DE10143771C1

DE10143771C1 - Grinding and polishing method for hollow resonator internal surfaces uses combined rotation of angled hollow resonator and movement in circular path

Info

Publication number: DE10143771C1
Application number: DE2001143771
Authority: DE
Inventors: Dieter Proch; Grigori Issarovitch
Original assignee: Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
Current assignee: Deutsches Elektronen Synchrotron DESY
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2021-09-07

Abstract

The method has a grinding body and water containing a grinding compound fed into the interior of the hollow resonator (12) before its rotation and movement in a circular path about a central axis (9) parallel to its rotation axis (19), with the longitidinal axis of the hollow resonator angled at between 4 and 10 degrees to the rotation axis. An Independent claim for a grinding and polishing device for the internal surfaces of a hollow resonator is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen und Polieren der Innenflächen von Hohlraumresonatoren, bei dem zur Gleitschleifbearbeitung Schleifkörper in das Innere des Hohlraumresonators eingebracht werden und dieser in Rotation versetzt wird.The invention relates to a method and an apparatus for Grinding and polishing the inner surfaces of cavity resonators, the inside of the grinding wheel for finishing grinding of the cavity resonator are introduced and this in rotation is transferred.

Hohlraumresonatoren (oft auch als Cavities bezeichnet) werden in Teilchenbeschleunigern für Experimente der Hochenergiephysik verwendet, um geladene Teilchen zu beschleunigen. Ein Hohlraumre sonator ist ein im Wesentlichen rohrförmiges Teil, entlang dem ein oder mehrere Aufweitungen gebildet sind, die die Resonanz hohlräume bilden. Da immer höhere Teilchenenergien angestrebt werden und mithin die zu erzeugenden Feldstärken steigen, erhöhen sich die Anforderungen an die Hohlraumresonatoren. Inzwischen werden oft supraleitende Hohlraumresonatoren verwendet, die aus reinem Niob durch Tiefziehen von Blechen zu Halbschalen und Schweißen oder durch Hydroforming aus Rohren hergestellt werden. Wegen der im Betrieb auftretenden hohen Feldstärken im Inneren der Hohlraumresonatoren, stellen sich erhebliche Anforderungen an die Güte der Innenfläche der Resonatoren. Die Innenfläche muss geschliffen und poliert sein, wobei üblicherweise Material im Bereich von 80 bis 100 µm abgetragen wird. An der Innenfläche müssen alle Unebenheiten wie Risse, Poren, herausragende Schweißnähte entfernt werden, wobei die maximale Rautiefe 0,5 bis 2 µm beträgt.Cavity resonators (often referred to as cavities) are described in Particle accelerators for experiments in high energy physics used to accelerate charged particles. A cavity re sonator is a substantially tubular part along which one or more widenings are formed that resonate form cavities. Because higher and higher particle energies are striven for will increase and therefore the field strengths to be generated increase the requirements for the cavity resonators. meanwhile superconducting cavity resonators are often used, which consist of pure niobium by deep drawing sheet metal into half shells and Welding or hydroforming from pipes. Because of the high field strengths inside of the cavity resonators, there are considerable requirements the quality of the inner surface of the resonators. The inner surface must be ground and polished, usually material in Range of 80 to 100 microns is removed. On the inside surface all bumps such as cracks, pores, protruding Welds are removed, the maximum roughness depth being 0.5 to Is 2 µm.

