DE102010037794A1

DE102010037794A1 - Method and processing device for the surface treatment of workpieces

Info

Publication number: DE102010037794A1
Application number: DE201010037794
Authority: DE
Inventors: Lutz Rickerich; Klaus-Peter Dose; Peter-Andreas David; Philipp Schubert
Original assignee: Walther Trowal & Co KG GmbH
Current assignee: Walther Trowal & Co KG GmbH
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-03-29
Also published as: WO2012049012A3; WO2012049012A2

Abstract

Verfahren zur Oberflächenbehandlung, insbesondere zum Schleifen und/oder zum Polieren, von Werkstücken (2), insbesondere zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen und Eingeben von Oberflächenbehandlungsmittel (4) in einen Behandlungsbehälter (3), Einbringen von einem oder mehreren zu behandelnden Werkstücken (2) in das in dem Behandlungsbehälter (3) befindliche Oberflächenbehandlungsmittel (4), so dass das oder die Werkstücke (2) jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel (4) umgeben sind, Bewegen, insbesondere alternierendes Bewegen, des oder der Werkstücke (2) in dem Behandlungsbehälter (3) relativ zu diesem, so dass die Werkstücke (2) an verschiedene Orte in dem Behandlungsbehälter (3) gelangen, wobei die Werkstücke (2) jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel (4) umgeben sind, Anregen des Behandlungsbehälters (3) zu Schwingungen während des Bewegen des oder der Werkstücke (2), dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächenbehandlungsmittel (4) verwendet wird, das Pulver oder eine Pulvermischung enthält oder aus Pulver oder einer Pulvermischung besteht, wobei...Method for surface treatment, in particular for grinding and / or polishing, of workpieces (2), in particular for surface treatment of implants or implant parts, comprising the method steps: providing and entering surface treatment agents (4) into a treatment container (3), introducing one or several workpieces (2) to be treated in the surface treatment agent (4) located in the treatment container (3), so that the workpiece or workpieces (2) are completely or partially surrounded by surface treatment agents (4), moving, in particular alternating movement, of the or the workpieces (2) in the treatment container (3) relative to the latter, so that the workpieces (2) arrive at different locations in the treatment container (3), the workpieces (2) each being wholly or partly surrounded by surface treatment agents (4) are, excitation of the treatment container (3) to vibrate while moving the o that of the workpieces (2), characterized in that surface treatment agent (4) is used which contains powder or a powder mixture or consists of powder or a powder mixture, where ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bearbeitungsvorrichtung zur Oberflächenbearbeitung, insbesondere zum Schleifen und/oder zum Polieren, von Werkstücken, insbesondere zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen.The present invention relates to a method and a processing device for surface treatment, in particular for grinding and / or polishing, of workpieces, in particular for the surface treatment of implants or of implant parts.

Im Stand der Technik sind verschiedene Techniken zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken bekannt, die sich voneinander apparativ, wirkungsmäßig und auch bzgl. ihrer bevorzugten Anwendung grundlegend unterscheiden. Bei den hier interessierenden Techniken handelt es sich um solche, bei denen herkömmlich ein feinteiliges, insbesondere pulverförmiges oder granulatartiges sog. Oberflächenbehandlungsmittel in einen Behandlungsbehälter eingefüllt wird, das oder die zu behandelnden Werkstücke jeweils ganz oder teilweise in diese Füllung aus Oberflächenbehandlungsmittel eingebracht bzw. ”eingetaucht” werden und sodann eine die Oberflächenbehandlung, insbesondere ein Schleifen oder Polieren, bewirkende Relativbewegung zwischen dem/den Werkstücken und den Partikeln des Oberflächenbehandlungsmittels erzeugt wird. Dazu sind zwei grundsätzlich verschiedene Techniken bekannt. Einerseits sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Relativbewegung dadurch entsteht, dass die Werkstücke an Werkstückhalterungen befestigt und diese in dem Behälter relativ zu diesem alternierend bewegt werden, so dass die Werkstücke durch das Oberflächenbehandlungsmittel geschleppt werden und insofern auch von einem sog. ”Schleppschleifen” zu sprechen ist. Die Anwendung ist herkömmlich auf rieselfähige Oberflächenbehandlungsmittel begrenzt, die ihre Rieselfähigkeit auch während des Schleif- bzw. Poliervorgangs zeitlich behalten, wobei bspw. trockene Pulver, Granulate (auch in wässriger Phase) oder auch mehrkomponentige Mittel zum Einsatz kamen. Die Schleif- bzw. Polierwirkung beruht darauf, dass die bewegten (”geschleppten”) Werkstücke in der Schüttung des Oberflächenbehandlungsmittels eine Verdrängung bzw. Ausweichbewegung der Partikel des Oberflächenbehandlungsmittels bewirken, so dass an ein Werkstück angrenzende, relativ zu diesem bewegte Partikel eine abrasive Wirkung haben. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, ist ein gewisser Bewegungs- bzw. Verdrängungswiderstand der Werkstücke in dem Oberflächenbehandlungsmittel erforderlich. Es zeigte sich dabei, dass der bei der Oberflächenbehandlung gebildete Abrieb im Laufe der Zeit den Bewegungswiderstand erhöht und der Abrieb aus der Schüttung entfernt werden muss. Dazu wurde versucht, den Behandlungsbehälter zu Vibrationen anzuregen, jedoch bewirkte dies einen unkontrollierbaren Rückgang des Bewegungswiderstands und der Behandlungsergebnisse. Aus diesem Grund musste bisher der Behandlungsvorgang der Werkstücke zum Entfernen des Abriebs unterbrochen werden. Um vergleichbare Behandlungsergebnisse zu erzielen, waren häufige und regelmäßige Unterbrechungen erforderlich. Die bekannten, zur Reinigung dienenden Schwingungserreger besitzen üblicherweise nur einen Unwuchtantrieb, der mit senkrechter Drehachse domartig in der Mitte des Behandlungsbehälters angeordnet ist. Auch wurde beobachtet, dass die bei bestimmten Anwendungen gewünschten mehrkomponentigen Oberflächenbehandlungsmittel, die Bestandteile verschiedener bspw. Dichte, Größe usw. besitzen können, während der Bewegung der Werkstücke, insbesondere bedingt durch die Schwerkraft, zu einer Entmischung neigen. Es wurde versucht, dies mittels Vibrationen des Behälters zu vermeiden. Allerdings bestehen dagegen Vorbehalte in der Fachwelt, da die Vibrationen beim Schleppschleifen den Bewegungswiderstand der Werkstücke in dem Behandlungsmittel und dadurch die gewünschte Schleif- bzw. Polierwirkung erheblich verringern.Various techniques for the surface treatment of workpieces are known in the prior art, which differ fundamentally from each other in terms of apparatus, effect and also with respect to their preferred application. The techniques of interest here are those in which conventionally a finely divided, in particular pulverulent or granular, surface treatment agent is introduced into a treatment vessel which or each of the workpieces to be treated is completely or partially immersed or immersed in this filling of surface treatment agent And then a surface treatment, in particular a grinding or polishing, causing relative movement between the / the workpieces and the particles of the surface treatment agent is generated. For this purpose, two fundamentally different techniques are known. On the one hand devices are known in which the relative movement is created by the workpieces attached to workpiece holders and these are moved in the container alternately relative to this, so that the workpieces are towed by the surface treatment agent and in so far from a so-called "drag loops" too speak is. The application is conventionally limited to free-flowing surface treatment agents, which retain their flowability even during the grinding or polishing process in time, for example, dry powder, granules (also in the aqueous phase) or multi-component agents were used. The grinding or polishing effect is based on the fact that the moving ("dragged") workpieces in the bed of the surface treatment agent effect a displacement of the particles of the surface treatment agent, so that adjacent to a workpiece, relative to this moving particles have an abrasive effect , In order to achieve the desired effect, some resistance to movement of the workpieces in the surface treatment agent is required. It was found that the abrasion formed in the surface treatment increases the resistance to movement over time and the abrasion must be removed from the bed. An attempt was made to stimulate the treatment container to vibrate, but this caused an uncontrollable decrease in the resistance to movement and the treatment results. For this reason, so far the treatment process of the workpieces to remove the abrasion had to be interrupted. To achieve comparable treatment results, frequent and regular interruptions were required. The known, for cleaning vibration exciters usually have only one imbalance drive, which is arranged with a vertical axis of rotation dome-like in the middle of the treatment vessel. It has also been observed that the multicomponent surface treatment agents desired in certain applications, which may have components of various eg density, size, etc., tend to segregate during movement of the workpieces, particularly due to gravity. An attempt was made to avoid this by vibrations of the container. However, there are reservations in the art, since the vibrations during drag grinding significantly reduce the resistance to movement of the workpieces in the treatment agent and thereby the desired grinding or polishing effect.

