WO2012049012A2 - Method and treatment device for the surface treatment of workpieces - Google Patents

Method and treatment device for the surface treatment of workpieces Download PDF

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WO2012049012A2
WO2012049012A2 PCT/EP2011/066714 EP2011066714W WO2012049012A2 WO 2012049012 A2 WO2012049012 A2 WO 2012049012A2 EP 2011066714 W EP2011066714 W EP 2011066714W WO 2012049012 A2 WO2012049012 A2 WO 2012049012A2
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WO
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workpieces
surface treatment
processing device
vibration
treatment
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German (de)
French (fr)
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WO2012049012A3 (en
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Lutz Rickerich
Klaus Peter Dose
Peter-Andreas David
Philip Schubert
Original Assignee
Walther Trowal Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/06—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers
    • B24B31/064—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers the workpieces being fitted on a support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00
    • B24B31/14—Abrading-bodies specially designed for tumbling apparatus, e.g. abrading-balls

Definitions

  • the present invention relates to a method and a processing device for surface processing, in particular for grinding and / or polishing, of workpieces, in particular for the surface treatment of implants or of implant parts.
  • the grinding or polishing effect is based on the fact that the moving ("dragged") workpieces in the bed of the surface treatment agent are a displacement or cause soft movement of the particles of the surface treatment agent, so that adjacent to a workpiece, relative to this moving particles have an abrasive effect.
  • some resistance to movement of the workpieces in the surface treatment agent is required. It was found that the abrasion formed in the surface treatment increases the resistance to movement over time and the abrasion must be removed from the bed. An attempt was made to stimulate the treatment container to vibrate, but this caused an uncontrollable decrease in movement resistance and treatment outcomes. For this reason, so far the treatment process of the workpieces to remove the abrasion had to be interrupted.
  • the present invention is based on the so-called drag dragging technique known as known, the invention being based on the object of further developing the method and the device, so that in particular the disadvantages described above are avoided as far as possible can be.
  • the invention initially relates to a method for surface treatment, preferably for grinding and / or polishing, of workpieces, preferably for surface treatment of implants or implant parts, comprising the method steps: providing and inputting finely divided or finely divided surface treatment agent into a treatment container, introduction ( quasi "immersion") of one or more workpieces to be treated into the surface treatment means located in the treatment vessel so that the work piece (s) are completely or partially surrounded by surface treatment means, moving, preferably alternately moving, the work piece (s) the container relative to the container, so that the workpieces to different places in the Treatment tanks arrive, wherein the workpieces are each completely or partially surrounded by the surface treatment agent, and exciting the treatment vessel to vibrations during movement of the one or more workpieces.
  • the invention initially and essentially proposes the features that a surface treatment agent is used which contains powder or a powder mixture or powder or powder mixture, wherein the powder or the powder mixture has the property in a Pressure increase tend to reversible baking.
  • caking is known to a person skilled in the art. The phenomenon is referred to in English by the term “caking”. This refers to a tendency of powdery substances to bridge. In particular, under the action of external forces, in particular directed forces or pressure on the powder, reversible and therefore temporary lumping or clumping occurs. A compression caused by external pressure or external forces is thus associated with a restriction or possibly even with a loss of flowability; in particular cohesive forces between the powder constituents can be responsible for this.
  • reversible baking means that the powders proposed according to the invention, on the other hand, have the property that the baking can be completely or at least partially eliminated by vibration or suitable vibrations, ie a loosening and "caking" is possible, according to one certain flowability (also depending on the nature and extent of the vibrations) can be completely or at least partially restored.
  • vibration or suitable vibrations ie a loosening and "caking” is possible, according to one certain flowability (also depending on the nature and extent of the vibrations) can be completely or at least partially restored.
  • the term “powder” includes a wide range of possible particle sizes, for example. Particles may have dimensions of a few micrometers, but also be larger or possibly even smaller. Such powders have hitherto not been used in drag grinding since baking undesirably occurs along the repeating trajectory of the workpieces for furrow formation in the surface treatment medium.
  • the Applicant has surprisingly found in experiments that the tendency to form bridges or to caking certain powders during drag grinding can even be advantageously utilized in a targeted manner, since limited caking of the powdery surface treatment agent leads to a likewise only limited increase in pressure at the surface the workpieces leads, so in addition to a friction effect, an increased pressure effect occurs and ultimately a more uniform and better surface treatment is possible.
  • the Applicant has thus overcome in the process according to the invention the existing reservations in the art, that for baking prone powdering materials as well as a taking place during the treatment vibration excitation in the so-called.
  • Drag loops are detrimental to the treatment outcome.
  • a grinding or of a polishing powder or of an abrasive or polishing agent can, for example, metallic workpieces (eg. From stainless steel) or, for example, ceramic workpieces are treated.
  • the vibration excitation preferably with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or on the speed of movement the work piece or pieces is adjusted so that, in particular when viewed as a whole or a tistic means of the particles of the surface treatment agent results in a limited, temporally at least substantially invariable caking of the surface treatment agent.
  • the term "limited” here means that by means of the selected oscillation excitation, an otherwise still continuing or even further intensifying caking is avoided, so that within the scope of the invention it is possible to speak of a controlled or metered caking.
  • the vibration excitation in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or to the speed of movement of the workpiece (s) is adjusted so as to avoid or at least substantially prevent furrowing in the powdery surface treatment agent during movement of the workpieces.
  • This achieves better mixing of the powder in the treatment tank and utilizes the treatment agent more uniformly for the surface treatment.
  • pulverulent aluminum oxide for example Al 2 O 3, or pulverulent SiC or powdered SiO 2 (quartz) or ground powdered clay can be used as powder or a mixture of one or more of the abovementioned pulverulent components can be used as powder mixture.
  • pulverulent aluminum oxide for example Al 2 O 3
  • pulverulent SiC or powdered SiO 2 (quartz) or ground powdered clay can be used as powder or a mixture of one or more of the abovementioned pulverulent components can be used as powder mixture.
  • the invention also relates to a processing device for the surface treatment of workpieces, preferably for grinding and / or polishing workpieces, such as.
  • the device comprises: a cup-shaped treatment container for receiving in particular powdery surface treatment agent, at least a workpiece holder on which one or more workpieces to be machined are detachably fastened, at least one drive or drag drive with at least one Antriebsele- element, which is in particular releasably connected to the workpiece holder and the workpiece holder with the drive, especially alternately, relative to the Treatment tank moves, and a first
  • Vibration exciter for vibration excitation of the treatment tank initially and essentially proposes the features that the treatment container is resiliently mounted or received and that the first vibration exciter has at least two imbalance drives and the treatment container imposes a first vibration component, which is substantially inclined to a Ho - Rizontalebene lies.
  • a so-called horizontal plane is understood to mean a geometric reference plane which can extend parallel to the bottom of the treatment container or to an installation surface of the processing device. It has surprisingly been found in experiments that such vibration excitation is particularly well suited for controlling or metering the agglomeration of bridging prone powders during the polishing of workpieces in the powder.
  • the processing device according to the invention is in an excellent manner in particular for carrying out the described method according to the invention, and to the extent achievable effects and advantages, reference is made to the foregoing description.
  • a preferred development provides that the two unbalance drives of the first vibration exciter are connected in diametrically opposed relationship with the treatment vessel, wherein the directions of the axes of rotation of the two imbalance drives inclined to the horizontal plane and perpendicular to the diametral and extending in a direction of Crossing diametral projection.
  • Such a configuration is described, however, for the deviating technique of vibration grinding, in the document DE 10 2005 047 303 AI of the applicant.
  • the respective angle of inclination between the horizontal plane and the axes of rotation (or directions of the axes of rotation) of the two imbalance drives is variable, preferably continuously, adjustable. It is also preferable that the two axes of rotation of the unbalance drives of the first
  • Vibration exciter parallel to tangents of the treatment tank extend.
  • Such an arrangement in which the two axes of rotation are arranged "skewed" relative to one another, makes it possible to generate a vibration component which describes an ellipse inclined relative to the horizontal plane.
  • each unbalance drive has an electric motor, on whose axis of rotation passing through the electric motor in the region of one longitudinal end each an imbalance mass, in particular changeable angular position, is arranged.
  • the processing device has a second vibration exciter, the Treatment tank, a second, the first crossing and preferably substantially in a vertical plane vibration component imposed.
  • the second vibration exciter preferably comprises at least one unbalance drive, which has an electric motor, on whose axis of rotation passing through the electric motor an unbalanced mass, preferably a variable angular position, is arranged in the region of one longitudinal end, the unbalance drive below the treatment container, preferably at the bottom of the treatment container, and wherein it is preferably provided that its axis of rotation extends parallel to an imaginary connecting line between the two imbalance drives of the first vibration exciter.
  • a preferred adjustment of the device provides that the imbalance drives of the first vibration exciter to run synchronously to each other and that the imbalance drive of the second vibration exciter is driven at a different speed.
  • the drive or towing drive serving for the movement of the work piece (s)
  • it be suitable for producing a respectively alternating linear movement and / or sheet movement and / or rotational movement and / or circumferential movement of the workpiece holder connected thereto or, in particular, geared , is adjusted.
  • a simple vertical or horizontal or diagonally directed reciprocating motion or, for example, a circular, elliptical or similar arcuate or circumferential movement may be considered.
  • the generated movement can be repeated identically or, for example, spirographically during the following cycles.
  • the towed drive has a planetary gear whose planetary gears each form a drive element, wherein a plurality of rod-like, preferably at least substantially perpendicular to said horizontal plane oriented, workpiece holders are provided whose respective upper longitudinal end is connected in each case with a planetary gear, that the workpiece holder at least the revolving path movement of the planet carries with.
  • a rotationally fixed connection between the planet gear and workpiece holder can be selected, so that the self-rotation is transmitted from the planet to the workpiece holder.
  • a rotational connection may be selected, so that the self-rotation of the workpiece holder does not depend on the planetary gear, but can be predetermined by means of a separate drive.
  • the processing device can also have a traversing device in order to be able to retract or optionally remove the workpiece holders, preferably in the vertical direction, from the outside, or to set a desired penetration depth of the workpieces into the supply of surface treatment agent contained in the processing container to be able to. It is considered appropriate that each workpiece holder in the region of its lower longitudinal end one or more fastening receptacles for releasably securing each one workpiece, preferably by means of clamping, has. In order to achieve a versatile adjustability, it is also preferred that the rotational speed of the towing drive, ie the drive serving for moving the workpiece holder with the workpieces, is adjustable independently of the frequencies or rotational speeds of the vibration exciter.
