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Verfahren zum Schleifen, Läppen, Polieren od. dgl. mindestens einer Fläche eines Werkstückes und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen, Läppen, Polieren od. dgl. mindestens einer Flä- che eines Werkstückes, wobei dieses mit der zu bearbeitenden Fläche gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Schmirgelleinwand od. dgl. auf eine Platte aufgelegt wird, die eine hin-und hergehende Schwing- bewegung ausführt ; ferner betrifft die Erfindung Vorrichtungen zu seiner Durchführung.
Das erfindungsge- mässe Verfahren besteht darin, dass dem Werkstück während des Schleifvorganges od. dgl. durch die Platte eine Wurfbewegung erteilt wird, die nach einer zu der zu bearbeitenden Fläche geneigten Bahn verläuft, wobei das Werkstück zunächst auf der Platte zurückgleitet, sodann von der Platte mitgenommen und vor- wärtsgestossen wird, sich hierauf von der Platte abhebt, während diese in ihre Ausgangslage zurückkehrt, und schliesslich auf die Platte, während sie ihren nächsten Vorwärtsgang ausführt, zurückfällt.
Die Wurf- bewegung kann entweder in einer Ebene vor sich gehen oder man kann, entsprechend einem weiteren
Merkmal der Erfindung, so vorgehen, dass dem Werkstück gleichzeitig eine Drehbewegung erteilt wird, indem die Platte einer hin-und hergehenden schraubenartigen Bewegung um eine lotrechte Mittelachse unterworfen wird.
In diesem Falle wird zweckmässig eine kreisförmige Platte verwendet, welcher eine Schwingbewegung um ihre Mittelachse erteilt wird. Wenn dann die Bearbeitung des Werkstückes auf einer flachen
Schleifoberfläche von relativ kleinem Durchmesser durchgeführt wird indem eine solche Oberfläche längs einer geneigten gekrümmten Bewegungsbahn um ihre Mittelachse schwingt, so vollführen die Mittelbereiche der Platte kleinere Bewegungen als ihre Umfangsbereiche. Da die vibrierende Oberfläche gleichzeitig auf die ganze Fläche des Werkstückes wirkt, wird - ungefähr - die eine Hälfte der Werkstückfläche, die bearbeitet wird, längs eines kleineren Bogens als die andere Hälfte in Schwingbewegung versetzt. Die Folge ist, dass das Werkstück während seiner Vorwärtsbewegung um seine eigene Achse rotiert.
Nach der Erfindung können auch gegenüberliegende Oberflächen eines Werkstückes gleichzeitig bearbeitet werden. Die Werkstücke können nämlich auf die schwingende Oberfläche gelegt werden und auf diese Werkstücke kommt ein Gewicht, das eine ähnliche Schleifoberfläche beschwert oder selbst aufweist. Dieses Werkzeug wird die Oberseite des Werkstückes polieren oder läppen, da die Vibrationsbewegung von den Werkstücken auf das Gewicht übertragen wird. Dieses Gewicht ist ungefähr so gross, wie die schwingende oder vibrierende Scheibe und wird zwar rotieren, aber nicht so schnell wie die Werkstücke, die sich unter dem Gewicht befinden.
Dient die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Polieren, Schleifen oder Läppen, so kann die "Platte" eine flache Pfanne, allenfalls mit sphärischem Boden und mit Seitenwänden, oder eine Schale sein. Die Seitenwände werden das Lapp- odeur Poliermittel auf der Arbeitsoberfläche zurückhalten, ob es sich nun um ein Pulver, das in einer Flüssigkeit suspendiert ist, oder nur um Pulver handelt. Dieses Mittel kann auch in Form von Schleifleinen od. dgl., dass auf der schwingenden Platte und dem Gewicht angeordnet ist, angewendet werden. Solche Oberflächen können auch mit nichtschleifenden Geweben oder Überzügen aus Kork, Filz oder Flanell mit oder ohne Polierrot bedeckt sein. Wenn die bearbeitende Oberfläche sphärisch gekrümmt ist, dann werden auch die Werkstücke eine ähnliche Oberfläche erhalten.
Die Zeichnung zeigt praktische Ausführungsbeispiele für erfindungsgemässe Vorrichtungen, Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch die Maschine, Fig. 2 ein Grundriss bei weggelassener Druckplatte, Fig. 3 ein Schnitt durch eine Pfanne mit sphärischer, das Schleifmittel tragender Oberfläche und ebener Druckplatte und Fig. 4 ein Schnitt durch eine Pfanne mit korküberzogener Druckplatte. Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch eine Läppmaschine mit hydraulisch anpressbarer Druckplatte, mit der die Anpressung des Werkstük-
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kes gegen die Läppoberfläche variiert werden kann. Die Fig. 6 und 7 zeigen perspektivisch Läppschalen in Sonderausführung.