Des Weiteren bekannt ist eine völlig abweichende Schleif- und Poliertechnik, wie diese in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 047 303 A1 von der Anmelderin vorgestellt wurde. Kennzeichnend dafür ist, dass die Werkstücke in dem Behandlungsbehälter mittels einer Werkstückfesselungseinrichtung fest mit dem Behälter verbunden werden und ganz oder teilweise von rieselfähigem Oberflächenbehandlungsmaterial umgeben sind. Um eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken und den Partikeln des Oberflächenbehandlungsmittels zu erzeugen, wird der gesamte Behandlungsbehälter gezielt zu Schwingungen angeregt, denen die fixierten Werkstücke und die losen Partikel des Schleif- bzw. Poliermittels unterschiedlich folgen. Insofern kann auch von ”Schwingungs- bzw. Vibrationsschleifen” gesprochen werden. Während das Schleppschleifen bisher überwiegend für in Relation zu dem Behandlungsbehälter vergleichsweise kleine Werkstücke verwendet wurde, liegt die Anwendung des Vibrationsschleifens vorzugsweise bei vergleichsweise größeren Werkstücken, die den Behälterinnenraum je nach Anwendung sogar überwiegend ausfüllen können. Aufgrund der beschriebenen Unterschiede liegen das Schleppschleifen und das Vibrationsschleifen auf unterschiedlichen technischen Gebieten.Furthermore, a completely different grinding and polishing technique is known, as in the German patent application DE 10 2005 047 303 A1 presented by the applicant. Characteristic of this is that the workpieces are firmly connected in the treatment container by means of a workpiece restraint device with the container and are completely or partially surrounded by free-flowing surface treatment material. In order to produce a relative movement between the workpieces and the particles of the surface treatment agent, the entire treatment container is specifically stimulated to oscillate, to which the fixed workpieces and the loose particles of the grinding or polishing agent follow differently. In this respect, it is also possible to speak of "vibration or vibration loops". While drag dragging has hitherto been predominantly used for relatively small workpieces in relation to the treatment vessel, the use of vibratory grinding is preferably for comparatively larger workpieces, which can even fill out the container interior depending on the application. Due to the differences described, towing and vibratory grinding are in different technical fields.

Die vorliegende Erfindung geht bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von der als bekannt beschriebenen Technik des sog. Schleppschleifens aus, wobei der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, das Verfahren und die Vorrichtung vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die zuvor beschriebenen Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden können.In a method and a device for surface treatment, the present invention is based on the so-called drag dragging technique known as known, the invention being based on the object of further developing the method and the device, so that in particular the disadvantages described above are avoided as far as possible can be.

Insofern betrifft die Erfindung zunächst ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung, vorzugsweise zum Schleifen und/oder zum Polieren, von Werkstücken, vorzugsweise zur Oberflächenbehandlung von Implantaten oder von Implantatteilen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen und Eingeben von fein- oder feinstteiligen Oberflächenbehandlungsmittel in einen Behandlungsbehälter, Einbringen (quasi ”Eintauchen”) von einem oder mehreren zu behandelnden Werkstücken in das in dem Behandlungsbehälter befindliche Oberflächenbehandlungsmittel, so dass das oder die Werkstücke jeweils ganz oder teilweise von Oberflächenbehandlungsmittel umgeben sind, Bewegen, vorzugsweise alternierendes Bewegen, des oder der Werkstücke in dem Behälter relativ zu dem Behälter, so dass die Werkstücke an verschiedene Orte in dem Behandlungsbehälter gelangen, wobei die Werkstücke jeweils ganz oder teilweise von dem Oberflächenbehandlungsmittel umgeben sind, und Anregen des Behandlungsbehälters zu Schwingungen während des Bewegen des oder der Werkstücke.In this respect, the invention initially relates to a method for surface treatment, preferably for grinding and / or polishing, workpieces, preferably for surface treatment of implants or implant parts, comprising the steps of: providing and introducing finely divided or finely divided surface treatment agent into a treatment container, introducing (quasi "dipping") one or more treating workpieces into the surface treatment agent located in the processing vessel so that the work piece (s) are completely or partially surrounded by surface treatment means, moving, preferably alternately moving, the work piece (s) in the vessel relative to the vessel so that the workpieces move to different locations arrive in the treatment tank, wherein the workpieces are each completely or partially surrounded by the surface treatment agent, and exciting the treatment tank to vibrate during movement of the workpiece or workpieces.

Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, schlägt die Erfindung zunächst und im Wesentlichen die Merkmale vor, dass ein Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird, das Pulver oder eine Pulvermischung enthält oder aus Pulver oder Pulvermischung besteht, wobei das Pulver oder die Pulvermischung die Eigenschaft besitzt, bei einer Druckerhöhung zum reversiblen Verbacken zu neigen. Der Begriff der Verbackung ist einem einschlägigen Fachmann bekannt. Das Phänomen wird im Englischen mit dem Begriff ”caking” bezeichnet. Gemeint ist eine Neigung von pulverigen Stoffen zur Brückenbildung. Dabei kommt es insbesondere unter Einwirkung von äußeren, insbesondere gerichteten Kräften bzw. Druck auf das Pulver zu einer reversiblen und insofern temporären Verballung bzw. Verklumpung. Eine durch äußeren Druck bzw. äußere Kräfte verursachte Verdichtung ist also mit einer Einschränkung oder ggf. sogar mit einem Verlust der Rieselfähigkeit verbunden; dafür ursächlich können insbesondere Kohäsionskräfte zwischen den Pulverbestandteilen sein. Der Begriff des ”reversiblen Verbacken” meint, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Pulver andererseits die Eigenschaft besitzen, dass die Verbackung durch Vibration bzw. geeignete Schwingungen wieder ganz oder zumindest teilweise beseitigt werden kann, also eine Auflockerung und ”Entbackung” möglich ist, zufolge der eine gewisse Rieselfähigkeit (auch abhängig von Art und Ausmaß der Vibrationen) ganz oder zumindest teilweise wieder hergestellt werden kann. Dabei schließt der Begriff ”Pulver” einen weiten Bereich von möglichen Partikelgrößen ein, bspw. können Partikel Abmessungen von wenigen Mikrometern besitzen, aber auch größer oder ggf. sogar kleiner sein. Derartige Pulver wurden bisher beim Schleppschleifen nicht eingesetzt, da das Verbacken in unerwünschter Weise entlang der sich wiederholenden Bewegungsbahn der Werkstücke zur Furchenbildung in dem Oberflächenbehandlungsmittel führen würde, so dass die Werkstücke immer nur wiederholt mit dem gleichen Pulver in Verbindung kämen und somit nur ein geringer Teil des Oberflächenbehandlungsmittels genutzt werden könnte. Um dies zu vermeiden, wurden bisher beim Schleppschleifen Oberflächenbehandlungsmittel verwendet, die ihre Rieselfähigkeit möglichst auch unter Einfluss von Druck behalten, um zu gleichmäßigen, wiederholbaren Ergebnissen zu gelangen, wobei gerade derartige Behandlungsmittel aber (wie oben erläutert) auf Vibrationen mit einem unerwünschten Druckabfall reagieren. Hingegen hat die Anmelderin nun überraschend in Versuchen gefunden, dass sich die Neigung zur Brückenbildung bzw. zum Verbacken bestimmter Pulver beim Schleppschleifen sogar vorteilhaft in gezielter Weise nutzen lässt, da ein begrenztes Verbacken des pulverförmigen Oberflächenbehandlungsmittels zu einem ebenfalls nur begrenzten Druckanstieg an der Oberfläche der Werkstücke führt, also neben einem Reibeffekt ein verstärkter Druckeffekt tritt und letztlich eine gleichmäßigere und bessere Oberflächenbehandlung ermöglicht wird. Die Anmelderin hat somit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die in der Fachwelt vorhandenen Vorbehalte überwunden, dass zum Verbacken neigende Pulverstoffe und ebenso eine während der Behandlung erfolgende Schwingungsanregung beim sog. Schleppschleifen für das Behandlungsergebnis abträglich sind. Dabei kann man bei dem von der Erfindung vorgeschlagenen Pulver, abhängig von der gewünschten Anwendung zum Schleifen und/oder Polieren von Werkstücken, auch von einem Schleif- bzw. von einem Polierpulver bzw. von einem Schleif- oder Poliermittel sprechen. Es können bspw. metallische Werkstücke (bspw. aus Edelstahl) oder bspw. keramische Werkstücke behandelt werden.In order to achieve the above-mentioned object, the invention initially and essentially proposes the features that a surface treatment agent is used which contains powder or a powder mixture or powder or powder mixture, wherein the powder or the powder mixture has the property in a Pressure increase tend to reversible baking. The term caking is known to a person skilled in the art. The phenomenon is referred to in English by the term "caking". This refers to a tendency of powdery substances to bridge. In this case, in particular under the action of external, in particular directed forces or pressure on the powder, a reversible and insofar temporary lolling or clumping occurs. A compression caused by external pressure or external forces is thus associated with a restriction or possibly even with a loss of flowability; in particular cohesive forces between the powder constituents can be responsible for this. The term "reversible caking" means that the powder proposed according to the invention, on the other hand, have the property that the caking can be completely or at least partially eliminated by vibration or suitable vibrations, ie a loosening and "caking" is possible, according to one certain flowability (also depending on the nature and extent of the vibrations) can be completely or at least partially restored. The term "powder" includes a wide range of possible particle sizes, for example. Particles may have dimensions of a few micrometers, but also be larger or possibly even smaller. Such powders have hitherto not been used in drag grinding, since the caking would undesirably lead to the formation of furrows in the surface treatment agent along the repetitive movement path of the workpieces, so that the workpieces would always come into contact with the same powder repeatedly and thus only a small part of the surface treatment agent could be used. In order to avoid this, surface treatment agents have hitherto been used in drag grinding, which retain their flowability under pressure as far as possible in order to obtain uniform, repeatable results, but it is precisely these treatment agents (as explained above) which respond to vibrations with an undesired pressure drop. On the other hand, the Applicant has surprisingly found in experiments that the tendency to bridge formation or to caking certain powders during drag grinding can even be advantageously utilized in a targeted manner, since a limited caking of the powdery surface treatment agent leads to a likewise only limited increase in pressure at the surface of the workpieces leads, so in addition to a rubbing effect, an increased pressure effect occurs and ultimately a more uniform and better surface treatment is possible. The Applicant has thus overcome in the process according to the invention the existing reservations in the art that prone to caking powdery substances as well as an occurring during the treatment vibration excitation in so-called. Drag grinding for the treatment result are detrimental. In this case, in the powder proposed by the invention, depending on the desired application for grinding and / or polishing workpieces, one can also speak of a grinding or of a polishing powder or of a grinding or polishing agent. It can, for example, metallic workpieces (eg. From stainless steel) or, for example, ceramic workpieces are treated.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die Schwingungsanregung, vorzugsweise in Bezug auf die Richtung und/oder die Amplitude und/oder die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponenten der Schwingungsanregung, und vorzugsweise in Abstimmung auf den Verlauf und/oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstücke, so eingestellt wird, dass insbesondere bei Betrachtung im Ganzen bzw. eines statistischen Mittels der Partikel des Oberflächenbehandlungsmittels eine nur begrenzte, zeitlich zumindest im Wesentlichen unveränderliche Verbackung des Oberflächenbehandlungsmittels resultiert. Der Begriff ”begrenzt” bedeutet hier, dass mittels der gewählten Schwingungsanregung eine ansonsten noch weitergehende bzw. sich noch weiter verstärkende Verbackung vermieden wird, so dass im Rahmen der Erfindung von einer kontrollierten bzw. dosierten Verbackung gesprochen werden kann. Durch eine definierte, auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Einstellung der Schwingungsanregung des Behandlungsbehälters wird die Art und das Ausmaß der Verbackung des Oberflächenbehandlungsmittels kontrolliert, auf diese Weise der Schleif- bzw. Polierdruckaufbau zwischen dem Oberflächenbehandlungsmittel und den Werkstücken kontrolliert und schließlich auf diese Weise die Behandlungswirkung dosiert und vergleichmäßigt. Eine beim herkömmlichen Schleppschleifen nahezu bzw. überwiegend kinematische Schleif- bzw. Polierbewegung wird somit unterstützt durch eine temporäre Verdichtung und Verbackung des Pulvermaterials, die zu einer dosierten Druckerhöhung an der Werkstückoberfläche führt. Bevorzugt kann in der Weise vorgegangen werden, dass die Schwingungsanregung, insbesondere in Bezug auf die Richtung und/oder auf die Amplitude und/oder auf die Frequenz von einer oder mehreren Schwingungskomponenten der Schwingungsanregung, und vorzugsweise in Abstimmung auf den Verlauf und/oder auf die Geschwindigkeit der Bewegung des oder der Werkstücke, so eingestellt wird, dass eine Furchenbildung in dem pulvrigen Oberflächenbehandlungsmittel während der Bewegung der Werkstücke vermieden oder zumindest nahezu vermieden wird. Dadurch wird eine bessere Durchmischung des Pulvers in dem Behandlungsbehälter erreicht, und das Behandlungsmittel gleichmäßiger für die Oberflächenbehandlung ausgenutzt. Vorzugsweise, d. h. hier beispielhaft, kann als Pulver pulverförmiges Aluminiumoxid, bspw. Al₂O₃, oder pulverförmiges SiC oder pulverförmiges SiO₂ (Quartz) oder gemahlener pulverförmiger Ton verwendet werden oder als Pulvermischung eine Mischung aus einzelnen oder mehreren der vorangehend genannten pulverförmigen Komponenten verwendet werden.A preferred development is seen in that the vibration excitation, preferably with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or on the speed of movement of the workpieces or is set so that, in particular when viewed as a whole or a statistical means of the particles of the surface treatment agent results in a limited, temporally at least substantially invariable caking of the surface treatment agent. The term "limited" here means that by means of the selected vibration excitation an otherwise even further or even further strengthening caking is avoided, so that in the context of the invention a controlled or metered caking can be used. By a defined, tailored to the particular application setting the vibration excitation of the treatment vessel, the nature and extent of the caking of the surface treatment agent controlled, controlled in this way, the grinding or polishing pressure build-up between the surface treatment agent and the workpieces and finally dosed in this way the treatment effect and made uniform. An almost or predominantly kinematic grinding or polishing movement in conventional drag grinding is thus supported by a temporary compression and caking of the powder material, which leads to a metered pressure increase at the workpiece surface. Preferably, it is possible to proceed in such a way that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and preferably in accordance with the course and / or on the The speed of movement of the work piece (s) is adjusted so as to avoid or at least virtually prevent furrowing in the powdery surface treatment agent during movement of the work pieces. This achieves better mixing of the powder in the treatment tank, and utilizes the treatment agent more uniformly for the surface treatment. Preferably, ie by way of example here, powdered clay can powdery as a powder of alumina, for example. Al ₂ O _3, or powdered SiC or powdery SiO ₂ (quartz) or ground are used, or used as a powder mixture, a mixture of individual or several of the powdered components aforementioned become.

