Läppvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Läppvorrichtung, die in Verbindung mit einer Planläppmaschine verwendbar ist, mit zumindest einem auf der sich drehenden Läppscheibe der Maschine frei drehbar ruhenden Abricht- und Haltering, in welchem die Werkstücke unter einer auf diese einwirkenden, vertikalbeweglichen Druckplatte angeordnet sind.
Bei den bisher verwendeten Vorrichtungen war während des Läppvorgangs eine ständige Überprüfung der Werkstücke erforderlich, da es keine Vorrichtung gab, welche den Läppvorgang bei erreichtem Sollmass der Werkstücke selbsttätig unterbrach. Auch war es schwierig, eine gleichmässige Masshaltigkeit vieler Werk stücke zu erzielen. Bei Benutzung mehrerer Halteringe mussten die Werkstücke in den einzelnen Ringen genau überwacht werden, da nicht alle Werkstücke in allen Ringen gleichzeitig fertiggeläppt waren.
Da die Halterin ge für die Werkstücke selbst der Abnutzung an der auf der Läppscheibe ruhenden Fläche unterlagen, konnte man auch nicht eine Bezugsmessfläche an den Halterin gen anbringen.
Mit der Erfindung soll nun eine Vorrichtung geschaf fen werden, mit welcher die Mängel der bisher benutzten Läppvorrichtungen in überraschend einfacher Weise beseitigt werden können. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung soll den Läppvorgang selbsttätig auch bei weiterlaufender Läppscheibe unterbrechen, so dass der bisher für die Überwachung des Läppvorgangs erforderli che Aufwand in Fortfall kommt. Ferner soll ein Haltering geschaffen werden, dessen untere Stirnfläche keiner nennenswerten Abnutzung unterliegt und dabei eine Abziehwirkung auf die Läppscheibe ausübt, um diese ständig plan zu halten.
Gemäss der Erfindung wird die vorstehende Aufga benstellung dadurch gelöst, dass zwischen dem Abricht- und Haltering und der Druckplatte eine die Abwärtsbe wegung der Druckplatte begrenzende Anschlagvorrich tung wirksam ist.
Die erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung hat den grossen Vorteil, dass bei Verwendung mehrerer Abzieh- und Halteringe in Zusammenwirkung mit einer Läppscheibe jede Vorrichtung für sich den Läppvorgang bei weiterlaufender Läppscheibe unterbricht, wenn die Werkstücke ihr zuvor eingestelltes Sollmass erreicht haben, wobei dies bei den Werkstücken in den verschie denen Halteringen zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Fall sein kann.
Einzelheiten werden im Verlauf der Beschreibung ersichtlich.
Um die mit der Materie vertrauten Fachleute mit der Konstruktion und der Verwendungsart der Abricht- und Halteringe sowie der Läppbegrenzungsvorrichtung ge- mäss der Erfindung vertraut zu machen, sollen nunmehr mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegen standes der Erfindung beschrieben werden.
Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Läppma- schine, bei der die Vorrichtungen gemäss der Erfindung verwendbar sind; Fig.2 einen Vertikalteilschnitt in vergrössertem Massstab, im wesentlichen nach Linie 2-2 der Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen, wobei ein Ausführungsbei spiel eines Abricht- und Halteringes mit der zugeordne ten Vorrichtung gemäss der Erfindung in Arbeitsstellung auf der Läppscheibe angeordnet gezeigt ist;
Fig.3 eine in vergrössertem Massstab dargestellte Ansicht von unten des Abricht- und Halteringes und der in Fig. 2 gezeigten Läppbegrenzungsvorrichtung; Fig.4 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Läppbegrenzungsvorrichtung gemäss der Erfin dung; Fig.5 eine Teilansicht, teilweise geschnitten und teilweise in Ansicht einer weiter abgeänderten Ausfüh rungsform der Läppbegrenzungsvorrichtung gemäss der Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungs beispiel des Abricht- und Halteringes, welcher drehbare, in der Wandung desselben angeordnete Anschläge aufweist; Fig. 7 einen vertikalen mittleren Teilschnitt des in Fig.6 gezeigten Abrichtringes mit einer zugeordneten Platte in Arbeitsstellung auf einer Läppscheibe; Fig.8 einen vergrösserten Teilschnitt des in Fig.7 gezeigten Abrichtringes und des drehbaren Anschlags;
Fig. 9 eine vergrösserte Ansicht des in Fig. 8 gezeig ten drehbaren Anschlags; Fig. 10 einen vertikalen mittleren Schnitt einer abge änderten Ausführungsform des Abricht- und Halteringes mit vertikal verstellbaren Anschlägen in den Wänden desselben; und Fig. 11 einen horizontalen Teilschnitt, im wesentli chen nach Linie 11-11 der Fig. 10 in Richtung der Pfeile gesehen.
