CZ102596A3

CZ102596A3 - Apparatus for grinding and/or polishing metallographic patterns

Info

Publication number: CZ102596A3
Application number: CZ961025A
Authority: CZ
Inventors: Vladimir Ing Hrazdil
Original assignee: Vladimir Ing Hrazdil
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 1997-10-15
Also published as: WO1997037812A1

Abstract

A device for preparing metallographic samples has its power input rated so as to allow only safe voltage power supply, not exceeding 50 V AC or 150 V DC. It can be provided with indication of instantaneous power off-take and its DC electric motors can be equipped with impulse generator speed control and feedback allowing to maintain constant speed also under varying load. A substantial part of the body (1) is a metallic casting or a moulding made of plastics forming a self-supporting shell (3) carrying a grinding and/or polishing wheel (8) and its drive, said shell creating a receptacle (4) for collecting used coolant under the wheel (8).

Description

(57) Anotace:(57)

Zařízení k broušení a/nebo leštění metalografických vzorků má napájecí vstup dimenzován pro přívod elektrického proudu o bezpečném napětí v hodnotě do 50 V u střídavého, a do 150 V u stejnosměrného proudu. Je s výhodou opatřeno indikací okamžitého výkonu elektromotorů a jeho brusný a/nebo lešticí kotouč (8) je poháněn stejnosměrným elektromotorem s regulací otáček pulzním proudovým měničem se zpětnou vazbou. Ve výhodném provedení je podstatnou součástí tělesa (1) odlitek z kovu nebo výlisek z plastu tvořícího samonosnou skořepinu (3) k upevnění brusného a/nebo leštícího kotouče (8) a jeho pohonu, přičemž skořepina pod kotoučem (8) vytváří nádobu (4) k jímání použité chladicí kapaliny.The metallographic sample grinding and / or polishing device has a power input dimensioned to provide a safe voltage of up to 50 V AC and up to 150 V DC. It is preferably provided with an indication of the instantaneous power of the electric motors and its grinding and / or polishing wheel (8) is driven by a DC motor with speed control by a pulse current converter with feedback. In a preferred embodiment, an essential part of the body (1) is a metal casting or plastic molding forming a self-supporting shell (3) for fastening the grinding and / or polishing wheel (8) and its drive, the shell under the wheel (8) forming a container (4) to collect used coolant.

<7>(^ ·< Ό •r ⁷⁰ <7> (^ · <Ό • r ⁷⁰

C3>C3>

cowhat

Z. cn O <= “J rn>Z. cn O <= “J rn>

o co co <7>what about <7>

Zařízení k broušení a/nebo leštění metalografických vzorkůEquipment for grinding and / or polishing metallographic samples

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení k broušení a/nebo leštění metalografických vzorků, zejména zařízení opatřeného alespoň jedním brusným a/nebo leštícím kotoučem se svislou osou, uloženým v tělese a poháněným elektromotorem.The invention relates to a device for grinding and / or polishing metallographic samples, in particular a device provided with at least one grinding and / or polishing wheel with a vertical axis, housed in a body and driven by an electric motor.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Známá zařízení ke zpracování metalografických vzorků - jejich řezání,broušení a leštění - jsou zpravidla malé stolní kotoučové pily, brusky nebo leštičky poháněné elektromotory a vybavené regulací otáček a přítlaku. Mají elektrickou šňůru k připojení se na sít 380/220 V příp.120 V.Možnost přímého připojení na sít se může jevit jako výhoda pro uživatele, avšak představuje mimořádnou nevýhodu pro výrobce: Při poměrně nízké poptávce a při malém počtu výrobců realizuje každý výrobce odbyt ve velkém počtu zemí. Jestliže zařízení pracuje pod sítovým napětím, anebo je přinejmenším připojováno na sít, znamená to, že výrobce musí zajišťovat v každé zemi odbytu u příslušné autorizované zkušebny vždy nové schvalování pro každý další typ zařízení uváděný na trh. Přitom uživatelé vesměs disponují prostředky k napájení bezpečným napětím resp. nepřináší jim žádné problémy si tyto prostředky opatřit. Náklady spojené se schvalováním se pochopitelně promítají do ceny zařízení.Known metallographic sample processing devices - cutting, grinding and polishing - are generally small table saws, grinders or polishers driven by electric motors and equipped with speed and pressure control. They have a power cord to connect to the mains 380/220 V or 120 V. The possibility of direct connection to the mains may seem to be an advantage for the user, but it presents an extraordinary disadvantage for the manufacturer: With relatively low demand and a small number of manufacturers in a large number of countries. If the equipment operates under mains voltage, or at least is connected to the mains, this means that the manufacturer must always provide new approvals for each additional type of equipment placed on the market at each marketing country of the relevant authorized test facility. At the same time, the users generally have the means for supplying a safe voltage, respectively. it does not bring them any difficulty in obtaining these resources. Obviously, the cost of approval is reflected in the cost of the equipment.

