ITMI20140261U1 - DRILLING DEVICE FOR DRILLING HOLES IN A BRUSH BODY - Google Patents
DRILLING DEVICE FOR DRILLING HOLES IN A BRUSH BODYInfo
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
"DISPOSITIVO DI PERFORAZIONE PER LA PERFORAZIONE DI FORI IN UN CORPO DI SPAZZOLA" "DRILLING DEVICE FOR DRILLING HOLES IN A BRUSH BODY"
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
Il trovato riguarda un dispositivo di perforazione per la perforazione o esecuzione di fori, previsti per il riempimento con setole in un corpo di spazzola, con un supporto di punta da trapano che è azionabile a rotazione per mezzo di un motore di azionamento, e porta una punta da trapano, nonché con un supporto di corpo di spazzola che è mobile per il posizionamento del corpo di spazzola relativamente alla punta da trapano in direzione longitudinale e in direzione trasversale del corpo di spazzola, ove il supporto di punta da trapano, portante la punta da trapano, è spostabile angolarmente rispetto al corpo di spazzola. The invention relates to a perforation device for drilling or making holes, provided for filling with bristles in a brush body, with a drill bit support which can be rotationally actuated by means of a drive motor, and carries a drill bit, as well as with a brush body holder which is movable for positioning the brush body relative to the drill bit in the longitudinal direction and in the transverse direction of the brush body, where the drill bit holder, carrying the bit drill, can be angularly displaced with respect to the brush body.
Per fabbricare ad esempio spazzole domestiche o spazzole tecniche, viene impiegato un corpo di spazzola in cui è lavorata una pluralità di fori per poter fissare in ciascuno di questi fori un fascio di setole per mezzo di una macchina di riempimento. Per poter eseguire in un corpo di spazzola il numero desiderato di fori, si sono sviluppati già differenti dispositivi di perforazione. Così per esempio sono stati realizzati dispositivi di perforazione in cui la punta da trapano necessaria per l'esecuzione dei fori viene supportata da un mandrino di perforazione supportato in modo girevole, che è in connessione di trasmissione con un motore di azionamento tramite una trasmissione a cinghia. Si conoscono già anche dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è previsto direttamente sull'albero motore di un motore di azionamento. Mentre i dispositivi di perforazione presentanti una trasmissione a cinghia per il mandrino di perforazione offrono vantaggi nel funzionamento a basso numero di giri con forte momento torcente, vengono preferiti dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è in sede direttamente sull'albero motore del motore di azionamento preferibilmente per la perforazione ad alta velocità. Una tale perforazione ad alta velocità però, in caso di alcuni corpi di spazzola fabbricati in materiale plastico, può condurre ad un surriscaldamento del materiale plastico e a fusioni indesiderate . To manufacture, for example, household brushes or technical brushes, a brush body is used in which a plurality of holes is machined in order to be able to fix in each of these holes a bundle of bristles by means of a filling machine. In order to be able to perform the desired number of holes in a brush body, different perforation devices have already been developed. Thus, for example, drilling devices have been developed in which the drill bit necessary for drilling the holes is supported by a rotatably supported drilling spindle, which is in transmission connection with a drive motor via a belt drive. . Drilling devices are also already known in which the drilling mandrel is provided directly on the drive shaft of a drive motor. While drilling devices having a belt drive for the drill chuck offer advantages in low-speed operation with high torque, drilling devices are preferred in which the drill chuck is seated directly on the motor shaft. drive preferably for high speed drilling. However, such high-speed perforation, in the case of some brush bodies made of plastic material, can lead to overheating of the plastic material and to undesired melting.
Dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è in connessione di trasmissione con il motore di azionamento tramite una trasmissione a cinghia, non possono concorrere con gli elevati numeri di giri di tali dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è disposto direttamente sull'albero motore, poiché i supporti del mandrino oltre alle forze di funzionamento devono resistere alle violente forze di inerzia della puleggia direttamente grazie al movimento di perforazione stesso e inoltre anche alle forze di trazione dì cinghia agenti radialmente. Affinchè i supporti del mandrino possano resistere a queste forze, generalmente sono necessari supporti di mandrino più grandi, se deve essere raggiunta una durata confrontabile; i supporti di mandrino più grandi hanno però come conseguenza anche una riduzione del numero massimo di giri. Inoltre, la cinghia necessaria per la connessione di trasmissione in caso di elevati numeri di giri ha problemi di durata e sulla base delle elevate forze centrifughe può talvolta cadere indesideratamente e ciò diviene molto rumoroso. Mentre dispositivi di perforazione con mandrino di perforazione che si trova direttamente sull'albero motore raggiungono numeri di giri di 30.000 giri al minuto, quei dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è in connessione di trasmissione con il motore di azionamento tramite una trasmissione a cinghia, marciano con numero di giri massimo di 23.000 giri/min. Drilling devices in which the drilling spindle is in transmission connection with the drive motor by means of a belt transmission, cannot compete with the high speeds of such drilling devices in which the drilling spindle is arranged directly on the crankshaft, since the spindle supports in addition to the operating forces must resist the violent inertia forces of the pulley directly thanks to the drilling movement itself and also to the traction forces of the belt acting radially. In order for the spindle supports to withstand these forces, larger spindle supports are generally required if a comparable life is to be achieved; However, larger spindle supports also result in a reduction in the maximum speed. In addition, the belt required for the drive connection in the case of high speeds has problems of life and due to the high centrifugal forces can sometimes fall undesired and this becomes very noisy. While drilling devices with a drill chuck located directly on the motor shaft achieve speeds of 30,000 revolutions per minute, those drilling devices in which the drill chuck is in transmission connection with the drive motor via a belt, run at a maximum speed of 23,000 rpm.
Un mandrino di perforazione, che marcia separatamente dal motore di azionamento, ha generalmente il vantaggio che il motore di azionamento non deve essere movimentato insieme. Se il motore di azionamento deve essere movimentato insieme, la conseguenza è un'usura maggiore delle parti da azionare, come per esempio leve, supporti o carrucole di guida, ed esiste il pericolo di una rottura del cavo perché proprio i cavi dei motori interni vengono accelerati insieme. Quest'ultimo, nel caso di mandrini di perforazione azionati direttamente, è la causa principale di guasto del mandrino. Inoltre, a seconda del tipo costruttivo di tubo flessibile di cavo, il mandrino di perforazione deve essere movimentato insieme. Dispositivi di perforazione in cui il mandrino di perforazione è in connessione di trasmissione attraverso una trasmissione a cinghia con il motore di azionamento, offrono l'ulteriore vantaggio di una manutenzione più semplice poiché il meccanico in caso di riparazione deve lavorare solo sul meccanismo del mandrino di perforazione e non deve occuparsi anche della parte elettrica rispettivamente dell'elettronica del mandrino meccatronico, cosa che spesso conduce ad un carico eccessivo ed è anche molto affetta da errori. A drill chuck, which runs separately from the drive motor, generally has the advantage that the drive motor does not have to be moved together. If the drive motor must be moved together, the consequence is greater wear of the parts to be operated, such as levers, supports or guide pulleys, and there is a danger of a cable break because the cables of the internal motors are accelerate together. The latter, in the case of directly driven drill spindles, is the main cause of spindle failure. Furthermore, depending on the type of construction of the cable hose, the drill chuck must be moved together. Drilling devices in which the drilling spindle is in transmission connection through a belt transmission with the drive motor, offer the additional advantage of easier maintenance since the mechanic in case of repair only has to work on the spindle mechanism of drilling and does not have to deal also with the electrical part or the electronics of the mechatronic spindle, which often leads to an excessive load and is also very prone to errors.
