ШЛИФОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С РАЗЪЕМНО СОЕДИНЕННЫМ АБРАЗИВНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
GRINDING DEVICE WITH DETACHABLE ABRASIVE ELEMENT

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к шлифовальному устройству с установочным элементом, с которым разъемно соединен абразивный элемент, при этом разъемное соединение образовано первой сцепляющейся структурой на установочном элементе и второй сцепляющейся структурой на абразивном элементе, каковые сцепляющиеся структуры взаимодействуют между собой по типу текстильной застежки (называемой также застежкой велькро или застежкой-"липучкой").
В технике шлифования известны различные шлифовальные устройства, в которых используются сменные абразивные элементы, прежде всего шлифовальные листы или листы из абразивной шкурки, и в качестве примера которых можно назвать ручные машины, такие как ручные дельташлифовальные, виброшлифовальные, круглошлифовальные или эксцентриковые шлифовальные машины. Для простой и быстрой замены быстро изнашивающегося шлифовального листа на шлифовальный лист с новым абразивным материалом используются выполненные по типу плоской текстильной застежки взаимно сцепляющиеся половины, попарно расположенные, во-первых, с лицевой стороны установочного элемента, например тарельчатого шлифовального круга, и, во-вторых, с тыльной стороны шлифовального листа и позволяющие реализовать легкоразъемное соединение. В паре взаимно сцепляющихся поверхностей известной из уровня техники текстильной застежки они имеют разнотипные поверхностные структуры. Одна из обеих сцепляющихся поверхностей выполнена из материала со множеством мелких крючков, аналогичных репейнику (крючковая поверхность), а ответная сцепляющаяся поверхность выполнена из ворсистого материала со множеством мелких петель (петельная поверхность). При использовании подобной пары взаимно сцепляющихся поверхностей в шлифовальном устройстве сцепляющуюся поверхность с мягким петельным материалом предпочтительно располагать с тыльной стороны шлифовального листа, а несколько более жесткую сцепляющуюся поверхность с крючками - на установочном элементе. При прижатии друг к другу обеих сцепляющихся поверхностей мелкие крючки одной из них квазимикромеханически зацепляются за петли ответной сцепляющейся поверхности, образуя сцепленную текстильную застежку. В зависимости от типа материалов сцепляющихся поверхностей и в зависимости от количества крючков и петель образуется соединение, характеризующееся той или иной прочностью сцепления, но вместе с тем остающееся разъемным. Обе сцепляющиеся поверхности текстильной застежки можно, приложив к ним более или менее высокое усилие, вновь отделить друг от друга с характерным, сопровождающим такое их разделение звуком.
Недостаток таких известных текстильных застежек состоит в сравнительно быстром их изнашивании при частом пользовании ими. Выдергивание крючков из петель при разъединении соединения быстро приводит к спутыванию мелких крючков, а также к повреждению и разрыву петель. Помимо этого отделяющиеся от шлифовального листа при шлифовании или образующиеся в качестве стружки абразивные частицы могут способствовать загрязнению сцепляющихся поверхностей. В результате этого текстильная застежка теряет свою первоначальную прочность сцепления, надежность которого тем самым постоянно снижается. Сказанное в еще большей степени относится к чаще повторно используемой в шлифовальном устройстве сцепляющейся половине на установочном элементе. Замена этой, обычно прочно приклеенной к тарельчатому шлифовальному кругу сцепляющейся поверхности на установочном элементе возможна лишь при высоких затратах на ремонт.
Помимо этого для изготовления текстильной застежки из-за разных поверхностных структур обеих ее сцепляющихся половин неизбежно приходится использовать разнотипные материалы и, соответственно, разные технологии их изготовления, что в целом усложняет и удорожает ее производство.
Еще один недостаток текстильной застежки состоит в том, что разъединение обеих ее сцепляющихся половин сопровождается громким звуком, который часто воспринимается как неприятный.
По указанным выше причинам традиционная текстильная застежка, прежде всего при ее применении в шлифовальных устройствах с часто заменяемыми расходными материалами, такими как шлифовальные листы, требует ее усовершенствования с технической и экономической точек зрения.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача повысить качество и эффективность разъемного соединения для замены абразивного элемента шлифовального устройства указанного в начале описания типа.