Tělesa známých brousicích a leštících zařízení,viz např. zveřejněná přihláška vynálezu DE 39 17 786, jsou provedena jako rámové konstrukce, což se promítá nepříznivě do jejích výrobních nákladů. Posuv broušených vzorků do záběru se děje buď pneumaticky nebo pomocí mechanismu, jehož jádro tvoří pohybový šroub, a který je řízen poměrně složitou elektronickou regulací. Vlastní mechanismus i regulační zařízení podstatně zvyšují náklady na zařízení. Mechanismus s pohybovým šroubem je popsán v DE 39 17 786.The bodies of known grinding and polishing devices, see, for example, the published patent application DE 39 17 786, are designed as a frame structure, which is negatively reflected in its production costs. The movement of the grinded samples into engagement is carried out either pneumatically or by means of a mechanism whose core consists of a motion screw and which is controlled by a relatively complex electronic regulation. Both the mechanism itself and the control device significantly increase the cost of the device. A mechanism with a motion screw is described in DE 39 17 786.

Upevnění držáku vzorků na svislém hnacím hřídeli je u známých zařízení tohoto druhu provedeno pomocí různých spojovacích prostředků, např. v patentovém spisu DE 33 33 029 se jedná o válcový čep s vybráním na horním konci, na který je nasazena objímka, která má v horní ploše průchod pro svislý hřídel opatřený kolíkem. K upevnění dojde vsunutím kolíku do vybrání a jeho uzamčením pootočením objímky. Nevýhodou tohoto známého upevňovacího mechanismu je malá tuhost vzájemného spojení držáku a hřídele a složitost výroby tohoto spojení.The fastening of the sample holder to the vertical drive shaft in the known devices of this kind is effected by means of various connecting means, for example in DE 33 33 029 it is a cylindrical pin with a recess at the upper end onto which a sleeve having an upper surface is fitted. passage for vertical shaft with pin. It is fixed by inserting the pin into the recess and locking it by turning the sleeve. The disadvantage of this known fastening mechanism is the low rigidity of the connection of the holder and the shaft and the complexity of manufacturing this connection.

Vynález si především klade za úkol vytvořit brusku a leštičku metalografických vzorků, jejíž uvádění na trh by bylo spojeno s podstatně menšími administrativními problémy,a která by při podstatně nižších výrobních nákladech vykazovala přinejmenším stejné užitné vlastnosti jako známá zařízení stejného druhu.The object of the present invention is, in particular, to provide a metallographic sample grinder and polishing machine, the marketing of which would be associated with considerably fewer administrative problems and which, at substantially lower production costs, would exhibit at least the same performance characteristics as known devices of the same kind.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené úkoly řeší zařízení k broušení a/nebo leštění metalografických vzorků, jehož podstata spočívá v tom, že jeho napájecí vstup je dimenzován pro přívod elektrického proudu o bezpečném napětí v hodnotě do 50 V u střídavého a do 150 V u stejnosměrného proudu.Zařízení je s výhodou vybaveno indikací okamžitého výkonu elektromotorů, což dává obsluze možnost dočasného kontrolovaného přetížení elektromotorů.The aforementioned tasks are solved by a device for grinding and / or polishing metallographic samples, which is based on the fact that its power input is designed for supplying electric current of safe voltage up to 50 V for AC and up to 150 V for DC. advantage is equipped with indication of instantaneous output of electric motors, which gives the operator the possibility of temporary controlled overload of electric motors.

