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Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen Die Erfinder haben bereits
früher vorgeschlagen, bei der Bearbeitung von Oberflächen insbesondere beim Feinschleifen,
ein Verfahren anzuwenden, bei welchem dem nicht umlaufenden Schleifwerkzeug zwei
Schwingungsbewegungen erteilt werden, deren Richtungen parallel zu der zu schleifenden
Fläche, aber nicht parallel zueinander liegen und von denen mindestens eine eine
Schwingungszahl von mehr als 1000 Schwingungen pro Minute hat.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht,
dem Werkzeug, z. B. einem Schleifstein, oder dem Werkstück eine solche aus zwei
einander überlagerten Schwingbewegungen bestehende Bewegung zu erteilen. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Schwingbewegungen von einem Antriebsmotor
bewirkt werden, und zwar derart, daß die eine, die langsamere, von dem sie erzeugenden
Antriebsmotor selbst und die andere relativ zum Antriebsmotor ausgeführt wird.
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Um die beiden Schwingungen durch den gleichen Antriebsmotor zu erzeugen,
ist- gemäß der weiteren Erfindung der Antriebsmotor hin- und herbeweglich im Maschinengestell
gelagert und über mindestens ein Vorgelege mit zwei Abtrieben versehen, von denen
der eine über einen Exzenter mit dem Maschinengestell und der andere über einen
Exzenter mit einem das Werkzeug tragenden Schwingkopf, der in einer an der Motorschwingung
teilnehmenden Führung hin-und herbeweglich gelagert ist, verbunden sind. An Stelle
der Exzenter können selbstverständlich auch gleichwertige Elemente, wie beispielsweise
Kurbeln, verwendet werden. Der erste Abtrieb des Motors erreicht hierbei, daß der
ganze Motor eine hin- und hergehende bzw. auf und ab gehende Bewegung ausführt.
Während der zweite Abtrieb des Motors bewirkt, daß das Werkzeug bzw. das Werkstück
einerseits an der Schwingbewegung des Motors teilnimmt, anderseits relativ zum Antrieb
des Motors die zweite Schwingbewegung ausführt. Bewegt sich der Motor in senkrechter
Richtung, so ist es zweckmäßig, ihn so aufzustellen oder aufzuhängen, daß sein Gewicht
in bekannter Weise durch Federn ausgeglichen ist und der Antrieb, der die auf und
ab gehende Bewegung bewirkt, praktisch nur die Massenträgheit überwinden, nicht
aber das Gewicht des Motors heben muß. Die Kraft des die Bewegung des Motors bewirkenden
Gestänges soll dabei möglichst auf den Massenmittelpunkt des Motors und der mit
ihm verbundenen schwingenden Massen gerichtet sein. Ist das die Schwingbewegung
des Motors bewirkende Getriebe seitlich des Massenmittelpunktes der schwingenden
Masse angeordnet, so kann die dadurch hervorgerufene Verkantung der Masse durch
Federn mit entsprechend verschieden großer Federkonstante ausgeglichen sein. Um
die Vorrichtung vielseitig verwendbar zu machen, können zweckmäßig Mittel vorgesehen
sein, um die eine Schwingbewegung, vorzugsweise die langsamere, auszuschalten. Der
Schleifstein führt dann nur eine geradlinige Schwingbewegung aus.
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Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind in
den Abbildungen dargestellt-Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 befindet sich das
Getriebe, das die Schwingbewegung des Motors 1 bewirkt, an der Seite. Der Antriebsmotor
1 mit dem Untersetzungsgetriebe 2 ist auf einer Grundplatte 3 gelagert, die auf
zwei oder vier Stützen ruht. Diese Stützen bestehen aus je einer Hohlsäule 4, in
der kolbenartig ein Teil 5 verschiebbar ist, Der Teil 5 ist rohrförmig und nimmt
in seinem Innern die Feder 6a bzw. 6 b auf. Auf der Abtriebswelle 7, die etwa eine
Umdrehungszahl von 140 Ulmin haben mag, ist ein Exzenter B vorgesehen, der über
eine Pleuelstange 9 mit den ruhenden Teilen des Gestelles verbunden ist. Der Exzenter
8 bewirkt also, daß der Motor 1 zusammen mit seiner Grundplatte 3 eine auf- und
abwärts gehende Schwingbewegung ausführen muß. Da -die Kraftwirkung der Pleuelstange
9 nicht auf den Massenmittelpunkt des bewegten Systems gerichtet ist, sucht sie
außer der Verschiebungsbewegung auch eine Drehbewegung des bewegten Systems hervorzurufen.