Aus "Superiority of Electropolishing over Chemical Polishing on High Gradients", K. Saito et al., Proceedings of the 8^th Workshop of Superconductivity, Oktober 6-10, 1997, Abano Terme (Padova), Italien, Seiten 795-813 und "Investigation on Barrel Polishing for Superconducting Niobium Cavities", T. Higuchi et al., Proceedings of the 7^th Workshop of Superconductivity, Oktober 17-20, 1995, Saclay, Gif sur Yvette, Frankreich, Seiten 723-727, ist ein Verfahren zum Schleifen und Polieren von Innenflächen von Hohlraumresonatoren bekannt. Bei diesem Verfahren, das auch als "Tumbling"-Verfahren bezeichnet wird, wird der Hohlraumresonator zur Gleitschleifbearbeitung mit Schleifkörpern und Wasser beladen. Zur Bearbeitung werden Schleifkörper (die im Folgenden oft auch als Chips bezeichnet werden) und Wasser, dem weitere Additive zugesetzt sind, die auf dem Gebiet der Gleitschleif bearbeitung zusammen als Compound bezeichnet werden, verwendet. Die Schleifkörper weisen feine Schleifkörner auf, die durch Kunststoff oder Keramik gebunden sind. Wenn der Hohlraumresonator in Rotation um seine Längsachse versetzt wird, erfolgt ein Abtragen mikroskopischer Unebenheiten an der Innenfläche des Hohlraumresonators durch eine Schlagwirkung der Schleifkörper auf die zu bearbeitende Innenfläche. Das Verfahren hat aber eine sehr geringen Wirkungsgrad (Abtrag von etwa 7 µm pro Tag) und kann nicht zum Abtragen von größeren Unebenheiten, wie z. B. Schweiß nähten verwendet werden.From "Superiority of Electropolishing over Chemical Polishing on High Gradients", K. Saito et al., Proceedings of the 8 ^th Workshop of Superconductivity, October 6-10, 1997, Abano Terme (Padova), Italy, pages 795-813 and " Investigation on Barrel Polishing for Superconducting Niobium Cavities ", T. Higuchi et al., Proceedings of the 7 ^th Workshop of Superconductivity, October 17-20, 1995, Saclay, Gif sur Yvette, France, pages 723-727, is a process for Grinding and polishing of internal surfaces of cavity resonators is known. In this method, which is also referred to as the "tumbling" method, the cavity resonator is loaded with grinding wheels and water for surface finishing. For grinding, abrasive bodies (which are often also referred to below as chips) and water, to which other additives have been added, which are referred to collectively as compound in the field of vibratory grinding, are used. The abrasives have fine abrasive grains that are bound by plastic or ceramic. When the cavity resonator is set in rotation about its longitudinal axis, microscopic unevenness on the interior surface of the cavity resonator is removed by the impact of the abrasive bodies on the interior surface to be machined. The method has a very low efficiency (removal of about 7 microns per day) and can not be used to remove larger bumps, such as. B. welds can be used.

Dieser Nachteil ist hauptsächlich auf die relativ niedrige kinetische Energie der "tumbelnden" Schleifkörper (Chips) zurückzuführen, die durch ihre niedrige relative Bewegungs geschwindigkeit und Masse bedingt ist. Andererseits ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit durch die zulässige Fliehkraft begrenzt, wobei ab einer bestimmten Drehzahl die Schleifkörper durch die Fliehkräfte so stark an die Innenfläche gedrückt werden, dass sie dort festgehalten werden und insofern keine Relativbewegung zur Innenfläche mehr ausführen, so dass kein Abtrag mehr stattfindet. Beispielsweise können Hohlraumresonato ren mit einem Durchmesser von 200 mm nur bis ungefähr 90 Um drehungen/Minute gedreht werden.This disadvantage is mainly due to the relatively low kinetic energy of the "tumbling" grinding wheel (chips) attributed to their low relative motion speed and mass is dependent. On the other hand, one Increased speed due to the permissible centrifugal force limited, the abrasives from a certain speed so strongly pressed against the inner surface by centrifugal forces that they are held there and therefore none Carry out relative movement to the inner surface so that no Removal takes place more. For example, cavity resonance with a diameter of 200 mm only up to approximately 90 um rotations / minute.