  • FIG. 1 shows in perspective a processing device according to the invention according to a preferred embodiment
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of detail II in FIG. 1
  • FIG. 1 shows in perspective a processing device according to the invention according to a preferred embodiment
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of detail II in FIG. 1
  • FIG. 1 shows in perspective a processing device according to the invention according to a preferred embodiment
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of detail II in FIG. 1
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of detail II in FIG. 1
  • Fig. 3 is a side view in the viewing direction III of FIG. 1;
  • Fig. 4 is a sectional view taken along section line IV - IV in Fig. 3;
  • Fig. 5 is a side view of FIG. 3, but with partially broken illustrated treatment container and further lowered therein
  • the metallic workpieces 2 are lower leg plates of an implant whose
  • the processing apparatus 1 comprises a cylindrical, upwardly open treatment container 3 for receiving powder serving as surface treatment agent 4, such as, for example, the already mentioned powders or powder mixtures.
  • the partial break-up in FIG. 5 indicates up to what fill level the treatment tank 3 was filled with the powdery surface treatment agent 4.
  • the hatching that is chosen only symbolically for the surface treatment agent 4 does not indicate the size ratio between powder particles and workpieces, but the particle size moves, for example, on the order of only a few micrometers.
  • the treatment tank 3 has a plate-like tank bottom 5, which is resiliently supported on the upper plate 7 of a stable base frame 8 by means of groups of cylinder compression springs 6 present at the corners on the underside.
  • the processing device 1 comprises four substantially vertically extending workpiece holders 9. From the lower longitudinal end of each go out three, circumferentially spaced by 120 ° from each other holding arms 10, which in turn each one holding element 11 is provided with a slotted hole 12 serving for releasably clamping the workpieces 2. On the workpieces 2, a cylinder portion 13 is provided, which can be inserted into the holes 12 and therein by means of tightening a clamping screw (not shown in detail) releasably fix.
  • the upper longitudinal end of each rod-like workpiece holder 9 is lubf ormschlüssig connected to one planetary gear of a planetary gear 14.
  • the planetary gear 14 forms, together with a drive motor 15, a drive or drag drive 16 in order to impose a movement on the workpieces 2 in the treatment container 3, which consists of a circular movement of the workpiece holders 9 along the path of the planetary gears and a superimposed self-rotation of the planetary gears composed.
  • the planetary gear 14 is not shown in detail, but its operation is familiar to a person skilled in the art.
  • the drive motor 15 transmits its torque to a central sun gear, in which engages the toothing of the four circumferentially uniformly spaced planetary gears. To illustrate this in Figure 1 even further, the position of the concealed sun gear is denoted by 17 and the likewise hidden planetary gears, each forming a drive element, designated by the reference numeral 18.
  • the movement forced on the workpieces 2 by the towing drive 16 is shown in the sectional view of FIG. 4 by means of arrows.
  • the arrows 20 represent a circular movement of the workpiece holder 9, while the arrows 21 indicate their self-rotation. In operation, it is preferable to reverse the drive direction after certain time intervals.
  • the treatment device has a first vibration exciter 22, which comprises two unbalance drives 23. These are both visible in FIG. Furthermore, in FIG. 3, for example, a second vibration exciter 24 is provided which, in the example, has only an identical imbalance drive, also designated by 23.
  • the two vibration exciters 22, 24 serve to the treatment tank 3 during the Surface treatment to stimulate vibrations.
  • the vibration component generated by the first vibration exciter 22 extends inclined to a horizontal plane E, which is intended as a geometric reference plane, and extends parallel to the container bottom 5.
  • FIG. 1 illustrates that the two unbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 are connected to the treatment vessel 3 in a diametrically opposite relationship, the directions 25, 26 being inclined to the horizontal plane E and to the direction indicated in FIG.
  • Diametral D run vertically. In a projection view, which is guided in the direction of the diametral D, intersect the geometric axes of rotation 25 and 26 and are so far "skewed" arranged to each other.
  • the respective inclination angle ⁇ of the imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 is infinitely adjustable.
  • the imbalance drives 23 are screwed onto circular holding plates 27, which in turn sit on the side wall 31 of the treatment container 3 in a rotary guide and can be fixed after setting a desired angle of inclination by means of screw terminals 28.
  • Each of the three imbalance drives 23 has an electric motor 29, on whose leading rotary axis in each case one longitudinal end of each one concealed in the figures of housing covers 30 unbalanced mass is arranged angle-adjustable.
  • the imbalance drive 23 of the second vibration exciter 24 is mounted on the underside of the container bottom 5, wherein the axis of rotation extends geometrically parallel to the diametral D between the two imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22.
  • the two vibration exciters 22, 24 correspond in their construction to the construction disclosed in the publication DE 10 2005 047303 A1, so that reference is also made to the further description herein and their content is included in the present application. Nevertheless, the mode of operation of the inventive processing device 1 differs from the function of the known device.
  • the relative movement between the workpieces 2 and the surface treatment means 4 required for the grinding and / or polishing process is at least predominantly or completely from the tow drive 16 (instead of the term drag drive, which indicates the function, one can only use one drive of the
  • the surface treatment agent 4 selected is one which contains powder or consists of powder which has the property of being prone to reversible so-called caking under the action of pressure or of forces (even at unchanged temperature).
  • the first and second vibration exciter 22, 24 is used in the device according to the invention primarily to control or limit this tendency, so that, viewed during the surface treatment on average a time equilibrium state. In this case, in particular in the vicinity of the workpieces, there is a reversible or temporary caking of the powder with a local pressure increase, which results in the grinding process. Polishing process supported.
  • the powder lumps or bales formed during baking are again completely or partially loosened up by the vibration drive, thus reversing the caking, so that a certain circulation of the powder during workpiece movement is maintained.
  • Figures 1 to 4 show, for simplicity only, the workpiece holders 9 in a position above the surface 32 of the surface treatment means 4, that is, the prone to bridging powder.
  • the processing device 1 has a positioning device not shown separately in the figures, which serves to move the workpiece holders 9 or workpieces 2 in the vertical direction (ie up or down). 5 additionally shows an arrangement in which the workpiece holders 9 with the workpieces 2 have been lowered so far into the treatment container 3 that the workpieces 2 are completely immersed in the powder or surface treatment agent 4. It is understood that this Positioning is shown only as an example, ie, if necessary, a different, for example. Lower or higher positioning of the workpieces 2 possible and possibly advantageous.
  • the workpieces 2 After a desired period of operation, during which the workpieces 2 receive the desired high-gloss polishing of the surface, the workpieces 2 can be pulled up again out of the powder and removed from the workpiece holders 9.
  • a container opening 33 is provided, by means of which the treatment container 3 can be emptied.

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Abstract

The invention relates to a method for the surface treatment, particularly for the grinding and/or polishing, of workpieces (2), comprising the method steps: providing and loading surface treatment agents (4) into a treatment container (3); introducing one or more workpieces (2) to be treated into the surface treatment agent (4) present in the treatment container (3), such that the workpiece or workpieces (2) are each completely or partially surrounded by the surface treatment agent (4); displacing, particularly alternatingly displacing, the workpiece or workpieces (2) in the treatment container (3) relative to the same, so that the workpieces (2) reach various locations in the treatment container (3), wherein the workpieces (2) each are completely or partially surrounded by the surface treatment agent (4); exciting the treatment container (3) to vibrate during the displacement of the workpiece or workpieces (2). As an advantageous development, according to the invention the surface treatment agent (4) used comprises powder or a powder mixture or is made of powder or a powder mixture, wherein the powder or powder mixture has the property of tending to reversible cementing under increased pressure. The invention further relates to a treatment device (1) for the surface treatment of workpieces (2).

Description

Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken  Method and processing device for the surface treatment of workpieces
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bearbeitungsvorrich- tung zur Oberflächenbearbeitung, insbesondere zum Schleifen und/ oder zum Polieren, von Werkstücken, insbesondere zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen. The present invention relates to a method and a processing device for surface processing, in particular for grinding and / or polishing, of workpieces, in particular for the surface treatment of implants or of implant parts.