Der sich daraus ergebenden Verkantung kann außer durch die Parallelführung der Teile
5 in den Hohlsäulen 4 noch dadurch entgegengewirkt -werden, daß die Federn
6a, die der Pleuelstange näher liegen, eine entsprechend größere Federkonstante
besitzen als die Federn 6 b, die von der Pleuelstange weiter entfernt sind. An der
zweiten Abtriebswelle 10 des Motors, die direkt oder ebenfalls über ein Vorgelege
mit dem Rotor des Motors verbunden ist, ist ebenfalls ein Exzenter 11 angebracht.
Dieser Exzenter 11 führt einen
Schwingklotz 12, der durch zwei parallele
Blattfedern 13 oder Hebelarme in horizontaler Richtung parallel geführt ist. Der
Schwingklotz führt also durch die Einwirkung des Exzenters 11 relativ zum Motor
eine horizontale Schwingung aus, deren Frequenz der Drehzahl der Welle 10 entspricht,
die etwa 2800 U/min betragen mag. An der Vorderseite des Schwingklotzes 12 ist in
einer geeigneten Halterung der Schleifstein 14 oder ein sonstiges Werkzeug. das
die gewünschte Bewegung ausführen soll, oder ein Werkstück eingespannt. Als Auflage
für das zu bearbeitende, z. B. feinzuschleifende Werkstück bzw. für das das eingespannte
Werkstück bearbeitende Werkstück ist ein Tisch 15 vorgesehen.
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Selbstverständlich können die einzelnen Teile zur Bewegung und Führung
auch in anderer Weise ausgeführt sein. Beispielsweise kann als Führung für den Schwingklotz
12 auch ein einfacher, an der Grundplatte 3 befestigter Hebel dienen. In diesem
Fall führt der Schwingklotz keine geradlinige; sondern eine entsprechend der Länge
des Hebels schwach gekrümmte Bewegung aus. Diese schwache Krümmung fällt aber bei
dem verhältnismäßig kleinen Winkelbereich nicht ins Gewicht.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes
der Erfindung in Seitenansicht und in Ansicht von hinten, teilweise im Schnitt.
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Abb. 2 a zeigt die Führung des Schwingkopfes der Ausführungsform nach
Abb. 2 und 3, von oben gesehen, teilweise im Schnitt.
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Die Merkmale, durch die sich diese Ausführungsform von der nach Abb.
1 unterscheidet, lassen sich auch einzeln bei der Vorrichtung nach Abb. 1 anwenden.
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Als Getriebe für die senkrechte Schwingbewegung des Motors dient hier
ein Exzenter 21, der über ein Kugellager 22 auf das Gestell wirkt. Der Antrieb dieses
Exzenters erfolgt wieder von der einen Abtriebswelle23über ein Winkelgetriebe 24
- Schneckenrad und Schnecke, Kegelräder od. dgl. - und die Zahnräder 25 und 26.
Da sich der Exzenter 21 unter dem Schwerpunkt des Motors befindet, kann in diesem
Falle ein Verkanten nicht eintreten, es sind daher in den Stützen 27, durch die
wieder der Motor in seiner Bewegung geführt wird, keine Federn mit verschiedener
Federkonstante erforderlich. Bei dem gezeigten Beispiel sind im Gegenteil diese
Federn ganz weggelassen, auf einen Gewichtsausgleich also verzichtet. Auf diese
Weise wird das Gewicht des Motors ausgenützt, damit der Exzenter auch bei der Abwärtsbewegung
des Motors in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Gestell bleibt. Erforderlichenfalls
können zusätzlich noch Federn 28 zur Sicherung des Kraftschlusses vorgesehen sein.
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Um die durch die zweite raschere Schwingung trotz Auswuchtens hervorgerufene
Vibration vom Gestell fern zu halten, sind in den Stützen 27 Zwischenlager 29 aus
schwingungsdämpfendem Material, z. B. Gummi, synthetischer Kautschuk oder anderem
elastischem Stoff, vorgesehen. Eine Zwischenlage 30 aus gleichem Material befindet
sich unter dem Exzenter 21.
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Um die senkrechte Schwingbewegung ausschalten zu können, ist ein weiterer
Exzenter 3.1 vorgesehen, der nicht durch den Motor angetrieben, sondern von
Hand durch den Hebel 32 betätigt wird. Durch diesen Exzenter kann der Motor von
dem Exzenter 21 abgehoben werden. Eine Zwischenlage 33 dämpft auch hier die Vibrationen,
so daß sie auch bei stillgesetzter senkrechter Bewegung nicht auf das Gestell übertragen
werden. Der Schwingkopf 34 ist auch hier wieder durch zwei parallele Federn 35 in
horizontaler Richtung geführt. Da diese Federn am Motorgestell durch die Schrauben
36 befestigt sind, nehmen sie an der senkrechten Schwingbewegung teil.
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Die Bewegung des Exzenters 37, der auf der schnell laufenden Abtriebswelle
38 des Motors angeordnet und durch eine exzentrische Masse 39 ausgewuchtet ist,
wird auf den Schwingkopf 34 durch ein Kugellager 40 übertragen.