专利名称：翼片砂轮及方法
技术领域：
本发明一般如所述涉及一种翼片砂轮及方法，而更具体地说涉及一种具有改良了使用寿命和使用特性的抛光砂轮，及涉及一种阻止各翼片相对于它们安装于其中的轮毂的振动的方法。
背景技术：
翼片砂轮包括多个由研磨或抛光薄片材料制成的分立部件，上述分立部件安装在一个旋转式轮毂中，所述旋转式轮毂本身又安装在一个电力驱动的心轴中。某些部件铰接到轮毂上，而另一些部件则装配在周边上的多个槽中，上述槽通常是轴向的或稍呈螺旋形。
部件预先装配和安装在多个夹具中，所述夹具本身又装配到槽中或者铰接到轮毂上。各夹具通常有比较薄的伸出的侧壁，并且各部件元件通过多个紧固件(如肘钉)相互固定并固定到夹具上，上述肘钉延伸通过侧壁和被壁所包括的部件元件内边缘。
由于紧固件，夹具的各壁通常都伸出到轮毂中各槽的外面。一种翼片部件和夹具组件装配在一个轮毂槽中的例子可以在申请人以前的美国专利NO.6,592,442 B2中看到。
在操作时，工具在某种压力顶着研磨和精加工工件情况下旋转，并且各部件是磨损后可替换的部分。当磨损时，将工具拆卸，并将旧的磨损部件取下，和用新的部件代替。取下端板，并使各磨损的部件滑出槽，将新的部件插入各槽中，并重新安放端板。拆下工具的时间量及将工具取出和重新安放所花的时间和努力对工具的生产率来说很重要。
重要的是部件要很容易滑入和滑出槽，以方便更换和减少替换需要的时间量。另外，由于在制造部件时的正常制造容许差，所以槽和部件之间的容隙不能太靠近，否则拆卸和装配将异常慢，并甚至可能需要专用工具。这个原因主要是在槽和部件夹具组件之间有十分宽的容隙。
遗憾的是，当工具正在使用并压紧工件时，这种容隙在槽内产生部件的振动。这部分是由下述事实引起，即部件每旋转一次都接合工件一次，并且当不接合工件时离心力往往使部件拉直，同时产生比较高频率的振动。
在试验时发现，这种振动往往会在金属部件夹具中，尤其是在轮毂外角的限制槽附近，产生应力断裂。
使槽径向上延伸，以便包住多个夹具来提供更好的支承是不切实际的，因为多个贯穿夹具壁的紧固件或肘钉往往会以不规则的方式伸出。然而，如果在各槽内的部件振动可以阻止而不影响容隙及轮毂和各部件的装配和拆卸的方便性，则它将是很理想的，这将会增加部件的使用寿命，而同时不增加用于部件替换所需的时间和努力。
发明内容
在本发明情况下，提供了一种旋转式翼片砂轮，所述旋转式翼片砂轮包括多个端板或端盖，上述端板或端盖包括轴向上向内伸出的楔形压力指状物或齿，所述指状物或齿在从轮毂伸出的各翼片末端之间伸出，并接合各翼片部件，而更具体地说是接合翼片夹具壁，以便阻止这种振动。
各指状物在轴向上伸出足够远，以便接合各翼片部件的夹具壁，但伸出远到不足以干扰任何伸出的如肘钉之类的紧固件。
各端盖都包括一个中心稍向内轴向上伸出的凸肩，所述凸肩安放在轮毂的中心中，凸肩和多个指状物形成一个环形槽，轮毂的末端安放在上述槽中，并且槽锁紧各部件，防止相对于轮毂和多个安放部件的槽的轴向运动。凸肩还使轮毂相对于心轴轴线定心，上述心轴轴线是工具的旋转轴线。
多个槽和部件以一种均匀的角度相对于轮毂的一个半径延伸，以便各端盖的指状物也在这种共同的角度下适当地与伸出到轮毂外面的各部件末端交错。若干部件材料如砂纸或研磨布可以预先弯成朝这种共同角方向或者远离旋转方向弯曲。由于这个角度偏离各部件，所以在轮毂相对端上的端盖是彼此镜面成像，以便各轴向上向内延伸的压力指状物与各部件向外伸出的末端合适地接合和交错。各指状物或齿具有在轴向和径向两个方向上稍呈楔形的构造，所述构造使组件很容易装配和拆卸，并且当装配时，能使各端盖接合和包括各部件的末端，同时减少或阻尼振动，上述振动会缩短工具的寿命。更显著的楔形构造是在径向上。
