手持式和手动引导的马达驱动的抛光砂磨工具的制作方法

本发明涉及一种手持式和手动引导的马达驱动的抛光砂磨工具。该工具具有工具壳、位于其中的马达和附接至工具的工具轴的抛光或砂磨工作元件(working element)。马达适于在第一旋转方向上驱动工具轴，从而提供工作元件在第一旋转方向上的强制旋转。

背景技术：

1、上述类型的手持式和手动引导的抛光或砂磨工具在现有技术中是众所周知的。所有已知的抛光或砂磨工具的共同特征是工具轴和附接至工具轴的工作元件仅在一个特定旋转方向上旋转。为了通过抛光或砂磨工具减少待加工表面上的漩涡痕迹(swirl mark)，已经提出了抛光或砂磨工作元件的不同类型的加工运动。例如，已知不同的抛光或砂磨工具，其中根据工作元件附接至工具轴的方式，工作元件实现旋转、随机轨道、偏心或圆形摆动或齿轮驱动的加工运动。

2、尽管通过工作元件的不同类型的加工运动的许多尝试以减少待加工表面上的漩涡痕迹，但是希望的是，通过抛光或砂磨工具来进一步减少待加工表面上的漩涡痕迹的形成。

技术实现思路

1、为了解决这个目的，提出了一种包括权利要求1的特征的抛光或砂磨工具。特别地，从上述类型的抛光或砂磨工具开始，提出该工具配备有开关(switch)，该开关用于在第一旋转方向和与第一旋转方向相反的第二旋转方向之间改变工具轴的旋转指向(sense，或为“方向”)。

2、发明人已经发现，在抛光或砂磨待加工表面的过程中不时地将加工元件的旋转方向切换到相反方向，显著地减少了在表面上的漩涡痕迹形成。特别是，它减少了漩涡痕迹的量以及所产生的漩涡痕迹的深度和可见度。其原因在于，手持式和手动引导的马达驱动的抛光砂磨工具的每个使用者都有他/她自己的方式握持和在待加工表面上引导工具，从而产生典型的使用者特定的第一图案的漩涡痕迹。通过将工作元件的旋转方向切换到相反方向，相同的使用者以他/她自己的方式握持和在待加工表面上引导工具，将在待加工表面上产生不同的或者甚至相反的第二图案的漩涡痕迹。这两种不同图案的漩涡痕迹相互重叠或相互补偿，导致待加工表面上可见漩涡痕迹的数量和深度减少。

3、用于使工具轴的旋转指向反转以及因此也使附接至工具轴的背板的旋转方向反转的开关可以由动力工具的使用者手动致动。替代地或附加地，开关也可以基于时间表(例如，每x秒或每y分钟；x和y是不为零的正实数，或者取决于时间函数)或者随机地被致动。此外，还可以在每次电动马达停止后再次起动电动马达时，致动用于使工具轴的旋转指向反转的开关。以这种方式，每当动力工具被起动时，背板以与前一次起动的旋转方向相反的方向旋转。

4、在一些实施例中，抛光或砂磨工具以及抛光和砂磨工作元件具有相对小和紧凑的尺寸，并且适于车辆、船只和飞行器的细节设计以及适于车辆、船只和飞行器本体的现场修理。此外，这些相对小的抛光或砂磨工具可用于在狭小且狭窄空间内对表面进行抛光或砂磨，例如门把手周围、轮缘内、散热器格栅上、进气口内等。相对小且紧凑的工具的设计和尺寸可以类似于几年前在市场上可买到的rupes big foot ibrid nano或rupes q-magibrid nano的设计和尺寸，但是仅具有工具轴的单一旋转方向。

5、在一些实施例中，抛光或砂磨工具以及抛光和砂磨工作元件可以具有相对大的尺寸，并且适于抛光或砂磨大的表面，特别是车辆、船只和飞行器本体的圆角或涂漆表面。相对大工具的设计和尺寸可以类似于rupes big foot lhr 21es、rupes lhr mark iii(两者都具有工作元件的随机轨道运动)、rupes lh 19e(具有工作元件的旋转运动)、rupes lk900e(具有工作元件的旋转轨道或齿轮驱动运动)或rupes ta50(气动随机轨道砂磨器)的设计和尺寸，这些都是自几年前在市场上可获得的，但是工具轴只有单个旋转方向。在任何情况下，抛光或砂磨工具都是可移动的并且由使用者手动握持和在待加工表面上引导。