Aus JP 09323253 A ist ein Verfahren zum Polieren der Innenflächen von Druckgaszylindern bekannt. Bei diesem Verfahren wird der mit Schleifmittel beladene Druckgaszylinder in Rotation um seine Längsachse versetzt und ferner zu einer Kreisbewegung um eine zu seiner Rotationsachse parallel versetzte Achse angetrieben.JP 09323253 A describes a method for polishing the inner surfaces known from compressed gas cylinders. In this procedure, the with Compressed gas cylinders loaded with abrasive rotating around its Longitudinal axis offset and further to a circular movement by one driven axis parallel to its axis of rotation.

Aus DE 27 02 429 A1 ist eine Scheuer- und Poliermaschine mit umlaufenden Trommeln zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Schleifkörpern in mehreren drehbaren Trommeln bekannt. Die Trom meln sind so aufgehängt, daß sie zunächst eine Kreisbewegung um eine Achse ausführen, wobei jede Trommel jeweils zwischen zwei Rotorscheiben so aufgehängt sind, daß ihre Längsachse (die mit ihre Rotationsachse zusammenfällt) gegen die Achse der Kreis bewegung geneigt ist. Dies führt zu einer Rotationsbewegung jeder Trommel überlagert mit einer Kreisbewegung der Trommel um eine Achse, wobei die Neigung der Rotationsachse (= Längsachse der Trommel) zur Achse der Kreisbewegung konstant ist. Axiale Bewegungskomponenten zwischen Schleifmittel und Trommel, d. h. in Richtung parallel zur Längsachse, werden so nicht im wesentlichen Umfang erzeugt.DE 27 02 429 A1 describes a scrubbing and polishing machine revolving drums for processing workpieces by means of Grinding bodies in several rotatable drums known. The Trom are hung so that they start with a circular motion execute an axis, each drum between two Rotor disks are suspended so that their longitudinal axis (the one with their axis of rotation coincides) against the axis of the circle movement is inclined. This leads to a rotational movement of everyone Drum overlaps with a circular movement of the drum Axis, the inclination of the axis of rotation (= longitudinal axis of the Drum) to the axis of the circular movement is constant. axial Components of movement between abrasive and drum, d. H. in Direction parallel to the longitudinal axis are not essentially so Scope generated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schleifen und Polieren der Innenfläche von Hohlraumresonatoren anzugeben, mit dem ein höherer Bearbeitungswirkungsgrad erreich bar ist.The invention has for its object a method for Grinding and polishing the inside surface of cavity resonators specify with which a higher machining efficiency can be achieved is cash.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren nach Patentanspruchs 1. Vor teilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sowie eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen auf geführt.The method is used to solve this task Claim 1. Before partial embodiments of the method and an apparatus for carrying out the method are in the subclaims on led.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Hohlraumresonator neben seiner Rotation um eine durch seinen Mittelpunkt verlaufende Rotationsachse, die zur Längsachse des Resonators geneigt ist, zu einer weiteren Kreisbewegung um eine zu seiner Rotationsachse parallelversetzte Achse angetrieben wird. Auf diese Weise kann ein erhöhter Wirkungsgrad und Bearbeitungsabtrag an der Innen fläche durch die kreisende und axiale Relativbewegung zwischen Schleifkörpern und Innenfläche aufgrund der Fliehkräfte der überlagerten Rotation und Kreisbewegung des Hohlraumresonators erreicht werden. Mithin können höhere Kräfte und höhere relative Geschwindigkeiten zwischen Schleifkörpern und Innenfläche erreicht werden. Die durch den Mittelpunkt des Hohlraumresonators verlaufende Rotationsachse ist leicht gegen die Längsachse des im Wesentlichen rohrförmigen Hohlraumresonators geneigt. Dadurch führt der Hohlraumresonator (im Ruhesystem der Kreisbewegung) eine Kreiselbewegung aus. Die Kreisfrequenzen von Kreisbewegung und Rotationsbewegung sind verschieden, so dass die Längsachse somit ständig ihre Ausrichtung im Raum ändert. Dies ist besonders effektiv, da dadurch verschiedene Bereiche der Innenfläche des Hohlraumresonators von der Haupteinwirkung der Schleifkörper überstrichen werden und dadurch im Ergebnis für eine gleichmäßige Bearbeitung gesorgt wird.According to the invention it is provided that the cavity resonator next to its rotation around a center line Axis of rotation inclined to the longitudinal axis of the resonator, to a further circular movement about one to its axis of rotation parallel offset axis is driven. That way increased efficiency and machining removal on the inside area by the circular and axial relative movement between Grinding wheels and inner surface due to the centrifugal forces of the superimposed rotation and circular motion of the cavity resonator can be achieved. Hence higher forces and higher relative Speeds between grinding wheels and inner surface can be achieved. The through the center of the cavity running axis of rotation is slightly against the longitudinal axis of the substantially inclined tubular cavity. Thereby leads the cavity resonator (in the resting system of the circular movement) a gyroscopic movement. The angular frequencies of circular motion and rotational movement are different, so the longitudinal axis thus constantly changing their orientation in space. This is special effective because it allows different areas of the inner surface of the Cavity resonator from the main action of the grinding tool are swept over and as a result result in a uniform Processing is taken care of.

