用于加工工件的装置的制作方法.docx

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专利名称:用于加工工件的装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种用于加工工件的装置,特别是用于冲击式加工,例如再加工焊接结构中的金属表面,用于去除或者穿透工件的表面等,其中,工件在广义上也可以指地面或者建筑物部分。
背景技术:
对于再加工焊缝公知名为UIT(UltrasonicImpactTreatment)的装置,其中超声波调节器作用于一个或者多个可在激励器与工件表面之间运动引导的销钉。该装置手动沿焊缝运动。方法和装置例如在US6171415、US6289736,US6338765或者US6458225中有所介绍。通过将焊缝利用这种装置的再加工,可以明显提高焊缝的强度。但该装置却不实用且价格昂贵。
发明内容
本实用新型的目的在于,提供一种用于加工工件、特别是用于冲击式加工工件表面的得到改进的装置。
依据本实用新型的解决方案在独立权利要求
中予以说明。从属权利要求
包括本实用新型具有优点的构成和进一步构成。
使用一种促动器,具有可施加压缩空气伸长的空心体,空心体在两个在其纵向上
相距的端体之间侧面通过软管式的柔性膜片封闭并且在向空腔内输送压缩空气时在膜片的侧面扩张下缩短两个端体的相对距离,在驱动装置上从各种角度看都是非常具有优点的。这种促动器本身公知并例如作为所谓的“流体肌肉(FluidicMuscles)”可以从!^esto公司买到。这种功能原理也可以称为膜片收缩。
这种促动器可以成本低廉地获取并可以通过借助压缩空气的驱动方便地进行工作且通过常用的阀门系统简单控制。促动器特别是在振荡运动冲程较小的情况下,在促动器力较高的同时,由于可以达到很高的频率和很大程度上没有磨损而具有优点。特别是在冲击式加工方面特别具有优点的是,促动器由于膜片的柔韧性和作为流体的空气的可压缩性,无损坏地持续经受在冲击工件或者可运动的冲击工具时冲击式缓冲或者经受在冲击工具回弹时的加速。
促动器的伸长的形状证明具有如下优点,即在通过促动器加载的工具系统的优选设置中,该工具系统具有优点地可以在促动器的纵向上相对促动器有位移地设置并由此靠近工件产生装置的一种细长结构,通过这种结构即使是成角度的平面一般情况下也很容易被抵达。在具有优点的实施方式中,使用者手的握住位置可以处于该装置的可对促动器环绕地进行包围的外壳壁上。
通过利用作为驱动介质的压缩空气工作,一方面产生一种重量较轻的装置,从而
该装置具有优点地可以作为工作时手持式的装置实施。另一方面,从促动器排出的压缩空气可以毫无问题地排到外界并在具有优点的实施方式中向工具系统和处于加工中的工件表面作为冷却介质环流。在具有优点的实施方式中,作为选择或者最好作为对这种排出空气流的补充,压缩空气可以作为冷却介质在避开促动器的情况下导向工具系统和工件表面。通过利用压缩空气工作具有优点地取消用于冷却的附加措施。
为向工具系统上传递通过促动器产生的驱动力,具有优点的是两个端体之一固定在装置的外壳主体上且另一个端体相对于外壳主体运动。
工具系统包括至少一个通过促动器,特别是其相对于装置的外壳可运动的端体驱动的、相对于外壳主体可运动的工具部件。在具有优点的实施方式中,工具系统附加包括至少一个与外壳相关固定的部件,其具有优点地为更换工具与外壳主体可松开连接和/或者具有优点地可以形成用于至少一个工作体的导向装置,该工作体在靠近工件的工具头上可运动地引导并作用于工件的表面。至少一个工作体可与由促动器驱动的部件整体实施或者与其以固定的运动关联的方式连接。在特别具有优点的实施方式中,一个或者最好多个工作体相对于外壳主体并相对于受驱动的部件可运动地支撑且在其远离工件的面上通过受驱动部件加载。工作体具有优点地基本为棒状并利用靠近工件的端面作用于工件,特别是
冲击式作用于工件表面。多个棒状工作体可以具有优点地成行并排设置。