Vor dem eingangs beschriebenen Hintergrund betrifft die Erfindung ebenfalls eine Bearbeitungsvorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, vorzugsweise zum Schleifen und/oder Polieren von Werkstücken, wie bspw. von Implantaten oder Implantatteilen, wobei die Vorrichtung umfasst: Einen topfförmigen Behandlungsbehälter zur Aufnahme von insbesondere pulverartigem Oberflächenbehandlungsmittel, zumindest eine Werkstückhalterung, an der ein oder mehrere zu bearbeitende Werkstücke lösbar befestigbar sind, zumindest einen Antrieb bzw. Schleppantrieb mit zumindest einem Antriebselement, das insbesondere lösbar mit der Werkstückhalterung verbunden ist und das die Werkstückhalterung bei eingeschaltetem Antrieb, insbesondere alternierend, relativ zu dem Behandlungsbehälter bewegt, und einen ersten Schwingungserreger zur Schwingungsanregung des Behandlungsbehälters.Before the background described above, the invention also relates to a processing device for the surface treatment of workpieces, preferably for grinding and / or polishing workpieces, such as. Of implants or implant parts, wherein the device comprises: a cup-shaped treatment container for receiving in particular powdery surface treatment agent, at least a workpiece holder, to which one or more workpieces to be machined are releasably fastened, at least one drive or drag drive with at least one drive element which is in particular releasably connected to the workpiece holder and which moves the workpiece holder with the drive switched on, in particular alternately, relative to the treatment vessel , and a first vibration exciter for vibrational excitation of the treatment tank.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schlägt die Erfindung zunächst und im Wesentlichen die Merkmale vor, dass der Behandlungsbehälter federnd gelagert bzw. aufgenommen ist und dass der erste Schwingungserreger zumindest zwei Unwuchtantriebe aufweist und dem Behandlungsbehälter eine erste Schwingungskomponente aufzwingt, die im Wesentlichen geneigt zu einer Horizontalebene liegt. Dabei wird unter einer sog. Horizontalebene eine geometrische Bezugsebene verstanden, die sich parallel zu dem Boden des Behandlungsbehälters bzw. zu einer Aufstellfläche der Bearbeitungsvorrichtung erstrecken kann. Es wurde überraschend in Versuchen gefunden, dass eine derartige Schwingungsanregung besonders gut geeignet zur Kontrolle bzw. Dosierung der Verklumpung von zur Brückenbildung neigenden Pulvern während des Polieren von Werkstücken in dem Pulver ist. Insofern eignet sich die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung in ausgezeichneter Weise insbesondere zur Ausführung des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, und zu insofern erzielbaren Wirkungen und Vorteilen wird auf die vorangehende Beschreibung Bezug genommen.To achieve the object mentioned above, the invention initially and essentially proposes the features that the treatment container is resiliently mounted or received and that the first vibration exciter has at least two imbalance drives and the treatment container imposes a first vibration component, which is substantially inclined to a horizontal plane lies. In this case, a so-called horizontal plane is understood to mean a geometric reference plane which can extend parallel to the bottom of the treatment container or to an installation surface of the processing device. It has surprisingly been found in experiments that such vibration excitation is particularly well suited for controlling or metering the agglomeration of bridging prone powders during the polishing of workpieces in the powder. In this respect, the processing device according to the invention is in an excellent manner, in particular for carrying out the described method according to the invention, and to the extent achievable effects and advantages, reference is made to the preceding description.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die zwei Unwuchtantriebe des ersten Schwingungserregers in zueinander diametraler Gegenüberlage mit dem Behandlungsbehälter verbunden sind, wobei die Richtungen der Drehachsen der beiden Unwuchtantriebe zu der Horizontalebene geneigt und zu der Diametrale senkrecht verlaufen und sich in einer in Richtung der Diametralen erfolgenden Projektion kreuzen. Eine derartige Ausgestaltung ist, allerdings für die abweichende Technik des Vibrationsschleifens, in der Druckschrift DE 10 2005 047 303 A1 der Anmelderin beschrieben. Es zeigte sich überraschend, dass diese nun in Verbindung mit dem sog. Schleppschleifen vorteilhaft eine vergleichsweise homogene Entklumpung bzw. Entbackung des Pulvers im Behältervolumen ermöglicht. Die vorliegende Erfindung nutzt die unerwartete Erkenntnis, dass die in DE 10 2005 047 303 A1 für das Vibrationsschleifen beschriebene Vorrichtung, deren Schwingungserreger mehrere, in verschiedener Hinsicht verstellbare Unwuchtantriebe aufweist, auch vorteilhaft als Behandlungsbehälter für eine Vorrichtung zum Schleppschleifen geeignet ist, wenn ein entsprechender Schleppantrieb und eine oder mehrere damit zusammenwirkende Werkstückhalterungen vorgesehen sind. Insofern bestehen zahlreiche weitere Möglichkeiten zur bevorzugten Weiterbildung. Als zweckmäßig wird angesehen, dass der jeweilige Neigungswinkel zwischen der Horizontalebene und den Drehachsen (bzw. Richtungen der Drehachsen) der beiden Unwuchtantriebe veränderlich, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist. Bevorzugt ist auch, dass sich die beiden Drehachsen der Unwuchtantriebe des ersten Schwingungserregers parallel zu Tangenten des Behandlungsbehälters erstrecken. Eine solche Anordnung, bei der die beiden Drehachsen zueinander ”windschief” angeordnet sind, ermöglicht die Erzeugung einer Schwingungskomponente, die eine geneigt zur Horizontalebene liegende Ellipse beschreibt. Bevorzugt ist auch, dass jeder Unwuchtantrieb einen Elektromotor aufweist, auf dessen durch den Elektromotor hindurchführenden Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine Unwuchtmasse, in insbesondere veränderbarer Winkellage, angeordnet ist. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Bearbeitungsvorrichtung einen zweiten Schwingungserreger aufweist, der dem Behandlungsbehälter eine zweite, die erste kreuzende und vorzugsweise im Wesentlichen in einer Vertikalebene liegende Schwingungskomponente aufzwingt. Dadurch lässt sich erreichen, dass die Schwingungen in dem gesamten Volumen des Oberflächenbehandlungsmittels eine besonders gleichmäßig verteilte Lockerungs- bzw. Entklumpungswirkung ausüben. Bevorzugt umfasst der zweite Schwingungserreger zumindest einen Unwuchtantrieb, der einen Elektromotor aufweist, auf dessen durch den Elektromotor hindurchführenden Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine Unwuchtmasse, in vorzugsweise veränderbarer Winkellage, angeordnet ist, wobei der Unwuchtantrieb unterhalb des Behandlungsbehälters, vorzugsweise am Boden des Behandlungsbehälters, angeordnet ist, und wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich dessen Drehachse parallel zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Unwuchtantrieben des ersten Schwingungserregers erstreckt. Eine bevorzugte Einstellung der Vorrichtung sieht vor, dass die Unwuchtantriebe des ersten Schwingungserregers zueinander drehsynchron laufen und dass der Unwuchtantrieb des zweiten Schwingungserregers mit einer davon verschiedenen Drehzahl angetrieben wird. Betreffend die mit den vorgenannten Merkmalen erreichbaren Wirkungen und Vorteile und ebenso zu weiteren möglichen bevorzugten Weiterbildungen wird auf die Druckschrift DE 10 2005 047 303 A1 Bezug genommen und deren gesamte Offenbarung auch mit zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht, auch zu dem Zweck, daraus Merkmale mit in Ansprüche der vorliegenden Anmeldung aufzunehmen.A preferred development provides that the two imbalance drives of the first vibration exciter are connected in diametrically opposed to the treatment vessel, the directions of the axes of rotation of the two imbalance drives inclined to the horizontal plane and perpendicular to the diametrical and take place in a diametrical direction in the direction Cross projection. Such a configuration is, however, for the deviant technique of vibratory grinding, in the document DE 10 2005 047 303 A1 the applicant described. It has surprisingly been found that, in conjunction with the so-called drag-grinding, this now advantageously permits a comparatively homogeneous deblocking or caking-off of the powder in the container volume. The present invention exploits the unexpected finding that the in DE 10 2005 047 303 A1 for the vibration grinding device described whose vibration exciter has a plurality of adjustable unbalance drives in various respects, is also suitable as a treatment container for a device for drag grinding, if a corresponding drag drive and one or more cooperating workpiece holders are provided. In this respect, there are numerous other options for preferred training. It is considered appropriate that the respective angle of inclination between the horizontal plane and the axes of rotation (or directions of the axes of rotation) of the two imbalance drives is variable, preferably continuously, adjustable. It is also preferred that the two axes of rotation of the imbalance drives of the first vibration exciter extend parallel to tangents of the treatment vessel. Such an arrangement, in which the two axes of rotation are arranged "skewed" relative to one another, makes it possible to generate a vibration component which describes an ellipse inclined relative to the horizontal plane. It is also preferred that each unbalance drive has an electric motor, on whose passing through the electric motor axis of rotation in the region of one longitudinal end depending one Unbalance mass, in particular changeable angular position, is arranged. A preferred embodiment provides that the processing device has a second vibration exciter, which imposes on the treatment container a second, the first crossing and preferably lying substantially in a vertical plane vibration component. As a result, it is possible for the oscillations in the entire volume of the surface treatment agent to exert a particularly evenly distributed loosening or deflocculating action. The second vibration exciter preferably comprises at least one unbalance drive which has an electric motor, on whose axis of rotation passing through the electric motor in the region of one longitudinal end one unbalanced mass, preferably in a variable angular position, wherein the unbalance drive below the treatment vessel, preferably at the bottom of the treatment vessel is arranged, and wherein it is preferably provided that its axis of rotation extends parallel to an imaginary connecting line between the two imbalance drives of the first vibration exciter. A preferred adjustment of the device provides that the imbalance drives of the first vibration exciter to run synchronously to each other and that the imbalance drive of the second vibration exciter is driven at a different speed. Concerning the achievable with the aforementioned features effects and advantages and also to other possible preferred developments is to the document DE 10 2005 047 303 A1 Reference is made and the entire disclosure is also incorporated in the content of the present application, also for the purpose of incorporating therein features with claims of the present application.