Als Antriebsvorrichtung wird eine solche elektromagnetischer Art verwendet, wie sie für andere
Zwecke bereits z. B. in der USA-Patentschrift Nr. 2, 296, 292 beschrieben wurde. Sie besteht aus der
Grundplatte I, die vorzugsweise massiv ist, auf nachgiebigen Füssen 2 ruht und eine Verkleidung 3 besitzt.
Die Grundplatte 1 ist mit mehreren schrägen Sitzen 4 versehen, die um die senkrechte Mittelachse 5 symmetrisch verteilt sind. Auf diesen Sitzen sind die unteren Enden der abgestimmten Federn 6 gelagert, von welchen sich ein Satz auf je einer Seite der Grundplatte befindet. Die oberen Enden dieser Blattfedern sind mit den entsprechenden Sitzen 7 eines Rahmens 8 verbunden. Dieser Rahmen ist mit Schrauben 10 an der Polierplatte 11 befestigt.
Der Antriebsmagnet besteht aus einem E-förmigen Kernteil 12, welcher mit Hilfe von Schrauben 14 auf einer Stütze 13 auf dem oberen Teil der Grundplatte verstellbar fixiert ist. Der Mittelschenkel des
Kernes 12 trägt eine Magnetspule 15. Der Anker 16 ist mit dem Rahmen 8 verbunden und bezogen auf die
Achse 5, in der Mitte montiert. Die Federn 6 versetzen den Anker 16 in bezug auf die Polflächen des Ker- nes 12 in eine solche Lage, dass ein Luftspalt zwischen den Polflächen des E-förmigen Kernes und dem
Anker entsteht. Erregt man die Magnetspule 15 durch Stromstösse, so ziehen die magnetischen Energieim- pulse den Anker nach abwärts, wodurch die Federn 6 gespannt und der Rahmen sich etwas nach abwärts schraubenförmig bewegt. Sobald der Energieimpuls wegfällt, kehrt der Rahmen wieder in die Normalstel- lung zurück.
Die Federn gehen dabei etwas über ihre Ruhelage hinaus, wodurch eine vollständige
Schwingbewegung längs dergeneigten, gekrümmten Bahn erreicht wird.
Die Federn 6 werden so abgestimmt, dass der Rahmen 7, 8 sich mit einer Frequenz hin und her be- wegt, die von der Frequenz der treibenden Energieimpulse etwas verschieden ist, wodurch die beste Ar- beitsweise dieser Schwingungsvorrichtung erreicht wird. Die Energieimpulse können von jeder geeigneten
Wechselstromquelle bezogen werden. Die schwingende Platte bewirkt unter Berücksichtigung der Massen- kräfte die weiter oben näher beschriebene Wurfbewegung der Arbeitsstücke, wobei diese über die bearbei- tenden Flächen gleiten.
Wenn der Anker aus einem pernanentmagnetischen Werktstoff hergestellt ist, wird der Rahmen sich synchron mit dem Wechselstrom hin und her bewegen, da ein Impuls den Anker anzieht und der nächste
Impuls ihn abstösst. Wenn der Anker aus Weicheisenlamellen besteht, wird er mit der doppelten Netzfrequenz schwingen, da jede Periode zwei Impulse liefert, soferne Netzbetrieb gewählt wurde. Ein Halbwellengleichrichter 17 kann dazu verwendet werden, um die Zahl der Stromstösse des Wechselstromes auf Netzfrequenz zu reduzieren. Die Grösse der Stromimpulse wird durch einen Widerstand 18 geregelt.
Die schwingende Platte 11 hat die Form einer Schale mit ebenem Boden 20 und Ringwand 21. Die Schleifoberfläche ist mit Schleifleinen 22 od. ähnl. Material versehen. Die Werkstücke, die geschliffen werden sollen, sind Ringe 23, welche mit ihrer Unterseite das Schleifleinen 22 und mit ihrer grösseren Oberseite eine Korkfolie 24 der Druckplatte 25 berühren. Sowohl das Schleifleinen 22 als auch die Korkfolie sind auf dem sie tragenden Körper aufgekittet. Die Druckplatte 25 besitzt einen Traggriff 26. Die Druckplatte hat die Masse, die zur Hervorbringung eines ausreichenden Arbeitsdruckes notwendig ist.
Die Werkstücke 23 rotieren, sobald sie in der Schale 11,21 liegen im Sinne der Pfeile. Die Druckplatte 25 ist rund und lässt zwischen ihrem unteren Rand und der Schalenwand 21 ein Spiel 27. Die Seitenwände der Druckplatte 25 sind, wie bei 28 angedeutetr abgeschrägt, um die Reibung zwischen der Platte und den Seitenwänden 21 zu verringern. Wenn flüssige Schleifmittel verwendet werden, verhindert die Platte das Herausspritzen derselben.
