DE102019008802A1 - Method and device for the surface treatment of workpieces - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, indem das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus einem Schleif- oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird. Um den Wirkungsgrad der Oberflächenbearbeitung zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass das Schleif- oder Poliergranulat während der Oberflächenbearbeitung gegen das Werkstück angepresst wird, was insbesondere dadurch geschieht, indem das zur Aufnahme des Schleif- oder Poliergranulates zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters mittels eines Expansionselementes komprimiert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine zu Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, welche mit einer Druckerzeugungseinrichtung ausgestattet ist, welche zum Anpressen des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück während dessen Oberflächenbearbeitung ausgebildet ist.A method for the surface treatment of workpieces is proposed by immersing the workpiece in a bed of grinding or polishing granules located in a container and moving it in the bed of grinding or polishing granules relative to the latter. In order to improve the efficiency of the surface processing, the invention provides that the grinding or polishing granulate is pressed against the workpiece during the surface processing, which is done in particular by the volume of the container available for receiving the grinding or polishing granulate by means of a Expansion element is compressed. The invention also relates to a device for the surface treatment of workpieces which is suitable for carrying out such a method and which is equipped with a pressure generating device which is designed to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece during its surface treatment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Eintauchen des Werkstückes in eine Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat unter relativer Bewegung derselben in Bezug auf das Werkstück, mit einem Behälter zur Aufnahme des Schleif und/oder Poliergranulates und mit wenigstens einem Werkstückhalter, an welchem das zu bearbeitende Werkstück lösbar festlegbar ist.The invention relates to a method for the surface treatment of workpieces by immersing the workpiece in a bed of grinding and / or polishing granules located in a container and moving it in the bed of grinding and / or polishing granules relative to the latter. The invention also relates to a device for surface treatment of workpieces, particularly suitable for carrying out such a method, by immersing the workpiece in a bed of grinding and / or polishing granules with relative movement of the same in relation to the workpiece, with a container for receiving the Grinding and / or polishing granulate and with at least one workpiece holder on which the workpiece to be processed can be releasably fixed.

Zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird, finden insbesondere sogenannte Schleppfinishmaschinen Verwendung, welche eine spezielle Form von Gleitschleifmaschinen darstellen, bei welchen die zu bearbeitenden Werkstücke z.B. einzeln oder an einer oder mehreren Spanneinrichtungen eines Werkstückhalters der Maschine lösbar festgelegt werden, um sie infolge der Relativbewegung in Bezug auf die Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat zu schleifen bzw. zu polieren. Die Wirkungsweise solcher Schleppfinishmaschinen beruht darauf, das zu bearbeitende Werkstück in die in dem Behälter aufgenommene Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu tauchen und das Werkstück relativ zu dem Granulat zu bewegen, wodurch die Oberfläche des Werkstückes je nach Granulatart geschliffen und/oder poliert wird. Schleppfinishmaschinen umfassen häufig ein in der Regel rotierendes Teil im Wesentlichen in Form eines z.B. motorisch über ein geeignetes Getriebe drehangetriebenen Tellers, an dem die Werkstückhalter unmittelbar oder, beispielsweise über Hubeinrichtungen, mittelbar festgelegt sind. Dies geschieht insbesondere exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des rotierenden Teils der Schleppfinishmaschine. Wird dieses Teil - der sogenannte Teller - der Schleppfinishmaschine rotiert, so beschreiben die hieran festgelegten Werkstückhalter eine Bahnkurve. Die von den Spanneinrichtungen der Werkstückhalter getragenen Werkstücke werden dabei in den Arbeitsbehälter eingetaucht, welcher mit der Schüttung aus dem partikelförmigen Schleif- oder Poliergranulat, häufig unter Zusatz flüssiger Bearbeitungsmedien, wie Wasser, Tenside etc., befüllt ist, wobei aufgrund der Relativbewegung der Werkstücke in Bezug auf das Granulat deren Oberflächenbearbeitung in Form einer Gleitschleifbearbeitung erfolgt. Derartige Schleppfinishmaschinen sind beispielsweise aus der DE 102 04 267 C1 , DE 200 05 361 U1 oder DE 10 2010 052 222 A1 bekannt.For the surface treatment of workpieces by dipping the workpiece into a bed of grinding and / or polishing granules located in a container and moving it in the bed of the grinding and / or polishing granules relative to this, so-called drag finishing machines are used in particular, which have a represent a special form of vibratory grinding machines, in which the workpieces to be processed are, for example, individually or detachably fixed to one or more clamping devices of a workpiece holder of the machine in order to grind or remove them as a result of the relative movement in relation to the bulk of a grinding and / or polishing granulate. to polish. The mode of operation of such drag finishing machines is based on dipping the workpiece to be processed into the bulk of the grinding and / or polishing granulate received in the container and moving the workpiece relative to the granulate, whereby the surface of the workpiece is ground and / or depending on the type of granulate is polished. Drag finishing machines often include a generally rotating part essentially in the form of a plate that is rotatably driven, for example, by a motor via a suitable gear, on which the workpiece holders are fixed directly or indirectly, for example via lifting devices. This takes place in particular eccentrically with respect to the axis of rotation of the rotating part of the drag finishing machine. If this part - the so-called plate - of the drag finishing machine is rotated, the workpiece holders attached to it describe a trajectory. The workpieces carried by the clamping devices of the workpiece holders are immersed in the working container, which is filled with the bulk of the particulate grinding or polishing granulate, often with the addition of liquid processing media such as water, surfactants, etc., whereby due to the relative movement of the workpieces in With regard to the granulate, the surface of which is processed in the form of vibratory finishing. Such drag finishing machines are, for example, from DE 102 04 267 C1 , DE 200 05 361 U1 or DE 10 2010 052 222 A1 known.

Alternativ oder zusätzlich kann der das Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmende Behälter relativ zu den ebenfalls bewegten, beispielsweise zumindest um ihre eigene Achse rotierten, oder auch ruhenden Werkstücken bewegt werden, wie beispielsweise um seine eigene Achse und/oder entlang einer Bahnkurve, z.B. in Form einer Kreisbahn. Sofern nur der Behälter bewegt ist und die Werkstücke selbst keine translatorische Bewegung durchführen, so bezeichnet man dies auch als „Tauchschleifen“ bzw. „Tauchpolieren“ als spezielle Form des Schleppfinish, wobei derartige Maschinen, bei welchen die das Werkstück während seiner Oberflächenbearbeitung im Wesentlichen stationär Spanneinrichtung im Wesentlichen stationär ist, auch als Tauchfinishmaschinen bezeichnet werden.Alternatively or additionally, the container receiving the grinding and / or polishing granulate can be moved relative to the workpieces that are also moving, for example at least rotated around their own axis, or also stationary workpieces, such as around its own axis and / or along a trajectory, for example in Shape of a circular path. If only the container is moved and the workpieces themselves do not perform any translational movement, this is also referred to as "plunge grinding" or "plunge polishing" as a special form of drag finish, with machines of this type in which the workpiece is essentially stationary during its surface treatment Clamping device is essentially stationary, also referred to as dip finishing machines.

Das Schleif- oder Poliergranulat kann grundsätzlich je nach zu behandelnden Werkstücken unterschiedlichster Natur und z.B. natürlichen Ursprungs (z.B. aus organischem Material, wie Walnuss- oder Kokosnussschalen, Holz, Kirschkern etc.), mineralischen Ursprungs (z.B. aus Silikaten, Oxiden etc.) und/oder synthetischen Ursprungs (z.B. aus Kunststoffen) sein. Darüber hinaus ist es - wie bereits angedeutet - möglich, die Gleitschleifbearbeitung trocken oder - unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums, wie beispielsweise Wasser, welches mit Additiven, wie z.B. Tensiden, versetzt sein kann - in Form einer Nassbearbeitung durchzuführen.Depending on the workpieces to be treated, the grinding or polishing granulate can be of different nature and, for example, of natural origin (e.g. made of organic material such as walnut or coconut shells, wood, cherry stone etc.), mineral origin (e.g. from silicates, oxides etc.) and / or of synthetic origin (e.g. made of plastics). In addition - as already indicated - it is possible to carry out the vibratory finishing process dry or - with the addition of a liquid processing medium such as water, which can be mixed with additives such as surfactants - in the form of wet processing.

Um alternativ oder zusätzlich zu einer translatorischen Bewegung der Werkstücke relativ zu dem Schleif- und/oder Poliergranulat für eine rotatorische Bewegung der Werkstücke, wie um ihre eigene Achse, zu sorgen, was zu einer besonders wirksamen Schleif- bzw. Polierwirkung führt, sind die Werkstückhalter bekannter Schleppfinishmaschinen häufig drehangetrieben, was beispielsweise mittels geeigneter Motoren geschehen kann (vgl. z.B. die DE 10 2010 052 222 A1 ). Darüber hinaus sind Werkstückhalter für Schleppfinishmaschinen bekannt, deren Spanneinrichtungen zur lösbaren Befestigung der Werkstücke rotierbar gelagert und über eine drehbar in dem Werkstückhalter gelagerte Welle in Rotation versetzbar sind. Hierzu weist der Werkstückhalter z.B. ein Planetengetriebe mit einem zentralen Sonnenrad auf, welches mit Planetenrädern im Eingriff steht, welche ihrerseits drehfest mit einer Tragwelle eines jeweiligen Spannverschlusses verbunden ist, welche um den Umfang des Sonnenrades des Werkstückhalters verteilt angeordnet sind. Aufgrund einer solchen Bewegung der an dem Werkstückhalter drehbar gelagerten Spanneinrichtungen mit den Werkstücken, welche sich aus einer translatorischen Bewegung (in Drehrichtung des Tragteils bzw. der „Tellers“ der Schleppfinishmaschine) und einer rotatorischen Bewegung (um die Achse der jeweiligen Spanneinrichtung bzw. um die Werkstückachse) zusammensetzt, durch das Bearbeitungsmedium wird eine gleichmäßige Bearbeitungsqualität bei gegenüber einer rein translatorischen Bewegung kürzeren Bearbeitungszeiten erzielt. Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich der Werkstückhalter selbst auf entsprechende Weise drehbar an dem Tragteil der Schleppfinishmaschine festgelegt sein (vgl. z.B. die DE 20 2009 008 070 U1 ).As an alternative or in addition to a translational movement of the workpieces relative to the grinding and / or polishing granulate for a rotational movement of the workpieces, such as about their own axis, which leads to a particularly effective grinding or polishing effect, the workpiece holders are known drag finishing machines are often rotationally driven, which can be done, for example, by means of suitable motors (see, for example, the DE 10 2010 052 222 A1 ). In addition, workpiece holders for drag finishing machines are known, the clamping devices of which are rotatably mounted for releasable fastening of the workpieces and can be set in rotation via a shaft which is rotatably supported in the workpiece holder. For this purpose, the workpiece holder has, for example, a planetary gear with a central sun gear, which meshes with planetary gears, which in turn are rotatably connected to a support shaft of a respective clamping lock, which are arranged distributed around the circumference of the sun gear of the workpiece holder. Due to such a movement of the clamping devices, which are rotatably mounted on the workpiece holder, with the workpieces, which result from a translatory Movement (in the direction of rotation of the supporting part or the "plate" of the drag finishing machine) and a rotary movement (around the axis of the respective clamping device or around the workpiece axis), the processing medium achieves a uniform processing quality with shorter processing times compared to a purely translational movement . Furthermore, as an alternative or in addition, the workpiece holder itself can be rotatably fixed in a corresponding manner to the support part of the drag finishing machine (cf. DE 20 2009 008 070 U1 ).