In der Fig. 1 ist eine typische Läppmaschine, bei der die Vorrichtungen gemäss der Erfindung zur Anwendung kommen können, mit 10 bezeichnet. Die Läppmaschine 10 weist einen Rahmen mit einem rohrförmigen Fuss oder Gehäuse 12 auf, welches eine Abstützung für eine horizontale Läppscheibe 14 bildet, die aus mehreren Segmenten 15 besteht, welche an einem Läpprad 16 (Fig.2) befestigt sind.
Ein Abstelltisch 17 umgibt die Läppscheibe. Eine wahlweise Drehung der Läppscheibe 14 um eine vertikale Achse wird durch eine innerhalb des Gehäuses 12 angeordnete Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) bewirkt. Die unteren Enden vertikaler Säulen 18 sind in geeigneter Weise an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 12 befestigt.
Zwischen den oberen Enden der Säulen 18 erstreckt sich über der Läppscheibe 14 eine horizontale Brücke 20 mit Querarmen 22, wobei bei dieser besonderen Läppma- schine vier Arme verwendet sind. Am äusseren Ende eines jeden Querarms 22 ist eine vertikale, pneumatische Kolben- und Zylinderanordnung angeordnet, die im gan zen mit 24 bezeichnet ist. Jede der pneumatischen Anordnungen 24 weist einen Zylinder 26 und eine Kolbenstange 28 auf.
Jeder Kolbenstange 28 ist eine Läppbegrenzungsvor- richtung 30 zugeordnet, wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, welche eine horizontale Druckplatte 32 aufweist, die in geeigneter Weise mit dem unteren Ende der zugeordneten Kolbenstange 28 verbunden ist. Von der Platte 32 erstrecken sich mehrere, nahe dem Umfang derselben in Umfangsteilung daran befestigte Halter 34 aufwärts und zwar vorzugsweise drei Stück. Die Halter 34 haben radial nach aussen vorstehende Arme 36, welche in einer Gewindebohrung vertikal verstellbare Anschlagschrauben 38 aufnehmen, die durch Sicherungs- muttern 40 in vorbestimmten Stellungen verriegelbar sind.
Die Läppbegrenzungsvorrichtungen 30 sind mit den Kolbenstangen 28 vertikal beweglich. Das Anheben der Läppbegrenzungsvorrichtungen 30 wird dadurch bewirkt, dass Druckluft in das untere Ende der Zylinder 26 eingelassen wird, während das Absenken der Vorrichtung 30 dadurch bewirkt wird, dass die Druckluft aus den unteren Enden dieser Zylinder abgelassen und Druckluft in die oberen Enden eingeführt wird.
Die Druckplatte 32 einer jeden Vorrichtung 30 passt mit geringem Spiel in einen Abricht- und Haltering 42. Der in den Fig. 2 und 3 gezeigte Haltering 42 besteht aus einem ringförmigen Körper 44 mit einer oberen und einer unteren Stirnfläche 46 bzw. 48. In der unteren Stirnfläche 48 ist eine ringförmige Ausnehmung 50 vorgesehen, in welcher mittels Epoxyharz mehrere in Umfangsteilung angeordnete, rechteckige Einsätze 52 angeordnet sind.
Die Einsätze 52 müssen aus einem Material hergestellt sein, welches einen grösseren Abriebswiderstand auf- weist, als das Material <I>der</I> Läppscheibe <I>14.</I> Sie sind vorzugsweise aus einem Material mit hohem Abnut zungswiderstand hergestellt, wie beispielsweise Borkar- bid. Die untere Stirnfläche 48 des Ringes 42 und die unteren, in der gleichen Ebene liegenden Flächen der Einsätze 52 können mit der Läppfläche der Läppscheibe 14 in Eingriff gebracht worden,
während die obere Stirnfläche 46 des Ringes 42 unter den Armabschnitten 36 der Halter 34 liegt und mit den unteren Enden der Verstellschrauben 38 zusammenwirkt.
Nachdem die Verstellschrauben 38 vertikal eingestellt und verriegelt sind, werden Werkstücke 54 innerhalb des Abricht- und Halteringes 42 in Stellung unter die Druckplatte 32 gebracht. Wenn die Druckplatte 32 an den Werkstücken angreift, haben die unteren Enden der Verstellschrauben 38 anfänglich einen Abstand gegen über der oberen Stirnfläche 46 des Ringes 42. Die Materialmenge, die von den Werkstücken entfernt wird, wird durch den anfänglichen Abstand zwischen den unteren Enden der Verstellschrauben 38 und der oberen Stirnfläche 46 des Ringes 42 bestimmt.
