CN109661294B - 振动抛光设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振动抛光设备，其包括：振动驱动装置(1)，以用于产生振荡的振动以用于对样品抛光；抛光盘(2)，所述抛光盘与振动驱动装置(1)连接并且由所述振动驱动装置可驱动；以及抛光盆(3)，其构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品并且与抛光盘(2)为了带动而耦合，其中，在抛光盆(3)和抛光盘(2)之间的连接通过快速离合器进行，以便在振动设备的运行中将振荡的振动从抛光盘(2)传输到抛光盆(3)上并且借此使要抛光的样品(8)在抛光盆(3)中运动。

Description

振动抛光设备

技术领域

本发明涉及一种振动抛光设备，其用于产生振荡的振动以用于要抛光的样品的循环的输送运动；抛光盘，其与振动驱动装置固定连接并且由所述振动驱动装置可驱动；以及抛光盆，其构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品并且与抛光盘连接以用于带动。

背景技术

这样的振动抛光设备通过US 3,137,977已知并且具有循环的马达，所述马达驱动偏心的重量并且其壳体由此进入振动中。所述壳体与驱动板连接，所述驱动板通过橡胶弹性的元件与盆状的构件持久连接，所述构件通过基础壳体支承在桌板或类似物上。振动板本身不可拆卸地集成在设备中并且可以通过手柄(Griff)与驱动板置于摩擦锁合中，以便在所述驱动板的振动中被带动。振动板设有抛光剂或抛光布并且具有环形的边缘，从而其可以视为抛光盆。要抛光的样品借助样品支架装入抛光盆中并且由于通过在运行中的不平衡驱动的振动经受轨道运动和同时旋转运动。然而这样的不平衡驱动将强烈的有害的振动输出到振动抛光设备的进行支撑的环境上。此外形成抛光盆的抛光盘的替换只烦琐并且费时地通过拆卸设备才可能。

发明内容

本发明的任务是，提供一种振动抛光设备，其中构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品的抛光盆这样构造，使得抛光盆可以简单地从振动抛光设备取出并且简单地以另一个抛光盆、必要时以另外的抛光介质替换。

本发明的另一方面是，给出一种振动抛光设备，其中比在现有技术中的情况将较不强烈的振动振荡输出给环境。

本发明的另一方面在于抛光介质在抛光盆中的密封的紧固，尤其是当抛光介质包括抛光布和抛光剂悬浮物时。

本发明的任务通过按照本发明的振动抛光设备的技术方案解决。

详细地给出一种振动驱动装置，其用于产生振荡的振动以用于要抛光的样品的循环运动，其中振动驱动装置作为单元驱动与其固定连接的附加的抛光盘。为了带动而耦合的抛光盆安放到抛光盘上。所述抛光盆构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品。如通常的，所述要抛光的样品可以装入在样品支架中。抛光盘和抛光盆的耦合、尤其是垂直的或轴向的耦合通过快速离合器进行，所述快速离合器能够实现抛光盆的迅速的脱开和替换并且可以是机械保持部(其例如是卡口接头)或是磁性的类型。

为了形成快速离合器，铁磁的部件、尤其是铁磁的层是优选的，其引起抛光盆在抛光盘上的磁性的附着。换句话说是，尤其是作为铁磁的第一或第二层构成的铁磁的第一和第二部件引起抛光盆在振动驱动装置上、尤其是抛光盘上的磁性的附着，以便在振动抛光设备的运行中将振荡的振动从抛光盘传输到抛光盆上并且借此使要抛光的样品在抛光盆中运动。这以有利的方式能够实现包括抛光盆的可靠的紧固、振动运动的良好的传输和尽管如此容易的可替换性和良好的操作的协同。

优选进一步包括形锁合嵌接部件，其可以引起定心和/或抛光盆到抛光盘上的水平或横向形锁合的耦合并且借此有助于将抛光盆带动到抛光盘的振荡的振动运动中。

换句话说，磁性的附着力这样确定，使得其尤其是与水平或横向形锁合作用的形锁合嵌接部件共同作用引起抛光盆到抛光盘上的三维的耦合，所述耦合一方面足够强烈，以便将抛光盆这样紧固在抛光盘上，使得抛光盘的振荡的振动运动可以传输到抛光盆上，并且另一方面通过用户、尤其是手动通过克服磁性的附着力而可脱开，以便可以容易地替换抛光盆。