Vorzugsweise wird die Bearbeitung in wenigstens zwei Arbeits gängen durchgeführt. Im ersten Arbeitsgang wird der größte Teil der zu entfernenden Schicht und der Schweißnaht vorzugsweise mit Kunststoffchips als Schleifkörpern abgetragen, wobei diese Bearbeitung im "überkritischen" Bereich ausgeführt wird, während der zweite Arbeitsgang im "unterkritischen" Bereich durchgeführt wird. Der überkritische Bereich ist durch folgende Bedingung de finiert:
The processing is preferably carried out in at least two working gears. In the first step, most of the layer to be removed and the weld seam are removed, preferably with plastic chips as grinding wheels, this processing being carried out in the "supercritical" area, while the second step is carried out in the "subcritical" area. The supercritical range is defined by the following condition:

(ωr/ωa)² < Ra/Rr
(ωr / ωa) ² <Ra / Rr

In der Formel bedeuten:
ωr: Winkelgeschwindigkeit des Resonators um seine eigene Achse,
ωa: Winkelgeschwindigkeit des Resonators bei der Kreisbewe gung um die Rotationsachse,
Rr: Radius des Resonators,
Ra: A + Rr: Radius der Anlage,
A: Abstand zwischen den Achsen (Rotationsachse und Dreh achse).In the formula:
ωr: angular velocity of the resonator around its own axis,
ωa: angular velocity of the resonator during the circular movement around the axis of rotation,
Rr: radius of the resonator,
Ra: A + Rr: radius of the system,
A: Distance between the axes (axis of rotation and axis of rotation).

Im überkritischen Bereich, dem eine hohe relative Geschwindigkeit zwischen Innenfläche und Schleifkörpern entspricht, bildet sich auf der Innenfläche eine dünne Schicht von Wasser und Schleifkör nern, die den Abtrag fördert. Dieses gilt jedoch nur für Kunststoffchips als Schleifkörper. Bei schwereren Keramikchips zeigen sich in diesem Bereich keine guten Ergebnisse - der Abtrag ist klein, die Oberfläche rau, sie kann sogar durch fliegende Chips beschädigt werden. Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.In the supercritical range, which has a high relative speed between the inner surface and the grinding wheels a thin layer of water and abrasive grit on the inside who promotes the removal. However, this only applies to Plastic chips as grinding wheels. For heavier ceramic chips there are no good results in this area - the removal is small, the surface is rough, it can even fly Chips are damaged. Test results are in Table 1 summarized.