Ve výhodném provedení zařízení opatřeném alespoň jedním brusným a/nebo leštícím kotoučem se svislou osou, uloženým v tělese zařízení a poháněným elektromotorem, je jeho brusný a/ nebo leštící kotouč poháněn stejnosměrným elektromotorem a má regulaci otáček pulzním proudovým měničem se zpětnou vazbou.In a preferred embodiment of the apparatus provided with at least one grinding and / or polishing wheel with a vertical axis, housed in the body of the apparatus and driven by an electric motor, its grinding and / or polishing wheel is driven by a DC motor and has speed control by a pulse feedback converter.

Podstatnou součástí tělesa je odlitek z kovu nebo výlisek z plastu tvořící samonosnou skořepinu k upevnění brusného a/nebo leštícího kotouče a jeho pohonu, přičemž skořepina pod kotoučem vytváří nádobu k jímání použité chladicí kapaliny.An essential part of the body is a metal casting or plastic molding forming a self-supporting shell to secure the grinding and / or polishing wheel and its drive, the shell under the wheel forming a container for collecting the used coolant.

Zařízení opatřené alespoň jednou výškově přestavitelnou hlavou má s výhodou přestavovací mechanismus tvořený dvěma rameny vzájemně na koncích kloubově spojenými, přičemž druhý konec spodního ramene je upevněn na hřídeli přestavovací páky, otočně uloženém v rámu hlavy, a druhý konec horního ramene je otočně upevněn na horním konci svislého vedení. Přitom obě ramena jsou propojena tažnou -pružinou. Ve výhodném provedení je svislý hřídel š druhým elektromotorem upevněn v hlavě na svislé pohyblivé desce vedené v rámu hlavy alespoň dvěma páry otočných elementů. K vyvození zvoleného přítlaku vzorků na brusný kotouč j.e mezi rám hlavy a pohyblivou skupinu tvořenou pohyblivou deskou, druhým elektromotorem a hřídelem vložena pružina se stavitelným předpětím.The device provided with at least one height-adjustable head preferably has an adjusting mechanism formed by two arms articulated to each other, the other end of the lower arm being mounted on the shaft of the adjusting lever rotatably mounted in the head frame, and the other end of the upper arm rotatably mounted on the upper end. vertical guidance. Both arms are interconnected by a tension spring. In a preferred embodiment, the vertical shaft with the second electric motor is fixed in the head to a vertical movable plate guided in the head frame by at least two pairs of rotating elements. An adjustable bias spring is inserted between the head frame and the movable group formed by the movable plate, the second electric motor and the shaft to apply the selected sample pressure to the grinding wheel.

Ke snadnému nasazení držáku na hřídel je hřídel s výhodou ve spodní části opatřen osovým vývrtem ke vsunutí čepu držáku vzorků, dvěma bočními zářezy a dále unášecími ozuby na spod' ním konci. Na spodní části hřídele je nasunuto pouzdro se dvěma šikmými zářezy, vytvořenými na horním čele a boční stěně. V obojích zářezech jsou pohyblivě uloženy uzamykací válečky.Čep držáku je opatřen zápichem k zajištění čepů proti osovému posuvu prostřednictvím uzamykacích válečků a kolíkem ke vložení do unášeeích ozubů. Pouzdro je s výhodou dotlačováno do spodní uzamykací polohy tlačnou pružinou umístěnou mezi zarážku na hřídeli a pouzdro.For easy mounting of the holder on the shaft, the shaft is preferably provided in the lower part with an axial bore for insertion of the specimen holder pin, two side notches and furthermore with driving teeth at the lower end. On the lower part of the shaft there is a bushing with two angled notches formed on the upper face and side wall. Locking rollers are movably mounted in both notches. The holder pin is provided with a recess to secure the pins against axial displacement by the locking rollers and a pin for insertion into the driving teeth. The bushing is preferably pushed into the lower locking position by a compression spring located between the shaft stop and the bushing.

