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Einrichtung zum Schleifen von dünnen Platten, insbesondere von Gesteinsproben für mikroskopische Untersuchungen
Für die mikroskopische Untersuchung von festen Körpern, wie Gesteinsproben, benötigt man dünne Platten von einigen Hundertstel Millimeter Dicke. Bisher hat man diese Gesteinsproben mittels einer Säge aus dem Gestein gewonnen und auf Glasplatten aufgeklebt, worauf die Gesteinsplatten durch einen Schleifvorgang fertiggestellt wurden. Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend, mühsam und wenig genau.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und hat insbesondere zum Ziel, eine Einrichtung zu schaffen, mit der Gesteinsschliffe schnell, genau und vollständig automatisch hergestellt werden können, so dass die bisherige Handarbeit erspart werden kann.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Schleifen von dünnen Platten, insbesondere von Gesteinsproben für mikroskopische Untersuchungen, besteht aus einem Gestell mit einem Werkstückträger, der aus einer am Ende einer motorisch angetriebenen Welle montierten Tragplatte besteht, mit einer Schleifscheibe, die am Ende einer Spindel montiert ist, welche von einem zweiten Motor angetrieben und nach einem Nonius od. dgl.
axial verstellbar ist, und mit einer automatischen Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lager von Werkstückträgerwelle und Schleifspindel auf einer gegenüber der Horizontalen geneigten Tragplatte befestigt sind, die im oberen Teil des Gestells der Einrichtung montiert ist, wobei die Werkstückträgerwelle parallel zur Schleifspindel angeordnet ist und die Schleifscheibe mit ihrer vorderen Stirnseite dem Werkstückträger zugewandt und gegenüber diesem nach unten versetzt angeordnet ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die automatische Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe eine am freien Ende der Werkstückträgerwelle an einem Exzenter angeordnete Steuerstange, deren anderes Ende an einem Schwinghebel angelenkt ist, welcher über eine auf ihm befestigte Klinke auf ein mit einer Stellschraube fest verbundenes Klinkenrad einwirkt. Die Steuerstange besitzt dabei an ihrem mildern Schwinghebel verbundenen Ende ein Langloch, in das ein mit dem Schwinghebel fest verbundener Zapfen eingreift, wobei die Steuerstange den Schwinghebel nicht mitnimmt, wenn der Zapfen in dem Langloch frei gleitet.
Ausserdem ist ein hakenförmiges Sperrglied für den Zapfen auf diesem Ende der Steuerstange angelenkt und durch einen mit dem Schleifscheibenschlitten verbundenen Anschlagstift in der normalen Sperrstellung gehalten, um den Zapfen gegenüber der Steuerstange festzulegen und ihn daran zu hindern, im Langloch zu gleiten, wobei das Sperrglied den Zapfen von der Steuerstange durch eine Schwenkbewegung erst löst, wenn der Anschlagstift durch die Zustellung der Schleifscheibe zurückgezogen worden ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Fig. 1 zeigt im Aufriss eine gemäss der Erfindung ausgeführte Einrichtung zum Schleifen dünner Platten, wogegen Fig. 2 diese Einrichtung im Grundriss darstellt. Fig. 3 zeigt die Schleifscheibe und die zugehörigen Teile und Fig. 4 den Werkstückträger. Fig. 5 enthält eine schematische Darstellung der Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe.
Ein Gestell 1 kann beispielsweise aus miteinander verschweissten Metallteilen bestehen, und an diesem Gestell ist oben eine Tragplatte 2 befestigt. An dieser Tragplatte sind die mechanischen Bestandtei-
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le der Einrichtung angeschraubt. Die Tragplatte 2 ist gegenüber der Horizontalen um etwa 100 geneigt.
Diese Anordnung erlaubt es, den zu schleifenden dünnen Platten eine Neigung von etwa 100 gegenüber der Vertikalen zu geben. Ausserdem lässt sich auf diese Weise die Haftung der dünnen Platten verbessern, da die Schwerkraft nicht mehr tangential zu den dünnen Platten wirkt.
Die mechanischen Bestandteile der Einrichtung sind im wesentlichen ein Werkstückträger, eine Schleif- scheibe, ein Motor zum Antrieb der Schleifscheibe und eine selbsttätig arbeitende Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe.
Gemäss Fig. 4 ist an der Tragplatte 2 ein Lagerstützenträger 3 befestigt. Die Lagerstützen selbst sind mit 4 und 5 bezeichnet. In diesen Lagern läuft eine Welle 6 zum Antrieb eines Werkstückträgers 7. Die Lagerflächen dieser Welle sind gegenläufig konisch ausgebildet, um ein axiales Spiel auszuschalten. Der Werkstückträger 7 ist am Ende der Welle 6 auf dem konischen Ende dieser Welle angeordnet und durch eine Mittelschraube befestigt. Zwischen den beiden Lagern befindet sich ein Kettenrad 8, das auf die Welle aufgekeilt ist. Über eine Kette 9 wird diese Welle von einem Motor 10 über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben. Dieser Motor ist im unteren Teil des Gestells angeordnet.