Der Einsatzbereich solcher Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschinen umfasst neben der Oberflächenbearbeitung von Massenartikeln zunehmend auch die Bearbeitung von Präzisionsteilen mit relativ komplexer Geometrie, an deren Oberflächenbeschaffenheit sehr hohe Anforderungen gestellt werden und welche insbesondere sehr geringen Toleranzen genügen müssen. Lediglich exemplarisch seien in diesem Zusammenhang medizinische Prothesen, optische Linsen oder mechanische Präzisionsbauteile für die Maschinenbauindustrie erwähnt. Dies erfordert die Einhaltung sehr enger Verfahrensparameter bei der Oberflächenbearbeitung sowie insbesondere eine sehr hohe Reproduzierbarkeit, um sicherzustellen, dass die Werkstücke in mehr oder minder identischer Weise mit der individuell gewünschten Oberflächenbeschaffenheit versehen werden. Neben der Auswahl des geeigneten Schleif- und/oder Poliergranulates (siehe oben) spielen in diesem Zusammenhang insbesondere die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück und den Granulatpartikeln, welche in der Regel mittels geeigneter Steuerantriebe des Behälters und/oder des Werkstückhalters einstellbar ist, die Bearbeitungszeit, welche ebenfalls in der Regel voreinstellbar ist, sowie die Eintauchtiefe des Werkstückes in die Schüttung aus Schleif- und/oder Poliergranulat eine Rolle, wobei aufgrund des mit zunehmender Eintauchtiefe steigenden „hydrostatischen“ Druckes der Granulatpartikel die abrasive Wirkung der Granulatpartikel auf das Werkstück mit zunehmender Eintauchtiefe desselben in die Granulatschüttung zunimmt (vgl. z.B. die EP 2 572 829 B1 ). Indes erweist sich eine zwecks hoher Reproduzierbarkeit der Oberflächenbearbeitung erforderliche sensorische Überwachung der Eintauchtiefe des Werkstückes in die Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat als relativ aufwändig. Darüber hinaus erfahren die Granulatpartikel insbesondere dann, wenn der das Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmende Behälter rotiert wird, Zentrifugalkräfte und vermag auch auf diese Weise die abrasive Wirkung des Granulates auf das Werkstück während der Oberflächenbearbeitung erhöht zu werden, doch erweist sich die Wirksamkeit hinsichtlich einer effektiveren Oberflächenbearbeitung als relativ gering ist und erfordert zudem einen zusätzlichen Antrieb des Behälters.The area of application of such drag and / or immersion finishing machines includes, in addition to the surface processing of mass-produced articles, increasingly also the processing of precision parts with relatively complex geometry, the surface properties of which are subject to very high requirements and which, in particular, have to meet very low tolerances. Medical prostheses, optical lenses or mechanical precision components for the mechanical engineering industry are only mentioned as examples in this context. This requires the observance of very narrow process parameters in the surface treatment and, in particular, a very high level of reproducibility in order to ensure that the workpieces are provided with the individually desired surface properties in a more or less identical manner. In addition to the selection of the suitable grinding and / or polishing granulate (see above), the relative speed between the workpiece and the granulate particles, which can usually be set by means of suitable control drives of the container and / or the workpiece holder, play a role in the processing time can also usually be preset, as well as the immersion depth of the workpiece in the bed of grinding and / or polishing granulate plays a role, with the "hydrostatic" pressure of the granulate particles increasing with increasing immersion depth, the abrasive effect of the granulate particles on the workpiece with increasing immersion depth increases in the granulate bed (see, for example, the EP 2 572 829 B1 ). However, sensor-based monitoring of the immersion depth of the workpiece in the bulk of the grinding and / or polishing granulate, which is required for the purpose of high reproducibility of the surface processing, proves to be relatively complex. In addition, the granulate particles experience centrifugal forces, especially when the container holding the grinding and / or polishing granulate is rotated, and in this way is also able to increase the abrasive effect of the granulate on the workpiece during surface processing, but the effectiveness in terms of it turns out to be a more effective surface treatment than is relatively small and also requires an additional drive of the container.

Um die Effektivität der Oberflächenbearbeitung gattungsgemäßer Schlepp- oder Tauchfinishmaschinen zu verbessern, ist es aus der EP 2 983 864 B1 ferner bekannt, die das Werkstück tragende Spanneinrichtung bzw. den Werkstückhalter, an welchem die Spanneinrichtung mit dem Werkstück festgelegt ist, mit sich fortwährend ändernden, beispielsweise etwa sinusförmig verlaufenden Rotationsgeschwindigkeiten zu beaufschlagen, so dass eine sich stets zeitlich verändernde, insbesondere hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück und dem Schleif- und/oder Poliergranulat unmittelbar an der Werkstückoberfläche sichergestellt ist, wodurch eine gegenüber einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit deutlich erhöhte Bearbeitungseffizienz und damit einhergehende, kürzere Bearbeitungszeiten erreicht werden können.In order to improve the effectiveness of the surface processing of generic drag or dip finishing machines, it is from the EP 2 983 864 B1 It is also known to act on the clamping device carrying the workpiece or the workpiece holder on which the clamping device with the workpiece is fixed with continuously changing, for example approximately sinusoidal, rotational speeds, so that a constantly changing, in particular high, relative speed between the workpiece and the grinding and / or polishing granulate is ensured directly on the workpiece surface, as a result of which a processing efficiency that is significantly increased compared to a constant rotation speed and the associated shorter processing times can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art unter zumindest weitestgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass die Effektivität der Oberflächenbearbeitung der Werkstücke verbessert wird und somit insbesondere kürzere Bearbeitungszeiten erreicht werden können.The invention is based on the object of developing a method and a device for the surface treatment of workpieces of the type mentioned at the outset, while avoiding the aforementioned disadvantages at least as far as possible, in a simple and inexpensive manner to the effect that the effectiveness of the surface treatment of the workpieces is improved and thus, in particular, shorter processing times are achieved can be.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schleif- und/oder Poliergranulat während der Oberflächenbearbeitung des Werkstücks gegen das Werkstück angepresst wird.From a procedural point of view, this object is achieved according to the invention in a method for surface processing of workpieces of the type mentioned at the outset in that the grinding and / or polishing granulate is pressed against the workpiece during the surface processing of the workpiece.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art ferner vor, dass sie wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung aufweist, welche zum Anpressen des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück während dessen Oberflächenbearbeitung ausgebildet ist.In terms of device technology, the invention further provides for solving this problem in a device for surface processing of workpieces of the type mentioned at the beginning that it has at least one pressure generating device which is designed to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece during its surface processing.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht folglich - zusätzlich zu einem Andruck der Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das zu bearbeitende Werkstück rein aufgrund des Eigengewichtes des Schleif- und/oder Poliergranulates und gegebenenfalls rein aufgrund von Zentrifugalkräften - vor, die Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates während der Oberflächenbearbeitung des Werkstücks mechanisch gegen das Werkstück anzupressen, wodurch der Wirkungsgrad der Oberflächenbearbeitung in signifikanter Weise erhöht und die zur Oberflächenbearbeitung erforderlichen Taktzeiten in entsprechender Weise verringert werden können. Je nach Art des Schleif- und/oder Poliergranulates kann dabei insbesondere dessen abrasive Wirkung auf das Werkstück deutlich erhöht werden, wobei die Erfindung aufgrund des mechanischen Anpressens des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche insbesondere auch die Möglichkeit eröffnet, im Falle zumindest eines Anteils von mehr oder minder sphärischen Partikeln des Schleif- und/oder Poliergranulates in der Schüttung für eine dem Walzen ähnliche Oberflächenbearbeitung zu sorgen, indem die im Wesentlichen runden Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates entlang der Werkstückoberfläche abrollen und diese dabei glätten. Auf diese Weise kann auch die Festigkeit des Werkstückes erhöht werden, wobei hohe und vergleichsweise tiefe Druckeigenspannungen erzeugt werden können, je nach dem, ob das Schleif- und/oder Poliergranulat in Abhängigkeit seiner Art und seiner Kornform und/oder in Abhängigkeit seines Andruckes gegen das bearbeitete Werkstück vornehmlich einen Gleitschleifprozess und/oder einen Walzprozess des Werkstückes bewirkt. Wie weiter unten noch näher erläutert, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren in jedem Fall lediglich durch die Verfahrensparameter der Relativgeschwindigkeit des Werkstückes in Bezug auf das Schleif- und/oder Poliergranulat und des Andruckes des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche steuern und/oder regeln, wobei die Eintauchtiefe des Werkstückes in die Schüttung praktisch keine Rolle mehr spielt und vernachlässigbar ist.The method according to the invention consequently provides - in addition to pressing the particles of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece to be processed purely on the basis of the dead weight of the grinding and / or polishing granulate and possibly purely on the basis of centrifugal forces - the particles of the grinding and / or polishing granules / or to mechanically press polishing granules against the workpiece during the surface processing of the workpiece, whereby the efficiency of the surface processing is increased in a significant manner and the cycle times required for surface processing can be correspondingly reduced. Depending on the type of grinding and / or polishing granulate, its abrasive Effect on the workpiece can be significantly increased, with the invention, due to the mechanical pressing of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface, in particular also opens up the possibility, in the case of at least a proportion of more or less spherical particles of the grinding and / or polishing granulate in to ensure a surface treatment of the bed that is similar to rolling, in that the essentially round particles of the grinding and / or polishing granulate roll along the workpiece surface and thereby smooth them. In this way, the strength of the workpiece can also be increased, whereby high and comparatively low internal compressive stresses can be generated, depending on whether the grinding and / or polishing granulate is depending on its type and its grain shape and / or depending on its pressure against the machined workpiece mainly causes a vibratory grinding process and / or a rolling process of the workpiece. As explained in more detail below, the method according to the invention can in any case only be controlled and / or by the method parameters of the relative speed of the workpiece in relation to the grinding and / or polishing granulate and the pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface regulate, whereby the immersion depth of the workpiece in the bed practically no longer plays a role and is negligible.