Tabelle 1 Table 1

Die guten Ergebnisse der Kunststoffchips im überkritischen Bereich können so erklärt werden. Die Kunststoffchips sind relativ leicht und haben niedrige Reibungswerte. Der Verschleiß der Chips, der bei ihrer Reibung an der Innenfläche und zwischen den Chips entsteht, führt zur Freilegung tieferliegender Schleifkörner, wodurch die Abrasivität der Chips erhalten bleibt. Die schweren, relativ festen Keramikchips hingegen werden auf der sehr zähen Nioboberfläche von Hohlraumresonatoren so stark gebremst, dass sie sich hauptsächlich sprunghaft bewegen, was einerseits zu Beschädigung der Innenfläche führen kann. Anderer seits können Keramikchips an der Innenfläche haften bleiben, was den relativ kleinen Abtrag erklärt.The good results of the plastic chips in the supercritical Area can be explained like this. The plastic chips are relatively light and have low friction values. The wear the chips that rub against the inner surface and between the chips, leads to the exposure of lower lying Abrasive grains, which maintain the abrasiveness of the chips. The heavy, relatively strong ceramic chips, however, are on the very tough niobium surface of cavity resonators so strong slowed down that they mainly move erratically, what on the one hand can damage the inner surface. other on the one hand, ceramic chips can stick to the inner surface, which explains the relatively small removal.

Dagegen führen Keramikchips bei der Feinbearbeitung und Politur im "unterkritischen" Bereich zu einer sehr glatten Oberfläche, die frei von Schleifresten ist. Der unterkritische Bereich ist durch die Bedingung definiert:
On the other hand, ceramic chips lead to a very smooth surface in the "subcritical" area during fine machining and polishing, which is free of grinding residues. The subcritical range is defined by the condition:

(ωr/ωa)² < Ra/Rr.
(ωr / ωa) ² <Ra / Rr.

Daher wird im zweiten Arbeitsgang vorzugsweise mit Keramikchips im unterkritischen Bereich gearbeitet.Therefore, in the second step, preferably with ceramic chips worked in the subcritical area.

Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise in vertikaler Ausrichtung des Resonators. In diesem Fall verschieben sich die Schleifkörper etwas nach unten und der untere Teil wird besser geschliffen. Nach jedem halben Arbeitsgang wird der Resonator um 180° um eine horizontale Achse gedreht und der dann unten liegende Teil besser bearbeitet. Die senkrechte Anordnung ist besonders vorteilhaft bei der Feinbearbeitung im zweiten Arbeitsgang, die bei niedriger Geschwindigkeit durchgeführt wird.The processing is preferably carried out in a vertical orientation of the resonator. In this case, the grinding wheels move a little down and the lower part is better ground. After every half operation, the resonator is turned by 180 ° horizontal axis rotated and the lower part then better processed. The vertical arrangement is particularly advantageous for finishing in the second step, that for lower Speed is performed.

Die senkrechte Anordnung des Resonators während der Durchführung des Verfahrens führt jedoch bei mehrzelligen Hohlraumresonatoren zu einem Problem, da bei der Anbringung des Resonators in vertikaler Stellung die Schleifkörper nach unten fallen. In diesem Fall werden vorteilhafterweise folgende Verfahrensschritte durchgeführt. Die Vorrichtungsachse (entsprechend der Drehachse der Kreisbewegung) wird zunächst waagerecht angeordnet und der mit Chips und Wasser mit Compound beladene Resonator in der Vor richtung befestigt. Danach wird der Hohlraumresonator zunächst in Rotation um seine Rotationsachse versetzt. Daraufhin wird der rotierende Resonator in vertikale Ausrichtung geschwenkt und die zweite Bewegung, nämlich die Kreisbewegung um eine Drehachse, die parallelversetzt zur Rotationsachse des Resonators ist, einge schaltet. Die Abfolge kann auch umgekehrt sein, so dass zunächst mit der kreisenden Bewegung des im Wesentlichen waagerechten Resonators begonnen wird, dann die Schwenkung in die Vertikale erfolgt und daraufhin die Rotation des Resonators gestartet wird.The vertical arrangement of the resonator during implementation However, the method leads to multi-cell cavity resonators to a problem because when mounting the resonator in vertical position the grinding wheels fall down. In In this case, the following method steps are advantageous carried out. The device axis (corresponding to the axis of rotation the circular movement) is first arranged horizontally and the resonator loaded with compound and water with compound in the front direction attached. After that, the cavity resonator first set in rotation around its axis of rotation. Then the rotating resonator pivoted in vertical orientation and the second movement, namely the circular movement about an axis of rotation, the is offset parallel to the axis of rotation of the resonator on. The sequence can also be reversed so that initially with the circular motion of the essentially horizontal Resonators is started, then pivoting to the vertical takes place and then the rotation of the resonator is started.