Betreffend den zur Bewegung des oder der Werkstücke dienenden Antriebs- bzw. Schleppantrieb ist bevorzugt, dass dieser zur Erzeugung einer jeweils alternierenden Linearbewegung und/oder Bogenbewegung und/oder Rotationsbewegung und/oder Umfangsbewegung der mit ihm verbundenen Werkstückhalterung geeignet bzw., insbesondere getrieblich, angepasst ist. In Betracht kommen bspw. eine einfache vertikale oder horizontale oder diagonal gerichtete Hin- und Herbewegung oder bspw. eine kreisförmige, elliptische oder dergleichen Bogen- oder Umfangsbewegung. Die erzeugte Bewegung kann während folgender Zyklen identisch wiederholt oder bspw. spirografisch versetzt werden. Bevorzugt besitzt der Schleppantrieb ein Planetengetriebe, dessen Planetenräder je ein Antriebselement bilden, wobei mehrere stabartige, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der besagten Horizontalebene orientierte, Werkstückhalterungen vorgesehen sind, deren jeweils oberes Längsende derart mit je einem Planetenrad verbunden ist, dass die Werkstückhalterung zumindest die umlaufende Bahnbewegung des Planetenrades mit ausführt. Vorzugsweise kann eine drehfeste Verbindung zwischen Planetenrad und Werkstückhalterung gewählt sein, so dass auch die Eigenrotation von dem Planetenrad auf die Werkstückhalterung übertragen wird. Alternativ kann eine drehlose Verbindung gewählt sein, so dass die Eigenrotation der Werkstückhalterung nicht von dem Planetenrad abhängt, sondern mittels eines gesonderten Antriebs vorgebbar ist. Auch kann die Bearbeitungsvorrichtung eine Verfahreinrichtung aufweisen, um die Werkstückhalterungen, vorzugsweise in vertikaler Richtung, von außen in den Behandlungsbehälter einfahren oder wahlweise daraus entfernen zu können, bzw. um eine gewünschte Eindringtiefe der Werkstücke in den in dem Behandlungsbehälter enthaltenen Vorrat des Oberflächenbehandlungsmittels einstellen zu können. Als zweckmäßig wird angesehen, dass jede Werkstückhalterung im Bereich ihres unteren Längsendes ein oder mehrere Befestigungsaufnahmen zur lösbaren Befestigung von je einem Werkstück, vorzugsweise mittels Klemm-Mitteln, aufweist. Um eine vielseitige Einstellbarkeit zu erreichen, ist auch bevorzugt, dass die Drehzahl des Schleppantriebes, d. h. des zur Bewegung der Werkstückhalterung mit den Werkstücken dienenden Antriebs, unabhängig von den Frequenzen bzw. Drehzahlen der Schwingungserreger einstellbar ist.With regard to the drive or towing drive serving for the movement of the work piece (s), it is preferred that it be adapted or respectively adapted to generate a respectively alternating linear movement and / or sheet movement and / or rotational movement and / or circumferential movement of the workpiece holder connected to it is. For example, a simple vertical or horizontal or diagonally directed reciprocating motion or, for example, a circular, elliptical or similar arcuate or circumferential movement may be considered. The generated movement can be repeated identically during the following cycles or, for example, spirographically offset. Preferably, the drag drive has a planetary gear, the planet gears each form a drive element, wherein a plurality of rod-like, preferably at least substantially oriented perpendicular to the said horizontal plane, workpiece holders are provided whose respective upper longitudinal end is so connected to a planet, that the workpiece holder at least the circulating path movement of the planetary carries out with. Preferably, a rotationally fixed connection between the planet gear and workpiece holder can be selected, so that the self-rotation is transmitted from the planet to the workpiece holder. Alternatively, a rotational connection may be selected, so that the self-rotation of the workpiece holder does not depend on the planetary gear, but can be predetermined by means of a separate drive. Also, the processing device may comprise a traversing device to retract the workpiece holders, preferably in the vertical direction, from the outside into the treatment vessel or optionally remove it, or to be able to set a desired penetration depth of the workpieces in the supply of the surface treatment agent contained in the treatment container , It is considered appropriate that each workpiece holder has in the region of its lower longitudinal end one or more fastening receptacles for the releasable attachment of one workpiece each, preferably by means of clamping means. In order to achieve a versatile adjustability, it is also preferred that the speed of the towing drive, d. H. of the movement of the workpiece holder with the workpieces serving drive, regardless of the frequencies or speeds of the vibration exciter is adjustable.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigen, weiter beschrieben. Darin zeigt:The invention will be further described below with reference to the accompanying figures, which show a preferred embodiment. It shows:

1 perspektivisch eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; 1 in perspective, a processing device according to the invention according to a preferred embodiment;

2 eine Ausschnittsvergrößerung von Detail II in 1; 2 a detail enlargement of detail II in 1 ;

3 eine Seitenansicht in Blickrichtung III gemäß 1; 3 a side view in the direction of III according to 1 ;

4 eine Schnittansicht entlang Schnittlinie IV-IV in 3; 4 a sectional view taken along section line IV-IV in 3 ;

5 eine Seitenansicht gemäß 3, jedoch mit teilweise aufgebrochen dargestelltem Behandlungsbehälter und darin weiter abgesenkten Werkstücken. 5 a side view according to 3 , but with partially broken illustrated treatment container and further lowered therein workpieces.