各指状物的这种显著的楔形构造帮助定向和保持各翼片部件成角度远离旋转方向的方向和弯曲，同时在每张翼片部件的工作边缘处露出相当大一部分研磨表面。当预先弯曲时对各翼片部件的这种额外支承和控制使各翼片部件彼此相互支承，而下游部件覆盖和弹性支承上游相邻的部件，因此进一步减少和阻尼振动。
各端盖向内伸出的指状物形成多个槽，所述槽包含伸出的部件末端。在这种方式中，各端盖的槽和轮毂对准，并在这种对准中用翼片部件作为键固定。
当各端盖贴着轮毂的各末端夹紧时，各从轮毂向外伸出的翼片部件末端被各端盖的指状物一槽构造包着，并且各端板的夹紧将接合每一侧上各翼片部件的每一端，同时提供一种阻尼轮毂各槽内翼片部件振动的方法，显著增加了各部件的使用寿命和工具的操作周期。
为了完成上述及相关的末端，因而，本发明包括后面在权利要求书中充分说明和特别指出的一些特点，下面的说明和附图详细陈述了本发明的某些示例性实施例，然而，这些是象征性的，而且在各种方式中只有很少数可以应用本发明的原理。
图1是按照本发明所述的翼片砂轮的轴向剖视图，示出的翼片砂轮安装在一个驱动心轴上，所述驱动心轴部分断开；图2是总的从图1的线2-2所截取的轮毂、翼片和端盖指状物的局部贯穿轴向剖视图；图3是总的从图1的线3-3所截取的穿过各指状物的类似局部剖高图；图4是从图2的线4-4所截取的轮毂的一端的放大的局部径向剖视图；
图5是从图4的线5-5所截取的各指状物的放大局部径向正视图；图6是端盖之一的轴向平面图；及图7是另一个端盖的轴向相对的平面图。
具体实施例方式
首先参见图1，图1示出了一种翼片砂轮，所述翼片砂轮总的用标号10表示，该翼片砂轮安装在一个电力驱动的心轴上，用于在心轴的轴线上旋转，上述心轴总的用标号12表示。
翼片砂轮工具包括一个总的是圆筒形的轮毂，两个相对的端盖16和18，和一系列的翼片组件，上述圆筒形轮毂总的用标号14表示，而上述一系列翼片组件总的用标号20表示，并从轮毂向外延伸。
现在另外参见图2-5，而更具体地说参见图2和3，可以看出，轮毂14具有一系列轴向上延伸的等圆周间距的槽，上述这些槽总的用标号22表示。这些槽具有一个横向轮廓，所述横向轮廓包括一个向内弯曲的底部23，所述的内弯曲的底部23具有总的是平行的侧壁24和25，上述侧壁24和25被向内的键状实起中断，所述键状突起从槽的每个侧边延伸，正如在标号26和27处所看到的。槽延续到轮毂，在槽拐角28和29处的周边。各槽沿轴向贯穿轮毂从一端30到另一端32，如图1中所见到的。
应该注意，各槽不在径向上延伸，而是与半径成一普通的斜交角延伸，以便各槽朝向远离工具旋转方向的方向，上述刀具的旋转方向在图2和3中用箭头34示出。这个角优选地约为15°，但可以从约10°改变到约20°。
槽设计成可安放夹具，所述夹具总的用标号36示出，上述夹具36是翼片部件组件20的其中一部分。各夹具都具有一种横向轮廓，并包括一个圆形底部38，上述横向轮廓一般模拟槽的轮廓，而上述圆形底部38具有一般是平行的侧壁39和40。然而这些侧壁具有相对的沟槽或槽42和43，这些沟槽或槽42和43形成安放键或突起26和27的键槽，上述键或突起26和27从槽的侧壁延伸。
