軸承上，從而該緊固板能夠繞著該軸自由轉(zhuǎn)動，并且同時通過偏心輪而擺動。所述磨盤緊固到緊固板上，由此進行如下運動，該運動包括大致圓形擺動部分和相對于緊固套筒軸的自由轉(zhuǎn)動部分。因此，在研磨工作過程中，這種磨盤的運動只發(fā)生在與緊固板的平面重合的二維中。
在研磨工作過程中，研磨制品的轉(zhuǎn)動受到研磨制品和該工具抵靠的研磨區(qū)域之間產(chǎn)生的摩擦的影響。研磨制品的放置角度和其施加到研磨區(qū)域的壓力也產(chǎn)生一定影響。
在例如研磨噴涂面或者漆面以改善小的表面瑕疵的過程中，目標通常是限制待研磨的區(qū)域，以避免研磨和非研磨區(qū)域之間的不期望的明顯邊界。在已知的包括上述兩維和平面擺動運動的研磨機中存在以下問題相比其中間區(qū)域，研磨制品的外刃能更加有效地進行研磨。這更增大了修復(fù)所述表面瑕疵的難度。
上述類型的研磨機還經(jīng)常趨于不穩(wěn)定或者搖擺。這是因為緊固板的擺動運動在研磨制品接觸研磨區(qū)域的低位接觸平面中沿橫向拉動研磨機。用手在更遠的上部平面支撐研磨機的研磨機使用者沒有時間來充分防止研磨機的橫向運動。不充分的防止導(dǎo)致研磨機搖擺，這又導(dǎo)致下述情形，緊固板和固定到其上的研磨制品無法總是完全直接地壓著待研磨表面。
由于開始進行研磨工作時需設(shè)置研磨機的緊固平面并且將研磨制品完全平直地抵在待研磨的表面上的困難，上述不均勻研磨的結(jié)果所產(chǎn)生的問題會加重。
上述所有這些問題和缺陷的結(jié)果是在用已知的擺動工具進行研磨工作的過程中經(jīng)常會產(chǎn)生精加工缺陷形式的新的表面缺陷。這些精加工缺陷包括在研磨區(qū)域外緣處的陷坑(crater)狀的凹部。就這些陷坑狀凹部而言，所述研磨區(qū)域包括較深和圍繞中央部分的外側(cè)區(qū)域，所述中央部分研磨的較少。在擺動工具在工作過程中已經(jīng)傾斜定位的情況中是產(chǎn)生半月形陷坑，其中較深的外側(cè)區(qū)域僅僅部分圍繞研磨較少的中央部分。
這些精加工缺陷在例如試圖去掉車輛漆面的小瑕疵時尤其麻煩。在這種情形中旨在僅僅在最終上漆后擦去任何小瑕疵，而不必在之后在所處理的區(qū)域補漆。在該修復(fù)工作中，旨在研磨盡可能小的區(qū)域并且同時在漆面的新研磨區(qū)域和周圍的非研磨區(qū)域之間獲得平滑的邊界。
另一方面，在德國專利DE 24 30 620中披露了擺動式研磨機。這種研磨機構(gòu)造成用于所謂的硬質(zhì)材料的精研，也就是慢研(slowgrinding)。該專利公開了帶有可調(diào)節(jié)傳動軸的結(jié)構(gòu)，而該可調(diào)節(jié)傳動軸使得該研磨機既難于平衡又難于操控。該研磨機所計劃的使用領(lǐng)域?qū)е铝艘环N不可能使用該研磨機以非常高的轉(zhuǎn)速研磨的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的研磨機還計劃使用非柔性的研磨制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能夠基本上避免已知技術(shù)方案的問題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種易于操縱的研磨機，其包括在操作中高度可靠的球面擺動。這種研磨機還能夠減小研磨區(qū)域的大小并且獲得研磨區(qū)域和非研磨區(qū)域的平滑邊界。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供如下的擺動式研磨機來實現(xiàn)該目的，在該擺動式研磨機中所述傳動軸是分體式的，包括主軸和以下述方式剛性地設(shè)置到其上的偏心軸，即，所述偏心軸包括與所述主軸的相應(yīng)中心線成一個角度的中心線，并且所述研磨頭設(shè)置到偏心軸上，以便相對于所述主軸偏心設(shè)置，由此所述研磨頭設(shè)置成在通過所述主軸的旋轉(zhuǎn)以及所述偏心軸相對于所述主軸的偏心距和傾角所形成的大致球面中擺動。從屬權(quán)利要求描述了進一步改進操作的本發(fā)明的適當(dāng)?shù)钠渌l(fā)展和變型。
因此，與前述解決方案相反，本發(fā)明主要涉及手持式研磨機的擺動的大致球面運動。故與前述解決方案獲得的二維運動相反，該運動是三維的。