Zum Anpressen des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück während dessen Oberflächenbearbeitung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit einer Druckerzeugungseinrichtung ausgestattet, welche - wie weiter unten noch näher erläutert - zweckmäßigerweise zur Erzeugung eines variablen Andruckes des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche ausgebildet ist und den Einsatz beliebiger bekannter Schleif- und/oder Polierpartikel ermöglicht.To press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece during its surface processing, the device according to the invention for surface processing of workpieces is equipped with a pressure generating device, which - as explained in more detail below - expediently for generating a variable pressure of the grinding and / or polishing granulate is formed against the workpiece surface and allows the use of any known grinding and / or polishing particles.

Um das Schleif- und/oder Poliergranulat während der Oberflächenbearbeitung des Werkstückes gegen dieses anzupressen, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters komprimiert wird. In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann zu diesem Zweck vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Druckerzeugungseinrichtung zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters ausgebildet ist.In order to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece during the surface treatment of the workpiece, it can be provided in an advantageous embodiment that the receptacle volume available for receiving the grinding and / or polishing granulate is compressed. In terms of device technology, it can advantageously be provided for this purpose that the pressure generating device is designed to compress the receiving volume of the container that is available for receiving the grinding and / or polishing granules.

Während die Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters grundsätzlich auf beliebige Weise geschehen kann, z.B. mittels eines relativ zu dem Behälter verlagerbaren Deckels, welcher mit einem gewünschten, vorzugsweise steuer- und/oder regelbaren, Andruck von oben gegen das in dem Behälter aufgenommene Schleif- und/oder Poliergranulat angepresst zu werden vermag, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in dem Behälter wenigstens ein Expansionselement angeordnet und das Expansionselement expandiert wird, um das zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters zu komprimieren und das Schleif- und/oder Poliergranulat auf diese Weise gegen das Werkstück anzupressen. Wird das Aufnahmevolumen des Behälters auf diese Weise durch Expansion des Expansionselementes verringert, so werden die Granulatpartikel gegeneinander sowie insbesondere auch gegen das Werkstück angepresst, so dass seine abrasive Wirkung auf das Werkstück in der oben beschriebenen Weise verstärkt und/oder insbesondere im Falle von im Wesentlichen kugelförmiger Schleif- und/oder Poliergranulate sich die Möglichkeit eines „Glattwalzens“ des Werkstückes eröffnet, so dass sich eine verbesserte und kürzere Oberflächenbearbeitung ergibt.While the compression of the volume of the container available for receiving the grinding and / or polishing granulate can basically be done in any way, for example by means of a cover which can be moved relative to the container and which is provided with a desired, preferably controllable and / or adjustable pressure able to be pressed from above against the grinding and / or polishing granulate received in the container, it can be provided according to an advantageous embodiment of the method according to the invention that at least one expansion element is arranged in the container and the expansion element is expanded to accommodate the grinding - To compress and / or polishing granulate the available receiving volume of the container and in this way to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece. If the receiving volume of the container is reduced in this way by expansion of the expansion element, the granulate particles are pressed against one another and in particular also against the workpiece, so that its abrasive effect on the workpiece is increased in the manner described above and / or in particular in the case of substantially Spherical grinding and / or polishing granulates open up the possibility of “roller burnishing” the workpiece, so that an improved and shorter surface treatment results.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang folglich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Druckerzeugungseinrichtung wenigstens ein in dem Behälter angeordnetes Expansionselement aufweist, welches zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters expandierbar ist.In terms of device technology, it can therefore advantageously be provided in this context that the pressure generating device has at least one expansion element arranged in the container, which can be expanded to compress the container volume available for receiving the grinding and / or polishing granulate.

In Bezug auf das wenigstens eine Expansionselement kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein, beispielsweise elastisch, nachgiebiges Expansionselement mit wenigstens einer Expansionskammer eingesetzt wird, wobei die Expansionskammer mit einem Druckfluid, insbesondere mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, um das Expansionselement zu expandieren. In Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in diesem Zusammenhang vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Expansionselement aus einem, z.B. elastisch, nachgiebigen Material gefertigt ist und wenigstens eine Expansionskammer aufweist, welche mit einem Druckfluid, insbesondere mit einer Druckflüssigkeit, beaufschlagbar ist, um das Expansionselement zu expandieren.With regard to the at least one expansion element, it can be provided in an advantageous embodiment that an, for example, elastic, resilient expansion element with at least one expansion chamber is used, the expansion chamber being acted upon with a pressure fluid, in particular with a pressure fluid, in order to expand the expansion element. With regard to the device according to the invention, it can preferably be provided in this context that the expansion element is made of, for example, an elastic, flexible material and has at least one expansion chamber to which a pressure fluid, in particular a pressure fluid, can be applied in order to close the expansion element expand.

Das nachgiebige Expansionselement kann dabei beispielsweise vornehmlich aus elastomeren Kunststoffen gefertigt sein, wie beispielsweise auf der Basis von Kautschuk, Silikonen, thermoplastischen oder duroplastischen Polyurethanelastomeren und dergleichen, welchen zur Erhöhung der Abriebfestigkeit vorteilhafterweise im Wesentlichen partikel- und/oder faserförmige Verstärkungsstoffe zugesetzt sein können. Wie weiter unten in Bezug auf die Zeichnungen noch näher beschrieben, kann das Expansionselement entweder eine oder auch mehrere, miteinander kommunizierende oder insbesondere voneinander getrennte und jeweils separat mit dem Druckfluid beaufschlagbare Expansionskammern aufweisen, um je nach Geometrie des zu bearbeitenden Werkstückes und je dessen gewünschter Oberflächenbeschaffenheit das zur Aufnahme der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters im Wesentlichen symmetrisch, z.B. entlang dem Innenumfang des Behälters, oder nur bereichsweise zu komprimieren, so dass während der Relativbewegung des Werkstückes in Bezug auf das Schleif- und/oder Poliergranulat letzteres durch verschieden große Zwischenräume zwischen dem Werkstück und der Behälterwand hindurch bewegt wird, wodurch ein zusätzlicher lokaler Andruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche erzielt werden kann. Selbstverständlich besteht dabei auch die Möglichkeit, dass an der Innenseite der Wandung des Behälters mehrere Expansionselemente oder ein Expansionselement mit mehreren Expansionskammern angeordnet wird, welche eine unterschiedliche Form, Größe und Position besitzen und durch einen gemeinsamen oder insbesondere separate Druckfluidanschlüsse mit einem Druckfluid beaufschlagt werden können.The flexible expansion element can, for example, primarily be made of elastomeric plastics, for example based on rubber, silicone, thermoplastic or thermosetting polyurethane elastomers and the like, to which essentially particulate and / or fibrous reinforcing materials can advantageously be added to increase the abrasion resistance. As below in relation to the Drawings, described in more detail, the expansion element can either have one or more, communicating with each other or in particular separate and each separately acted upon with the pressure fluid expansion chambers, depending on the geometry of the workpiece to be machined and depending on its desired surface properties, the for receiving the bed from the Grinding and / or polishing granulate available receiving volume of the container essentially symmetrically, for example along the inner circumference of the container, or only to compress in areas, so that during the relative movement of the workpiece in relation to the grinding and / or polishing granulate, the latter by different sizes Gaps between the workpiece and the container wall is moved through, whereby an additional local pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface can be achieved. Of course, there is also the possibility that several expansion elements or one expansion element with several expansion chambers are arranged on the inside of the wall of the container, which have a different shape, size and position and can be subjected to a pressure fluid through a common or, in particular, separate pressure fluid connections.

Bei dem verwendeten Druckfluid kann es sich beispielsweise um ein Gas oder vorzugsweise um eine Flüssigkeit handeln, wie z.B. Wasser, Hydrauliköl oder dergleichen. Darüber hinaus kann das Druckfluid bedarfsweise gekühlt und insbesondere im Wesentlichen kontinuierlich durch die wenigstens eine Expansionskammer des nachgiebigen Expansionselementes hindurch geleitet werden, so dass es auch als Kühlmedium für die während der Oberflächenbearbeitung infolge Reibkontakt des Schleif- und/oder Poliergranulates mit der Oberfläche des Expansionselementes erzeugte Wärme zu dienen vermag.The pressurized fluid used can be, for example, a gas or, preferably, a liquid, such as water, hydraulic oil or the like. In addition, the pressure fluid can be cooled if necessary and, in particular, essentially continuously passed through the at least one expansion chamber of the flexible expansion element, so that it is also generated as a cooling medium for the friction between the grinding and / or polishing granulate and the surface of the expansion element during surface processing Warmth can serve.