Mit Bezug auf die 1 bis 5 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken 2 vorgestellt. In dem Beispiel handelt es sich bei den metallischen Werkstücken 2 um Unterschenkelplatten eines Implantats, deren Oberfläche in der Bearbeitungsvorrichtung 1 hochglanzpoliert wird. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 umfasst einen zylindrischen, nach oben offenen Behandlungsbehälter 3 zur Aufnahme von als Oberflächenbehandlungsmittel 4 dienendem Pulver, wie bspw. von den schon erwähnten Pulvern oder Pulvermischungen. Der Teilaufbruch in 5 deutet an, bis zu welcher Füllhöhe der Behandlungsbehälter 3 mit dem pulverigen Oberflächenbehandlungsmittel 4 befüllt wurde. Die für das Oberflächenbehandlungsmittel 4 nur symbolisch gewählte Schraffur gibt nicht das Größenverhältnis zwischen Pulverpartikeln und Werkstücken an, sondern die Partikelgröße bewegt sich bspw. in der Größenordnung von nur wenigen Mikrometern. Der Behandlungsbehälter 3 besitzt einen plattenartigen Behälterboden 5, der mittels an den Ecken unterseitig vorhandener Gruppen von Zylinderdruckfedern 6 federnd auf der oberen Platte 7 eines stabilen Grundgestells 8 abgestützt ist. In dem Beispiel umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 vier sich im wesentlichen vertikal erstreckende Werkstückhalterungen 9. Von deren unterem Längsende gehen jeweils drei, am Umfang um 120° voneinander beabstandete Haltearme 10 aus, an denen wiederum je ein Halteelement 11 mit einer zur lösbaren Klemmung der Werkstücke 2 dienenden geschlitzten Bohrung 12 vorhanden ist. An den Werkstücken 2 ist ein Zylinderabschnitt 13 vorgesehen, der sich in die Bohrungen 12 einsetzen und darin mittels Festziehen einer Klemmschraube (nicht näher dargestellt) lösbar fixieren lässt. Das obere Längsende jeder stangenartigen Werkstückhalterung 9 ist drehformschlüssig mit je einem Planetenrad eines Planetengetriebes 14 verbunden. Das Planetengetriebe 14 bildet gemeinsam mit einem Antriebsmotor 15 einen Antrieb bzw. Schleppantrieb 16, um den Werkstücken 2 in dem Behandlungsbehälter 3 eine Bewegung aufzuzwingen, welche sich aus einer kreisförmigen Verfahrbewegung der Werkstückhalterungen 9 entlang der Bahn der Planetenräder und einer überlagerten Eigenrotation der Planetenräder zusammensetzt. Das Planetengetriebe 14 ist nicht im einzelnen dargestellt, dessen Funktionsweise ist aber für einen Fachmann geläufig. Der Antriebsmotor 15 überträgt sein Drehmoment auf ein zentrales Sonnenrad, in welches die Verzahnung der vier, am Umfang gleichmäßig beabstandeten Planetenräder eingreift. Um dies in 1 noch weiter zu veranschaulichen, ist die Position des verdeckt angeordneten Sonnenrades mit 17 bezeichnet und die der ebenfalls verdeckten Planetenräder, die je ein Antriebselement bilden, mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet. Die den Werkstücken 2 von dem Schleppantrieb 16 aufgezwungene Bewegung ist in der Schnittansicht von 4 mittels Pfeilen dargestellt. Die Pfeile 20 repräsentieren eine kreisförmige Verfahrbewegung der Werkstückhalterung 9, während die Pfeile 21 deren Eigenrotation andeuten. Im Betrieb ist bevorzugt, die Antriebsrichtung nach gewissen Zeitintervallen umzukehren.With reference to the 1 to 5 is a preferred embodiment of a processing device according to the invention 1 for surface processing of workpieces 2 presented. In the example, it is the metallic workpieces 2 around lower leg plates of an implant whose surface is in the processing device 1 is highly polished. The processing device 1 comprises a cylindrical, upwardly open treatment tank 3 for incorporation as a surface treatment agent 4 serving powder, such as. Of the already mentioned powders or powder mixtures. Partial break in 5 indicates the filling level of the treatment tank 3 with the powdery surface treatment agent 4 was filled. The for the surface treatment agent 4 only symbolically selected hatching does not indicate the size ratio between powder particles and workpieces, but the particle size moves, for example, in the order of only a few micrometers. The treatment tank 3 has a plate-like container bottom 5 by means of at the corners of the underside existing groups of cylinder compression springs 6 springy on the upper plate 7 a stable base frame 8th is supported. In the example, the processing device comprises 1 four substantially vertically extending workpiece holders 9 , From the lower longitudinal end go in each case three, at the periphery by 120 ° spaced support arms 10 from, in turn, each a holding element 11 with a releasable clamping of the workpieces 2 serving slotted hole 12 is available. On the workpieces 2 is a cylinder section 13 provided in the holes 12 insert and fix it by means of tightening a clamping screw (not shown) releasably fix. The upper longitudinal end of each bar-like workpiece holder 9 is rotationally form-locking with one planetary gear of a planetary gear 14 connected. The planetary gear 14 forms together with a drive motor 15 a drive or drag drive 16 to the workpieces 2 in the treatment tank 3 imposing a movement resulting from a circular movement of the workpiece holders 9 along the path of the planet gears and a superimposed self-rotation of the planet gears composed. The planetary gear 14 is not shown in detail, but its operation is familiar to a person skilled in the art. The drive motor 15 transmits its torque to a central sun gear, in which engages the teeth of the four circumferentially equally spaced planetary gears. To do this in 1 to illustrate even further, the position of the concealed sun gear with 17 denotes and the likewise hidden planetary gears, each forming a drive element, with the reference numeral 18 designated. The workpieces 2 from the tow drive 16 forced movement is in the sectional view of 4 represented by arrows. The arrows 20 represent a circular movement of the workpiece holder 9 while the arrows 21 their self-rotation indicate. In operation, it is preferable to reverse the drive direction after certain time intervals.