Краткое изложение сущности изобретения
Указанная задача решается благодаря тому, что первая сцепляющаяся структура и вторая сцепляющаяся структура имеют по множеству выступов, каждый из которых имеет увеличивающееся к его свободному концу поперечное сечение.
При таком выполнении обеих поверхностных взаимно сцепляющихся структур при их соединении их выступы, перемещаясь навстречу друг другу, проникают друг в друга и, зацепляясь друг за друга, образуют геометрическое замыкание. При этом выполнение выступов, соответственно их сцепляющейся части, например, капле- или булавовидной формы не только обеспечивает беззвучное разъединение и соединение взаимно сцепляющихся структур, но и не приводит к разрывам сцепляющихся структур и их спутыванию. Образующиеся при шлифовании загрязнения, такие как абразивная пыль, могут легко вытесняться в промежутки между выступами, не ухудшая геометрическое замыкание между выступами. Тем самым предлагаемое в изобретении разъемное соединение, реализуемое подобной застежкой, подвержено исключительно малому износу и даже при интенсивном пользовании все еще обеспечивает эффективное и прочное сцепление. Такая застежка нового типа способна благодаря приданной выступам форме воспринимать высокие сдвиговые усилия и вместе с тем может легко разъединяться. Помимо этого обе поверхностные сцепляющиеся структуры выполнены одинаковыми, что значительно упрощает и удешевляет изготовление застежки.
В целом же подобное разъемное соединение удобнее, эффективнее и дешевле в изготовлении, чем традиционные текстильные застежки. Поэтому такое разъемное соединение особо пригодно для применения в шлифовальном устройстве со сменными абразивными элементами.
Различные предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении шлифовального устройства, заявленного в п.1 формулы изобретения, представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Особенно надежное сцепление между собой обеих сцепляющихся структур достигается в том случае, когда, например, форма и/или расстояние между выступами в пределах одной поверхностной сцепляющейся структуры выбраны не произвольно, а взаимно согласованы и единообразны. Качество сцепления между собой обеих сцепляющихся структур дополнительно повышается, когда указанные факторы конструктивного исполнения выступов взаимно согласованы у обеих сцепляющихся структур. Помимо этого при выполнении сцепляющихся структур абсолютно идентичными друг другу и из одинакового материала производственные расходы на изготовление подобной застежки снижаются до минимума, поскольку полностью отпадает необходимость в изготовлении двух разнотипных сцепляющихся половин.
Очевидно, что размеры и форму выступов, а также расстояние между ними и/или материалы для их изготовления можно варьировать при одном лишь условии, что при этом всегда должно обеспечиваться разъемное их соединение между собой с геометрическим замыканием. Тем самым свойства сцепления между собой сцепляющихся структур можно с высокой точностью настраивать под конкретные условия применения разъемного соединения в самых разнообразных шлифовальных устройствах и под конкретные действующие на него нагрузки.
В еще одном предпочтительном варианте первая сцепляющаяся структура разъемно соединена с установочным элементом. В соответствии с этим расположенная на установочном элементе первая сцепляющаяся структура не прочно приклеена к нему, а разъемно соединена с ним. Благодаря этому при постоянной смене абразивных элементов сцепляющуюся структуру, которая чаще всего подвержена механическим нагрузкам, можно легко заменить на новую.
В еще одном предпочтительном варианте установочный элемент имеет тарельчатый шлифовальный круг, на котором выполнена первая сцепляющаяся структура. Тарельчатый шлифовальный круг служит для поглощения механической энергии, обусловленной возникающими при шлифовании механическими нагрузками, прежде всего для гашения вибраций, передаваемых от обрабатываемого объекта на шлифовальное устройство, и поэтому обычно выполнен из эбонита или аналогичного упругого материала. Такой материал одновременно пригоден и для изготовления из него выступов сцепляющейся структуры, поскольку упругость выступов предлагаемого в изобретении разъемного соединения между сцепляющимися структурами позволяет повысить легкость их скрепления между собой и их разъединения. Тем самым первую сцепляющуюся структуру и тарельчатый шлифовальный круг целесообразно выполнять из одинакового материала, а возможность их изготовления из единого куска материала позволяет, кроме того, добиться дополнительных технологических преимуществ.