Im Stand der Technik sind verschiedene Techniken zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken bekannt, die sich voneinander apparativ, wirkungsmäßig und auch bzgl. ihrer bevorzugten Anwendung grundlegend unterscheiden. Bei den hier interessierenden Techniken handelt es sich um solche, bei denen herkömmlich ein feinteiliges, insbesondere pulverförmiges oder granulatartiges sog. Oberflächenbehandlungsmittel in einen Behandlungsbehälter eingefüllt wird, das oder die zu behandelnden Werkstücke jeweils ganz oder teilweise in diese Füllung aus Oberflächenbehandlungsmittel eingebracht bzw. "eingetaucht" werden und sodann eine die Oberflächenbehandlung, insbesondere ein Schleifen oder Polieren, bewirkende Relativbewegung zwischen dem/ den Werkstücken und den Partikeln des Oberflächenbehandlungsmittels erzeugt wird. Dazu sind zwei grundsätzlich verschiedene Techniken bekannt. Einerseits sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Relativbewegung dadurch entsteht, dass die Werkstücke an Werkstückhalterungen befestigt und diese in dem Behälter relativ zu diesem alternierend bewegt werden, so dass die Werkstücke durch das Oberflächenbehandlungsmittel geschleppt werden und insofern auch von einem sog. "Schleppschleifen" zu sprechen ist. Die Anwendung ist herkömmlich auf rieselfähige Oberflächenbehandlungsmittel begrenzt, die ihre Rieselfähigkeit auch während des Schleif- bzw. Poliervorgangs zeitlich behalten, wobei bspw. trockene Pulver, Granulate (auch in wässriger Phase) oder auch mehrkomponentige Mittel zum Einsatz kamen. Die Schleif- bzw. Polier- Wirkung beruht darauf, dass die bewegten ("geschleppten") Werkstücke in der Schüttung des Oberflächenbehandlungsmittels eine Verdrängung bzw. Aus- weichbewegung der Partikel des Oberflächenbehandlungsmittels bewirken, so dass an ein Werkstück angrenzende, relativ zu diesem bewegte Partikel eine abrasive Wirkung haben. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, ist ein gewisser Bewegungs- bzw. Verdrängungswiderstand der Werkstücke in dem Oberflächenbehandlungsmittel erforderlich. Es zeigte sich dabei, dass der bei der Oberflächenbehandlung gebildete Abrieb im Laufe der Zeit den Bewegungswiderstand erhöht und der Abrieb aus der Schüttung entfernt werden muss. Dazu wurde versucht, den Behandlungsbehälter zu Vibrationen anzuregen, jedoch bewirkte dies einen unkontrollierbaren Rückgang des Bewegungs- Widerstands und der Behandlungsergebnisse. Aus diesem Grund musste bisher der Behandlungsvorgang der Werkstücke zum Entfernen des Abriebs unterbrochen werden. Um vergleichbare Behandlungsergebnisse zu erzielen, waren häufige und regelmäßige Unterbrechungen erforderlich. Die bekannten, zur Reinigung dienenden Schwingungserreger besitzen üblicherweise nur einen Unwuchtantrieb, der mit senkrechter Drehachse domartig in der Mitte des Behandlungsbehälters angeordnet ist. Auch wurde beobachtet, dass die bei bestimmten Anwendungen gewünschten mehrkomponentigen Oberflächenbehandlungsmittel, die Bestandteile verschiedener bspw. Dichte, Größe usw. besitzen können, während der Bewegung der Werkstücke, insbesondere bedingt durch die Schwerkraft, zu einer Entmischung neigen. Es wurde versucht, dies mittels Vibrationen des Behälters zu vermeiden. Allerdings bestehen dagegen Vorbehalte in der Fachwelt, da die Vibrationen beim Schleppschleifen den Bewegungswiderstand der Werkstücke in dem Behandlungsmittel und dadurch die gewünschte Schleif- bzw. Polierwirkung erheblich verringern. Various techniques for the surface treatment of workpieces are known in the prior art, which differ fundamentally from each other in terms of apparatus, effect and also with respect to their preferred application. The techniques of interest here are those in which conventionally a finely divided, in particular pulverulent or granular, surface treatment agent is introduced into a treatment vessel which or each of the workpieces to be treated is completely or partially immersed or immersed in this filling of surface treatment agent and then a surface treatment, in particular a grinding or polishing, causing relative movement between the / the workpieces and the particles of the surface treatment agent is generated. For this purpose, two fundamentally different techniques are known. On the one hand devices are known in which the relative movement is created by the workpieces attached to workpiece holders and these are moved in the container alternately relative to this, so that the workpieces are towed by the surface treatment agent and in so far from a so-called "drag loops" too speak is. The application is conventionally limited to free-flowing surface treatment agents, which retain their flowability even during the grinding or polishing process in time, for example, dry powder, granules (also in the aqueous phase) or multi-component agents were used. The grinding or polishing effect is based on the fact that the moving ("dragged") workpieces in the bed of the surface treatment agent are a displacement or cause soft movement of the particles of the surface treatment agent, so that adjacent to a workpiece, relative to this moving particles have an abrasive effect. In order to achieve the desired effect, some resistance to movement of the workpieces in the surface treatment agent is required. It was found that the abrasion formed in the surface treatment increases the resistance to movement over time and the abrasion must be removed from the bed. An attempt was made to stimulate the treatment container to vibrate, but this caused an uncontrollable decrease in movement resistance and treatment outcomes. For this reason, so far the treatment process of the workpieces to remove the abrasion had to be interrupted. To achieve comparable treatment results, frequent and regular interruptions were required. The known, for cleaning vibration exciters usually have only one imbalance drive, which is arranged with a vertical axis of rotation dome-like in the middle of the treatment vessel. It has also been observed that the multicomponent surface treatment agents desired in certain applications, which may have components of various eg density, size, etc., tend to segregate during movement of the workpieces, particularly due to gravity. An attempt was made to avoid this by vibrations of the container. However, there are reservations in the art, since the vibrations during drag grinding significantly reduce the resistance to movement of the workpieces in the treatment agent and thereby the desired grinding or polishing effect.
Des Weiteren bekannt ist eine völlig abweichende Schleif- und Poliertechnik, wie diese in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 047303 AI von der Anmelderin vorgestellt wurde. Kennzeichnend dafür ist, dass die Werkstücke in dem Behandlungsbehälter mittels einer Werkstückfesselungseinrichtung fest mit dem Behälter verbunden werden und ganz oder teilweise von rieselfähigem Oberflächenbehandlungsmaterial umgeben sind. Um eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken und den Partikeln des Oberflächenbehandlungsmittels zu erzeugen, wird der gesamte Behandlungsbehälter gezielt zu Schwingungen angeregt, denen die fixierten Werkstücke und die losen Partikel des Schleif- bzw. Poliermittels unterschiedlich folgen. Insofern kann auch von "Schwingungs- bzw. Vibrationsschleifen" gesprochen werden. Während das Schleppschleifen bisher überwiegend für in Relation zu dem Behandlungsbehälter vergleichsweise kleine Werkstücke verwendet wurde, liegt die Anwendung des Vibrationsschleifens vorzugsweise bei vergleichsweise größeren Werkstücken, die den Behälterinnenraum je nach Anwendung sogar überwie- gend ausfüllen können. Aufgrund der beschriebenen Unterschiede liegen das Schleppschleifen und das Vibrationsschleifen auf unterschiedlichen technischen Gebieten. Furthermore, a completely different grinding and polishing technique is known, as was presented in the German patent application DE 10 2005 047303 AI by the applicant. Characteristic of this is that the workpieces are firmly connected in the treatment container by means of a workpiece restraint device with the container and are completely or partially surrounded by free-flowing surface treatment material. To a relative movement between the workpieces and the particles of the surface treatment agent, the entire treatment container is specifically stimulated to vibrate, which the fixed workpieces and the loose particles of the grinding or polishing agent follow differently. In this respect, it is also possible to speak of "vibration or vibration loops". While drag dragging has hitherto been predominantly used for relatively small workpieces in relation to the treatment tank, the use of vibratory grinding is preferably for comparatively larger workpieces, which can even fill out the container interior depending on the application. Due to the differences described, towing and vibratory grinding are in different technical fields.
Die vorliegende Erfindung geht bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von der als bekannt beschriebenen Technik des sog. Schleppschleifens aus, wobei der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, das Verfahren und die Vorrichtung vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die zuvor beschriebenen Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden können. In a method and a device for surface treatment, the present invention is based on the so-called drag dragging technique known as known, the invention being based on the object of further developing the method and the device, so that in particular the disadvantages described above are avoided as far as possible can be.
Insofern betrifft die Erfindung zunächst ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, vorzugsweise zum Schleifen und/ oder zum Polieren, von Werkstücken, vorzugsweise zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen und Eingeben von fein- oder feinstteiligen Oberflächenbehandlungsmittel in einen Behandlungsbehälter, Einbringen (quasi "Eintauchen") von einem oder mehreren zu behandelnden Werkstücken in das in dem Behandlungsbehälter befindliche Oberflä- chenbehandlungsmittel, so dass das oder die Werkstücke jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel umgeben sind, Bewegen, vor- zugsweise alternierendes Bewegen, des oder der Werkstücke in dem Behälter relativ zu dem Behälter, so dass die Werkstücke an verschiedene Orte in dem Behandlungsbehälter gelangen, wobei die Werkstücke jeweils ganz oder teilweise von dem Oberflächenbehandlungsmittel umgeben sind, und Anregen des Behandlungsbehälters zu Schwingungen während des Bewegens des oder der Werkstücke. In this respect, the invention initially relates to a method for surface treatment, preferably for grinding and / or polishing, of workpieces, preferably for surface treatment of implants or implant parts, comprising the method steps: providing and inputting finely divided or finely divided surface treatment agent into a treatment container, introduction ( quasi "immersion") of one or more workpieces to be treated into the surface treatment means located in the treatment vessel so that the work piece (s) are completely or partially surrounded by surface treatment means, moving, preferably alternately moving, the work piece (s) the container relative to the container, so that the workpieces to different places in the Treatment tanks arrive, wherein the workpieces are each completely or partially surrounded by the surface treatment agent, and exciting the treatment vessel to vibrations during movement of the one or more workpieces.