In dem gezeigten Beispiel besitzt die Behandlungsvorrichtung einen ersten Schwingungserreger 22, der zwei Unwuchtantriebe 23 umfasst. Diese sind beide in 1 sichtbar. Des Weiteren ist bspw. in 3 ein zweiter Schwingungserreger 24 vorgesehen, der in dem Beispiel nur einen baugleichen, insofern ebenfalls mit 23 bezeichneten Unwuchtantrieb aufweist. Die beiden Schwingungserreger 22, 24 dienen dazu, um den Behandlungsbehälter 3 während der Oberflächenbehandlung zu Schwingungen anzuregen. Die von dem ersten Schwingungserreger 22 erzeugte Schwingungskomponente verläuft geneigt zu einer als geometrische Bezugsebene gedachten Horizontalebene E, die sich parallel zu dem Behälterboden 5 erstreckt. 1 verdeutlicht, dass die zwei Unwuchtantriebe 23 des ersten Schwingungserregers 22 in zueinander diametraler Gegenüberlage mit dem Behandlungsbehälter 3 verbunden sind, wobei die Richtungen 25, 26 ihre beiden Drehachsen zu der Horizontalebene E geneigt sind und zu der in 4 angedeuteten Diametralen D senkrecht verlaufen. In einer Projektionsbetrachtung, die in Richtung der Diametrale D geführt ist, kreuzen sich die geometrischen Drehachsen 25 und 26 und sind insofern ”windschief” zueinander angeordnet. Der jeweilige Neigungswinkel α der Unwuchtantriebe 23 des ersten Schwingungserregers 22 ist stufenlos einstellbar. Die Unwuchtantriebe 23 sind auf kreisförmigen Halteplatten 27 angeschraubt, die ihrerseits an der Seitenwand 31 des Behandlungsbehälters 3 in einer Drehführung sitzen und nach Einstellung eines gewünschten Neigungswinkels mittels Schraubklemmen 28 fixiert werden können. Jeder der drei Unwuchtantriebe 23 besitzt einen Elektromotor 29, auf dessen hindurchführender Drehachse im Bereich je eines Längsendes je eine in den Figuren von Gehäusedeckeln 30 verdeckte Unwuchtmasse winkelverstellbar angeordnet ist. Der Unwuchtantrieb 23 des zweiten Schwingungserregers 24 ist an der Unterseite des Behälterbodens 5 montiert, wobei sich dessen Drehachse geometrisch parallel zu der Diametralen D zwischen den beiden Unwuchtantrieben 23 des ersten Schwingungserregers 22 erstreckt.In the example shown, the treatment device has a first vibration exciter 22 , the two imbalance drives 23 includes. These are both in 1 visible, noticeable. Furthermore, for example, in 3 a second vibration exciter 24 provided, in the example only one identical, insofar also with 23 has designated unbalance drive. The two vibration exciters 22 . 24 serve to the treatment tank 3 during the surface treatment to induce vibrations. That of the first vibration exciter 22 generated vibration component extends inclined to a plane of reference as geometric reference plane E, which are parallel to the container bottom 5 extends. 1 clarifies that the two imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 in diametrically opposed to the treatment tank 3 are connected, with the directions 25 . 26 their two axes of rotation are inclined to the horizontal plane E and to the in 4 indicated diametrals D are perpendicular. In a projection view, which is guided in the direction of the diametral D, the geometric axes of rotation intersect 25 and 26 and are so far "skewed" arranged to each other. The respective inclination angle α of the unbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 is infinitely adjustable. The imbalance drives 23 are on circular holding plates 27 screwed on, which in turn on the side wall 31 of the treatment tank 3 sitting in a rotary guide and after setting a desired angle of inclination by means of screw terminals 28 can be fixed. Each of the three imbalance drives 23 has an electric motor 29 , on whose passing axis of rotation in each case one longitudinal end in the figures of housing covers 30 concealed imbalance mass is arranged angle adjustable. The imbalance drive 23 of the second vibration exciter 24 is at the bottom of the tank bottom 5 mounted, with its axis of rotation geometrically parallel to the diametrical D between the two imbalance drives 23 of the first vibration exciter 22 extends.

In dem gewählten Beispiel entsprechen die beiden Schwingungserreger 22, 24 in ihrem Aufbau der in der Druckschrift DE 10 2005 047 303 A1 offenbarten Bauform, so dass insofern auch auf die dort weitere Beschreibung Bezug genommen und diese inhaltlich mit in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird. Gleichwohl unterscheidet sich die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 von der Funktion der bekannten Vorrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 wird die für den Schleif- und/oder Polierprozess benötigte Relativbewegung zwischen den Werkstücken 2 und dem Oberflächenbehandlungsmittel 4 zumindest überwiegend oder vollständig von dem Schleppantrieb 16 (anstelle des Begriffes Schleppantrieb, der die Funktion mit andeutet, kann man auch nur von einem Antrieb der Werkstückhalterungen sprechen) erzeugt. Als Oberflächenbehandlungsmittel 4 ist erfindungsgemäß ein solches gewählt, das Pulver enthält oder aus Pulver besteht, welches die Eigenschaft besitzt, unter Einwirkung von Druck bzw. von Kräften (auch bei unveränderter Temperatur) zum reversiblen sog. Verbacken zu neigen. Der erste und zweite Schwingungserreger 22, 24 dient bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorrangig dazu, um diese Neigung zu kontrollieren bzw. zu begrenzen, so dass sich während der Oberflächenbehandlung im Mittel betrachtet zeitlich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Dabei kommt es insbesondere im Nahbereich der Werkstücke zu einem reversiblen bzw. temporären Verbacken des Pulvers mit einer lokalen Druckerhöhung, die den Schleif- bzw. Poliervorgang unterstützt. Andererseits werden in diesem statistischen bzw. gemittelten Gleichgewicht die bei dem Verbacken gebildeten Pulverklumpen bzw. -ballen von dem Schwingungsantrieb wieder ganz oder teilweise aufgelockert, also das Verbacken rückgängig gemacht, so dass eine gewisse Umwälzung des Pulvers bei der Werkstückbewegung erhalten bleibt.In the example chosen, the two oscillators correspond 22 . 24 in their construction the one in the publication DE 10 2005 047 303 A1 disclosed design, so that in this respect also referred to the further description there and this content is included in the present application. Nevertheless, the operation of the processing device according to the invention differs 1 from the function of the known device. In the inventive processing device 1 becomes the relative movement between the workpieces required for the grinding and / or polishing process 2 and the surface treatment agent 4 at least predominantly or completely from the tow drive 16 (Instead of the term tow drive, which indicates the function, one can only speak of a drive of the workpiece holders). When Surface treatment agent 4 According to the invention, one is selected which contains powder or consists of powder which has the property of being prone to reversible so-called caking under the action of pressure or of forces (even at unchanged temperature). The first and second vibration exciter 22 . 24 In the device according to the invention, it is primarily used to control or limit this inclination, so that an equilibrium state is established temporally during the surface treatment. In this case, in particular in the vicinity of the workpieces, there is a reversible or temporary caking of the powder with a local pressure increase, which supports the grinding or polishing process. On the other hand, in this statistical or averaged equilibrium, the powder lumps or bales formed during the caking are again completely or partially loosened up by the vibration drive, ie the caking is reversed, so that a certain circulation of the powder during the workpiece movement is maintained.