Gegenüber den herkömmlichen Schleifverfahren (z. B. "Tumbling") weist die vorliegende Erfindung mehrere Vorteile auf:
Es besteht die Möglichkeit, durch Einstellung der ver schiedenen Drehgeschwindigkeiten, Neigungswinkel der Längsachse des Resonators zur Rotationsachse und die Einstellung anderer Parameter die Bearbeitungsprozesse zu steuern;
der Bearbeitungswirkungsgrad oder die Abtragsleistung ist etwa 20 Mal größer als bei den herkömmlichen Verfahren; dadurch kann auch die Schweißnaht und andere größere Unebenheiten abgetragen werden;
die Innenoberfläche wird gleichmäßiger bearbeitet;
die Oberflächenrauigkeit beträgt nur 0,8 bis 1,6 µm.The present invention has several advantages over conventional grinding methods (eg "tumbling"):
There is the possibility to control the machining processes by setting the different rotational speeds, inclination angle of the longitudinal axis of the resonator to the axis of rotation and setting other parameters;
the machining efficiency or the removal rate is about 20 times greater than with the conventional methods; this means that the weld seam and other larger unevenness can also be removed;
the inner surface is processed more evenly;
the surface roughness is only 0.8 to 1.6 µm.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen erläutert, in denen:The invention is described below using an exemplary embodiment illustrated in the drawings, in which:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Innenfläche eines einzelligen Resona tors zeigt, Fig. 1 is a schematic plan view of an apparatus for processing the inner surface of a unicellular resonators tors shows

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung von mehrzelligen Resonatoren zeigt. Fig. 2 shows a schematic plan view of an apparatus for processing multi-cell resonators.

In Fig. 1 ist ein Resonator 12 an seinen Flanschen 11 an Drehtellern 10 befestigt, die um eine vertikale Achse 19 drehbar sind.In Fig. 1, a resonator 12 is attached to its flanges 11 on turntables 10 which are rotatable about a vertical axis 19 .

Gegenüber dem Resonator 12 ist eine Stange mit Gegengewichten 5 angeordnet. Obere und untere Arme 6 sind in Kugellagerzapfen gelagert und untereinander durch die Stange und die zentrale Welle verbunden, so dass ein Rahmen gebildet ist, in dem der Resonator 12 an den Drehtellern 10 und die Gegengewichte 5 befestigt sind. Dieser Rahmen ist seinerseits in einer Aufhängung 13, 15 drehbar gelagert.A rod with counterweights 5 is arranged opposite the resonator 12 . Upper and lower arms 6 are mounted in ball bearing journals and connected to one another by the rod and the central shaft, so that a frame is formed in which the resonator 12 is attached to the turntables 10 and the counterweights 5 . This frame is in turn rotatably mounted in a suspension 13 , 15 .