Dementsprechend wird das fertige Vertikalmass der Werkstücke 54 durch den Unterschied zwischen der Höhe des Ringes 42 und des vorher eingestellten vertikalen Abstands von der Ebene der unteren Enden der Verstellschrauben 38 zur Ebene der unteren Stirnfläche der Druckplatte 32 bestimmt.
Bei sich drehender Läppscheibe 14 wird eine freiflies- sende Mischung aus Schleifpartikeln und einem Ölträger durch die Austragrohre 56 (Fig. 1) auf die Läppscheibe 14 ausgetragen. Ein dünner Film 58 dieser Schleifmi schung (die Dicke desselben ist in Fig. 2 zum Zwecke der Verdeutlichung übertrieben dargestellt) bedeckt die Flä che der Läppscheibe 14, wobei während des Läppvor- gangs der Abricht- und Haltering 42 und die Werkstücke 54 auf dem Film 58 gleiten.
Während des Läppvorgangs wird weiterhin Druckluft in das obere Ende des entsprechenden Zylinders 26 eingeführt, um über die Kolbenstange 28 einen abwärtsgerichteten Druck auf die Druckplatte 32 und damit auf die Werkstücke 54 auszuüben, um die Läppgeschwindigkeit der Werkstücke zu erhöhen. Hierbei dreht sich der Ring 42 relativ zu der Druckplatte 32, um die durch die Kolbenstange 28 bestimmte Achse, so dass die Einsätze 52 die Läppschei- be 14 abziehen, um sie in ebenem Zustand zu halten.
Bei fortschreitendem Läppen der Werkstücke bewegen sich die unteren Enden der Verstellschrauben 38 zur oberen Stirnfläche 46 des Ringes 42 hin.
Wenn die unteren Enden der Verstellschrauben 38 an der oberen Stirnfläche 46 des Ringes 42 angreifen, wird die Abwärtsbewegung der Druckplatte 32 angehalten, so dass das Läppen der Werkstücke 54 automatisch aufhört, obwohl die Läppmaschine weiterläuft. Infolge der Vorse hung der hochabriebfesten Einsätze 52 ist die untere Stirnfläche des zum Abziehen der Läppscheibe 14 dienenden Abricht- und Halteringes 42 keiner Abnutzung ausgesetzt. Die Höhe des Ringes 42 bleibt daher konstant, und die obere Stirnfläche 46 dient als genaue Bezugsfläche für die Läppbegrenzungsvorrichtung 30.
Alle vier Vorrichtungen 30 und Halteringe 42 sind gleich ausgebildet und arbeiten in derselben Weise.
In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Läppbegrenzungsvorrichtung gemäss der Erfindung im ganzen mit 30a bezeichnet. Die Vorrichtung 30a ist in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise gleich der Vorrichtung 30, abgesehen davon, dass die Verstell schrauben 38 und die Sicherungsmuttern 40 an den drei Haltern 34 durch vertikal angeordnete Mikrometer schrauben 60 ersetzt sind. Jede der Mikrometerschrauben 60 weist eine mit einer Skala versehene Hülse 62 auf, die an dem Arm 36 des Halters 34 befestigt ist, wobei sich eine Spindel 64 durch den Arm 36 erstreckt und an der oberen Stirnfläche 46 des Abricht- und Halteringes 42 angreift, um die Abwärtsbewegung der Platte 32 anzuhal ten.
Mit einem drehbar angeordneten Griff 66 kann die Vertikalstellung der Spindel 64 vorgenommen werden.
In Fig.5 ist eine weitere abgeänderte Ausführungs form der Läppbegrenzungsvorrichtung gemäss der Erfin dung mit 30b bezeichnet. Die Vorrichtung 30b, die im übrigen gleich den Vorrichtungen 30 oder 30a ist, weist einen zusätzlichen Halter 34' mit einem Arm 36' auf, an welchem eine Messuhr 68 befestigt ist. Der Fühler 70 der Messuhr 68 erstreckt sich durch den Arm 36' und greift an der oberen Stirnfläche 46 des Abricht- und Halterin ges 42 an, um die Stellung der Druckplatte 32 gegenüber dem Ring 42 und damit die Dicke des verbleibenden und vom Werkstück 54 noch während des Läppvorgangs zu entfernenden Materials anzuzeigen.
In den Fig. 6-9 ist eine weitere Ausführungsform des Abricht- und Halteringes gemäss der Erfindung im ganzen mit 72 bezeichnet. Der Abricht- und Haltering 72 weist einen ringförmigen Körper 74 mit drei in Umfangs teilung angeordneten Reihen radialer zylindrischer Öff nungen 76a-f, 77a-f und 78a-f auf, wobei jede Reihe in schraubenlinienförmigem Abstand angeordnet ist. Ent sprechende Öffnungen der drei Reihen, beispielsweise die Öffnungen 76a, 77a und 78a liegen in derselben Ebene und sind 120 gegeneinander versetzt.