每个夹具都包括安放比较薄的突出的侧壁45和46的部件，上述突出的侧壁45和46通过一个斜的部件内边缘接合，所述斜的部件内边缘接纳底壁48。它是由两侧壁和斜的底壁形成的槽，上述斜的底壁接纳形成在标号50处所见的多层或薄板的部件。这些薄板部件通过紧固件(如肘钉)52固定到夹具上，上述肘钉52贯穿夹具的侧壁和部件薄板的内边缘。各肘钉穿过夹具壁插入，所述夹具壁通常突出到轮毂的外面。尽管把轮毂和夹具之间的允许差设计成相当宽，以便使翼片部件能滑入和滑出槽，但槽不能容纳紧固件。
应该注意，夹具的斜底壁用相同的放在后面和斜着开口的方式安排薄板或元件的外边缘，如在标号54处所看到的。然后这使薄片面向旋转方向的外边缘暴露于工件之下，这将是在图2和3中看到的部件左手侧上薄板的侧边，或是面向旋转方向。
现已发现，这种薄板或元件的外边缘暴露，还可以通过提供翼片部件具有一预先设定的弯曲来加强，上述预先设定的弯曲远离旋转方向，如图3中标号56处所见到的。各部件的这种预先设定的弯曲露出甚至更大的在反时针侧的表面积，正如接合工件的薄板或元件外边缘58处所见到的。另外这种远离旋转方向的预先弯曲提供更好的控制和支承，因为翼片部件彼此相互支承，下游部件(远离旋转方向)在下面和弹性支承上游相邻的部件。各部件彼此起到像下面的板簧作用。
各部件的元件或薄板可以广泛地改变，如剑麻、非织造磨料、砂带材料、抛光布、经过涂装的磨料如砂纸或砂布、或它们的混合物。如果应用经过涂覆的磨料，则面向旋转方向的侧面将通常含有磨料。
尽管预先弯曲翼片部件往往会阻尼翼片部件相对于轮毂的振动，但端盖16和18各包括一个环形的齿或指状物排，上述齿或指状物分别在标号60和62处示出。这些齿或指状物轴向上向内伸出，并接合轮毂14而更具体地说是夹具向外伸出的翼片部件端部的侧面。正如在图2，3和5中更精楚看出的，多个轴向上向内伸出的指状物在用标号64表示的它们之间形成槽，所述这些槽安放翼片部件20的末端，并且这些槽与轮毂中的各槽对准，和成相同的斜角对准。
在从径向上外部看伸出的指状物，如在图5中看时，可以看出，各指状物的远端66稍微比近端68窄，这种轻微锥形有助于部件的装配。
另外沿轴向看伸出的指状物时，如在图2和3中所看到的，可以看出，各指状物具有一更显著的楔形锥状构造。在标号70处所看到的各指状物内边缘显著小于外边缘72。这种显著的楔形构造保证当各端盖用一个或多个图1中所见到的螺母74紧固在心轴上时，部件有合适的接合。
另外在图1中可看到，各指状物60和62不在轴向上伸出远到足以干扰在标号52处所看到的肘钉或紧固件，上述肘钉或紧固件贯穿夹具的壁。这使元件更容易装配和拆卸。
参见图2和3，可以看出，各指状物沿径向延伸到翼片上游侧上夹具壁的近似边缘处，但刚在下游侧上夹具壁边缘的下方。这两个边缘在图2中标号76和78处看到。这种轻微的变化是由于夹具相对于半径的角度不同。然而，各指状物接合伸出的夹具壁，并提供阻尼轮毂和翼片之间的变化，同时在各翼片组件变化之间显著更长的工作周期。
应该注意，端盖16和18还具有环形凸肩80，所述环形凸肩相对于心轴孔82定心。应该理解，孔82可安放不同类型和尺寸的心轴，同时可应用轴套或衬套。环形沟槽84由各端盖在凸肩80和外面指状物的行之间形成。轮毂为内部86坐落在凸肩80上，所述凸肩80将轮毂定心在心轴上，而同时轮毂的两端30和32安装在环形沟槽84中。