Im Betrieb wird nun einerseits der aus den verbundenen oberen und unteren Armen 6 bestehende Rahmen um die Vorrichtungsachse 9, und zwar angetrieben von einem Motor 7, gedreht, wodurch der Resonator 12 insgesamt eine kreisende Bewegung um die Vor richtungsachse 9 ausführt. Ferner wird der Resonator 12 um eine vertikale, durch seinen Mittelpunkt verlaufende Rotationsachse 19 in Rotation versetzt, indem wenigstens einer der Drehteller 10 über ein Getriebe 8 in Drehung versetzt wird. In der darge stellten Ausführungsform ist der Resonator 12 so an den Drehtel lern 10 befestigt, dass seine Längsachse leicht gegenüber der vertikalen Rotationsachse 19, die parallel versetzt zu der Vorrichtungsachse 9 durch die Mittelpunkte der Drehteller 10 verläuft, geneigt ist. Vorzugsweise liegt der Neigungswinkel im Bereich von 4 bis 10°. Insgesamt führt der Resonator 12 also eine Kreiselbewegung um die Rotationsachse 19, die von einer kreisen den Bewegung um die Vorrichtungsachse 9 überlagert ist, aus.In operation, on the one hand, the frame consisting of the connected upper and lower arms 6 is rotated about the device axis 9 , driven by a motor 7 , whereby the resonator 12 performs a circular movement overall about the device axis 9 . Furthermore, the resonator 12 is set in rotation about a vertical axis of rotation 19 running through its center, in that at least one of the turntables 10 is set in rotation via a gear 8 . Presented in the Darge embodiment, the resonator 12 learning as to the Drehtel fixed 10 such that its longitudinal axis is slightly relative to the vertical axis of rotation 19, the offset parallel to the device axis 9 through the centers of the turntable 10, is inclined. The angle of inclination is preferably in the range from 4 to 10 °. Overall, the resonator 12 thus performs a gyroscopic movement about the axis of rotation 19 , which is overlaid by a circular movement about the device axis 9 .

Die Aufhängung 13, 15 für den um die Vorrichtungsachse 9 drehbaren Rahmen ist wiederum an einer horizontalen Spindel 4 aufgehängt, die ihrerseits in einem Gehäuse 2 gelagert ist. Die Spindel kann mit einem Motor 3 gedreht werden, wodurch der Resonator umgedreht werden kann, so dass in einem halben Arbeits gang ein Ende nach oben weist und in einem weiteren halben Arbeitsgang das andere Ende nach oben weist. Dadurch wird eine gleichmäßige Bearbeitung entlang der gesamten Innenfläche gewährleistet.The suspension 13 , 15 for the frame rotatable about the device axis 9 is in turn suspended from a horizontal spindle 4 , which in turn is mounted in a housing 2 . The spindle can be rotated with a motor 3 , whereby the resonator can be turned over so that in one half operation one end faces up and in another half operation the other end faces up. This ensures uniform processing along the entire inner surface.

Das Getriebe 8 der Vorrichtung lässt die Rotationsbewegung des Resonators 12 um seine Rotationsachse 19 in gegensinniger Richtung zu der Drehbewegung des Resonators 12 um die Vor richtungsachse 9 ausführen und erlauben die Umschaltung zwischen dem unterkritischen und überkritischen Betrieb. Der Motor 7 hat eine verstellbare Umdrehungszahl zur Steuerung des Drucks und der Geschwindigkeit der Schleifkörper, um bessere Schleifergebnisse zu erzielen.The gearbox 8 of the device allows the rotational movement of the resonator 12 about its axis of rotation 19 in the opposite direction to the rotational movement of the resonator 12 about the front direction axis 9 and allow switching between the subcritical and supercritical operation. The motor 7 has an adjustable number of revolutions for controlling the pressure and the speed of the grinding wheels in order to achieve better grinding results.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Bearbeitung von zwei neun-zelligen Resonatoren 12, die allerdings nur schematisch als Zylinder angedeutet sind. Die Resonatoren 12 sind an nicht dargestellten Befestigungseinrichtungen mit ihren Längsachsen leicht geneigt gegen die vertikale Vorrichtungsachse 9 eingespannt. Der Motor 22 dreht über ein schematisch darge stelltes Getriebe 8 die Resonatoren 12 um ihre Rotationsachsen 19. Beide Resonatoren 12 mit Befestigungen, Getriebe 8 und Arm 17 werden mit dem Motor 18 zur Drehung um die Vorrichtungsachse 9 angetrieben. FIG. 2 schematically shows the structure of a device for processing two nine-cell resonators 12 , which, however, are only indicated schematically as cylinders. The resonators 12 are clamped on fastening devices, not shown, with their longitudinal axes inclined slightly against the vertical device axis 9 . The motor 22 rotates via a schematically illustrated gear 8, the resonators 12 about their axes of rotation 19th Both resonators 12 with attachments, gear 8 and arm 17 are driven by the motor 18 for rotation about the device axis 9 .