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, schlägt die Erfindung zunächst und im Wesentlichen die Merkmale vor, dass ein Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird, das Pulver oder eine Pulvermischung enthält oder aus Pulver oder Pulvermischung besteht, wobei das Pulver oder die Pulvermischung die Eigenschaft besitzt, bei einer Druckerhöhung zum reversiblen Verbacken zu neigen. Der Begriff der Verbackung ist einem einschlägigen Fachmann bekannt. Das Phänomen wird im Englischen mit dem Begriff "caking" bezeichnet. Gemeint ist eine Neigung von pulverigen Stoffen zur Brückenbildung. Dabei kommt es insbesondere unter Einwirkung von äußeren, insbesondere gerichte- ten Kräften bzw. Druck auf das Pulver zu einer reversiblen und insofern temporären Verballung bzw. Verklumpung. Eine durch äußeren Druck bzw. äußere Kräfte verursachte Verdichtung ist also mit einer Einschränkung oder ggf. sogar mit einem Verlust der Rieselfähigkeit verbunden; dafür ursächlich können insbesondere Kohäsionskräfte zwischen den Pulverbestandteilen sein. Der Begriff des "reversiblen Verbackens" meint, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Pulver andererseits die Eigenschaft besitzen, dass die Verbackung durch Vibration bzw. geeignete Schwingungen wieder ganz oder zumindest teilweise beseitigt werden kann, also eine Auflockerung und "Entbackung" möglich ist, zufolge der eine gewisse Rieselfähigkeit (auch abhängig von Art und Ausmaß der Vibrationen) ganz oder zumindest teilweise wieder hergestellt werden kann. Dabei schließt der Begriff "Pulver" einen weiten Bereich von möglichen Partikelgrößen ein, bspw. können Partikel Abmessungen von wenigen Mikrometern besitzen, aber auch größer oder ggf. sogar kleiner sein. Derartige Pulver wurden bisher beim Schleppschleifen nicht eingesetzt, da das Ver- backen in unerwünschter Weise entlang der sich wiederholenden Bewegungsbahn der Werkstücke zur Furchenbildung in dem Oberflächenbehandlungsmit- tel führen würde, so dass die Werkstücke immer nur wiederholt mit dem gleichen Pulver in Verbindung kämen und somit nur ein geringer Teil des Oberflächenbehandlungsmittels genutzt werden könnte. Um dies zu vermeiden, wurden bisher beim Schleppschleifen Oberflächenbehandlungsmittel verwendet, die ihre Rieselfähigkeit möglichst auch unter Einfluss von Druck behalten, um zu gleichmäßigen, wiederholbaren Ergebnissen zu gelangen, wobei gerade derartige Behandlungsmittel aber (wie oben erläutert) auf Vibrationen mit einem unerwünschten Druckabfall reagieren. Hingegen hat die Anmelderin nun überraschend in Versuchen gefunden, dass sich die Neigung zur Brückenbildung bzw. zum Verbacken bestimmter Pulver beim Schleppschleifen sogar vorteilhaft in gezielter Weise nutzen lässt, da ein begrenztes Verbacken des pulver- förmigen Oberflächenbehandlungsmittels zu einem ebenfalls nur begrenzten Druckanstieg an der Oberfläche der Werkstücke führt, also neben einem Reibeffekt ein verstärkter Druckeffekt tritt und letztlich eine gleichmäßigere und bes- sere Oberflächenbehandlung ermöglicht wird. Die Anmelderin hat somit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die in der Fachwelt vorhandenen Vorbehalte überwunden, dass zum Verbacken neigende Pulverstoffe und ebenso eine während der Behandlung erfolgende Schwingungsanregung beim sog. In order to achieve the above-mentioned object, the invention initially and essentially proposes the features that a surface treatment agent is used which contains powder or a powder mixture or powder or powder mixture, wherein the powder or the powder mixture has the property in a Pressure increase tend to reversible baking. The term caking is known to a person skilled in the art. The phenomenon is referred to in English by the term "caking". This refers to a tendency of powdery substances to bridge. In particular, under the action of external forces, in particular directed forces or pressure on the powder, reversible and therefore temporary lumping or clumping occurs. A compression caused by external pressure or external forces is thus associated with a restriction or possibly even with a loss of flowability; in particular cohesive forces between the powder constituents can be responsible for this. The term "reversible baking" means that the powders proposed according to the invention, on the other hand, have the property that the baking can be completely or at least partially eliminated by vibration or suitable vibrations, ie a loosening and "caking" is possible, according to one certain flowability (also depending on the nature and extent of the vibrations) can be completely or at least partially restored. The term "powder" includes a wide range of possible particle sizes, for example. Particles may have dimensions of a few micrometers, but also be larger or possibly even smaller. Such powders have hitherto not been used in drag grinding since baking undesirably occurs along the repeating trajectory of the workpieces for furrow formation in the surface treatment medium. so that the workpieces would always come into contact repeatedly with the same powder and thus only a small part of the surface treatment agent could be used. In order to avoid this, surface treatment agents have hitherto been used in drag grinding, which retain their flowability under pressure as far as possible in order to obtain uniform, repeatable results, but it is precisely these treatment agents (as explained above) which respond to vibrations with an undesired pressure drop. On the other hand, the Applicant has surprisingly found in experiments that the tendency to form bridges or to caking certain powders during drag grinding can even be advantageously utilized in a targeted manner, since limited caking of the powdery surface treatment agent leads to a likewise only limited increase in pressure at the surface the workpieces leads, so in addition to a friction effect, an increased pressure effect occurs and ultimately a more uniform and better surface treatment is possible. The Applicant has thus overcome in the process according to the invention the existing reservations in the art, that for baking prone powdering materials as well as a taking place during the treatment vibration excitation in the so-called.
Schleppschleifen für das Behandlungsergebnis abträglich sind. Dabei kann man bei dem von der Erfindung vorgeschlagenen Pulver, abhängig von der gewünschten Anwendung zum Schleifen und/ oder Polieren von Werkstücken, auch von einem Schleif- bzw. von einem Polierpulver bzw. von einem Schleifoder Poliermittel sprechen. Es können bspw. metallische Werkstücke (bspw. aus Edelstahl) oder bspw. keramische Werkstücke behandelt werden. Drag loops are detrimental to the treatment outcome. In this case, in the case of the powder proposed by the invention, depending on the desired application for grinding and / or polishing workpieces, one can also speak of a grinding or of a polishing powder or of an abrasive or polishing agent. It can, for example, metallic workpieces (eg. From stainless steel) or, for example, ceramic workpieces are treated.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Schwingungsanregung, vorzugsweise in Bezug auf die Richtung und/ oder die Amplitude und/ oder die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponenten der Schwingungsanregung, und vorzugsweise in Abstimmung auf den Verlauf und/ oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstücke, so eingestellt wird, dass insbesondere bei Betrachtung im Ganzen bzw. eines sta- tistischen Mittels der Partikel des Oberflächenbehandlungsmittels eine nur begrenzte, zeitlich zumindest im Wesentlichen unveränderliche Verbackung des Oberflächenbehandlungsmittels resultiert. Der Begriff "begrenzt" bedeutet hier, dass mittels der gewählten Schwingungsanregung eine ansonsten noch weiter- gehende bzw. sich noch weiter verstärkende Verbackung vermieden wird, so dass im Rahmen der Erfindung von einer kontrollierten bzw. dosierten Verbackung gesprochen werden kann. Durch eine definierte, auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Einstellung der Schwingungsanregung des Behandlungsbehälters wird die Art und das Ausmaß der Verbackung des Oberflä- chenbehandlungsmittels kontrolliert, auf diese Weise der Schleif- bzw. Polierdruckaufbau zwischen dem Oberflächenbehandlungsmittel und den Werkstücken kontrolliert und schließlich auf diese Weise die Behandlungswirkung dosiert und vergleichmäßigt. Eine beim herkömmlichen Schleppschleifen nahezu bzw. überwiegend kinematische Schleif- bzw. Polierbewegung wird somit un- terstützt durch eine temporäre Verdichtung und Verbackung des Pulvermaterials, die zu einer dosierten Druckerhöhung an der Werkstückoberfläche führt. Bevorzugt kann in der Weise vorgegangen werden, dass die Schwingungsanregung, insbesondere in Bezug auf die Richtung und/ oder auf die Amplitude und/ oder auf die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponen- ten der Schwingungsanregung, und vorzugsweise in Abstimmung auf den Verlauf und/ oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstücke, so eingestellt wird, dass eine Furchenbildung in dem pulvrigen Oberflä- chenbehandlungsmittel während der Bewegung der Werkstücke vermieden oder zumindest nahezu vermieden wird. Dadurch wird eine bessere Durchmi- schung des Pulvers in dem Behandlungsbehälter erreicht, und das Behandlungsmittel gleichmäßiger für die Oberflächenbehandlung ausgenutzt. Vorzugsweise, d.h. hier beispielhaft, kann als Pulver pulverförmiges Aluminiumoxid, bspw. AI2O3, oder pulverförmiges SiC oder pulverförmiges S1O2 (Quartz) oder gemahlener pulverförmiger Ton verwendet werden oder als Pulvermi- schung eine Mischung aus einzelnen oder mehreren der vorangehend genannten pulverförmigen Komponenten verwendet werden. Vor dem eingangs beschriebenen Hintergrund betrifft die Erfindung ebenfalls eine Bearbeitungsvorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, vorzugsweise zum Schleifen und/ oder Polieren von Werkstücken, wie bspw. von Implantaten oder Implantatteilen, wobei die Vorrichtung umfasst: Einen topfförmigen Behandlungsbehälter zur Aufnahme von insbesondere pulverartigem Oberflächenbehandlungsmittel, zumindest eine Werkstückhalterung, an der ein oder mehrere zu bearbeitende Werkstücke lösbar befestigbar sind, zumindest einen Antrieb bzw. Schleppantrieb mit zumindest einem Antriebsele- ment, das insbesondere lösbar mit der Werkstückhalterung verbunden ist und das die Werkstückhalterung bei eingeschaltetem Antrieb, insbesondere alternierend, relativ zu dem Behandlungsbehälter bewegt, und einen ersten A preferred development is seen in that the vibration excitation, preferably with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or on the speed of movement the work piece or pieces is adjusted so that, in particular when viewed as a whole or a tistic means of the particles of the surface treatment agent results in a limited, temporally at least substantially invariable caking of the surface treatment agent. The term "limited" here means that by means of the selected oscillation excitation, an otherwise still continuing or even further intensifying caking is avoided, so that within the scope of the invention it is possible to speak of a controlled or metered caking. By a defined, tailored to the particular application setting the vibration excitation of the treatment vessel, the nature and extent of the caking of Oberflä- chenbehandlungsmittels is controlled, controlled in this way, the polishing pressure build-up between the surface treatment agent and the workpieces and finally in this way the Treatment effect dosed and homogenized. An almost or predominantly kinematic grinding or polishing movement in conventional drag grinding is thus supported by a temporary compression and caking of the powder material, which leads to a metered increase in pressure on the workpiece surface. Preferably, it is possible to proceed in such a way that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or to the speed of movement of the workpiece (s) is adjusted so as to avoid or at least substantially prevent furrowing in the powdery surface treatment agent during movement of the workpieces. This achieves better mixing of the powder in the treatment tank and utilizes the treatment agent more uniformly for the surface treatment. Preferably, ie here by way of example, pulverulent aluminum oxide, for example Al 2 O 3, or pulverulent SiC or powdered SiO 2 (quartz) or ground powdered clay can be used as powder or a mixture of one or more of the abovementioned pulverulent components can be used as powder mixture. Before the background described above, the invention also relates to a processing device for the surface treatment of workpieces, preferably for grinding and / or polishing workpieces, such as. Of implants or implant parts, wherein the device comprises: a cup-shaped treatment container for receiving in particular powdery surface treatment agent, at least a workpiece holder on which one or more workpieces to be machined are detachably fastened, at least one drive or drag drive with at least one Antriebsele- element, which is in particular releasably connected to the workpiece holder and the workpiece holder with the drive, especially alternately, relative to the Treatment tank moves, and a first