In einer Öffnung einer jeden Reihe von Öffnungen 76a-f, 77a-f und 78a-f ist ein im wesentlichen zylindri scher, radial aufweitbarer Anschlag 80 vorgesehen. Jeder Anschlag 80 weist einen exzentrischen Ansatz 82 auf, der sich radial einwärts in den ringförmigen Körper 74 erstreckt. Der Anschlag 80 weist eine längsgerichtete, konische Gewindebohrung 84 auf, in welche Schlitze 86 einmünden, um eine radiale Aufweitung des Anschlags zu gestatten, wobei ferner eine Ausnehmung 88 vorgese hen ist.
In jede konische Gewindebohrung 84 ist ein konischer Gewindebolzen 90 mit einer Ausnehmung 92 eingeschraubt. Die Ausnehmungen 88 und 92 können eine Sechskantform aufweisen und zur Aufnahme eines Schlüssels oder dgl. dienen.
In der unteren Stirnfläche 94 des ringförmigen Körpers 74 ist eine ringförmige Ausnehmung 96 vorgese hen, in welcher mittels Epoxyharz mehrere in Umfangs teilung angeordnete, rechteckige Einsätze 98 befestigt sind. Die Einsätze 98 müssen ebenso wie die Einsätze 52 aus einem Material hergestellt sein, welches einen grösseren Abriebwiderstand als das Material der Läpp- scheibe 14 aufweist und sind vorzugsweise aus einem hochabriebfesten Material, beispielsweise Borkarbid her gestellt.
Die untere Stirnfläche 94 des Ringes 72 und die in der gleichen Ebene liegenden unteren Flächen der Einsätze 68 greifen an der horizontalen Läppfläche der ringförmigen Läppscheibe 14 einer üblichen Läppma- schine an. Die Läppscheibe besteht aus Segmenten 15, die an einem Läpprad 16 befestigt sind.
Wenn der Abrichtring 72 verwendet wird, werden zunächst die drei Anschläge 80 in einem Satz entspre chender Öffnungen in einer gemeinsamen Ebene, bei spielsweise in den Öffnungen 76a, 77a und 78a angeord net, wobei die exzentrischen Ansätze 82 in etwa auf die gewünschte Höhe eingestellt werden.
Dann werden die Anschläge 80 mittels eines in die Ausnehmung 88 eingeführten Steckschlüssels drehbar verstellt, bis der exzentrische Ansatz 82 die genaue, gewünschte Höhe einnimmt. Schliesslich werden die konischen Schrauben 90 in die konischen Gewindebohrungen 84 mittels eines in die Ausnehmung 92 eingeführten Steckschlüssels eingeschraubt, um die Anschläge 80 radial aufzuweiten und dabei in der vorgewählten Winkelstellung innerhalb der Öffnung 76a, 77a bzw. 78a zu verriegeln.
Nachdem die Ansätze 82 der Anschläge 80 genau eingestellt und in ihrer Stellung verriegelt sind, werden Werkstücke 100 im Abricht- und Haltering 72 unter der Druckplatte 32 angeordnet, welche in üblicher Weise mit einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten Kolben stange 28 verbunden ist. Wenn die Druckplatte 32 an den Werkstücken angreift, weist die untere Fläche der Druckplatte anfänglich einen Abstand von den nach oben gerichteten Flächen der Exzenteransätze 82 der Anschlä ge 80 auf. Die Menge des von den Werkstücken 100 entfernten Materials wird durch den anfänglichen Ab stand zwischen der unteren Fläche der Druckplatte 32 und den Ansätzen 82 bestimmt.
Dementsprechend wird die fertige, vertikale Abmessung der Werkstücke<B>100</B> durch den Abstand zwischen der Ebene der aufwärts gerichteten Flächen der Ansätze 82 und der Läppfläche der Läppscheibe 14 bestimmt. Während die Läppscheibe 14 sich dreht, wird eine freifliessende Mischung aus Schleifpartikeln und einem Ölträger der Läppscheibe 14 zugeführt.
Ein dünner Film 106 dieser Schleifmi schung (die Dicke derselben ist in Fig. 7 zum Zwecke der Verdeutlichung übertrieben dargestellt) bedeckt die Läppfläche der Läppscheibe 14, wobei während des Läppvorgangs der Abricht-und Haltering 72 und die Werkstücke 100 über den Film 106 gleiten.
Während des Läppvorgangs kann weiterhin ein abwärts gerichteter Druck über die Kolbenstange 28 auf die Druckplatte 32 und damit auf die Werkstücke 100 ausgeübt werden, um die Geschwindigkeit des Läppens der Werkstücke zu erhöhen, wobei sich der Ring 72 relativ zur Druckplatte 32 um die durch die Kolbenstange 28 bestimmte Achse dreht, so dass die Einsätze 98 die Läppscheibe 14 abziehen, um sie plan zu halten. Bei fortschreitendem Läppvorgang der Werkstücke bewegt sich die untere Fläche der Druckplatte 32 näher an die Anschlagansätze 82.