振荡的振动优选导致要抛光的样品关于在抛光盆内的样品循环而一阵阵的、倾斜向上指向的切向运动并且借此尤其是导致样品在抛光介质上的跳动和滑动并且导致要抛光的样品在抛光盆内相对于抛光介质的循环输送，这导致对样品在其下侧上的抛光。

作为抛光介质，抛光布和以悬浮物的抛光剂是优选的。也可用其他抛光介质，例如精细的磨料或精细的砂纸和/或抛光纸。

作为铁磁的层之一可以使用磁盘或磁膜并且金属/钢板盘或磁膜盘用作另一个铁磁的层。在两种情况中取得抛光盆在抛光盘上的磁性的附着，因而取得抛光盆在抛光盘上的优选容易可脱开的垂直的或轴向的磁性的紧固。

磁盘或磁膜可以粘接在抛光盘的上侧上或抛光盆的下侧上。钢板盘或磁膜盘可以粘接在抛光盆的下侧上或在抛光盘的上侧上。这构成简单的但有效的紧固类型。

作为第一形锁合嵌接部件可以使用头螺栓并且作为第二形锁合嵌接部件使用嵌接开口。通过头螺栓的头部嵌接到嵌接开口中，阻止抛光盘和抛光盆之间的相对运动。换句话说，形锁合嵌接部件引起抛光盆在振动驱动装置上或抛光盘上的水平的或横向的固定，以便将抛光盘的振荡的运动传输到抛光盆上。

附加地，横向形锁合作用的形锁合嵌接部件优选还可以包括定心轮毂，以便引起抛光盆的定心和定位。换句话说，尤其是垂直或轴向作用的磁性的附着和水平或横向作用的形锁合的优选组合引起抛光盆在振动驱动装置上或抛光盘上的稳定的然而容易可脱开的并且实际上可操作的紧固，以用于将振动驱动装置或抛光盘的振荡运动传输到抛光盆上。然而不应该排除，可以放弃水平或横向作用的形锁合，例如当磁性的附着力足够强烈时，以致也阻止水平的或横向的移动，或可以使用其他机构以用于抛光盆在抛光盘上的水平的或横向的固定。

优选地，抛光盆由塑料材料构造，包括在底部内侧上的用于单独可操作的抛光剂的载体材料。所述载体材料可以抛光布，所述抛光布尤其是磁性地附着在抛光盆上。抛光布可以为此在下侧设有磁化的、铁磁的机构。抛光盆具有环绕的侧壁，所述侧壁包括环槽或楔形槽，所述环槽或楔形槽在抛光盆的底壁上在高度方面按照载体材料的厚度延伸并且接纳橡胶弹性的环，所述环夹紧地遮盖载体材料的边缘并且借此阻止抛光布可能剥离。橡胶弹性的环可以容易地取出，从而抛光布或抛光剂的其他载体材料是可容易替换的。

有利地，抛光盆作为用于抛光布和抛光剂悬浮物的容器构成并且以盖密封地可封闭以及装备有拉手，以便作为整体可以放下在抛光盘上或从抛光盘抬起。对于一个振动抛光设备因此可以有许多抛光盆可供使用，所述抛光盆可以容易地在抛光设备上更换并且其规格可通过标志容易看出。抛光盆适宜地可堆叠地构造。在要实施的抛光工作时，可以依次使用具有不同等级抛光剂的粒度的不同抛光盆，而这不会导致在要抛光的样品的加工中的混化。即所述样品可以在各个加工步骤之间清洗，以便避免在各个容器之间的不同粒度抛光介质的拖带。除此之外容器也可容易地净化。

所述振动抛光设备适宜地这样构造，使得在抛光盆和抛光盘之间存在边缘空隙，工具可嵌接到所述边缘空隙中，以便将抛光盆从抛光盘轻柔地抬起。抬起工具可以放置到空隙上，但也可能的是，抬起工具构成为振动抛光设备的部分。这样的集成的抬起工具具有到边缘空隙中的嵌接部分和边缘空隙外的把手部分并且可以例如通过在把手部分上的转动使边缘空隙逐渐放大，这导致抛光盆从抛光盘轻柔地抬起。由此如果应该更换抛光盆，则避免在抛光盆内的抛光剂悬浮物泼洒出。