6、当然，动力工具不仅可以由使用者的手来握持和引导，还可以由多维机器人的手来握持和引导，优选地，多维机器人构成自动抛光站的一部分，例如在汽车制造商的生产工厂中。

7、抛光或砂磨工具的马达可以是电动马达或气动马达。电动抛光机或砂磨机可以通过来自电池或市电电源的电能来操作。气动抛光机或砂磨机的操作是通过压缩空气来实现的，压缩空气被输送到气动马达。抛光或砂磨工具可以是直的或有角度的抛光机或砂磨机。

8、当然，根据工作元件附接至工具轴的方式，可以实现工作元件本身的不同运动。例如，抛光或砂磨工作元件可以直接附接至工具轴，导致工作元件在第一旋转方向上的以及在致动开关后在相反的第二旋转方向上的旋转或旋转式加工运动。

9、优选地，抛光或砂磨工作元件直接附接至工具轴，导致工作元件的旋转加工运动。在该实施例中，取决于开关的致动，工作元件可以围绕工具轴的旋转轴线沿顺时针或逆时针方向执行旋转运动。

10、可替代地，抛光或砂磨工作元件可以通过偏心元件间接附接至工具轴，偏心元件以防扭矩的方式附接至工具轴，并且工作元件以可自由旋转的方式附接至偏心元件，导致工作元件的随机轨道加工运动。随机轨道加工运动是偏心元件与工作元件一起围绕工具轴的旋转轴线的强制旋转和工作元件相对于偏心元件围绕工作元件的旋转轴线的自由旋转的叠加结果。工具轴的旋转轴线和工作元件的旋转轴线优选地平行延伸并且彼此分隔开。

11、在该实施例中，工作元件适于执行工作元件的随机轨道加工运动。取决于开关的致动，偏心元件与工作元件一起绕工具轴的旋转轴线的旋转在顺时针或逆时针方向上实现。工作元件相对于偏心元件的自由旋转不会直接受到开关的致动和工具轴绕其旋转轴线的旋转指向切换的影响。然而，它可能受到间接影响，因为偏心元件与工作元件一起绕工具轴的旋转轴线的相反旋转指向可能引起工作元件相对于偏心元件绕其旋转轴线的不同旋转运动。

12、在另一替代方案中，从用于实现随机轨道加工运动的抛光或砂磨工具开始，该工具可以包括用于保持抛光或砂磨工作元件相对于工具壳的旋转位置的装置，或者用于限制抛光或砂磨工作元件相对于工具壳的旋转运动的装置。这将导致工作元件的偏心或圆形摆动运动。保持装置可以包括一个或多个离散的弹性(例如，橡胶或软塑料)元件，这些元件附接至工作元件和工具壳。可替代地，保持装置可以包括连接工作元件和工具壳的弹性套环(例如由橡胶或软塑料制成)。在另一替代方案中，保持装置包括分别设置在工作元件和工具壳上的一个或多个分立的磁元件，并且彼此磁性地相互作用。

13、同样，在该实施例中，取决于开关的致动，偏心元件与工作元件一起绕工具轴的旋转轴线的旋转是在顺时针或逆时针方向上实现的。工作元件相对于偏心元件的有限或受限的旋转不会直接受到开关的致动和切换工具轴绕其旋转轴线的旋转指向的影响。

14、在又另一替代方案中，抛光或砂磨工作元件通过齿轮布置，特别是行星或周转齿轮布置间接附接至工具轴，导致工作元件在第一旋转方向上的齿轮驱动或旋转轨道加工运动。在该实施例中，抛光或砂磨工作元件围绕工具轴的旋转轴线的旋转指向可以通过致动开关来反转。

15、抛光或砂磨工具的马达可以是电动马达或气动马达。电动马达可以由来自构成工具一部分的电池的电流供电。电池优选地是可再充电的，并且可以固定地位于工具壳内部，或者它可以可拆卸地附接至工具壳从而允许从工具壳外部移除电池并且由另一电池或连接至主电流的特定电源单元来替换。可替代地，用于操作电动马达的电流来自市电电源。为此，该工具可以设置有电源单元，该电源单元适于将主电源电压(例如230v、110v等)转换成工具的工作电压(例如12v、18v、24v、36v、48v等)，并且可能用于执行滤波和整流功能。电源单元可以固定地位于工具壳内部，它可以作为工具壳外部的独立单元提供，或者它可以可拆卸地附接至工具壳而非电池。