Da EP 1493354 B1 è già noto un dispositivo di perforazione del tipo menzionato all'inizio. Il dispositivo di perforazione noto presenta un motore di azionamento sul cui albero motore è disposto un mandrino di perforazione che porta una punta da trapano. Per poter muovere la punta da trapano in direzione di un corpo di spazzola e per poterlo allontanare nuovamente dal corpo di spazzola dopo l'esecuzione di ciascun foro, il motore di azionamento è previsto sulla slitta di una guida lineare. Il dispositivo di perforazione già noto presenta un supporto di corpo di spazzola, che è spostabile per la perforazione a file dei fori in direzione longitudinale, ed è orientabile in direzione trasversale del corpo di spazzola. In questo dispositivo di perforazione già noto è svantaggioso il fatto che il motore di azionamento, collocato sulla slitta della guida lineare, deve essere movimentato insieme avanti e indietro, e il fatto che le forze di inerzia da ciò causate possono pregiudicare la velocità di spostamento della slitta. From EP 1493354 B1 a perforation device of the type mentioned at the beginning is already known. The known drilling device has an actuation motor on the motor shaft of which a drilling spindle carrying a drill bit is arranged. In order to be able to move the drill bit in the direction of a brush body and to be able to move it away from the brush body again after drilling each hole, the drive motor is provided on the slide of a linear guide. The already known perforation device has a brush body support, which is movable for the row perforation of the holes in the longitudinal direction, and is orientable in the transversal direction of the brush body. The disadvantage of this already known drilling device is the fact that the drive motor, located on the slide of the linear guide, must be moved back and forth together, and the fact that the inertia forces caused by this can affect the speed of movement of the linear guide. sled.
Esiste quindi in particolare il compito di realizzare un dispositivo di perforazione del tipo menzionato all'inizio che si distingua grazie alla lunga durata e lunghi intervalli di manutenzione, grazie a velocità di lavorazione confrontabilmente alte e grazie ad una manutenzione semplificata. Therefore, there is in particular the task of providing a drilling device of the type mentioned at the beginning which stands out thanks to its long service life and long maintenance intervals, thanks to comparably high processing speeds and thanks to simplified maintenance.
Secondo il trovato, la soluzione di questo compito consiste in particolare nel fatto che nel dispositivo di perforazione del tipo menzionato all'inizio il supporto della punta da trapano è supportato in modo girevole ed è in connessione di trasmissione con un albero, sul quale albero è disposto un ingranaggio o una puleggia a prova di rotazione, ma spostabile longitudinalmente, dal fatto che l'albero è eseguito come albero scanalato a sfera e l'ingranaggio, o la puleggia, è guidato a prova di rotazione ma spostabile longitudinalmente su un manicotto scanalato a sfera sull'albero scanalato a sfera, e l'ingranaggio o la puleggia è in connessione di trasmissione con il motore di azionamento tramite un corrispondente ingranaggio o una cinghia di trasmissione. According to the invention, the solution to this aim consists in particular in the fact that in the drilling device of the type mentioned at the beginning, the support of the drill bit is rotatably supported and is in transmission connection with a shaft, on which shaft is a rotationally-proof but longitudinally displaceable gear or pulley is arranged by the fact that the shaft is designed as a ball-splined shaft and the gear or pulley is rotational-proof but longitudinally displaceable on a splined sleeve ball on the ball spline shaft, and the gear or pulley is in transmission connection with the drive motor via a corresponding gear or drive belt.