振动驱动装置适宜地这样构造，使得其具有振动板，抛光盘紧固在所述振动板上。有利的紧固类型是与抛光盘在振动驱动装置的振动板上的定位相联系的螺栓连接。

一种优选的振动驱动装置除了振动板之外还具有环形的或盘形的基本部件和环形的或盘形的配合振动部件，它们通过第一板簧连接。所述第一板簧按照螺纹螺旋面关于设备的中轴线延伸并且能够实现基本部件和配合振动部件之间的反向的相对的转动振动运动。

振动驱动装置的振动板与基本部件通过第二板簧连接，所述第二板簧如第一板簧按照螺纹螺旋面关于设备的中轴线延伸。电动的驱动装置设置在配合振动部件和振动板之间并且优选包括在配合振动部件上的励磁线圈或电磁铁以及在振动板上的衔铁，以便在运行中产生在配合振动部件和振动板之间的反向的振荡的转动振动运动，其方式为电磁铁接通和关断，其中衔铁能够使第二板簧张紧或能够使其松弛。在此当板簧通过驱动装置张紧时，振动板从配合振动部件抬起一点，而当驱动装置短时关断时，振动板再次往回运动到配合振动部件上。通过驱动装置的周期性的接通和关断，可以因此围绕设备的中轴线产生振动板相对于配合振动部件的转动振动运动。

包括成对通过第一和第二板簧相互连接的基本部件、配合振动部件和振动板的振动驱动装置能够实现质量力补偿和借此振动力补偿，其中相比于不平衡驱动、如在以前的振动抛光设备中的情况，将更少的振动能量发射到环境中。

在新的振动抛光设备中，振动驱动装置、抛光盘和抛光盆形成第一单元，所述第一单元减振地支承在保护壳体上并且设置在作为第二单元的控制部件旁边。保护壳体总体上具有楔形的造型，其包括成阶梯的楔尖端。在保护壳体内在钝化的楔尖端的区域中安放振动设备的控制部件，而在外面在保护壳体上安装操作面板。在操作面板上的触摸屏是优选的。总体上取得窄的振动设备，其中抛光盆部分地、尤其是半沉入地设置在壳体中。

振动抛光设备通常伴随样品支架使用，要抛光的样品插入在所述样品支架中。用于按照本发明的振动抛光设备，提供具有不同尺寸和重量的样品支架组。第一驱动件和配合振动部件沿其中一个方向振动并且第二驱动件连同振动板和所有与其连接的部件沿另一方向振动。因为样品、样品支架、抛光盆、抛光盘、振动板和电动驱动装置的第二驱动件的惯性质量相反于配合振动部件的惯性质量和电动驱动装置的第一驱动件的运动方向振动，所以发生了惯性质量平衡，其在理想情况中导致，质量重心大致保持静止，从而到振动抛光设备的位置上的支承力大致保持恒定并且几乎没有振动放出到环境。干扰力通过对设备的控制部件的相应控制来排除(ausregulieren)。