-4 · Obrázky na výkrese-4 · Figures in the drawing

Vynález bude dále objasněn pomocí výkresu, na němž obr. 1 představuje bokorys výhodného provedení zařízení k broušení a/nebo leštění metalografických vzorků, přičemž těleso zařízení je znázorněno v řezu. Na obr.2 je půdorys provedení podle obr. 1. Na obr. 3 je boční pohled směrem S podle obr. 4 na vnitřní konstrukci hlavy, nacházející se ve spodní poloze, přičemž bližší konzola s otočnými elementy je pro názornost odejmuta. Obr. 4 je půdorys zařízení podle obr. 3 v částečném řezu A-A. Na obr.5 jsou ve svislém řezu prostředky k upevnění držáku vzorků na hřídeli a na obr. 6 detail konce hřídele a objímky, rovněž v řezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a preferred embodiment of a device for grinding and / or polishing metallographic samples, the body of the device being shown in section. Fig. 2 is a plan view of the embodiment of Fig. 1; Fig. 3 is a side view of S of Fig. 4 showing the inner head structure in the lower position, with the closer bracket with the rotating elements removed for clarity. Giant. 4 is a partial cross-sectional view of the apparatus of FIG. 3 A-A. FIG. 5 is a vertical sectional view of the means for securing the specimen holder to the shaft; and FIG. 6 shows a detail of the shaft end and the sleeve, also in section.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Zákadním prvkem příkladných provedení zařízení podle vynálezu - viz obr. 1 a 2 - je těleso 1 tvořené dnem 2 a skořepinou3 z lehké slitiny, do níž je integrována nádoba 4 k jímání použité chladicí kapaliny, jejíž výtok je označen jako 5. Přívod chladicí kapaliny je označen jako 6. Ve skořepině 3. je v ložiskách 7 uložen brusný kotouč 8 se svislou osou 9 a řemenicí 10 poháněnou elektromotorem, který na výkrese není znázorněn. Na horní straně skořepiny je umístěn displej 11. Na sloupu svislého vedení 12 je suvně uložena hlava 13 obsahující další podstatné části zařízení.The basic element of the exemplary embodiments of the device according to the invention - see FIGS. 1 and 2 - is a body 1 formed by a bottom 2 and a light alloy shell 3 into which a container 4 for collecting the used coolant, the outlet of which is indicated as 5, is integrated. In the shell 3, a grinding wheel 8 with a vertical axis 9 and a pulley 10 driven by an electric motor, not shown in the drawing, is mounted in the bearings 7. On the upper side of the shell there is a display 11. A head 13 containing other essential parts of the device is slidably mounted on the column of the vertical guide 12.

Hlava 13. je na vedení 12 suvně uložena pomocí vodícího pouzd' ' _ra 14, -jehož otáčivý pohyb omezují vodicí tyče 15 upevněné na pevně zarážce 16. K vodícímu pouzdru 14 je připevněn rám 17, na němž je otočně uložena stavěči páka 18 na hřídeli 19, jehož druhý konec nese spodní rameno 20. Druhý konec spodního ramene 20 je otočně připojen k jednomu konci horního ramene13. The head on the guide 12 slidably fitted in the guide bushing of _'r 14 -jehož restrict rotational movement of the guide rod 15 fixed to a fixed stop 16. In the guide sleeve 14 is secured a frame 17 on which is rotatably mounted actuating lever 18 on the shaft 19, the other end of which carries the lower arm 20. The other end of the lower arm 20 is pivotally connected to one end of the upper arm

21. jehož horní konec je otočně upevněn v pevném bodu na horním konci svislého vedení 12. Obě ramena 20., 21 ve složené poloze, a tím i hlavu 13 v horní poloze udržuje tažná pružina propojující obě ramena 20,21. Ve spodní poloze hlavy 13 roztažená ramena 20, 21 přenášejí vzestupné síly do sloupu vedení 12.21, the upper end of which is pivotally mounted at a fixed point at the upper end of the vertical guide 12. The two arms 20, 21 are in the stowed position and thus the head 13 is held in the upper position by a tension spring connecting the two arms 20, 21. In the lower position of the head 13, the extended arms 20, 21 transmit the ascending forces to the column of the guide 12.