In Bezug auf die konstruktive Ausgestaltung des Expansionselementes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Expansionselement auf zumindest einem innenseitigen Abschnitt einer Wandung, z.B. auf der Umfangswandung, oder im Wesentlichen vollumfänglich auf der inneren Umfangswandung, des Behälters angeordnet ist, wobei es beispielsweise nach Art einer Innenwandung aus einem, z.B. elastisch, nachgiebigen Material (siehe oben) ausgestaltet sein kann, so dass seine Expansionskammer(n) zwischen dem innenseitigen Abschnitt der Wandung des Behälters und der nachgiebigen Innenwandung des Expansionselementes gebildet ist bzw. sind; oder das, z.B. elastisch, nachgiebige Expansionselement kann beispielsweise seinerseits doppelwandig ausgestaltet und mit einer oder mehreren Expansionskammer(n) versehen und auf zumindest einen innenseitigen Abschnitt der Wandung des Behälters aufgebracht sein. Seine wenigstens eine Expansionskammer steht dabei zweckmäßigerweise mit wenigstens einem an der Außenseite des Behälters angeordneten Druckfluidanschluss in Verbindung, um es bedarfsweise mit dem Druckfluid zu beaufschlagen und dabei um das gewünschte Maß zu expandieren. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise denkbar, dass ein separates, d.h. nicht mit zumindest einem Wandungsabschnitt des Behälters verbundenes, Expansionselement in den Behälter einsetzbar ist, wobei ein solches Expansionselement insbesondere einen Träger, z.B. nach Art eines mehr oder minder starren Käfigs, aufweisen kann, welcher sein seine wenigstens eine Druckkammer umfassendes, nachgiebiges Material abstützt und diesem gegebenenfalls die notwendige Formstabilität verleiht.With regard to the structural design of the expansion element, it can be provided, for example, that the expansion element is arranged on at least one inside section of a wall, e.g. on the circumferential wall, or essentially over the entire circumference on the inner circumferential wall, of the container, for example in the manner of an inner wall can be designed from a, for example elastic, resilient material (see above), so that its expansion chamber (s) is or are formed between the inside section of the wall of the container and the flexible inner wall of the expansion element; or the, for example elastic, flexible expansion element can, for example, have a double-walled design and be provided with one or more expansion chamber (s) and applied to at least one inner section of the wall of the container. Its at least one expansion chamber is expediently connected to at least one pressure fluid connection arranged on the outside of the container in order to apply the pressure fluid to it if necessary and to expand by the desired amount. Alternatively or additionally, it is conceivable, for example, that a separate expansion element, ie not connected to at least one wall section of the container, can be inserted into the container, wherein such an expansion element can in particular have a carrier, for example in the manner of a more or less rigid cage, which supports its flexible material, which includes at least one pressure chamber, and gives it the necessary dimensional stability if necessary.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass der jeweils gewünschte Andruck der Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück gesteuert und/oder geregelt wird, so dass der Andruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück nicht nur variierbar ist, sondern beispielsweise auch verschiedene Oberflächenbearbeitungszyklen mit unterschiedlichen Anpressdrücken des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche durchgeführt werden können, wie z.B. ein anfängliches Grobschleifen bei (sehr) hohem Anpressdruck, ein darauffolgendes Feinschleifen bei demgegenüber geringeren Anpressdruck und ein abschließendes Polieren bei (sehr) geringem Anpressdruck etc., wobei die Erfindung selbstverständlich auch eine praktisch drucklose Oberflächenbearbeitung der Werkstücke gemäß dem Stand der Technik ermöglicht, indem z.B. das zur Kompression des dem Schleif- und/oder Poliergranulat zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters dienende Expansionselement nicht expandiert wird. Darüber hinaus kann es sich als höchst wirksam erweisen, wenn der Anpressdruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück, z.B. im Wesentlichen sinusförmig, sägezahnförmig oder andersartig, während dessen Oberflächenbearbeitung in periodischen Zyklen verändert wird - sei es zwischen zwei oder mehreren unterschiedlichen Druckniveaus oder sei es zwischen einem oder mehreren Druckniveaus gegenüber einem mittels der Druckerzeugungseinrichtung erzeugten Anpressdruck von etwa null -. Dies kann z.B. vorzugsweise mittels einer periodisch alternierenden Druckbeaufschlagung der wenigstens einen Expansionskammer des Expansionselementes geschehen, so dass während der Bearbeitungsphasen eines verkleinerten Aufnahmevolumens des Behälters und folglich eines hohen Anpressdruckes des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück (das Expansionselement ist expandiert) eine sehr effiziente Oberflächenbearbeitung des Werkstückes stattfindet, wohingegen während der Bearbeitungsphasen eines nicht verkleinerten bzw. „normalen“ Aufnahmevolumens des Behälters und folglich eines geringen oder gar keinen Anpressdruckes des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück (das Expansionselement ist nicht expandiert) das Schleif- und/oder Poliergranulat in die Volumenbereiche des Behälters nachfließen kann, aus welchen es während der Druckphasen verdrängt worden ist, so dass bei der jeweils anschließenden Druckphase wieder ein hoher Anpressdruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche erzeugt werden kann. Ferner lassen sich auf diese Weise insbesondere dann, wenn ein Expansionselement mit mehreren Expansionskammern oder mehrerer Expansionselemente eingesetzt werden, beispielsweise verschiedene Druck- und Fließbereiche und/oder verschiedene Strömungsprofile des Schleif- und/oder Poliergranulates innerhalb des Behälters erzeugen, wobei die mehreren Expansionskammern des einen oder mehrerer Expansionselemente im Falle einer alternierenden Druckbeaufschlagung ihrer Expansionskammern sowohl im Wesentlichen synchron als auch zeitlich nacheinander druckbeaufschlagt und druckentlastet werden können. Die zur Verfügung stehende Bandbreite möglicher Kombinationen unterschiedlicher Expansionskammern, unterschiedlicher Ansteuerungen und unterschiedlicher Druckbeaufschlagungen führen dabei zu sehr breiten und umfassenden Bearbeitungsbedingungen, welche je nach Werkstoff des Werkstückes und je nach dessen gewünschter Oberflächenbeschaffenheit individuell eingestellt werden können. Wie bereits angedeutet, lässt sich die Steuerung und/oder Regelung des Anpressdruckes des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche auf diese Weise auch auf die weiteren Verfahrensparameter, wie insbesondere die Richtung und/oder der Betrag der Relativgeschwindigkeit des Werkstückes in Bezug auf das Schleif- und/oder Poliergranulat, abstimmen.According to a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, it can also be provided that the respectively desired pressure of the grinding and / or polishing granules against the workpiece is controlled and / or regulated so that the pressure of the grinding and / or polishing granules against the workpiece is not can only be varied, but also, for example, different surface processing cycles with different contact pressures of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface can be carried out, such as an initial rough sanding with (very) high contact pressure, a subsequent fine sanding with a lower contact pressure and a final polishing with (Very) low contact pressure, etc., whereby the invention of course also enables practically pressureless surface processing of the workpieces according to the prior art, in that, for example, that is available for compressing the grinding and / or polishing granulate existing receiving volume of the container serving expansion element is not expanded. In addition, it can prove to be highly effective if the contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece, e.g. essentially sinusoidal, sawtooth or otherwise, is changed in periodic cycles during its surface processing - be it between two or more different pressure levels or be it between one or more pressure levels with respect to a contact pressure of approximately zero generated by means of the pressure generating device. This can be done, for example, preferably by means of periodically alternating pressurization of the at least one expansion chamber of the expansion element, so that during the processing phases of a reduced receiving volume of the container and consequently a high contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece (the expansion element is expanded) a very efficient surface processing of the workpiece takes place, whereas during the processing phases of a non-reduced or "normal" volume of the container and consequently little or no contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece (the expansion element is not expanded) the grinding and / or polishing granulate in the volume areas of the container from which it has been displaced during the pressure phases can flow, so that a high contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface can be generated again in the subsequent pressure phase. Furthermore, in this way, especially when an expansion element with several expansion chambers or several expansion elements are used, for example different pressure and flow areas and / or different flow profiles of the grinding and / or polishing granulate can be generated within the container, the several expansion chambers of the one or several expansion elements can be pressurized and depressurized both essentially synchronously and in chronological succession in the case of an alternating pressurization of their expansion chambers. The available bandwidth of possible combinations of different expansion chambers, different controls and different pressures lead to very broad and comprehensive processing conditions, which can be set individually depending on the material of the workpiece and its desired surface properties. As already indicated, the control and / or regulation of the contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface can also be applied in this way to the further process parameters, such as in particular the direction and / or the amount of the relative speed of the workpiece in relation to the Grinding and / or polishing granulate.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung demnach vorgesehen sein, dass die Druckerzeugungseinrichtung steuerbar und/oder regelbar ist, so dass sie insbesondere zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahrensvarianten ausgebildet ist. Sofern die Druckerzeugungseinrichtung ein, z.B. elastisch, nachgiebiges Expansionselement mit wenigstens einer Druckkammer umfasst, so kann insbesondere wenigstens eine Drucksteuer- und/oder -regeleinrichtung, z.B. in Form eines Drucksteuer- und/oder -regelventils, einer drucksteuer- und/oder regelbaren Pumpe oder dergleichen, vorgesehen sein, welche zur Drucksteuerung und/oder -regelung des Druckfluides ausgebildet ist, mit welchem die wenigstens eine Expansionskammer des Expansionselementes aus einem nachgiebigen Material beaufschlagbar ist. Verschiedene Oberflächenbearbeitungsprofile können dabei selbstverständlich in als solcher bekannter Weise in einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Vorrichtung speicherbar sein, um sie bedarfsweise abzurufen.In terms of device technology, it can accordingly be provided in a particularly advantageous embodiment that the pressure generating device can be controlled and / or regulated so that it is designed in particular to carry out the method variants described above. If the pressure generating device comprises an, for example, elastic, flexible expansion element with at least one pressure chamber, then in particular at least one pressure control and / or regulating device, for example in the form of a pressure control and / or regulating valve, a pressure-controllable and / or regulatable pump or The like, may be provided, which is designed to control and / or regulate the pressure of the pressure fluid with which the at least one expansion chamber of the expansion element made of a flexible material can be acted upon. Different surface treatment profiles can of course be stored in a known manner in an electronic control and / or regulating device of the device in order to call them up as required.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass der Behälter im Wesentlichen vollständig mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat befüllt und das Werkstück in die in dem Behälter befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht wird, wonach der Behälter, insbesondere mittels eines Deckels, verschlossen und das Schleif- und/oder Poliergranulat gegen das Werkstück angepresst wird. Der Deckel verhindert dabei insbesondere eine Verdrängung des Schleif- und/oder Poliergranulates während der Kompression des Aufnahmevolumens des Behälters infolge Expansion des Expansionselementes, so dass ein mehr oder minder linearer Zusammenhang zwischen dem Druck des Druckfluides, mit welchem die Expansionskammer(n) des Expansionselementes beaufschlagt wird bzw. werden, und dem Anpressdruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen die Werkstückoberfläche und folglich eine sehr hohe Reproduzierbarkeit erreicht werden kann, und zwar unabhängig von einer über eine längere Zeit im Wesentlichen konstante oder eine zumindest zeitweise oder fortwährend, periodisch alternierende Expansion des Expansionselementes.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it can also be provided that the container is essentially completely filled with the grinding and / or polishing granulate and the workpiece is immersed in the bulk of the grinding and / or polishing granulate located in the container, after which the container , in particular by means of a lid, closed and the grinding and / or polishing granulate is pressed against the workpiece. In particular, the cover prevents the grinding and / or polishing granulate from being displaced during the compression of the receiving volume of the container as a result of expansion of the expansion element, so that a more or less linear relationship between the pressure of the pressure fluid with which the expansion chamber (s) of the expansion element is applied and the contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece surface and consequently a very high reproducibility can be achieved, regardless of an expansion that is essentially constant over a long period of time or an at least temporarily or continuously, periodically alternating expansion of the expansion element.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann der Behälter zu diesem Zweck vorteilhafterweise mittels eines Deckels verschließbar sein, wobei der Werkstückhalter beispielsweise an dem Deckel gelagert sein kann, so dass der Behälter mittels des Deckels gleichzeitig verschlossen wird, wenn das oder die von dem Werkstückhalter getragene(n) Werkstück(e) in die in dem Behälter befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht wird bzw. werden, so dass sich eine sehr einfache Handhabung sowie - sofern gewünscht - eine einfache Automatisierung der Oberflächenbearbeitung ergibt, sofern der Deckel mit dem Werkstückhalter z.B. an einer motorisch betätigbaren Führung angeordnet und beispielsweise mit einem Magazin zur Bevorratung noch nicht bearbeiteter Werkstücke und/oder einer Lagerstation zur Ablage bereits bearbeiteter Werkstücke zusammenwirkt.In terms of device technology, the container can advantageously be closed by means of a lid for this purpose, wherein the workpiece holder can be mounted on the lid, for example, so that the container is closed by means of the lid at the same time when the workpiece (s) carried by the workpiece holder (e) is or are immersed in the bulk of the grinding and / or polishing granulate located in the container, so that very simple handling and - if desired - simple automation of the surface processing results, provided that the lid with the workpiece holder, for example arranged on a motor-operated guide and interacts, for example, with a magazine for storing workpieces that have not yet been processed and / or a storage station for storing workpieces that have already been processed.