在对照图6和7时，可以看出，两个端盖一般相同，各具有一个心轴孔82，凸肩80和环形沟槽84，但向内伸出的环形压力指状物的行不同。当沿轴向看时，如所看到的，指状物60和62相互成镜面图像。
当将轮毂装配和紧固在心轴中心时，各端盖闭合轮毂中各槽的末端，并接合翼片部件的末端，以便吸收可能产生振动的任何作用或松弛，而提供一更长的有用工作周期。
尽管图1示出一种有公称轴向宽度的工具，但应该理解，工具的轴向宽度可以通过改变轮毂的轴向长度和其中的翼片部件的轴向长度进行改变。另外，尽管轮毂和各端盖或板优选地用金属制成，但应该理解，它们也可以用例如塑料或复合材料制成。然而优选地，阳极化铝用于各端盖、轮毂和夹具，因为它们更容易再循环使用。
现在可以看出，本发明提供了一种旋转翼片砂轮，所述旋转翼片砂轮具有更长的使用寿命，和一些改良了的使用特性，而且上述翼片砂轮可以很容易装配和拆卸用于部件更换。
尽管相对于某些优选实施例示出和说明了本发明，但是很显然，该技术的技术人员在阅读和理解本发明时，将能进行等效的改变和修改。本发明包括所有这些等效的改变和修改，并且只由权利要求书的范围限制。
权利要求
1.一种翼片砂轮，包括一种圆筒形旋转轮毂，所述圆筒形旋转轮毂具有多个一般是轴向上延伸的圆周槽，以便限定各翼片部件的末端以便在砂轮旋转时阻尼振动。
2.如权利要求1所述的翼片砂轮，其特征在于上述指状物从各端盖径向上向内伸出，并且在它们的远端处更窄。
3.如权利要求1所述的翼片砂轮，其特征在于包括用于形成上述各翼片部件的夹具，上述夹具装配在上述槽中，并包括径向上向外伸出的壁，所述向外伸出的壁延伸到轮毂外面，上述多个指状物在各翼片部件末端处接合上述各壁。
4.如权利要求3所述的翼片砂轮，其特征在于上述各指状物径向上伸出到近似各壁的范围。
5.如权利要求4所述的翼片砂轮，其特征在于还包括多个紧固件，所述紧固件贯穿上述各壁，以便固定上述部件和夹具，上述紧固件设置在相对的端盖各指状物的远端之间。
6.如权利要求2所述的翼片砂轮，其特征在于上述的槽、指状物和翼片部件与轮毂半径成一共同的角度延伸远离旋转方向。
7.如权利要求6所述的翼片砂轮，其特征在于各翼片部件弯曲远离旋转方向，以便露出部件中每个元件的外边缘
8.如权利要求6所述的翼片砂轮，其特征在于部件中的翼片部件弯曲离开旋转方向，使得各相邻的部件相互覆盖，同时提供相互支承。
9.如权利要求6所述的翼片砂轮，其特征在于在上述轮毂相对端处的端盖相互是镜面图像。
10.如权利要求9所述的翼片砂轮，其特征在于每个端盖都包括一个向内伸出的凸肩，所述凸肩紧密装配在轮毂内，凸肩和指状物的外部形成一个圆周槽，以便贴着轮毂的末端安装，并锁紧各部件防止在槽中的轴向运动。
11.如权利要求4所述的翼片砂轮，其特征在于上述多个部件之间的上述指状物基本上径向上伸出到一个部件夹具上壁的范围，但延伸到指状物位于它们之间的另一个部件的夹具的壁之外。
12.一种翼片砂轮，包括一个圆筒形轮毂，所述圆筒形轮毂具有多个在轮毂圆周上一般轴向上延伸的槽，用于安放各翼片部件，和用于上述轮毂的端盖包括多个轴向突起，上述多个轴向突起径向上延伸到轮毂外面，并装配在各翼片部件的末端之间，以便当砂轮旋转时阻尼各翼片部件的振动。