Die 1 bis 4 zeigen, lediglich zur vereinfachten Darstellung, die Werkstückhalterungen 9 in einer Position oberhalb der Oberfläche 32 des Oberflächenbehandlungsmittels 4, d. h. des zur Brückenbildung neigenden Pulvers. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 besitzt eine in den Figuren nicht gesondert dargestellte Positioniereinrichtung, die dazu dient, um die Werkstückhalterungen 9 bzw. Werkstücke 2 in vertikaler Richtung (d. h. auf- oder abwärts) zu verfahren. 5 zeigt ergänzend eine Anordnung, in der die Werkstückhalterungen 9 mit den Werkstücken 2 auf diese Weise so weit in den Behandlungsbehälter 3 nach unten abgesenkt wurden, dass die Werkstücke 2 vollständig in das Pulver bzw. Oberflächenbehandlungsmittel 4 eingetaucht sind. Es versteht sich, dass diese Positionierung nur exemplarisch gezeigt ist, d. h. bedarfsweise auch eine abweichende, bspw. tiefere oder höhere Positionierung der Werkstücke 2 möglich und ggf. vorteilhaft ist. Nach einer gewünschten Betriebsdauer, während der die Werkstücke 2 die gewünschte Hochglanzpolitur der Oberfläche erhalten, können die Werkstücke 2 wieder aus dem Pulver nach oben gezogen und von den Werkstückhalterungen 9 abgenommen werden. Um bei Bedarf das Oberflächenbehandlungsmittel 4 erneuern oder gegen ein anderes Oberflächenbehandlungsmittel austauschen zu können, ist eine Behälteröffnung 33 vorgesehen, mittels welcher der Behandlungsbehälter 3 entleert werden kann.The 1 to 4 show, for simplicity only, the workpiece holders 9 in a position above the surface 32 of the surface treatment agent 4 , that is, the prone to bridging powder. The processing device 1 has a positioning means not shown separately in the figures, which serves to the workpiece holders 9 or workpieces 2 in the vertical direction (ie up or down) to proceed. 5 additionally shows an arrangement in which the workpiece holders 9 with the workpieces 2 so far in the treatment tank 3 were lowered down, that the workpieces 2 completely in the powder or surface treatment agent 4 are immersed. It is understood that this positioning is shown only as an example, ie, if necessary, a different, for example. Lower or higher positioning of the workpieces 2 possible and possibly advantageous. After a desired period of operation during which the workpieces 2 get the desired high-gloss polish the surface, the workpieces 2 pulled up again from the powder and from the workpiece holders 9 be removed. If necessary, the surface treatment agent 4 Renew or exchange for another surface treatment agent is a container opening 33 provided by means of which the treatment tank 3 can be emptied.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optional sibling version independent inventive development of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005047303 A1 [0003, 0010, 0010, 0010, 0020]

Claims

Process for surface treatment, in particular for grinding and / or polishing, of workpieces ( 2 ), in particular for the surface treatment of implants or of implant parts, comprising the method steps: providing and inputting surface treatment agent ( 4 ) in a treatment tank ( 3 ), Introducing one or more workpieces to be treated ( 2 ) in the in the treatment container ( 3 ) surface treatment agents ( 4 ), so that the one or more workpieces ( 2 ) in whole or in part of surface treatment agents ( 4 ), in particular alternating movement, of the workpiece or workpieces ( 2 ) in the treatment tank ( 3 ) relative to this, so that the workpieces ( 2 ) to various locations in the treatment tank ( 3 ), whereby the workpieces ( 2 ) in whole or in part of surface treatment agents ( 4 ), exciting the treatment container ( 3 ) to vibrations during movement of the workpiece or workpieces ( 2 ), characterized in that surface treatment agents ( 4 ) containing powder or a powder mixture or consists of powder or a powder mixture, wherein the powder or the powder mixture has the property to tend to reversible baking with pressure increase.

Method according to the preceding claim or in particular according thereto, characterized in that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation, and in particular in accordance with the course and / or on the speed of movement of the workpiece (s) ( 2 ), is adjusted so that a limited, temporally at least substantially invariable caking of the surface treatment agent ( 4 ) results.

Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the vibration excitation, in particular with respect to the direction and / or the amplitude and / or the frequency of one or more vibration components of the vibration excitation; and in particular in accordance with the course and / or speed of movement of the work piece or pieces ( 2 ) is adjusted so that a furrow formation in the surface treatment agent during the movement of the workpieces ( 2 ) is avoided or reduced.

Method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that as powder powdered alumina, in particular Al ₂ PO ₃ , or powdery SiC or powdered SiO ₂ (quartz) or ground powdered clay is provided or that as a powder mixture is a mixture of one or more of the foregoing powdery components is used.

Processing device ( 1 ) for the surface treatment of workpieces ( 2 ), in particular for grinding and / or polishing workpieces ( 2 ), such as implants or implant parts, wherein the processing device ( 1 ) comprises: a pot-shaped treatment container ( 3 ) for receiving in particular powdery surface treatment agent ( 4 ), at least one workpiece holder ( 9 ) on which one or more workpieces to be machined ( 2 ) are releasably fastened, at least one towing drive ( 16 ) with at least one drive element ( 18 ), which, in particular releasably, with the workpiece holder ( 9 ) and that the workpiece holder ( 9 ) with the drive switched on ( 16 ), in particular alternating, relative to the treatment container ( 3 ), and a first vibration exciter ( 22 ) for vibrational excitation of the treatment container ( 3 ), characterized in that the treatment tank ( 3 ) is spring-mounted and that the first vibration exciter ( 22 ) at least two unbalance drives ( 23 ) and the treatment container ( 3 ) imposes a first vibration component which is substantially inclined to a horizontal plane (E).

Processing device ( 1 ) according to the preceding claim or in particular according thereto, characterized in that the two unbalance drives ( 23 ) of the first vibration exciter ( 22 ) in diametrically opposed relation with the treatment container ( 3 ), their axes of rotation ( 25 . 26 ) are inclined to the horizontal plane (E) and perpendicular to the diametral (D) and intersect in a projection made in the direction of the diametral.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the respective angle of inclination (α) between the horizontal plane (E) and the axes of rotation ( 25 . 26 ) of the two unbalance drives ( 23 ) variable, in particular continuously, is adjustable.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the two axes of rotation ( 25 . 26 ) of the unbalance drives ( 23 ) of the first vibration exciter ( 22 ) parallel to tangents of the treatment tank ( 3 ).

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device or in particular according thereto, characterized in that the processing device ( 1 ) a second vibration exciter ( 24 ), which the treatment container ( 3 ) imposes a second, the first crossing and in particular lying substantially in a vertical plane Schwingungskompo component.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device or in particular according thereto, characterized in that the second vibration exciter ( 24 ) at least one unbalance drive ( 23 ) comprising an electric motor ( 29 ), on which by the electric motor ( 29 ) passing through each axis of rotation in the region of one longitudinal end each an imbalance mass ( 23 ), in particular variable angular position, wherein the imbalance drive below the treatment container ( 3 ), in particular at the container bottom ( 5 ) of the treatment container ( 3 ), and wherein it is provided in particular that its axis of rotation parallel to an imaginary connecting line between the two unbalance drives ( 23 ) of the first vibration exciter ( 22 ).

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the unbalance drives ( 23 ) of the first vibration exciter ( 22 ) run synchronously and the unbalance drive ( 23 ) of the second vibration exciter ( 24 ) is driven at a different speed.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device or in particular according thereto, characterized in that the towing drive ( 16 ) for generating an alternating linear movement and / or rotational movement and / or circumferential arc movement of the workpiece holder ( 9 ) suitable is.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device or in particular according thereto, characterized in that the towing drive ( 16 ) comprises a planetary gear whose planetary gears each have a drive element ( 18 ) and that several, in particular at least substantially oriented perpendicular to the horizontal plane, workpiece holders ( 9 ) are provided, whose respective upper longitudinal end is connected in each case with a planetary gear, that the workpiece holder ( 9 ) performs at least the orbital path movement of the planetary gear.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a processing device or in particular according thereto, characterized in that each workpiece holder ( 9 ) in the region of its lower longitudinal end one or more fastening receptacles for releasably securing each one workpiece ( 2 ), in particular by means of clamping means.

Processing device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims relating to a machining device or in particular according thereto, characterized in that the rotational speed of the towing drive ( 16 ) regardless of the frequencies of the vibration exciter ( 22 . 24 ) is adjustable.

Method according to one or more of the preceding method claims 1 to 4 or in particular according thereto, characterized in that a processing device ( 1 ) according to one or more of claims 5 to 15 is used.