Während die Oberflächenbearbeitung des Werkstückes selbstverständlich auch trocken erfolgen kann, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens in als solcher bekannter Weise vorgesehen sein, dass der in dem Behälter befindlichen Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat ein flüssiges Bearbeitungsmedium, z.B. Wasser oder wässrige Lösungen, welchen gegebenenfalls verschiedene Tenside oder andere Additive zudosiert sein können (vgl. z.B. die DE 10 2009 004 916 AI), zugesetzt wird. Dabei kann der Behälter vorzugsweise während der Bearbeitung des Werkstückes insbesondere mit dem flüssigen Bearbeitungsmedium durchströmt werden, wobei letzteres vorzugsweise rezirkuliert und insbesondere gereinigt und/oder gekühlt werden kann, um Verunreinigungen, wie Schmutzpartikel, Schmierstoffe, Abrieb etc. zu entfernern und/oder als Kühlmedium während der Oberflächenbearbeitung zu dienen, wie es als solches beispielsweise aus der DE 10 2012 025 233 B4 bekannt ist.While the surface of the workpiece can of course also be processed dry, according to an advantageous further development of the method according to the invention it can be provided in a manner known per se that the bulk of the grinding and / or polishing granulate located in the container is a liquid processing medium, e.g. water or aqueous Solutions to which various surfactants or other additives can optionally be added (cf., for example, the DE 10 2009 004 916 AI), added becomes. The container can preferably be flowed through with the liquid machining medium while the workpiece is being machined, the latter preferably being recirculated and in particular cleaned and / or cooled in order to remove impurities such as dirt particles, lubricants, abrasion, etc. and / or as a cooling medium To serve during the surface treatment, as it is, for example, from the DE 10 2012 025 233 B4 is known.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zu diesem Zweck vorgesehen sein, dass der Behälter

  • - wenigstens einen Flüssigkeitseinlass aufweist, welcher zum Zuführen eines flüssigen Bearbeitungsmediums ausgebildet ist und zweckmäßigerweise auf einem oberen Niveau des Behälters, z.B. in einem Deckel desselben, vorgesehen sein kann, und/oder
  • - wenigstens einen Flüssigkeitsauslass aufweist, welcher zum Abführen eines flüssiges Bearbeitungsmediums ausgebildet ist und zweckmäßigerweise auf einem unteren Niveau des Behälters, z.B. in einem Boden desselben, vorgesehen sein kann. Der Flüssigkeitsauslass kann ferner zweckmäßigerweise mit einer Rückhalteeinrichtung für das Schleif- und/oder Poliergranulat, wie einem Sieb, einem Filter, einem Sintermetalleinsatz oder dergleichen, versehen sein.
In a device according to the invention it can be provided for this purpose that the container
  • - Has at least one liquid inlet which is designed for supplying a liquid processing medium and which can expediently be provided on an upper level of the container, for example in a lid thereof, and / or
  • - Has at least one liquid outlet which is designed to discharge a liquid processing medium and which can expediently be provided on a lower level of the container, for example in a base thereof. The liquid outlet can also expediently be provided with a retaining device for the grinding and / or polishing granulate, such as a sieve, a filter, a sintered metal insert or the like.

Was die Relativbewegung des Werkstückes in Bezug auf das Schleif- und/oder Poliergranulat während der Oberflächenbearbeitung betrifft, so ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Relativbewegungsarten, wie beispielsweise

  • - eine rotatorische Bewegung des Werkstückes und/oder des Behälters, insbesondere im Wesentlichen um eine Symmetrieachse des Werkstückes und/oder des Behälters; und/oder
  • - eine translatorische Bewegung des Werkstückes in Bezug auf den Behälter, insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung desselben; und/oder
  • - eine Schwingungsanregung des Werkstückes und/oder des Behälters, z.B. mittels Ultraschall, Piezoaktoren, Unwuchtantrieben oder dergleichen.
With regard to the relative movement of the workpiece in relation to the grinding and / or polishing granulate during surface processing, the method according to the invention basically enables any type of relative movement known from the prior art, such as, for example
  • a rotational movement of the workpiece and / or the container, in particular essentially around an axis of symmetry of the workpiece and / or the container; and or
  • a translational movement of the workpiece in relation to the container, in particular essentially in the axial direction of the same; and or
  • - A vibration excitation of the workpiece and / or the container, for example by means of ultrasound, piezo actuators, unbalance drives or the like.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken kann in diesem Zusammenhang folglich vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Werkstückhalter und/oder der Behälter

  • - drehbar gelagert ist, insbesondere im Wesentlichen um seine Symmetrieachse, und mit einem Drehantrieb in Verbindung steht; und/oder
  • - translatorisch gelagert ist, insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung desselben, und mit einem Translationsantrieb in Verbindung steht; und/oder
  • - mit einem Schwingungserzeuger, insbesondere in Form einer Ultraschallquelle, eines piezoelektrischen Aktors oder eines Unwuchtantriebs, in Verbindung steht.
In the case of a device for the surface treatment of workpieces, it can consequently preferably be provided in this context that the workpiece holder and / or the container
  • - Is rotatably mounted, in particular essentially about its axis of symmetry, and is connected to a rotary drive; and or
  • - Is mounted translationally, in particular essentially in the axial direction thereof, and is connected to a translational drive; and or
  • - Is in connection with a vibration generator, in particular in the form of an ultrasound source, a piezoelectric actuator or an unbalance drive.

In den meisten Fällen erweist es sich dabei als zweckmäßig, wenn zumindest das Werkstück rotatorisch, z.B. um seine Achse, bewegt wird, gegebenenfalls in Kombination mit einer wenigstens einer translatorischen Bewegung des Werkstückes und/oder einer Schwingungsanregung desselben. Bei einer solchen rotatorischen Bewegung des Werkstückes kann insbesondere entsprechend der eingangs zitierten EP 2 983 864 B1 , welche hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird, vorgesehen sein, dass das Werkstück unter fortwährender Beschleunigung mit fortwährend unterschiedlichen, z.B. im Wesentlichen sinusförmigen, Rotationsgeschwindigkeiten rotiert wird.In most cases it proves to be useful if at least the workpiece is rotated, for example about its axis, possibly in combination with at least one translational movement of the workpiece and / or a vibration excitation of the same. In the case of such a rotational movement of the workpiece, in particular according to the initially cited EP 2 983 864 B1 , which is hereby made the subject of the present disclosure, it can be provided that the workpiece is rotated with continuous acceleration at continuously different, for example essentially sinusoidal, rotational speeds.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit einem in deren Behälter zur Aufnahme eines Schleif- und/oder Poliergranulates angeordneten Expansionselement und einem an einem Werkstückhalter lösbar festgelegten Werkstück vor dessen Oberflächenbearbeitung;
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken gemäß 1 während der Oberflächenbearbeitung des Werkstückes;
  • 3 einen der 2 entsprechenden Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken während der Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes;
  • 4 eine schematische Querschnittansicht des Behälters der Vorrichtung gemäß 1 und 2 entlang der Schnittebene IV-IV der 2 im Bereich des Expansionselementes;
  • 5 einen Träger zur Aufnahme einer alternativen Ausführungsform eines Expansionselementes; und
  • 6 bis 9 schematische Draufsichten auf verschiedene exemplarische Ausführungsformen von Expansionselementen mit verschiedener Anzahl und Anordnung von Expansionskammern.
Further features and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show:
  • 1 a schematic longitudinal section through an embodiment of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces with an expansion element arranged in its container for receiving a grinding and / or polishing granulate and a workpiece releasably attached to a workpiece holder prior to its surface treatment;
  • 2 a schematic longitudinal section through the device for surface treatment of workpieces according to 1 during the surface treatment of the workpiece;
  • 3 one of the 2 corresponding longitudinal section through a further embodiment of a device for the surface treatment of workpieces during the surface treatment of a workpiece;
  • 4th a schematic cross-sectional view of the container of the device according to 1 and 2 along the section plane IV-IV of the 2 in the area of the expansion element;
  • 5 a carrier for receiving an alternative embodiment of an expansion element; and
  • 6th to 9 schematic top views of various exemplary embodiments of expansion elements with different numbers and arrangements of expansion chambers.