Die in Fig. 3 dargestellte'Schleifscheibe 18 wird über eine Spindel 11 angetrieben. Auf dieser sind zwei gegenläufig konische Rollen 12 angebracht. Der Träger 13 für diese Rollen ist an einem Gleitschuh 14 befestigt, der in einer Nut 15 an der Tragplatte 2 gleitet. Dieser Gleitschuh und die Nut 15 verlaufen genau parallel zur Welle 6 des Werkstückträgers 7.
Mittels eines Rändelknopfes 16 mit Skala wird eine Schraube 17 innerhalb einer Mutter verstellt. Die Schraube 17 wirkt auf die Lagerung der Spindel 11. Auf diese Weise kann man die Schleifscheibe 18 dem Werkstückträger 7 nähern oder sie von ihm entfernen.
Die Schleifscheibe 18 wird durch einen Motor 19 angetrieben, der unterhalb der Tragplatte 2 befestigt ist. Dieser Antrieb geschieht mittels der Riemenscheiben 20, 21 (s. die Fig. 1 und 2) und zweier Treibriemen 22. Die Riemenscheibe 21 ist auf der Spindel 11 verschiebbar.
Die Zustelleinrichtung (Fig. 5) enthält eine Steuerstange 23, die an ihrem rechten Ende mit einer Steuerscheibe 24 zusammenarbeitet, welche auf der Welle 6 des Werkstückträgers 7 befestigt ist. Diese Steuerscheibe enthält eine diametrale Nut 25, in welcher ein Drehzapfen 26 verschiebbar ist, an dem die Steuerstange 23 angelenkt ist. Durch Verschiebung des Drehzapfens 26 innerhalb der Nut 25 kann man das Ende der Steuerstange gegenüber dem Mittelpunkt der Steuerscheibe 24 mehr oder weniger verschieben.
Auf diese Weise lässt sich eine kleinere oder grössere Amplitude der Bewegung der Steuerstange einstellen.
Am andern, in Fig. 5 linken Ende der Steuerstange 23 befindet sich ein Langloch 27, in welches ein Zapfen 28 eingreift. Dieser Zapfen 28 ist auf einem Schwinghebel 29 befestigt, der konzentrisch zur Stellschraube 17 angeordnet ist. Am oberen Teil des Schwinghebels 29 befindet sich eine Klinke 30, welche ein Klinkenrad 31 zugeordnet ist, das mit der Stellschraube 17 fest verbunden ist.
Ein Sperrglied 32 in Form eines Hakens ist bei 33 an der Steuerstange 23 angelenkt. Dieses Sperrglied schlägt an einem Stift 34 an, der auf einem Winkel 35 (Fig. 2) befestigt ist. Dieser Winkel 35 ist mit dem Schleifscheibenschlitten fest verbunden und wandert zusammen mit diesem vor. Wenn der Stift 34 am Ende der Zustellbewegung der Schleifscheibe den Bereich des Gliedes 32 verlässt, gibt das Sperrglied 32 den Zapfen 28 frei, der somit dann innerhalb des Langloches 27 gleitet, so dass die Schleifscheibe nicht mehr weiter zugestellt wird.
Diese Zustelleinrichtung ist also in zweifacher Hinsicht einstellbar. Einerseits kann man die Amplitude der Bewegung der Steuerstange 23 einstellen, d. h. die Zahl der Zähne des Klinkenrades 31 einstel- len, die bei jeder Schwingbewegung des Schwinghebels 29 erfasst werden, indem man das rechte Ende de : Steuerstange 23 von dem Mittelpunkt der Steuerscheibe 24 mehr oder weniger entfernt. Anderseits kam man die gewünschte Dicke der Gesteinsschliffe dadurch einstellen, dass man die Lage des Stiftes 34 mittels eines Rändelknopfes 36 verstellt, der auf den Stift 34 aufgeschraubt ist. - Eine Feder 37, die auf eine Endscheibe 38 des Stiftes 34 drückt, verhindert eine Verschiebung des Stiftes 34 gegenüber dem Winke : 35.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist auch eine zur Benetzung dienende Einrichtung vorhanden, die ir Fig. 3 dargestellt ist.
Eine derartige Benetzung ist vor allem beim Schleifen von Gesteinsproben wichtig. Durch eine Benetzung kann man nämlich die Lebensdauer der Schleifscheibe wesentlich erhöhen. Ferner wird durch ei. ne derartige Benetzung nicht nur die Bearbeitung der Gesteinsproben erleichtert. sondern es gelingt aucl viel glattere Schliff-Flächen herzustellen.