Il dispositivo di perforazione secondo il trovato presenta un mandrino di perforazione o simile supporto di punta da trapano, il quale supporto di punta da trapano è supportato in modo girevole. Il supporto di punta da trapano è in connessione di trasmissione con un albero sul quale albero è disposto, a prova di rotazione ma spostabile longitudinalmente, un ingranaggio o una puleggia. Questo ingranaggio che si trova sull'albero o la puleggia che si trova sull'albero è in connessione di trasmissione con il motore di azionamento tramite un corrispondente ingranaggio o una cinghia di trasmissione. Poiché l'ingranaggio, o la puleggia, è disposto a prova di rotazione ma spostabile longitudinalmente sull'albero, il supporto della punta da trapano può venire movimentato avanti e indietro per l'esecuzione dei fori senza che debba venire movimentato insieme anche il motore di azionamento confrontabilmente pesante. Poiché perciò vengono evitate forze di inerzia eccessivamente elevate, con il supporto di punta da trapano sono possibili anche movimenti dì spostamento confrontabilmente veloci. Poiché vengono evitate forze di inerzia eccessivamente elevate, per il supporto del supporto della punta da trapano sono impiegabili anche supporti di supporti di punta da trapano più piccoli. Poiché il motore di azionamento non porta direttamente il supporto di punta da trapano, la manutenzione e la riparazione di questi componenti del dispositivo di perforazione secondo il trovato vengono semplificate. The drilling device according to the invention has a drilling mandrel or similar drill bit support, which drill bit support is rotatably supported. The drill bit holder is in transmission connection with a shaft on which shaft a gear or pulley is arranged in a rotationally but longitudinally displaceable manner. This gear which is on the shaft or the pulley which is on the shaft is in transmission connection with the drive motor via a corresponding gear or drive belt. Since the gear, or pulley, is rotationally proof but can be moved longitudinally on the shaft, the drill bit holder can be moved back and forth for drilling holes without having to move the drive motor together. comparably heavy drive. Since therefore excessively high inertia forces are avoided, comparably fast traversing movements are also possible with the drill bit holder. Since excessively high inertia forces are avoided, smaller drill bit holders can also be used to support the drill bit holder. Since the drive motor does not carry the drill bit holder directly, the maintenance and repair of these components of the drilling device according to the invention are simplified.
Per assorbire elevate sollecitazioni a torsione e poter favorire ulteriormente le lunghe durate del dispositivo di perforazione secondo il trovato, secondo il trovato è previsto che l'albero sia eseguito come albero scanalato a sfera e che l'ingranaggio o la puleggia sia guidato a prova di rotazione ma spostabile longitudinalmente sull'albero scanalato a sfera attraverso un manicotto scanalato a sfera. In order to absorb high torsional stresses and to be able to further favor the long service life of the drilling device according to the invention, according to the invention it is provided that the shaft is designed as a ball splined shaft and that the gear or pulley is guided in a shockproof manner. rotation but can be moved longitudinally on the ball spline shaft through a ball spline sleeve.
Per poter spostare avanti e indietro il supporto di punta da trapano angolarmente rispetto al corpo di spazzola da lavorare, è vantaggioso che il supporto di punta da trapano sia guidato in modo spostabile lungo una guida lineare. In order to be able to move the drill bit holder back and forth angularly with respect to the brush body to be machined, it is advantageous for the drill bit holder to be displacably guided along a linear guide.
Per poter spostare il supporto di punta da trapano con elevate velocità di spostamento angolarmente rispetto al corpo di spazzola da lavorare, è vantaggioso che il supporto della punta da trapano possa essere messo in movimento di spostamenti oscillanti tramite un azionamento a eccentrico, il quale azionamento a eccentrico converte il movimento di rotazione di un azionamento di punta da trapano nei movimenti di spostamento oscillanti del supporto di punta da trapano. In order to be able to move the drill bit holder with high angular displacement speeds relative to the brush body to be machined, it is advantageous that the drill bit holder can be set in oscillating motion by means of an eccentric drive, which actuation at Eccentric converts the rotational motion of a drill bit drive into the pivoting motion of the drill bit holder.
In questo caso una forma di esecuzione preferita del trovato prevede che l'azionamento del supporto di punta da trapano porti un eccentrico, che tramite una manovella è in connessione di trasmissione con una slitta della guida lineare e sulla slitta è supportato in modo girevole il supporto della punta da trapano. In this case, a preferred embodiment of the invention provides that the actuation of the drill bit support carries an eccentric, which by means of a crank is in transmission connection with a slide of the linear guide and the support is rotatably supported on the slide. of the drill bit.
Può essere vantaggioso che il supporto della punta da trapano sia connesso tramite un innesto con l'albero, il quale innesto è in grado di compensare uno sfalsamento angolare fra il supporto di punta da trapano e l'albero. It may be advantageous for the drill bit holder to be connected by means of a clutch with the shaft, which clutch is capable of compensating for an angular offset between the drill bit holder and the shaft.