因此利用按照本发明的振动抛光设备取得极其安静的运行。

附图说明

以下借助附图说明实施例。图中：

图1示出穿过振动抛光设备的示意性纵剖面；

图2示出穿过振动设备的示意性横截面；

图3示出图2的放大的细节；

图4以侧视图示出振动驱动装置，其部分地被剖切；

图5示出抛光盆的俯视的透视图；

图6示出抛光盆的仰视的透视图；

图7示出抛光盆盖的俯视的透视图；

图8示出包括安放的抛光盆的振动驱动装置的仰视的透视图；

图9示出样品支架的剖面图；以及

图10示出振动抛光设备的透视总图。

具体实施方式

振动抛光设备的主要部件是振动驱动装置1、抛光盘2和抛光盆3。此外所述设备还包括控制部件4和保护壳体5。

电动的振动驱动装置1(图4)具有环形的或盘形的基本部件11、环形的或盘形的配合振动部件12、振动板13以及包括第一驱动件14和第二驱动件15的电动的驱动装置。基本部件11与配合振动部件12通过第一板簧16连接。此外基本部件11通过第二板簧17与振动板13连接。板簧16和17分别形成三个弹簧叶片组，所述弹簧叶片组围绕设备的周向分布地设置。振动驱动装置1可以配置有中轴线或对称轴10，相对于所述中轴线或对称轴，板簧16和17如多线的、非常陡峭地伸展的螺钉的螺纹线段(Gangstücke)形成螺纹螺旋面，所述螺纹螺旋面径向于中轴线10延伸并且相对于中轴线10占据18°的倾斜角。振动驱动装置1的结构详细在DE 10 2004 034 481 B4或US 7 143 891 B2中说明，对此在此进行参考并且其就此通过引用成为本公开内容的技术方案。

如图1和2示出的，抛光盘2与振动驱动装置1固定连接，并且更确切地说是在24处拧紧并且在25处定位(indexieren)到振动板13上。在其上侧上，抛光盘2作为铁磁的第一层具有磁盘或磁膜21(图3)，所述磁盘或磁膜紧固、在该示例中粘接到抛光盘2的上侧上。嵌接到抛光盆3的嵌接开口33中的头螺栓23可以视为快速离合器的形锁合嵌接部分。

优选由塑料制成的抛光盆3与抛光盘2为了带动而耦合并且为此目的在其下侧上具有磁膜盘或钢板盘31作为铁磁的第二层并且可以粘接在抛光盆3的下侧上。当抛光盆3放置到抛光盘2上时，铁磁的各层起作用以用于将抛光盆3与抛光盘2耦合，由此抛光盆3被带动到抛光盘2的振荡的振动中。

抛光盘2借助中央的螺钉24和定心垫片22紧固在振动板13的上侧上并且通过偏心设置的定位销25定位。

定心垫片22嵌接到抛光盆3的底壁中的中央的空隙32中，以便使抛光盆3定心。同样头螺栓23嵌接到抛光盆3的对应的底部空隙33中，以便产生形锁合，防止振动驱动装置1或抛光盘2与抛光盆3之间的相对旋转。

抛光盆3在图5和6中透视示出并且示出在底壁的下侧上的钢板盘31。抛光盆3具有侧壁34，包括在其上安装的拉手35。如由图3和5可看出的，侧壁34具有环绕的楔形槽36，用于抛光布6的接纳空间(图3)处于所述楔形槽下。抛光布6的边缘通过橡胶弹性的环37夹紧，所述环嵌接到楔形槽36中并且将抛光布6的边缘下压。在侧壁34上的手指开口38便利于弹性的环37从楔形槽36中取出和借此便利于抛光布6的更换，所述抛光布在其下侧上配设有磁化的铁磁的机构，以便良好贴靠和附着。优选地，将抛光盆由一种塑料材料制成。抛光布6是载体材料，抛光剂悬浮物添加到其上。

抛光盆3可以以可锁紧的盖7(图6、7)封闭，从而产生用于抛光布和抛光剂悬浮物的可封闭的容器。盖7具有突出部72和73，所述突出部配合到抛光盆的底部空隙32和33中，从而封闭的抛光盆3(图6、7)上下相叠地可堆叠。规定，为振动抛光设备提供一定的数量的这样的抛光盆(图6、7)，这些抛光盆可以容纳具有不同的粒度的抛光剂悬浮物。以这种方式能够实现，将振动抛光设备首先作为用于要抛光的样品的精磨设备并且随后作为最终抛光设备利用。

如最好的由图3可看出的，边缘空隙29处于抛光盘2和抛光盆3之间，工具可以嵌接到所述边缘空隙中，以便将抛光盆3轻柔地从抛光盘2抬起。所述轻柔的抬起可以机械化，其方式为，例如在前端部上具有凸轮的把手嵌接到间隙29中(未示出)，其中通过旋转工具，凸轮使间隙29扩大并且借此抛光盆3克服磁性的附着力从抛光盘2轻柔地抬起。也足够的是，借助把手35将抛光盆轻柔地抬起。