16、气动马达的操作通过压缩空气来实现，压缩空气被供给到气动马达。气动马达具有转子，该转子具有从转子轴线基本上径向延伸的多个叶片和多个气动室，每个气动室限定在两个相邻叶片之间。随后加压空气经由固定空气入口相继地供给到至少一个气动室，从而将转子设定为旋转并使气动室朝向固定空气出口移动，并且一旦气动室已经到达空气出口则丢弃加压空气。气动马达的空气入口和空气出口在转子的周向方向上彼此间隔开。

17、根据本发明的优选实施例，提出将开关设置在工具中，使得开关能够从工具壳的外部被致动。优选地，开关设置在工具壳的孔或切口中，以便允许开关的至少一部分突出到工具壳的外部。该开关可以实施为简单的转换开关或旋转开关等。该开关可以是抛光或砂磨工具的开启/关闭(on/off)开关的组成部分，通过该开关来开启或关闭马达。此外，该开关可以是抛光或砂磨工具的旋转开关的组成部分，通过该开关，工具或马达的旋转速度分别被设定为期望值。甚至可能的是，用于改变工具轴旋转指向的开关和开启/关闭开关都是抛光或砂磨工具的用于设定旋转速度的旋转开关的组成部分。例如，在旋转开关的中间位置中，抛光或砂磨工具或马达可以分别关闭。向左或向右旋转开关将开启马达，并使其在两个相反方向中的一个方向上旋转。开关向左或向右旋转得越远，马达旋转得越快。该开关可与电动或气动马达结合使用。

18、优选地，开关适于由工具的使用者手动致动，而不需要使用特定的致动工具等。根据该实施例，开关可以简单地由使用者的手指或手操作。有利地，该开关适于由使用者用他的手指或手来致动，即使是在戴手套的情况下。为此，可以将开关设计得足够大和/或在切换时被提供有明显的使用者反馈，以便使用者注意到他/她何时致动了开关，即使戴着手套。

19、工具轴旋转方向的切换可以以许多不同的方式实现。根据第一种可能性，提出抛光或砂磨工具具有功能性地位于马达和工具轴之间的齿轮传动装置，该齿轮传动装置适于在致动齿轮传动装置时在第一旋转方向和第二旋转方向之间改变工具轴的旋转指向，并且该开关适于致动齿轮传动装置。在该实施例中，马达的旋转方向保持不变。齿轮传动装置具有输入轴，该输入轴为马达轴或连接至马达轴的另一轴的形式。齿轮传动装置的输出轴是工具轴或连接至工具轴的另一轴。齿轮传动装置被设计成使得在驱动齿轮传动装置时，输出轴的旋转指向可以被改变到相反的方向，而输入轴在相同的方向上连续旋转。优选地，齿轮传动装置的致动在输入轴和输出轴静止的情况下实现，输入轴和输出轴静止即不旋转，例如在马达的空转状态下。这种齿轮传动装置可以与电动马达或气动马达结合实现。该开关可以作为用于致动齿轮传动装置的致动元件，类似于机动车辆变速箱的变速杆。

20、根据另一可能性，抛光或砂磨工具具有电动马达，并且开关适于优选通过电开关来使通过电动马达的电流的流动方向反转。流经电动马达的电流反向时，电动马达的旋转方向就会反向。电开关优选包括用于使电流方向反转的电转换开关。该实施例的优点在于，即使在马达沿给定方向旋转的过程中，也可以致动开关，而没有对抛光或砂磨工具的马达、轴和/或齿轮传动装置造成机械损坏的风险。

21、根据又另一可能性，抛光或砂磨工具具有气动马达，并且开关适于优选通过气动开关阀来使通过气动马达的加压空气的流动方向反转。通过气动马达的空气流的反向改变了马达的旋转方向。气动开关阀优选包括用于使空气流动方向反向的气动转换阀。该实施例的优点在于，即使在马达沿给定方向旋转的过程中，也可以致动开关，而没有对抛光或砂磨工具的马达、轴和/或齿轮传动装置造成机械损坏的风险。