13.如权利要求12所述的翼片砂轮，其特征在于上述多个轴向突起与各翼片部件的末端交错，并且一般是楔形形状。
14.如权利要求13所述的翼片砂轮，其特征在于还包括多个用于形成上述翼片部件的夹具，每个夹具都包括一般径向上伸出到轮毂外面的壁，上述多个突起在各翼片部件末端处接合各壁。
15.如权利要求14所述的翼片砂轮，其特征在于每个上述突起都径向上伸出到近似夹具伸出壁的范围内。
16.如权利要求15所述的翼片砂轮，其特征在于还包括多个紧固件，所述多个紧固件贯穿各壁，以便固定部件和夹具，各紧固件设置在相对端盖上的上述各突起的远端之间。
17.如权利要求11所述的翼片砂轮，其特征在于上述各个槽、突起和翼片部件都以一个共同的角度延伸到轮毂的一个半径。
18.如权利要求17所述的翼片砂轮，其特征在于各翼片部件弯曲远离旋转方向，以便露出部件中每个元件外边缘的更大部分。
19.如权利要求17所述的翼片砂轮，其特征在于各翼片部件弯曲远离旋转方向，以便相邻的部件相互覆盖，同时提供相互支承。
20.如权利要求17所述的翼片砂轮，其特征在于在轮毂相对端处的端盖相互是镜面成像。
21.如权利要求12所述的翼片砂轮，其特征在于每个端盖都包括一个向内伸出的凸肩，上述凸肩紧密装配在轮毂内，凸肩和多个突起的外部形成一个圆周沟槽，以便贴着轮毂的端部安装，并锁紧各部件防止在各槽中轴向运动。
22.如权利要求13所述的翼片砂轮，其特征在于在上述各部件之间的多个突起基本上在径向上伸出到一个部件夹具上壁的范围，但延伸到设置在它们之间的另一个部件夹具的壁之外。
23.如权利要求12所述的翼片砂轮，其特征在于还包括在上述多个突起之间的多个槽，上述多个突起一般与安放伸出部件的轮毂各槽对准。
24.如权利要求23所述的翼片砂轮，其特征在于各端盖和轮毂中的槽对准。
25.一种在具有插入一个轮毂的槽中的多个翼片部件的翼片砂轮中阻尼各翼片部件相对于轮毂振动的方法，其方法是通过将各端盖夹紧在轮毂上以便夹紧从轮毂伸出的翼片部件的至少一部分。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于包括使各端盖设置接合各翼片部件末端的槽的步骤。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于包括使各端盖设置多个指状物的步骤，所述多个指状物在翼片部件之间伸出。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于各端盖贴着轮毂的各末端夹紧，而且夹紧径向上在轮毂外面的翼片部件。
全文摘要
一种翼片砂轮，包括一个轮毂，轮毂具有多个轴向上延伸的槽，用于安放分立的部件，每个部件都包括一个夹具，夹具可安放在槽中，壁延伸到槽外面，和两端盖装配在轮毂的末端上，并包括多个指状物，指状物与多个伸出的部件末端交错并阻尼轮毂和各部件之间的振动，上述多个伸出的部件伸出到轮毂的外面。各端盖不仅把各翼片部件限定在各轮毂槽中，而且还接合翼片部件伸出的末端，以便阻尼翼片部件和轮毂之间的振动，并将轮毂和工具定心在它的旋转轴线上。
文档编号B24D13/00GK1709645SQ20041009787
公开日2005年12月21日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年6月17日
发明者克雷格·R·霍夫海默 申请人:贾森公司