如按照图1可看出的，振动驱动装置1、抛光盘2和抛光盆3形成第一单元，所述第一单元在保护壳体5中设置在作为第二单元的控制部件4旁边。保护壳体5总体上具有楔形的造型，包括钝化的楔尖端51，控制部件4安放在所述楔尖端内。保护壳体5的上侧在钝化的楔尖端51的区域中构造为操作面板并且可以具有触摸屏52。壳体盖53用于遮盖振动抛光设备。

图8示出振动驱动装置1连同安放的抛光盆3以及加速度传感器18，所述加速度传感器能测量抛光盘2和抛光盆3之间的加速度并且由此形成加速信号。所述信号引回控制部件4，以便能调节性地对输送给振动驱动装置的电压、电流强度和脉冲进行干预。

图9示出穿过样品8的剖视图和样品支架，样品8可以利用所述支架配合地夹紧，以便以下侧8安放到抛光布6上。

首先振动抛光设备的运行如下进行。

首先预备多个要抛光的样品8以用于抛光过程。这在通常的情况下表示，样品这样定位在样品支架9中，使得要抛光的面81从样品支架伸出。

控制器4接通用于输出具有预定的频率和强度的电流，以便将振动驱动装置1置于运转中。在振动板13上产生的振动是振荡的并且导致，处于抛光盆上的并且要抛光的样品8处于一阵阵跳动的运动中并且在此循环地在抛光盆3中被驱动。在每个电压脉冲时，第一或第二驱动件14、15相对于彼此运动，并且借此配合振动部件12也相对于振动板13运动，由此板簧16和17张紧，并且当电压脉冲降低时，板簧16和17将设备部件往回引导到其起始位置中。抛光盘2与振动板13固定连接并且这样使其一起运动。但这也适用于抛光盆3，因为所述抛光盆被机械和/或磁性带动。定位销25阻止抛光盆3相对于抛光盘2的不希望的转动运动。

所描述的实施形式应被示例性地评价。多种多样的变型是可能的。运动可以如已知的那样叠加。可以设有两个第一驱动件和两个第二驱动件，它们所产生的运动叠加，以便有利于要抛光的样品在罐形的抛光盆中的循环。利用三个第一和第二驱动件可以取得还更有利的结果。

本领域技术人员可看出，所述特征不管其在说明书、权利要求书、附图中或另外地予以公开还是单独地定义本发明的重要的组成部分，即使其与其他的特征一起共同说明。

Claims (20)

1.振动抛光设备，包括：

-振动驱动装置(1)，用于产生振荡的振动以用于对样品(8)抛光，

-抛光盘(2)，所述抛光盘与振动驱动装置(1)连接并且能由所述振动驱动装置驱动，以及

-抛光盆(3)，其构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品(8)并且与抛光盘(2)为了带动而耦合，其中，所述抛光盆(3)可脱开地紧固在抛光盘(2)上并且可脱开的紧固借助磁性的附着力实现，以及