该装置总体上具有优点地特别是用于产生工件、特别是工件表面的冲击式加工,其中,工具的受驱动部件直接或者最好通过至少一个工作体作用于工件表面。该装置的受驱动部件然后在最后所称的实施方式中冲击工作体远离工件的面且工作体利用靠近工件的面冲击工件,特别是工件表面。在最后所称的优选情况下,该装置工作时,具有优点地,受驱动部件的冲击面与工件表面的距离大于可运动工作体的长度,从而该工作体在其运动方向上在工件表面与受驱动部件之间快速往复运动,其中,工作体在导向装置上可运动引导。为工作体的导向可以使用本身公知的解决方案,特别是从开头所称的UIT方法中公知的解决方案。工作体也可以悬置在至少一个膜片上并横向于其运动方向支承。多个工作体最好能彼此独立地运动引导。
该装置特别是也可以具有优点地用于将工具部件嵌入工件内,其中,作为工件在此方面也可以是墙壁或者地面。这种工具特别是可以作为电动机驱动的手持式凿子或者锤子使用,特别是在建筑业上使用。在其他特别具有优点的应用中,该装置是一种用于加工金属表面的设备或者设备的部件,特别是用于在焊接结构上或者环绕焊接结构(特别是如焊缝)
进行再加工,以改善其表面附近区域的强度。
工作体的运动方向具有优点地基本上分布在受驱动部件运动方向的方向上,但在此方面也可以向该方向倾斜,其中,方向偏差具有优点地不超过30°。
用于向促动器的空腔内控制输送压缩空气且最好也用于从空腔控制排出空气的阀门系统具有优点地包括一个或者多个电控阀门。阀门在优选的实施方式中实施为两通转换阀,其利用最好可预先规定的可变时钟频率周期性转换,并在关于第一开关持续时间(接通时间)的第一开关状态下,从压缩空气源向促动器的空腔导入压缩空气,而在关于第二开关持续时间(断开时间)的第二开关状态下从空腔排气。第一与第二开关持续时间之间的占空比具有优点地可以改变。利用占空比的变化,可以具有优点地对空腔内时间上取平均值的压力并因此对促动器的工作点进行可变化地调整。这种工作点调整在阀门的其他实施方式中和/或者变动方案中也只对一种开关持续时间是可能的。在此方面,作为工作点例如是指,可运动的端体或者与其运动关联的部件相对在断开驱动装置的情况下的静止位置关于多个时钟周期取平均值的偏移或者可比较的取平均值的数值。具有优点的是,装置上设置有可通过使用者操作的调整件,借助其通过改变至少一个开关持续时间可以改变工作点。在其他实施方式,这种调整件也可以影响所输送的和/或者所排出的压缩空气的
流动阻力。具有优点的是,作为选择或者补充还可以可变调整时钟频率。工作点此外可以取决于压缩空气源的压力或阀门系统输入端上的压力并通过其变化进行调整。
在具有优点的实施方式中可以设置为,促动器也可以仅对于单个冲程,也就是说特别是单个冲击进行操作,为此具有优点地可以存在单独或者按照单独方式操作的操作件。
装置的外壳具有优点地具有外壳主体和可相对于该外壳主体向工件方向上在有限范围内移动的第二外壳件,其中,驱动装置与外壳主体连接且第二部件在一种优选可手持式操作的装置上具有用于操作者手的至少一个握住位置以及第二外壳件可以从静止位置逆复位力,特别是弹簧力相对于外壳主体在工件的方向上移动到工作位置内。由此可以在工件的方向上有效地手动预先规定装置的压紧力并具有优点地通过这种压紧力给出用于影响加工结果的其他参数。在将该装置设置在机器上的情况下,取代至少一个握住位置可以设置有用于固定在机器上的位置。
在静止位置与工作位置之间的移动具有优点地可以在两个方向上通过止挡限制。从静止位置移动到工作位置内和/或者在此方面所耗费的力在进一步构成中,为导出用于装置工作信号可以被计值,方法是例如工作只有在存在最小移动或者最小力和/或者不超过最大力的情况下才能进行。为此例如行程传感器或者力传感器或者终端开关可与控制装置连接。
在一种实施方式中,其中促动器的靠近工件的端体与外壳主体固定连接且远离工件的端体可相对于外壳主体运动,具有优点的是设置有在空腔内部或者在柔性膜片的侧面从可运动端体向工件表面方向上贯穿的推进件,其将可运动端体的运动转换成工具系统、特别是工具系统的至少一个工作体的工作运动。促动器的驱动力的方向向着工件定向。推进件最好穿过空腔并穿过位置固定的端体引导。
可运动端体和推进件在从工件远离的方向上在取消或者降低促动器的操作力后的相反运动,可以通过柔性膜片的弹性变形、通过对装置压紧力的反作用力和/或者最好主要通过在经过驱动力产生的运动而张紧的弹簧的弹簧力进行。弹簧特别是也可以设置在空腔的内部。