Wenn die untere Fläche der Druckplatte 32 an den Anschlagansätzen 32 angreift, wird die Abwärtsbewe gung der Platte 32 angehalten und das Läppen der Werkstücke<B>100</B> wird automatisch eingestellt, obwohl die Läppmaschine weiterläuft. Da die abriebfesten Einsätze 98 vorgesehen sind, wird die untere Fläche des Ringes 72 keiner Abnutzung ausgesetzt, da letztere zum Abziehen der Läppscheibe 14 dient. Der Abstand zwischen den Anschlagansätzen 82 und der unteren Stirnfläche des Ringes 72 bleibt daher konstant, wobei die Anschlagan sätze 82 eine genaue Läppbegrenzung für die Druckplatte 32 bilden.
Verstellungen in der vertikalen Höhe der Anschlagansätze 82 können durch Umsetzen der An schläge 80 aus einem Satz der entsprechenden Öffnungen 76a-f, 77a-f und 78a-f aus einer Ebene in einen satzentsprechende Öffnungen in einer anderen Ebene oder durch Drehung der Anschläge 80 innerhalb der Öffnungen bei einer gegebenen Ebene vorgenommen werden oder durch eine Kombination beider Möglichkei ten. Ein mit einer Läppbegrenzungsvorrichtung kombi nierter Abrichtring kann an einer oder mehreren Läppstationen in Umfangsteilung um die Läppscheibe 14 verwendet werden.
In den Fig. 10 und 11 ist eine abgeänderte Ausfüh rungsform des Abricht- und Halterings nach der Erfin dung im ganzen mit 108 bezeichnet. Der Ring 108 weist einen ringförmigen Körper 110 mit drei vertikalen Schlitzen 112 auf, die in der Innenwand desselben unter 120 Teilung angeordnet sind. In jedem der Schlitze 112 ist ein Anschlag 114 gleitend angeordnet, welcher eine Nase 116 aufweist, die radial einwärts in den Ringkörper 110 vorsteht, wobei jeder Anschlag einen Schlitz 118 mit einer durch eine Ausnehmung gebildeten Schulter<B>119</B> aufweist.
Durch den Schlitz 118 eines jeden Anschlags 114 erstreckt sich eine in eine Gewindebohrung 120 des ringförmigen Körpers 110 eingeschraubte Schraube 122, die einen Kopf aufweist, der an der Schulter 119 des Schlitzes angreift. Die Schlitze 118 gestatten eine vertikale Gleitbewegung der Anschläge 114 relativ zu den Schrauben 122, so dass die Anschläge durch Lösen der Schrauben 122 und Bewegen der Anschläge in die gewünschten entsprechenden Stellungen und Anziehen der Schrauben vertikal verstellbar sind. Die untere Stirnfläche 124 des Ringes 110 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung <B>126</B> versehen, in welcher mehrere in Umfangsteilung angeordnete rechteckige Einsätze 128 befestigt sind.
Die Einsätze 128 bestehen aus gleichem Material und sind in gleicher Weise wie die Einsätze 98 des Abricht- und Halteringes 72 angeordnet und befe stigt. Der beschriebene Abrichtring und die Läppbegren- zungsvorrichtung 108 wird in gleicher Weise wie der Abrichtring und die Läppbegrenzungsvorrichtung 72 verwendet, wobei die Nasen 116 den gleichen Zweck wie die Anschlagansätze 82 haben, nämlich die Abwärtsbe wegung der Druckplatte 32 zu begrenzen.
Während bevorzugte Ausführungsformen des Erfin- gungsgegenstandes dargestellt und beschrieben worden sind, ist es für die mit der Materie vertrauten Fachleute offensichtlich dass Änderungen, ohne vom Erfindungs gegenstand abzuweichen, vorgenommen werden kön nen.
Lapping device The invention relates to a lapping device which can be used in connection with a face lapping machine, with at least one dressing and holding ring resting freely on the rotating lapping disc of the machine, in which the workpieces are arranged under a vertically movable pressure plate acting on them.
In the devices used up to now, constant checking of the workpieces was necessary during the lapping process, since there was no device which automatically interrupted the lapping process when the desired dimension of the workpieces was reached. It was also difficult to achieve uniform dimensional accuracy for many workpieces. When using several retaining rings, the workpieces in the individual rings had to be closely monitored, since not all workpieces in all rings were lapped at the same time.
Since the holding rings for the workpieces themselves were subject to wear on the surface resting on the lapping disc, it was also not possible to attach a reference measuring surface to the holding rings.