Perfezionamenti del trovato risultano dal disegno in connessione con la descrizione della figura nonché dalle rivendicazioni. Di seguito il trovato viene descritto ancora più in dettaglio con l'aiuto di un esempio di esecuzione preferito. Improvements of the invention result from the drawing in connection with the description of the figure as well as from the claims. In the following, the invention is described in even more detail with the aid of a preferred embodiment.
Nell'unica figura il dispositivo di perforazione è mostrato in una rappresentazione in prospettiva schematizzata, il quale dispositivo di perforazione è previsto per 1'esecuzione di fori in un corpo di spazzola, i quali fori devono servire per il riempimento con setole. In the single figure, the perforation device is shown in a schematic perspective representation, which perforation device is provided for making holes in a brush body, which holes must be used for filling with bristles.
Nell'unica figura è mostrato un dispositivo di perforazione 1, con il quale possono venire perforati fori 2 in un corpo di spazzola 3, nei quali fori 2 successivamente per mezzo dì un dispositivo di riempimento, non ulteriormente mostrato, vengono ancorati fasci di setole. The single figure shows a perforation device 1, with which holes 2 can be drilled in a brush body 3, in which holes 2 subsequently by means of a filling device, not further shown, bundles of bristles are anchored.
Il dispositivo di perforazione 1 qui rappresentato, che può anche essere componente di una macchina per la fabbricazione di spazzole sostanzialmente più complessa, presenta una piastra di base 4. Sulla piastra di base 4 del dispositivo di perforazione 1 è prevista una guida lineare 5 con una slitta 6. Sulla slitta 6 è supportato in modo girevole un supporto di punta da trapano 7, che porta una punta da trapano a spirale o simile punta da trapano 8. Il supporto di punta da trapano 7 che si trova sulla slitta 6 è guidato in modo spostabile lungo la guida lineare 5 ed è azionabile a rotazione per mezzo di un motore di azionamento 9. The perforation device 1 shown here, which can also be a component of a substantially more complex brush manufacturing machine, has a base plate 4. On the base plate 4 of the perforation device 1 a linear guide 5 is provided with a slide 6. A drill bit holder 7 is rotatably supported on the slide 6, which carries a spiral drill bit or similar drill bit 8. The drill bit holder 7 which is located on the slide 6 is guided in can be moved along the linear guide 5 and can be rotationally driven by means of a drive motor 9.
Il dispositivo di perforazione 1 presenta un supporto di corpo di spazzola 10. Per poter fissare un corpo di spazzola 3 da lavorare nel supporto di corpo di spazzola 10, il supporto di corpo di spazzola 10 ha grappe 11 fra le quali può venire serrato il corpo di spazzola 3 da lavorare. Il supporto di corpo di spazzola 10, per il posizionamento del corpo di spazzola 3 relativamente alla punta da trapano 8, è mobile in direzione longitudinale e trasversale del corpo di spazzola 3, mentre il supporto di punta da trapano 7 che porta la punta da trapano 8 può venire spostato avanti e indietro ad angolo e in particolare ad angolo retto rispetto al corpo di spazzola 3. Mentre il supporto di corpo di spazzola 10 può venire movimentato in direzione X e Y, il supporto di punta da trapano 7 supportato in modo girevole è spostabile in direzione Z. The piercing device 1 has a brush body support 10. In order to be able to fix a brush body 3 to be processed in the brush body support 10, the brush body support 10 has clips 11 between which the body can be clamped of brush 3 to be machined. The brush body support 10, for positioning the brush body 3 relative to the drill bit 8, is movable in the longitudinal and transverse direction of the brush body 3, while the drill bit support 7 which carries the drill bit 8 can be moved back and forth at an angle and in particular at right angles to the brush body 3. While the brush body holder 10 can be moved in the X and Y direction, the drill bit holder 7 rotatably supported it can be moved in the Z direction.