Das zum Schleifen verwendete Material 22 kann ausser Schmirgelleinwand auch ein Schleifpulver sein, z. B. Korund, Saphirstaub, Ceriumoxyd od. dgl., zweckmässig in Form einer wässerigen Dispersion. Zahlreiche andere Schleif- und Poliermittel sind brauchbar. Schmiermittel, die in Verbindung mit den Pulvern verwendet werden, sind Terpentin, Wasser, Petroleum, Talg und Maschinenöl. Wünscht man die Druckplatte 25 an einer Drehung zu hindern, so kann man eine Platte 30 durch den Griff 26 hindurchragen und in Einkerbungen der Schale eingreifen lassen. Wenn die Werkstücke schwer sind, wird eine Druckplatte nicht benötigt.
Nach Fig. 3 weist die Schale 31 einen sphärischen Boden 32 auf ; 33 ist das ringförmige Arbeitsstück.
Die Druckplatte 34 besitzt einen Handgriff 35, trägt aber auch einen in der Mitte angebrachten Magneten 36, welcher mit dem sich auf dem Boden der Schale befindlichen Magneten 37 zusammenwirkt, wodurch der Arbeitsdruck vergrössert wird. Geringe seitliche Bewegungen der Druckplatte sind erlaubt, da die Oberfläche 32 kugelig ist. Zu weit kann sich jedoch die Druckplatte 34 nicht von der Mittelachse entfernen, da sie daran durch die zwischen den Magneten 36'und 37 bestehende Anziehung gehindertwird.
Wenn die Magneten 36,37 Elektromagnete sind, kann der erzielte Druck variiert werden.
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Gemäss Fig. 4 trägt die Schale 11 eine Schleifoberfläche 20 ; die Druckplatte 40 ist mit einer Anzahl von Gewichten 41,42, 43 versehen. Durch Verändern der Anzahl der Gewichte kann der Druck auf die
Werkstücke 23 verändert werden.
Nach Fig. 5 weist die Sc hleifschale 11 eine Schleifoberfläche 20 auf. Auf der Druckplatte 50 ist eine zweite Platte 51 fixiert, welche auf ihr durch eine ringförmige, reibungsarme Wälzlagerung 52 gehalten wird. Eine Schutzverkleidung 53 umgibt die Platte 51 und schützt die Wälzkörper. Zwischen der Platte 51 und einem Rahmen 54 ist eine hydraulische Druckvorrichtung angebracht, die mehr oder weniger zusätz- lichen Druck auf das Druckgewicht 50 und damit auf die Werkstücke 23 ausübt. Die Druckvorrichtung 55 wirkt über eine Feder 56, so dass keine starre Verbindung zwischen der Vorrichtung 55 und der Platte 50 besteht, wodurch die Druckplatte 50 rotieren kann. Die Druckplatte 51, die hydraulisch betätigte Vor- richtung 55 und die Federn 56 bleiben jedoch mit der Brücke 54 fix verbunden.
Auf diese Weise kann man den Läppdruck während des Arbeitsvorganges der Vorrichtung variieren.
Wenn Werkstücke geläppt werden sollen, die einen schnelleren und wirkungsvolleren Läppvorgang vorschreiben, können Einrichtungen, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, verwendet werden. Nach Fig. 6 ragt eine Brücke 60 über den oberen Teil der Schale 21 und ist mit abstehenden Stiften 61 und 62 verse- hen, welche mit dem Druckplatten 63 bei 64 in Kontakt kommen ; durch die entstehende Reibung erhält die Druckplatte eine zusätzliche Drehung. Die Druckplatte 63 kann sich auch ausserhalb der Reichweite der Stifte drehen, wenn sie aber in die Bereiche der Stifte gerät, erfährt sie eine zusätzliche Bewegung.
Nach Fig. 7 ist auf der Brücke 60 der Schale 21 die Führung 65 angebracht. Die Druckplatte 66 ist mit einer Anzahl von Stiften 67 ausgestattet, welche mit der Führung in Kontakt kommen, wodurch zu- sätzlich zur normalen Rotation der Druckplatte eine zusätzliche Drehung und eine zusätzliche Geschwin- digkeit erreicht und dadurch die Läppwirkung verstärkt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schleifen, Läppen, Polieren od. dgl. mindestens einer Fläche eines Werkstückes, wobei dieses mit der zu bearbeitendenFläche gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Schmirgelleinwand od. dgl. auf eine Platte aufgelegt wird, die eine hin-und hergehende Schwingbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkstück während des Schleifvorganges od. dgl.
durch die Platte eine Wurfbe- wegung erteilt wird, die nach einer zu der zu bearbeitenden Fläche geneigten Bahn verläuft, wobei das
Werkstück zunächst auf der Platte zurückgleitet, sodann von der Platte mitgenommen und vorwärtsgesto- ssen wird, sich hierauf von der Platte abhebt, während diese in ihre Ausgangslage zurückkehrt, und schliesslich auf die Platte, während sie ihren nächsten Vorwärtsgang ausführt, zurückfällt.