In den 1, 2 und 4 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Eintauchen des Werkstückes in eine Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat unter relativer Bewegung derselben in Bezug auf das Werkstück 1 schematisch wiedergegeben, welche einen zur Aufnahme der Schüttung des Schleif- und/oder Poliergranulates dienenden Behälter 2 aufweist, wobei die Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat nicht zeichnerisch wiedergegeben ist und in der 1 lediglich deren Füllniveau F in dem Behälter 2 angedeutet ist. Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus wenigstens einen Werkstückhalter 3, an welchem das zu bearbeitende Werkstück 3 in herkömmlicher Weise lösbar festgelegt werden kann. Der das Werkstück 1 tragende Werkstückhalter 3 ist relativ zu dem Behälter 2 bewegbar, wobei er im vorliegenden Fall um seine Längsachse A (vgl. die 1) rotierbar ist und zu diesem Zweck mit einem motorischen Drehantrieb M in Verbindung steht. Der Drehantrieb M ist dabei insbesondere drehzahlsteuer- und/oder -regelbar, um das Werkstück 1 während seiner Oberflächenbearbeitung in verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten zu versetzen, seien sie im Wesentlichen konstant oder seien sie, insbesondere periodisch, alternierend. Der mittels des motorischen Antriebs M rotationsangetriebene Werkstückhalter 3 ist bei dem zeichnerisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiel mittels geeigneter Lager 4 an einem Deckel 5 gelagert, mittels welchem der Behälter 2 im Wesentlichen druckdicht verschlossen werden kann, wenn der Deckel 5 mit dem Werkstückhalter 3 und dem hieran gespannten Werkstück 1 aus seiner in der 1 gezeigten Ruheposition in seine in der 2 dargestellte Arbeitsposition überführt worden ist, um das Werkstück 1 in die in dem Behälter 2 befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (nicht gezeigt) einzutauchen und die Oberfläche des Werkstückes 1 zu bearbeiten, indem der Werkstückhalter 3 mittels seines Drehantriebs M in Rotation versetzt wird.In the 1 , 2 and 4th is a first embodiment of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces by immersing the workpiece in a bed of grinding and / or polishing granules with relative movement of the same in relation to the workpiece 1 shown schematically, which a container serving to receive the bulk of the grinding and / or polishing granulate 2 has, wherein the bulk of the grinding and / or polishing granulate is not shown in the drawing and in the 1 only their filling level F in the container 2 is indicated. The device also comprises at least one workpiece holder 3 on which the workpiece to be machined 3 can be fixed releasably in a conventional manner. The the workpiece 1 load-bearing workpiece holders 3 is relative to the container 2 movable, whereby in the present case it is about its longitudinal axis A (cf. 1 ) is rotatable and is connected to a motorized rotary drive M for this purpose. The rotary drive M is in particular speed controllable and / or regulatable around the workpiece 1 to put them in different rotational speeds during its surface treatment, be they essentially constant or be they, in particular periodically, alternating. The workpiece holder that is rotationally driven by means of the motor drive M. 3 is in the illustrated embodiment by means of suitable bearings 4th on a lid 5 stored, by means of which the container 2 can be closed essentially pressure-tight when the lid 5 with the workpiece holder 3 and the workpiece clamped to it 1 from his in the 1 rest position shown in its in the 2 working position shown has been transferred to the workpiece 1 into the one in the container 2 to immerse the bulk of the grinding and / or polishing granulate (not shown) and the surface of the workpiece 1 to be machined by the workpiece holder 3 is set in rotation by means of its rotary drive M.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Behälter 2 der Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken ferner einerseits einen an einem oberen Niveau des Behälters 2 - hier: in seinem Deckel 5 im Wesentlichen konzentrisch zu dem Werkstückhalter 3 - angeordneten Flüssigkeitseinlass 6a, welcher zum Zuführen eines flüssigen Bearbeitungsmediums dient. Andererseits umfasst der Behälter 2 einen an einem unteren Niveau desselben - hier: im Wesentlichen zentral in seinem Boden 7 - angeordneten Flüssigkeitsauslass 6b, welcher zum Abführen des flüssigen Bearbeitungsmediums dient und mit einer Rückhalteeinrichtung 8 für das Schleif- und/oder Poliergranulat, z.B. im Wesentlichen in Form eines Siebes, versehen ist. Das flüssige Bearbeitungsmedium, bei welchem es sich beispielsweise um eine wässrige Tensidlösung handeln kann, kann auf diese Weise während der Oberflächenbearbeitung des Werkstückes 1 aus dem Flüssigkeitsauslass 6b abgeführt, gegebenenfalls gereinigt und/oder gekühlt und in den Flüssigkeitseinlass 6a rezirkuliert werden (nicht zeichnerisch wiedergegeben).In the present embodiment, the container comprises 2 of the device for the surface treatment of workpieces, on the one hand, one at an upper level of the container 2 - here: in its lid 5 essentially concentric with the workpiece holder 3 - arranged liquid inlet 6a , which is used to supply a liquid processing medium. On the other hand, the container comprises 2 one at a lower level of the same - here: essentially centrally in its bottom 7th - arranged liquid outlet 6b , which serves to discharge the liquid processing medium and with a retaining device 8th is provided for the grinding and / or polishing granulate, for example essentially in the form of a sieve. The liquid processing medium, which can be an aqueous surfactant solution, for example, can be used in this way during the surface processing of the workpiece 1 from the liquid outlet 6b discharged, optionally cleaned and / or cooled and into the liquid inlet 6a are recirculated (not shown in the drawing).

Die Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken weist ferner eine Druckerzeugungseinrichtung 10 auf, welche zum Anpressen des Schleif- und/oder Poliergranulates (nicht gezeigt) in der in der 2 wiedergegebenen Situation der Oberflächenbearbeitung des Werkstückes 1 ausgebildet ist, wobei sie im vorliegenden Fall zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters 2 ausgebildet ist, welches die Druckerzeugungseinrichtung 10 folglich bedarfsweise zu verringern vermag, um die Granulatpartikel sowohl gegeneinander als auch insbesondere gegen die Werkstückoberfläche anzupressen. Die Druckerzeugungseinrichtung 10 umfasst hierbei wenigstens ein im Innern des Behälters 2 angeordneten Expansionselement 11, welches zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates (nicht gezeigt) zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters 1 expandierbar ist.The device for the surface treatment of workpieces also has a pressure generating device 10 which for pressing the grinding and / or polishing granules (not shown) in the in 2 reproduced situation of the surface treatment of the workpiece 1 is designed, wherein in the present case it is used to compress the receiving volume of the container that is available for receiving the grinding and / or polishing granules 2 is formed, which the pressure generating device 10 consequently able to reduce if necessary, in order to press the granulate particles both against one another and in particular against the workpiece surface. The pressure generating device 10 comprises at least one in the interior of the container 2 arranged expansion element 11 , which is used to compress the volume of the container available for receiving the grinding and / or polishing granulate (not shown) 1 is expandable.

Im Falle der Ausführungsform gemäß den 1, 2 und 4 ist das Expansionselement 11 aus einem, insbesondere elastisch, nachgiebigen Material, wie beispielsweise aus einem verschleiß- und abriebfesten Kunststoffmaterial, z.B. auf Polyurethanbasis, gefertigt und auf zumindest einen Abschnitt einer Innenwandung des Behälters 2 - im vorliegenden Fall im Wesentlichen auf seine gesamte Umfangswand bis zu dem mit dem Flüssigkeitsauslass 6b versehenen Boden - aufgebracht. Es kann beispielsweise nach Art einer Innenauskleidung oder Innenwandung aus dem elastisch nachgiebigen Material ausgestaltet sein und wenigstens eine - hier zwei - Expansionskammern 12 umfassen, welche jeweils in Umfangsrichtung nebeneinander und zwischen der Innenseite der Wandung des Behälters 2 und der nachgiebigen Innenwandung des Expansionselementes 11 gebildet sind (vgl. insbesondere die 4). Die von dem Expansionselement 11 gebildete Innenauskleidung bzw. Innenwand des Behälters 2 ist dabei einerseits im Bereich des oberen Endes des Behälter 2, andererseits im Bodenbereich druckdicht mit dem Behälter 2 verbunden, wie beispielsweise verschweißt, verklemmt, verklebt oder dergleichen. Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, weist das Expansionselement 11 ferner zwei, insbesondere mit einer Armierung, z.B. aus einem Metallwerkstoff, versehene Dichtlippen 12a auf, welche gegen die innere Wandung des Behälters 2 dichtend anliegen, um die Expansionskammern 12 im Wesentlichen druckdicht voneinander zu trennen, so dass sie bedarfsweise mit einem unter verschiedenen Drücken stehenden Druckfluid beaufschlagt werden können. Jede Expansionskammer 12 des Expansionselementes 11 steht ferner mit einem Druckfluidanschluss 13 an der Außenseite des Behälters 2 in Verbindung, um sie unabhängig voneinander mit einem Druckfluid, wie beispielsweise einer Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagen zu können, wodurch die jeweilige Expansionskammer 12 sich ausdehnt und das Expansionselement 11 expandiert, um das Aufnahmevolumen des Behälters 2 zu verkleinern und auf diese Weise die Schleif- und/oder Poliergranulatpartikel mechanisch gegen die Oberfläche des Werkstückes 1 anzupressen.In the case of the embodiment according to 1 , 2 and 4th is the expansion element 11 made of a, in particular elastic, resilient material, such as, for example, a wear and abrasion-resistant plastic material, for example based on polyurethane, and on at least a section of an inner wall of the container 2 - in the present case essentially on its entire circumferential wall up to the one with the liquid outlet 6b provided floor - applied. It can be designed, for example, in the manner of an inner lining or inner wall made of the elastically flexible material and at least one - here two - expansion chambers 12th include, which each in the circumferential direction side by side and between the inside of the wall of the container 2 and the flexible inner wall of the expansion element 11 are formed (see in particular the 4th ). The one from the expansion element 11 formed inner lining or inner wall of the container 2 is on the one hand in the area of the upper end of the container 2 , on the other hand in the bottom area pressure-tight with the container 2 connected, such as welded, clamped, glued or the like. Like the one in particular 4th can be seen, has the expansion element 11 further two, in particular sealing lips provided with reinforcement, for example made of a metal material 12a on which against the inner wall of the container 2 fit tightly to the expansion chambers 12th to be separated from one another in a substantially pressure-tight manner, so that, if necessary, they can be acted upon by a pressure fluid under different pressures. Any expansion chamber 12th of the expansion element 11 is also available with a pressurized fluid connection 13th on the outside of the container 2 in connection in order to be able to act on them independently of one another with a pressure fluid, such as a hydraulic fluid, whereby the respective expansion chamber 12th expands and the expansion element 11 expands to accommodate the volume of the container 2 to reduce and in this way the grinding and / or polishing granulate particles mechanically against the surface of the workpiece 1 to press.