With the invention, a device is to be created with which the shortcomings of the lapping devices previously used can be eliminated in a surprisingly simple manner. The device according to the invention is intended to automatically interrupt the lapping process even if the lapping disc continues to run, so that the effort previously required for monitoring the lapping process is no longer necessary. Furthermore, a retaining ring is to be created, the lower end face of which is not subject to any significant wear and tear and thereby exerts a pulling effect on the lapping disk in order to keep it constantly flat.
According to the invention, the above task is achieved in that a stop device limiting the downward movement of the pressure plate is effective between the dressing and holding ring and the pressure plate.
The device designed according to the invention has the great advantage that when using several puller and retaining rings in cooperation with a lapping disc, each device interrupts the lapping process when the lapping disc continues to run when the workpieces have reached their previously set target dimensions, this being the case for the workpieces in the different retaining rings may be the case at different times.
Details will become apparent in the course of the description.
In order to familiarize those skilled in the art with the design and type of use of the dressing and retaining rings and the lapping limiting device according to the invention, several preferred exemplary embodiments of the subject matter of the invention will now be described.
1 shows a perspective view of a lapping machine in which the devices according to the invention can be used; 2 is a partial vertical section on an enlarged scale, seen essentially along line 2-2 of FIG. 1 in the direction of the arrows, with an exemplary embodiment of a dressing and holding ring with the associated device according to the invention being shown in the working position on the lapping disc is;
3 shows an enlarged view from below of the dressing and holding ring and the lapping limiting device shown in FIG. 2; 4 shows a partial view, partly in section and partly in view of a modified embodiment of the lapping limiting device according to the invention; 5 shows a partial view, partly in section and partly in view of a further modified Ausfüh approximately form of the lapping limiting device according to the invention;
6 shows a plan view of another embodiment example of the dressing and holding ring, which has rotatable stops arranged in the wall thereof; FIG. 7 shows a vertical central partial section of the dressing ring shown in FIG. 6 with an associated plate in the working position on a lapping disk; FIG. 8 shows an enlarged partial section of the dressing ring shown in FIG. 7 and of the rotatable stop;
FIG. 9 is an enlarged view of the rotatable stop shown in FIG. 8; Fig. 10 is a vertical central section of an abge modified embodiment of the dressing and retaining ring with vertically adjustable stops in the walls of the same; and FIG. 11 is a horizontal partial section, seen in the wesentli Chen along line 11-11 of FIG. 10 in the direction of the arrows.
In FIG. 1, a typical lapping machine in which the devices according to the invention can be used is denoted by 10. The lapping machine 10 has a frame with a tubular foot or housing 12, which forms a support for a horizontal lapping disk 14, which consists of several segments 15 which are attached to a lapping wheel 16 (FIG. 2).
A storage table 17 surrounds the lapping disc. An optional rotation of the lapping disk 14 about a vertical axis is brought about by a drive device (not shown) arranged within the housing 12. The lower ends of vertical columns 18 are suitably attached to opposite sides of the housing 12.
A horizontal bridge 20 with transverse arms 22 extends over the lapping disk 14 between the upper ends of the columns 18, with four arms being used in this particular lapping machine. At the outer end of each transverse arm 22, a vertical, pneumatic piston and cylinder arrangement is arranged, which is denoted by 24 in its entirety. Each of the pneumatic assemblies 24 has a cylinder 26 and a piston rod 28.
Each piston rod 28 is assigned a lapping limiting device 30, as can best be seen from FIGS. 2 and 3, which has a horizontal pressure plate 32 which is connected in a suitable manner to the lower end of the assigned piston rod 28. From the plate 32 a plurality of holders 34 attached thereto in circumferential spacing near the circumference thereof extend upwards, preferably three pieces. The holders 34 have arms 36 which project radially outward and which receive vertically adjustable stop screws 38 in a threaded bore, which can be locked in predetermined positions by means of locking nuts 40.
The lapping limiting devices 30 are vertically movable with the piston rods 28. The raising of the lapping restrictors 30 is effected by admitting compressed air into the lower end of the cylinders 26, while the lowering of the device 30 is effected by venting the compressed air from the lower ends of these cylinders and introducing compressed air into the upper ends.
The pressure plate 32 of each device 30 fits with little play in a dressing and holding ring 42. The holding ring 42 shown in FIGS. 2 and 3 consists of an annular body 44 with an upper and a lower end face 46 and 48, respectively An annular recess 50 is provided on the lower end face 48, in which a plurality of rectangular inserts 52 arranged in circumferential spacing are arranged by means of epoxy resin.