Zu diesem Zweck sind zwei verschiedene Einrichtungen vorhanden :
Eine Benetzungsvorrichtung zur Speisung mit Petroleum, das für bestimmte Gesteine, welche sicl
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unter der Einwirkung von Wasser zersetzen, beispielsweise für Tone, eine geeignete Benetzungsflüssigkeit darstellt. Zu diesem Zweck wird ein Rückgewinnungsbehälter 39 unterhalb der Schleifscheibe 18 angebracht, und es wird ein Absetzbehälter 40 am unteren Teil des Gestells 1 angeordnet. Auf diesem ist eine Pumpe 41 befestigt, welche der Schleifscheibe 18 das Petroleum über einstellbare Düsen 42, 43 zuführt.
Eine Benetzungsvorrichtung für Wasser, die jedoch nicht mit dargestellt ist.
Für den Fall der Benetzung durch Wasser werden dieselben Düsen wie für die Benutzung von Petroleum verwendet, und die Wasserabführung geschieht ebenso wie bei der Benutzung von Petroleum.
Ein Zweiwegehahn, der auch eine Ruhestellung besitzt, erlaubt es sowohl Petroleum als auch Wasser in den Kreislauf einzuführen.
Ein Schutzgehäuse 44, das an Scharnieren befestigt ist, schützt den übrigen Teil der Einrichtung gegen die Benetzungsflüssigkeit.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermassen : Die mittels einer Säge von dem Block des zu untersuchenden Gesteins abgetrennten Gesteinsscheiben werden auf Glasplatten aufgeklebt. Diese Glasplatten werden auf dem Werkstückträger 7 angeordnet, auf welchem sie vermöge der glatten Oberfläche des Trägers haften. Die Haftung lässt sich noch dadurch verbessern, dass man in der Mitte der Stelle für jede Glasplatte Kanäle anbringt und diese Kanäle künstlich entlüftet. Dies kann über ein Loch geschehen, welches in dem Werkstückträger 7 angebracht ist und im übrigen beispielsweise mittels eines balgförmigen Behälters von einigen Kubikzentimeter Inhalt, der beispielsweise aus Gummi hergestellt und auf der Rückseite des Werkstückträgers angeordnet wird.
Zur Befestigung der Glasplatte auf dem Werkstückträger wird der Gummibehälter zusammengedrückt, so dass eine Saugwirkung auf die Glasplatten ausgeübt wird. Die Glasplatten werden innerhalb von kleinen rahmenartigen Erhöhungen auf dem Werkstückträger angeordnet, deren Höhe geringer ist als die Dicke der Glasplatte. Sodann wird der Motor mit Übersetzungsgetriebe 10 zum Antrieb des Werkstückträgers eingeschaltet.
Die Schleifscheibe 18 wird während ihres Antriebes in axialer Richtung vorgeschoben. Die auf dem Werkstückträger 7 befindlichen Gesteinsplatten sind der Vorderseite der Schleifscheibe zugewendet. Mittels des Rändelknopfes 16 wird die Schleifscheibe mit den Gesteinsproben in Berührung gebracht. Der Bedienungsmann schaltet sodann die Zustelleinrichtung ein und kann sich von da an auf die Beobachtung des Schleifvorganges beschränken.
Wenn sich die Schleifscheibe bis auf einige Hundertstel Millimeter den Glasplatten genähert hat, wird die Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe automatisch entriegelt. Sodann werden die beiden Schalter für die Motoren ausgeschaltet und die Gesteinsschliffe werden von dem Werkstückträger entfernt.
Man kann den Werkstückträger 7 auch aus einem transparenten Material anfertigen und hinter ihm eine Lichtquelle für polarisiertes Licht mit Strahlenbündelung anordnen. Mit Hilfe eines Mikroskopes, welches vor dem Werkstückträger angebracht wird, kann man die Farbe dieses Lichtes beurteilen und daraus auf die Dicke des Gesteinsschliffes schliessen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Schleifen von dünnen Platten, insbesondere von Gesteinsproben für mikroskopische Untersuchungen, bestehend aus einem Gestell mit einem Werkstückträger, der aus einer am Ende einer motorisch angetriebenen Welle montierten Tragplatte besteht, mit einer Schleifscheibe, die am Ende einer Spindel montiert ist, welche von einem zweiten Motor angetrieben und nach einem Nonius od. dgl.
axial verstellbar ist, und mit einer automatischen Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager von Werkstückträgerwelle (6) und Schleifspindel (11) auf einer gegenüber der Horizontalen geneigten Tragplatte (2) befestigt sind, die im oberen Teil des Gestells (1) der Einrichtung montiert ist, wobei die Werkstückträgerwelle (6) parallel zur Schleifspindel (11) angeordnet ist und die Schleifscheibe mit ihrer vorderen Stirnseite dem Werkstückträger (7) zugewandt und gegenüber diesem nach unten versetzt angeordnet ist.