Schwingungserreger zur Schwingungsanregung des Behandlungsbehälters. Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schlägt die Erfindung zunächst und im Wesentlichen die Merkmale vor, dass der Behandlungsbehälter federnd gelagert bzw. aufgenommen ist und dass der erste Schwingungserreger zumindest zwei Unwuchtantriebe aufweist und dem Behandlungsbehälter eine erste Schwingungskomponente aufzwingt, die im Wesentlichen geneigt zu einer Ho- rizontalebene liegt. Dabei wird unter einer sog. Horizontalebene eine geometrische Bezugsebene verstanden, die sich parallel zu dem Boden des Behandlungsbehälters bzw. zu einer Aufstellfläche der Bearbeitungsvorrichtung erstrecken kann. Es wurde überraschend in Versuchen gefunden, dass eine derartige Schwingungsanregung besonders gut geeignet zur Kontrolle bzw. Dosierung der Verklumpung von zur Brückenbildung neigenden Pulvern während des Polierens von Werkstücken in dem Pulver ist. Insofern eignet sich die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung in ausgezeichneter Weise insbesondere zur Ausführung des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, und zu insofern erzielbaren Wirkungen und Vorteilen wird auf die vorangehende Be- Schreibung Bezug genommen. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die zwei Unwuchtantriebe des ersten Schwingungserregers in zueinander diametraler Gegenüberlage mit dem Behandlungsbehälter verbunden sind, wobei die Richtungen der Drehachsen der beiden Unwuchtantriebe zu der Horizontalebene geneigt und zu der Dia- metrale senkrecht verlaufen und sich in einer in Richtung der Diametralen erfolgenden Projektion kreuzen. Eine derartige Ausgestaltung ist, allerdings für die abweichende Technik des Vibrationsschleifens, in der Druckschrift DE 10 2005 047 303 AI der Anmelderin beschrieben. Es zeigte sich überraschend, dass diese nun in Verbindung mit dem sog. Schleppschleifen vorteilhaft eine ver- gleichsweise homogene Entklumpung bzw. Entbackung des Pulvers im Behältervolumen ermöglicht. Die vorliegende Erfindung nutzt die unerwartete Erkenntnis, dass die in DE 10 2005 047303 AI für das Vibrationsschleifen beschriebene Vorrichtung, deren Schwingungserreger mehrere, in verschiedener Hinsicht verstellbare Unwuchtantriebe aufweist, auch vorteilhaft als Behand- lungsbehälter für eine Vorrichtung zum Schleppschleifen geeignet ist, wenn ein entsprechender Schleppantrieb und eine oder mehrere damit zusammenwirkende Werkstückhalterungen vorgesehen sind. Insofern bestehen zahlreiche weitere Möglichkeiten zur bevorzugten Weiterbildung. Als zweckmäßig wird angesehen, dass der jeweilige Neigungswinkel zwischen der Horizontalebene und den Drehachsen (bzw. Richtungen der Drehachsen) der beiden Unwuchtantriebe veränderlich, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist. Bevorzugt ist auch, dass sich die beiden Drehachsen der Unwuchtantriebe des ersten Vibration exciter for vibration excitation of the treatment tank. To achieve the object mentioned above, the invention initially and essentially proposes the features that the treatment container is resiliently mounted or received and that the first vibration exciter has at least two imbalance drives and the treatment container imposes a first vibration component, which is substantially inclined to a Ho - Rizontalebene lies. In this case, a so-called horizontal plane is understood to mean a geometric reference plane which can extend parallel to the bottom of the treatment container or to an installation surface of the processing device. It has surprisingly been found in experiments that such vibration excitation is particularly well suited for controlling or metering the agglomeration of bridging prone powders during the polishing of workpieces in the powder. In this respect, the processing device according to the invention is in an excellent manner in particular for carrying out the described method according to the invention, and to the extent achievable effects and advantages, reference is made to the foregoing description. A preferred development provides that the two unbalance drives of the first vibration exciter are connected in diametrically opposed relationship with the treatment vessel, wherein the directions of the axes of rotation of the two imbalance drives inclined to the horizontal plane and perpendicular to the diametral and extending in a direction of Crossing diametral projection. Such a configuration is described, however, for the deviating technique of vibration grinding, in the document DE 10 2005 047 303 AI of the applicant. It has surprisingly been found that, in connection with the so-called drag grinding, this now advantageously permits a comparatively homogeneous deblogging or caking of the powder in the container volume. The present invention makes use of the unexpected finding that the device described in DE 10 2005 047303 A1 for vibration grinding, the vibration exciter of which has a plurality of unbalance drives which can be adjusted in various respects, is also advantageously suitable as a treatment container for a device for drag grinding, if a corresponding one Towing drive and one or more cooperating workpiece holders are provided. In this respect, there are numerous other options for preferred training. It is considered appropriate that the respective angle of inclination between the horizontal plane and the axes of rotation (or directions of the axes of rotation) of the two imbalance drives is variable, preferably continuously, adjustable. It is also preferable that the two axes of rotation of the unbalance drives of the first
Schwingungserregers parallel zu Tangenten des Behandlungsbehälters erstrecken. Eine solche Anordnung, bei der die beiden Drehachsen zueinander "windschief" angeordnet sind, ermöglicht die Erzeugung einer Schwingungskomponente, die eine geneigt zur Horizontalebene liegende Ellipse beschreibt. Bevorzugt ist auch, dass jeder Unwuchtantrieb einen Elektromotor aufweist, auf dessen durch den Elektromotor hindurchführenden Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine Unwuchtmasse, in insbesondere veränderbarer Winkellage, angeordnet ist. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Bearbeitungsvorrichtung einen zweiten Schwingungserreger aufweist, der dem Behandlungsbehälter eine zweite, die erste kreuzende und vorzugsweise im Wesentlichen in einer Vertikalebene liegende Schwingungskomponente aufzwingt. Dadurch lässt sich erreichen, dass die Schwingungen in dem gesamten Volumen des Oberflächenbehandlungsmittels eine besonders gleichmäßig ver- teilte Lockerungs- bzw. Entklumpungswirkung ausüben. Bevorzugt umfasst der zweite Schwingungserreger zumindest einen Unwuchtantrieb, der einen Elek-tromotor aufweist, auf dessen durch den Elektromotor hindurchführenden Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine Unwuchtmasse, in vorzugsweise veränderbarer Winkellage, angeordnet ist, wobei der Unwuchtantrieb unterhalb des Behandlungsbehälters, vorzugsweise am Boden des Behandlungsbehälters, angeordnet ist, und wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich dessen Drehachse parallel zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Unwuchtantrieben des ersten Schwingungserregers erstreckt. Eine bevorzugte Einstellung der Vorrichtung sieht vor, dass die Unwuchtantriebe des ersten Schwingungserregers zueinander drehsynchron laufen und dass der Unwuchtantrieb des zweiten Schwingungserregers mit einer davon verschiedenen Drehzahl angetrieben wird. Betreffend die mit den vorgenannten Merkmalen erreichbaren Wirkungen und Vorteile und ebenso zu weiteren möglichen bevorzugten Weiterbildungen wird auf die Druckschrift DE 10 2005 047 303 AI Bezug genommen und deren gesamte Offenbarung auch mit zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht, auch zu dem Zweck, daraus Merkmale mit in Ansprüche der vorliegenden Anmeldung aufzunehmen. Vibration exciter parallel to tangents of the treatment tank extend. Such an arrangement, in which the two axes of rotation are arranged "skewed" relative to one another, makes it possible to generate a vibration component which describes an ellipse inclined relative to the horizontal plane. It is also preferred that each unbalance drive has an electric motor, on whose axis of rotation passing through the electric motor in the region of one longitudinal end each an imbalance mass, in particular changeable angular position, is arranged. A preferred embodiment provides that the processing device has a second vibration exciter, the Treatment tank, a second, the first crossing and preferably substantially in a vertical plane vibration component imposed. As a result, it is possible for the oscillations in the entire volume of the surface treatment agent to exert a particularly uniformly distributed loosening or deflocculating action. The second vibration exciter preferably comprises at least one unbalance drive, which has an electric motor, on whose axis of rotation passing through the electric motor an unbalanced mass, preferably a variable angular position, is arranged in the region of one longitudinal end, the unbalance drive below the treatment container, preferably at the bottom of the treatment container, and wherein it is preferably provided that its axis of rotation extends parallel to an imaginary connecting line between the two imbalance drives of the first vibration exciter. A preferred adjustment of the device provides that the imbalance drives of the first vibration exciter to run synchronously to each other and that the imbalance drive of the second vibration exciter is driven at a different speed. Concerning the achievable with the above features effects and advantages and also to other possible preferred developments reference is made to the document DE 10 2005 047 303 AI reference and their entire disclosure also made to the content of the present application, also for the purpose of having features in claims of the present application.