Na konci rámu jsou dvě konzoly 23., z nichž každá nese dva páry otočných elementů 24., které svírají svislou pohyblivou desku 25. Na svislé pohyblivé desce 25 je upevněn druhý elektromotor 26 s převodovkou, z níž vychází svislý hřídel 27. Na svisloupohyblivoudesku 25 svrchu dosedá tlačná pružinaAt the end of the frame there are two brackets 23, each carrying two pairs of rotating elements 24, which grip the vertical movable plate 25. On the vertical movable plate 25 a second geared motor 26 is mounted, from which the vertical shaft 27 extends. a compression spring abuts above

28. jejíž předpětí lze regulovat stavěcím šroubem 29.28. the bias of which can be adjusted by the set screw 29.

Na spodním konci hřídele 27 se nacházejí prostředky k upevnění držáku 30 vzorků: Hřídel 27 je ve spodní části opatřen osovým vývrtem 31 ke vsunutí čepu 32 držáku 30 a dále dvěma bočními zářezy 33 a unášecími ozuby 34 na spodním konci. Na spodní části hřídele 27 je nasunuto pouzdro 35 se dvěma šikmými zářezy36 profrázovanými v horním čele a boční stěně pouzdra 35. V zářezech 33, 36 jsou pohyblivě uloženy uzamykací válečky 37 procházející celým průřezem pouzdra 35. Čep 32 je opatřen zápichem 38 k zajištění čepu 32 proti axiálnímu posuvu prostřednictvím uzamykacích válečků 36 a kolíkem 39 ke vložení do unášecích ozubů 34. V zápichu na hřídeli 27 je umístěna zarážka 40, o níž se opírá tlačná pružina 41 dotlačující pouzdro 35 do spodní uzamykací polohy. Pouzdro je opatřeno krycím pouzdrem 42.které zabraňuje vypadnutí uzamykacích válečků 37 a dále horní objímkou 43, která vymezuje pohyb pouzdra 42 směrem dolů dosednutím na zarážku 40♦ ™ ' Napájecí vstup zařízení je dimenzován pro přívod elektrického proudu o bezpečném napětí v hodnotě do 24 V u střídavého a do 120 V u stejnosměrného proudu. První elektromotor je stejnosměrný motor s regulací otáček pulzním proudovým měničem se zpětnou vazbou zajištující konstantní otáčky při měnícím še zatížení.At the lower end of the shaft 27 there are means for securing the sample holder 30: The shaft 27 is provided at the bottom with an axial bore 31 for insertion of the pin 32 of the holder 30 and two lateral notches 33 and driving teeth 34 at the lower end. At the bottom of the shaft 27, a sleeve 35 with two slanted notches36 slotted in the top face and side wall of the sleeve 35 is slid. In the slots 33, 36, lock cylinders 37 are movably mounted extending the entire cross section of the sleeve 35. against axial displacement by means of the locking rollers 36 and the pin 39 for insertion into the driving teeth 34. In the recess on the shaft 27, there is a stop 40 on which the compression spring 41 presses the sleeve 35 into the lower locking position. The housing is provided with a cover sleeve 42 which prevents the locking rollers 37 from dropping out, and an upper sleeve 43 that limits downward movement of the sleeve 42 by abutting the stop 40 ♦ ™. The power input of the device is designed to supply a safe current of up to 24 V for AC and up to 120 V for DC. The first electric motor is a DC motor with speed control by a pulse current converter with feedback ensuring a constant speed at changing load.

Zařízení je vybaveno indikací okamžitého výkonu každého z elektromotorů, což je účelné pro informaci obsluhy zejména při možném krátkodobém přetížení.The device is equipped with an indication of the instantaneous power of each of the electric motors, which is useful for informing the operator especially in case of possible short-term overload.