The inserts 52 must be made of a material that has a greater abrasion resistance than the material of the lapping disk 14. They are preferably made of a material with high abrasion resistance such as boron carbide. The lower end surface 48 of the ring 42 and the lower, coplanar surfaces of the inserts 52 can be brought into engagement with the lapping surface of the lapping disc 14,
while the upper end face 46 of the ring 42 lies under the arm sections 36 of the holder 34 and cooperates with the lower ends of the adjusting screws 38.
After the adjusting screws 38 have been set vertically and locked, workpieces 54 are brought into position under the pressure plate 32 within the dressing and holding ring 42. When the pressure plate 32 engages the workpieces, the lower ends of the set screws 38 are initially spaced from the upper face 46 of the ring 42. The amount of material removed from the workpieces is determined by the initial clearance between the lower ends of the set screws 38 and the upper end face 46 of the ring 42 is determined.
Accordingly, the finished vertical dimension of the workpieces 54 is determined by the difference between the height of the ring 42 and the previously set vertical distance from the plane of the lower ends of the adjusting screws 38 to the plane of the lower end face of the pressure plate 32.
As the lapping disk 14 rotates, a free-flowing mixture of abrasive particles and an oil carrier is discharged through the discharge tubes 56 (FIG. 1) onto the lapping disk 14. A thin film 58 of this abrasive compound (the thickness of which is exaggerated in FIG. 2 for the sake of clarity) covers the surface of the lapping disc 14, the dressing and retaining ring 42 and the workpieces 54 on the film during the lapping process 58 slide.
During the lapping process, compressed air continues to be introduced into the upper end of the corresponding cylinder 26 in order to exert a downward pressure on the pressure plate 32 and thus on the workpieces 54 via the piston rod 28 in order to increase the lapping speed of the workpieces. Here, the ring 42 rotates relative to the pressure plate 32 about the axis determined by the piston rod 28, so that the inserts 52 pull off the lapping disk 14 in order to keep it in a flat state.
As the lapping of the workpieces progresses, the lower ends of the adjusting screws 38 move towards the upper end face 46 of the ring 42.
When the lower ends of the adjusting screws 38 engage the upper end face 46 of the ring 42, the downward movement of the pressure plate 32 is stopped so that the lapping of the workpieces 54 automatically stops, although the lapping machine continues to run. As a result of the provision of the highly abrasion-resistant inserts 52, the lower end face of the dressing and retaining ring 42 used to pull off the lapping disk 14 is not exposed to any wear. The height of the ring 42 therefore remains constant, and the upper face 46 serves as an accurate reference surface for the lapping limiter 30.
All four devices 30 and retaining rings 42 are designed the same and work in the same way.
In FIG. 4, a modified embodiment of the lapping limiting device according to the invention is designated as a whole by 30a. The device 30a is identical to the device 30 in its structure and mode of operation, except that the adjusting screws 38 and the locking nuts 40 on the three holders 34 are replaced by vertically arranged micrometer screws 60. Each of the micrometer screws 60 has a graduated sleeve 62 attached to the arm 36 of the holder 34, with a spindle 64 extending through the arm 36 and engaging the upper face 46 of the dressing and retaining ring 42 stop the downward movement of the plate 32.
The vertical position of the spindle 64 can be carried out with a rotatably arranged handle 66.
In Figure 5, a further modified embodiment of the lapping limiting device according to the invention is denoted by 30b. The device 30b, which is otherwise identical to the devices 30 or 30a, has an additional holder 34 'with an arm 36' to which a dial indicator 68 is attached. The feeler 70 of the dial indicator 68 extends through the arm 36 'and engages the upper end face 46 of the dressing and holding device 42 to determine the position of the pressure plate 32 relative to the ring 42 and thus the thickness of the remaining workpiece 54 indicate material to be removed during lapping.
6-9, a further embodiment of the dressing and holding ring according to the invention is designated as a whole by 72. The dressing and holding ring 72 has an annular body 74 with three circumferentially spaced rows of radial cylindrical Publ openings 76a-f, 77a-f and 78a-f, each row being arranged at a helical distance. Corresponding openings of the three rows, for example the openings 76a, 77a and 78a lie in the same plane and are 120 offset from one another.
In one opening of each row of openings 76a-f, 77a-f and 78a-f, a substantially cylindri-shear, radially expandable stop 80 is provided. Each stop 80 has an eccentric boss 82 that extends radially inward into the annular body 74. The stop 80 has a longitudinally directed, conical threaded bore 84 into which slots 86 open in order to allow a radial expansion of the stop, with a recess 88 also being provided.
A conical threaded bolt 90 with a recess 92 is screwed into each conical threaded bore 84. The recesses 88 and 92 can have a hexagonal shape and serve to receive a key or the like.
In the lower end face 94 of the annular body 74, an annular recess 96 is vorgese hen, in which a plurality of circumferentially divided, rectangular inserts 98 are attached by means of epoxy resin. The inserts 98, like the inserts 52, must be made of a material which has greater abrasion resistance than the material of the lapping disk 14 and are preferably made of a highly abrasion-resistant material, for example boron carbide.