Il supporto di punta da trapano 7 è in connessione di trasmissione con un albero 12, sul quale albero 12 è disposta a prova di rotazione, ma spostabile longitudinalmente, una puleggia 13. L'albero 12 può essere eseguito come albero scanalato a sfera, su cui è guidata in modo spostabile longitudinalmente la puleggia tramite un manicotto 20 scanalato a sfera. La prima puleggia 13 attraverso una cinghia di trasmissione 14 è in connessione di trasmissione con il motore di azionamento 9. La cinghia di trasmissione 14 corre fra la prima puleggia 13 che si trova sull'albero 12 ed una seconda puleggia 15 più grande rispetto alla prima, che è in sede sull'albero motore del motore di azionamento. The drill bit holder 7 is in transmission connection with a shaft 12, on which shaft 12 is rotationally-proof, but longitudinally displaceable, a pulley 13. The shaft 12 can be designed as a ball-splined shaft, on which the pulley is guided in a longitudinally displaceable manner by means of a ball-grooved sleeve 20. The first pulley 13 through a transmission belt 14 is in transmission connection with the drive motor 9. The transmission belt 14 runs between the first pulley 13 which is located on the shaft 12 and a second pulley 15 which is larger than the first , which is seated on the motor shaft of the drive motor.
Poiché la prima puleggia 13 è disposta a prova di rotazione ma spostabile longitudinalmente sull'albero 12, il supporto di punta da trapano 7 per la perforazione dei fori 2 può venire movimentato avanti e indietro, senza che debba venire movimentato anche il motore di azionamento 9 confrontabilmente pesante. Poiché quindi vengono evitate forze di inerzia aumentate, con il supporto di punta da trapano 7 sono possibili anche movimenti di spostamento confrontabilmente veloci. Poiché il motore di azionamento 9 non porta direttamente il supporto di punta da trapano 7, viene sostanzialmente semplificata la manutenzione e la riparazione di questi componenti. Since the first pulley 13 is rotationally proof but can be moved longitudinally on the shaft 12, the drill bit support 7 for drilling the holes 2 can be moved back and forth, without the drive motor 9 also having to be moved. comparably heavy. Since therefore increased inertia forces are avoided, comparably fast traversing movements are also possible with the drill bit holder 7. Since the drive motor 9 does not directly carry the drill bit holder 7, the maintenance and repair of these components is substantially simplified.
Il supporto di punta da trapano 7 può essere messo in movimento di spostamenti oscillanti tramite un azionamento a eccentrico. L'azionamento a eccentrico converte il movimento di rotazione di un azionamento 16 del supporto di punta da trapano nei movimenti di spostamento oscillanti del supporto di punta da trapano 7. L'azionamento 16 del supporto di punta da trapano porta a tal scopo un eccentrico 17 che è in connessione di trasmissione con la slitta 6 della guida lineare 5 attraverso una manovella 18. Per poter compensare un eventuale sfalsamento d'asse fra il supporto di punta da trapano 7 e l'albero 12, il supporto di punta da trapano 7 può essere connesso con l'albero 12 tramite un innesto 19. The drill bit holder 7 can be set in motion of oscillating displacements by means of an eccentric drive. The eccentric drive converts the rotational movement of a drive 16 of the drill holder into the pivoting movement of the drill holder 7. The drive 16 of the drill holder carries an eccentric 17 for this purpose. which is in transmission connection with the slide 6 of the linear guide 5 through a crank 18. In order to be able to compensate for a possible axis offset between the drill bit holder 7 and the shaft 12, the drill bit holder 7 can be connected with shaft 12 by means of a coupling 19.
Elenco dei numeri di riferimento List of reference numbers
1 Dispositivo di perforazione 1 Perforation device
2 Foro 2 Hole
3 Corpo di spazzola 3 Brush body
4 Piastra di base 4 Base plate
5 Guida lineare 5 Linear guide
6 Slitta 6 Slide
7 Supporto di punta da trapano 7 Drill bit holder
8 Punta da trapano 8 Drill bit
Motore di azionamento Drive motor
Supporto del corpo di spazzola Brush body holder
Grappa Grappa
Albero Tree
Prima puleggia First pulley
Cinghia di trasmissione Drive belt
Seconda puleggia Second pulley
Azionamento del supporto di punta da trapano Eccentrico Eccentric drill bit holder drive
Manovella Crank
Innesto Grafting
Manicotto scanalato a sfera Splined ball sleeve
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