Um den Druck des Druckfluides, mit welchem die jeweilige Expansionskammer 12 des Expansionselementes 11 beaufschlagt wird, und somit deren Expansionsgrad und folglich den Anpressdruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück während dessen Oberflächenbearbeitung steuern und/oder regeln zu können, ist die Druckerzeugungseinrichtung 10 vorteilhafterweise drucksteuer- und/oder regelbar, was bei dem zeichnerisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiel mittels einer, z.B. in Form einer einem jeden Druckfluidanschluss 13 zugeordneten Pumpe ausgestalteten, Drucksteuer- und/oder Regeleinrichtung 14 geschieht. Die Expansionskammern 12 des Expansionselementes 11 sind auf diese Weise unabhängig voneinander in dem jeweils gewünschten Maße expandierbar, um beispielsweise in verschiedenen Oberflächenbearbeitungsstadien für verschiedene Anpressdrücke des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück 1 zu sorgen und/oder den Anpressdruck des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück 1 insbesondere auch, z.B. im Wesentlichen sinusförmig, sägezahnförmig oder in beliebiger anderer Weise, in periodischen Zyklen während dessen Oberflächenbearbeitung verändern zu können - sei es zwischen zwei oder mehreren unterschiedlichen Druckniveaus oder sei es zwischen einem oder mehreren Druckniveaus gegenüber einem mittels der Druckerzeugungseinrichtung erzeugten Anpressdruck von etwa null. Eine solche periodisch alternierende Druckbeaufschlagung der Expansionskammern 12 des Expansionselementes 11 kann dabei synchron (die Expansionskammern 12 werden gleichzeitig druckbeaufschlagt bzw. druckentlastet) oder abwechselnd (die Expansionskammern 12 werden jeweils zeitlich versetzt druckbeaufschlagt bzw. druckentlastet) geschehen, so dass je nach der gewünschten Oberflächenbearbeitung des Werkstückes 1 und je nach Werkstoff, aus welchem dieses gefertigt ist, insbesondere verschiedene Druck- und Fließbereiche und/oder verschiedene Strömungsprofile des Schleif- und/oder Poliergranulates innerhalb des Behälters eingestellt werden können.To the pressure of the pressure fluid with which the respective expansion chamber 12th of the expansion element 11 is acted upon, and thus to be able to control and / or regulate its degree of expansion and consequently the contact pressure of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece during its surface processing, is the pressure generating device 10 advantageously pressure-controllable and / or regulatable, which in the graphically reproduced embodiment by means of, for example, in the form of each pressure fluid connection 13th assigned pump configured, pressure control and / or regulating device 14th happens. The expansion chambers 12th of the expansion element 11 are in this way expandable independently of one another to the desired extent in each case, for example in different surface processing stages for different contact pressures of the grinding and / or polishing granulate against the workpiece 1 to ensure and / or the contact pressure of the grinding and / or polishing granules against the workpiece 1 in particular also, e.g. essentially sinusoidal, sawtooth-shaped or in any other way, to be able to change in periodic cycles during its surface treatment - be it between two or more different pressure levels or be it between one or more pressure levels against a contact pressure of about zero. Such periodically alternating pressurization of the expansion chambers 12th of the expansion element 11 can be synchronized (the expansion chambers 12th are pressurized or depressurized at the same time) or alternately (the expansion chambers 12th are each pressurized or relieved of pressure at different times), so that depending on the desired surface treatment of the workpiece 1 and depending on the material from which it is made, in particular different pressure and flow areas and / or different flow profiles of the grinding and / or polishing granulate can be set within the container.

Indes sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das Expansionselement 11 statt dessen auch nur eine Expansionskammer 12 oder mehrere, über einen gemeinsamen Druckfluidanschluss mit dem Druckfluid beaufschlagbare Expansionskammer(n) 12 besitzen kann (nicht gezeigt), und/oder das Expansionselement 11 kann seinerseits doppellagig ausgestaltet sein und die Expansionskammer(n) 12 zwischen diesen Lagen aufnehmen (ebenfalls nicht gezeigt).However, it should be noted at this point that the expansion element 11 instead, just an expansion chamber 12th or several expansion chamber (s) that can be acted upon by the pressure fluid via a common pressure fluid connection 12th may have (not shown), and / or the expansion element 11 can in turn be designed with two layers and the expansion chamber (s) 12th record between these layers (also not shown).

In der 3 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Eintauchen des Werkstückes in eine Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat unter relativer Bewegung derselben in Bezug auf das Werkstück 1 schematisch wiedergegeben, bei welcher identische und wirkungsgleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind und keiner nochmaligen Erörterung bedürfen. Die in der 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von jener der 1, 2 und 4 insbesondere dadurch, dass der Behälter 2 mit einem Innendorn 15 versehen ist, welcher beispielsweise vom Boden 7 des Behälters 2 her etwa zentral in dessen Innenraum vorsteht und auf dessen Außenseite ein weiteres Expansionselement 11 aufgebracht ist, dessen konstruktive Ausgestaltung weitestgehend jenem an der inneren Wandung des Behälters 2 entsprechen kann und seinerseits mittels einer weiteren Drucksteuer- und/oder Regeleinrichtung 14, z.B. wiederum in Form einer Pumpe, mit Fluiddruck beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise lassen sich insbesondere auch die Innenflächen oder Böden von Bohrungen 1a des Werkstückes 1, in welche der mit dem weiteren Expansionselement 11 versehene Innendorn 15 eingreift, in wirksamer Weise schleifen und/oder polieren, indem das weitere, an dem Innendorn 15 angebrachte Expansionselement 11 seinerseits den Zwischenraum zwischen dem Innendorn und dem Innenumfang der Bohrung 1a des Werkstückes - sei es über längere Bearbeitungsdauern und/oder sei es periodisch - zu komprimieren und damit das Schleif- und/oder Poliergranulat gegen den Innenumfang der Bohrung 1a des Werkstückes 1 anzupressen vermag.In the 3 is a second embodiment of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces by immersing the workpiece in a bed of grinding and / or polishing granulate with relative movement of the same in relation to the workpiece 1 shown schematically, in which identical and functionally equivalent components are provided with the same reference numerals and do not need to be discussed again. The one in the 3 The embodiment shown differs from that of 1 , 2 and 4th in particular in that the container 2 with an inner mandrel 15th is provided, which for example from the ground 7th of the container 2 protrudes approximately centrally in its interior and on its outside a further expansion element 11 is applied, the structural design of which is largely that on the inner wall of the container 2 can correspond and in turn by means of a further pressure control and / or regulating device 14th , for example again in the form of a pump, can be acted upon with fluid pressure. In this way, the inner surfaces or bottoms of bores in particular can also be removed 1a of the workpiece 1 , in which the with the further expansion element 11 provided inner mandrel 15th engages, grinding and / or polishing in an effective manner by the further, on the inner mandrel 15th attached expansion element 11 in turn, the space between the inner mandrel and the inner circumference of the bore 1a of the workpiece - be it over longer processing times and / or be it periodically - to compress and thus the grinding and / or polishing granulate against the inner circumference of the bore 1a of the workpiece 1 able to press.

In der 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Expansionselementes 11 einer Druckerzeugungseinrichtung 10 schematisch wiedergegeben, welches im Gegensatz zu den Expansionselementen 11 gemäß den 1 bis 4 nicht mit dem Behälter 2 verbunden, sondern einzeln in den Behälter 2 eingesetzt werden kann. Das Expansionselement 11 gemäß der 5 ist hierbei im Wesentlichen nach Art eines Beutels aus einem, insbesondere elastisch, nachgiebigen Material, wie beispielsweise einem Kunststoffmaterial der oben genannten Art, ausgestaltet und umfasst wiederum einen Druckfluidanschluss 13, um es - zweckmäßigerweise wiederum mittels einer in der 5 nicht nochmals dargestellten Drucksteuer- und/oder Regeleinrichtung 14 (vgl. die obigen 1 bis 3) - mit einem unter dem erforderlichen Druck stehenden Druckfluid beaufschlagen zu können, so dass es expandiert wird und das Aufnahmevolumen des Behälters 2 komprimiert, wenn es in diesen eingesetzt worden ist. Um dem separaten Expansionselement 11 eine hohe Formstabilität sowie eine einfache Handhabung zu verleihen und es insbesondere während der Oberflächenbearbeitung von Werkstücken abzustützen, ist das nach Art eines Beutels ausgestaltete Expansionselement in einen nach Art eines Käfigs ausgebildeten Träger 16 eingesetzt, welcher insbesondere um den Umfang des Expansionselementes verhältnismäßig engmaschig ist, während er in Richtung der Innenseite des Behälters 2 sehr grobmaschig ist oder die der Innenseite des Behälters 2 zugewandte Seite des Expansionselementes 11 auch gänzlich freilassen kann, damit das Expansionselement 11 frei zu expandieren vermag, um das Schleif- und/oder Poliergranulat gegen das zu bearbeitende Werkstück 1 anzupressen.In the 5 is a further embodiment of an expansion element 11 a pressure generating device 10 shown schematically, which in contrast to the expansion elements 11 according to the 1 to 4th not with the container 2 connected, but individually in the container 2 can be used. The expansion element 11 according to the 5 is here in Essentially designed in the manner of a bag from a, in particular elastic, resilient material, such as, for example, a plastic material of the type mentioned above, and in turn comprises a pressure fluid connection 13th to get it - expediently again by means of an in the 5 pressure control and / or regulating device not shown again 14th (see the above 1 to 3 ) - to be able to apply a pressurized fluid under the required pressure, so that it is expanded and the receiving volume of the container 2 compressed when it has been inserted into them. To the separate expansion element 11 The expansion element designed in the manner of a bag in a carrier designed in the manner of a cage is to impart high dimensional stability and easy handling and, in particular, to support it during the surface processing of workpieces 16 used, which is relatively close-meshed in particular around the circumference of the expansion element, while it is in the direction of the inside of the container 2 is very wide-meshed or that of the inside of the container 2 facing side of the expansion element 11 can also be completely released so that the expansion element 11 Able to expand freely, around the grinding and / or polishing granules against the workpiece to be machined 1 to press.

In den 6 bis 9 sind schließlich verschiedene Ausführungsformen von Expansionselementen 11 mit exemplarischen Anordnungen einer Mehrzahl an Expansionskammern 12 einer Druckerzeugungseinrichtung 10 schematisch wiedergegeben, wie sie bei den in den 1 bis 4 darstellten Vorrichtungen zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken 1 an der inneren Wandung des Behälters 2 zur Anwendung gelangen können, sofern sie zu einem Zylinder geformt, in den Behälter 1 eingebracht, an dessen inneren Wandung druckdicht befestigt und mittels einer oder mehrerer Druckfluidanschlüsse 13 des Behälters 2 fluidisch kontaktiert werden. Wie aus den 6 bis 9 ersichtlich, können die Expansionskammern 12 des Expansionselementes 11 je nach Geometrie und/oder gewünschter Oberflächenbeschaffenheit des Werkstückes 1 praktisch beliebige Formen besitzen und/oder in praktisch beliebiger Ausrichtung relativ zueinander angeordnet werden, wie beispielweise im Wesentlichen matrixartig ( 6), in Form einer (oder auch mehrerer; nicht gezeigt) sich entlang eines Umfangsabschnittes des Behälters 2 im Wesentlichen in Axialrichtung desselben erstreckenden Expansionskammer 12 (7), in Form einer (oder auch mehrerer; nicht gezeigt) sich entlang eines Umfangsabschnittes des Behälters 2 schräg zur Axialrichtung desselben erstreckenden Expansionskammer 12 (8), in Form mehrerer, an verschiedenen Umfangsabschnitten und/oder Axialabschnitten des Behälters 2 angeordneten Expansionskammern 12 mit teils unterschiedlicher und/oder teils gleicher Geometrie (9), und dergleichen mehr.In the 6th to 9 are finally different embodiments of expansion elements 11 with exemplary arrangements of a plurality of expansion chambers 12th a pressure generating device 10 shown schematically as they are in the 1 to 4th Represented devices for the surface treatment of workpieces 1 on the inner wall of the container 2 can be used, provided they are shaped into a cylinder, in the container 1 introduced, attached to its inner wall pressure-tight and by means of one or more pressure fluid connections 13th of the container 2 be contacted fluidically. As from the 6th to 9 can be seen, the expansion chambers 12th of the expansion element 11 depending on the geometry and / or the desired surface properties of the workpiece 1 have practically any shape and / or are arranged in practically any orientation relative to one another, such as essentially matrix-like ( 6th ), in the form of one (or more; not shown) along a circumferential section of the container 2 expansion chamber extending essentially in the axial direction of the same 12th ( 7th ), in the form of one (or more; not shown) along a circumferential section of the container 2 obliquely to the axial direction of the same extending expansion chamber 12th ( 8th ), in the form of several, on different circumferential sections and / or axial sections of the container 2 arranged expansion chambers 12th with partly different and / or partly the same geometry ( 9 ), and the like.