在以下的說明中，諸如“上”、“下”等的術(shù)語表示在附圖中顯示的相對于擺動式研磨機或其具體結(jié)構(gòu)的方向。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，采用本發(fā)明中描述的研磨機具有顯著的優(yōu)點。另外，通過將研磨機的傳動軸設(shè)置成直接由驅(qū)動馬達驅(qū)動，可獲得帶有易于更換的傳動軸的簡單穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。另一方面，該研磨機研磨頭的輕質(zhì)簡單結(jié)構(gòu)使得能夠利用該研磨機以高轉(zhuǎn)速研磨。
由于該研磨機緊固板的緊固表面設(shè)有具有大致球形的結(jié)構(gòu)，該研磨機的小幅度傾斜不會改變彼此面對的接觸表面的共有幾何形狀。因此，本研磨機能夠避免設(shè)置于其緊固表面中的研磨制品相對于研磨區(qū)域的傾斜。結(jié)果，由于根據(jù)本發(fā)明的手持式擺動式研磨機不需要像之前已知的技術(shù)方案那樣相對于研磨區(qū)域同樣精確的定位，采用該研磨機工作變得非常簡單。此外，該研磨機的緊固板自身非常適于柔性研磨劑。
緊固板球面能夠在緊固板的接觸表面中部施加更加明顯和更大的研磨壓力。由此這種設(shè)計能夠僅僅在目前研磨區(qū)域中的缺陷上進行更精確研磨或拋光。因此這種技術(shù)方案導(dǎo)致較小的研磨區(qū)域，且研磨區(qū)域周圍的邊緣區(qū)域更加不明顯，并且能夠獲得磨光和未磨光區(qū)域之間的平滑邊界。因此，該新穎結(jié)構(gòu)主要能夠避免在噴涂面和漆面上的棘手的半月形或者陷坑狀研磨缺陷。
本發(fā)明的實用原理還使得能夠制造具有球面研磨運動的研磨機，所述球面研磨運動適用于具有需要研磨的帽狀凹陷或者凸出表面的制品。因此，根據(jù)需要，該研磨機的研磨頭可容易地更換為凹陷或者凸出的研磨頭。
在以下說明中詳細說明本發(fā)明的其它優(yōu)點和細節(jié)。


下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的擺動式研磨機的垂直的示意性剖視圖，圖2是該研磨機的傳動軸的側(cè)視圖，以及圖3是該研磨機傳動軸的另一種實施方式的側(cè)視圖。
具體實施例方式
以下參照上述

本發(fā)明擺動式研磨機的優(yōu)選實施方式。此處，該技術(shù)方案包括附圖中示出的結(jié)構(gòu)零部件，每個零部件用相應(yīng)的附圖標記表示。這些附圖標記與以下說明中給出的附圖標記相對應(yīng)。
根據(jù)圖1，擺動式研磨機包括與主體3一起圍繞驅(qū)動馬達2的套筒1。所述驅(qū)動馬達控制與研磨頭5協(xié)作的傳動軸4。該研磨機可設(shè)有將傳動軸控制在適當(dāng)速度的電動或氣動馬達。所述傳動軸通常以1,000至12,000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述傳動軸優(yōu)選設(shè)置成由驅(qū)動馬達直接驅(qū)動。用于非常小的任務(wù)的擺動式研磨機的一種可選實施方式被設(shè)計成便于操作的鉛筆形小型研磨機。套筒1甚至可被可拆卸地固定到主體3，由此允許移除套筒，以便將該研磨機放置在該設(shè)計本身已知的特定固定器中。
通過在傳動軸和研磨頭之間設(shè)置一個或多個軸承部件6和7，研磨頭5可設(shè)置成相對于該研磨機的傳動軸4和主體3自由轉(zhuǎn)動。研磨制品8設(shè)置有本身已知的機械緊固部件，以便緊固研磨頭所包括的緊固板9。
所述研磨頭優(yōu)選具有例如由用塑料注塑制造的簡單結(jié)構(gòu)。因此，所述研磨頭具有小質(zhì)量，從而能夠以高轉(zhuǎn)速使用該擺動式研磨機。所述研磨頭還易于更換，由此它包括具有適當(dāng)設(shè)計的緊固表面。因而所述研磨頭根據(jù)需要可以是凹形的或是凸形的。
在本實施方式中，將緊固板9設(shè)置成以如下方式獲得擺動運動，即，根據(jù)圖3，該緊固板9相對于包括偏心軸10的傳動軸4以偏心方式緊固。除了所述的擺動運動，所述緊固板還具有相對于偏心軸的自由轉(zhuǎn)動，因為研磨頭5被設(shè)置成相對于偏心軸10自由轉(zhuǎn)動。