The lower end face 94 of the ring 72 and the lower surfaces of the inserts 68 lying in the same plane engage the horizontal lapping surface of the annular lapping disk 14 of a conventional lapping machine. The lapping disk consists of segments 15 which are attached to a lapping wheel 16.
If the dressing ring 72 is used, the three stops 80 are first arranged in a set of corresponding openings in a common plane, for example in the openings 76a, 77a and 78a, the eccentric lugs 82 being adjusted approximately to the desired height .
Then the stops 80 are rotatably adjusted by means of a socket wrench inserted into the recess 88 until the eccentric projection 82 assumes the exact, desired height. Finally, the conical screws 90 are screwed into the conical threaded bores 84 by means of a socket wrench inserted into the recess 92 in order to radially expand the stops 80 and thereby lock them in the preselected angular position within the opening 76a, 77a or 78a.
After the lugs 82 of the stops 80 are precisely set and locked in their position, workpieces 100 are arranged in the dressing and holding ring 72 under the pressure plate 32, which is connected to a pneumatically or hydraulically operated piston rod 28 in the usual manner. When the pressure plate 32 engages the workpieces, the lower surface of the pressure plate is initially at a distance from the upwardly directed surfaces of the eccentric lugs 82 of the stops 80. The amount of material removed from the workpieces 100 is determined by the initial stand between the lower surface of the pressure plate 32 and the lugs 82.
Accordingly, the finished, vertical dimension of the workpieces 100 is determined by the distance between the plane of the upwardly directed surfaces of the lugs 82 and the lapping surface of the lapping disc 14. As the lapping disk 14 rotates, a free-flowing mixture of abrasive particles and an oil carrier is fed to the lapping disk 14.
A thin film 106 of this abrasive compound (the thickness of which is exaggerated in FIG. 7 for the sake of clarity) covers the lapping surface of the lapping disk 14, the dressing and retaining ring 72 and the workpieces 100 sliding over the film 106 during the lapping process.
During the lapping process, a downward pressure can also be exerted via the piston rod 28 on the pressure plate 32 and thus on the workpieces 100 in order to increase the speed of the lapping of the workpieces, the ring 72 moving relative to the pressure plate 32 by the piston rod 28 rotates certain axis, so that the inserts 98 pull off the lapping disk 14 to keep it flat. As the work piece lapping continues, the lower surface of the pressure plate 32 moves closer to the stop lugs 82.
When the lower surface of the pressure plate 32 engages the stop lugs 32, the downward movement of the plate 32 is stopped and the lapping of the workpieces 100 is automatically stopped even though the lapping machine continues to run. Since the abrasion-resistant inserts 98 are provided, the lower surface of the ring 72 is not exposed to wear, since the latter serves to pull off the lapping disk 14. The distance between the stop lugs 82 and the lower end face of the ring 72 therefore remains constant, the stop lugs 82 forming a precise lapping limit for the pressure plate 32.
Adjustments in the vertical height of the stop lugs 82 can be made by converting the stops 80 from a set of the corresponding openings 76a-f, 77a-f and 78a-f from one level into a set of openings in another plane or by rotating the stops 80 within of the openings can be made at a given plane or by a combination of both possibilities. A dressing ring combined with a lapping limiting device can be used at one or more lapping stations in circumferential division around the lapping disc 14.
10 and 11, a modified Ausfüh is approximately the form of the dressing and retaining ring according to the inven tion designated as a whole by 108. The ring 108 has an annular body 110 with three vertical slots 112 which are arranged in the inner wall of the same at 120 pitches. A stop 114 is slidably disposed in each of the slots 112 and has a nose 116 which projects radially inward into the ring body 110, each stop having a slot 118 with a shoulder 119 formed by a recess.
A screw 122 which is screwed into a threaded bore 120 of the annular body 110 and has a head which engages the shoulder 119 of the slot extends through the slot 118 of each stop 114. The slots 118 permit vertical sliding movement of the stops 114 relative to the screws 122 so that the stops are vertically adjustable by loosening the screws 122 and moving the stops to the desired appropriate positions and tightening the screws. The lower end face 124 of the ring 110 is provided with an annular recess 126, in which a plurality of rectangular inserts 128 arranged in a circumferential division are fastened.
The inserts 128 are made of the same material and are arranged in the same way as the inserts 98 of the dressing and retaining ring 72 and BEFE Stigt. The described dressing ring and the lapping limiting device 108 is used in the same way as the dressing ring and the lapping limiting device 72, the lugs 116 having the same purpose as the stop lugs 82, namely to limit the downward movement of the pressure plate 32.
While preferred embodiments of the subject matter of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the subject matter of the invention.