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Claims (17)

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück (1) in eine in einem Behälter (2) befindliche Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- und/oder Poliergranulat während der Oberflächenbearbeitung des Werkstückes (1) gegen das Werkstück (1) angepresst wird.Method for the surface treatment of workpieces, in that the workpiece (1) is immersed in a bed of grinding and / or polishing granules located in a container (2) and is moved in the bed of grinding and / or polishing granules relative to the latter, thereby characterized in that the grinding and / or polishing granulate is pressed against the workpiece (1) during the surface treatment of the workpiece (1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- und/oder Poliergranulat dadurch gegen das Werkstück (1) angepresst wird, indem das zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters (2) komprimiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the grinding and / or polishing granulate is pressed against the workpiece (1) by compressing the volume of the container (2) available for receiving the grinding and / or polishing granulate. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (2) wenigstens ein Expansionselement (11) angeordnet und das Expansionselement (11) expandiert wird, um das zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehende Aufnahmevolumen des Behälters (2) zu komprimieren und das Schleif- und/oder Poliergranulat auf diese Weise gegen das Werkstück (1) anzupressen.Procedure according to Claim 2 , characterized in that at least one expansion element (11) is arranged in the container (2) and the expansion element (11) is expanded in order to compress the volume of the container (2) available for receiving the grinding and / or polishing granulate and to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece (1) in this way. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein nachgiebiges Expansionselement (11) mit wenigstens einer Expansionskammer (12) eingesetzt wird, wobei die Expansionskammer (12) mit einem Druckfluid, insbesondere mit einer Druckflüssigkeit, beaufschlagt wird, um das Expansionselement (11) zu expandieren.Procedure according to Claim 3 , characterized in that a resilient expansion element (11) with at least one expansion chamber (12) is used, the expansion chamber (12) being acted upon with a pressure fluid, in particular with a pressure fluid, in order to expand the expansion element (11). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Andruck der Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück (1) gesteuert und/oder geregelt wird, insbesondere durch Steuerung des Druckes des Druckfluides, mit welchem das nachgiebige Expansionselement (11) beaufschlagt wird.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the pressure of the grinding and / or polishing granules against the workpiece (1) is controlled and / or regulated, in particular by controlling the pressure of the pressure fluid with which the flexible expansion element (11) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) im Wesentlichen vollständig mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat befüllt und das Werkstück (1) in die in dem Behälter (2) befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht wird, wonach der Behälter (2), insbesondere mittels eines Deckels (5), verschlossen und das Schleif- und/oder Poliergranulat gegen das Werkstück (1) angepresst wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the container (2) is essentially completely filled with the grinding and / or polishing granulate and the workpiece (1) is immersed in the bulk of the grinding and / or polishing granulate in the container (2), after which the container (2) is closed, in particular by means of a lid (5), and the grinding and / or polishing granulate is pressed against the workpiece (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Behälter (2) befindlichen Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat ein flüssiges Bearbeitungsmedium zugesetzt wird, wobei der Behälter (2) während der Bearbeitung des Werkstückes (1) insbesondere mit dem flüssigen Bearbeitungsmedium durchströmt wird.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that a liquid processing medium is added to the bulk of the grinding and / or polishing granulate in the container (2), the container (2) being flowed through in particular with the liquid processing medium during the processing of the workpiece (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung des Werkstückes (1) in Bezug auf die in dem Behälter (2) befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat durch wenigstens eine Relativbewegung aus der Gruppe - rotatorische Bewegung des Werkstückes (1) und/oder des Behälters (2), insbesondere im Wesentlichen um eine Symmetrieachse des Werkstückes (1) und/oder des Behälters (2); - translatorische Bewegung des Werkstückes (1) in Bezug auf den Behälter (1), insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung desselben; und - Schwingungsanregung des Werkstückes (1) und/oder des Behälters (2), erfolgt.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the relative movement of the workpiece (1) in relation to the bulk of the grinding and / or polishing granulate located in the container (2) by at least one relative movement from the group - rotary movement of the workpiece (1) and / or of the container (2), in particular essentially around an axis of symmetry of the workpiece (1) and / or of the container (2); - translational movement of the workpiece (1) in relation to the container (1), in particular essentially in the axial direction of the same; and - vibration excitation of the workpiece (1) and / or the container (2) takes place. Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Eintauchen des Werkstückes (1) in eine Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat unter relativer Bewegung derselben in Bezug auf das Werkstück (1), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Behälter (2) zur Aufnahme des Schleif und/oder Poliergranulates und mit wenigstens einem Werkstückhalter (3), an welchem das zu bearbeitende Werkstück (1) lösbar festlegbar ist, wobei der Werkstückhalter (3) relativ zu dem Behälter (2) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung (10) aufweist, welche zum Anpressen des Schleif- und/oder Poliergranulates gegen das Werkstück (1) während dessen Oberflächenbearbeitung ausgebildet ist.Device for surface processing of workpieces by immersing the workpiece (1) in a bed of grinding and / or polishing granulate with relative movement of the same in relation to the workpiece (1), in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, with a container (2) for receiving the grinding and / or polishing granulate and with at least one workpiece holder (3) on which the workpiece (1) to be machined can be releasably fixed, the workpiece holder (3) being movable relative to the container (2), thereby characterized in that the device has at least one pressure generating device (10) which is designed to press the grinding and / or polishing granulate against the workpiece (1) during its surface treatment. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinrichtung (10) zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters (2) ausgebildet ist.Device according to Claim 9 , characterized in that the pressure generating device (10) is designed to compress the receiving volume of the container (2) available for receiving the grinding and / or polishing granulate. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinrichtung (10) wenigstens ein in dem Behälter (2) angeordnetes Expansionselement (11) aufweist, welches zur Kompression des zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates zur Verfügung stehenden Aufnahmevolumens des Behälters (2) expandierbar ist.Device according to Claim 10 , characterized in that the pressure generating device (10) has at least one expansion element (11) arranged in the container (2) which can be expanded to compress the volume of the container (2) available for receiving the grinding and / or polishing granulate. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionselement (11) aus einem nachgiebigen Material gefertigt ist und wenigstens eine Expansionskammer (12) aufweist, welche mit einem Druckfluid, insbesondere mit einer Druckflüssigkeit, beaufschlagbar ist, um das Expansionselement (11) zu expandieren.Device according to Claim 11 , characterized in that the expansion element (11) is made of a flexible material and has at least one expansion chamber (12) which is filled with a pressure fluid, in particular with a Pressure fluid can be acted upon in order to expand the expansion element (11). Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass - das Expansionselement (11) auf zumindest einem innenseitigen Abschnitt einer Wandung des Behälters (2) angeordnet ist, wobei insbesondere seine wenigstens eine Expansionskammer (12) mit wenigstens einem an der Außenseite des Behälters (2) angeordneten Druckfluidanschluss (13) in Verbindung steht; oder - das separate Expansionselement (11) in den Behälter (2) einsetzbar ist, wobei es insbesondere einen Träger (16) aufweist, welcher sein seine wenigstens eine Druckkammer (12) umfassendes, nachgiebiges Material abstützt.Device according to Claim 11 or 12th , characterized in that - the expansion element (11) is arranged on at least one inside section of a wall of the container (2), in particular its at least one expansion chamber (12) with at least one pressure fluid connection (13) arranged on the outside of the container (2) ) is in communication; or - the separate expansion element (11) can be inserted into the container (2), wherein it has in particular a carrier (16) which supports its flexible material comprising at least one pressure chamber (12). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinrichtung (10) steuerbar und/oder regelbar ist, wobei sie insbesondere wenigstens eine Drucksteuer- und/oder -regeleinrichtung (14) aufweist, welche zur Drucksteuerung und/oder -regelung des Druckfluides ausgebildet ist, mit welchem die wenigstens eine Expansionskammer (12) des Expansionselementes (11) aus einem nachgiebigen Material beaufschlagbar ist.Device according to one of the Claims 9 to 13th , characterized in that the pressure generating device (10) can be controlled and / or regulated, in particular having at least one pressure control and / or regulating device (14) which is designed to control and / or regulate the pressure of the pressure fluid with which the at least one expansion chamber (12) of the expansion element (11) made of a flexible material can be acted upon. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) mittels eines Deckels (5) verschließbar ist, wobei der Werkstückhalter (3) insbesondere an dem Deckel (5) gelagert ist.Device according to one of the Claims 9 to 14th , characterized in that the container (2) can be closed by means of a lid (5), the workpiece holder (3) being mounted in particular on the lid (5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) - wenigstens einen Flüssigkeitseinlass (6a), welcher zum Zuführen eines flüssigen Bearbeitungsmediums ausgebildet ist, und/oder - wenigstens einen Flüssigkeitsauslass (6b), welcher zum Abführen eines flüssiges Bearbeitungsmediums ausgebildet ist, aufweist.Device according to one of the Claims 9 to 15th , characterized in that the container (2) - at least one liquid inlet (6a), which is designed for supplying a liquid processing medium, and / or - has at least one liquid outlet (6b), which is designed for discharging a liquid processing medium. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (3) und/oder der Behälter (2) - drehbar gelagert ist, insbesondere im Wesentlichen um seine Symmetrieachse, und mit einem Drehantrieb (M) in Verbindung steht; und/oder - translatorisch gelagert ist, insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung desselben, und mit einem Translationsantrieb in Verbindung steht; und/oder - mit einem Schwingungserzeuger, insbesondere in Form einer Ultraschallquelle, eines piezoelektrischen Aktors oder eines Unwuchtantriebs, in Verbindung steht.Device according to one of the Claims 9 to 16 , characterized in that the workpiece holder (3) and / or the container (2) - is rotatably mounted, in particular essentially around its axis of symmetry, and is connected to a rotary drive (M); and / or - is mounted in a translatory manner, in particular essentially in the axial direction thereof, and is connected to a translational drive; and / or - is in connection with a vibration generator, in particular in the form of an ultrasound source, a piezoelectric actuator or an unbalance drive.
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