因此，偏心軸10構(gòu)成該研磨機的傳動軸4的一部分，所述偏心軸剛性地設(shè)置到由傳動軸包括的主軸11。就此而言，所述偏心軸包括中心線12，該中心線12與主軸的相應(yīng)中心線13成銳角α。該偏心軸的這種斜度導(dǎo)致研磨頭5相對于主軸的偏心放置，以及研磨頭的緊固板9的最終偏心運動。
在研磨機的本實施方式中，中心線12和13這樣相對彼此分開在設(shè)置在緊固板9中的研磨頭8構(gòu)成的研磨平面處在兩條中心線之間的距離為緊固板的擺動運動的半徑。在該研磨平面處的擺動運動的所述偏心距優(yōu)選為在1至5mm的量級，典型地在1至2.5mm，但不必將該擺動運動的幅度限定至上述范圍。此外，根據(jù)圖2，由于所述中心線設(shè)置成在研磨平面上方的一點處以角度α相交，所述偏心軸中心線相對于所述研磨平面的法線成相應(yīng)的角度α。
根據(jù)圖3，偏心軸和主軸的中心線12和13還可被設(shè)置成在研磨平面下方的一點處以角度α相交。由此，本發(fā)明的實用原理使得可以制造具有球面研磨運動的研磨機，所述球面研磨運動適用于具有需要研磨的帽狀凹陷或者凸出表面的制品。
為避免在研磨平面的外側(cè)邊緣處的軸向運動，緊固平面9優(yōu)選地設(shè)計成包括大致球形的緊固表面14，研磨制品可設(shè)置在該緊固表面14上。中心線12和13優(yōu)選同時設(shè)置，以便在位于該研磨平面上方的有限高度處相交，該高度對應(yīng)于緊固板的球面擺動面半徑，該高度優(yōu)選對應(yīng)于球面緊固表面的彎曲半徑。該半徑可在20至300mm之間適當(dāng)?shù)剡x擇，但在最優(yōu)實施方式中在75至150mm之間。在特定情況中，可精確選擇該半徑，以配合特定制品的表面曲率并獲得最優(yōu)的研磨結(jié)果。
傳動軸4可替換不僅便于該研磨機的維護，而且便于根據(jù)不同需要和不同尺寸的緊固板9和研磨制品8來調(diào)節(jié)研磨頭5的擺動運動。在更換傳動軸而調(diào)節(jié)該擺動運動時，如此選定該實施方式，其中偏心軸的中心線12相對于主軸11的中心線13成與在更換前的所述角度α不同的角度α，或者主動軸和偏心軸的中心線設(shè)置成在與更換前不同的點處相交。
本發(fā)明的研磨機的結(jié)構(gòu)提供了大致球面的擺動，這能夠獲得非常均勻而沒有劃痕或者其它不平的研磨效果，在所述研磨機中，研磨頭5相對于偏心軸10轉(zhuǎn)動，主軸11相對于研磨機的主體3轉(zhuǎn)動，并且偏心軸10相對于主軸傾斜。該特定球面擺動運動的優(yōu)點在于，盡管研磨機略微傾斜，準確地說在研磨制品8和研磨平面之間的接觸點處該研磨頭的擺動運動將保持在緊固表面14的平面處，只要傾斜度在緊固表面的球面平面的角錐內(nèi)。
上述說明和相關(guān)附圖僅用于闡述用于擺動式研磨機結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案。因此，所述技術(shù)方案并不僅僅限于上述的或權(quán)利要求中限定的實施方式，在所附權(quán)利要求中描述的構(gòu)思范圍內(nèi)的多種變型或者可選實施方式都是可行的。
權(quán)利要求
1.一種擺動式研磨機，包括由主體(3)圍繞的驅(qū)動馬達(2)以及傳動軸(4)，該傳動軸(4)與所述驅(qū)動馬達協(xié)作并且具有作為用于柔性研磨制品(8)的支撐件的研磨頭(5)，所述研磨頭(5)安裝在軸承中，以便圍繞所述傳動軸自由轉(zhuǎn)動，所述擺動式研磨機的特征在于所述傳動軸(4)是分體式的，包括主軸(11)和以下述方式剛性地設(shè)置到其上的偏心軸(10)，即，所述偏心軸包括與所述主軸(11)的相應(yīng)中心線(13)成一個角度(α)的中心線(12)，并且所述研磨頭(5)設(shè)置到偏心軸(10)上，以便相對于所述主軸(11)偏心設(shè)置，其中所述研磨頭設(shè)置成在通過所述主軸的旋轉(zhuǎn)以及所述偏心軸相對于所述主軸的偏心距和傾角所形成的大致球面中擺動。