Der Motor 16 erlaubt es, den Rahmen 24 insgesamt im Gestell 1 zu drehen, und dadurch die Resonatoren während der Bearbeitung um 180° zu drehen, so dass jeweils ein Ende in einem Bearbei tungsgang nach oben weist. The motor 16 allows the frame 24 to be rotated as a whole in the frame 1 , and thereby the resonators to be rotated by 180 ° during processing, so that one end in each case points upwards in a processing step.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist ein Paar von Resonatoren 12 gegenüberliegend in der Vorrichtung angebracht. Es können ein oder mehrere Paare von Resonatoren in der Vor richtung angebrach sein, wobei die paarweise Anordnung für die Auswuchtung der Vorrichtung wichtig ist.In the embodiment shown in Fig. 2, a pair of resonators 12 are mounted oppositely in the device. One or more pairs of resonators can be attached in the device, the arrangement in pairs being important for the balancing of the device.

Claims

1. A method for grinding and polishing the inner surface of a cavity resonator, in which grinding bodies and water with compound are introduced into the interior of the cavity resonator for vibratory grinding and the latter is set in rotation, the cavity resonator ( 12 ) also making a circular movement around it Rotation axis ( 19 ) parallel offset axis ( 9 ) is driven and that the cavity resonator ( 12 ) is set in rotation so that its longitudinal axis at an angle of at least 2 °, preferably at an angle in the range of 4 to 10 °, to its axis of rotation ( 19 ) is inclined so that the cavity resonator performs a gyroscopic movement and the longitudinal axis thus constantly changes its orientation in space and to the axis ( 9 ) of the circular movement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the greater part of the materials to be removed on the wall surface is removed in a "first step" in the "supercritical" area and that in a second step the fine processing is carried out in the "subcritical" area, the supercritical range is defined by the condition (ωr / ωa) ² <Ra / Rr and the subcritical range the condition (ωr / ωa) ² <Ra / Rr, where ωr is the angular velocity of the resonator about its axis of rotation ( 19 ) , ωa is the angular velocity of the circular movement of the resonator about the axis of rotation ( 9 ) offset from the axis of rotation, Rr is the radius of the resonator, Ra = A + Rr, where A is the distance between the axes ( 9 , 19 ).

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation ( 19 ) and the axis of rotation ( 9 ) of the circular movement are aligned vertically, the resonator ( 12 ) being rotated at least once by 180 °, so that each end of the resonator points upwards in a processing phase.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the resonator ( 12 ), which is already loaded with grinding wheels and and water with compound, is first set in rotation with its axis of rotation in a horizontal direction, and then the axis of rotation in the Is pivoted vertically and then the circular movement of the resonator ( 12 ) about the axis of rotation ( 19 ) offset in parallel axis ( 9 ) is initiated.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the resonator ( 12 ), which is already loaded with abrasive bodies and water with compound, first in a substantially horizontal orientation in the circular movement about the axis of rotation ( 19 ) parallel offset axis ( 9 ) is displaced, and then pivoted into the vertical and then the rotational movement of the resonator ( 12 ) is initiated.

6. Device for performing a method according to one of the previous claims.

7. The device according to claim 6, characterized by a frame ( 24 ) in which at least one resonator ( 12 ) for circular rotary movement about a slightly inclined to its longitudinal axis, extending through its center axis of rotation ( 19 ) and for rotary movement about a relative to the axis of rotation ( 19 ) parallel offset axis of rotation ( 9 ) can be driven drivably, the frame ( 24 ) in turn being rotatably suspended in a frame ( 1 ), so that the frame can be rotated by at least 180 ° about a horizontal axis in order to process both equally To reach halves of the resonator.