Betreffend den zur Bewegung des oder der Werkstücke dienenden Antriebs- bzw. Schleppantrieb ist bevorzugt, dass dieser zur Erzeugung einer jeweils alternierenden Linearbewegung und/ oder Bogenbewegung und/ oder Rotationsbewegung und/ oder Umfangsbewegung der mit ihm verbundenen Werk- stückhalterung geeignet bzw., insbesondere getrieblich, angepasst ist. In Betracht kommen bspw. eine einfache vertikale oder horizontale oder diagonal gerichtete Hin- und Herbewegung oder bspw. eine kreisförmige, elliptische oder dergleichen Bogen- oder Umfangsbewegung. Die erzeugte Bewegung kann während folgender Zyklen identisch wiederholt oder bspw. spirografisch versetzt werden. Bevorzugt besitzt der Schleppantrieb ein Planetengetriebe, dessen Planetenräder je ein Antriebselement bilden, wobei mehrere stabartige, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der besagten Horizon- talebene orientierte, Werkstückhalterungen vorgesehen sind, deren jeweils oberes Längsende derart mit je einem Planetenrad verbunden ist, dass die Werkstückhalterung zumindest die umlaufende Bahnbewegung des Planetenrades mit ausführt. Vorzugsweise kann eine drehfeste Verbindung zwischen Planetenrad und Werkstückhalterung gewählt sein, so dass auch die Eigenrotation von dem Planetenrad auf die Werkstückhalterung übertragen wird. Alternativ kann eine drehlose Verbindung gewählt sein, so dass die Eigenrotation der Werkstückhalterung nicht von dem Planetenrad abhängt, sondern mittels eines gesonderten Antriebs vorgebbar ist. Auch kann die Bearbeitungsvorrichtung eine Verfahreinrichtung aufweisen, um die Werkstückhalterungen, vorzugs- weise in vertikaler Richtung, von außen in den Behandlungsbehälter einfahren oder wahlweise daraus entfernen zu können, bzw. um eine gewünschte Eindringtiefe der Werkstücke in den in dem Behandlungsbehälter enthaltenen Vorrat des Oberflächenbehandlungsmittels einstellen zu können. Als zweckmäßig wird angesehen, dass jede Werkstückhalterung im Bereich ihres unteren Längs- endes ein oder mehrere Befestigungsaufnahmen zur lösbaren Befestigung von je einem Werkstück, vorzugsweise mittels Klemm-Mitteln, aufweist. Um eine vielseitige Einstellbarkeit zu erreichen, ist auch bevorzugt, dass die Drehzahl des Schleppantriebes, d.h. des zur Bewegung der Werkstückhalterung mit den Werkstücken dienenden Antriebs, unabhängig von den Frequenzen bzw. Dreh- zahlen der Schwingungserreger einstellbar ist. With regard to the drive or towing drive serving for the movement of the work piece (s), it is preferred that it be suitable for producing a respectively alternating linear movement and / or sheet movement and / or rotational movement and / or circumferential movement of the workpiece holder connected thereto or, in particular, geared , is adjusted. For example, a simple vertical or horizontal or diagonally directed reciprocating motion or, for example, a circular, elliptical or similar arcuate or circumferential movement may be considered. The generated movement can be repeated identically or, for example, spirographically during the following cycles. Preferably, the towed drive has a planetary gear whose planetary gears each form a drive element, wherein a plurality of rod-like, preferably at least substantially perpendicular to said horizontal plane oriented, workpiece holders are provided whose respective upper longitudinal end is connected in each case with a planetary gear, that the workpiece holder at least the revolving path movement of the planet carries with. Preferably, a rotationally fixed connection between the planet gear and workpiece holder can be selected, so that the self-rotation is transmitted from the planet to the workpiece holder. Alternatively, a rotational connection may be selected, so that the self-rotation of the workpiece holder does not depend on the planetary gear, but can be predetermined by means of a separate drive. The processing device can also have a traversing device in order to be able to retract or optionally remove the workpiece holders, preferably in the vertical direction, from the outside, or to set a desired penetration depth of the workpieces into the supply of surface treatment agent contained in the processing container to be able to. It is considered appropriate that each workpiece holder in the region of its lower longitudinal end one or more fastening receptacles for releasably securing each one workpiece, preferably by means of clamping, has. In order to achieve a versatile adjustability, it is also preferred that the rotational speed of the towing drive, ie the drive serving for moving the workpiece holder with the workpieces, is adjustable independently of the frequencies or rotational speeds of the vibration exciter.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigen, weiter beschrieben. Darin zeigt: Fig. 1 perspektivisch eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung von Detail II in Fig. 1; The invention will be further described below with reference to the accompanying figures, which show a preferred embodiment. 1 shows in perspective a processing device according to the invention according to a preferred embodiment; FIG. 2 shows an enlarged detail of detail II in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine Seitenansicht in Blickrichtung III gemäß Fig. 1; Fig. 3 is a side view in the viewing direction III of FIG. 1;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang Schnittlinie IV - IV in Fig. 3; Fig. 4 is a sectional view taken along section line IV - IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 3, jedoch mit teilweise aufgebrochen dargestelltem Behandlungsbehälter und darin weiter abgesenktenFig. 5 is a side view of FIG. 3, but with partially broken illustrated treatment container and further lowered therein
Werkstücken. Workpieces.
Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 5 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 zur Oberflächenbearbei- tung von Werkstücken 2 vorgestellt. In dem Beispiel handelt es sich bei den me- tallischen Werkstücken 2 um Unterschenkelplatten eines Implantats, derenWith reference to FIGS. 1 to 5, a preferred embodiment of a processing device 1 according to the invention for surface processing of workpieces 2 is presented. In the example, the metallic workpieces 2 are lower leg plates of an implant whose
Oberfläche in der Bearbeitungsvorrichtung 1 hochglanzpoliert wird. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 umfasst einen zylindrischen, nach oben offenen Behandlungsbehälter 3 zur Aufnahme von als Oberflächenbehandlungsmittel 4 dienendem Pulver, wie bspw. von den schon erwähnten Pulvern oder Pulvermi- schungen. Der Teilaufbruch in Figur 5 deutet an, bis zu welcher Füllhöhe der Behandlungsbehälter 3 mit dem pulverigen Oberflächenbehandlungsmittel 4 befüllt wurde. Die für das Oberflächenbehandlungsmittel 4 nur symbolisch gewählte Schraffur gibt nicht das Größenverhältnis zwischen Pulverpartikeln und Werkstücken an, sondern die Partikelgröße bewegt sich bspw. in der Grö- ßenordnung von nur wenigen Mikrometern. Der Behandlungsbehälter 3 besitzt einen plattenartigen Behälterboden 5, der mittels an den Ecken unterseitig vorhandener Gruppen von Zylinderdruckfedern 6 federnd auf der oberen Platte 7 eines stabilen Grundgestells 8 abgestützt ist. In dem Beispiel umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 vier sich im wesentlichen vertikal erstreckende Werk- stückhalterungen 9. Von deren unterem Längsende gehen jeweils drei, am Umfang um 120° voneinander beabstandete Haltearme 10 aus, an denen wiederum je ein Halteelement 11 mit einer zur lösbaren Klemmung der Werkstücke 2 dienenden geschlitzten Bohrung 12 vorhanden ist. An den Werkstücken 2 ist ein Zylinderabschnitt 13 vorgesehen, der sich in die Bohrungen 12 einsetzen und darin mittels Festziehen einer Klemmschraube (nicht näher dargestellt) lösbar fixieren lässt. Das obere Längsende jeder stangenartigen Werkstückhalterung 9 ist drehf ormschlüssig mit je einem Planetenrad eines Planetengetriebes 14 verbunden. Das Planetengetriebe 14 bildet gemeinsam mit einem Antriebsmotor 15 einen Antrieb bzw. Schleppantrieb 16, um den Werkstücken 2 in dem Behandlungsbehälter 3 eine Bewegung aufzuzwingen, welche sich aus einer kreisför- migen Verfahrbewegung der Werkstückhalterungen 9 entlang der Bahn der Planetenräder und einer überlagerten Eigenrotation der Planetenräder zusammensetzt. Das Planetengetriebe 14 ist nicht im einzelnen dargestellt, dessen Funktionsweise ist aber für einen Fachmann geläufig. Der Antriebsmotor 15 überträgt sein Drehmoment auf ein zentrales Sonnenrad, in welches die Ver- zahnung der vier, am Umfang gleichmäßig beabstandeten Planetenräder eingreift. Um dies in Figur 1 noch weiter zu veranschaulichen, ist die Position des verdeckt angeordneten Sonnenrades mit 17 bezeichnet und die der ebenfalls verdeckten Planetenräder, die je ein Antriebselement bilden, mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet. Die den Werkstücken 2 von dem Schleppantrieb 16 auf- gezwungene Bewegung ist in der Schnittansicht von Figur 4 mittels Pfeilen dargestellt. Die Pfeile 20 repräsentieren eine kreisförmige Verfahrbewegung der Werkstückhalterung 9, während die Pfeile 21 deren Eigenrotation andeuten. Im Betrieb ist bevorzugt, die Antriebsrichtung nach gewissen Zeitintervallen umzukehren. Surface is highly polished in the processing device 1. The processing apparatus 1 comprises a cylindrical, upwardly open treatment container 3 for receiving powder serving as surface treatment agent 4, such as, for example, the already mentioned powders or powder mixtures. The partial break-up in FIG. 5 indicates up to what fill level the treatment tank 3 was filled with the powdery surface treatment agent 4. The hatching that is chosen only symbolically for the surface treatment agent 4 does not indicate the size ratio between powder particles and workpieces, but the particle size moves, for example, on the order of only a few micrometers. The treatment tank 3 has a plate-like tank bottom 5, which is resiliently supported on the upper plate 7 of a stable base frame 8 by means of groups of cylinder compression springs 6 present at the corners on the underside. In the example, the processing device 1 comprises four substantially vertically extending workpiece holders 9. From the lower longitudinal end of each go out three, circumferentially spaced by 120 ° from each other holding arms 10, which in turn each one holding element 11 is provided with a slotted hole 12 serving for releasably clamping the workpieces 2. On the workpieces 2, a cylinder portion 13 is provided, which can be inserted into the holes 12 and therein by means of tightening a clamping screw (not shown in detail) releasably fix. The upper longitudinal end of each rod-like workpiece holder 9 is drehf ormschlüssig connected to one planetary gear of a planetary gear 14. The planetary gear 14 forms, together with a drive motor 15, a drive or drag drive 16 in order to impose a movement on the workpieces 2 in the treatment container 3, which consists of a circular movement of the workpiece holders 9 along the path of the planetary gears and a superimposed self-rotation of the planetary gears composed. The planetary gear 14 is not shown in detail, but its operation is familiar to a person skilled in the art. The drive motor 15 transmits its torque to a central sun gear, in which engages the toothing of the four circumferentially uniformly spaced planetary gears. To illustrate this in Figure 1 even further, the position of the concealed sun gear is denoted by 17 and the likewise hidden planetary gears, each forming a drive element, designated by the reference numeral 18. The movement forced on the workpieces 2 by the towing drive 16 is shown in the sectional view of FIG. 4 by means of arrows. The arrows 20 represent a circular movement of the workpiece holder 9, while the arrows 21 indicate their self-rotation. In operation, it is preferable to reverse the drive direction after certain time intervals.