Vzorky určené k broušení nebo k leštění se upnou ve vyjmutém držáku 30. Stavěči pákou 18 se hlava 13 i s hřídelem 27 a pouzdrem 35 zvedne do horní polohy. Pouzdro 35 se rukou vysune vzhůru.Šikmé zářezy 36 vytlačí uzamykací válečky 37 v bočních zářezech 3.3 ze světlého profilu osového vývrtu 31 a tím se uyolní světlý profil pro zasunutí čepu 32 držáku 30. Po jeho zasunutí se zápich 38 dostane na úroveň bočních zářezů 33 a kolík 39 se vsune mezi unášecí ozuby 34. Po svém uvolnění pouzdro 35 vlastní vahou a působením pružiny 41 poklesne do spodní polohy, přičemž šikmé zářezy 36 zatlačí uzamykací válečky 37 do zápichu 38 a tím zabrání držáku 30 ve svisém posuvu. Kolík 39 pak zajistí otáčivé unášení držáku 30.The samples to be grinded or polished are clamped in the removed holder 30. By adjusting the lever 18, the head 13 with the shaft 27 and the sleeve 35 is raised to the upper position. The sleeve 35 is pushed upward by hand. The inclined notches 36 push the locking rollers 37 in the lateral notches 3.3 out of the light profile of the axial bore 31, thereby releasing the light profile for inserting the pin 32 of the holder 30. The pin 39 is inserted between the drive teeth 34. Upon its release, the sleeve 35 under its own weight and, due to the spring 41, sinks into the lower position, the inclined notches 36 pushing the locking rollers 37 into the recess 38 thereby preventing the bracket 30 from moving vertically. The pin 39 then rotates the holder 30.

Claims

PATENT CLAIMS

- <= C C w, jmoinísvia 0Η3Λα3δλΜ0 ^ 4 j ov ^>>

£ 6> '62.

oi§oa,

I ~ I i 8 8 0 ϊ 0,

A device for grinding and / or polishing metallographic samples provided with at least one grinding and / or polishing wheel with a vertical axis, housed in a body and driven by an electric motor, characterized in that the electric motor is designed to supply a safe voltage of up to 50 V AC. and up to 150 V for direct current, wherein the voltage at the input of the electric motor substantially coincides with the voltage at the input of the device.

Device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for indicating the instantaneous power of the electric motors.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the body (1) is a metal casting or plastic molding in the form of a self-supporting shell (3), wherein the shell (3) is in the shape of a container (8) under the disc (8). 4) to collect used coolant.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it has at least one height-adjustable head (13) provided with a second electric motor (26) whose height-adjustment mechanism is formed by two arms (20, 21) articulated to each other, the second end of the lower arm (20) is mounted on the shaft (19) of the adjusting lever (18) rotatably mounted in the frame (17) of the head (13), the second end of the upper arm (21) is rotatably mounted on the upper end of the vertical guide (12); both arms (20, 21) are connected by a tension spring (22).

Device according to claim 4, characterized in that the second electric motor (26) is mounted in the head (13) on a vertical movable plate (25) guided in the frame (17) by at least two pairs of rotatable elements (24).

Device according to claim 5, characterized in that a spring (28) with adjustable bias is inserted between the frame (17) and the movable group formed by the movable plate (25), the second electric motor (26) and the shaft (27).

Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the lower part of the shaft (27) is provided with an axial bore (31) for inserting the pin (32) of the sample holder (30), two lateral notches (33) and driving teeth (34). ) at the lower end, at the lower part of the shaft (27), a sleeve (35) is inserted with two oblique notches (36) formed in the upper face and side wall, and lock cylinders (37) are movably mounted in both notches (33, 36) wherein the pin (32) of the bracket (30) is provided with a recess (33) to secure the pin (32) against axial displacement by locking rollers (37) and a pin (39) to be inserted into the driving teeth (34).

Device according to claim 7, characterized in that a compression spring (41) is arranged between the housing (35) and the stop (40).