2.如權(quán)利要求1所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)設(shè)置成相對于彼此分開，以使它們在設(shè)置到所述研磨機的研磨制品(8)形成的研磨平面上彼此相距1至5mm的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)設(shè)置成相對于彼此分開，以使它們在所述研磨平面上彼此相距1至2.5mm的距離。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)被設(shè)置成在設(shè)置于所述研磨頭(5)緊固板(9)中的所述研磨制品(8)上方的有限高度處相交。
5.如權(quán)利要求4所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)被設(shè)置成在設(shè)置于所述緊固板(9)中的所述研磨制品(8)上方20至300mm之間的點處相交。
6.如權(quán)利要求5所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)被設(shè)置成在設(shè)置于所述緊固板(9)中的所述研磨制品(8)上方75至150mm之間的點處相交。
7.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)被設(shè)置成在設(shè)置于所述研磨頭(5)緊固板(9)中的所述研磨制品(8)下方的有限距離處相交。
8.如權(quán)利要求4-7中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主軸(11)中心線(13)和所述偏心軸(10)中心線(12)被設(shè)置成在位于所述研磨制品表面上方或下方的一點處相交，所述研磨制品進行對應(yīng)于待研磨表面的曲率的球面研磨運動。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述緊固板(9)的緊固表面(14)的彎曲半徑大致對應(yīng)于所述研磨頭(5)的所述球面擺動面的半徑。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述研磨機的所述傳動軸(4)是可更換的。
11.如權(quán)利要求10所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述偏心軸中心線(12)與所述主軸(11)中心線(13)成與在更換前的角度(α)不同的角度(α)。
12.如權(quán)利要求10所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述偏心軸中心線(12)與所述主軸(11)中心線(13)被設(shè)置成在與更換前的所述點不同的點處相交。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述研磨頭(5)包括大致球面緊固表面(14)，以接收所述研磨制品(8)。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述驅(qū)動馬達(2)被設(shè)置成基本上直接作用于所述傳動軸(4)。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的擺動式研磨機，其特征在于，所述主體(3)被設(shè)置成由套筒(1)圍繞。
全文摘要
本發(fā)明尤其涉及一種擺動式研磨機。所述擺動式研磨機包括由主體(3)圍繞的驅(qū)動馬達(2)以及與所述驅(qū)動馬達協(xié)作的傳動軸(4)，該傳動軸(4)具有構(gòu)成用于研磨制品(8)的支撐件的研磨頭(5)。所述傳動軸(4)是分體式的，包括主軸(11)和剛性地設(shè)置到其上的偏心軸(10)。所述偏心軸包括與主軸的相應(yīng)中心線(13)成一個角度(α)的中心線(12)，由此所述研磨頭(5)將相對于所述主軸(11)偏心設(shè)置。這樣所述研磨頭被設(shè)置成在通過所述主軸的旋轉(zhuǎn)以及所述偏心軸相對于所述主軸的偏心距和傾角所形成的大致球面中擺動。
文檔編號B24B19/26GK101024276SQ20071007871
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者G·奧格蘭德 申請人:Kwh米亞卡公司