In dem gezeigten Beispiel besitzt die Behandlungsvorrichtung einen ersten Schwingungserreger 22, der zwei Unwuchtantriebe 23 umfasst. Diese sind beide in Fig. 1 sichtbar. Des Weiteren ist bspw. in Fig. 3 ein zweiter Schwingungserreger 24 vorgesehen, der in dem Beispiel nur einen baugleichen, insofern ebenfalls mit 23 bezeichneten Unwuchtantrieb aufweist. Die beiden Schwingungserreger 22, 24 dienen dazu, um den Behandlungsbehälter 3 während der Oberflächenbehandlung zu Schwingungen anzuregen. Die von dem ersten Schwingungserreger 22 erzeugte Schwingungskomponente verläuft geneigt zu einer als geometrische Bezugsebene gedachten Horizontalebene E, die sich parallel zu dem Behälterboden 5 erstreckt. Fig. 1 verdeutlicht, dass die zwei Un- wuchtantriebe 23 des ersten Schwingungserregers 22 in zueinander diametraler Gegenüberlage mit dem Behandlungsbehälter 3 verbunden sind, wobei die Richtungen 25, 26 ihre beiden Drehachsen zu der Horizontalebene E geneigt sind und zu der in Fig. 4 angedeuteten Diametralen D senkrecht verlaufen. In einer Projektionsbetrachtung, die in Richtung der Diametrale D geführt ist, kreuzen sich die geometrischen Drehachsen 25 und 26 und sind insofern "windschief" zueinander angeordnet. Der jeweilige Neigungswinkel α der Unwuchtantriebe 23 des ersten Schwingungserregers 22 ist stufenlos einstellbar. Die Unwuchtantriebe 23 sind auf kreisförmigen Halteplatten 27 angeschraubt, die ihrerseits an der Seitenwand 31 des Behandlungsbehälters 3 in einer Drehfüh- rung sitzen und nach Einstellung eines gewünschten Neigungswinkels mittels Schraubklemmen 28 fixiert werden können. Jeder der drei Unwuchtantriebe 23 besitzt einen Elektromotor 29, auf dessen hindurchführender Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine in den Figuren von Gehäusedeckeln 30 verdeckte Unwuchtmasse winkelverstellbar angeordnet ist. Der Unwuchtantrieb 23 des zweiten Schwingungserregers 24 ist an der Unterseite des Behälterbodens 5 montiert, wobei sich dessen Drehachse geometrisch parallel zu der Diametralen D zwischen den beiden Unwuchtantrieben 23 des ersten Schwingungserregers 22 erstreckt. In dem gewählten Beispiel entsprechen die beiden Schwingungserreger 22, 24 in ihrem Aufbau der in der Druckschrift DE 10 2005 047303 AI offenbarten Bauform, so dass insofern auch auf die dort weitere Beschreibung Bezug genommen und diese inhaltlich mit in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird. Gleichwohl unterscheidet sich die Funktionsweise der erfindungsgemä- ßen Bearbeitungsvorrichtung 1 von der Funktion der bekannten Vorrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 wird die für den Schleifund/ oder Polierprozess benötigte Relativbewegung zwischen den Werkstücken 2 und dem Oberflächenbehandlungsmittel 4 zumindest überwiegend oder vollständig von dem Schleppantrieb 16 (anstelle des Begriffes Schleppantrieb, der die Funktion mit andeutet, kann man auch nur von einem Antrieb derIn the example shown, the treatment device has a first vibration exciter 22, which comprises two unbalance drives 23. These are both visible in FIG. Furthermore, in FIG. 3, for example, a second vibration exciter 24 is provided which, in the example, has only an identical imbalance drive, also designated by 23. The two vibration exciters 22, 24 serve to the treatment tank 3 during the Surface treatment to stimulate vibrations. The vibration component generated by the first vibration exciter 22 extends inclined to a horizontal plane E, which is intended as a geometric reference plane, and extends parallel to the container bottom 5. FIG. 1 illustrates that the two unbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 are connected to the treatment vessel 3 in a diametrically opposite relationship, the directions 25, 26 being inclined to the horizontal plane E and to the direction indicated in FIG. 4 Diametral D run vertically. In a projection view, which is guided in the direction of the diametral D, intersect the geometric axes of rotation 25 and 26 and are so far "skewed" arranged to each other. The respective inclination angle α of the imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 is infinitely adjustable. The imbalance drives 23 are screwed onto circular holding plates 27, which in turn sit on the side wall 31 of the treatment container 3 in a rotary guide and can be fixed after setting a desired angle of inclination by means of screw terminals 28. Each of the three imbalance drives 23 has an electric motor 29, on whose leading rotary axis in each case one longitudinal end of each one concealed in the figures of housing covers 30 unbalanced mass is arranged angle-adjustable. The imbalance drive 23 of the second vibration exciter 24 is mounted on the underside of the container bottom 5, wherein the axis of rotation extends geometrically parallel to the diametral D between the two imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22. In the example chosen, the two vibration exciters 22, 24 correspond in their construction to the construction disclosed in the publication DE 10 2005 047303 A1, so that reference is also made to the further description herein and their content is included in the present application. Nevertheless, the mode of operation of the inventive processing device 1 differs from the function of the known device. In the processing apparatus 1 according to the invention, the relative movement between the workpieces 2 and the surface treatment means 4 required for the grinding and / or polishing process is at least predominantly or completely from the tow drive 16 (instead of the term drag drive, which indicates the function, one can only use one drive of the
Werkstückhalterungen sprechen) erzeugt. Als Oberflächenbehandlungsmittel 4 ist erfindungsgemäß ein solches gewählt, das Pulver enthält oder aus Pulver besteht, welches die Eigenschaft besitzt, unter Einwirkung von Druck bzw. von Kräften (auch bei unveränderter Temperatur) zum reversiblen sog. Verbacken zu neigen. Der erste und zweite Schwingungserreger 22, 24 dient bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorrangig dazu, um diese Neigung zu kontrollieren bzw. zu begrenzen, so dass sich während der Oberflächenbehandlung im Mittel betrachtet zeitlich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Dabei kommt es insbesondere im Nahbereich der Werkstücke zu einem reversiblen bzw. tempo- rären Verbacken des Pulvers mit einer lokalen Druckerhöhung, die den Schleifbzw. Poliervorgang unterstützt. Andererseits werden in diesem statistischen bzw. gemittelten Gleichgewicht die bei dem Verbacken gebildeten Pulverklumpen bzw. -ballen von dem Schwingungs antrieb wieder ganz oder teilweise aufgelockert, also das Verbacken rückgängig gemacht, so dass eine gewisse Um- wälzung des Pulvers bei der Werkstückbewegung erhalten bleibt. Workpiece holders speak) generated. According to the invention, the surface treatment agent 4 selected is one which contains powder or consists of powder which has the property of being prone to reversible so-called caking under the action of pressure or of forces (even at unchanged temperature). The first and second vibration exciter 22, 24 is used in the device according to the invention primarily to control or limit this tendency, so that, viewed during the surface treatment on average a time equilibrium state. In this case, in particular in the vicinity of the workpieces, there is a reversible or temporary caking of the powder with a local pressure increase, which results in the grinding process. Polishing process supported. On the other hand, in this statistical or averaged equilibrium, the powder lumps or bales formed during baking are again completely or partially loosened up by the vibration drive, thus reversing the caking, so that a certain circulation of the powder during workpiece movement is maintained.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen, lediglich zur vereinfachten Darstellung, die Werkstückhalterungen 9 in einer Position oberhalb der Oberfläche 32 des Oberflächenbehandlungsmittels 4, d.h. des zur Brückenbildung neigenden Pulvers. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 besitzt eine in den Figuren nicht gesondert dargestellte Positioniereinrichtung, die dazu dient, um die Werkstückhalterungen 9 bzw. Werkstücke 2 in vertikaler Richtung (d.h. auf- oder abwärts) zu verfahren. Fig. 5 zeigt ergänzend eine Anordnung, in der die Werkstückhalterungen 9 mit den Werkstücken 2 auf diese Weise so weit in den Behandlungsbehälter 3 nach unten abgesenkt wurden, dass die Werkstücke 2 vollständig in das Pulver bzw. Oberflächenbehandlungsmittel 4 eingetaucht sind. Es versteht sich, dass diese Positionierung nur exemplarisch gezeigt ist, d.h. bedarfsweise auch eine abweichende, bspw. tiefere oder höhere Positionierung der Werkstücke 2 möglich und ggf. vorteilhaft ist. Nach einer gewünschten Betriebsdauer, während der die Werkstücke 2 die gewünschte Hochglanzpolitur der Oberfläche erhalten, können die Werkstücke 2 wieder aus dem Pulver nach oben gezogen und von den Werkstückhalterungen 9 abgenommen werden. Um bei Bedarf das Oberflächenbehandlungsmittel 4 erneuern oder gegen ein anderes Oberflächenbehandlungsmittel austauschen zu können, ist eine Behälteröffnung 33 vorgesehen, mittels welcher der Behandlungsbehälter 3 entleert werden kann. Figures 1 to 4 show, for simplicity only, the workpiece holders 9 in a position above the surface 32 of the surface treatment means 4, that is, the prone to bridging powder. The processing device 1 has a positioning device not shown separately in the figures, which serves to move the workpiece holders 9 or workpieces 2 in the vertical direction (ie up or down). 5 additionally shows an arrangement in which the workpiece holders 9 with the workpieces 2 have been lowered so far into the treatment container 3 that the workpieces 2 are completely immersed in the powder or surface treatment agent 4. It is understood that this Positioning is shown only as an example, ie, if necessary, a different, for example. Lower or higher positioning of the workpieces 2 possible and possibly advantageous. After a desired period of operation, during which the workpieces 2 receive the desired high-gloss polishing of the surface, the workpieces 2 can be pulled up again out of the powder and removed from the workpiece holders 9. In order to be able to renew the surface treatment agent 4 or replace it with another surface treatment agent if necessary, a container opening 33 is provided, by means of which the treatment container 3 can be emptied.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optional sibling version independent inventive development of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung, insbesondere zum Schleifen 1. A method for surface treatment, in particular for grinding
und/ oder zum Polieren, von Werkstücken (2), insbesondere zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen, umfassend die Verfahrensschritte:  and / or for polishing, workpieces (2), in particular for the surface treatment of implants or of implant parts, comprising the method steps:
Bereitstellen und Eingeben von Oberflächenbehandlungsmittel (4) in einen Behandlungsbehälter (3),  Providing and inputting surface treatment agent (4) into a treatment tank (3),
Einbringen von einem oder mehreren zu behandelnden Werkstücken (2) in das in dem Behandlungsbehälter (3) befindliche Oberflächenbehandlungsmittel (4), so dass das oder die Werkstücke (2) jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel (4) umgeben sind,  Introducing one or more workpieces (2) to be treated into the surface treatment means (4) located in the treatment tank (3) so that the work piece (2) is completely or partially surrounded by surface treatment means (4),
Bewegen, insbesondere alternierendes Bewegen, des oder der Werkstücke (2) in dem Behandlungsbehälter (3) relativ zu diesem, so dass die  Moving, in particular alternately moving, the work piece or pieces (2) in the treatment tank (3) relative to it, so that the
Werkstücke (2) an verschiedene Orte in dem Behandlungsbehälter (3) gelangen, wobei die Werkstücke (2) jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel (4) umgeben sind,  Workpieces (2) reach different locations in the treatment tank (3), wherein the workpieces (2) are each completely or partially surrounded by surface treatment means (4),
Anregen des Behandlungsbehälters (3) zu Schwingungen während des Bewegens des oder der Werkstücke (2),  Exciting the treatment container (3) to vibrations during movement of the workpiece or workpieces (2),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Oberflächenbehandlungsmittel (4) verwendet wird, das Pulver oder eine Pulvermischung enthält oder aus Pulver oder einer Pulvermischung besteht, wobei das Pulver oder die Pulvermischung die Eigenschaft besitzt, bei Druckerhöhung zum reversiblen Verbacken zu neigen.  that surface treatment agent (4) is used which contains powder or a powder mixture or consists of powder or a powder mixture, wherein the powder or the powder mixture has the property to tend to reversible baking on pressure increase.
2. Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung, insbesondere in Bezug auf die Richtung und/ oder die Amplitude und/ oder die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponenten der 2. Method according to the preceding claim or in particular according thereto, characterized in that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of
Schwingungsanregung, und insbesondere in Abstimmung auf den Verlauf und/ oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstü- cke (2), so eingestellt wird, dass eine begrenzte, zeitlich zumindest im Wesentlichen unveränderliche Verbackung des Oberflächenbehandlungsmittels (4) resultiert. Vibration excitation, and in particular in accordance with the course and / or the speed of movement of the or the Werkstü- (2), is adjusted so that a limited, temporally at least substantially invariable caking of the surface treatment agent (4) results.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung, insbesondere in Bezug auf die Richtung und/ oder die Amplitude und/ oder die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponenten der Schwingungsanregung, und insbesondere in Abstimmung auf den Verlauf und/ oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstücke (2), so eingestellt wird, dass eine Furchenbildung in dem Oberflächenbehandlungsmittel während der Bewegung der Werkstücke (2) vermieden oder reduziert wird. Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and in particular in accordance with the course and / or the speed of movement of the workpiece (s) (2) is adjusted so as to avoid or reduce furrowing in the surface treatment agent during movement of the workpieces (2).
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Pulver pul- verförmiges Aluminiumoxid, insbesondere AI2O3, oder pulverförmiges SiC oder pulverförmiges S1O2 (Quartz) oder gemahlener pulverförmiger Ton vorgesehen ist oder dass als Pulvermischung eine Mischung aus einzelnen oder mehreren der vorangehend genannten pulverförmigen Komponenten verwendet wird. Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that powdered alumina, in particular Al 2 O 3, or powdery SiC or powdered SiO 2 (quartz) or ground powdered clay is provided as powder or that as powder mixture a mixture of individual or a plurality of the aforementioned powdered components is used.
5. Bearbeitungsvorrichtung (1) zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken (2), insbesondere zum Schleifen und/ oder Polieren von Werkstücken (2), wie beispielsweise von Implantaten oder Implantatteilen, wobei die5. Processing device (1) for the surface treatment of workpieces (2), in particular for grinding and / or polishing workpieces (2), such as implants or implant parts, wherein the
Bearbeitungsvorrichtung (1) umfasst: Processing device (1) comprises:
einen topfförmigen Behandlungsbehälter (3) zur Aufnahme von insbesondere pulverartigem Oberflächenbehandlungsmittel (4),  a pot-shaped treatment container (3) for receiving in particular powdery surface treatment agent (4),
zumindest eine Werkstückhalterung (9), an der ein oder mehrere zu bear- beitende Werkstücke (2) lösbar befestigbar sind, zumindest einen Schleppantrieb (16) mit zumindest einem Antriebselement (18), das, insbesondere lösbar, mit der Werkstückhalterung (9) verbunden ist und das die Werkstückhalterung (9) bei eingeschaltetem Antrieb (16), insbesondere alternierend, relativ zu dem Behandlungsbehälter (3) bewegt, at least one workpiece holder (9) to which one or more workpieces (2) to be machined are releasably securable, at least one drag drive (16) with at least one drive element (18) which, in particular releasably, is connected to the workpiece holder (9) and which holds the workpiece holder (9) when the drive (16) is switched on, in particular alternately relative to the treatment container (3 ) emotional,
und einen ersten Schwingungserreger (22) zur Schwingungsanregung des Behandlungsbehälters (3),  and a first vibration exciter (22) for vibrational excitation of the treatment container (3),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Behandlungsbehälter (3) federnd gelagert ist und dass der erste Schwingungserreger (22) zumindest zwei Unwuchtantriebe (23) aufweist und dem Behandlungsbehälter (3) eine erste Schwingungskomponente aufzwingt, die im wesentlichen geneigt zu einer Horizontalebene (E) liegt.  that the treatment container (3) is resiliently mounted and that the first vibration exciter (22) has at least two unbalance drives (23) and imposes on the treatment container (3) a first vibration component which is substantially inclined to a horizontal plane (E).
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß dem vorangehenden Anspruch oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Unwuchtantriebe (23) des ersten Schwingungserregers (22) in zueinander diametraler Gegenüberlage mit dem Behandlungsbehälter (3) verbunden sind, wobei ihre Drehachsen (25, 26) zu der Horizontalebene (E) geneigt und zu der Diametrale (D) senkrecht verlaufen und sich in einer in Richtung der Diametrale erfolgten Projektion kreuzen. Machining device (1) according to the preceding claim or in particular according thereto, characterized in that the two unbalance drives (23) of the first vibration exciter (22) are connected in diametrically opposite relationship with the treatment container (3), wherein their axes of rotation (25, 26) to the horizontal plane (E) inclined and perpendicular to the diametral (D) and intersect in a projection made in the direction of the diametrical.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Neigungswinkel (a) zwischen der Horizontalebene (E) und den Drehachsen (25, 26) der beiden Unwuchtantriebe (23) veränderlich, insbesondere stufenlos, einstellbar ist. Machining device (1) according to one or more of the preceding, relating to a processing device claims or in particular according thereto, characterized in that the respective inclination angle (a) between the horizontal plane (E) and the axes of rotation (25, 26) of the two imbalance drives (23) variable , in particular stepless, is adjustable.
8. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorange- henden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder ins- besondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Drehachsen (25, 26) der Unwuchtantriebe (23) des ersten Schwingungserregers8. Processing device (1) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device, or in particular special thereafter, characterized in that the two axes of rotation (25, 26) of the imbalance drives (23) of the first vibration exciter
(22) parallel zu Tangenten des Behandlungsbehälters (3) erstrecken. (22) extend parallel to tangents of the treatment container (3).
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsvorrichtung (1) einen zweiten Schwingungserreger (24) aufweist, der dem Behandlungsbehälter (3) eine zweite, die erste kreuzende und insbesondere im wesentlichen in einer Vertikalebene liegende Schwingungskomponente aufzwingt. Machining device (1) according to one or more of the preceding, relating to a processing device claims or in particular, characterized in that the processing device (1) comprises a second vibration exciter (24), the treatment container (3) has a second, the first crossing and in particular imposes substantially in a vertical plane lying vibration component.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwingungserreger (24) zumindest einen Unwuchtantrieb (23) umfasst, der einen Elektromotor (29) aufweist, auf dessen durch den Elektromotor (29) hindurchführenden Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine Unwuchtmasse (23), in insbesondere veränderbarer Winkellage, angeordnet ist, wobei der Unwuchtantrieb unterhalb des Behandlungsbehälters (3), insbesondere am Behälterboden (5) des Behandlungsbehälters (3), angeordnet ist, und wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich dessen Drehachse parallel zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Unwuchtantrieben (23) des ersten Schwingungserregers (22) erstreckt. Machining device (1) according to one or more of the preceding, relating to a processing device claims or in particular according thereto, characterized in that the second vibration exciter (24) comprises at least one unbalance drive (23) having an electric motor (29), on which by the electric motor (29) is guided through an axis of rotation in each case one unbalanced mass (23), in particular variable angular position, wherein the unbalance drive below the treatment container (3), in particular on the container bottom (5) of the treatment container (3) is arranged and wherein it is provided, in particular, that its axis of rotation extends parallel to an imaginary connecting line between the two imbalance drives (23) of the first vibration exciter (22).
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die UnwuchtantriebeMachining device (1) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the unbalance drives
(23) des ersten Schwingungserregers (22) drehsynchron laufen und der Unwuchtantrieb (23) des zweiten Schwingungserregers (24) mit einer davon verschiedenen Drehzahl angetrieben wird. (23) of the first vibration exciter (22) rotatably run and the Unbalance drive (23) of the second vibration exciter (24) is driven at a different speed.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppantrieb (16) zur Erzeugung einer alternierenden Linearbewegung und oder Rotationsbewegung und/ oder Umfangsbogenbewegung der mit ihm verbundenen Werkstückhalterung (9) geeignet ist. Machining device (1) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the drag drive (16) is suitable for generating an alternating linear movement and / or rotational movement and / or circumferential arc movement of the workpiece holder (9) connected thereto ,
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppantrieb (16) ein Planetengetriebe umfasst, dessen Planetenräder je ein Antriebselement (18) bilden und dass mehrere, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Horizontalebene orientierte, Werkstückhalterungen (9) vorgesehen sind, deren jeweils oberes Längsende derart mit je einem Planetenrad verbunden ist, dass die Werkstückhalterung (9) zumindest die umlaufende Bahnbewegung des Planetenrades ausführt. Machining device (1) according to one or more of the preceding, relating to a processing device claims or in particular, characterized in that the drag drive (16) comprises a planetary gear, the planetary gears each form a drive element (18) and that a plurality, in particular at least substantially perpendicular oriented to the horizontal plane, workpiece holders (9) are provided, whose respective upper longitudinal end is connected in each case with a planetary gear, that the workpiece holder (9) executes at least the orbital path movement of the planetary gear.
Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass jede Werkstückhalterung (9) im Bereich ihres unteren Längsendes ein oder mehrere Befestigungsaufnahmen zur lösbaren Befestigung von je einem Werkstück (2), insbesondere mittels Klemm-Mitteln, aufweist. Machining device (1) according to one or more of the preceding, relating to a processing device claims or in particular, characterized in that each workpiece holder (9) in the region of its lower longitudinal end one or more mounting receptacles for releasably securing each one workpiece (2), in particular by means Clamping means having.
15. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, eine Bearbeitungsvorrichtung betreffenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Schleppantriebs (16) unabhängig von den Frequenzen der Schwingungserreger (22, 24) einstellbar ist. 15. Processing device (1) according to one or more of the preceding, a processing device claims or in particular according thereto, characterized in that the speed of the Towing drive (16) independent of the frequencies of the vibration exciter (22, 24) is adjustable.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangehenden, ein Verfahren betreffenden Ansprüche 1 bis 4 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass dabei eine Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15 verwendet wird. Method according to one or more of the preceding method claims 1 to 4 or in particular according thereto, characterized in that a processing device (1) according to one or more of claims 5 to 15 is used.
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