Разъемное соединение тарельчатого шлифовального круга с корпусом установочного элемента позволяет при необходимости легко заменять и тарельчатый шлифовальный круг, который при выполнении шлифовальных работ подвержен определенному износу, прежде всего в своих краевых частях. Тем самым в особых случаях можно также использовать тарельчатый шлифовальный круг с разной степенью упругости.
Помимо этого разъемное соединение тарельчатого шлифовального круга с корпусом установочного элемента, образованное третьей сцепляющейся структурой на корпусе, которая аналогична первой сцепляющейся структуре, и четвертой сцепляющейся структурой на тарельчатом шлифовальном круге, которая аналогична второй сцепляющейся структуре, позволяет использовать предлагаемое в изобретении разъемное соединение и для закрепления тарельчатого шлифовального круга на корпусе установочного элемента. Поскольку геометрическое замыкание в предлагаемой в изобретении застежке создает высокие удерживающие усилия, соединение подобного типа пригодно также для применения в том месте шлифовального устройства, в котором предъявляются повышенные требования к удерживающей силе, например, из-за действия повышенных рычажных сил.
Краткое описание чертежа
Ниже шлифовальное устройство с предлагаемым в изобретении разъемным соединением между установочным элементом и прикрепляемым к нему абразивным элементом более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов выполнения такого шлифовального устройства со ссылкой на прилагаемый к описанию единственный чертеж. На этом чертеже схематично в увеличенном масштабе показано указанное соединение между установочным элементом и прикрепляемым к нему абразивным элементом.
Описание варианта(-ов) осуществления изобретения
На прилагаемом к описанию чертеже показан увеличенный фрагмент поверхностных взаимно сцепляющих структур установочного элемента и абразивного элемента. При этом первая сцепляющаяся структура 1 (система элементов сцепления), соединенная с лицевой стороной установочного элемента 11 (показанного лишь условно) шлифовального устройства, зацепляется со второй сцепляющейся структурой 2 (системой элементов сцепления), расположенной с тыльной стороны сменного абразивного элемента 12, например, шлифовального листа (показанного лишь условно). Первая сцепляющаяся структура 1, равно как и вторая сцепляющаяся структура 2 имеют по множеству выступов 3 одинаковых формы и размера, которые расположены на равном расстоянии друг от друга и выступают от оснований 4, 5 сцепляющихся структур 1, 2. Каждый из выступов 3 имеет булавовидную форму с в основном непрерывно увеличивающимся от его стержневидной части 6 к свободному концу 7 поперечным сечением. Выступы 3 имеют длину лишь несколько десятых миллиметра. При соединении между собой первой 1 и второй 2 сцепляющихся структур их выступы 3, перемещаясь навстречу друг другу, вдвигаются друг в друга и охватывают друг друга. Иными словами, при соединении между собой сцепляющихся структур 1 и 2 каждый выступ одной из них проникает в промежутки между выступами другой из них и наоборот, при этом свободные концевые участки выступов 3 образуют своего рода направляющие скосы и благодаря этому облегчают соединение между собой обеих взаимно сцепляющихся структур. В ходе дальнейшего сведения вместе обеих сцепляющихся структур 1 и 2 их выступы оказываются расположены сбоку друг от друга. При дальнейшем прижатии обеих сцепляющихся структур 1 и 2 одна к другой их выступы 3 заскакивают и зацепляются друг за друга, поскольку из-за их булавовидной формы к каждому их участку большего диаметра примыкает участок меньшего диаметра. В соответствии с этим расширяющаяся в поперечном сечении форма головной части выступов 3 обеспечивает их легкое взаимное проникновение, а их примыкающая к наибольшему диаметру сужающаяся в поперечном сечении форма обеспечивает необходимое геометрическое замыкание соединения. Подобный тип трехмерного оформления обеих сцепляющихся структур 1, 2 обладает вышеописанными предпочтительными свойствами, качественно улучшающими разъемное соединение между установочным элементом 11 и прикрепляемым к нему абразивным элементом 12 шлифовального устройства.