在优选的实施方式中设置为,促动器的驱动力使工具系统或者工具系统的可运动部件在第一运动段内与工具系统的工作方向相反从工件远离地运动,其中,这种运动逆弹簧系统的弹簧力进行。弹簧系统具有优点地可以在第一运动段开始时就已经预张紧。在第一运动段结束时,驱动力降低或者最好完全断开且工具系统的可运动部件在弹簧力的影响下,在第二运动段内向工件表面的方向上运动。在具有优点的实施方式中,工具系统的可运动部件在第二运动段内的运动比第一运动段内快速进行,由此工具系统在第二运动段结束
时进行的向工件的冲击作用的冲击力,可以比促动器的驱动力在工件方向上直接作用于工具系统更强。
弹簧系统具有优点地包括至少一个盘形弹簧(包括特殊结构、膜片弹簧或者这类弹簧在内),其在结构简单的情况下可以具有特别高的弹簧常数并由此在运动行程小的情况下,可以使工具系统的可运动部件产生很高的加速度。盘形弹簧具有优点地利用其外缘固定在装置的外壳主体内并利用其中心开口的边缘与工具系统的可运动部件连接。由此工具系统的可运动部件同时在与盘形弹簧的连接部位上横向于运动方向定中心。具有优点的是,运动方向上设置有至少两个彼此相距的盘形弹簧,其中,距离最好至少等于盘形弹簧的外半径。利用两个在运动方向上相距的盘形弹簧,按照特别简单和具有优点的方式使工具系统的可运动部件横向于其运动方向引导。
在其他具有优点的实施方式中,弹簧也可以通过作为充气可变空腔的气动弹簧构成,其中,具有优点的是弹簧特性可以调节,特别是气动弹簧内的压力还可以变化调整。这种气动弹簧特别是也可以通过另一种软管收缩促动器产生。
最好为电子的控制装置时间可变地控制驱动装置的促动器并由此改变驱动装置的驱动力,其中,这种改变最好通过至少两种、最好只有两种工作状态之间的转换进行。特别具有优点的是,促动器的接通状态与断开状态之间的转换,例如在电
运行促动器上电流源或电压源的接通和断开或者在气动促动器上输入阀(通过输入阀压缩空气可以从压缩空气源被输送)的打开和关闭,最好伴随输出阀(通过输出阀压缩空气从促动器的空腔排出)的与输入阀的时钟脉冲相反的打开和关闭进行。输入阀和输出阀具有优点地与一个转换阀一体化。为降低阀门内的流动阻力,具有优点的是可以设置有多个阀门的并联。
控制装置既可以一体化设置在该装置上,特别是装置的外壳内,也可以设置在通过最好是柔性的压缩空气管与该装置连接的压缩空气源中或者安装在压缩空气源和该装置上。供电或者控制线路具有优点地可与柔性压缩空气管整体构成。控制装置最好可以编程和/或者控制装置包括具有至少一个、最好多个可选择地被储存的工作程序的程序存储
ο
该装置可以通过可单独触发的运动工作,所述运动由使用者通过操作件触发。优选以连续循环彼此跟随的运动时钟控制式的工作通过阀门系统在接通状态与断开状态之间通过控制装置的连续转换进行。
在各自手柄或握住位置的区域内,可以设置有用于接通和断开的操作件,特别是弹簧加载的、需要时可以止动的电动或者气动开关。
转换具有优点地循环利用典型地取决于工作设备的型号和用途的时钟频率进行,
该时钟频率例如对用于再加工焊缝的设备具有优点地至少为30Hz,最好至少为50Hz,特别是至少为100Hz,对凿子设备具有优点地至少为10Hz,特别是至少为20Hz,最好至少为40Hz,其中,接通时间和断开时间的分脉冲可以长度不同并且接通时间和/或者断开时间具有优点地能够可变地调整。时钟频率具有优点地这样高或者断开时间这样短,使工具系统在断开时间期间不返回到其静止位置内。具有优点的是接通时间也这样限制,使工具系统不超过从静止位置出发允许的(静止位置也可以通过止挡限制)最大偏移。时钟控制工作时工具系统的振荡运动最好在两个相对于静止位置不同程度偏移的返折位置之间出现。
其中工具系统的可运动部件在驱动力作用下在弹簧系统的张紧和通过弹簧系统提供在工作方向上运动的力的情况下逆工具系统的工作方向运动的装置可以具有优点地利用不同类型的驱动装置,特别是也可以利用磁性促动器实现。该装置特别是具有优点地具有所介绍的和作为FluidicMuscle公知的压缩空气促动器,其中,特别具有优点的结构利用设置在促动器与工件之间的弹簧系统产生。盘形弹簧的使用特别具有优点地与这种促动器的特性相对应,在运动行程小时可以根据压差施加特别高的驱动力。小的运动行程也具有优点地与第一和第二运动段的短持续时间相一致,从而产生第一和第二运动段的短循环持续时间并且高的时钟频率成为可能。在具有至少