-形锁合嵌接部件，所述形锁合嵌接部件能够引起抛光盆到抛光盘上的定心和/或水平或横向形锁合的耦合并且借此有助于将抛光盆带动到抛光盘的振荡的振动运动中。

2.按照权利要求1所述的振动抛光设备，

其中，抛光盘(2)在其上侧上具有铁磁的第一部件(21)，并且抛光盆(3)在其下侧上配设有铁磁的第二部件(31)，

其中，铁磁的第一部件(21)和第二部件(31)共同作用并且产生抛光盆(3)在抛光盘(2)上的附着。

3.按照权利要求2所述的振动抛光设备，

其中，铁磁的部件之一作为以磁盘或磁膜形式的铁磁的层和/或另一个铁磁的部件作为以金属盘或磁膜盘形式的铁磁的层构成。

4.按照权利要求3所述的振动抛光设备，

其中，所述磁盘或磁膜粘接在抛光盘(2)的上侧或抛光盆(3)的下侧上。

5.按照权利要求3或4所述的振动抛光设备，

其中，所述金属盘或磁膜盘粘接在抛光盆(3)的下侧上或在抛光盘(2)的上侧上。

6.按照权利要求1所述的振动抛光设备，

其中，在抛光盘(2)和抛光盆(3)之间设置定心和定位机构(22、32；23、33)。

7.按照权利要求1所述的振动抛光设备，其中，所述抛光介质具有载体材料和抛光剂。

8.按照权利要求7所述的振动抛光设备，

其中，所述载体材料是抛光布(6)并且抛光剂以抛光剂悬浮物存在。

9.按照权利要求7所述的振动抛光设备，

其中，所述抛光盆(3)具有包括用于载体材料的接纳空间的底壁和包括楔形槽(36)的环绕的侧壁(34)，所述楔形槽用于接纳橡胶弹性的环(37)，使得所述环遮盖载体材料边缘并且紧密地贴靠在该边缘上。

10.按照权利要求8所述的振动抛光设备，

其中，所述抛光盆(3)构成为用于载体材料和抛光剂悬浮物的塑料容器并且能以盖封闭以及具有拉手(35)，以便能够作为整体放下到抛光盘(2)上或从抛光盘(2)抬起。

11.按照权利要求1所述的振动抛光设备，

其中，在抛光盆(3)和抛光盘(2)之间存在边缘空隙(29)，工具能嵌接到所述边缘空隙中，以便将抛光盆(3)从抛光盘(2)轻柔地抬起。

12.按照权利要求1所述的振动抛光设备，

其中，所述振动驱动装置(1)具有振动板(13)，抛光盘(2)紧固在所述振动板上，并且所述振动板能够围绕所述振动驱动装置(1)的中轴线(10)实施转动振动。

13.按照权利要求12所述的振动抛光设备，

其中，所述振动驱动装置(1)附加于振动板(13)还具有环形的基本部件(11)和环形的配合振动部件(12)，所述基本部件和配合振动部件围绕中轴线(10)延伸并且通过第一板簧(16)连接，所述第一板簧按照螺纹螺旋面延伸，从而在基本部件和配合振动部件之间的反向的相对转动振动运动是可能的。

14.按照权利要求13所述的振动抛光设备，

其中，所述振动板(13)与基本部件(11)通过第二板簧(17)连接，所述第二板簧按照螺纹螺旋面径向并且围绕中轴线(10)延伸，其中，此外设置有电磁的驱动装置，其包括在配合振动部件(12)上的第一驱动件(14)和在振动板(13)上的第二驱动件(15)，以便产生在配合振动部件(12)和振动板(13)之间的在运行中反向的振荡的转动振动运动。

15.按照权利要求14所述的振动抛光设备，

其中，所述振动抛光设备此外包括控制部件(4)，所述控制部件对第一驱动件(14)和第二驱动件(15)反向地控制并且用于排除干扰力地控制。

16.按照权利要求15所述的振动抛光设备，

其中，所述振动驱动装置(1)、抛光盘(2)和抛光盆(3)形成第一单元，所述第一单元在保护壳体(5)中设置在作为第二单元的控制部件(4)旁。

17.按照权利要求16所述的振动抛光设备，

其中，所述保护壳体(5)具有包括钝化的楔尖端(51)的总体上楔形的造型，控制部件(4)安放在所述楔尖端内，所述控制部件在外部在保护壳体上具有操作面板。

18.振动抛光设备，包括：

-振动驱动装置(1)，用于产生振荡的振动以用于对样品(8)抛光，

-抛光盘(2)，其与振动驱动装置(1)连接并且由所述振动驱动装置可驱动，以及

-抛光盆(3)，其构成为用于接纳抛光介质以及要抛光的样品(8)并且与抛光盘(2)为了带动而耦合，

其中，所述抛光介质包括抛光布(6)，所述抛光布的上面的环绕的边缘通过弹性的环(37)遮盖，所述环夹紧在抛光盆(3)的槽(36)中。

19.按照权利要求18所述的振动抛光设备，

其中，所述抛光盆(3)具有盖(7)，以便产生可封闭的容器，所述容器能与另外的可封闭的容器堆叠。

20.按照权利要求19所述的振动抛光设备，

其中，所述抛光盆(3)具有中央的空隙(32)，所述空隙用于抛光盆(3)在抛光盘(2)上的定心并且也用于与盖(7)的中央的突出部(72)按抛光盆(3)的可堆叠性的意义而共同作用。

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